Injektorityypit ja niihin liittyvät vaatimukset
Toiminto ja vaatimukset
Injektorin ensisijainen tehtävä on sumuttaa polttoaine hienoksi pieniksi pisaroiksi dieselmoottoriseoksen muodostumisen ominaisuuksien mukaisesti ja ruiskuttaa ne tarkasti määrättyyn paikkaan palotilan sisällä. Injektorin on täytettävä erilaisten palokammiotyyppien vaatimat ruiskutusominaisuudet. Sillä on oltava riittävä tunkeutumiskyky varmistaakseen, että polttoainepisarat pääsevät syvälle palotilaan. Lisäksi se vaatii sopivan ruiskutuskartion kulman kattamaan riittävän palotilan alueen. Lisäksi erinomainen sumutuslaatu on olennaista polttoaineen-ilman perusteellisen sekoittumisen varmistamiseksi. Lopuksi, tippumisen puuttuminen polttoaineen ruiskutuksen jälkeen on myös kriittinen suorituskyvyn indikaattori ruiskulle.
Injektorityypit
Injektorit luokitellaan ensisijaisesti aukko--- ja neula{1}}-tyyppisiin injektoreihin. Suutintyyppisillä-suuttimilla on yksinkertainen rakenne, helppo valmistus ja laaja käyttö dieselmoottoreissa. Neula{5}}-tyyppiset injektorit on suunniteltu erityisesti osioituihin polttokammioihin, ja niiden kokoonpano minimoi hiilen kertymisen.
Suutinsuuttimen analyysi
Rakenteelliset ominaisuudet ja sovellukset
Suutinsuuttimet ovat tunnettuja ainutlaatuisista rakenteellisista ominaisuuksistaan. Ne käyttävät useita aukkoja sumuttamaan polttoaineen hienoksi pieniksi pisaroiksi, jotka ruiskutetaan sitten suurella nopeudella palotilaan. Tämä suutintyyppi on rakenteeltaan yksinkertainen, helppo valmistaa ja sitä käytetään laajalti dieselmoottoreissa. Suutinsuuttimet mahdollistavat polttoaineen sumutuksen useiden suuttimien kautta, ja niitä on kahta rakennemallia: pitkää ja lyhyttä, jotka sopivat yhtenäisiin palokammioihin. Pitkä suuttimen rakenne laajentaa suuttimen runkoa ja sijoittaa neulaventtiilin ohjaimen poispäin palokammiosta. Tämä vähentää termisen muodonmuutoksen riskiä ja estää neulaventtiilin juuttumisen koteloonsa, mikä tekee siitä ihanteellisen korkean lämpökuorman dieselmoottoreille. Neulaventtiilissä on kaksi kartiomaista pintaa: paine-laakeripinta, joka kestää korkean-paineen öljykammion voimat, luoden ylöspäin suuntautuvan aksiaalisen työntövoiman voittamaan paineen esikuormituksen-, joka säätelee jousta ja kitkaa neulaventtiilin ja rungon välillä, mikä mahdollistaa polttoaineen ruiskutuksen; ja tiivistyspinnan, joka sopii yhteen neulaventtiilirungon tiivistyspinnan kanssa kammion sisäisen tiivistyksen varmistamiseksi. Lisäksi suuttimen reiän rakenne on kriittinen komponentti aukkotyyppisissä injektoreissa. Suuttimen reikien lukumäärän perusteella ne voidaan luokitella yksireikäisiksi-, kaksoisreikäisiksi-ja monireikäisiksi{14}}injektoreiksi.
Tyypillisesti suuttimen reiän halkaisija vaihtelee välillä 0,2 - 0,5 mm. On tärkeää huomata, että suuttimen reiän halkaisija ei saa olla liian pieni, jotta varmistetaan valmistuksen hallittavissa oleva monimutkaisuus ja estetään hiilen kerääntyminen ja tukkeutuminen käytön aikana. Paineensäätömekanismi: Paineen{4}}säätöjousen esijännitysvoima välittyy neulaventtiiliin työntötangon kautta, jolloin se tiivistyy tiiviisti neulan venttiilin rungon sisällä olevaa tiivistyskartion pintaa vasten ja sulkee siten polttoainesuuttimen. Tämän esikuormituksen suuruutta voidaan hienosäätää paineen-säätöruuvilla.
Toimintaperiaate
Kun ruiskutuspumpun tuottama korkeapaineinen{0}}dieselpolttoaine saapuu ruiskutussuuttimeen korkeapaineisen polttoaineputken kautta, se kulkee sisääntuloliittimen, suuttimen suodatinelementin ja tarkkuuspolttoainekanavien läpi ruiskutuspumpun rungossa ja neulaventtiilin rungossa ennen kuin se saavuttaa suuttimen sisällä olevaan painekammioon. Tässä polttoaineen paine vaikuttaa neulaventtiilin painetta{3}}kannattavaan kartiopintaan ja muodostaa ylöspäin suuntautuvan aksiaalisen työntövoiman. Kun tämä työntövoima voittaa painetta{5}} säätävän jousen esijännitysvoiman, neulaventtiili nousee ja avaa samalla aukon. Tämä mahdollistaa korkeapaineisen-dieselin tasaisen ruiskutuksen polttokammioon. Kun ruiskutuspumppu lopettaa polttoaineen syötön, paine suuttimen painekammiossa laskee nopeasti. Paineen{10}}säätöjousen voimalla neulaventtiili palautuu nopeasti, sulkee aukon ja pysäyttää ruiskutusprosessin.
Aksiaalisten{0}}neulasuuttimien analyysi
Rakenne ja periaate
Aksiaalinen neula{0}}tyyppinen injektori muistuttaa aukko-tyyppistä injektoria, mutta sopii paremmin lokeroituihin palokammioihin. Sen muotoilu minimoi hiilikertymän kertymistä. Aksiaalinen neula liikkuu pystysuunnassa ruiskutuksen aikana, ja sen ainutlaatuinen suutinrakenne estää hiilen kerääntymisen ja mahdollistaa itsepuhdistuvan. Lisäksi vaihtosuuntaaja{6}}tyyppisessä suuttimessa on neulaventtiilin rungossa oleva vaijerireikä, mikä optimoi polttoaineen ruiskutusominaisuudet entisestään.
Taittosuuttimen toiminta
Dieselmoottorin käynnistyksen aikana alhainen pyörimisnopeus ja alennettu polttoaineen paine saavat suurimman osan dieselpolttoaineesta ruiskuttamaan kiertoreikien kautta ilmavirtausta vastaan pyörrekammion keskelle. Tämä vastavirta-ruiskutus edistää polttoaineen perusteellista sumuttamista, kun taas korkeampi lämpötila pyörrekammion keskustassa helpottaa dieselin syttymistä ja palamista. Tämä varmistaa moottorin luotettavan käynnistyksen kylmissä olosuhteissa. Kun moottori käynnistyy ja siirtyy normaaliin toimintaan, lisääntynyt neulaventtiilin nosto ohjaa suurimman osan polttoaineesta pääaukon kautta ilmavirran suuntaan pyörrekammioon.
Neulatapin muodon vaikutus
Neulan -tappityyppisen injektorin suuaukko muodostaa pyöreän renkaan neulaventtiilin tiivistyskartiopinnan alapuolella olevan neulatapin rakenteen ansiosta. Neulatappi kulkee neulaventtiilin rungon aukon läpi ja työntyy hieman sen ulkopuolelle. Tämä malli tuottaa onton lieriömäisen suihkukuvion, joka vaikuttaa suoraan ruiskutuskartion kulmaan. Tarkemmin sanottuna lieriömäiset varren neulat tuottavat kapeamman ruiskutuskartiokulman, kun taas katkaistun kartion muotoiset{4}}varren neulat tuottavat leveämmän ruiskutuskartiokulman. Ainutlaatuinen akselin neularakenne mahdollistaa erilaisten ruiskutuskuvioiden luomisen, jolloin akselin neulasuuttimet voivat mukautua joustavasti erilaisten palokammioiden geometrioiden vaatimuksiin.
