На головну

Прилади системи живлення дизеля

  1. C-білки системи комплементу
  2. ED - обмеження харчування до 1500кал., Дозволені овочі, бажано альтернативне харчування 1-2 рази на день, запиваючи не пізніше 10 хвилин склянкою води.
  3. II. Паризька мирна конференція 1919 р р Створення Версальської системи міжнародних відносин в Європі.
  4. III. Еволюція Британської системи маяків
  5. IV. Кодові системи.

Лабораторна робота № 6

Тема: «Призначення, пристрій і принцип работисістеми харчування дизельних двигунів»

Мета роботи:вивчення призначення, пристрої і принципу роботи системи живлення дизельних двигунів.

загальні положення

Основні вимоги. Система живлення дизелів повинна створювати високий тиск впорскування палива в циліндр, дозувати порції палива відповідно до навантаження дизеля, починати впорскування палива до камери згоряння в певний момент, протягом заданого проміжку часу і з певною інтенсивністю, добре розпилюється і рівномірно розподіляти паливо по об'єму камери згоряння, забезпечувати початок упорскування й порції палива, що подаються насосом, однаковими в усіх циліндрах, надійно фільтрувати паливо перед його надходженням в насоси та форсунки.

Ці вимоги обумовлені тим, що на процес сумішоутворення в дизелі відводиться дуже малий час (близько 0,001 с), тому дуже важливо розпилити паливо на найдрібніші краплі і рівномірно розподілити їх по всьому об'єму повітря в камері згоряння.

Прилади системи живлення дизеля

Фільтр тонкого очищення паливарозташований на паливній магістралі перед топливоподкачивающим насосом або ТНВД. Фільтрація відбувається за рахунок протікання палива через змінні фільтруючі елементи 3 (рис. 6.1), виконані з пресованих матеріалів або багатошарових синтетичних мікроволокон. Можливі також конструкції, що складаються з двох фільтрів, з'єднаних або паралельно для збільшення ємності, або послідовно, що дозволяє проводити ступінчасту очищення палива або з'єднувати в єдиний агрегат фільтри грубого і тонкого очищення. Все більше використовуються конструкції фільтрів, в яких змінюється тільки фільтруючий елемент.

 Мал. 6.1. Фільтр тонкого очищення палива:

1 - підведення палива; 2 - відведення очищеного палива;

3 - фільтруючий елемент; 4 - зливна пробка; 5 - кришка;

6 - корпус; 7 - розпірна трубка; 8 - водозбірник

Паливо може містити вологу у вигляді крапель води або у вигляді емульсії води з паливом (наприклад, конденсат, що виникає при перепадах температури в паливному баку). Природно, вода не повинна потрапляти в систему уприскування палива.

Через різного поверхневого натягу води і палива на фільтруючих елементах утворюються крапельки води. Вони накопичуються в водозбірнику 8. Для видалення вільної вологи може застосовуватися отдельнийвлагоотделітель-сепаратор, в якому краплі води відокремлюються від палива під дією відцентрової сили. Контролюють наявність води спеціальні датчики.

Для запобігання закупорювання пір фільтруючих елементів кристалами парафіну, що утворюються в паливі при зимової експлуатації, в паливних фільтрах застосовується попередній підігрів палива. У більшості випадків попередній підігрів палива здійснюється за допомогою електронагрівальних елементів, охолоджуючої рідини або палива, що надходить із системи зворотного зливу.

Паливний насос високого тиску. Прикладом рядного паливного насоса високого тиску застосовуваного на легкових автомобілях є насос дизеля Мерседес 190, що складається з декількох однакових секцій (рис. 6.2). У передній частині цього насоса розташований вакуумний насос 14, що приводиться в рух ексцентриком 2, розташованим на торці кулачкового вала.

Мал. 6.2. Паливний насос високого тиску Мерседес:

1 - штуцер підключення вакуумного підсилювача гальм; 2 - ексцентрик приводу вакуумного насоса; 3 - зірочка приводного ланцюга; 4 - автоматична муфта випередження впорскування;

5 - гвинт установки початку впорскування; 6 - подача палива; 7 - трубопровід високого тиску;

8 - важіль перекриття подачі палива; 9 - вакуумна камера зупинки двигуна; 10 - вакуумна камера збільшення частоти обертання колінчастого вала; 11 - регулятор частоти обертання;

12 - пробка для встановлення приладу регулювання початку упорскування; 13 - топливоподкачивающий насос; 14 - вакуумний насос

У нижній частині корпусу насоса встановлений кулачковий вал, який з'єднується із зірочкою приводу через муфту випередження впорскування. На кулачковому валу є профільовані кулачки для кожної насосної секції та ексцентрик для приведення в рух насоса низького тиску, який кріпиться до привалочной площині насоса високого тиску.

Загальний вигляд рядногоТНВД з електронним управлінням показаний на рис. 6.3.

Як і в звичайному рядном ТНВД, оснащеному механічним регулятором, кількість палива, що впорскується є функцією положення керуючої рейки подачі палива 3 і частоти обертання валу приводу ТНВД. Управління рейкою здійснюється за допомогою спеціального електромагнітного регулятора кількості палива 8, приєднаного безпосередньо до ТНВД. Електромагнітний регулятор складається з котушки і сердечника, що впливає на рейку ТНВД. Положення рейки насоса визначається індуктивним датчиком положення рейки 9, закріпленим на ній. У котушку електромагнітного регулятора, в залежності від сигналів вхідних датчиків температури двигуна, частоти обертання валу насоса, положення педалі управління рейкою і ін. Від блоку управління поступає струм збудження різної величини. При цьому сердечник регулятора, втягуючись під впливом магнітного поля, впливає на рейку насоса долаючи зусилля пружини, змінюючи кількість палива, що впорскується. Зі збільшенням сили струму поступаемого від блоку управління, сердечник, втягуючись на велику величину і впливаючи на рейку, збільшує подачу палива. При відключенні соленоїда пружина притискає рейку в положення зупинки двигуна і припиняє подачу палива.

На кулачковому валу ТНВД встановлюється зубчастий диск 11, який при обертанні подає імпульси наіндуктівний вимірювальний перетворювач. Електронний блок управління використовує імпульсні інтервали для обчислення частоти обертання колінчастого вала двигуна.

Мал. 6.3. Рядний ТНВД з електронним управлінням:

1 - гільза; 2 - втулка управління; 3 - рейка подачі палива; 4 -плунжер; 5 - кулачковий вал; 6 - електромагнітний клапан початку подачі палива; 7 - вал управління регулюючої втулкою; 8 - електромагнітний регулятор кількості палива; 9 - індуктивний датчик положення рейки; 10 - вилкове з'єднання; 11 - диск; 12 - топливоподкачивающий насос

Подача палива до форсунок принципово не відрізняється від механічних ТНВД. Однак в насосах з електронним управлінням відсутня муфта випередження впорскування і в них кут випередження впорскування управляється за сигналами, що подаються від блоку управління в електромагнітний клапан початку подачі палива. Залежно від величини сили струму надходить в котушку електромагнітного клапана початку подачі палива 6 (рис. 6.3), його сердечник, долаючи опір пружини, втягується в котушку на певну величину, повертаючи при цьому вал управління 7 регулюючої втулкою. У свою чергу вал управління пов'язаний з втулкою управління. При повороті вала керуюча втулка може підніматися або опускатися. При знеструмленні електромагнітного клапана вал під впливом пружини переводить втулки в верхнє положення (пізній впорскування).

Початок подачі може бути встановлена ??при зміні положення втулок в межах до 40 ° повороту колінчастого вала.

 Принцип роботи прецизійних деталей гільзи, плунжера і керуючої втулки показаний на рис. 6.4.

Мал. 6.4. Принцип роботи плунжерній пари з керуючою втулкою:

a - НМТ плунжера; b - початок подачі палива; c - завершення подачі палива; d - ВМТ плунжера; h1 - попередній хід; h2 - корисний хід; h3 - холостий хід; 1 - нагнітальний клапан;

2 - порожнину високого тиску; 3 - втулка плунжера; 4 - керуюча втулка; 5 - гвинтова канавка плунжера; 6 - розподільний отвір в плунжері; 7 - плунжер; 8 - пружина плунжера; 9 - роликовий штовхач; 10 - кулачок; 11 - розвантажувальний отвір; 12 - камера низького тиску

Плунжер крім звичайної спіральної канавки змінює подається порцію палива до форсунок має розподільний отвір 6, яка може бути закрито або відкрито керуючої втулкою 4. При русі плунжера вниз паливо надходить в надплунжерний простір.

При русі плунжера 7 вгору, до тих пір, поки розподільчий отвір 6 знаходиться в порожнині всмоктування камери низького тиску 12, тиск в порожнині нагнітання 2 вирівнюється з тиском у всмоктувальній порожнини через центральний канал (рис. 6.4, а).

Як тільки розподільний отвір 6 плунжера перекривається кромкою керуючої втулки 4 порожнину всмоктування і порожнину високого тиску разобщаются (рис. 6.4, b) і тиск в порожнині нагнітання починає рости. Після того як під впливом високого тиску відкривається нагнітальний клапан 1, тиск в трубопроводі високого тиску зростає до величини відкриття голки форсунки (початок уприскування).

Впорскування триває при русі плунжера вгору поки кромка спіральної канавки 5 не досягне розвантажувального отвору 11 (рис. 6.4, з) в керуючої втулці 4. Після цього тиск в порожнинах вирівнюється, і нагнітальний клапан 1 під впливом пружини і тиску палива закривається.

Регулювання початку впорскування палива залежить від частоти обертання колінчастого вала, навантаження на двигун і його температури. Початок уприскування палива залежить від положення керуючої втулки, розміщеної в кільцевої виточки гільзи. Зміна початку уприскування відбувається одночасно в усіх секціях насоса за рахунок підняття або опускання керуючих втулок. Початок уприскування палива залежить від положення керуючої втулки, так як нагнітання може статися тільки після перекриття розподільного отвори плунжера 6, в іншому випадку паливо через вертикальний канал і отвір 6 буде витіснятися порожнину 12 і тиск в надплунжерний просторі зростати не буде. У момент перекриття отвору 6 порожнину в надплунжерний просторі стає герметичною і тиск палива починає різко зростати, відкриваючи при цьому нагнітальний клапан. Якщо втулка знаходиться відносно отвору плунжера 6 вище, впорскування починається пізніше, так як пізніше буде перекриватися вікно плунжера. При більш низькому положенні втулки щодо вікна плунжера перекриття вікна плунжера буде більш раннім і впорскування починається раніше. Хід втулки складає близько 5,5 мм при зміні кута випередження впорскування палива 12 ° по куту повороту колінчастого вала.

Регулювання кількості палива, що подаєтьсяздійснюється як і у звичайних механічних ТНВД поворотом плунжера 7, на якому розподільчий отвір 6 пов'язане з гвинтовою канавкою 5 плунжера. Якщо плунжер повернуть на невеликий кут, кількість палива, що подається буде малим, так як спіральна канавка дуже швидко після закриття розподільного отвори в плунжері 6 керуючої втулкою досягає розвантажувального отвору 11 втулки. При більшому повороті плунжера подача палива відповідно збільшується.

Припинення подачі палива здійснюється при зупинці двигуна. При цьому плунжер встановлюється в таке становище, при якому в будь-якій позиції між мертвими точками порожнини всмоктування і нагнітання з'єднані через центральний отвір плунжера.

Випередження моменту уприскування палива (початку подачі палива) здійснюється автоматичною муфтою випередження впорскування в залежності від частоти обертання колінчастого вала. Вона складається з двох напівмуфт - провідної 1 і веденої 2 (рис. 6.5). Обидві напівмуфти рухомо з'єднані між собою через ексцентриковий елемент 5, що складається з компенсуючих і регулювальних ексцентриків, які направляються штифтом, жорстко пов'язаним з корпусом. Внутрішня полумуфта жорстко пов'язана з кулачковим валом насоса високого тиску. До зовнішньої напівмуфті прикріплений привід ТНВД (зірочка, шестерня). Усередині муфти випередження впорскування розташовані відцентрові вантажі 8, які з'єднані з ексцентриковим елементами 5 і утримуються в початковому положенні пружинами зі змінною жорсткістю 7.

Принцип роботи муфти показаний на рис. 6.6. На невеликій частоті обертання колінчастого вала двигуна відцентрові вантажі стиснуті за рахунок сил стягають пружин, при цьому провідна і відома напівмуфти не мають кута розбіжності (рис. 6.6, а). У міру збільшення частоти обертання колінчастого вала зростають відцентрові сили, що діють на вантажі. Під дією цих сил долається протидія пружин і вантажі розходяться (рис. 6.6, в, с).

 Мал. 6.5. Муфта випередження впорскування:

1 - провідна полумуфта (приводний шестерня); 2 - відома полумуфта (маточина); 3 - корпус муфти; 4 - ексцентрик регулювальний; 5 - ексцентрик додатковий; 6 - палець; 7 - пружина;

8 - вантаж; 9 - опорна шайба

Вантажі, впливаючи на ексцентриковий елемент, повертають провідну полумуфту, пов'язану з кулачковим валом на певний кут, що призводить до кутового зміщення кулачкового вала насоса (у напрямку обертання) щодо приводу насоса. Отже, кут випередження впорскування палива збільшується (рис. 6.6, d).

 Мал. 6.6. Принцип дії муфти випередження впорскування палива

При зниженні частоти обертання колінчастого вала відцентрова сила вантажів зменшується і під дією пружин відома полумуфта повертається щодо провідною в сторону, протилежну обертанню кулачкового вала насоса, в результаті чого кут випередження впорскування зменшується.

Паливні системи з насос-форсунками

Системи дизельної паливної апаратури насос-форсунка почали застосовуватися на вантажних автомобілях з 1994 року і легкових з 1998 року. Модульна конструкція систем харчування дизельних двигунів з насос-форсунками дозволяє встановлювати без особливих витрат часу на двигуни різних конструкцій.

Недоліком насос-форсунок є збільшення висоти головки блоку циліндрів, що в свою чергу викликає збільшення висоти двигуна.

Насос-форсунки складаються з трьох підсистем: подачі палива низького тиску, подачі палива високого тиску, подачі повітря і випуску відпрацьованих газів.

Підсистема подачі палива низького тиску необхідна для подачі палива до насоса високого тиску і очищення палива.

Підсистема подачі палива високого тиску служить для створення високого тиску уприскування палива в камеру згоряння.

Підсистема подачі повітря і випуску відпрацьованих газів включає в себе прилади для очищення повітря, що надходить в циліндри двигуна і очищення відпрацьованих газів після випуску їх з циліндрів.

Основні компоненти системи харчування дизельного двигуна з насосом-форсунками показані на рис.6.7.

Розташований в баку електричний топливоподкачивающий насос 15 підкачує паливо до фільтру. Зворотний клапан 12 запобігає злив палива з розподільника 7 і трубопроводу низького тиску 14 в бак після зупинки двигуна.

Паливоподаючі насос 10 служить для забору палива з фільтру і подачі його під підвищеним тиском до насос-форсунок. Редукційний клапан 11 підтримує тиск при підключенні до насос-форсунок палива в межах 8,5 кгс / см2. Обмежувальний клапан 5 утримує тиск палива в зливному трубопроводі на рівні 1 кгс / см2, Завдяки йому знижуються пульсації тиску в системі.

Через високого тиску уприскування в паливних системах дизелів легкових автомобілів з насос-форсунками і в деяких системах CommonRail, паливо нагрівається до такої міри, що для запобігання пошкодження паливного бака і датчика рівня палива воно повинно охолоджуватися перед поверненням в бак. Паливо, що повертається від форсунок, проходить через охолоджувач 3, віддаючи тепло в контурі охолодження. Датчик температури палива 4 виробляє сигнал, що надходить в блок керування двигуном.

Від фільтра паливо подається в живильну магістраль в голівці блоку. У живильної магістралі паливо тече по внутрішніх стінках розподільника палива 7 в напрямку першого циліндра. Через отвори в стінках паливо подається в кільцеву порожнину між розподільником і стінками головки блоку.

Мал. 6.7. Система харчування дизельного двигуна з насосом-форсунками:

1 - паливний бак; 2 - паливо провід до дополнітельномуотопітелю; 3 - охолоджувач палива; 4 - датчик температури палива; 5 - обмежувальний клапан в зливному трубопроводі;

6 - зливний трубопровід; 7 - розподільник палива; 8 - трубопровід високого тиску;

9 - насос-форсунка; 10 - топливоподкачивающий насос; 11 - редукційний клапан в трубопроводі подачі палива; 12 - зворотний клапан; 13 - паливний фільтр; 14 - трубопровід низького тиску; 15 - топливоподкачивающий насос

Тут паливо змішується з нагрітим паливом, яке видавлено від насос-форсунок в живильну магістраль. Завдяки цьому досягається однакова температура, а значить і однакову кількість палива надходить до всіх насос-форсунок, що забезпечує рівномірну роботу двигуна. Без розподільника паливо надходило б в насос-форсунки нерівномірно. Нагріте паливо, вичавлюють від насос-форсунок в живильну магістраль, просувалося б надходять паливом від четвертого циліндра в напрямок першого циліндра. Через це температура палива підвищувалася б від четвертого циліндра до першого, і до насос-форсунок надходило б різну кількість палива. Наслідком цього була б нерівномірна робота двигуна і занадто висока температура в зоні передніх циліндрів.

Форсунки. Загальний вигляд форсунки системи «коммонрейл» фірми «Бош» показаний на рис. 6.8. Вона складається з електромагніту 11 і його якоря 10, маленького кулькового керуючого клапана 8, запірної голки 2, розпилювача 3, поршня керуючого клапана 5, подпружиненного штока 9. Шарик клапана притискається до сідла із зусиллям пружини і електромагніту. Сила пружини розрахована на тиск до 100 кг / см2, Що значно нижче тиску в лінії високого тиску (250 ... 1800 кг / см2), Тому тільки при додатку зусилля електромагніта кульковий клапан не відійде від сідла, відокремлюючи акумулятор від лінії зливу. Голка розпилювача форсунки в неробочому стані притискається до сідла пружиною розпилювача - це запобігає потраплянню повітря в форсунку при пуску двигуна.

На відміну від бензинових електромеханічних форсунок, в форсунках «коммонрейл» електромагніт при тиску 1350 ... 1800 кгс / см2 не в змозі підняти запірну голку, тому використовується принцип гидроусиления (рис. 6.9). Позиції на рис. 6.9 відповідають позиціям розрізу форсунки на рис.6.8.

 Мал. 6.8. Розріз електрогідравлічною форсунки фірми Бош:

1 - відвідний дросель; 2 - голка; 3 - розпилювач; 4 - пружина замикання голки; 5 - поршень керуючого клапана; 6 - втулка поршня; 7 - підвідний дросель; 8 - кульковий керуючий клапан; 9 - шток; 10 - якір; 11 - електромагніт; 12 - пружина клапана

Мал. 6.9. Принцип дії електрогідравлічною форсунки:

а - форсунка в закритому стані; b - форсунка у відкритому стані; c - фаза закриття форсунки

При створенні тиску в акумуляторі, воно діє як на конусну поверхню голки, так і на поршень керуючого клапана 5 (рис.6.9, а). Оскільки площа робочої поверхні поршня на 50% більше площі конусної поверхні голки, голка розпилювача продовжує притискатися до сідла.

При подачі напруги від блоку управління на електромагніт 11, шток 9 якоря штока піднімається і відкривається кульковий керуючий клапан 8 (рис. 6.9, b). Тиск в камері управління 7 падає в результаті відкриття дросельного отвору і паливо пропускається із зони над поршнем керуючого клапана в зону зливу. Тиск на поршень керуючого клапана падає, так як підбиває дросельний отвір керуючого клапана має менший перетин ніж відводить. Запірна голка 2 при цьому під дією високого тиску в кишені розпилювача 3 відкривається. Кількість палива, що подається залежить від часу подачі напруги в електромагніт 11, а значить від часу відкриття кулькового керуючого клапана 8. У разі припинення подачі напруги на електромагніт 11, якір під дією пружини опускається вниз, при цьому кульковий керуючий клапан закривається, тиск у камері управління відновлюється через спеціальний жиклер (рис. 6.9, з). Під дією тиску палива на поршень керуючого клапана 5, що має діаметр більше діаметру голки, остання закривається.

зміст роботи

При виконанні роботи необхідно вивчити призначення, пристрій і принцип роботи системи живлення дизельних двигунів.

 



решітка | МЕХАНІЗМУ газорозподілу
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати