Система питания дизельных двигателей

Система питания дизельных двигателей

Смесеобразование  в дизелях начинается с момента  впрыска топлива около ВМТ, в  конце такта сжатия и продолжается в течение периода, соответствующего углу поворота коленчатого вала 15—40°. Следовательно, время, отводимое на смесеобразование, в дизелях в 10—15 раз меньше, чем у карбюраторных двигателей. К тому же дизельное топливо намного медленней испаряется и, обладая большей вязкостью, труднее распыливается.

Вследствие  неблагоприятных условий смесеобразования в дизелях топливо сгорает не полностью, поэтому для них применяются смеси с большим коэффициентом избытка воздуха, чем в карбюраторных двигателях. Улучшение процесса смесеобразования в дизелях достигается интенсификацией движения воздуха в камере сгорания. Форма последней оказывает значительное влияние на этот процесс. 

В автотракторных дизелях применяют два вида камер  сгорания: неразделенные и разделенные. Первые обеспечивают большую экономичность  двигателей, их лучший запуск, но в них  впрыскивается топливо при очень  высоком давлении (до 137 МПа). Разделенные камеры сгорания обладают противоположными качествами, и топливо в них подается под сравнительно низким давлением (в пределах 9,8—14,7 МПа).

Система питания дизелей воздухом состоит из воздухосборника, воздухоочистителя и впускного коллектора.

Воздухосборник  представляет собой трубу, соединенную с впускным коллектором. На верхней части трубы, устроенной в виде раструба или уширения, устанавливается сетчатый фильтр для предварительной очистки воздуха. Для забора более чистого воздуха воздухосборник устанавливают по возможности выше.

Воздухоочиститель может быть фильтрующим, контактным или комбинированным. В контактном воздухоочистителе выделение частиц пыли происходит при многократном изменении направления движения потока воздуха через промасленную сетку или вследствие контакта воздуха с масляной ванной. Наибольшее распространение получили комбинированные воздухоочистители, в которых сочетаются разные способы очистки.

Система питания дизелей топливом включает топливный бак, фильтры, топливоподкачивающий насос, насос высокого давления, форсунки, трубопроводы и соединительную арматуру.

Топливные фильтры являются ответственным элементом системы питания дизелей, так как качество очистки топлива оказывает большое влияние на надежность работы топливного насоса и форсунок. Зазоры в прецизионных парах топливной аппаратуры находятся в пределах 15—25-1СН. Поэтому и размеры механических примесей в топливе после очистки не должны превышать указанных значений. Очистку топлива производят в фильтрах грубой и тонкой очистки. В двигателе А-01Л применяют трехступенчатую очистку, являющуюся контрольной очисткой в фильтре ТФ-3.

Топливоподкачивающий  насос может быть поршневым, шестеренчатым и коловратным. Поршневые насосы получили наибольшее распространение, так как могут создавать разрежение, обеспечивающее подсос топлива из емкости, расположенной на 1,5—2 м ниже насоса. Поршень движется вверх под действием роликового толкателя, приводимого в движение от кулачка, вниз —под действием сжатых пружин. Топливоподкачивающий насос создает давление в топливопроводе низкого давления в пределах 0,15—0,2 МПа и должен иметь производительность, примерно в 5 раз превышающую максимальную потребность двигателя в топливе. Объясняется такой большой резерв производительности тем, что для выделения пузырьков воздуха из топлива оно должно непрерывно циркулировать во впускной полости насоса высокого давления.

Топливный насос высокого давления подает топливо через трубопровод и форсунки в камеры сгорания двигателя. На автотракторных дизелях применяются насосы плунжерного типа, в которых имеются секции для каждого цилиндра. Плунжер (рис. 7, а) получает движение от кулачкового вала через роликовый толкатель. Гильза имеет впускное окно. Подъем плунжера под действием кулачка сопровож дается сжатием пружины 8, под действием которой плунжер опускается.

Характерные положения плунжера показаны на рис. 7, б.

Верхняя часть  плунжера имеет продольную канавку (см. рис. 7, б), кольцевую выточку с винтовой (отсечной) кромкой. Такое устройство плунжера необходимо для регулирования количества подаваемого топлива за один цикл работы насоса поворотом плунжера. С этой целью на его хвостовик насажен зубчатый сектор (см. рис. 7, а), находящийся в постоянном зацеплении с зубчатой рейкой, которая системой тяг и рычагов связана с центробежным регулятором двигателя и с ручным управлением. При повороте плунжера, вызываемом движением зубчатой рейки, изменяется расстояние по вертикали h (см. рис. 7, б) между винтовой кромкой плунжера и нижней кромкой впускного отверстия. 

Рис. 7. Принципиальная схема топливного насоса высокого давления: 
а — схема устройства: 1 — кулачковый вал; 2 — роликовый толкатель; 3 — плунжер; 4 — гильза; 5 — впускное окно; 6 — нагнетательный клапан; 7 —пружина; 8 — пружина обратного хода плунжера; б — характерные положения плунжера: /— ход плунжера без подачи топлива; // —начало подачи; /// — конец подачи (отсечка); 1 — плунжер; 2 — гильза; 3 — седло обратного клапана; 4 — обратный клапан; 5 —пружина клапана; 6 — цилиндрический (разгрузочный) поясок клапана; 7— впускное отверстие

Размер h показывает величину рабочего (не полного!) хода плунжера, который определяет количество подаваемого  топлива.

Форсунки  осуществляют впрыск топлива в камеру сгорания, подводимого к ним под высоким давлением.

Качество  впрыска определяется: – тонкостью  и однородностью распыливания топлива; – равномерным распределением частиц распыленного топлива, в камере сгорания; – своевременным началом и  окончанием впрыска; – поддержанием требуемого давления впрыска при различных режимах работы двигателя.

Форсунки  бывают двух типов—открытые, не разобщающие камеру сгорания с форсункой после впрыска, и закрытые, имеющие запорную иглу, открывающую сопловое отверстие форсунки на период впрыска топлива. Закрытые форсунки конструктивно сложнее, по они обеспечивают впрыск топлива на всех режимах работы двигателя под постоянным давлением и поэтому более распространены.