تحليل متعمق لرواسب فتحات الفوهة وفحم الكوك في محاقن الديزل

تعتبر رواسب ثقوب الفوهة والكوكس واحدة من أكثر أنماط الفشل الخداعية والمعروفة في حقنات الديزل الحديثة، والتي يتم تشغيلها بواسطة مواد كيميائية معقدةوالتفاعلات السوائل الميكانيكية بدلا من التلوث البسيطعلى عكس التلوث السطحي، تتشكل هذه الرواسب داخل الفتحات الصغيرة التي تتراوح عادةً بين 100 إلى 200 ميكرومتر في القطر، حيث يمكن أن تغير طبقة رقيقة بشكل كبير منطقة التدفق، وديناميكيات الرش،و سلوك الاحتراقتتضمن الآليات الأساسية الحرارة العالية الحرارة ، والتكثيف الأكسدي ، والانتماء غير الكامل لمنتجات الاحتراق ،جميعها مكثفة بسبب ضغوط السكك الحديدية المرتفعة وتسامحات التصنيع الضيقة.

في جذور الكوكز هو التدهور الحراري لجزيئات الوقود و زيت التشحيم داخل رأس الفوهة.يتم تعريض وقود الديزل المتبقي المحاصر في حجم الكيس وحفرة الفوهة للحرارة الشديدة من غرفة الاحتراق، غالبًا ما تتجاوز 400 درجة مئوية. في مثل هذه الظروف ، تخضع الهيدروكربونات طويلة السلسلة للتكسير الحراري والجفاف ، لتشكيل مواد بوليمرية كثيفة غنية بالكربون.هذه المركبات تلتصق بقوة بالجدران الداخلية من الفتحات، تتراكم تدريجياً في رواسب صلبة وقويةزيت المحرك المتبقي الذي يدخل إلى غرفة الاحتراق من خلال أدلة الصمامات أو حلقات المكبس المتآكلة يساهم في الرماد والمكونات العضوية الثقيلة التي تسرع في تكوين الرواسب، وخاصة في حالة التوقف الطويل ، أو التشغيل بمحمل منخفض ، أو الرحلات القصيرة المتكررة حيث تظل درجات حرارة الاحتراق غير مستقرة.

تؤدي نوعية الوقود إلى تعزيز هذه الآلية بشكل كبير. الوقود الذي يحتوي على كسور عالية نقطة الغليان أو ضعف الاستقرار التأكسدي أو الشوائب غير العضوية المتبقية إلى تعزيز النواة الوديعة.الهيدروكربونات غير المشبعة في الديزل منخفضة الجودة عرضة بشكل خاص للبوليمرة تحت الحرارة والضغط، وتشكل ملفات سابقة تشبه العلكة تصلب إلى الكوكس. يسمح التصفية غير الكافية للمواد الجسيمية الدقيقة بالعمل كمواقع للنواة ، مما يشجع نمو الودائع ويزيد من انسداد الفتحات.

من الناحية الهيدروديناميكية، تخرب الودائع تدفق الوقود المخطط له داخل الفوهة.و تتدهور جودة التفجير بشكل حادتصبح طائرات الوقود غير متساوية، مما يؤدي إلى تضرب الوقود على جدران الأسطوانة، والاحتراق غير الكامل، وزيادة إنتاج الدخان، وارتفاع انبعاثات الجسيمات.الانسداد الجزئي يمكن أن يسبب خلل في توازن الأسطوانةفي الحالات الشديدة ، فإن انسداد فتحة شبه كامل يمنع إمدادات الوقود الكافية ،مما يؤدي إلى فشل في التشغيل والأضرار المحتملة لأنظمة المعالجة اللاحقة.

وعلاوة على ذلك، فإن الودائع القريبة من مقعد الإبرة تتداخل مع الختم الدقيق، مما يسبب تسرب الضغط المنخفض، والتقطير بعد الحقن، وتدفق الوقود غير المنظم. وهذا يخلق دورة تثبيت ذاتية:سوء الاحتراق يولد المزيد من الرواسب، مما يزيد من تدهور جودة الرذاذ، وتدهور الكوك حتى يتم تقليل أداء الحقن بشكل لا رجعة فيه.,عملية تدهور تدريجية ومتسارعة ذاتياً تقوض الوظائف الأساسية للمحقن العالي الضغط.