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. 
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
Категория:
1Отечественные автомобили
Система питания дизельного двигателя автомобиляСистема питания дизельного двигателя ЗИЛ-645 включает в себя системы питания двигателя топливом и воздухом и систему выпуска отработавших газов.
Система питания двигателя топливом. Топливная система (рис. 1) — раздельного типа. Она состоит из топливного бака, фильтров грубой и тонкой очистки топлива, топливоподкачивающего насоса низкого давления, насоса ручной подкачки топлива, топливного насоса высокого давления, регулятора частоты вращения коленчатого вала двигателя, автоматической муфты опережения впрыска топлива и топливопроводов. Топливо из бака засасывается топливоподкачивающим насосом 8 низкого давления через фильтр грубой и тонкой очистки топлива и подается по топливопроводам низкого давления к топливному насосу высокого давления (ТНВД), который подводит топливо к форсункам по топливопроводам высокого давления. Форсунки впрыскивают топливо в распыленном состоянии в камеры сгорания цилиндров двигателя. Избыточное топливо вместе с воздухом отводится через перепускной клапан ТНВД по сливным топливопроводам в топливный бак.
Топливный бак, изготовленный из освинцованной листовой стали, имеет внутренние перегородки, приемную трубку с сетчатым фильтром, датчик указателя уровня топлива, герметичную пробку заливной горловины и пробку для слива отстоя.
Фильтр грубой очистки топлива (рис. 2,а) крепится к кронштейну топливного бака. Топливо в фильтр подается из топливного бака через распределитель, очищается сетчатым фильтрующим элементом и поступает к топливоподкачивающему насосу. Находящиеся в топливе тяжелые частицы осаждаются в колпаке фильтра.
Фильтр тонкой очистки топлива (рис. 2, б) состоит из корпуса, двух сменных фильтрующих элементов и колпаков. Внутри колпаков приварены болты крепления к корпусу фильтра, в которые вворачиваются сливные пробки. В корпусе имеется клапан-жиклер, открывающийся при избыточном давлении в полости фильтра, равном 0,15±0,02 МПа, который регулируется путем подбора толщины регулировочной шайбы.
Рис. 1. Топливная система дизельного двигателя: 1— форсунка; 2 — топливопровод высокого давления; 3 и 10 — сливные топливопроводы: 4 — топливный насос высокого давления; 5 — топливный бак; 6 — пробка наливной горловины; 7 — фильтр грубой очистки топлива; 8 — топливоподкачивающий насос; 9 насос ручной подкачки топлива; ill — фильтр тонкой очистки топлива; 12 — муфта опережения впрыска топлива (стрелки означают пути движения топлива)
Топливоподкачивающий насос низкого давления поршневого типа установлен на корпусе ТНВД и приводится в действие от эксцентрика кулачкового вала ТНВД. Под действием кулачка толкатель и поршень совершают ход всасывания, и топливо заполняет пространство над поршнем. Возврат поршня осуществляется под действием пружины. При этом топливо подается через насос ручной подкачки топлива и фильтр тонкой очистки в ТНВД.
Рис. 2. Топливные фильтры грубой (а) и тонкой (б) очистки топлива: 1 — пробка сливного отверстия; 2 — колпак; 3 — успокоитель; 4 — фильтрующий элемент-— корпус фильтрующего элемента; 6 — распределитель топлива; 7 и 10 — болты- 8 — корпус; 9 — сменные фильтрующие элементы; 11 — клапан-жиклер;
Рис. 3. Топливоподкачивающий насос: 1 — корпус насоса; 2 — поршень; 3 — направляющая толкателя; 4 — кулачковый вал МИД с эксцентриком; 5 — толкатель; 6 — нагнетательный клапан; 7—пружина 8 — впускной клапан; 9 — корпус клапана; 10 — крышка
Насос ручной подкачки топлива (рис. 4) поршневого типа предназначен для заполнения топливного фильтра и удаления воздуха из систем питания перед пуском двигателя. Для подкачки топлива отворачивают и вытягивают вверх рукоятку. Одновременно перемещается связанный с рукояткой поршень, и топливо через впускной клапан заполняет полость под поршнем. При нажатии на рукоятку топливо подается к фильтру тонкой, очистки топлива. После подкачки рукоятку снова заворачивают.
Топливный насос высокого давления (ТНВД) (рис. 5) имеет восемь секций, автоматическую муфту опережения впрыска топлива и механический регулятор частоты вращения. В корпусе насоса установлен кулачковый вал, вращающийся в подшипниках. При вращении кулачкового вала усилие передается на роликовый толкатель, прижатый к кулачку пружиной, и далее через регулировочные прокладки на плунжер насосной секции.
Секция насоса состоит из плунжера, гильзы плунжера, поворотной втулки, штуцера, ввернутого в корпус насоса и наг гнетательного клапана с седлом. Гильза и плунжер являются прецизионной парой, распаривание которой не допускается. К верхнему торцу гильзы штуцером прижато седло нагнетательного клапана, который прижат к седлу пружиной. Топливо поступает из топливопровода низкого давления через штуцер к отверстиям гильз насосных секций.
При движении плунжера вниз под действием пружины топливо поступает в подплунжерную полость. При движении плунжера вверх давление в результате закрытия впускного отверстия гильзы возрастает, открывается нагнетательный клапан и топливо по топливопроводу высокого давления подается к форсунке. Движущийся вверх плунжер в это время продолжает сжимать топливо. Как только давление превысит 18,5 МПа, игла форсунки под действием давления топлива преодолеет усилие пружины, поднимется и обеспечит тем самым впрыск топлива в цилиндр двигателя.
Рис. 4. Насос ручной подкачки топлива: 1 — цилиндр; 2 — рукоятка насоса с поршнем; 3 и 5—штуцера; 4 — корпус; 6 — пружина; 7 — нагнетательный клапан; 8 — пластинчатая пружина; 9 — впускной клапан
Рис. 5. Топливный насос высокого давления: 1 и 3—штуцера топливного насоса; 2— вытеснитель топлива; 4 — пружина нагнетательного клапана; 5 — нагнетательный клапан; 6 — плунжер; 7 — гильза плунжера; 8—винт выпуска воздуха; 9— поворотная втулка плунжера; 10 — зубчатый сектор; 11— зубчатая рейка; 12—пружина; 13 — толкатель; 14 — корпус насоса; 15 — ролик толкателя; 16—шарикоподшипник; 17 — кулачковый вал; 18 — регулировочные прокладки; 19 -— крышке насоса; 20 — топливопод-качивающий насос; 21 — муфта опережения впрыска топлива; 22 — муфта привода топливного насоса
По мере движения плунжера вверх его отсечная кромка достигает отверстия в гильзе, что приводит к резкому падению давления в надплунжерной полости, в результате чего нагнетательный клапан под действием пружины опускается и перекрывает подачу топлива к форсунке.
Привод топливного насоса осуществляется от шестерни распределительного вала через приводной валик, который вращается в двух шарикоподшипниках с одинаковой частотой с распределительным валом. Крутящий момент от приводного валика на кулачковый вал насоса передается через муфту, состоящую из ведущей и ведомой полумуфт. Овальные пазы ведущей полумуфты позволяют ведомой полумуфте поворачиваться вместе с автоматической муфтой опережения впрыска и кулачковым валом насоса относительно коленчатого вала двигателя и изменять тем самым начало подачи топлива в цилиндры. Для регулировки начала подачи топлива на корпусе ТНВД и муфты имеются метки.
Регулятор частоты вращения — двухрежимный, устанавливает минимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя, равную 600 об/мин, и ограничивает максимальную частоту вращения до 2800 об/мин. В этом диапазоне частоты вращения подача топлива осуществляется водителем через педаль подачи топлива. При частоте свыше 2800 об/мин центробежные силы перемещают грузы регулятора, преодолевая сопротивление пружин, и передвигают рейку топливного насоса, резко уменьшая подачу топлива, в результате чего частота вращения коленчатого вала двигателя снижается.
Автоматическая муфта опережения впрыска топлива состоит из соединенной с приводным валиком ведущей и двух ведомых полумуфт, которые установлены на переднем конце кулачкового вала насоса. При увеличении частоты вращения коленчатого вала под действием центробежных сил грузы расходятся, и ведомые полумуфты поворачиваются относительно ведущей полумуфты в направлении вращения кулачкового вала насоса, Что вызывает увеличение угла опережения впрыска топлива. При уменьшении частоты вращения вала грузы под действием пружины сходятся и поворачивают полумуфты в обратную сторону.
Рис. 7. Регулятор частоты вращения коленчатого вала: 1 — насос высокого давления; 2— верхняя крышка; 3— регулировочный болт; 4 — крышка регулятора; 5 — кулиса; 6 — палец направляющего ползуна; 7 — нижний ползун; 8 — ось кулисы; 9 — ползун углового рычага; 10 — угловой рычаг регулятора; 11 — корпус регулятора; 12 — ось груза; 13 — груз регулятора; 14 н 16 — крестовины; 15 — демпфер; 17 — гайка фиксации крестовины; 18 — упорная шайба; 19 — ось крестовины; 20 — пружины; 21 — тарелка пружины; 22 — рейка топливного насоса
Форсунка состоит из корпуса, к нижнему торцу которого гайкой присоединены проставка и корпус распылителя. Корпус распылителя с иглой составляет прецизионную пару и не может быть распарен. Распылитель имеет сопловых отверстия. Топливо подводится к форсунке от ТНВД через щелевой фильтр, по каналам поступает в кольцевую полость, отжимает иглу и впрыскивается в цилиндр.
Форсунка закрепляется в гнезде головки цилиндра скобой. Торец гайки уплотняют от прорыва газов медной шайбой.
Рис. 8 Автоматическая муфта опережения впрыска топлива.
Рис. 9. Форсунка:
Рис. 10. Система питания двигателя воздухом с автоматической очисткой от пыли воздушного фильтра: 1 — впускная труба: 2 — воздушный фильтр; 3 — воздухозаборник; 4 — крышка фильтрующего элемента; 5 — труба отсоса пыли; 6 — заслонка; 7 — рукоятка заслонки; 8 — эжектор
Топливопроводы низкого давления — пластмассовые, высокого давления — металлические- Топливопроводы присоединяются к приборам системы питания при помощи штуцеров.
Система питания двигателя воздухом. Данная система (рис. 10) включает в себя воздухозаборник, воздушный фильтр и эжектор для отсоса пыли, с заслонкой.
Воздушный фильтр (рис. 11) —двухступенчатый, с инерционной решеткой, автоматическим отсосом пыли и сменным бумажным фильтрующим элементом, состоит из корпуса, фильтрующего элемента и крышки. Крышка крепится к корпусу четырьмя защелками. Воздух через воздухозаборник подается в первую ступень фильтра с инерционной решеткой. В результате резкого изменения направления воздуха в инерционной решетке крупные частицы пыли отделяются и под действием разрежения в патрубке, соединенном с эжектором глушителя, выбрасываются с отработавшими газами в атмосферу. Затем предварительно очищенный воздух поступает во вторую ступень с бумажным фильтрующим элементом, проходя через который оставляет на нем мелкие частицы пыли, и поступает в двигатель. Попадание воды в воздушный фильтр недопустимо, так как при попадании ее в цилиндры двигателя может произойти гидравлический удар, сопровождающийся поломкой деталей кривошипно-шатунного механизма.
В системе питания двигателя воздухом на впускном трубопроводе установлен индикатор засоренности воздушного фильтра, который при засорении фильтра под действием возрастающего разрежения во впускных трубопроводах двигателя сигнализирует о необходимости промывки фильтра или замены бумажного фильтрующего элемента.
Рис. 11. Воздушный фильтр: 1 — воздухозаборник; 2 — распорная пружина; 3 — фильтрующий элемент; 4 — уплотнитель; 5 — крышка; 6 — винт; 7 — защелка; 8 — корпус; 9 — патрубок отсоса пыли; 10 — кронштейн; 11 — воздухопровод двигателя; 12 — шплинт; 13 — центробежный воздухоочиститель; 14 — хомутик
Система выпуска отработавших газов (рис. 12). Она состоит из двух выпускных трубопроводов, двух приемных труб, гибкого металлического рукава, глушителя, на выпускной трубе которого установлен эжектор отсоса пыли. Глушитель представляет собой ряд соединенных последовательно акустических камер, поглощающих энергию отработавших газов.
Рис. 12. Система выпуска газов: 1 — уплотнительное кольцо; 2—приемные трубы; 3— тройник; 4 — задняя приемная труба; 5 — глушитель; 6 — выпускная труба; 7 — рукоятка заслонки; 8— эжектор; 9 — газоотборный патрубок; 10— корпус заслонки; 11 — патрубок отсоса пыли; 12 — пневматический цилиндр вспомогательной тормозной системы; 13 — тормозной механизм вспомогательной тормозной системы (моторный тормоз)
Система электрофакельного подогревателя (рис. 4.23) (термостарт) предназначена для ускорения пуска холодного двигателя прл температуре окружающего воздуха до минус 25 °С. При испарении и воспламенении топлива на электросвечах 4 возникает факел, который подогревает поступающий в цилиндры двигателя воздух.
Свечи ввернуты во впускные трубопроводы и соединены топливопроводами с электромагнитным топливным клапаном. Топливо к клапану подводится из системы питания двигателя.
При нажатии на кнопку включателя термостата напряжение подается на спирали свечей через добавочный резистор термореле, которое установлено в кабине за приборной панелью. Как только свечи нагреваются до необходимой температуры, замыкаются контакты термореле, в результате чего открывается электромагнитный топливный клапан. Одновременно загорается лампа в левом блоке контрольных ламп, сигнализируя о готовности системы к пуску двигателя. При включении стартера топливоподкачиваю-щий насос подводит топливо через электромагнитный клапан к раскаленным свечам, где топливо испаряется и воспламеняется. Одновременно срабатывает термореле, и на спирали свечей подается полное напряжение аккумуляторной батареи. Добавочный резистор термореле при этом отключается. Специальное реле отключает обмотку возбуждения генератора на все время пуска двигателя при помощи термостарта, предохраняя тем самым спирали свечей от перегрева.
Рис. 13. Электрофакельный предпусковой подогреватель дизельного двигателя (термостарт): 1 — топливопровод, идущий к электромагнитному клапану; 2 — топливный насос высокого давления; 3 – впускной трубопровод; 4 — электросвеча; 5 — топливопровод, идущий к свече; 6 — электромагнитный топливный клапан; 7 — термореле, 8 — включатель термостарта; 9 — сигнальная лампа; 10 — реле шунтирования добавочного резистора термореле
Рис. 14. Привод управления подачей топлива: 1 — топливный насос высокого давления; 2 — тяга коррекции пусковых подач; 3— кронштейн крепления тяг; 4 — ручка тяги управления корректором пусковых подач; 5— ручка тяги ручного останова двигателя; 6 — ручка тяги ручного управления подачи топлива; 7—тяга привода ручного останова двигателя; 8—тяга привода ручного управления подачей топлива; 9—педаль управления подачей топлива; 10 — установочный болт хода недали топлива; 11 — пневматический цилиндр; 12 — оттяжная пружина; 13 — промежуточная тяга; 14 — промежуточный рычаг
Привод управления подачей топлива осуществляется водителем от подвесной педали 9 управления подачей- топлива при помощи валика с рычагом через пневматический Цилиндр, промежуточный двуплечий рычаг и тягу к рычагу всережимного регулятора топливного насоса высокого давления.
Управление подачей топлива может также осуществляться при помощи ручки 6 тяги ручного управления, находящейся на кронштейне тяг.
Читать далее: Устранение простейших неисправностей системы питания двигателя
Категория: - 1Отечественные автомобили
stroy-technics.ru
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 страничкеСледующая глава >
tech.wikireading.ru
Систему питания дизельных двигателей, которая включает топливный насос высокого давления (ТНВД) и присоединенные к нему посредством толстостенных трубок высокого давления форсунок можно назвать классической, поскольку до последнего времени она имела наибольшее применение. Рассмотрим, как работает такая система питания.
Итак, как мы уже знаем из предыдущей статьи, система питания дизеля включает топливный бак, систему топливопроводов низкого давления, систему фильтрации топлива, подкачивающий насос, насос высокого давления, трубки высокого давления, форсунки, а также элементы воздуховода и отвода отработавших газов.
От зубчатых колес газораспределения приводится в действие вал топливного насоса 19 высокого давления (ТНВД), который, в свою очередь, приводит в действие топливоподкачивающий насос 20. В результате из бака 2 по трубкам 23 и 21 через фильтр 22 грубой очистки топливо засасывается в полость подкачивающего насоса 20, откуда по топливопроводам 6 и 10 через фильтр тонкой очистки подается к ТНВД 19. Топливный насос высокого давления через трубки высокого давления 15 подается к форсункам 17, при этом осуществляется строгое дозирование количества подаваемого к форсункам топлива, а также момент подачи каждой топливной порции.
Поступающее из ТНВД по топливопроводу 15 высокого давления топливо через форсунку 17 впрыскивается в цилиндр, где осуществляется его быстрое перемешивание с предварительно сжатым воздухом и самовоспламенение.
Впускная полость ТНВД снабжена перепускным клапаном 13, поддерживающим в ней давление 0,15…0,17 МПа вне зависимости от расхода топлива. Избыточное топливо по трубкам 11 и 4 возвращается в топливный бак 2. Таким образом, данная система питания является проточной. Часть топлива перепускается также в трубку 4 из фильтра тонкой очистки через калиброванное отверстие, расположенное в штуцере 8.
Непрерывная циркуляция топлива в проточной системе в отличие от тупиковой выравнивает его температуру, освобождает топливную магистраль от возможных пузырьков воздуха и паровых пробок. Топливо, просачивающееся через зазоры в форсунках, отводится в бак по трубке 18.
Первоначальное заполнение системы осуществляется ручным насосом 12, который объединен в один узел с подкачивающим насосом 20. Воздух из системы при ее заполнении и в процессе эксплуатации удаляют в первую очередь через отверстия, закрываемые пробками 9 и 14, а отстой из фильтра сливают через отверстие, закрываемое пробкой 5.
Топливо тщательно очищают даже от мельчайших твердых частиц, которые могут повредить прецензионные (выполненные очень точно) сопрягаемые поверхности в насосе высокого давления и форсунках. Топливо фильтруется не только фильтрами 7 и 22, но и при заливке в бак через сетку 3, установленную в его горловине, а также на входе и топливопровод 23 через сетку топливоприемника 1 и на входе в форсунку с помощью небольшого фильтра, установленного в штуцере 16.
Данную систему питания дизелей относят к системам с раздельной топливной аппаратурой. В последнее время широкое распространение получили и другие конструкции систем питания, в первую очередь – система впрыска посредством насос-форсунок и система питания, называемая Common Rail ("Коммон Рейл"). Эти две системы имеют ряд существенных преимуществ перед классической раздельной системой питания, в первую очередь благодаря возможности значительного увеличения давления впрыска, а также применения компьютерного управления подачей топлива.
***
Смесеобразование в дизелях
k-a-t.ru
Система питания дизельного двигателя работает по совершенно другому принципу, чем в карбюраторных автомобилях. Здесь в цилиндры производится всасывание наружного воздуха, который в результате сильного сжатия находится под высоким давлением. Происходит нагрев воздушной массы до температуры от 700 до 900 градусов, которая значительно превышает ту точку, при которой производится воспламенение дизельного топлива.
Впрыск топлива в цилиндры производится несколько раньше, после чего происходит его воспламенение. Поэтому свечи зажигания (которые есть в бензиновом автомобиле) в дизельном двигателе отсутствуют. Так же как и в бензиновом варианте, схема системы питания в дизеле включает в себя два такта, во время которых подается топливо и воздух. Для нагнетания необходимого количества воздуха используется турбокомпрессор, который приводится в движение с помощью потока отработанных газов.
Теперь нам известна схема, назначение же системы питания дизельного двигателя заключается в своевременном обеспечении его рабочей смесью с целью превращения энергии топлива в механическую энергию. Весь процесс начинается с засасывания топлива под высоким давлением с помощью насоса и пропуска его в топливном фильтре для очистки от воды и грязи.
Подача топлива осуществляется при отсутствии воздуха в системе, после чего происходит распределение его по цилиндрам. Для регулировки количества топлива используется педаль газа. Подача топлива непосредственно в цилиндр производится с помощью форсунок. Для полного отключения системы питания предусмотрен магнитный клапан.
В любом автомобиле этого типа питание двигателя совмещает в себе множество различных приборов и агрегатов. Началом служит топливный бак, затем фильтры очистки разной степени, различные насосы, трубопроводы высокого и низкого давления, система выброса выхлопных газов. Для того чтобы все системы работали нормально, и не давало сбоев само устройство, диагностика неисправности системы питания дизельного двигателя должна проводится своевременно.
Как показывает практика, большая часть всех поломок приходится на топливную аппаратуру, работающую под высоким давлением, с которой и необходимо начинать проверку.
Чтобы правильно выполнить диагностирование и ремонт системы питания дизельного двигателя, необходимо обратить внимание на те приборы, от которых в наибольшей степени зависит расход топлива. Обычно в первую очередь осуществляется проверка воздухоочистителя, фильтров, форсунок, насоса подкачки и доставки топлива под высоким давлением, а также не поленитесь проверить регулятор частоты вращения и привод.
Когда окончательно выявлены неисправности, необходимо планировать их исправление. Для этого проводятся различные виды технического обслуживания, и в первую очередь контролируется работа фильтров, из которых удаляется отстой, и промываются фильтрующие элементы. При более серьезных неисправностях необходимо производить ремонт.
Самые простые действия по ремонту заключаются в проверке и очистке засоренного воздухоочистителя. Низкое давление топлива в магистрали проверяется с помощью контрольного манометра, который подключается между топливным насосом и фильтром для тщательной (тонкой) очистки. Работа насоса для подкачки топлива под высоким давлением должна обеспечить ровную дозированную подачу топлива ко всем форсункам по очереди.
При проведении следующего технического обслуживания этот насос может сниматься и диагностироваться на специальном стенде, после чего проводятся необходимые настройки и регулировочные работы. Своевременное выполнение всех мероприятий и рекомендаций позволит избежать аварий и поломок на пути следования автомобиля.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!carnovato.ru
Уход за системой питания дизеля заключается в содержании всех приборов системы в чистоте, в своевременной очистке и промывке воздушных фильтров, в промывке и смене элементов топливных фильтров, в проверке всех соединений и креплений трубопроводов и в регулировке приборов системы питания.
Исправность системы питания проверяется сливом топлива из отводящей магистрали в мерную посуду при 1200 об/мин коленчатого вала двигателя. При исправной системе питания из отводящей магистрали должно вытекать около 1,4 л топлива в минуту.
Если из отводящей магистрали вытекает недостаточное количество топлива, необходимо прежде всего проверить состояние фильтров. Загрязненные фильтрующие элементы следует заменить.
Если после замены фильтрующих элементов подача топлива остается недостаточной, необходимо проверить, нет ли подсоса воздуха, а затем состояние топливного насоса.
Рис. Установка положения плунжера насос-форсунки по высоте: а — с помощью калибра; б — калибр; 1 — ключ 10 мм; 2 — калибр; 3 — толкатель плунжера; 4 — коромысло; 5 — ножка калибра; 6 — головка калибра
Подсос воздуха в систему питания обычно сопровождается неустойчивой работой двигателя со звонкими стуками.
Наличие воздуха в системе питания может быть проверено через контрольную пробку или через выходной штуцер в крышке топливного фильтра тонкой очистки. При наличии в системе воздуха через слегка отвернутую пробку или гайку штуцера будет выходить пенистое топливо.
Подсос воздуха устраняется затяжкой гаек соединений трубопроводов.
Чтобы удалить воздух из системы питания, необходимо установить минимальную подачу и провернуть коленчатый вал двигателя стартером.
На автомобилях КрАЗ-214 и КрАЗ-219, имеющих безламповые подогреватели двигателей, воздух из системы питания удаляется использованием запаса топлива в системе подогрева.
Исправная работа насос-форсунок определяется по температуре патрубков выпускного трубопровода. Температура патрубка цилиндра с неисправной насос-форсункой будет ниже температуры патрубков других цилиндров. Неисправная насос-форсунка должна быть заменена. Устанавливая насос-форсунку на место, следует проверить положение плунжера по высоте при помощи калибра. Положение плунжера регулируется изменением длины штанги толкателя насос-форсунки.
Периодически необходимо проверять зазор между стержнями выпускных клапанов и носками коромысел. Этот зазор проверяется при закрытом положении клапанов, после того как плунжер насос-форсунки опустится примерно на 6 мм. Зазор должен составлять 0,25—0,3 мм. Регулируется зазор изменением длины штанг толкателей.
Регулировать равномерность подачи топлива насос-форсунками и обороты холостого хода должны только опытные механики в соответствии с заводской инструкцией.
ustroistvo-avtomobilya.ru
Система питания дизельного двигателя обеспечивает постоянную подачу дизельного топлива к насосу, а также дозированный и своевременный впрыск топлива в цилиндры. Она должна быть полностью герметичной, чтобы не позволять стороннего подсоса воздуха в топливную систему двигателя.
Устройство системы питания дизельного двигателя сравнительно простое и включает в себя такие основные элементы:
- топливный бак, который служит для хранения топлива;
- фильтр очистки воздуха, для устранения возможных частиц, которые имеются в воздухе;
- топливоподкачивающий насос, для ручного прокачивания топлива;
- насос высокого давления, служит для подачи топлива к форсункам;
- форсунки, предназначены для непосредственно впрыска топлива в цилиндры;
- топливопроводы высокого, а также топливопроводы низкого давления. Осуществляют подачу дизельного топлива от бака в цилиндры;
- выпускной газопровод и глушители, которые служат для отвода отработанных газов и уменьшения их шума.
Ремонт системы питания дизельного двигателя заключается в устранении нарушений при подаче топлива, которые могут возникать как при нарушении герметичности системы, так и при засорении фильтров или трубопроводов. При наличии негерметичности системы можно визуально увидеть утечку топлива. На тех участках, которые находятся под разрежением, определить подсос воздуха можно не полностью открутив пробку, которая есть на фильтре тонкой очистки топлива, и увидев мутную струю с пузырьками воздуха. Если система питания дизельного двигателя имеет указные неисправности, то для их устранения необходимо восстановить герметичность и провести прокачку топливопроводов низкого давления с целью удаления попавшего туда воздуха.
При замене или проведении промывания топливных фильтров используют насос для ручной прокачки, при помощи которого проводится удаление воздуха из системы. Для этого необходимо ослабить по очереди пробки, сначала возле заднего, а затем переднего концов топливопровода, который расположен сверху насоса высокого давления. После удаления воздуха пробки герметично закручивают.
Если насос плохо подает топливо, причиной могут быть нарушения в работке клапанов или заедание поршня. Также часто причиной поломки топливного насоса является поломка или ослабление пружин. Указанные детали меняются на новые, только таким образом можно устранить данные неисправности.
Если неисправна система питания дизельного двигателя могут возникать перебои при работе некоторых цилиндров, также может быть повышенная дымность и значительная потеря мощности двигателя. Часто показателем поломок в указанной системе является затрудненный и длительный запуск двигателя. Это обуславливается тем, что насос не может создать необходимое давление топлива, поэтому снижается его подача, также возможно изменение моментов подачи топлива. Самой распространенной неисправностью насоса является большой износ плунжерных пар. К этому может привести применение загрязненного топлива и топлива, которое не соответствует сезону. Применение качественного топлива и замена топливных фильтров значительно увеличит срок его службы. Плунжер меняется только в комплекте с гильзой, замена одной из составляющих не приведет к улучшению работы насоса.
Если в форсунке произойдет ослабление пружины, износится или засорится игла, нарушится подача топлива в цилиндры. Проводится чистка иглы, если это не помогло, ее необходимо заменить.
Система питания дизельного двигателя, хотя и является сравнительно простой и надежной но, как и вся техника, требует бережного и соответствующего ухода, тогда она будет служить долгое время и не создавать дополнительных проблем. Проводите плановое техническое обслуживание топливной системы, и вы сможете избежать многих ее неисправностей.
fb.ru
