Система питания дизельного двигателя: 6 основных возникающих неисправностей и методы их устранения. Система питания дизеля

Система питания дизельного двигателя: 6 неисправностей и ремонт

Содержание статьи

Дизельный мотор современного автомобиля

Особенности

Повсеместно дизельные двигатели применяются в инженерных машинах, грузовых автомобилях и маршрутных транспортных средствах. Реже такой тип двигателя встречается у легковых автомобилей, однако, в связи с общим ростом их популярности, дизельные двигатели стали все чаще устанавливаться и на них.

Конструкция камеры сгорания у дизельного двигателя подразделяется на раздельную камеру сгорания и камеру с непосредственным впрыском. В первой ситуации камера сгорания соединена с цилиндром при помощи специального канала. Во время сжатия поступающий в камеру воздух вихревого типа закручивается. Это позволяет улучшить самовоспламенение, которое происходит в основной камере. Такие дизельные двигатели чаще всего встречаются на легковых автомобилях, так как уровень их шума значительно ниже по сравнению с другими двигателями и диапазон оборотов больше.

Во втором случае камера сгорания находится непосредственно в поршне, а топливо попадает в надпоршневое пространство. Низкооборотные моторы с большими объемами чаще всего имеют такую конструкцию. Такие моторы первоначально сильно шумели и вибрировали, но расходовали малое количество топлива. Постепенно появились топливные насосы высокого давления дизельного двигателя с оптимизацией процесса сгорания. Была достигнута стабильная работа двигателя при диапазоне до 4500 оборотов в минуту. Шум и вибрации также были значительно снижены.

Дизель или бензин?

Плюсы и минусы разных типов двигателей часто волнуют автовладельцев. Несмотря на то, что уровень шума и вибраций у дизельных моторов значительно снизился в результате их модернизации, многих автовладельцев беспокоит вопрос: как быстрее завести дизель в морозную погоду? Действительно, дизельный мотор и салон автомобиля прогреваются медленнее вследствие более низких рабочих температур двигателя. Вопрос решается установкой на моторы дополнительных отопителей. Такая опция получила широкое распространение на современных двигателях.

Казалось бы, на этом все, но нет. Многие автолюбители приобретают легковые автомобили с дизельными двигателями из-за относительной дешевизны дизельного топлива. Желая сэкономить на топливе, они не учитывают, что дизельные двигатели гораздо более требовательны к качеству топлива, нежели бензиновые. Бензиновые двигатели скорее требовательны к нужному октановому числу.

Дизельные двигатели напрасно считаются неприхотливыми, так как их требовательность к качеству топлива и расходных материалов довольно высока. Не секрет, что отечественное дизельное топливо по качеству сильно отстает от импортного европейского. Использование старой доброй солярки может неблагоприятно отразиться на работоспособности двигателя. Однако, ведущие российские нефтяные компании стараются решать эту проблему.

Дизтопливо «Евро 4» полностью соответствует стандартам и позволяет двигателю сохранять работоспособность в течение долгого времени. Некоторые также пытаются употреблять автохимию (антигелевые средства), которые позволяют увеличить качество топливо, но использовать их рекомендуется только если уже истек гарантийный срок.

Таким образом, приобретая автомобили с дизельными двигателями, официально не поставляющиеся в Россию, вы рискуете быстро привести в негодность двигатель, рассчитанный на европейское топливо.

Техническое обслуживание дизельного двигателя почти всегда дороже бензинового. Это объясняется более высокой стоимостью запчастей (воздушных, топливных фильтров и т.д.). Замена масла осуществляется чаще, чем у бензинового конкурента (в среднем каждые 7,5 км).

Неплохим преимуществом дизеля, относительно бензинового двигателя, является более экономный расход топлива при большом пробеге автомобиля. Более старый бензиновый двигатель потребляет бензин уже не так экономно, как новенький. В дизельном двигателе такой проблемы практически нет.

Суммируя все вышеперечисленное, можно заключить, что современные дизели по надежности не уступают бензиновым двигателям. Но приобретение их с целью экономии средств на топливо оправдывает себя лишь в том случае, если автомобиль используется долго.

Принцип работы

Как и бензиновые двигатели, дизельные моторы подразделяются на четырехтактные и двухтактные в зависимости от принципа работы. Двухтактные двигатели распространены достаточно слабо. О принципе работы четырехтактного дизельного двигателя читайте далее.

Рабочий цикл такого двигателя состоит из четырех тактов:

1. Впуск (впрыск). На этом такте коленчатый вал поворачивается от 0 до 180-ти градусов и достигает нижней мертвой точки. Воздух попадает в цилиндр через открытый впускной клапан. В это же время выпускной клапан открывается всего на 10-15 градусов, образуя перекрытие.
2. Сжатие. Поршень, двигаясь вверх от 180-ти до 360-ти градусов, достигает верхней мертвой точки. Воздух при этом сжимается в более чем 16 раз, а впускной клапан в начале этого такта закрывается. Температура воздуха в двигателе может достигать от семисот до девятисот градусов по Цельсию.
3. Рабочий ход, расширение. Коленчатый вал вращается от 360-ти до 540-ка градусов, снова достигая нижней мертвой точки. Как известно из физики, сильно сжатый воздух нагревается до очень высоких температур, из-за чего топливо, поступающее из впускного клапана, самовоспламеняется. На этом этапе проявляется важное отличие дизеля от бензинового двигателя. Дизельное топливо начинает подаваться еще до достижения коленчатым валом верхней мертвой точки (опережение зажигания). Продукты горения толкают поршень вниз. При рабочем процессе в дизельном двигателе давление газов постоянно, и благодаря этому они способны развивать больший крутящий момент. Пропорция топливовоздушной смеси в дизеле отличается от бензинового двигателя большим количеством воздуха.
4. Выпуск. Когда коленвал поворачивается на 720 градусов, поршень выталкивает отработанные газы в открытый выпускной клапан. Газы выходят через выхлопную трубу, а весь цикл повторяется.

Система питания дизельного двигателя внутреннего сгорания

Назначение

Система питания в дизеле — это целый комплекс специальных устройств. Основной ее задачей является не только поступление топлива в инжекторные форсунки, но и обеспечение высокого давления при подаче. Система питания выполняет и другие важные функции:

• дозирование точно определенного количества топлива, учитывая нагрузку на двигатель в разные режимы работы;
• обеспечение эффективного впрыска топлива в фиксированный промежуток времени с необходимой интенсивностью;
• распыление и равномерное распределение горючего по всему пространству камеры сгорания в цилиндрах;
• предварительная фильтрация дизельного топлива перед подачей в насосы системы питания.

Система питания обеспечивает подачу очищенного топлива, а ТНВД (топливный насос высокого давления) дизельного двигателя сжимает его до нужного давления. Форсунки подают дизельное топливо в мелко распыленном виде в камеру сгорания

Схема устройства системы питания

В качестве примера приведена схема дизельного двигателя ЗMЗ-5143.10, устанавливаемого на автомобилях УАЗ с электрическим топливным насосом.

Основные элементы системы

Система питания дизельного двигателя состоит из основных и дополнительных элементов. Основные элементы — это: топливный бак, фильтры грубой и тонкой очистки дизельного топлива, топливоподкачивающий насос, ТНВД, инжекторные форсунки (через которые происходит впрыск топлива), трубопровод низкого давления, магистраль высокого давления и воздушный фильтр.

Дополнительные элементы могут быть различны. Среди них встречаются электрические насосы, выпуск отработавших газов, фильтры сажи и глушители. Система питания дизельного двигателя подразделяется на две группы в зависимости от устанавливаемой топливной аппаратуры: дизельная аппаратура топливоподводящая и воздухоподводящая.

В топливоподводящей аппаратуре, как правило, ТНВД и форсунки реализованы как отдельные устройства. Топливо подается в двигатель по магистралям высокого и низкого давления. В магистрали высокого давления ТНВД увеличивает давления для подачи и впрыска необходимой порции топлива в рабочую камеру сгорания.

Кроме ТНВД, в дизельном двигателе предусмотрен топливоподкачивающий насос. Он обеспечивает подачу топлива из топливного бака и пропускает горючее через фильтры тонкой и грубой очистки. Давление, создаваемое этим насосом, позволяет осуществить подачу топливо по трубопроводу низкого давления в ТНВД.

ТНВД дизельного двигателя осуществляет подачу топлива к инжекторным форсункам под высоким давлением. Подача зависит от порядка работы цилиндров дизельного мотора.

Дизельные форсунки расположены в головке блока цилиндров. Их основная задача — точное распыление горючего в камере сгорания. Предусмотрена также и дренажная система, которая выводит избытки подаваемого топлива и воздуха посредством отдельных трубопроводов. Форсунки бывают открытого и закрытого типов, но закрытый тип используется чаще. Сопла такой форсунки — это отверстие, закрываемое запорной иглой. Ключевой элемент форсунки — распылитель. Он получает одно или несколько сопловых отверстий, которые образуют факел в момент впрыска топлива.

Существует и система питания нераздельного типа, в котором ТНВД и инжекторная форсунка в своей совокупности представляют устройство насос-форсунка. Срок службы таких двигателей невелик, а создаваемый шум часто превышает заданные нормы.

Особенности системы питания турбодизеля

Система турбонаддува применяется как в дизельных, так и в бензиновых двигателях. Она предназначена для повышения их мощности без увеличения объема камеры сгорания. Топливоподводящая система в турбированных дизелях остается практически без изменений, а система подачи воздуха претерпевает существенные изменения.

Наддув происходит при помощи турбокомпрессора. Турбина потребляет энергию, выделяемую отработавшими газами. Воздух в турбокомпрессоре сжимается, охлаждается и подается в камеру сгорания дизельного двигателя. Величина этого давления классифицирует компрессоры по степени наддува (низкий, средний, высокий).

Диагностика системы питания дизельного ДВС

Диагностика системы питания дизельного двигателя проводится в специальных сервисных центрах направлена на выявление и устранение следующих неисправностей: износа поверхности цилиндров, шестеренок, звездочек, коленчатого вала, ТНВД, засорение радиатора, воздушного фильтра, каналов охлаждения, масляных каналов, повреждения маховика, клапанов и т.д.

Неисправности могут возникать самые различные. Их своевременное выявление позволит двигателю служить дольше. Основные признаки, по которым можно понять, что существует неисправность следующие: двигатель не запускается, не развивает заявленную мощность, дымит сильно, при работе возникают постукивания.

Устранение неисправностей системы питания дизельного двигателя

Если двигатель не запускается, то первым делом стоит проверить наличие топлива. При низких температурах оно может загустеть, поэтому для запуска двигателя в морозы поможет специальный подогрев дизельного топлива. Следующей причиной может быть наличие избыточного количества воздуха в системе питания. Такие ситуации возникают вследствие негерметичности системы. Для устранения лишнего воздуха необходимо прокачать систему и устранить ее негерметичность.

Трубопроводы, заборник в баке и топливные фильтры могут быть засорены. Вода в них может замерзнуть. Необходимо отогреть их итщательно прочистить ветошью, смоченной в горячей воде. Если не работает ТНВД, то необходимо прежде всего прогреть его теплым воздухом или паром, а если это не помогает — то фильтрующие элементы подлежат замене.

Если двигатель не развивает заявленную мощность и сильно дымит — то необходимо проверить воздушный фильтр на предмет засорения, проверить содержание лишнего воздуха в топливной системе, регулировку угла подачи топлива, регулировку и засоренность форсунок, неисправность насосов высокого и низкого давления. Неисправность устраняется очисткой фильтров, прокачкой и удалением лишнего воздуха, регулировкой муфты опережения впрыска у форсунки, заменой или ремонтом насосов высокого и низкого давления, если прогрев не помогает.

Неравномерная работа двигателя возникает вследствие потери работоспособности форсунками, неисправности ТНВД или регулятора. Неисправные форсунки подлежат немедленной замене, а насос стоит отправить на ремонт.

Постукивания в двигателе возникают из-за слишком ранней подачи топлива или, наоборот, повышенной подачи. Такое возникает из-за выхода из зацепление фиксатора рейки. Для устранения необходимо отрегулировать угол начала подачи топлива или заменить рейку ТНВД.

Теперь по порядку о процессе устранения неисправностей. Отстой из топливных фильтров сливается при условии, что двигатель теплый. Сливные пробки откручиваются, и отстой сливается до тех пор, пока не начинает течь чистое топливо. Затем пробки туго завертываются, а топливная система прокачивается ручным насосом. После этого запускается двигатель. Через 3-4 минуты все воздушные пробки будут устранены. Отстой из топливных баков сливается с помощью специальных кранов аналогично.

Для промывки фильтра грубой и тонкой очистки дизельного топлива сливается топливо, снимаются колпаки и промываются чистым дизельным топливом. Затем происходит замена старых фильтрующих элементов. После сборки необходимо удостовериться в отсутствии подсоса воздуха при работающем двигателе. В противном случае болты крепления стаканов к корпусам подтягиваются вручную.

Воздушный фильтр снимается с автомобиля и извлекается фильтрующий элемент. Корпус и инерционная заслонка промываются в дизельном топливе или горячей воде, а детали продуваются сжатым воздухом, очищается сетка воздухозаборника. Поврежденные детали заменяются.

Проверяется герметичность выпускного тракта. Очистка фильтрующего элемента производится с помощью продувки сухим сжатым воздухом или промывки. Фильрующий элемент подлежит замене, если на нем имеются сквозные повреждения.

Средний срок службы фильтрующего элемента составляет около 30000 км. Его промывка должна осуществляться не более трех раз, а продувка — не более шести раз.

Смазка муфты опережения впрыскивания топлива осуществляется через одно из отверстий до проливания масла из другого отверстия. В нее заправляется 0,3 литра моторного масла.

Чтобы проверить угол опережения впрыска топлива необходимо повернуть коленчатый вал в положение, когда метка на ведущей полумуфте окажется вверху, а фиксатор войдет в отверстие на маховике. Если метки на муфте и насосе совмещены — то угол опережения впрыска корректен.

Чтобы установить угол опережения впрыска, необходимо отвернуть 3 болта ведомой полумуфты и поворотом коленчатого вала и муфты опережения добиваются совмещения меток.

Проверка форсунок на давление впрыскивания производится на специальном стенде. Величина не должна отклоняться от значения 18+0,5 мПа или 17 мПа для форсунки, отработавшей определенный срок. Форсунка должна впрыскивать туманообразное дизельное топливо, а впрыскиваемая струя должна иметь форму конуса. Если эти параметры не соблюдены — то требуется ремонт дизельных форсунок. Проверка и регулировка ТНВД тажке осуществляется специалистами по топливной аппаратуре.

Заключение

Мы рассмотрели основные узлы и агрегаты системы питания дизельного топлива и основные ее неисправности. Своевременное прохождение технического обслуживание поможет выявить и устранить эти неисправности и, как следствие, увеличить срок службы дизельного двигателя вашего автомобиля. Удачи и легких дорог!

Оценка статьи:

Загрузка...

motorsguide.ru

Системы питания дизельных двигателей

ВМТ – верхняя мертвая точкаГБЦ – головка блока цилиндровКШМ – кривошипно-шатунный механизмТНВД – топливный насос высокого давления

Отличие бензинового и дизельного двигателей

На современных автомобилях могут устанавливаться бензиновые и дизельные двигатели. Раньше дизельные двигатели в основном применялись на грузовиках большой грузоподъемности и на тракторах. При их работе можно было наблюдать клубы черного дыма, которые вырывались из выхлопной трубы. Двигатель издавал довольно громкий звук, сопровождающийся стуком. Повышенный шум и вибрации были основными недостатками дизелей. Поэтому такие моторы не устанавливали на легковые автомобили. Современные дизельные двигатели по многим показателям способны конкурировать с бензиновыми моторами. По некоторым характеристикам дизеля серьезно превосходят бензиновые двигатели.

По конструкции бензиновые и дизельные двигатели почти одинаковы. Основное отличие дизеля от бензинового мотора – это использование более прочных материалов при изготовлении его деталей. Это необходимо потому, что дизельный двигатель во время работы испытывает более сильные нагрузки в отличие от своего бензинового собрата. Для повышения прочности некоторые детали изготавливают более массивными, что увеличивает вес мотора.

На дизельном двигателе степень сжатия несколько выше, чем на бензиновом. Поэтому блок цилиндров на дизеле выше, чем на аналогичном бензиновом моторе. С увеличением высоты блока цилиндров увеличивается высота кривошипа коленчатого вала и длина шатунов, что так же сказывается на утяжелении двигателя. Самым главным конструктивным отличием является система питания. На дизеле она кардинально отличается от системы питания бензинового мотора.

На бензиновом моторе топливовоздушная смесь готовится посредством смешивания паров бензина и воздуха. После этого смесь сжимается поршнем в цилиндре при его движении вверх, в ВМТ на свечу зажигания подается электрический ток, искра воспламеняет топливовоздушную смесь, и происходит рабочий ход. Во время работы бензинового двигателя для регулирования мощности нужно изменять количество топлива и количество воздуха, которые подаются для приготовления топливовоздушной смеси. При этом их пропорции должны строго соблюдаться. При недостатке или переизбытке одного из компонентов невозможна нормальная работа двигателя.

Для регулирования подачи воздуха в бензиновом двигателе во впускном воздушном тракте устанавливается дроссельная заслонка (на некоторых моторах подача регулируется другим способом). Подача топлива на современных бензиновых двигателях регулируется электронным блоком управления посредством увеличения или уменьшения времени открытия топливных форсунок. В результате чего изменяется количество топлива, которое впрыскивается за это время.

В дизельный двигатель топливо и воздух подаются раздельно. В воздушном тракте дроссельной заслонки нет (но иногда используется для аварийного отключения подачи воздуха). Чем больше подать воздуха в цилиндр, тем лучше и полнее произойдет сгорание дизтоплива. Топливо в дизельный двигатель подается через форсунки. Смешивания воздуха и топлива как такового не происходит. Воздух необходим для поддержания горения дизтоплива. Как же происходит воспламенение в дизеле? А вот тут самое интересное.

По каким-то причинам во многих источниках этот вопрос затрагивается поверхностно или раскрывается не достаточно точно, а в некоторых случаях не совсем верно. Простому обывателю не так просто понять, что же происходит в процессе воспламенения топлива в дизеле. Некоторые люди пишут, что топливо в дизеле воспламеняется от его сжатия. Если налить на поршень дизтоплива и вращать дизель стартером, в цилиндре воздух в такте сжатия начнет сжиматься и давить на эту «лужицу», но топливо никогда не загорится в цилиндре, хоть весь день крутите. Некоторые люди пишут, что топливо воспламеняется от сжатия воздуха в цилиндре. Пример выше… При таких условиях дизтопливо никогда не воспламенится.

В дизельном двигателе во время такта сжатия воздух в цилиндре разогревается до высокой температуры. Это происходит во время его работы или при запуске в идеальных условиях при плюсовой температуре окружающего воздуха. Некоторые ссылаются именно на высокую температуру сжатого воздуха в цилиндре. Что именно из-за высокой температуры сжатого воздуха дизтопливо самовоспламеняется. В этом есть доля правды, но процесс не раскрыт полностью. Попробуем разобраться в этом более подробно.

Дизтопливо, распыленное форсункой на мелкие частички в дизельном двигателе, воспламеняется в результате его нагрева от трения об сжатый воздух. Чем мельче частички топлива при его распылении, тем больше точек трения и, соответственно, легче воспламенение. Если же в цилиндр под большим давлением подать струю дизтоплива, воспламенения не произойдет, ибо точек трения очень мало. Разогретый воздух в цилиндре способствует лучшему воспламенению дизтоплива за счет более быстрого разогрева частичек топлива от трения. Но нужно понимать, что воспламенение происходит именно от трения. Для примера вспомните спичку и как её поджигают. Оказывается, все просто, достаточно вспомнить физические процессы, которые известны из школьного курса физики.

Плотность воздуха в цилиндре так же влияет на процесс воспламенения. Чем плотнее среда, которая образуется в такте сжатия, тем сильнее происходит трение. Если впрыснуть дозу дизтоплива в объем воздуха с атмосферным давлением, и, соответственно, с недостаточной плотностью, воспламенения не произойдет. И не произойдет воспламенения, если впрыснуть дизтопливо в бензиновый мотор. Степень сжатия в бензиновом моторе ниже, чем в дизеле. Существует некий порог, ниже которого дизтопливо не способно воспламеняться. Поэтому в дизелях степень сжатия выше по отношению к бензиновым моторам.

Системы подачи воздуха

Система питания дизельного двигателя включает в себя систему подачи воздуха и систему подачи топлива в двигатель. В зависимости от способа подачи воздуха в двигатель различают атмосферные дизеля и турбодизеля. В атмосферных моторах воздух поступает в цилиндры посредством всасывания во время такта впуска, то есть за счет естественного разряжения. В турбодизелях используется нагнетатель воздуха, в основном это турбокомпрессор, работающий от выхлопных газов.

На одном валу находится две крыльчатки. За счет выхода выхлопных газов одна из крыльчаток раскручивается и через общий вал вращение передаётся на вторую крыльчатку, которая создает поток воздуха и нагнетает его во впускной тракт двигателя. Так как во время прохождения горячих выхлопных газов через турбину нагнетаемый воздух может нагреваться, между турбиной и впускным коллектором иногда устанавливают интеркулер. Это теплообменник, который позволяет охладить нагнетаемый в двигатель воздух, что еще больше увеличивает его объем. Перед использованием воздух на любом двигателе очищается системой очистки. Это фильтры разных видов и конструкций.

Турбодизеля обладают большей мощностью в отличие от атмосферных моторов. За счет большего объема воздуха, который нагнетается в цилиндры, происходит более полное и быстрое сгорание топлива. Это способствует снижению расхода топлива и повышению мощности мотора. Так же снижается токсичность выхлопных газов. Так как скорость сгорания топлива в турбированном моторе выше, это позволяет увеличить максимальные обороты вращения двигателя, что положительно сказывается на его характеристиках.

Есть и несколько минусов при использовании турбин на дизелях. Сам турбокомпрессор подвергается воздействию высоких температур от выхлопных газов. Что требует использовать дорогостоящие термостойкие материалы при изготовлении турбины. На некоторых моделях дизелей турбина охлаждается жидкостью из основной системы охлаждения двигателя. Во время работы вал турбины раскручивается до нескольких десятков тысяч оборотов в минуту. Для увеличения срока службы пары трения используют износостойкие материалы, способные выдерживать огромные скорости вращения. Узлы вращения вала турбины обычно смазывают моторным маслом из общей системы смазки двигателя, что предъявляет серьезные требования к качеству моторных масел.

При использовании турбокомпрессора на двигателе его ресурс несколько сокращается по отношению к атмосферному двигателю. Это происходит из-за повышения нагрузок на основные механизмы двигателя. Так же повышается стоимость двигателя в целом. Этому способствует высокая стоимость самого турбокомпрессора, конструктивное усложнение систем охлаждения и смазки двигателя и увеличению воздушных трубопроводов. Несмотря на свои недостатки из-за большей экономичности и мощности турбодизеля все чаще устанавливаются на автомобили.

Камера сгорания

В зависимости от вида камеры сгорания различают камеры раздельного типа и камеры нераздельного типа. Раздельная камера сгорания представляет собой дополнительную камеру небольшого объема, которая соединяется каналом с верхней частью цилиндра. Эта камера обычно находится в полости ГБЦ. Топливо через форсунку впрыскивается именно в эту, так называемую, предкамеру. В момент воспламенения топлива продукты горения распространяются по соединительному каналу в цилиндр и давят на поршень.

Основным плюсом таких моторов является мягкость работы. То есть во время работы такого двигателя почти не слышен характерный «дизельный стук». Это обусловлено тем, что взрывная волна при воспламенении топлива образуется внутри предкамеры и не воздействует непосредственно на поршень. На таких моторах в распылителях форсунок было, как правило, одно отверстие, что упрощало и удешевляло их изготовление. Но были и минусы в такой конструкции. Это сложность изготовления самой предкамеры и её рубашки охлаждения.

Моторы с раздельными камерами сгорания обладали довольно высоким расходом топлива.Двигатели с нераздельными камерами сгорания получили большее распространение. Такие моторы чаще называют двигатели с непосредственным впрыском. То есть на них топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр в надпоршневое пространство. Камера сгорания может быть выполнена в днище поршня, в полости ГБЦ или частично там и там. По геометрической форме камеры сгорания могут быть разные. В некоторой степени это зависит от формы факела распыла топлива форсункой. Некоторые формы камеры сгорания способствуют образованию завихрений внутри цилиндра, что улучшает сгорание топлива.

Двигатели с непосредственным впрыском обладают рядом преимуществ по отношению к моторам с раздельными камерами сгорания. Самый главный показатель – это экономичность. Нераздельная камера сгорания имеет компактную форму, поэтому обладает малыми тепловыми потерями при работе двигателя. Это позволяет мотору быстрее выходить на рабочий тепловой режим и соответственно меньше тратить топлива. При нераздельной камере сгорания уменьшается высота ГБЦ и сложность её изготовления. Одним из минусов таких моторов является высокие ударные нагрузки, которые действуют на КШМ.

При использовании в форсунках распылителей с несколькими отверстиями малого диаметра удалось обеспечить более плавное горение топлива. Что послужило снижению ударных нагрузок, действующих на КШМ. Но производство таких форсунок довольно трудоемко и предъявляет к себе высокую точность изготовления, что сказывается на их стоимости. Тем не менее, именно моторы с непосредственным впрыском получили большое распространение в современном автомобилестроении. Такие моторы постоянно модернизируются и получают новые технологии, в частности по повышению прочности материалов КШМ.

Системы подачи топлива

На дорогах всего мира можно встретить автомобили с различными по конструкции системами подачи топлива. Некоторые из них устарели морально и физически. Эти системы не отвечают экологическим нормам по содержанию вредных выбросов в выхлопных газах. Тем не менее, такие автомобили выполняют свои функции. Существует несколько видов систем подачи топлива в дизельный двигатель.

Топливо из бака подается к ТНВД подкачивающим насосом. В подающем топливопроводе устанавливаются фильтры очистки топлива. Как правило, это двухступенчатая система очистки. На первом этапе топливо очищается от крупных примесей в виде мелких камешков, металлических обломков и так далее. Второй этап – это фильтр тонкой очистки, который улавливает все остальное, в том числе и воду. От ТНВД топливо подается к форсункам через трубки, которые способны выдерживать высокое давление.

ТНВД могут быть рядными и распределительными. Иногда встречаются V- образные, они схожи по конструкции с рядными насосами. Так же существуют так называемые магистральные насосы, о них чуть ниже… Рядные ТНВД могут иметь несколько плунжеров, которые создают давление топлива для индивидуальной форсунки. Насосы работают от вращения, имеют привод от двигателя, и вращение строго синхронизировано с положением поршней в ВМТ. Во время работы каждый плунжер обеспечивает повышение давления в подающей магистрали в нужный момент для каждого цилиндра двигателя. Форсунка имеет запорную иглу в распылителе, которая открывается от возросшего давления топлива. После открытия и впрыска топлива, давление в магистрали падает, и игла запирает отверстия распылителя. Все довольно просто устроено и работает механически.

Для увеличения подачи топлива в плунжере увеличивается давление, что увеличивает время впрыска топлива, а в итоге и его количество. Чтобы увеличить давление в плунжере насоса имеется специальная зубчатая рейка, которая при линейном перемещении поворачивает специальные втулки плунжеров относительно вертикальной оси. Тем самым отсечка происходит позже, в итоге повышается давление в топливной магистрали. Рейка соединяется с педалью газа механически или электроприводом. Такие ТНВД также имеют механический регулятор холостых оборотов и регулятор опережения момента впрыска топлива, который необходим при увеличении оборотов двигателя.

Насосы такого типа смазываются моторным маслом из общей системы смазки двигателя, поэтому могут работать на топливе низкого качества.

Системы питания топливом такого типа очень надежны. Они хорошо зарекомендовали себя за многолетнее применение и до сих пор могут применяться на дизелях. Но такие системы не обладают потенциалом в дальнейшем развитии. Для более мягкой работы дизеля и повышения экономичности следует повысить давление впрыска топлива. На таких системах повышать давление неограниченно нет возможности. Во время работы в определенный момент происходит резонанс в трубопроводах высокого давления. Поэтому увеличение давления может привести к разрушению трубок. Так же есть зависимость производительности насоса от оборотов работы двигателя, что негативно сказывается на тонкости распыления топлива в этом режиме.

Распределительный насос отличается от рядного насоса количеством плунжерных секций. Такие насосы могут иметь одну или несколько плунжеров, но их количество может не соответствовать количеству цилиндров двигателя, на которые они устанавливаются. Подача топлива распределяется специальным механизмом. В нужный момент топливо под высоким давлением подается на нужную форсунку в соответствии с тактом работы двигателя. Форсунки при этом могут использоваться такой же конструкции, которая описана выше. Насосы такого типа компактнее рядных насосов, поэтому чаще применяются на легковых дизелях. Механизм распределения подачи топлива довольно точно работает, что увеличивает мягкость работы двигателя. В отличие от рядных насосов производительность распределительных почти не зависит от оборотов двигателя.

Но есть в таких насосах и недостаток. Все детали внутри насоса смазываются дизтопливом, которое он подает к форсункам. Точность изготовления прецизионных пар довольно высока. Поэтому качество топлива влияет на долговечность работы насосов такого типа. При недостаточной смазке ускоряется износ деталей, а присутствие влаги в топливе достаточно серьезно уменьшает его ресурс.

Существуют системы, в которых насос высокого давления и форсунка объединены в один элемент. Что исключает применение трубопроводов высокого давления. Подкачивающий насос подает топливо сразу на насос-форсунку. На каждый цилиндр устанавливается индивидуальная насос-форсунка. В таких системах давление впрыска топлива может достигать нескольких сотен МПа, что увеличивает экономичность и уменьшает содержание вредных выбросов в выхлопных газах. Насос-форсунка приводится в работу от кулачков распределительного вала, что упрощает конструкцию двигателя в целом. Современные топливные системы такого типа, а существуют они довольно давно, имеют ряд новшеств.

Например, на некоторых двигателях с такой системой впрыск топлива разделен на несколько фаз. То есть топливо впрыскивается не одной порцией, а несколькими. Каждая из порций может отличаться по объему, что позволяет контролировать процесс сгорания топлива. В результате воспламенение происходит более мягко, снижая ударные нагрузки на КШМ, а токсичность выхлопных газов снижается за счет более полного сгорания топлива в цилиндрах. Минусом же являются высокая стоимость насос-форсунки и необходимость использовать топливо высокого качества.

Еще одна система питания топливом на дизельном моторе – это система Common Rail. В переводе с английского означает общая магистраль. На легковых двигателях разные бренды называют эту систему по-своему, но принцип работы у них схож. В роли общей магистрали выступает топливная рампа, в которой накапливается энергия давления. Из топливной рампы топливо подается на форсунки, открывающиеся электрическим импульсом. Чем-то напоминает топливную рампу бензинового мотора, но в дизеле давление в рампе составляет несколько сотен МПа. Такое давление создает магистральный насос высокого давления. Электрический импульс подается в нужный момент из блока управления двигателем.

Во время запуска двигателя магистральный насос начинает качать топливо и создается высокое давление в топливной рампе. На рампе расположен датчик давления, который измеряет давление топлива в ней. Блок управления считывает показания с этого датчика, и только при достижении определенного давления он подает импульс на открытие форсунок. Происходит запуск дизеля и дальнейшая его работа. Во время работы двигателя насос постоянно поддерживает высокое давление в топливной рампе, поэтому обороты двигателя не влияют на давление впрыска топлива, рампа выступает в роли накопителя. Электронный блок управления позволяет контролировать угол опережения впрыска и поддерживает обороты холостого хода мотора, что упрощает конструкцию насоса в отличие от ТНВД рядного типа.

Высокое давление впрыска позволяет добиться наилучшего распыления топлива и уменьшить его расход до феноменально малых показателей, сохраняя при этом высокую мощность двигателя. Легковой дизель объемом в 3 литра может потреблять топлива в городском режиме всего около 8-10 литров на 100 километров пробега. Крутящий момент дизельных двигателей выше, чем на аналогичных бензиновых моторах, он приближается к расчетным максимальным показателям почти с холостых оборотов. Бензиновые же достигают этого момента на максимально допустимых оборотах вращения коленвала.

В настоящее время легковые автомобили с системой впрыска Common Rail способны конкурировать по динамике разгона с бензиновыми моторами. Но потреблять при этом намного меньше топлива. Всю картину портит качество дизтоплива в нашей стране. В итоге выходят из строя насосы высокого давления и форсунки. Стоимость этих деталей довольно высока, поэтому экономия на расходе топлива сходит на нет при наступлении очередного ремонта топливной аппаратуры. Возможно, в скором будущем наши нефтеперерабатывающие заводы повысят качество выпускаемого дизтоплива. И каждый потенциальный клиент сможет выбрать для себя автомобиль именно с экономичным дизельным двигателем…

Автор: Александр Назаров

polnyi-privod.ru

14.Назначение, принцип действия, конструкция системы питания дизеля.

Система питания дизеля служит для подачи в цилиндры двигателя воздуха и топлива и отвода отработавших газов. Топливо подается под большим давлением, в определенные моменты (характеризуемые углом опережения по. дачи топлива) и в определенном количестве в зависимости от нагрузки двигателя.

ПРИНЦИП РАБОТЫ. На первый взгляд дизельный двигатель почти не отличается от обычного бензинового - те же цилиндры, поршни, шатуны. Главные и принципиальные отличия заключаются в способе образования и воспламенения топливо-воздушной смеси. Способ образования и воспламенения топливо-воздушной смеси – непосредственно в цилиндре. В дизеле топливо воспламеняется не от искры, а вследствие высокой температуры воздуха в цилиндре. Рабочий процесс в дизеле происходит следующим образом: вначале в цилиндр попадает чистый воздух, который за счет большой степени сжатия разогревается до 700-900°С. Дизтопливо впрыскивается под высоким давлением в камеру сгорания при подходе поршня к верхней мертвой точке. А так как воздух уже сильно разогрет, после смешивания с ним происходит воспламенение топлива. Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления в цилиндре - отсюда повышенная шумность и жесткость работы дизеля. Дизель имеет больший КПД и крутящий момент. К недостаткам дизельных двигателей обычно относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую литровую мощность и трудности холодного пуска.

ТИПЫ КАМЕР СГОРАНИЯ

Камеры сгорания дизельных двигателей разделяются на два основных типа: неразделенные и разделенные. При форкамерном процессе топливо впрыскивается в специальную предварительную камеру, связанную с цилиндром несколькими небольшими каналами или отверстиями, ударяется об ее стенки и перемешивается с воздухом. Воспламенившись, смесь поступает в основную камеру сгорания, где и сгорает полностью. Сечение каналов подбирается так, чтобы при ходе поршня вверх (сжатие) и вниз (расширение) между цилиндром и форкамерой возникал большой перепад давления, вызывающий течение газов через отверстия с большой скоростью. Во время вихрекамерного процесса сгорание также начинается в специальной отдельной камере, только выполненной в виде полого шара. В период такта сжатия воздух по соединительному каналу поступает в предкамеру и интенсивно закручивается (образует вихрь) в ней. Дизельные двигатели с неразделенной камерой называют также дизелями с непосредственным впрыском. Топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр, камера сгорания выполнена в днище поршня ( на низкооборотистых дизелях – грузовики). СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ

Важнейшим звеном дизельного двигателя является система топливоподачи, обеспечивающая поступление необходимого количества топлива в нужный момент времени и с заданным давлением в камеру сгорания.

Система питания Common Rail . Common Rail – это метод впрыска топлива в камеру сгорания под высоким давлением, не зависящим от частоты вращения двигателя или нагрузки. Главное отличие системы Common Rail от классической дизельной системы заключается в том, что ТНВД предназначен только для создания высокого давления в топливной магистрали. Он не выполняет функций дозировки цикловой подачи топлива и регулировки момента впрыска.

ТУРБОДИЗЕЛЬ

Эффективным средством повышения мощности и гибкости работы дизеля является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно увеличить подачу топлива на рабочем цикле, в результате чего увеличивается мощность двигателя.

Конструкция и работа системы питания дизеля воздухом

Система питания воздухом служит для забора окружающего воздуха, его очистки от пыли и распределения по цилиндрам двигателя.

Система питания воздухом (рис. 7) включает воздушный фильтр и впускной трубопровод. Она может быть с турбонаддувом или без турбонаддува.

Воздух поступает через сетку колпака 5 и трубу 4 воздухозаборника в воздушный фильтр 1. В фильтре воздух проходит через инерционную решетку 3 и резко изменяет направление движения. Сначала воздух освобождается от крупных частиц пыли, которые под действием инерции и вакуума выбрасываются через эжектор 6, установленный в выпускной трубе глушителя, в окружающий воздух. Более мелкие частицы пыли задерживаются в картонном фильтрующем элементе 2. Очищенный воздух по впускному трубопроводу подается в цилиндры 7 двигателя.

Воздушный фильтр (рис. 8) состоит из корпуса 3, крышки 1 и сменного фильтрующего элемента 2, состоящего из двух перфорированных стальных кожухов и гофрированного картона между ними. Патрубок 7 предназначен для отсоса пыли из корпуса фильтра.

Воздух поступает в фильтр через патрубок 5, очищается в нем и выходит через патрубок 6.

Наддув представляет собой подачу воздуха в цилиндры двигателя при такте впуска под давлением, создаваемым компрессором. При наддуве увеличивается количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, количество сжигаемого топлива и повышается на 20...40 % мощность двигателя.

Рис. 8. Воздушный фильтр:

1 — крышка; 2 — фильтрующий элемент; 3 — корпус; 4 — диффузор; 5, 6, 7 — патрубки

В дизелях обычно применяется газотурбинный наддув (рис. 9) турбокомпрессором. При работе двигателя воздух в цилиндры 1 нагнетается под давлением центробежным компрессором 6, рабочее колесо которого приводится во вращение турбиной 5.

Рис. 9. Схема наддува дизеля воздухом:

1 – цилиндр двигателя; 2 — мембрана; 3 – пружина; 4 — клапан; 5 — турбина; 6 — компрессор

studfiles.net

Система питания дизельного двигателя - как она работает

Еще в далеком 1897 г. известный ученный Рудольф Дизель создал первый во всем мире работоспособный двигатель. Возможно, в то время он даже не догадывался, каким изменениям поддастся его творение. Самые существенные изменения в системе питания дизельного двигателя произошли в недавние годы. Именно эти изменения сделали эти двигатели более пригодными для применения не только на грузовых автомобилях, но и на повседневных легковых.

Автомобилистов всегда привлекали дизельные двигатели, так как они имеют более дешевое топливо, высокую экономическую составную, в сравнении с бензином. Тем не менее, широкое применение дизелей сдерживалось некоторыми недостатками, такими как повышенное дымление, большая сложность запуска холодного двигателя, а также высокий уровень шумности при его работе. И все же, революция дизельной системы переборола эти недостатки и данный тип двигателя вышел на новый, более качественный уровень.

Система питания дизельного двигателя обеспечивает непосредственную подачу чистого дизельного топлива к цилиндрам. Также, она сжимает топливо и подает в мелкораспыленном виде к камере сгорания, смешивая с горячим воздухом (от сжатия в цилиндрах) так, чтобы мог возникнуть процесс самовоспламенения. После завершения работы нужно очистить цилиндры от продуктов, возникших в результате сгорания.

Дизельное топливо имеет ряд отличий от бензина: высокая плотность дизеля и его смазывающая способность. Существует такой элемент «дизельной мозаики» как цетановое число, служащее для оценки возможности воспламенения дизельного топлива. Обычно, дизельное топливо имеет цетановое число в 45-50. Для современного дизельного двигателя предпочтительнее будет более высокое число.

У процесса смесеобразования в дизелях существует два варианта, которые обусловлены формой камеры сгорания. Первый вариант: топливо впрыскивается непосредственно в предкамеру (предварительную камеру). Второй вариант: впрыск топлива происходит конкретно в камеру сгорания, которая выполнена в поршне.

Таким образом, двигатели, которые были изготовлены в соответствии с первым вариантом, называются дизелями с разделенной камерой сгорания, а в соответствии со вторым – дизели с непосредственным впрыском. Дизели первого типа значительно мягче работают и, таким образом, снижают уровень шума. И все же, двигатели второго типа больше и чаще используются на автомобилях, так как их топливная экономичность выше примерно на 20%.

1. Система питания дизельного двигателя – основная функция

Основная функциональная задача системы питания двигателей как первого типа, так и второго у двигателей является непосредственная подача определенного количества топлива в определенный цилиндр и в конкретно установленное время. В дизелях с высоким количеством оборотов у легковых автомобилей процесс впрыска топлива в цилиндр занимает одну тысячную долю секунды. При этом, всего небольшая доза топлива впрыскивается туда.

Для того, чтобы облегчить запуск дизеля в холодное время довольно часто используются свечи накаливания. Они отличаются от зажигательных свечей тем, что являются обычными электрическими нагревателями холодного воздуха перед его подачей в цилиндры двигателя в момент его запуска. Необходимо, чтобы топливный бак соответствовал требованиям безопасности. Из топливного бака топливо поступает в нагнетательный трубопровод, откуда идет к топливному фильтру, это обеспечивает подкачивающий насос. Очищением топлива от потенциального загрязнения должен заниматься топливный фильтр, чтобы различные механические прошли дальше по всей дизельной системе. Также к топливному баку присоединяется сливной трубопровод, через который сливаются излишки топлива из форсунок.

Сложнейшим и самым дорогим устройством всей дизельной системы питания является топливный насос высокого давления. Его основная функция заключается в создании давления топлива. Помимо этого, он сам и распределяет его по тем соответствующим цилиндрам форсункам, которые, в свою очередь, соответствуют порядку работы всей двигательной системы. С насосом форсунки соединяются трубопроводами высокого давления и своей нижней частью они выходят в камеры сгорания. Распылитель (нижняя часть) имеет очень маленькое отверстие, которое нужно для того, чтобы поступление топлива в камеру сгорания происходило в распыленном виде, вследствие чего очень просто воспламенялось. На выпускном трубопроводе двигателя устанавливается воздушный фильтр, который очищает воздух, поступающий в цилиндры.

Сам процесс впрыска топлива в цилиндры проходит немного раньше. Вследствие этого процесса происходит воспламенение топлива. Именно поэтому те свечи зажигания, которые присущи бензиновому автомобилю, напрочь отсутствуют в дизельном двигателе. Так само как и в бензиновом двигателе, сама схема дизельной системы питания включает в себя два ключевых момента, в период работы которых топливо подается вместе с воздухом. Для того, чтобы нагнать то нужной количество воздуха, в дизельных автомобилях используется турбокомпрессор. Он начинает свою работу с непосредственной помощью единого потока отработанных газов.

Назначение всей системы питания дизельного двигателя довольно просто. Оно заключается в обычном и своевременном обеспечении двигателя рабочей смесью. Главной задачей в таком случае является превращение в механическую энергию энергии топлива. Начало процесса являет собою засасывание топлива с помощью насоса под высоким давлением и его пропуска в топливном фильтре. Это делается для очистки от грязи и воды. При отсутствии воздуха в системе осуществляется подача топлива. После этого происходит распределение этого же топливо в соответствующие цилиндры. С помощью форсунок производится непосредственная подача топлива в цилиндры. Для тотального отключения системы питания в автомобилях существует магнитный клапан.

2. Диагностирование системы питания дизельного двигателя – что смотреть в первую очередь?

Во всех автомобилях дизельного типа система питания двигателя вмещает в себя огромное количество различных агрегатов и приборов. Первоосновой является топливный бак, вслед за ним расположились фильтры для разно степенной очистки, а также разного рода насосы, высокого и низкого давления трубопроводы и система выброса выхлопных газов. Для нормальной и стабильной работы всех систем необходима своевременная диагностика неисправности системы питания дизеля.

На практике, большинство поломок возникают в системе топливной аппаратуры, которая работает под высоким давлением и с которой нужно начать свою проверку. Чтобы сначала диагностирование, а вскоре, и ремонт системы питания дизеля проходил правильно, нужно обращать внимание на все приборы, которые указывают в наибольшей степени о расходе топлива. Изначально происходит проверка фильтра, форсунок, воздухоочистителя, насоса подкачки и доставки топлива, которое происходит под очень высоким давлением. Также можно для большей уверенности проверить привод и регулятор частоты вращения.

3. Ремонт системы питания дизельного двигателя – как убрать неисправности вовремя?

Когда при диагностике были выявлены все неисправности, нужно запланировать их тотальное исправление. Таким образом, нужно провести разного рода техническое обслуживание. Главнейшим образом нужно проконтролировать работу фильтров. Необходимо очистить их от отстоя, а все фильтрующие элементы промыть. Если же повреждения достаточно серьезны, то нужно произвести капитальный ремонт.

Самое простой действие при ремонте заключается в элементарной проверке, а затем и очистке воздухоочистителя. С помощью манометра, который нужно подключить между фильтром для тонкой очистки и топливным насосом, нужно проверить низкое давление топлива в магистрали. Сама непосредственная работа насоса (подкачка топлива происходит под очень высоким давлением) должна обеспечивать единую и непоколебимую дозированную подачу дизельного топлива во все нужные форсунки по очереди.

При следующем техническом обслуживании данный насос может быть снятым и продиагностироваться на особом специальном стенда. После этого нужно провести все регулировочные работы и необходимые настройки. Во избежание поломок на пути автомобиля и аварий, нужно своевременно выполнять все мероприятия и вышеуказанные рекомендации.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?Да Нет

auto.today

70. Система питания дизеля. Уст-во и работа секционного топ

70. Система питания дизеля. Устройство и работа секционного топливного насоса.

В дизеле приготовление горючей смеси топлива с воздухом происходит внутри цилиндров.

Система питания дизеля предназначена для подачи в цилиндры очищенной воздуха и распыленного топлива.

Смесеобразование в дизелях происходит за очень короткий промежуток времени Для получения горючей смеси способной быстро и полностью сгорать необходимо, чтобы топливо было распылено на возможно более мелкие частицы и чтобы каждая частица имела вокруг себя достаточное для полного сгорания количество воздуха. Для этого топливо в цилиндр впрыскивается форсункой под давлением, в несколько раз превышающим давление воздуха при такте сжатия в камере сгорания. В тракторных двигателях применяют неразделенные камеры сгорания.

Схема системы питания тракторного дизеля показана на рисунке. Во время работы двигателя топливо из бака 9 самотеком поступает по топливопроводу в фильтр 5 грубой очистки, где отделяются крупные механические примеси Далее топливо засасывается подкачивающей помпой и нагнетается через фильтр 6 тонкой очистки в топливный насос 14 Последний подает через топливопровод 4 высокого давления топливо под большим давлением к форсункам 3. которые впрыскивают его в распыленном состоянии в камеру сгорания В топливный насос топливо с избытком подастся подкачивающей помпой. Излишки топлива отводятся из насоса по перепускной трубке 13 во впускную часть подкачивающей помпы через перепускной клапан, находящийся в штуцере топливопровода.

Просочившееся через зазоры между деталями форсунок топливо (до 0,02% расходуемого) отводится по сливной трубке 2 в фильтр тонкой очистки или в бак.

Для обеспечения экономичности и надежности работы двигателя дизельное топливо должно отвечать определенным требованиям. К главным показателям его качества относятся: чистота, высокая теплотворная способность, малая вязкость, низкая температура самовоспламенения, высокое цетановое число (не ниже 45). Чем больше цетановое число топлива, тем меньше период задержки самовоспламенения после момента начала впрыскивания его в цилиндр и тем мягче работает двигатель.

Система питания дизеля включает в себя такие агрегаты, как топливный насос и форсунки, имеющие трущееся пары с весьма малым зазором — в десятки раз меньше толщины человеческого волоса. Попадание механических примесей приводит к быстрому изнашиванию или выходу из строя форсунок и прецизионных деталей топливного насоса, изготовленных с высокой точностью.

Корпус рассматриваемого насоса (рис. 65) представляет собой монолитную конструкцию с несъемной головкой. Он разделен литой горизонтальной перегородкой на две части. В верхней части корпуса имеется четыре вертикальные расточки для установки секций топливного насоса.

Рядные многоплунжерные насосы состоят из секций, число которых соответствует числу цилиндров. Рассмотрим устройство и работу одной типичной секции этого насоса.

Насосная секция включает в себя плунжерную пару, пружину 3 (рис 62), толкатель, кулачок 8 вала топливного насоса и нагнетательный клапан 14 с седлом 13.

Основа секции — плунжерная пара А. Она состоит из гильзы 12 и перемещающегося внутри ее плунжера 9. Диаметр плунжера 9 мм, а его ход для насосов разных марок 8... 10 мм.

Гильза и плунжер изготовлены из легированной стали и подвергнуты термической обработке до высокой твердо­сти. Во время работы в плунжерной паре создастся высокое давление топлива. При рабочем движении плунжера топливо не должно просачиваться из надплунжерного пространства между трущимися поверхностями плунжерной пары, поэтому плунжер с большой точностью притирают к гильзе. Зазор между ними в десятки раз тоньше человеческого волоса (0,001...0,002 мм). Раскомплектовывать детали плунжерной пары не разрешается Гильза представляет собой втулку с утолщением в верхней части. В ее утолщенной части имеется два противоположных боковых отверстия Верхнее впускное отверстие служит для заполнения надплунжерного пространства топливом, а нижнее перепускное отверстие — для перепуска топлива Оба отверстия гильзы соединены с П-образным каналом топливного насоса. В верхней части плунжера находятся соединенные осевой, боковой каналы и отсечной паз, который выполнен по винтовой линии. С помощью его можно менять порции подаваемого топлива без изменения общего хода плунжера Кольцевая выточка в средней части плунжера служит для равномерного распределения по гильзе дизельного топлива, выполня­ющего в данном случае роль смазки.

Плунжер перемещается вверх под действием толкателя Б, который получает движение от кулачка валика топливного насоса. Толкатель состоит из корпуса 6, ролика 7 с осью и регулировочного болта 5 с контргайкой. От проворачивания толкатели удерживаются фиксаторами, входящими в пазы его корпуса

При движении плунжера вниз топливо из впускной части П-образного канала проходит в гильзу. При движении вверх плунжер перекрывает впускное отверстие гильзы и топливо, открывая нагнетательный клапан, проходит под большим давлением в форсунку Как только кромка отсечного паза совмещается с перепускным отверстием гильзы, топливо из надплунжерного пространства попадает по каналам плунжера и через перепускное отверстие гильзы в П-образный канал и далее через перепускной клапан к подкачивающей помпе.

Давление в надплунжерном пространстве падает, и под действием пружины б нагнетательный клапан опускается в гнездо. Разгрузочный поясок при посадке клапана отсасывает часть топлива из топливопровода высокого давления.

Давление в топливопроводе резко падает, и происходит четкое прекращение подачи топлива форсункой. Таким образом, рабочий ход плунжера длится от конца закрытия верхней кромкой плунжера впускного окна гильзы до начала открытия перепускного окна кромкой отсечного паза. Подача топлива за один нагнетательный ход плунжера называется цикловой подачей.

studfiles.net

Cистема питания дизелей

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Техническое обслуживание автомобилей

Cистема питания дизелей

В отличие от карбюраторных двигателей, в цилиндры которых поступает готовая горючая смесь из карбюратора, горючая смесь у дизелей образуется непосредственно в цилиндрах, куда топливо и воздух подаются раздельно. Это -отличие определяет особенности устройства системы питания дизелей.

Вследствие особенностей рабочего процесса и главным образом применением высокой степени сжатия дизели выгодно отличаются от карбюраторных двигателей меньшим (на 30…35%) расходом топлива. Этим объясняется широкое распространение дизелей на тяжелых грузовых автомобилях.

На отечественные дизельные автомобили МАЗ, КрАЗ и БелАЗ устанавливают четырехтактные V-образные дизели Ярославского моторного завода (ЯМЗ) — 6-цилиндровые ЯМЗ-236, 8-цилиндровые ЯМЭ-238 и 12-цилиндровые ЯМЗ-240 мощностью соответственно 103, 176 и 220 кВт (180, 240 и 300 л. е.). Все эти дизели унифицированы, т.е. многие детали кривошипно-шатунного и газоргепределительного механизмов (гильзы цилиндров, поршни, шатуны, вкладыши, клапаны), а также некоторые приборы системы питания у них одинаковые.

На автомобилях КамАЗ устанавливают также четырехтактные 8-цилиндровые дизели ЯМЗ-740 мощностью 154 кВт (210 л. е.).

По устройству системы питания все эти дизели близки друг к другу.

Дизельное топливо. Как и бензин, дизельное топливо представляет собой смесь получаемых при переработке нефти жидких углеводородов с различными температурами кипения. Дизельное топливо должно удовлетворять следующим основным требованиям: иметь определенные фракционный состав и вязкость, возможно низкую температуру застывания и самовоспламенения, возможно меньший период задержки воспламенения, малое содержание органических кислот и серы, отсутствие механических примесей и воды.

Для обеспечения хорошего смесеобразования дизельное топливо должно иметь определенный фракционный состав.

Определенная вязкость дизельного топлива необходима для обеспечения смазки топливной аппаратуры; при недостаточной вязкости ухудшаются условия смазки ее трущихся деталей. Чрезмерно высокая вязкость затрудняет подачу и впрыск топлива в цилиндры дизеля.

Низкая температура застывания обеспечивает надежность работы автомобиля зимой, а низкая температура самовоспламенения — легкий пуск холодного двигателя.

Для обеспечения мягкой работы дизеля необходимо, чтобы при сгорании топлива давление в цилиндрах нарастало плавно, что возможно при воспламенении топлива сразу же после поступления в цилиндры первых его частиц. Запаздывание воспламенения ведет к одновременному сгоранию значительного количества топлива, вызывающему резкое нарастание давления и жесткую работу двигателя.

Период задержки воспламенения топлива оценивается цетановым числом. Цетановым числом дизельного топлива называется процентное (по объему) содержание цетана в такой смеси его с альфаме-тилнафталином, которая равноценна испытуемому топливу в отношении жесткости работы двигателя. Цетан — углеводород с наименьшим, а альфаметилнафталин — углеводород с наибольшим, принимаемыми за эталон пределами задержки воспламенения топлива. Чем больше цетановое число, тем мягче работает дизель.

Коррозийные свойства топлива зависят от содержания в нем органических кислот и серы, процентное содержание которых строго ограничивается.

Содержание механических примесей и воды в дизельном топливе недопустимо, так как первые вызывают усиленный износ трущихся деталей топливной аппаратуры и засорение форсунок, а вторая приводит к образованию льда в топливопроводах в холодное время года.

Основные марки автомобильного дизельного топлива в СССР — ДА (арктическое), ДЗ (зимнее) и ДЛ (летнее). Они отличаются друг от друга в основном фракционным составом и температурой застывания: чем ниже окружающая температура, тем должно быть больше в топливе легких фракций и ниже температура его застывания.

Система питания дизеля ЯМЗ-236. К прибором, узлам и деталям, обеспечивающим подачу топлива в цилиндры дизеля ЯМЭ-236, относятся топливный бак, подкачивающий насос, фильтры грубой и тонкой очистки топлива, насос высокого давления, форсунки, топливопроводы низкого и высокого давления.

Подкачивающий насос засасывает топливо из бака через фильтр грубой очистки и псдает его через фильтр тонкой очистки к насосу высокого давления, от которого топливо поступает к форсункам, распиливающим его в камерах сгорания цилиндров.

Атмосферный воздух поступает в цилиндры дизеля через воздушный фильтр и впускной трубопровод. Отработавшие газы отводятся из цилиндров в атмосферу через выпускной трубопровод и глушитель.

Топливные баки дизельных автомобилей устроены так же, как и баки автомобилей с карбюраторными двигателями.

Топливные фильтры. Топливо, поступающее к насосу высокого давления и форсункам, не должно содержать механических примесей, могущих вызвать повреждение или повышенный износ изготовленных с высокой точностью деталей топливной аппаратуры. Поэтому в системе питания дизелей топливо многократно фильтруют. У дизеля ЯМЭ-236 имеются следующие топливные фильтры: сетчатый, на конце топливо-заборной трубки в баке; грубой очистки, установленный в баке; тонкой очистки, помещенный между подкачивающим насосом и насосом высокого давления; во входном отверстии форсунок.

Вфильтре грубой очистки установлен фильтрующий элемент, состоящий из сетчатого каркаса, на который навит в несколько слоев ворсистый хлопчатобумажный шнур, ав фильтре тонкой очистки — фильтрующий элемент с набивкой из минеральной ваты, пропитанной клеящим веществом. Фильтр тонкой очистки снабжен перепускным клапаном, пружина которого рассчитана на давление 160…170 кПа (1,6…1,7 кгс/см2). Если давление в фильтре превышает эту величину, клапан открывается и перепускает часть топлива из фильтра через присоединенную к нему трубку 10 в топливный бак. Благодаря этому в фильтре и топливопроводе, соединяющем фильтр с насосом высокого давления, поддерживается приблизительно постоянное давление.

Воздушный фильтр по устройству и принципу действия аналогичен инерционно-масляным воздушным фильтрам карбюраторных двигателей.

Топливный насос высокого давления подает под высоким давлением в цилиндры дизеля требуемое количество топлива в строго определенные моменты. У двигателя ЯМЭ-236 насос установлен между правым и левым рядами цилиндров. Вал насоса приводится во вращение валом привода, шестерня которого находится в зацеплении с шестерней распределительного вала дизеля. Частота вращения вала насоса вдвое меньше частоты вращения коленчатого вала дизеля. За два оборота коленчатого вала, в течение которых в каждом из цилиндров дизеля произойдет по одному рабочему ходу, вал насоса повернется на один оборот и насос осуществит впрыск топлива во все цилиндры.

В корпусе (рис. 29, а) насоса высокого давления установлен на шариковых (у насосов последних выпусков — на роликовых) подшипниках кулачковый вал 32.

Каждый из кулачков вала приводит в действие секцию насоса, представляющую собой одноплунжерный насос высокого давления, обуживающий один цилиндр дизеля. Секция состоит из гильзы, три которой помещается плунжер, нагнетательного клапана и роликового толкателя. Плунжер может перемещаться в гильзе вверх и вниз. На проточке нижнего конца плунжера установлена опорная шайба пружины, которая верхним концом упирается через шайбу в головку насоса. Давлением пружины опорная шайба прижата к регулировочному болту толкателя, а ролик толкателя — к кулачку вала насоса.

Рис. 29. Топливный насос высокого давления.а — поперечный разрез; б — схема работы секции насоса; в — продольный разрез; 1 — корпус насоса ручной подкачки; 2 — поршень насоса ручной подкачки; 3 — цилиндр; 4 — шток; 5 — рукоятка; 6 — зубчатый венец; 7 — плунжер; 8 — винт крепления гильзы; 9 и 18 — перепускное и впускное отверстия гильзы; 10 и 19 — топливные каналы насоса; 11 — гильза; 12 — вентиль для выпуска воздуха; 13 — седло нагнетательного клапана; 14 — клапан; 15 — пружина клапана; 16 — штуцер топливопровода высокого давления; 17 — корпус насоса; 20 и 21—осевое и радиальное сверления плунжера; 22 —спиральные канавки; 23 — зубчатая рейка; 24—поворотная втулка; 25—выступ (поводок) плунжера; 26 — пружина плунжера; 27 — опорная шайба пружины; 28 — регулировочный болт; 29 — толкатель; 30 — ролик толкателя; 31 — кулачок; 32 — вал насоса; 33 — толкатель подкачивающего насоса; 34 — пружина толкателя; 35 — шток; 36 — поршень; 37 — пружина поршня; 38 — корпус подкачивающего насоса; 39 — муфта автоматического опережения впрыска; 40 — колпак перепускного клапана; 41 — корпус центробежного регулятора; 42 — скоба останова.

Когда выступ кулачка подходит под ролик, толкатель поднимается, сжимая пружину, и перемещает плунжер насоса вверх. По мере того как выступ кулачка, повертываясь, выходит из-под ролика толкателя, пружина возвращает плунжер и толкатель в исходное положение. Таким образом, во время работы дизеля плунжер движется возвратно-поступательно вверх и вниз.

В верхней части плунжер имеет осевое и радиальное сверления. Когда плунжер находится в гильзе, эти сверления соединяют над-плунжерное пространство с двумя спиральными канавками, профре-зерованными на боковой поверхности плунжера.

Нагнетание топлива продолжается до момента, когда верхняя кромка левой спиральной канавки плунжера подойдет к перепускному отверстию гильзы (положение III). После этого топливо из над-плунжерного пространства будет перетекать через сверления плунжера, спиральную канавку и перепускное отверстие гильзы в канал корпуса насоса. Давление в надплунжерном пространстве резко снизится, нагнетательный клапан закроется, и подача топлива в цилиндр прекратится (произойдет отсечка подачи топлива).

Количество подаваемого в цилиндр топлива регулируется поворотом плунжера вокруг его оси, вследствие чего изменяется момент конца подачи топлива секцией при неизменном моменте начала подачи. При повертывании плунжера по часовой стрелке (если смотреть сверху) кромка его спиральной канавки раньше подходит к перепускному отверстию гильзы, вызывая прекращение нагнетания топлива к форсунке, и количество подаваемого в цилиндр топлива уменьшается. Поворот плунжера по ходу часовой стрелки до совпадения радиального сверления плунжера с отверстием гильзы вызывает полное прекращение подачи топлива секцией (нулевая подача). При повертывании плунжера против движения часовой стрелки кромка спиральной канавки плунжера позже достигает отверстия 9 гильзы, и количество топлива увеличивается.

Для повертывания плунжера служат зубчатая рейка и надетая на гильзу поворотная втулка, зубчатый венец которой зацеплен с рейкой. Через регулятор частоты вращения коленчатого вала зубчатая рейка связана с педалью управления подачей топлива, помещенной в кабине водителя.

Перемещение рейки вдоль ее оси вызывает поворот втулки, которая, в свою очередь, действуя через выступы, повертывает плунжер. Движение рейки вызывает одновременный поворот плунжеров всех секций насоса на одинаковый угол.

Гильзы всех шести секций укреплены в общем корпусе насоса винтами. Сверху в корпус ввернуты штуцеры, прижимающие к гильзам седла нагнетательных клапанов. Снаружи к штуцерам крепят топливопроводы, соединяющие секции насоса высокого давления с форсунками.

Кулачки расположены на валу насоса так, что обеспечивается подача топлива секциями в соответствии с порядком работы цилиндров дизеля и принятыми интервалами между рабочими ходами в разных цилиндрах. Вал насоса соединен с валом привода посредством центробежной муфты автоматического опережения впрыска; которая увеличивает угол опережения впрыска топлива в цилиндры по мере повышения частоты вращения коленчатого вала дизеля. По принципу действия эта муфта аналогична центробежному регулятору опережения зажигания карбюраторных двигателей.

На заднем конце вала насоса установлена шестерня, сообщающая вращение валу, расположенному в корпусе 41 всережимного центробежного регулятора частоты вращения коленчатого вала дизеля. Регулятор поддерживает постоянным любую частоту вращения коленчатого вала, установленную водителем путем нажатия (или отпускания) педали управления подачей топлива и, кроме того, ограничивает максимальную частоту вращения коленчатого вала (2250…2275 мин-1).

Подшипники, кулачки вала насоса и толкатели, а также детали регулятора смазываются дизельным маслом, заливаемым в корпуса насоса и регулятора. Плунжерные пары насоса смазываются топливом.

Управляют работой насоса с места водителя при помощи педали, соединенной системой тяг и рычагов с рычагом регулятора. Регулятор, в свою очередь, воздействует на рейку топливного насоса. Для остановки дизеля служит кнопка, соединенная тросом со скобой останова. При вытягивании кнопки скоба повертывается вниз и через рычажную систему регулятора передвигает рейку до отказа в сторону уменьшения подачи топлива, вследствие чего плунжеры всех секций насоса устанавливаются в положение нулевой подачи.

Рис. 30. Схема работы подкачивающего насоса двигателя ЯМЭ-236:

Подкачивающий насос. В системе питания дизеля ЯМЭ-236 установлен поршневой подкачивающий насос. Его корпус прикреплен к корпусу насоса высокого давления. В корпусе подкачивающего насоса помещены поршень с пружиной, шток и роликовый толкатель с пружиной.

Подкачивающий насос работает следующим образом (рис. 30). Внутреннее пространство цилиндра насоса делится поршнем на полости А и Б. Полость А сообщается с впускным каналом, перекрытым впускным клапаном 44, и с выпускным каналом, перекрытым выпускным клапаном. Оба клапана удерживаются в положении закрытия пружинами. Участок выпускного канала после клапана сообщен перепускным каналом с полостью Б.

Поршень приводится в действие кулачком вала насоса высокого давления. Когда выступ кулачка набегает на ролик толкателя, толкатель, шток и поршень перемещаются в сторону полости А. После того как выступ кулачка повернется и перестанет действовать на ролик толкателя, пружины и возвращают поршень, толкатель и шток в первоначальное положение.

Двигаясь вверх, поршень вытесняет топливо из полости А через выпускной клапан, открывающийся под давлением топлива, и перепускной канал в полость Б, объем которой вследствие перемещения поршня вверх увеличивается. При движении вниз поршень вытесняет топливо из полости Б к выходному отверстию насоса, откуда оно по топливопроводу поступает в фильтр тонкой очистки и далее к насосу высокого давления. Одновременно объем полости А увеличивается, и в ней создается разрежение, впускной клапан под давлением топлива со стороны входного отверстия открывается и через него полость А заполняется топливом, поступающим из бака. При последующих ходах поршня описанный цикл работы насоса повторяется.

Давление, создаваемое подкачивающим насосом, зависит от силы упругости пружины поршня и при закрытом выходном отверстии насоса может достигать 600 кПа (6 кгс/см2). В топливной системе после подкачивающего насоса поддерживается давление 160…170кПа (1,6…1,7кгс/см2).

Сверху на корпусе подкачивающего насоса установлен насос ручной подкачки топлива, который служит для наполнения системы топливом и удаления случайно попавшего в нее воздуха.

Этот насос состоит из корпуса, цилиндра, поршня со штоком и рукоятки. Когда поршень перемещают рукояткой вверх, в полость А подкачивающего насоса и в цилиндр. Всасывается через клапан топливо из бака. При перемещении вниз поршень вытесняет топливо из цилиндра через полость А и выпускной клапан подкачивающего насоса в топливопровод, соединенный через фильтр тонкой очистки с насосом высокого давления.

После пользования насосом рукоятку навертывают до отказа на резьбу цилиндра при этом поршень, плотно прижимаясь к прокладке, разобщает полости подкачивающего насоса и цилиндра насоса ручной подкачки, что устраняет возможность подсоса воздуха в систему через насос ручной подкачки.

Форсунки тонко распыливают топливо, подаваемое в камеры сгорания цилиндров дизеля насосом высокого давления.

К корпусу форсунки (рис. 31) прикреплен гайкой распылитель с четырьмя распыливающими отверстиями, в котором помещена игла. Силой упругости пружины, передаваемой через штангу, игла прижата к внутренней конической поверхности распылителя и перекрывает выход топливу из полости к отверстиям распылителя.

Рис. 31. Форсунка двигателя ЯМЗ-236:А — кольцевая полость; 1 — распыливающие (сопловые) отверстия; 2 — игла распылителя; 3 — распылитель; 4 — гайка крепления распылителя; 5 — корпус форсунки; 6 — штанга пружины; 7 — пружина; 8 — регулировочный винт; 9 — контргайка; 10 — колпак; И — фильтр; 12 — входной штуцер; 13— резиновый уплотнитель; 14 — канал.

При нагнетательном ходе плунжера насоса высокого давления топливо от насоса поступает через входной штуцер, фильтр и канал в кольцевую полость А распылителя. Под давлением топлива игла приподнимается и полость распылителя сообщается с распыливающи-ми отверстиями, через которые топливо впрыскивается в цидиндр. В момент отсечки конца подачи топлива насосом давление в полостях форсунки падает и пружина опускает иглу, прекращая дальнейший выход топлива из отверстий распылителя.

Давление начала впрыска топлива в цилиндры дизеля ЯМЭ-236 должно быть 15 МПа (150 кгс/см2). Давление регулируют, изменяя натяжение пружины вращением винта при снятом колпаке и ослабленной контргайке.

Форсунки крепят в отверстиях головок цилиндров дизеля накладными скобами и болтами, штуцеры форсунок проходят через отверстия в стыке головок и крышек цилиндров; в отверстиях установлены резиновые уплотнители. К штуцерам присоединяют топливопроводы высокого давления, а к отверстиям в торцах колпаков — дренажные трубки для отвода из полостей в верхней части корпуса форсунок топлива, просочившегося через зазоры между иглой и распылителем. По трубке топливо из дренажных трубок сливается в бак автомобиля.

Неисправности в системе питания дизелей. При возникновении неисправностей в системе питания затрудняется пуск, снижается мощность дизеля и повышается расход топлива, возникают перебои в работе цилиндров, увеличивается дымность выпуска. Основные причины этого: утечка топлива или подсос в систему питания воздуха из-за негерметичности соединений топливопроводов и приборов; засорение топливных фильтров; неисправность подкачивающего насоса; износ плунжеров и гильз насоса высокого давления; нарушение момента начала и равномерности подачи топлива секциями насоса; уменьшение силы упругости пружины иглы форсунки; негерметичность или зависание иглы; засорение отверстий распылителя форсунки.

Читать далее: Cистема питания двигателя от газобаллонной установки

Категория: - Техническое обслуживание автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Система питания дизельного двигателя. Грузовые автомобили. Система питания

Система питания дизельного двигателя

В отличие от карбюраторных двигателей, в цилиндры которых поступает готовая горючая смесь из карбюратора, горючая смесь у дизелей образуется непосредственно в цилиндрах, куда топливо и воздух подаются раздельно. Чистый воздух засасывается в цилиндры и в них подвергается очень высокой степени сжатия. Вследствие в цилиндрах двигателя создается температура превышающая температуру воспламенения дизельного топлива. Это отличие определяет особенности устройства системы питания дизелей. Все отечественные дизели унифицированы, т.е. многие детали кривошипно – шатунного механизма, газораспределительного механизма, а также приборы системы питания у них одинаковые. По сравнению с карбюраторными двигателями они более экономичны, надежны, а также способны работать на более дешевом и тяжелом топливе.

В дизельных двигателях осуществляется внутреннее смесеобразование. В цилиндры двигателя подается дозированная порция топлива под большим давлением. За счет перепада давлений между распыливающими отверстиями форсунки и камерой сгорания и происходит процесс впрыска топлива. Поршень находится почти в верхней мертвой точке, в сильно сжатый, достигающий температуры 600°С воздух, впрыскивается дизельное топливо, которое загорается без наличия свечи зажигания. С помощью топливного насоса высокого давления топливо подается из топливного бака, через топливный фильтр в систему питания двигателя. Топливо испаряется и смешивается с воздухом, что обеспечивает полное и быстрое сгорание топлива. Процесс начинается с момента впрыскивания топлива из распылителя форсункой и заканчивается полным сгоранием топлива. Топливный фильтр задерживает различные примеси и грязи. Топливо в систему подается только в том случае, если в системе нет воздуха, в насосе создается необходимое для впрыска давление и топливо распределяется по цилиндрам. Так как дизельное топливо не нуждается в зажигании и его цикл не прекращается при отключении напряжения в системе накального зажигания, в конструкции дизельного двигателя предусмотрен магнитный клапан. При выключении зажигания напряжение на нем исчезает, и канал поступления топлива закрывается. Масло для смазывания деталей топливного насоса подается под давлением из общей смазочной системы двигателя.

Процесс смесеобразования в дизельных двигателях включает в себя несколько стадий:

– распыливание топлива;

– развитие топливного факела;

– прогрев;

– испарение;

– перегрев топливных паров;

– смешивание топливных паров с воздухом.

К дизельному топливу предъявляются высокие требования по степени очистки топлива от механических примесей, перед заправкой топливо должно отстояться. Недостатком дизельных двигателей является слишком малое время необходимое на распыливание, смесеобразование и сгорание топлива, оно примерно в десять раз меньше, чем у двигателей с внешним смесеобразованием и равно 0,001 – 0,003 с. Топливо необходимо впрыскивать в строго определенные фазы цикла, что не всегда получается при работе дизеля на всех возможных режимах.

В дизельных двигателях наибольшее распространение получили две схемы подачи топлива: разделенная и неразделенная. В разделенной системе топливо от насоса высокого давления подается по топливопроводам к форсункам. В неразделенной системе топливный насос и форсунка объединены в один узел – насос – форсунку.

Рассмотрим принцип работы разделенной системы питания дизельного двигателя.

Рис. Система питания дизельного двигателя. 1 – топливный бак, 2 – топливоподкачивающий насос, 3 – фильтр тонкой очистки, 4 – топливный насос высокого давления, 5 – форсунки, 6 – фильтр грубой очистки топлива.

Во время работы двигателя топливо из топливного бака 1 засасывается топливоподкачивающим насосом 2 через фильтр грубой очистки топлива 6, где отделяются крупные механические примеси. Далее топливо нагнетается подкачивающим насосом, через фильтр тонкой очистки 3 в топливный насос высокого давления 4. Затем топливо по топливопроводам высокого давления подается к форсункам 5, которые впрыскивают его в распыленном состоянии в камеры сгорания цилиндров двигателя. Несмотря ни на что, впрыскиваемое в камеру сгорания топливо, распределяется неравномерно и процесс сгорания происходит не полностью. Для более полного сгорания топлива, работа дизельных двигателей происходит при высоком коэффициенте избытка воздуха, что приводит к понижению среднего эффективного давления, литровой мощности и к увеличению веса двигателя. В топливный насос избыточное количество топлива подается подкачивающим насосом. Излишки топлива отводятся из топливного насоса по перепускной трубке во впускную часть подкачивающего насоса, через клапан, находящийся в штуцере топливопровода. Воздух в цилиндры подается через впускной коллектор (трубопровод), предварительно пройдя через воздухоочиститель (воздушный фильтр).

Топливо, впрыскиваемое форсунками, попадает в среду сжатого и нагретого воздуха, воспламеняется и сгорает. Отработавшие газы после сгорания, выходят из цилиндров двигателя через выпускной трубопровод и глушитель в окружающую среду.

Распрыскивание топлива и распределение его в воздушной среде камеры сгорания зависит от :

– конструктивных параметров двигателя;

– давления впрыска;

– особенностей процесса, протекающего в цилиндре двигателя;

– других факторов.

Энергетические и экономические показатели двигателя зависят от качества распыливаемого топлива, от того, как происходит процесс сгорания в двигателе.

К корпусу топливного насоса у дизельных двигателей в задней части установлен регулятор частоты вращения коленчатого вала . В зависимости от нагрузки двигателя он автоматически изменяет количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя и автоматически поддерживает частоту вращения коленчатого вала, заданную водителем.

Форсунки тонко распыливают топливо, подаваемое в камеры сгорания дизельного двигателя насосом высокого давления. Тонкость распыливания топлива характеризуется средним диаметром капель топлива.

Качество распыливания улучшается, если:

– повышается давление впрыска и увеличивается скорость струи;

– увеличивается противодавление воздуха, сжатого в камере сгорания;

– при переходе к меньшим диаметрам распыливающих отверстий форсунки.

Все детали форсунки размещены в стальном корпусе. Основная часть форсунки – корпус и игла. Рис. Форсунка. А – устройство, б – схема работы, 1 – колпак, 2 – штуцер для топливопровода, 3 – сетчатый фи льтр, 4 – гайка распылителя, 5 – корпус распылителя, 6 – запорная игла распылителя, 7 – штифт, 8 – корпус, 9 – штанга, 10 – пружина, 11 – регулировочный винт, 12 – контргайка, А – канал, Б – камера распылителя.

Силой упругости пружины 10, передаваемой через штангу 6, игла прижата к внутренней конической поверхности распылителя и перекрывает выход топливу из полости к отверстиям распылителя.

Подъем запорной иглы производится автоматически, под давлением топлива, нагнетаемого насосом. Давление топлива действует снизу на иглу, превышает усилие пружины, стремящейся удерживать иглу в опущенном состоянии. Топливо поступает к соплам распыливающих отверстий и через них впрыскивается в камеру сгорания. Такой способ подъема запорной иглы называется гидравлическим.

Диаметр и расположение сопловых отверстий зависят от принятого способа смесеобразования и формы камеры сгорания. Размеры, взаиморасположение и качество изготовления сопловых отверстий в значительной мере предопределяют форму и направление струи, тонкость и однородность распыливания и равномерное распределение частиц распыленного топлива в камере сгорания.

Топливные баки дизельных автомобилей устроены так же, как и баки автомобилей с карбюраторными двигателями.

Топливные фильтры. Топливо, поступающее к насосу высокого давления и форсункам, не должно содержать механических примесей, могущих вызвать повреждение или повышенный износ изготовленных с высокой точностью деталей топливной аппаратуры. Поэтому в системе питания дизелей топливо многократно фильтруют.

На двигателях обычно устанавливают два последовательно работающих топливных фильтра: грубой и тонкой очистки.

В фильтре грубой очистки установлен сетчатый фильтрующий элемент, состоящий из отражателя и латунной сетки с размерами ячейки 0.09 мм. Поверх сетчатого каркаса навит ворсистый, хлопчатобумажный шнур.

В корпус ввернута резьбовая втулка, на которой смонтирован фильтрующий элемент. Резьбовая втулка прижимает к корпусу распределитель потока топлива. На распределителе потока топлива равномерно расположены восемь отверстий.

Во время работы двигателя топливо подводится в фильтр через трубку и отверстия распределителя. Часть топлива попадает под успокоитель, где остаются крупные механические примеси и вода, находящаяся в топливе. Через отверстие в успокоителе, топливо поднимается вверх к сетчатому фильтрующему элементу, очищается от мелких примесей и поступает к отводящей трубке. Для периодического слива отстоя предназначена пробка.

В фильтре тонкой очистки установлен фильтрующий элемент с набивкой из минеральной ваты, пропитанной клеящим веществом. В отверстие крышки фильтра ввернут жиклер 9, через который часть топлива из корпуса фильтра по присоединенной к жиклеру трубке все время отводится в топливный бак. За счет этого в фильтре тонкой очистки и, топливопроводе, соединяющем фильтр с насосом высокого давления, поддерживается приблизительно постоянное давление.

В нижней части корпуса предусмотрено отверстие, закрытое пробкой 1, для слива из фильтра загрязненного топлива и попавшей с топливом воды. На крышке корпуса установлен продувочный вентиль, который служит для выпуска воздуха, попавшего в топливную систему двигателя. Рис. Фильтр тонкой очистки топлива 1 – пробка, 2 – пружина, 3 – стержень, 4 – прокладка, 5 – корпус, 6 – фильтрующий элемент, 7 – крышка, 8 – пробка, 9 – жиклер, 10 – болт.

Воздушный фильтр по устройству и принципу действия аналогичен инерционно – масляным фильтрам карбюраторных двигателей. При использовании воздушных фильтров уменьшается изнашивание деталей цилиндропоршневой группы в несколько раз, поскольку они очищают воздух от пыли, в которой содержатся твердые частицы.

Топливный насос высокого давления служит для подачи в цилиндры дизеля в строго определенные моменты требуемого количества топлива под высоким давлением. Топливные насосы высокого давления классифицируются по трем основным признакам: конструктивному исполнению, методу дозирования количеств подаваемого топлива и числу секций.

Топливные насосы высокого давления должны обеспечивать:

– равномерное распределение топлива в камере сгорания;

– создание высокого давления впрыска, обеспечивающего тонкое распыливание топлива;

– точную дозировку порции впрыскиваемого топлива для подачи его в камеру сгорания двигателя;

– впрыск топлива в камеру сгорания в определенный момент рабочего процесса с требуемой продолжительностью;

– создание равных условий впрыска для всех цилиндров многоцилиндрового двигателя.

Топливные насосы бывают многосекционные и распределительные. Обычно у многосекционных насосов секции располагаются в одном корпусе в один или два ряда. Одна секция топливного насоса подает топливо только в один цилиндр.

Распределительные насосы имеют одну или две секции (кратное числу цилиндров).Каждая секция может подавать топливо сразу в несколько цилиндров.

Топливный насос низкого давления служит для подачи топлива к топливному насосу высокого давления. Поделитесь на страничке

Следующая глава >

tech.wikireading.ru

---

• 
  Грузовик машина
• 
  Скорость техническая
• 
  Монтаж крана
• 
  Понятие об электрическом токе
• 
  Хранение аккумуляторных батарей
• 
  Принцип действия генератора переменного тока
• 
  Расстояние между шпалами
• 
  Принцип работы реле регулятора генератора
• 
  Экскаватор эо 3322 технические характеристики
• 
  Виды и назначение узлов
• 
  Муфта свободного хода