Приложение А (обязательное). Описание анализатора сгорания

Приложение А
(обязательное)

Описание анализатора сгорания

А.1 Общие положения

Анализатор сгорания состоит из камеры сгорания и вспомогательных подсистем подачи воздуха и топлива, а также измерения температуры, давления, задержек воспламенения и сгорания и времени впрыска.

А.2 Описание устройства и сборка

А.2.1 Камера сгорания

Цилиндрическая камера объемом (0,473  0,005) л с внешними нагревательными элементами, теплозащитным экраном и впускным и выпускным клапанами с электроприводом. На одном конце камеры должно быть отверстие для установки топливной форсунки в сборе, а на другом конце камеры - отверстия для подачи воздуха, удаления продуктов сгорания и крепления датчика давления.

Детали приведены на рисунке 1 настоящего стандарта. Камера из нержавеющей стали должна состоять из трех частей. В верхней части располагается форсунка системы питания с общей топливной магистралью N 1 и предусмотрен канал для охлаждающей жидкости для охлаждения форсунки. Для контроля температуры охлаждающей жидкости и установки температуры бани для циркуляционной системы охлаждения замкнутого контура используют термопару типа К (Т1). На дно камеры сгорания устанавливают датчик динамического давления Р2, используемый для регистрации кривой давления в камере сгорания. Датчик динамического давления также охлаждается циркулирующей охлаждающей жидкостью. Стенки камеры сгорания нагревают двухстворчатым нагревателем Н1. Температуру внутренней стенки камеры сгорания измеряют термопарой типа К (Т2). Для предотвращения перегрева камеры сгорания на задней стенке двухстворчатого нагревателя должен быть установлен плавкий предохранитель.

А.2.2 Система впрыска топлива

Испытуемый материал подают из резервуара для образца в мультипликатор давления и доставляют к топливной форсунке с электронным управлением под высоким давлением, создаваемым гидравлическим насосом и мультипликатором давления.

Система включает в себя:

А.2.2.1 Резервуар для образца топлива в сборе - металлический резервуар номинальным объемом 200 мл.

А.2.2.2 Гидравлический насос, способный создавать давление топлива до 19 МПа.

А.2.2.3 Мультипликатор давления, обеспечивающий соотношение 10:1.

А.2.2.4 Форсунка системы питания с общей топливной магистралью для дизельного двигателя с электромагнитным управлением.

Общее количество струй - шесть. Диаметр отверстия распылителя - 0,17 мм.

Объемный расход измеряют с использованием гексадекана. Значения представляют собой средний объем на впрыск из четырех форсунок. Дополнительная информация приведена в таблице А.1.

Таблица А.1 - Зависимость объема впрыска от времени впрыска

Длительность импульса впрыска, мкс	Объем впрыска, мкл
2000	101
2250	113
2500	125
2750	138

А.2.2.5 Разрывная мембрана, присоединенная к коллектору топливной системы высокого давления по другую сторону от форсунки для снятия высокого давления, если давление образца превышает 180 МПа.

А.2.2.6 Клапан сброса - пневматический клапан высокого давления, используемый для замены образцов.

А.2.2.7 Функционирование - см. рисунок 1 настоящего стандарта. Резервуар для образца является топливным баком, оснащенным двумя датчиками уровня L1, L2. Датчик верхнего уровня L1 предупреждает пользователя о заполнении резервуара для образца. При срабатывании датчик нижнего уровня L2 останавливает анализ, предотвращая попадание воздуха в топливный контур высокого давления. Съемный политетрафторэтиленовый фильтр с размером пор 5 мкм размещается ниже резервуара для образца для фильтрации твердых частиц из топлива. Топливо подают через систему впрыска топлива с использованием газообразного азота низкого давления над топливом в резервуаре для образца.

Топливо подают в мультипликатор высокого давления (далее - мультипликатор) через односторонний клапан под давлением азота в герметичном резервуаре для образца. Мультипликатор управляется гидравлическим насосом и контуром регулирования давления М1. Мультипликатор создает давление топлива, которое в 10 раз превышает давление, создаваемое гидравлическим насосом.

Топливо под высоким давлением, создаваемым мультипликатором, поступает в коллектор топливной системы высокого давления. К коллектору высокого давления подсоединена топливная форсунка N1 системы питания с общей топливной магистралью, датчик давления топлива Р1, пневматический клапан сброса высокого давления V1 и предохранительный разрывной диск высокого давления (разрывная мембрана). Датчик давления топлива измеряет давление топлива перед впрыском топлива в камеру сгорания. Если измеренное давление топлива не находится в допустимых пределах, не включается соленоид форсунки системы питания с общей топливной магистралью и топливо не впрыскивается в камеру сгорания. Если давление топлива превышает запас прочности системы высокого давления, разрывная мембрана разрушается и давление топлива сбрасывается в бутылку для слива образца. Открытие клапана сброса VI позволяет сбрасывать топливо из резервуара для образца и топливопроводов в бутылку для слива образца.

А.2.3 Система охлаждения

Замкнутая система циркулирующей охлаждающей жидкости, заполненная смесью товарного автомобильного антифриза на основе этиленгликоля и воды объемным соотношением 50:50. Температура, определяемая термопарой Т1, используется для регулировки температуры бани системы охлаждения так, чтобы Т1 регистрировала температуру (50  2) °С. Датчик расхода FR1 является предохранительным устройством, обеспечивающим прохождение охлаждающей жидкости через каналы для охлаждения в камере сгорания. Двухстворчатый нагреватель камеры сгорания отключается, если датчик расхода не обнаруживает поток.

А.2.4 Контур для воздуха для заполнения камеры сгорания

Синтетический воздух, используемый для заполнения камеры сгорания, сначала фильтруется для защиты электромагнитного клапана впуска воздуха V2. Датчик статического давления в камере сгорания Р3 используется для коррекции смещения температуры датчика динамического давления Р2. Предохранительный клапан обеспечивает давление внутри камеры сгорания, не превышающее 5 МПа. Фильтр, расположенный перед электромагнитным выпускным клапаном V3, предотвращает загрязнение выпускного клапана твердыми частицами, образовавшимися во время сгорания.

А.3 Контроль и сбор данных

А.3.1 Контроль и сбор данных проводят следующими приборными датчиками для измерения и указания значения переменной или передачи состояния:

А.3.1.1 датчиком статического давления в камере сгорания, откалиброванным для коррекции смещения температуры датчика динамического давления;

А.3.1.2 датчиком динамического давления в камере сгорания, откалиброванным для измерения давления внутри камеры сгорания;

А.3.1.3 датчиком давления образца топлива, откалиброванным для измерения давления топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания;

А.3.1.4 датчиком давления азота для измерения входного давления от регулятора подачи азота;

А.3.1.5 датчиком температуры внутренней стенки камеры сгорания - термопарой типа К с кожухом из нержавеющей стали;

А.3.1.6 датчиком температуры охлаждающей рубашки форсунки - термопарой типа К с кожухом из нержавеющей стали, вставленной в канал для охлаждающей жидкости форсунки.

А.3.2 Обработка данных

Обработку данных проводят с использованием системы с микропроцессорным управлением и клавиатурой для ручного ввода рабочих параметров, жидкокристаллическим монитором (ЖК-монитором) для визуального наблюдения за всеми испытательными функциями и принтером для вывода печатных копий результатов испытаний. Компьютерная система обеспечивает автоматическое управление соответствующими функциями компонентов анализатора сгорания и его подсистем, а также сбор и обработку всех соответствующих сигналов датчиков температуры и давления.

А.3.3 Регуляторы давления сжатого газа

А.3.3.1 Двухступенчатый регулятор воздуха для заполнения камеры сгорания, способный поддерживать давление ниже по потоку не менее 2,2 МПа.

А.3.3.2 Двухступенчатый регулятор азота, способный поддерживать давление ниже по потоку не менее 0,7 МПа.