μF
теор
, а следовательно, и расход через распылитель
Q
факт
:
Q
факт
=
μF
теор
s
2(
p
впр
−
p
ц
)
ρ
,
где
p
ц
— давление в цилиндре;
ρ
— плотность топлива;
μ
— коэффи-
циент расхода. Таким образом, топливо впрыскивается практически с
прежней скоростью, но с меньшим импульсом, поэтому кривая
2
(см.
рис. 7) лежит ниже кривой
1
. Но значительное уменьшение сечения
приводит к тому, что меньшая порция топлива может быть впрыснута
без попадания на стенки цилиндра. Увеличение давления впрыскива-
ния приводит к увеличению скорости впрыскивания:
u
факт
=
ϕu
теор
=
ϕ
s
2(
p
впр
−
p
ц
)
ρ
и, как следствие, более интенсивному распаду струи (
ϕ
— коэффици-
ент скорости). По этой причине кривая
3а
среднего диаметра капли
по Заутеру
d
32
лежит ниже кривой
2а
(см. рис. 7). Минимум кривых
d
32
соответствует моменту, когда все капли малых размеров уже испа-
рились и в цилиндре остаются только капли с большими размерами и
малыми скоростями. Несмотря на более интенсивный распад струи и
более интенсивное испарение капель при впрыскивании под высоким
давлением с прежним значением
μF
теор
, повышение давление вызыва-
ет также и повышение расхода, т.е. увеличение импульса, в результате
чего топливо достигает стенки цилиндра (кривая
3
) (см. рис. 7). Если
же повышение давления вызывает уменьшение проходного сечения
из-за возросшей интенсивности кавитации, то скорость впрыскивания
возрастает значительно, а расход возрастает в меньшей степени. Таким
образом, впрыскивание происходит с максимальными скоростями, но
уменьшенными массами. Такому режиму впрыскивания соответству-
ют кривые
4, 4а
. Это дает возможность увеличить продолжительность
впрыскивания, не вызывая при этом попадания топлива на стенки ци-
линдра (кривые
5, 5а).
В работе [16] показано, что при использовании
штифтовой форсунки возможно обеспечить впрыскивание в режиме
суперкавитации, когда сужение сечения максимально (
ε
минимально),
а коэффициент скорости
ϕ
максимален (рис. 8).
Для предотвращения попадания топлива на стенки камеры сгора-
ния в условиях низкой плотности газов в цилиндре необходимо при-
менять многостадийный впрыск. В частности, для двигателя
Z-engine
предложена стратегия впрыскивания топлива на режиме максималь-
ной нагрузки, состоящая из четырех порций [19]. Результаты расчета
многостадийного впрыска в двигателе
Z-engine
, представленные на
рис. 9, показывают, что при таком впрыске удается обеспечить необ-
90 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 6