Клапанно-сопловая форсунка (фиг. 207), как и нормальная закрытая форсунка, имеет две полости с разными давлениями. Следовательно, k = 2, а выходное дросселирующее сечение образовано соплами (/2 fk = fc ~ = const), в отличие от нормальной закрытой форсунки запорный орган, в
данном случае клапан, не PPf имеет поверхности, подвер-
= Ml/] "/ V bx -\-Pq - p = ,T.d,x sin a V bx-po - p.
Характеристика форсунки, подсчитанная для случая впрыска в атмосферу {pz = 0)- показана на фиг. 208.
Характеристика штифтовой форсунки с обычной формой штифта
В настоящее время штифтовые форсунки обычно выполняются с штифтом в виде двух усеченных конусов, сложенных меньшими основаниями (фиг. 209). Штифты изготовляют разного диаметра с различными углами при вершине нижнего конуса (от О до 50°), в результате чего конус факела топлива может изменяться в широких пределах. В начальный момент, когда запорный конус иглы находится в седле, цилиндрическая часть штифта обычно» частично входит в цилиндрическое выходное отверстие корпуса форсунки. В общем случае штифтовую форсунку следует рассматривать как имеющую три дросселирующих сечения: 1) в запорном конусе, 2) у верхнего конуса и 3) у нижнего конуса штифта. Для выяснения вида характеристики штиф-
вихревых движений в надсопловой полости, которые, создавая возмущения в потоке, проходящем через сопло, содействуют раздроблению топлива и улучшению качества распыливания.
В дальнейшем при рассмотрении свойств нормальной закрытой форсунки с обычной характеристикой участок возрастания давления при малых расходах не принимается во внимание.
ТОБОЙ форсунки и ее расчета можно с достаточной степенью гочности объединить последние два сечения, рассматривая их как одно, эквивалентное им. Пользуясь обозначениями на фиг. 210 и уравнением (284), можно написать
1=3 /=2
2g f
где f,i, - эквивалентное сечение, заменяющее оба сечения у штифта. Следовательно,
(294)
Если
- С 1 или ifi «. lig/g, то дробь -у мала по сравнению Н-г/г- В этом случае приведенное сечение меньше меньшего
с единицей и
из двух заменяемых и близко к нему. Проходные сечения у штифта при подъеме иглы меняются так, что нижнее уменьшается, а верхнее увеличивается. Эквивалентное проходное сечение поэтому близко к тому из двух, которое меньше. Это позволяет проанализировать характеристику штифтовой форсунки на основании изменения эквивалентного проходного сечения у штифта иглы.
С подъемом иглы можно отметить следующие характеристические положения штифта иглы (фиг 211):
1, Игла закрывает проходное сечение (л; = 0). Цилиндрическая часть штифта частично входит в отверстие корпуса Основным дросселирующим-сечением у штифта является кольцевой зазор между цилиндрической частью 1итифта и отверстием корпуса.
Фиг 209 Штиф-! обычной штифтовой форсунки.
Фиг. 210. Схема к определению эквивалентного проходного сечения штифта.
Л Ш TF Т W
Фиг. 211. Характеристические положения штифта.
2. Большее основание верхнего конуса штифта располагается на уровне верхней кромки отверстия корпуса (х = Xi).
3. Штифт располагается в отверстии корпуса так. что проходное сечение у верхнего конуса штифта равно по величине проходному сечению у нижнего конуса (X = Xq).
4. Нижняя торцовая плоскость штифта устанавливается на уровне нижней торцовой плоскости корпуса форсунки {х = х).
5. Нижняя торцовая плоскость штифта устанавливается на уровне верхней окружности цилиндрического выходного отверстия корпуса форсунки {х = Xs).
6 Штифт вышел из отверстия корпуса распылителя (л; = х).
В соответствии с этими характеристическими положениями штифта на фиг. 212 показана связь между подъемом иглы форсунки и эквивалентным проходным сечением у штифта.
Связь между эквивалентным проходным сечением у штифта и подъемом нглы распадается на ряд различных участков. Поэтому и характеристика форсунки, подсчет которой выполняется по обп],ему методу, распадается на соответствующие участки. На первом участке форсунка по гидродинамической схеме подобна нормальной закрытой форсунке, и характеристика штифтовой форсунки по виду соответствует характеристике последней <фиг. 213, участок /). Вследствие малого размера выходного сечения этот участок характеристики укладывается в области малых расходов топлива.
На участке эквивалентное проходное сечение у штифта растет с увеличением подъема иглы, поэтому с увеличением подъема иглы рост
Фиг. 212. Зависимость эквивалентного сечения у штифта от подъема иглы.
Фиг 213. Характеристика штифтовой форсунки.
общего перепада в форсунке меньше, чем если бы выходное сечение было постоянно по величине, как у нормальной закрытой форсунки. Это определяет перелом кривой давления и подъема иглы при переходе с участка / на участок и плавное замедленное возрастание обоих параметров с увеличением Q.
На участке / характеристики уменьшение эквивалентного проходного сечения у штифта с увеличением подъема иглы приводит к более резкому увеличению дросселирования по сравнению с нормальной закрытой форсункой. В случае небольших углов при вершине нижнего конуса штифта ( ~ 5°) характеристика штифтовой форсунки на этом участке имеет более резкий подъем давления и перемещения иглы, чем у нормальной закрытой форсунки. При больших углах нижнего конуса штифта влияние уменьшения выходного сечения сказывается настолько резко, что равновесие иглы при больших подъемах иглы получается при меньших секундных расходах топлива. В этих случаях уклон кривых давления и подъема иглы становится отрицательным.
На участке IV эквивалентное проходное сечение у штифта может быть принято постоянным, а штифтовая форсунка по гидродинамической схеме - эквивалентной нормальной закрытой форсунке. Этот участок имеет такой же характер протекания, как у нормальной закрытой форсунки, причем, как правило, этот участок соответствует условию, что > Q,p.
На участке V характеристики эквивалентное сечение у штифта увеличивается так же, как и на втором участке, поэтому и вид кривых давления и подъема иглы аналогичен виду соответствующих кривых на втором участке.
Понятие о неустойчивых режимах работы форсунки
Каждая точка характеристики форсунки определяется из условия статического равновесия ее иглы или клапана. Как известно, статическое равновесие каждого тела может быть устойчивым или неустойчивым. Устойчивое
