Форсунки с многодырчатыми распылителями

Струя топлива, выбрасываемая с большими скоростями из соплового отверстия, состоит из центральной части — струи, включающей крупнодисперсные частицы топлива и оболочки, содержащей большое количество расходящихся нитей и мелких частиц, отрываемых воздухом. Компактная активная часть факела обладает значительной энергией и движется с большой скоростью, глубоко проникая в массу сжатого в камере воздуха.

Распыливание топлива

Фрагментация реактивных самолетов происходит под действием внешних сил аэродинамического сопротивления. Чем выше скорость струи и выше давление в камере сжатия, тем быстрее струя растворяется в мелкие капли.

На дезинтеграцию также влияет давление впрыска топлива, определяемое суммарным сопротивлением отверстий форсунок (их диаметром) и вязкостью топлива. С уменьшением диаметра сопловых отверстий увеличиваются давление и расход, а следовательно, увеличивается тонкость распыла, увеличивается угол конуса струи и уменьшается длина. Сегодня это широко используется в современных двигателях для повышения эффективности сгорания тяжелого топлива с высокой вязкостью. С увеличением вязкости топлива увеличиваются силы поверхностного натяжения, препятствующие срыву струи. Распыление производит меньше мелких капель и увеличивает количество и размер крупных частиц. Угол конуса распада струи уменьшается, а длина увеличивается, в связи с чем возникает опасность ее касания открытых поверхностей стенок рабочей втулки и днища поршня. Топливо, осевшее на этих поверхностях, сгорает не полностью, вызывая нагар и перегрев, что может привести к прожогу поршня (алюминиевые поршни) или растрескиванию (чугунные поршни). Это требует особого внимания к подогреву тяжелого топлива до температур, обеспечивающих вязкость перед подачей в ТНВД не более 10-12 сСт.

С увеличением диаметра сопловых отверстий

В эксплуатации это происходит из-за их эрозионного износа, падает давление распыления и увеличивается количество и размер крупных частиц. Поэтому все ведущие фирмы требуют периодически проверять диаметр отверстий и не допускают дальнейшей эксплуатации шприцев, у которых диаметр отверстий превышает номинальное значение на 10 % и более %.

Исследования, проведенные компанией MAN на двигателях МС, показали, что объем внутренней полости в наконечнике форсунки играет существенную роль в образовании частиц сажи и углеводородов (СН) в цилиндрах, а также закоксовывании отверстий форсунки.

Уменьшение этой полости на 15 % (справа), достигнутое введением в канал сопла змеевика, выполненного за одно целое с иглой (см рис. 1), позволило значительно улучшить чистоту выхлопа.

Форсунки с распылителями с несколькими отверстиями

Рис. 1 форсунка — стандартная (слева) и уменьшенная камера форсунки (справа)

Уменьшение объема сопловой камеры применяют и сегодня при производстве форсунок среднеоборотных двигателей.

Рекомендуем прочитать: Форсунки

В большинстве случаев отверстия просверлены в форсунках. На выходе сверла образуются заусенцы, провоцирующие образование вихрей, что приводит к кавитационно-эрозионному повреждению и быстрому износу отверстий.

Поэтому во избежание отмеченных явлений ряд фирм при наличии технологических возможностей применяют скругление кромок отверстий, что значительно продлевает срок их службы (см рис. 2).

Форсунки с распылителями с несколькими отверстиями

Рис. 2 закругления отверстий

В тихоходных и среднеоборотных двигателях для удешевления изготовления и замены наконечников форсунок при износе форсунки выполнены отдельно от основного корпуса распылителя.

Dream-yachts
Добавить комментарий