Меню Закрыть

Топливная система дизеля – Топливная система дизельного двигателя — Устройство и принцип работы. Неисправности

Содержание

Какие существуют системы подачи топлива в дизельном ДВС

Категория: Полезная информация.

Как мы знаем, в дизельном ДВС топливо воспламеняется не от внешнего источника (искра зажигания в бензиновом моторе), а в результате сильного сжатия и нагрева. При этом топливно-воздушная смесь подается и распыляется в цилиндрах под высоким давлением. С этой целью в дизелях используются разные типы систем подачи топлива.

Топливная система дизельных ДВС: основные принципы

Сначала воздух подается в цилиндр, затем сжимается, нагреваясь в процессе до экстремальных температур, и лишь к концу такта сжатия в цилиндр подается дизельное топливо. Подается таким образом: впрыскивается в камеру сгонария под высоким давлением (от 100 до 2000 атмосфер) и распыляется. Поэтому, вне зависимости от типа топливной системы дизеля, в ней всегда есть два компонента:

  • тот, что создает высокое давление – топливный насос высокого давления (ТНВД)
  • и тот, что впрыскивает и разбрызгивает горючее по камере – форсунка.

В зависимости от типа топливной системы дизельного ДВС, отличается конструкция ТНВД и устройство форсунок. Также отличаются схемы управления этими элементами и место их расположения.

Основные типы топливных систем дизеля

Наибольшее распространение получили 4 типа топливных систем дизельных моторов:

  • рядный ТНВД
  • ТНВД распределительного типа
  • насос-форсунки
  • система Common Rail

Рядный ТНВД – проверенное десятилетиями решение, которое активно применяется на грузовой и специальной технике с дизельными моторами. В основе этой системы подачи топлива находится работа плунжерной пары. Цилиндр движется в гильзе, создавая давление и сжимая топливо до необходимых показателей. Как только они достигнуты, открывается специальный клапан, подающий топливо на форсунку, которая впрыскивает его в цилиндр. Плунжер в это время движется вниз, открывает канал для впуска горючего в пространство гильзы с помощью топливоподкачивающего насоса, и цикл повторяется.

Работа самого плунжера становится возможна благодаря кулачковому валу, который приводится от мотора. Кулачки «толкают» клапана, а мкфта опережения впрыска, соединяющая ТНВД и двигатель, корректирует работу топливной системы.

Неоспоримые достоинства системы подачи топлива с рядными ТНВД – их ремонтопригодность и доступность обслуживания.

ТНВД распределительного типа конструктивно напоминает рядный топливный насос. Отличие заключается в количестве плунжерных пар. Если в рядном ТНВД одна пара идет на один цилиндр, то в распределительном работы одной плунжерной пары достаточно, чтобы обслуживать два, три, и даже шесть цилиндров. Это достигается через опцию вращения плунжера вокруг оси. Вращаясь, плунжер поочередно открывает выпускные клапана, подавая горючее на форсунки нескольких цилиндров.

Эволюция распределительных ТНВД привела к тому, что появились уже роторные топливные насосы: в них плунжеры помещаются в ротор и в процессе работы движутся навстречу двуг другу, пока ротор вращает их, распределяя тем самым топливо по камере сгорания.

Преимущество системы подачи топлива с распределительным ТНВД – компактность самого устройства. Недостатки – сложность настройки, применение схем электронного управления и корректировки работы.

Система подачи топлива в цилиндр с помощью насос-форсунок вообще исключает необходимость ТНВД как отдельного элемента. В этом случае, форсунка и насосная секция – это один узел в общем корпусе.

 

В результате достигается легкость регулировки подачи топлива в конкретный цилиндр, а при выходе из строя одной насос-форсунки, остальные продолжают работать, что облегчает ремонт. Конструктивно, насос-форсунки приводят в действие плунжеры распредвал ГРМ в головке блока цилиндров.

Система подачи топлива насос-форсунками распространена не только на грузовых, но и на легковых автомобилях. К недостаткам ее можно отнести высокую стоимость запчастей, а также крайнюю чувствительность к качеству дизельного топлива. Мельчайшие примеси в горючем могут легко вывести из строя насос-форсунку, что отражается на стоимости эксплуатации такого решения в личном автомобиле.

Система Common Rail стала своего рода прорывом в части решения механизма подачи топлива в дизельных ДВС. Эта система позволяет экономить топливо при высоком КПД дизеля, что и сделало ее такой популярной. Common Rail придумали инженеры Bosch еще в 90-х годах. Сегодня большинство дизельного транспорта оснащается именно Коммон Реил.

Главное отличие этой системы – наличие аккумулятора высокого давления в общей магистрали. Туда топливо нагнетается отдельным ТНВД, чтобы затем под постоянным давлением подаваться на форсунки. Именно постоянство давления дает возможность быстро и эффективно впрыскивать горючее в цилиндр. Как результат – производительная, мягкая и комфортная работа дизельного двигателя. Бонусом – упрощение конструкции самого ТНВД в системе Common Rail.

 

Управляется работа системы отдельным ЭБУ: группа датчиков сообщает контроллеру, сколько и как скоро нужно подать дизельное топливо в цилиндры. С другой стороны, сложность и недостаток Коммон Реил обусловлена как раз умной электроникой и принципом работы системы. Поэтому владельцам таких решений стоит выбирать качественное топливо и своевременно менять топливные фильтры.

О том, как еще продлить жизнь вашего дизельного двигателя, мы писали здесь.

Если вы в поиске качественных запчастей для своего дизельного двигателя, проверьте наш каталог

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ

www.dieselkraft.by

Топливная система дизельного двигателя автомобиля: устройство и принцип работы

У многих из нас дизельные двигатели ассоциируются в первую очередь с шумными моторами, которые не отличаются должностными мощностными показателями. Однако современные дизели благодаря использованию автоматических систем управления и измененному принципу работы существенно прибавили в показателях мощности, избавились от характерной дрожи и своего тракторного звука. Неудивительно, что с учетом отличной тяги и топливной экономичности дизельные моторы сегодня пользуются все большей популярностью. В этой статье мы поговорим с вами о том, что представляет собой топливная система дизельного двигателя и что такое ТНВД.

Устройство

Дизели используют свойство солярки воспламеняться при высоком давлении. Именно поэтому особенностью устройства топливной системы у дизелей является наличие необходимости поддерживания высокого давления в системе.

При этом такие силовые агрегаты не имеют классических свечей накаливания, которые в бензиновых моторах воспламеняют смесь в цилиндрах.

Устройство топливной системы состоит из следующих элементов:

  • Фильтр грубой и тонкой очистки;
  • Топливный бак;
  • Подкачивающий насос;
  • Топливный насос высокого давления;
  • Форсунки.

В зависимости от конкретной модификации силового агрегата топливная система дизельного двигателя может иметь различные дополнительные элементы. Автовладельцу лишь необходимо знать какая компрессия должна быть в моторе его автомобиля.

Устройство системы питания у дизельного двигателя отличается простотой.

Принцип работы следующий:

  1. Из бака топливо при помощи топливного насоса высокого давления и дополнительного подкачивающего насоса помпового или шестеренчатого типа заканчивается в систему, проходя первоначально через фильтр грубой очистки, в котором из топливной смеси удаляются крупные включения.
  2. Непосредственно перед топливным насосом располагается уже фильтр тонкой очистки.
  3. Топливо через форсунки попадает в цилиндры, где под действием высокого давления, которое возникает за счет движения поршней, воспламеняется, что и приводит в движение поршни и коленвал.

ТНВД

За создание в системе колоссального давления отвечает ТНВД. Для начала разберем, что такое ТНВД. Большинство модификаций таких топливных насосов высокого давления приходит в движение от вращающегося вала, который связан с распредвалом. Конструкция топливного насоса высокого давления состоит из нескольких секций, число которых соответствует количеству цилиндров.

Подобная сложная конструкция этого узла обуславливает высокую стоимость этой запчасти. Поэтому ремонт ТНВД приводит к существенным затратам автовладельца.

Непосредственно за подачу топлива в ТНВД отвечает подкачивающий насос, который забирает солярку из топливного бака. За дополнительное увеличение давления в системе отвечает специальный плунжер, который конструктивно находится за насосом высокого давления. Этот плунжер нагнетает топливо в форсунки, которые распыляют мельчайшие частички солярки внутри камеры сгорания.

Следует сказать, что использование сразу нескольких фильтрующих элементов обусловлено зависимостью долговечности и беспроблемности эксплуатации силового агрегата от качества используемого топлива. Именно поэтому вопросам качества используемой солярки необходимо уделить должное внимание.

Сегодня не редкость изготовление топлива с большим содержанием серы. Удалить из топлива такую серу с помощью фильтрующих элементов невозможно. Тогда как такая сера в солярке приводит к появлению нагара в топливной системе дизельного двигателя.

Форсунки

Большинство современных моделей дизелей используют специальные форсунки высокого давления, которые позволяют максимально качественно распрыскивать топливную смесь внутри цилиндра. Следует сказать, что чем мельче частички топливной смеси, тем устойчивее работа силового агрегата.

Современные форсунки изготавливаются с многочисленными отверстиями, поэтому распыление топливной смеси происходит во всех направлениях равномерно. Такие форсунки в процессе эксплуатации автомобиля могут выходить из строя, что приводит к необходимости их замены.

Причиной выхода из строя форсунок может также стать некачественная солярка, тогда как стоимость таких запчастей может находиться на достаточно высоком уровне.

Подача топлива в камеру сгорания выполняется форсунками под колоссальным давлением. В том числе и за счет такого высокого давления создаваемого форсунками происходит воспламенение топливной смеси.

“Именно в высоком давлении в системе и состоит основное отличие дизельного силового агрегата от бензинового мотора. Если в бензиновых силовых агрегатах воспламенение бензина происходит за счет искры от свечей зажигания, то в дизелях смесь воспламеняется самостоятельно за счет высокого давления.

Турбины

Большинство модификаций современных моторов используют дополнительные турбины, которые позволяют существенно повысить мощность силового агрегата. Отдельные силовые агрегаты оснащаются двумя, тремя и даже четырьмя такими турбинами. Использование таких небольших по объему нагнетателей позволяет одновременно улучшить показатели мощности и избавляет от характерной турбоямы, которая проявляется в существенной задержке ускорения при нажатии на педаль газа.

Современные турбированные дизели по мощности даже превосходят атмосферные бензиновые силовые агрегаты. При этом, по показателям топливной экономичности, они на 20-30% лучше, нежели чем бензиновые моторы.

В то же время следует сказать, что наличие турбины может отрицательно сказаться на показателях надежности силового агрегата. Во время работы турбина может вращаться с высокой скоростью, и при этом на этот узел неизменно приходится повышенная нагрузка. Поэтому не редкость поломки, которые вызваны усталостью этого узла, а также использованием некачественного масла.

Следует сказать, что устройство турбины дизельного двигателя отличается повышенной сложностью, и в большинстве случаев устранение таких неполадок заключается в замене вышедшего из строя элемента.

Тюнинг

Чип тюнинг дизельных двигателей может выполняться как путем перепрограммирования блока управления, так и за счет изменения давления турбины.

Следует сказать, что чип тюнинг дизельного двигателя отличается простотой и имеет доступную стоимость. При этом он позволяет существенным образом увеличить показатели мощности мотора без снижения его ресурса работы.

Отметим, что для качественной работы такого чипованного силового агрегата необходимо удалить катализаторы или поставить их обманки. Следует помнить о том, что чип тюнинг дизельного двигателя должен выполнять исключительно опытный специалист, который знает, какая компрессия должна быть в моторе.

В настоящее время существуют различные программы увеличения мощности силового агрегата путем перепрограммирования его блока управления. В данном случае имеется возможность как легкого тюнинга, так и кардинальное увеличение мощности.

dvigatels.ru

Система питания топливом дизельного двигателя

Система питания топливом дизельного двигателя предназначена для размещения, очистки и своевременной подачи топлива в цилиндры двигателя в нужном количестве и под достаточным давлением на всех режимах его работы при любой температуре окружающего воздуха.

Дизельное топливо

Дизельное топливо является одним из продуктов переработки нефти. В нем содержатся различные углеводороды (парафины, нафтены, ароматические и др.). Число атомов углерода, входящих в молекулы дизельного топлива, достигает тридцати. Основное качество дизельного топлива — легкость воспламенения при соприкосновении с горячим воздухом. Воспламеняемость топлива характеризуется цетановым числом. Чем выше это число, тем менее стойки к окислению молекулы топлива и легче оно воспламеняется. У дизельного топлива цетановое число составляет 40 — 50 (чаще всего 45).

Важной характеристикой топлива также является его вязкость при различных температурах. Для обеспечения нормальной работы двигателя топливо не должно застывать при низкой температуре (до -60 °С). Кроме того, необходимо, чтобы топливо не было токсичным, обладало антикоррозионными и смазывающими свойствами, а также не создавало паровые пробки в топливопроводах при температурах до 50 °С.

Для автотракторных дизелей используется топливо марок А (арктическое), 3 (зимнее) и Л (летнее). Наиболее широко распространено топливо марок З (при отрицательной температуре воздуха) и Л (при температурах выше 0 °С).

Требования к агрегатам и узлам системы питания

Ко всем агрегатам и узлам системы питания предъявляются следующие основные требования:

  • герметичность
  • малые масса и габариты
  • надежность
  • коррозионная стойкость
  • малые гидравлические сопротивления
  • простота
  • низкая стоимость обслуживания

Топливопроводы и агрегаты системы питания топливом должны быть расположены в моторном отделении ТС таким образом, чтобы при их неисправности капающее топливо не попадало на детали, имеющие температуру, способную вызвать его воспламенение.

Общее устройство системы питания

Схема системы питания топливом мощного дизеля приведена на рисунке. В общем случае в систему питания топливом входят узлы, размещенные вне двигателя (на раме или в корпусе машины), и на двигателе. К первым относятся топливные баки бачок 7 для сбора топлива, предпусковой топливоподкачивающий насос 10, топливораспределительный кран 77, топливопроводы низкого давления и некоторые другие узлы. Ко вторым в первую очередь относятся основной топливоподкачивающий насос 8, топливный насос высокого давления (ТНВД) 5, форсунки 4 и топливопроводы высокого давления.

При работе двигателя топливо из топливных баков забирается основным топливоподкачивающим насосом и под давлением 0,05…0,1 МПа подается к ТНВД. По пути из баков к насосу топливо проходит через топливораспределительный кран, предпусковой топливоподкачивающий насос и фильтр 9 грубой очистки. Если на ТС установлен только один топливный бак или несколько баков, сообщающихся друг с другом, то топливораспределительный кран отсутствует. Перед поступлением в ТНВД из насоса топливо очищается от мельчайших примесей в фильтре 3 тонкой очистки. Нагнетательные секции ТНВД, приводимого в действие от коленчатого вала двигателя, в определенные моменты согласно рабочему циклу и порядку работы двигателя подают топливо под высоким давлением (до 50 МПа и более) в необходимом количестве к форсункам. Через форсунки, ввернутые в головку блока цилиндров, топливо впрыскивается в камеры сгорания в те моменты, когда в цилиндрах завершается такт сжатия.

Рис. Схема системы питания топливом мощного дизеля:
1 — топливные баки; 2 — кран для выпуска воздуха; 3 — фильтр тонкой очистки; 4 — форсунки; 5 ТНВД; 6 — двигатель; 7 — бачок для сбора топлива; 8 — основной топливоподкачивающий насос; 9 — фильтр грубой очистки; 10 — предпусковой топливоподкачивающий насос; 11 — топливораспределительный кран; топливные трубопроводы обозначены сплошной линией; трубопроводы для удаления воздуха из системы обозначены пунктиром

Перед пуском двигателя заполнение системы топливом и подача его к ТНВД осуществляются с помощью предпускового топливоподкачивающего насоса. После пуска этот насос не функционирует.

Если в ТНВД и трубопроводы высокого давления, соединяющие его с форсунками, попадает воздух, то подача топлива в цилиндры нарушается. Следовательно, нарушается и нормальный режим работы двигателя. С целью предотвращения попадания воздуха в ТНВД на пути топлива к нему помещают воздухоотстойник, расположенный в самой высокой точке системы. Обычно воздухоотстойник размещают в крышке фильтра тонкой очистки. Перед пуском двигателя в случае необходимости скопившийся в воздухоотстойнике воздух отводят в воздушные полости топливных баков 1 через кран (клапан) 2 для выпуска воздуха. Для этого при неработающем двигателе открывают кран (клапан) и с помощью предпускового насоса прокачивают систему. В этом случае топливо вытесняет воздух из воздухоотстойника в воздушную полость топливного бака через топливораспределительный кран (как показано на рисунке) или напрямую.

Топливный бак

Топливо, просочившееся в форсунках между иглой и распылителем, отводится по сливным трубопроводам в специальный бачок 7 или в какой-либо основной топливный бак.

Топливные баки служат для хранения топлива. Они могут иметь различную конфигурацию и вместимость в зависимости от конструкции конкретного ТС. Общая вместимость топливных баков определяется запасом хода машины (обычно не менее 500 км). Чаще всего баки изготавливает из листовой стали или высокопрочного пластика, стойкого к воздействию химически активного топлива. Для предотвращения коррозии внутренние поверхности стальных баков покрывают бакелитовым лаком, оцинковывают или лудят. С целью увеличения жесткости баков на их стенках иногда выштамповывают желоба, а внутри устанавливают несплошные перегородки, которые к тому же уменьшают площадь свободной поверхности топлива и ослабляют его колебанияbqвремя движения ТС.

Наливные горловины топливных баков обычно снабжают сетчатыми фильтрами. В нижней части баков размещают отстойники. Если бак имеет значительную вместимость, то слив топлива осуществляется через отверстие с пробкой и шариковым клапаном, расположенное выше отстойника. В этом случае используется специальный ключ-трубка со шлангом. Воздушное пространство баков соединяется с атмосферой через дренажные трубки или другие специальные устройства, которые должны исключать возможность попадания огня во внутреннюю полость бака и вытекания топлива при резких толчках ТС, а также (по возможности) обеспечивать очистку воздуха, поступающего в баки. Для замера количества топлива в баках раньше применялись измерительные стержни. В настоящее время для этой цели чаще всего используются электрические датчики поплавкового типа, посылающие электрический сигнал, пропорциональный уровню топлива, к соответствующему указателю на приборной панели ТС.

Топливоподкачивающий насос

Основной топливоподкачавающий насос обеспечивает бесперебойную подачу топлива из баков к ТНВД при работающем двигателе. Он обычно приводится в действие от коленчатого или распределительного вала двигателя. Может применяться и автономный электродвигатель, питаемый от генератора ТС. Использование электропривода обеспечивает равномерную подачу топлива независимо от частоты вращения коленчатого вала и возможность аварийного отключения всей системы. Существуют различные конструкции топливоподкачивающих насосов. Они могут быть:

  • шестеренными
  • плунжерными (поршневыми)
  • коловратными (пластинчатого типа)

Как правило, применяются плунжерные и коловратное насосы.

Плунжерный топливоподкачивающий насос

Плунжерный топливоподкачивающий насос состоит из корпуса 5, плунжера 7 с пружиной 6, толкателя 10 с роликом 77, пружиной 9 и штоком 8, а также клапанов — впускного 4 и нагнетательного 1 с пружинами. Толкатель с плунжером могут перемещаться вверх-вниз. Перемещение вверх происходит при повороте эксцентрика 72, изготовленного как одно целое с кулачковым валом ТНВД; перемещение вниз обеспечивают пружины 6 и 9.

При сбегании выступа эксцентрика с ролика толкателя плунжер под действием пружины б перемещается вниз, вытесняя топливо, находящееся под ним, в нагнетательную магистраль насоса. В это время нагнетательный клапан закрыт, а впускной под действием разрежения над плунжером открыт, и топливо поступает из впускной магистрали в надплунжерную полость. При движении толкателя и плунжера вверх впускной клапан закрывается под действием давления топлива, а нагнетательный, наоборот, открывается, и топливо из надплунжерной полости поступает в нижнюю камеру под плунжером. Таким образом, нагнетание топлива происходит только при движении плунжера вниз.

Если подачу топлива в цилиндры двигателя уменьшают, в выпускном трубопроводе насоса, а значит, и в полости под плунжером давление возрастает. В этом случае плунжер не может опуститься вниз даже под действием пружины 6, и толкатель со штоком перемещается вхолостую. По мере расходования топлива давление в нагнетательной полости понижается, и плунжер под действием пружины 6 опять начинает перемещаться вниз, обеспечивая подачу топлива.

Рис. Схема плунжерного топливоподкачиваюгцего насоса:
1 — нагнетательный клапан; 2 — корпус насоса ручной подкачки топлива; 3 — поршень насоса ручной подкачки топлива; 4 — впускной клапан; 5 — корпус топливоподкачивающего насоса; 6, 9 — пружины; 7 — плунжер; 8 — шток; 10 — толкатель; 11 — ролик; 12 — эксцентрик кулачкового вала

Рис. Схема коловратного топливоподкачивающего насоса:
1 — пружина редукционного клапана; 2 — редукционный клапан; 3 — перепускной клапан; 4 — пружина перепускного клапана; 5 — плавающий палец; 6 — пластина; 7 — ротор; 8 — направляющий стакан; А—В — камеры насоса

Плунжерный топливоподкачивающий насос обычно совмещен с насосом 2 ручной подкачки топлива. Данный насос устанавливается на входе в основной топливоподкачивающий насос и приводится в действие вручную за счет перемещения поршня 3 со штоком. При движении поршня вверх под ним образуется разрежение, открывается впускной клапан, и топливо заполняет подплунжерное пространство. При перемещении поршня вниз впускной клапан закрывается, а нагнетательный открывается, позволяя топливу пройти далее по топливной магистрали.

Коловратный топливоподкачивающий насос

В мощных быстроходных дизелях применяются в основном коловратные топливоподкачивающие насосы. Ротор 7 насоса приводится во вращение от коленчатого вала двигателя. В роторе имеются прорези, в которые вставлены пластины 6. Одним (наружным) концом пластины скользят по внутренней поверхности направляющего стакана 8, а другим (внутренним) — по окружности плавающего пальца 5, расположенного эксцентрически относительно оси ротора. При этом они то выдвигаются из ротора, то вдвигаются в него. Ротор и пластины делят внутреннюю полость направляющего стакана на камеры А, Б и В, объемы которых при вращении ротора непрерывно меняются. Объем камеры А увеличивается, поэтому в ней создается разрежение, под действием которого топливо засасывается из впускной магистрали. Объем камеры В уменьшается, давление в ней повышается, и топливо вытесняется в нагнетательную полость насоса. Топливо, находящееся в камере Б, переходит от входного отверстия стакана к выходному. При повышении давления в нагнетательной полости до определенного уровня открывается редукционный клапан 2, преодолевая усилие пружины 7, и излишек топлива перепускается обратно во впускную полость насоса. Поэтому в нагнетательной полости и выпускном трубопроводе поддерживается постоянное давление. Перед пуском, когда двигатель и, следовательно, основной топливоподкачивающий насос не работают, топливо через него может прокачиваться предпусковым топливоподкачивающим насосом. В этом случае открывается перепускной клапан 3, преодолевая усилие пружины 4. В закрытом положении тарелка этого клапана перекрывает отверстия в тарелке редукционного клапана.

Предпусковой топливоподкачивающий насос

Перед пуском двигателя заполнение системы топливом и подача его к ТНВД осуществляются с помощью предпускового топливоподкачивающего насоса 70. Ранее были широко распространены насосы плунжерного и диафрагменного (мембранного) типов с ручным приводом. Однако в настоящее время все чаще применяются центробежные крыльчатые насосы с приводом от электродвигателя, питаемого электрической энергией аккумуляторной батареи. Они обеспечивают более быструю прокачку топлива, не требуют затрат мускульной энергии механика-водителя и могут использоваться в качестве аварийных при отказе основного топливоподкачивающего насоса.

Фильтры грубой и тонкой очистки топлива

Очистка топлива от механических примесей и воды происходит в фильтрах грубой 9 и тонкой 3 очистки. Фильтр грубой очистки, устанавливаемый перед основным топливоподкачивающим насосом 8, задерживает частицы размерами 20… 50 мкм, на долю которых приходится 80…90 % массы всех примесей. Фильтр тонкой очистки, помещаемый между основным топливоподкачивающим насосом и ТНВД, задерживает примеси размерами 2…20 мкм.

В настоящее время в силовых установках с дизелями применяют следующие типы фильтров грубой очистки:

  • сетчатые
  • ленточно-щелевые
  • пластинчато-щелевые

У сетчатых фильтров фильтрующим элементом является металлическая сетка. Из нее можно образовывать концентрические цилиндры, через стенки которых продавливается топливо, или дискообразные секции, нанизанные на центральную трубу с отверстиями в стенке, соединенную с выходным трубопроводом.

В ленточно-щелевом фильтре фильтрующим элементом служит гофрированный стакан с намотанной на него профильной лентой. Через щели между витками ленты, образованными за счет ее выступов, топливо из пространства, окружающего фильтрующий элемент, попадает во впадины между гофрированным стаканом и лентой, а затем — в полость между дном и крышкой стакана, откуда удаляется через выпускной трубопровод.

Фильтрующий элемент пластинчато-щелевого фильтра представляет собой полый цилиндр, составленный из одинаковых тонких кольцевых дисков с отгибными выступами. За счет этих выступов между дисками образуются зазоры. Топливо поступает к наружным и внутренним поверхностям цилиндра и, проходя через щели между дисками, очищается. Очищенное топливо через торцевые отверстия в дисках направляется в верхнюю часть фильтра к выходному отверстию.

Очень часто фильтр грубой очистки совмещают с отстойником для воды, находящейся в дизельном топливе. В этом случае необходимо периодически отворачивать пробку отстойника для удаления из него скопившейся воды.

В фильтрах тонкой очистки в качестве фильтрующих элементов обычно используют картонные элементы типа «многолучевая звезда» или пакеты из картонных и фетровых дисков. Реже применяют каркасы с адсорбирующей механические примеси набивкой (например, минеральной ватой), каркасы с тканевой или нитчатой обмоткой и др.

В процессе эксплуатации ТС топливные фильтры загрязняются, что приводит к увеличению их сопротивления. Чтобы подача топлива к ТНВД не прекратилась, необходимо фильтр грубой очистки периодически промывать, а фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки заменять новым.

ТНВД. Устройство и принцип работы

Топливный насос высокого давления 5 предназначен для точного дозирования топлива и его подачи в форсунки 4 под необходимым давлением и в определенный момент. В рядных двигателях такой насос помещают сбоку от двигателя, на верхней половине его картера. У V-образных двигателей его устанавливают в развале цилиндров. Существует множество типов ТНВД. В частности, на дизели сравнительно небольшой мощности, предназначенные для легковых автомобилей, как правило, устанавливают ТНВД распределительного типа с одним нагнетающим плунжером-распределителем. Однако мощные многоцилиндровые дизели чаще всего оборудованы многоплунжерными насосами. Пример такого ТНВД для шестицилиндрового V-образного дизеля представлен на рисунке.

Насос состоит из корпуса 5 с крышками, шести насосных секций, механизма привода насосных секций и механизма поворота плунжеров. Каждая насосная секция включает в себя плунжер 8, возвратную пружину 11 с опорными шайбами, нагнетательный клапан 3 с седлом, пружиной и упором, а также штуцер 2 и другие вспомогательные направляющие и крепежные детали. Механизм привода насосных секций состоит из кулачкового вала 7 и роликовых толкателей 6 с регулировочными болтами. В механизм поворота плунжеров входят поворотные втулки 10 с зубчатыми венцами и зубчатая рейка 9 с втулками и ограничительным винтом. Вдоль секций в корпусе насоса высверлены два продольных канала 1 и 4, соединенных друг с другом поперечными каналами. Каждый плунжер очень точно подогнан к своей гильзе, что обеспечивает достижение высокого давления с наименьшей утечкой топлива через зазоры.

Рис. Топливный насос высокого давления:
1, 4 — продольные каналы; 2 — штуцер; 3 — нагнетательный клапан; 5 — корпус насоса; 6 — роликовый толкатель; 7 — кулачковый вал; 8 — плунжер; 9 — зубчатая рейка; 10 — поворотная втулка; 11 — возвратная пружина

Насос работает следующим образом. Кулачковый вал приводится во вращение от коленчатого вала двигателя с помощью зубчатой передачи (угловая скорость кулачкового вала в 2 раза меньше скорости коленчатого). Вращаясь, кулачковый вал перемещает своими кулачками роликовые толкатели 6, которые поднимают плунжеры вверх.

Обратный ход толкателей и плунжеров обеспечивается возвратными пружинами. К каналу 4 подводится топливо от топливоподкачивающего насоса, предварительно очищенное в фильтре тонкой очистки.

Когда плунжер находится в нижнем положении, топливо из канала 4 попадает в образовавшуюся надплунжерную полость. При движении плунжера вверх входное отверстие закрывается, и топливо под большим давлением проходит через нагнетательный клапан, штуцер и топливопровод высокого давления к форсунке.

Нагнетание топлива происходит до тех пор, пока надплунжерная полость не соединится со сливным каналом 1 с помощью осевых, радиальных и винтовых проточек в плунжере. При постоянном ходе плунжера, определяемом высотой выступа кулачка, количество подаваемого к форсунке топлива регулируется поворотом плунжера с помощью зубчатой рейки и поворотной втулки с зубчатым венцом. Винтовая проточка в плунжере выполнена так, что по мере его поворота изменяется расстояние от края перепускного отверстия, связанного с каналом 7, до края отсечной кромки винтовой проточки. При этом длина рабочего хода плунжера, во время которого происходит нагнетание топлива, также изменяется.

Для того чтобы топливо, подаваемое в цилиндры, успевало своевременно сгорать, и двигатель развивал наибольшую мощность, необходимо при росте частоты вращения коленчатого вала несколько увеличивать угол опережения впрыскивания топлива.

Регулирование этого угла у насосов с механическим управлением обеспечивается специальной центробежной муфтой, которая устанавливается в корпусе ТНВД и пропорционально частоте вращения коленчатого вала смещает на некоторый угол кулачковый вал насоса в направлении его вращения.

Механизм всережимного регулятора

С ТНВД соединен механизм всережимного регулятора. Он автоматически поддерживает заданную водителем частоту вращения коленчатого вала, устанавливает минимальную частоту на холостом ходу, а также ограничивает максимальную частоту. Механизм регулятора представляет собой систему тяг, пружин и упоров, связанных с зубчатой рейкой ТНВД, перемещение которых зависит от частоты вращения кулачкового вала.

Форсунка

Форсунка служит для подачи топлива в цилиндр двигателя под высоким давлением в мелкораспыленном виде.

Типичная форсунка включает в себя корпус 5 с распылителем 3, направляющим штифтом 4 и накидной гайкой 2, иглу 1 распылителя со штоком б, пружину 7 с опорной шайбой, регулировочным винтом 9 и втулкой 8, колпачковую гайку 10 и топливоприемный штуцер 12 с сетчатым фильтром 11. Распылитель и игла должны быть очень точно подогнаны друг к другу. В верхней части распылителя имеются один кольцевой и несколько (чаще всего три) вертикальных топливных канала, а в нижней части — центральные входной и выходной каналы с распыляющими отверстиями. Диаметр этих отверстий составляет 0,2…0,4 мм. Игла своим нижним конусным концом закрывает выходной канал. Распылитель плотно прикрепляется к корпусу-форсунки с помощью накидной гайки. Топливный канал корпуса соединяется с кольцевым каналом распылителя через его вертикальные каналы. Правильное положение распылителя относительно корпуса обеспечивает направляющий штифт.

Рис. Форсунка:
1 — игла распылителя; 2 — накидная гайка; 3 — распылитель; 4 — направляющий штифт; 5 — корпус форсунки; 6 — шток; 7 — пружина; 8 — втулка; 9 — регулировочный винт; 10 — колпачковая гайка; 11 — сетчатый фильтр; 12 — топливоприемный штуцер

Топливо, подаваемое к форсунке по топливоприемному штуцеру, проходит через сетчатый фильтр и по топливным каналам корпуса  в верхней части распылителя поступает в его кольцевую полость. По достижении необходимого давления в этой полости, действующего кроме прочего на конический поясок иглы, она поднимается вверх, преодолевая сопротивление пружины. В это время открывается выходной канал, и топливо через него и распыливающие отверстия поступает в камеру сгорания цилиндра двигателя.

После прекращения подачи топлива насосной секцией ТНВД и падения давления игла снова садится в свое седло, прекращая впрыскивание топлива. Просочившееся через неплотности топливо поступает в верхнюю часть форсунки и через отверстия в винте 9 и гайке 10 по специальному трубопроводу сливается в бачок 7 для сбора топлива.

Аккумуляторная система питания топливом

Современные жесткие требования к уровню выбросов вредных веществ двигателями внутреннего сгорания вынудили конструкторов дизелей искать новые решения в области топливной аппаратуры для них. Дело в том, что даже самые совершенные ТНВД не могут обеспечить такого давления топлива, при котором оно распылялось бы настолько мелко, что могло бы полностью сгореть в камере сгорания.

Неполное сгорание приводит к большему расходу топлива, а самое главное — к повышению в отработавших газах концентрации вредных веществ, в частности сажи. В связи с этим в настоящее время для дизелей с непосредственным впрыском все чаще применяется так называемая аккумуляторная система питания топливом.

Основное отличие такой системы от «классической» заключается в наличии общей топливной рампы (аккумулятора давления), в которой во время работы двигателя создается очень высокое давление.

Топливная рампа соединена трубопроводами высокого давления с электронно-управляемыми топливными форсунками, иглы которых перемещаются с помощью электромагнитов по сигналам от компьютера (электронного блока) управления двигателем. Такая система питания топливом позволяет оптимизировать работу двигателя практически по всем параметрам.

Видео: Система питания дизеля

ustroistvo-avtomobilya.ru

Система питания дизельного ДВС | АВТОСТУК.РУ

Система питания современного двигателя внутреннего сгорания — это совокупность электронных и механических узлов, функция которых заключается не только в стабильной подаче топлива к форсункам, но и делать это под давлением. Если топливо нагнетается под определенным давлением, то оно распыляется и не капает в одну точку, поэтому называется дозированный многоточечный впрыск в рабочие камеры сгорания цилиндров.

Содержание статьи:

  1. Особенности дизельного ДВС.
  2. Работа системы питания дизельного двигателя.
  3. Устройство системы питания дизеля.
  4. Схема питания турбодизеля.
  5. Видео.

 

Особенности дизельного ДВС

По составу дизельное топливо сильно отличается от всех марок бензина. В диз топливе содержится керосин и газойлевые соляровые фракции. При получении солярки, из нефти сначала отделяют бензин.

Качество бензина зависит от октанового числа, а солярка зависит от значения цетаного числа. На автозаправочных станция сегодня продают дизельное топливо в ценатом от 45 до 50. Для новых дизельных двигателей требуется солярка с высоким цетаном.

Краткий рабочий цикл топливной системы дизельного агрегата:
  1. Топливо очищается от примесей.
  2. Попадает в топливный насос высокого давления.
  3. ТНВД сжимает топливо и оно под давлением проходит через микроотверстие в форсунке и распыляется на мелкие частички.
  4. При движении поршня вниз, открывается всасывающий клапан и воздух поступает в камеру цилиндра и моментально нагревается от сжатия (давление сжатия от 3 до 5 Мпа) при движении поршня вверх.
  5. Распыленное топливо смешивается с горячим воздухом, это от 700 до 900 градусов, и самовозгорается.

Кто не знает, основное отличие дизельного двигателя от бензинового не только в топливе, но в система поджига топлива. Если бензин поджигается за счет образования искры свечи, то солярка поджигается от сильного сжатия и высокой температуры.

Самыми надежными считаются свечи зажигания NGK.

 

 

Классификация дизельного топлива по температуре застывания:
  1. летнее дизельного горючее;
  2. зимнее;
  3. арктическое.

Так же, эти сорта солярки немного отличаются по цвету. Опытные шофера определяют по цвету. Вязкость и плотность дизель топлива намного больше, чем у бензина. Также, солярка обладает смазывающим эффектом, поэтому оно не является обезжиривающей жидкостью, как бензин.

 

Работа системы питания дизельного ДВС

Функции системы питания дизеля следующие:
  • в зависимости от нагрузки на двигатель и режима работы ДВС нагнетать солярку в строго определенном количестве;
  • распылять топливо в заданный промежуток времени с нужным давлением;
  • максимально распылять диз топливо по всей рабочей камере сгорания цилиндра;
  • до того, как топливо поступит в ТНВД и форсунки, топливо проходит фильтрацию.

 

 

Устройство системы питания дизеля

Из чего состоит топливная дизельная система:
  1. Топливный бак.
  2. Фильтр грубой очистки топлива (ГОТ).
  3. Фильтр тонкой очистки топлива (ТОТ).
  4. Насос для подкачивания дизтоплива.
  5. Топливный насос высокого давления (ТНВД).
  6. Инжекторные форсунки.
  7. Магистраль высокого давления.
  8. Трубопровод низкого давления.
  9. Фильтр очистки воздуха.

Эти элементы есть во всех модификациях дизельных агрегатов. Некоторые моторы оснащаются доп элементами: электрический насос, фильтры сажевые, глушители и т.д.

 

Система питания дизельного двигателя состоит из двух основных частей:
  • дизельное устройство для подачи топлива;
  • дизельное устройство для подачи воздуха.

 

Устройство для подачи топлива может быть в едином корпусе, а может быть раздельным. Современное устройство выполнено в раздельном типе, то есть насос ТНВД и форсунки расположены в разных корпусах. Солярка нагнетается по магистралям низкого, затем высокого давления. Все, что до ТНВД, это трубопроводы низкого давления. После ТНВД начинается сжатие топлива.

 

Система питания дизельного ДВС оснащается двумя насосами:
  • насос высокого давления;
  • насос для подкачки топлива.

Насос для подкачки начинает качать топливо из бака, прогоняет его через фильтры грубой и тонкой очистки и поставляет его в топливный насос высокого давления.

Насос ТНВД подает топливо под давлением в инжекторные форсунки в порядке, характерном для данного дизельного мотора. В устройстве ТНВД есть много одинаковых секций.

 

Нераздельная система подачи топлива

Система питания дизельного двигателя нераздельного типа, то есть ТНВД и форсунки расположены в одном корпусе, устанавливается в двухтактные дизельные моторы. Устройство, в котором есть и насос ТНВД и форсунка называется насос-форсункой.

Такие двигатели с нераздельной подачей топлива не распространились массово. Они часто ломаются. Хотя конструкция и проще, отсутствует магистраль высокого давления. Моторы работают с высоким уровнем шума.

 

Раздельная система подачи топлива

В таких двигателях форсунки устанавливают в головке блока цилиндров. Форсунки должны качественно распылять топливо по рабочим камерам сгорания цилиндров, поэтому частой проблемой плохой работы дизеля является засорение форсунок.

Насос подкачки топлива нагнетает много жидкости в ТНВД, насос высокого давления берет нужный ему объем, а остальное оттекает по дренажным линиям обратно в топливный бак.

 

 

Классификация дизельных форсунок по конструкции:
  1. закрытая форсунка, то есть сопло у нее закрывается специальное запорной иглой;
  2. открытая форсунка.

В четырех тактных двигателях устанавливаются форсунки закрытого вида. Внутреннее пространство форсунки сообщается с камерой сгорания только во время подачи топлива.

Главный элемент форсунок — это распылитель. Распылитель может иметь только одно отверстие или несколько. Впрыск топлива через эти отверстия создают факел в цилиндре. От пропускной способности, количества отверстий зависит форма и расположение факела.

 

 

Схема питания турбодизеля

Чтобы увеличить мощность дизельного аппарата, устанавливают турбину. Конструкция топливной системы дизельного двигателя не изменяется, если мотор с турбонаддувом. Меняется схема и вариант подачи топлива в мотор от схемы атмосферного двигателя.

Турбированный двигатель получается путем установки турбокомпрессора. В дизельном моторе турбина работает на отработавших газах. Сначала турбокомпрессор сжимает воздух, охлаждает его и подает в рабочую камеру сгорания цилиндров дизельного силового агрегата. Воздух нагнетается под давлением 0,15-0,2 МПа (Мега Паскаль).

 

Классификация турбонаддува по давлению:
  • до  0,15 Мпа;
  • 0,2 МПа — турбокомпрессор средней мощности;
  • > 0,2 МПа.

Как в бензиновых, так и дизельных двигатель турбина служит для дополнительной подачи воздуха в камеры сгорания. Чем больше воздуха, тем больше и качественнее догорает топливо. Мощность двигателя с турбиной увеличивается на 30%.

Минус турбированных моторов в том, что такие агрегаты работают в более трудных условиях: повышается температура; детали, особенно цилиндро-поршневой группы (ЦПГ), кривошипно-шатунного механизма (КШМ), газораспределительного механизма (ГРМ) испытывают больше давления и, саму турбину обычно надо менять через 100 000 км пробега.

 

 

Видео

В этом видео подробно рассказывается о системе подачи топлива в дизель мотор.

Топливная система дизельных двигателей.

Система питания двигателя КАМАЗ.

 

autostuk.ru

Топливная система дизельного двигателя – как работает?

Топливная система дизельного двигателя обеспечивает появление горючего в цилиндрах. Это главная составляющая всей конструкции автомобиля, который ездит на дизельном топливе. Разберем ее работу и неполадки.

Устройство топливной системы дизельного двигателя в двух словах

Вся схема включает два отдела: низкого и высокого давления. Участок низкого давления подготавливает, а затем переводит топливо на следующий уровень, то есть в систему высокого давления. Она же, в свою очередь, необходима для финального введения топлива в двигатель, непосредственно в камеру сгорания. Чтобы примерно представлять принцип работы всей схемы, рассмотрим, из каких деталей она состоит. В участок низкого давления входит ряд цистерн, насосы, сепаратор, фильтр, подогреватель и топливный привод.

Топливо проходит через каждую деталь, прежде чем отправиться на высшую ступень дизельного двигателя. Следующий этап включает в себя меньший ряд деталей. В принципе, если обобщать, то самая важная часть схемы участка высокого давления – топливный насос. Уже в него входят различного рода форсунки, и сам насос соединяется с топливным проводом. Но провод уже не входит в этап высокого давления. Также имеются элементы впрыска топлива дизельных двигателей, они относятся к последнему этапу.

 

Как предупредить неисправности топливной системы дизельного двигателя?

Имеется ряд причин, из-за которых могут возникнуть неисправности топливной системы дизельного двигателя. Но самая главная причина – это износ определенных деталей. Первым делом обратите внимание на ось рычага регулятора – она изнашивается быстрее всего. Со временем может потеряться упругость уплотнительного резинового кольца, которое находится на этапе низкого давления. Кроме того, при активной эксплуатации автомобиля происходят различного рода посторонние накопления. Необходимо периодически избавляться от нагара и грязи, так все детали системы будут работать надежнее и дольше.

Заметить какую-либо неисправность просто, если, к примеру, автомобиль стал не так плавно заводиться или периодически во время езды из выхлопной трубы стали раздаваться резкие звуки. Также неполадки в системе проявляются некорректными звуками в двигателе.

Главные причины, из-за которых возникают проблемы с двигательной системой, это неправильная эксплуатация или неквалифицированное обслуживание двигателя. Всем автолюбителям вне зависимости от того, на каком автомобиле они передвигаются, необходимо производить техническое обслуживание после каждых 7500 километров. В техническое обслуживание входит замена масла, проверка работоспособности всех деталей, а также ряд других действий. Они обозначены для данного автомобиля в документе его технического обслуживания. Промывка топливной системы дизельного двигателя также отлично подойдет для устранения разного рода неисправностей.

Топливная система дизельного двигателя – ищем поломку

Одна из самых частых проблем, которая может негативно повлиять на устройство топливной системы дизельного двигателя, – это прогар поршня. Чтобы этого избежать, необходимо промывать топливную аппаратуру дизеля раз в два года. Такую процедуру вряд ли вам предоставят при техническом обслуживании, поэтому вам необходимо следить за ее периодичностью самому.

 

Если же вы все-таки допустили то, что ваша система пришла в негодность, необходимо выполнить ряд действий. Первым делом вам понадобится прокачка топливной системы дизельного двигателя. Если после нее ничего не изменилось, то надо разбираться в проблеме более подробно. Проверьте работоспособность всех контактирующих деталей, проводов, клемм, форсунок. Часто проблема может быть не такой глобальной, какой кажется.

Если же вы понимаете, что проблема довольно-таки серьезная, вам лучше всего будет обратиться в автосервис. Человек, который не имел опыта работы с двигателем автомобиля, вряд ли сам сможет ликвидировать неисправность. Также если вы сами не смогли выявить точную причину, то вам поможет профессиональная диагностика топливной системы дизельного двигателя, которую предоставляет практически каждый автосервис.

carnovato.ru

устройство топливной системы дизельного автомобиля

 Несмотря на все технологические достижения последних лет в разработке ДВС на дизельном топливе, в народе гуляет стереотип о шумности и некоего тракторного предназначения дизельных агрегатов. Но современные ДВС получили отличные электронные системы управления, изменяемые фазы впрыска топлива, новые топливные системы и улучшенное качество материалов и лучшее качество сборки. Поэтому, современный дизельный агрегат не уступает бензиновому в динамике, мощности, шумности, но имеет меньший расход при том, что солярка стоит дешевле бензина. Но стоит признать, что экономичность мотора компенсируется более дорогим обслуживанием, в чем играет немалую роль — топливная система, о которой поговорим детальней в данной статье.

 Чем отличаются дизельные и бензиновые агрегаты



 По общим принципам, обе разновидности агрегатов не имеют особых конструктивных различий и являются примерами классических ДВС. Единственным принципиальным различием агрегатов, становится используемое топливо и принцип его поджига. 
  

 В современных моторах, работающих на бензине, в большинстве случаев используется конструкция, смешивающая воздух с бензином до попадания в цилиндр, и только потом поступает в камеру сгорания, в которой сжимается и воспламеняется (стоит отметить, что существуют и отличия от данной схемы, но принцип остается неизменным), после чего, топливная смесь сжимается до 9-11 единиц и поджигается электрической искрой.
 В «дизеле» происходит воспламенение топлива из-за повышенной степени сжатия в комплексе с высокой температурой сжатого воздуха, без принудительного поджига. Воздух и солярка в камеру сгорания поддаются по отдельности. На моменте сжатия поддается воздух, сжимающийся до тридцати кратной степени, из-за чего происходит нагрев до 700 — 800 градусов по Цельсию. Незадолго до момента верхней мертвой точки, через форсунку начинает поступать дизельное топливо, воспламеняющееся уже в процессе впрыска. 

  

 Но данный принцип воспламенения имеет свои минусы, особенно в холодные времена года, когда температура воздуха опускается, и в не прогретом двигателе не получается создать требуемую температуру для воспламенения топлива. Для исключения такой ситуации, приходится использовать специальные свечи накала, которые помогают достичь необходимой температуры на первых секундах работы мотора.

 Принцип работы топливной системы дизельного мотора



 Если кратко описывать, как работает топливная система и как она сделана, то всю систему можно разделить на две части. Первая — относится к части отвечающей за наполненность системы, и очистку топлива через два фильтра. В последствии, топливо попадает в ТНВД, но перед этим проходит еще один этап фильтрации при помощи фильтра тонкой очистки. 

 А ТНВД уже работает в согласованном режиме с форсунками, через которые поступает топливо внутрь цилиндров. При этом, новые агрегаты очень требовательны к точности объемов подающегося топлива и в точности времени за которое подается этот объем. Поэтому, топливная система дизельных агрегатов — это сложный и дорогой в обслуживании компонент.   


 Далее, мы попробуем разобраться в поэтапной работе каждой составляющей части всей системы при бесперебойной работе. 

  

 Стоит отдельно уделить внимание тому моменту, что современные «дизеля» стали требовательны к качеству топлива. В данном вопросе, можно сказать, что бензиновый мотор менее прихотлив и способен проработать на низкокачественном топливе лучше чем современный дизельный агрегат. Поэтому, не стоит вспоминать те времена, когда в дизельные автомобили заливали первую попавшуюся солярку. Двойная фильтрация позволяет избавить топливо от различных примесей, включающих в себя грязь, песчинки и даже воду.

 После фильтрации, дизельное топливо поступает в топливный насос высокого давления, который способен поднять давление до 2 000 атмосфер. Это позволяет обеспечить необходимые условия для распыления топлива в камерах сгорания посредством форсунок. При этом, ТНВД работает в сочетании с порядком работы поршней. Если все функционирует в строго отрегулированном порядке, то в камеру сгорания подается определенное количество топлива с высокой точностью по объему, времени и давлению.

 Кроме этого, немаловажной частью топливной системы является «обратка», обеспечивающая возврат лишнего количества топлива в топливный бак. Что позволяет системе работать с небольшим запасом по объему топлива (на случай необходимости резкого увеличения скорости или оборотов мотора), и обеспечивает определенный температурный режим топлива.

 Основные составляющие части топливной системы



 В данной части статьи, мы подробно разберемся с основными элементами топливной системы, обеспечивающими бесперебойную работу.

 Топливо подкачивающий насос




 Это один из самых простых элементов во всей системе, обеспечивающий небольшое давление в топливной магистрали до ТНВД. По своей конструкции представляет собой две шестерни, выполняющих роль лопастей, создающих давление и придающих направление движению топлива. Как отмечалось ранее, данный насос обеспечивает излишний объем топлива, который возвращается по обратной магистрали в топливный бак. Это позволяет постоянно поддерживать заполненность системы и необходимый объем топлива в любой момент работы двигателя.

 Топливный насос высокого давления или ТНВД



 Как понятно из названия, это главный агрегат в топливной системе дизельного двигателя, обеспечивающий достаточное давление для нормальной работы мотора. Кроме этого, современные технологии, позволившие внедрить электронные системы управления в работу ТНВД, форсунок и самого двигателя, позволили добиться удивительных показателей экономичности, мощности, минимизации вибрации и шума на оборотах до 4500 в минуту. 
  

 Сам же насос высокого давления приводится в работу благодаря механическому приводу от маховика коленчатого вала двигателя. При этом, конструкция топливного насоса позволяет регулировать не только давление, но и количество подаваемого топлива. Все это стало возможным благодаря особой конструкции плунжера, поворотом которого регулируется его ход и количество прокачиваемого топлива.

 Форсунки



 Это еще один из самых важных элементов в конструкции дизельных автомобилей, работая совместно с топливным насосом высокого давления, они обеспечивают четкость впрыска топлива в камеры сгорания. При этом, различная конструкция форсунки и сопла отвечают за рабочее давление и форму факела распыляемого топлива.

 Примечательно то, что форсунки изготавливаются из высокопрочных материалов, которые не боятся высоких температур и имеют минимальные изменения при нагреве. Дело в том, что игла, перекрывающая сопло форсунки работает с половинной частотой от количества оборотов мотора в минуту, а само сопло постоянно находится в непосредственном контакте с камерой сгорания. 

  
 Кроме этого, форсунка должна обеспечивать равномерность факела, а размеры фракций распыляемого топлива влияют на качество смеси и отдачу энергии при воспламенении. Поэтому, современные форсунки имеют очень тонкие каналы, которые забиваются при первых признаках некачественного топлива, и требуют регулярного обслуживания. К примеру: форсунки приходится периодически промывать или производить замену. Если ремонт невозможен.

 Но в ремонте или промывке есть определенные нюансы, связанные со сложностью и точностью конструкции. Если бензиновые форсунки можно промыть самостоятельно, то для обслуживания дизельных придется обращаться в специальные мастерские, которые специализируются на обслуживании инжекторов бензиновых моторов или на ремонте дизельных форсунок. К счастью, в наше время поиск требующихся мастерских упростился благодаря интернету, и многие фирмы имеют сайты, облегчающие поиск. К примеру, одна из фирм представлена на данном портале — ремонтфорсунок.ру.

 Отдельно про CommonRail



 Данная технология начала активно применяться на протяжении последних нескольких лет, и заслуженно завоевывает популярность. По своей сути, CommonRail – это дополнительный элемент в системе, представленный общей рампой, или другими словами — аккумулятором давления. Данная конструкция помогает облегчить процесс управления впрыском, отделив работу форсунок от ТНВД. 
  

 В данной системе, ТНВД отвечает только за поддержание определенного давления в общей рампе, которая обеспечивает необходимый запас топлива для самых активных режимов. Кроме этого, в данной конструкции применяются форсунки с электромагнитным или пьезоэлектрическим механизмом привода, которые управляются непосредственно электронным блоком управления.

 CommonRail позволило доиться еще большей экономичности для дизельных моторов, которая может составить до 20% в сравнении с классической схемой.

 Вывод


 Как стало понятным из статьи, именно топливная система в паре с системой электронного управления впрыском, позволили современным дизельным агрегатам стать наравне по популярности и эксплуатационным характеристикам на легковых автомобилях, в одном ряду с бензиновыми моторами.

 Конечно, некоторые могут приобретать дизельные модификации автомобилей без вникания во все нюансы обслуживания и затрат, оттолкнувшись только от потребления топлива. Но практика показывает, что вся экономичность в топливе компенсируется более дорогим обслуживанием и ремонтом.

Элемент 230938 не найден.

carsweek.ru

Топливная система дизелей

Категория:

   Передвижные электростанции

Публикация:

   Топливная система дизелей

Читать далее:



Топливная система дизелей

Топливная система дизеля Д-40Р. Топливо, залитое через горловину в бак, очищается от крупных механических примесей в сетчатом фильтре. При работе двигателя топливо через кран и по трубке поступает в фильтр грубой очистки, а оттуда по трубке — в подкачивающий насос. В фильтре грубой очистки топливо проходит через фильтрующий элемент, который представляет собой гофрированный стакан диаметром 30 мм с глухим дном на одном конце и отбортовкой — на другом. На наружной поверхности стакана намотана плоская латунная проволока. Выступы на проволоке образуют между витками щели, сквозь которые проходит топливо, оставляя на наружной поверхности частицы грязи крупнее 0,09 мм. Фильтрующий элемент вставлен в обработанные гнезда цилиндрического чугунного корпуса фильтра и удерживается пружиной. Для сбора и периодического удаления отстоя в корпусе фильтра имеется специальное углубление с отверстием, закрытым пробкой.

Из подкачивающего насоса топливо подается уже под давлением по трубке в фильтр тонкой очистки, а оттуда по каналу и трубке — в топливный насос (в его головку). Проходя фильтрующие элементы 30, топливо полностью очищается от механических примесей. Фильтрующие элементы изготовлены из хлопчатобумажной нити, перекрестно намотанной на медный каркас, обернутый лентой фильтровальной бумаги. Каждый из четырех тонких элементов надет на стержень и смонтирован на гладкой чугунной плите; на одном конце стержня укреплена пружина, которая зажимает фильтрующий элемент между плитой и специальной шайбой, надетой на другой конец стержня.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 1. Топливная система дизеля Д-40Р: 1 — горловина, 2 — сетчатый фильтр, 3 — топливный бак, 4 — кран, 5 — трубка от крана к фильтру грубой очистки 6 — фильтр грубой очистки, 7 — фильтрующий элемент фильтра грубой очистки, 8 — пробка спускного отверстия 9 — пружина, 10 — трубка для подачи топлива из фильтра грубой очистки в топливный насос, 11 — регулятор топливного насоса, 12- рычаг управления регулятором, 13 — топливный насос, 14 — подкачивающий насос, 15 — ручной насос для подкачки топлива, 16 — воздухоочиститель, 17 — впускной трубопровод дизеля, 18 — центробежный очиститель воздуха 19 — вихревая камера. 20 — форсунка, 21 — трубка для слива просочившегося топлива, 22 — топливопровод высокого давления 23 — трубка от головки топливного насоса к подкачивающемунасосу, 24 — пробка продувочного отверстия, 25 — трубка от подкачивающего насоса к фильтру тонкой очистки, 26 — трубка от фильтра тонкой очистки к головке топливного насоса 27 — фильтр тонкой очистки, 28 — трубка для выхода воздуха с топливом, 29 — продувочный вентиль, 30 — фильтрующие элементы фильтра тонкой очистки, 31 — канал, 32 — манометр, 33 — трубка от бачка-компенсатора к манометру, 34 — бачок-компенсатор, 35 — трубка от фильтра тонкой очистки к бачку-компенсатору

В нижней части корпуса фильтра имеется полость, которая сообщается с водяной рубашкой двигателя, вследствие чего при работе двигателя топливо, проходящее тонкую очистку, всегда подогревается горячей водой. Подогрев облегчает фильтрацию и предотвращает застывание топлива в холодное время года.

Вытесненные из фильтра тонкой очистки пузырьки воздуха вместе с топливом выходят через трубку. Попавший в систему питания воздух удаляют через вентиль и отверстие, закрытое пробкой, прокачивая топливо ручным насосом.

Лишнее топливо из насоса возвращается по трубке к подкачивающему насосу.

При прохождении топлива через фильтр тонкой очистки часть давления теряется. Потеря давления в фильтре тонкой очистки зависит от степени засоренности фильтрующих элементов. При сильном их засорении подача топлива в топливный насос может почти прекратиться.

Для контроля степени засоренности фильтрующих элементов между фильтром тонкой очистки и головкой топливного насоса включен манометр, который соединен с системой питания при помощи трубок и бачка-компенсатора. Воздух, заключенный в бачок-компенсатор, сглаживает пульсацию давления топлива, создаваемую подкачивающим насосом и плунжерными парами. Сглаживание пульсации топлива воздухом исключает колебание стрелки манометра.

Топливный насос с регулятором подает порции топлива в соответствии с нагрузкой двигателя и нагнетает их в нужном порядке к форсункам по топливопроводу высокого давления. Когда давление топлива достигает 125 кГ/см2, игла распылителя форсунки приподнимается и топливо впрыскивается в вихревую камеру. Топливо, просочившееся по зазору между иглой и корпусом распылителя, стекает по трубке.

Двигатель останавливают, прекращая подачу в него топлива рычагом. Для предохранения двигателя от износа воздух перед поступлением в цилиндр очищается в воздухоочистителе. Воздухоочиститель установлен в начале впускного трубопровода.

Ручной насос находится на корпусе топливоподкачиваю-щего насоса и предста вляет собой вертикальный цилиндр, в котором имеется шток с поршеньком. Если нет необходимости пользоваться ручным насосом, шток опускают вниз и навинчивают рукоятку-гайку на крышку цилиндра.

Подкачивающий насос дизеля Д-40Р — поршневого типа, установлен непосредственно на корпусе топливного насоса и приводится в действие вращающимся кулачковым валом насоса. Расположенный горизонтально поршень движется в одну сторону под действием кулачка вала, а обратно — под действием пружины. Нагнетательный ход поршня, осуществляемый с помощью пружины, обеспечивает определенное давление в топливопроводе.

Топливная система дизеля КДМ-100 (рис. 2). Топливо из топливного бака поступает по топливопроводу к щелевому фильтру грубой очистки, в котором задерживаются механические частицы крупнее 0,07 мм.

Рис. 2. Топливная система дизеля КДМ-100: 1 — топливопровод низкого давления, 2 — фильтр грубой очистки топлива, 3 — подкачивающий насос, 4 — фильтр тонкой очистки топлива, 5 — манометр, 6 — топливный насос, 7 — секция топливного насоса, 8 — топливопровод высокого давления, 9- форсунка, 10- сливная трубка от форсунки, 11 — верхний продувочный вентиль, 12- нижний продувочный вентиль, 13 — спускная трубка от верхнего продувочного вентиля

Пройдя через фильтр грубой очистки, топливо поступает к подкачивающему насосу. В подкачивающем насосе оно подхватывается зубьями вращающихся шестерен и нагнетается через канал в корпусе регулятора в фильтр тонкой очистки, а после этого — в топливный насос 6. Производительность топливного насоса 2,5 л/мин при 500 об/мин его валика. Эта производительность значительно больше того количества топлива, которое расходует дизель в минуту при полной нагрузке.

Чтобы преодолеть сопротивление топливного фильтра, подкачивающий насос должен обеспечить подачу топлива при избыточном давлении 0,6-1,1 кГ/см2.

Насос имеет перепускной клапан. В том случае, если давление топлива превысит нормальное, откроется перепускной клапан и избыток топлива будет отведен из нагнетательного канала во всасывающий. Пружина перепускного клапана подобрана таким образом, что перепуск топлива через клапан начинается при давлении около 1,1 кГ/см2. Топливным насосом топливо подается по топливопроводу через форсунки в предкамеры.

Топливный бак дизелей изготовлен из листовой оцинкованной стали. На нем установлена следующая арматура:
— заливная горловина с латунной крышкой и сеткой. В крышке горловины имеется отверстие для впуска в бак воздуха по мере уменьшения в нем топлива. При засорении этого отверстия топливо поступает в двигатель с перебоями. Для предохранения топлива от попадания в него пыли поступающий в бак воздух должен фильтроваться через набивку из проволочной канители;
— расходный кран;
— кран для спуска отстоя;
— указатель уровня топлива (мерная линейка или поплавок, указательное стекло и др.).

Расходный кран, из которого отстоявшееся топливо поступает в двигатель, обычно устанавливают на высоте 120-150 мм от дна бака. В самой низкой точке дна находится кран для спуска отстоя.

Фильтр тонкой очистки топлива дизеля КДМ-100 (рис. 3) состоит из шести сменных фильтрующих элементов из хлопчатобумажной пряжи, намотанной на обернутую фильтровальной бумагой сетчатую трубку. В корпусе фильтрующие элементы прижаты к пластмассовой плите при помощи пружин и стержней с упорными шайбами. Топливо от подкачивающего насоса поступает по каналу в корпус фильтра к фильтрующим элементам.

Отфильтрованное топливо из камеры подается по каналу к топливному насосу. Вентили служат для удаления воздуха из фильтра. Для подогрева топлива в рубашку подводится вода из системы охлаждения дизеля. Корпус фильтра прикреплен болтами к корпусу регулятора топливного насоса. Для отстоя топлива и удаления осадков и воды из фильтра в корпусе регулятора имеется колодец со спускным отверстием, закрытым пробкой. К каналу присоединена трубка манометра.

Подкачивающий топливный насос дизеля КДМ-100 шестеренчатого типа, крепится также к корпусу регулятора и приводится в действие от шестерни вала регулятора.

Топливоподкачивающий насос дизеля Д6 (рис. 4) коловратный, состоит из корпуса, крышки, нагнетающего узла и редукционного клапана. Насос закреплен с левой стороны нижней части картера.

Рис. 3. Фильтр тонкой очистки топлива дизеля КДМ-100: 1 — топливоподводящий канал,2 — фильтрующие элементы, 3 — сетчатая трубка, 4 — камера, 5 — канал, отводящий топливо к топливному насосу, 6 — продувочные вентили крышки и корпуса фильтра, 7 — водяная рубашка, 8 — корпус регулятора

Четыре пластины и палец ротора образуют коловратный механизм (нагнетающий узел), при помощи которого топливо через одно боковое отверстие (окно) засасывается, а через другое подается в топливную магистраль. При отсутствии сопротивления в магистральном трубопроводе редукционный клапан закрывает камеру насоса и все топливо поступает в нагнетательный трубопровод. С увеличением сопротивления нагнетательный клапан открывается и лишнее топливо перепускается в полость низкого давления. Ротор 16 приводится в движение от привода топливоподкачивающего насоса через промежуточный валик, который соединен с ротором насоса и валиком привода при помощи хвостовиков квадратного сечения.

Рис. 4. Топливоподкачивающий насос БНК-12ТК дизеля Д6

В углублении корпуса установлен редук ционный клапан, прикрепленный гайкой к мембране, зажатой между корпусом и крышкой. В углубление редукционного клапана входит пружина 5У прижимающая тарель клапана к седлу. Верхним торцом пружина упирается в гайку. Натяг пружины редукционного клапана регулируется при помощи болта. На хвостовик редукционного клапана насажен заливочный клапан, прижатый к тарели клапана пружиной и перекрывающий отверстие в тарели. Клапан дает возможность заполнить топливную систему через отверстие в тарели редукционного клапана перед пуском дизеля, когда топливный насос еще не работает.

Рис. 5. Воздухоочиститель дизеля Д-40Р: 1 — центробежный сухой пылеотделитель, 2 и 5 — кольцевые пояски, 3 — несъемная сетка, 4 — съемная сетка, 6 — отражатель, 7 — гайки-барашки, 8 — поддон корпуса воздухоочистителя, 9 — внутренняя чашка

Работа топливоподкачивающего насоса протекает следующим образом: коловратный механизм делит полость стакана на четыре части (объема). Во время вращения ротора пластины при увеличении зазора между ротором и внутренней стенкой стакана выдвигаются из пазов под действием центробежной силы, а при уменьшении зазора уходят в пазы. Пластины внутри ротора опираются на плавающий палец, а наружными краями они постоянно прилегают к внутренней поверхности стакана. В стакане имеются прорези для входа и выхода топлива. Величина четырех объемов во время вращения ротора меняется, так как ротор расположен внутри стакана эксцентрично. В увеличивающихся объемах образуется разрежение, а в уменьшающихся — давление повышается. При отсутствии чрезмерного сопротивления в нагнетательном трубопроводе редукционный клапан под действием пружины плотно закрывает камеру насоса и все топливо поступает в нагнетательный трубопровод. В случае увеличения сопротивления в нагнетательном трубопроводе редукционный клапан открывается и топливо перепускается в полость низкого давления. С помощью редукционного клапана в нагнетательном трубопроводе поддерживается нужное давление. При работе дизеля редукционный клапан постоянно открыт и перепускает излишки топлива. Пружина клапана отрегулирована на давление 0,6-0,8 кГ/см2, регулировочный болт запломбирован. Ротор опирается на бронзовые подпятники.

В гайки сальников запрессованы две манжеты, предотвращающие течь топлива. Корпус насоса, отлитый из алюминиевого сплава, имеет цилиндрический колодец, в который с натягом запрессован качающийся узел.

Воздухоочиститель дизеля Д-40Р (рис. 5). Очистка воздуха в воздухоочистителе происходит тремя ступенями: сначала в центробежном сухом самоочищающемся пылеотделителе, затем в инерционном масляном пылеуловителе и в мокром сетчатом фильтре тонкой очистки. При работе двигателя во впускном трубопроводе создается разрежение, под действием которого наружный воздух поступает в пылеотделитель. Действие пылеот-делителя основано на использовании центробежной силы, возникающей при круговом движении воздуха. Круговое движение засасываемого воздуха обеспечивается крыльчаткой с углом наклона лопастей 45°, установленной на пути прохождения воздушного потока. Пыль, отделенная центробежной силой от воздушного потока, поступает в воздухоочиститель и удаляется наружу через две щели внизу корпуса.

Вторичная очистка воздуха происходит в масляном пылеуловителе, расположенном в поддоне. Очищенный от крупной пыли воздух, вращаясь, поступает по трубопроводу вниз, где ударяется О дно масляной ванны (чашки) и меняет свое направление. В результате этого масло, находящееся в чашке 9, разбрызгивается и вспенивается. Воздух, проходя через вспененный слой масла, оставляет в нем частицы пыли и начинает двигаться в обратном направлении, при этом частицы пыли, стремясь продолжить движение вниз, прилипают к маслу, а затем через отверстия в чашке вместе с маслом (выносятся в поддон. Воздух проходит через кольцевую полость между чашкой и кольцевым пояском и попадает в сетчатый фильтр. После второй очистки в воздухе все еще остаются мелкие частицы пыли. Для удержания таких частиц пыли и применен мокрый сетчатый фильтр, состоящий из набора гофрированных сеток. Во время работы воздухоочистителя сетки смазываются дизельным маслом, которое воздух уносит с собой после второй очистки.

При проходе воздуха через гофрированные сетки мелкие частицы грязи задерживаются на проволоках. После третьей очистки в воздухе остается небольшое количество очень мелких частиц Г}ыли, которые не опасны для двигателя. Очищенный воздух из головки воздухоочистителя через патрубок и шланговое соединение поступает во всасывающий трубопровод.

Воздухоочиститель дизеля Д6 (рис. 6). Воздухоочиститель состоит из корпуса, головки и пылесборника. В головке помещены сетки, коробки которых заполнены фильтрующей набивкой из проволочной канители. Внутри корпуса размещены входные трубки с направляющими винтовыми лопатками и пыле-сбрасывающие конусы. Проволочная канитель увлажняется маслом и проходящий через нее воздух освобождается от мельчайших частиц пыли, прилипающей к маслу. Воздух поступает через боковые щели и движется по спирали входных трубок в сторону пылесборника, а потом резко меняет направление и устремляется из пылесбрасывающих конусов через цилиндрические трубки к головке, а затем по патрубку — к двигателю. Для устранения подсоса воздуха в местах соединения корпуса с головкой установлены резиновые прокладки, а в местах стыков корпуса с пылесборником — войлочная прокладка. При сборке воздухоочистителя войлочное кольцо смазывают солидолом.

Рис. 6. Воздухоочиститель дизеля Д6: 1 — входные трубки, 2 — боковые щели, 3 — патрубок выхода воздуха, 4 — сетки, 5 — фильтрующая набивка из канители, б — головка, 7 — корпус, 8 и 12 — уплотнительные кольца (прокладки), 9 — коробки сеток, 10 — винтовые лопатки, 11 — пылесбрасывающий конус, 13 — пылесборник (бункер)

Воздухоочиститель прикреплен к дизелю при помощи кронштейна и хомутов, а патрубок головки соединен с горловиной впускного коллектора посредством дюритового шланга, который закреплен стяжными лентами.

Топливные насосы. Топливные насосы дизелей служат для подачи дозированных порций топлива в цилиндры в соответствующие моменты цикла. Топливные насосы приводятся в действие от коленчатого вала дизеля посредством системы передач. Для каждого цилиндра предусматривается отдельный насос или отдельная секция насоса. На быстроходных дизелях небольшой мощности устанавливают преимущественно многоплунжерные насосы. Подача топлива регулируется поворотом плунжера.

Плунжерные насосы дизелей Д-40Р, КДМ-100, Д6 и Д12 по конструктивному исполнению и принципу действия различаются мало. Конструкция топливного насоса, устанавливаемого на дизеле Д6, является типичной для большинства дизелей небольшой мощности.

В корпусе (рис. 7) топливного насоса, отлитого из алюминиевого сплава, имеется шесть вертикальных ступенчатых отверстий для установки деталей секций, насоса. В каждое отверстие вставлены толкатели, тарель пружины, плунжер, нагнетательный клапан, уплотнительная прокладка и нажимной штуцер. К корпусу топливного насоса присоединен винтами корпус центробежного регулятора. Место соединения корпусов уплотнено паранитовой прокладкой. Снизу корпус насоса закрыт штампованной крышкой, которая уплотнена приклеенной к ней паранитовой прокладкой. Корпус насоса имеет три продольных канала. В нижнем канале размещен кулачковый валик, который установлен средней шейкой в разъемный подшипник скольжения, а концевыми шейками — в шариковые подшипники. На левый конец насажена крестовина регулятора, а на правый — кулачковая полумуфта привода топливного насоса. В среднем канале помещена стальная регулирующая рейка 5. Верхний канал является топливоподводящим. К торцу корпуса насоса прикреплена букса 16, которая служит гнездом для одного из шарикоподшипников. Другой шарикоподшипник вставлен в гнездо в корпусе регулятора.

Рис. 7. Топливный насос дизеля Д6: 1 — пружина регулятора, 2 — тяга регулируйощей рейки, 3 — корпус регулятора, 4 и 12 — пробки маслозаливных отверстий, 5 — регулирующая рейка, 6-поворотная гильза, 7 — плунжер, 8- нагнетательный клапан, 9 — нажимной штуцер, 10 — гильза плунжера, 11 — корпус насоса, 13 — зажим трубки для подвода топлива, 14 — регулировочный упор, 15 — кулачковая муфта привода топливного насоса, 16 — букса, 17 — шариковый подшипник, 18 — болт, 19 — пробка отверстия для слива масла из корпуса насоса, 20 — подшипник скольжения, 21 — кулачковый валик, 22 — пружина плунжера, 23 — зажим трубки для слива топлива, 24 — тарель пружины, 25 — толкатель, 26 — крышка, 27 — самоподжимной сальник, 28-крестовина регулятора, 29 — коническая тарель, 30 — шары, 31 — плоская тарель, 32-рычаг регулятора, 33- крышка регулятора, 34 — пробка отверстия для спуска масла из корпуса регулятора, 35 — пробка отверстия для контроля уровня масла

По окружности кулачкового валика расположено под углом 60° шесть кулачков. Поверхность кулачков цементирована и закалена для повышения твердости.

На рис. 60 приведена схема работы секции топливного насоса дизеля Д6.

Плунжер и гильза плотно пригнаны друг к другу и невзаимозаменяемы. Верхняя утолщенная часть гильзы находится в топливоподводящем канале. В гильзе имеются два радиальных отверстия для входа топлива. Для фиксации гильзы служит отверстие с пазом. Гильза фиксируется винтом, ввернутым в корпус насоса и входящим в паз. Плунжер имеет наружную полость, ограниченную сверху спиральной кромкой, а снизу—кольцевой. Вертикальный наружный паз на плунжере проходит от полости до торца плунжера. Нижняя часть плунжера имеет прямоугольный выступ, который скользит по вертикальному пазу поворотной гильзы, чем обеспечивается поворот плунжера вместе с поворотной гильзой. Вверху на каждую поворотную гильзу насажен зубчатый разрезной венец, закрепленный стяжным винтом. Зубчатый венец находится в зацеплении с регулирующей рейкой. Перемещение рейки приводит к повороту плунжера.

Кулачок кулачкового валика топливного насоса при работе набегает на ролик толкателя, а последний передает усилие на плунжер, который, перемещаясь внутри гильзы 4 вверх, совершает рабочий ход. Вниз плунжер движется под действием пружины. Когда плунжер находится в нижнем положении (положение /), отверстия, соединяющие внутреннюю полость с топливоподводящим каналом, полностью открыты и пространство над плунжером заполнено топливом. В топ-ливоподводящий канал 6 топливо подается подкачивающим насосом при давлении 0,5-0,7 кГ\см2. В начальный момент хода плунжера вверх небольшое количество топлива будет вытесняться через отверстия в гильзе обратно в топливоподводящий канал. Топливо начинает поступать в трубопровод высокого давления после того, как разгрузочный поясок нагнетательного клапана выйдет из седла.

Рис. 8. Схема работы секции топливного насоса дизеля Д6: 1 — ролик толкателя, 2 — толкатель, 3 — плунжер, 4 — гильза плунжера, 5 и 6 — каналы в корпусе топливного насоса, 7 — торец плунжера, 8 — нагнетательный клапан, 9 — отсечная кромка плунжера, 10 и 14 — отверстия в гильзе, И — вертикальный паз плунжера, 12 — пружина нагнетательного клапана, 13 — разгрузочный поясок клапана;

Клапан имеет четыре направляющих пера, разгрузочный поясок и запорный конус. Детали клапан — седло подбирают и тщательно притирают друг к другу и поэтому их нельзя раском-плектовывать. Разгрузочный поясок (цилиндрическая часть) на клапане способствует резкому и значительному снижению давления в топливопроводе высокого давления в момент окончания подачи топлива. При движений вниз клапан сначала отделяет цилиндрическим пояском топливопровод от надплунжерного пространства, а затем опускается в гнездо, освобождая некоторый объем в полости топливопровода.

Нагнетание топлива в форсунку начинается, как только каналы оказываются полностью перекрытыми торцом плунжера. Подача топлива будет продолжаться до тех пор, пока оба окна закрыты плунжером. Как только отсечная кромка плунжера минует нижнюю кромку, подача топлива в форсунку прекратится.

Положения I и II соответствуют максимальной подаче топлива насосом. В положениях III и IV плунжер повернут на уменьшение подачи топлива. Во время движения плунжера вверх нагнетательное пространство соединяется со всасывающим отверстием и подача топлива в топливопровод высокого давления уменьшается. В положениях III и IV, соответствующих средней подаче топлива, вертикальный паз плунжера совпадает с осью отверстия. Поворачивая плунжер в гильзе, можно изменять подачу топлива от нуля до максимума. Максимальная подача топлива насосом превышает в несколько раз потребность дизеля в топливе. Повышенная подача топлива требуется при износе плунжерной пары и для ее охлаждения.

Цилиндрические концы рейки скользят в бронзовых подшипниках. Передний конец рейки упирается при максимальной подаче топлива в регулировочный упор. Этот упор пломбируется заводом-изготовителем. Ушко на другом конце рейки служит для соединения ее посредством тяги с рычагом регулятора. В средней части, со стороны, противоположной зубьям, рейка имеет паз. В этот паз входит стопорный винт, ввернутый в корпус насоса и законтренный в «ем. Стопорный винт предохраняет рейку от проворачивания и ограничивает ее перемещение в осевом направлении. В толливоподводящие каналы с переднего конца корпуса насоса ввернута на резьбе футорка, а в нее — зажим, крепящий угольник трубки для подвода топлива к насосу. С противоположного конца толливоподводящие каналы закрыты резьбовой пробкой.

Для смазки кулачкового валика, его подшипников и толкателей масло в корпус насоса заливают через отверстие, закрываемое пробкой. Плунжерные пары смазываются топливом, просачивающимся через зазор между плунжером и его гильзой и стекающим в корпус насоса. В нижней части корпуса насоса посредством зажима присоединена трубка для слива топлива, просачивающегося из форсунок и плунжерных пар. Для слива масла служит отверстие, закрытое пробкой, а для удаления воздуха из топливоподводящего канала — зажим.

Рис. 9. Катаракт топливного насоса дизеля Д6: 1 — корпус, 2- поршень, 3- пружина, 4 — винт упора рейки, 5 — планка пружины, 6 — полость катаракта, 7- регулирующая рейка, 8 — отверстие, соединяющее цилиндр с полостью катаракта, 9 — сетчатый фильтр, 10- пробка отверстия для заливки масла, 11- регулирующая игла, 12 — гайка сальника, 13 — сальник, 14 — пробка отверстия для спуска масла, 15 — полость цилиндра

Катаракт (пневматический амортизатор топливного насоса) устанавливается на дизелях, где применен всережимный регулятор (Д6, Д12 и др.), и служит для обеспечения работы дизеля на всех скоростных режимах. Катаракт устанавливают на торце топливного насоса дизеля. Корпус катаракта отлит из алюминиевого сплава. Поршень соединен с рейкой топливного насоса посредством пружины и планки. В отверстия в приливах корпуса ввернуты пробки. Под пробкой имеется сетчатый фильтр. В передний торец -корпуса ввернут винт, законтренный гайкой и отгибной шайбой. Винт служит упором рейки топливного насоса. Полость за поршнем сообщается через отверстие с внутренней полостью катаракта и может быть разобщёна при помощи конусной регулирующей иглы, уплотненной резиновым кольцом (сальником), зажатым гайкой.

Перемещение рейки топливного насоса вызывает движение поршня катаракта, при этом происходит перепуск воздуха из полости в полость через отверстие. Благодаря перепуску достигается торможение воздуха, которое регулируется поворотом иглы. При этом изменение подачи топлива насосом будет более плавным и работа дизеля более устойчивой на всех режимах. Катаракт обеспечивает устойчивую работу при наличии смазки на поршне, поэтому в корпус заливают до 10 см3 дизельного топлива.

. В дизелях Д-40Р, КДМ-100, 1Д6, 1Д12 и др. применяют всережимные центробежные регуляторы числа оборотов. Дизели при малых нагрузках и небольшом числе оборотов работают неустойчиво, поэтому использование однорежимных регуляторов, поддерживающих только наибольшее число оборотов, не допускается. Для того чтобы дизель не остановился, необходимо ограничить также наименьшее -допустимое число оборотов.

Механический центробежный всережимный регулятор непосредственного действия топливного насоса дизелей Д6 и Д12 обеспечивает стабильную работу дизеля на различных режимах.

Регулятор крепится к торцу топливного насоса и образует с ним один агрегат. Механизм регулятора состоит из рычага, в приливах которого установлен винт с хомутом, соединенным с рычагом подачи топлива. Винт зафиксирован планкой. На головке винта напрессована чашка 6, обеспечивающая возможность его вращения.

Рис. 10. Регулятор числа оборотов дизеля Д6: 1 — рычаг, 2 — маслоподводящий щиток, 3 — винт, 4 — хомут, 5 — пробка в крышке регулятора, 6 — чашка, 7-планка, 8 — пробка отверстия для заливки масла, 9 — крестовина, 10 — шариковые грузы, И — подвижная тарель регулятора, 12 — корпус регулятора, 13 — пробка отверстия для спуска масла, 14 — пробка контрольного отверстия

На коническом конце кулачкового валика закреплена на шпонке крестовина, в пазах которой расположены шариковые грузы регулятора. Со стороны топливного насоса грузы упираются в коническую тарель, которая сидит в заточке корпуса регулятора. С противоположной стороны грузы упираются в плоскую. подвижную тарель, которая может свободно вращаться и перемещаться вместе с втулкой вдоль оси по хвостовику крестовины. При вращении кулачкового валика топливного насоса осевое перемещение плоской тарели, вызванное центробежной силой грузов, передается через упорный шарикоподшипник, плоский упор и ролик на рычаг регулятора. Поворот рычага вокруг его неподвижной оси вызывает растяжение двух пружин и перемещение рейки насоса, в результате которого уменьшается подача топлива плунжером, при этом снижается число оборотов дизеля. В случае уменьшения числа оборотов грузы будут перемещаться от периферии к центру. Рычаг под действием пружины переместится вправо и передвинет подвижную тарель и рейку топливного насоса, вследствие этого подача топлива увеличится и число оборотов возрастет. Число оборотов будет изменяться до тех пор, пока не наступит равновесие между воздействием плоского упора и пружины на рычаг.

Натяжение пружины изменяют вращением винта отверткой через отверстие, закрытое пробкой. При вращении винта хомут перемещается по рычагу, вследствие чего меняется натяжение пружины, а следовательно, и режим работы двигателя.

Форсунки дизелей. Форсунка предназначена для распылива-ния топлива в момент впрыска его в камеру сгорания. Распыленное топливо равномерно распределяется по полости камеры сгорания, лучше перемешивается с воздухом и полностью сгорает.

Рис. 11. Форсунка дизеля Д-40Р: 1 — колпак, 2 — регулировочный винт, 3 — пружина, 4 — корпус форсунки, 5 — штанга, 6 — гайка, 7 — кольцо, 8 — игла распылителя, 9 — камера, 10 — корпус распылителя, 11 и 12 — каналы, 13 — топливопровод, 14 — штуцер, 15 — сливная трубка, 16 — стакан

На всех описываемых дизелях установлены закрытые форсунки с гидравлическим подъемом иглы. Закрытыми называются такие форсунки, в которых выходные раолыливающие отверстия закрываются иглой. Запорная игла поднимается под давлением топлива в системе.

На дизеле Д-40Р установлены закрытые штифтовые форсунки ФШ-1,5X15. К нижней части корпуса форсунки гайкой прикреплен корпус распылителя. Сопловое отверстие корпуса распылителя закрыто иглой, прижатой к уплотняющему конусу распылителя с помощью штанги, пружины и вцнта. Винтом, ввернутым в стакан, регулируют давление пружины. Пружину затягивают таким образом, чтобы давление начала подачи топлива было равно 125 кГ/см2. Подъем иглы ограничен корпусом форсунки. Колпак закрывает регулировочный винт.

Топливо, нагнетаемое насосом, поступает по топливопроводу высокого давления к корпусу форсунки и по каналам — в камеру Р. Когда давление топлива достигает 125 кГ/см игла приподнимается, пружина сжимается и через сопловое отверстие в вихревую камеру впрыскивается необходимое количество топлива. При понижении давления топлива (вследствие отсечки в насосе) игла под действием пружины опускается и закрывает сопловое отверстие, прекращая доступ топлива в камеру сгорания. Просочившееся ib зазор между иглой и корпусом распылителя топливо отводится по каналу в корпусе форсунки к штуцеру, к которому присоединена, сливная трубка. Для уплотнения на корпусе распылителя установлено медное кольцо. Распыливающее отверстие имеет диаметр 1,5 мм.

На дизеле КДМ-100 установлены бесштифтовые форсунки. В этих форсунках игла распылителя оканчивается плоскостью. Плоский конец иглы не входит в сопловое отверстие, а только закрывает его. Основными деталями форсунки (рис. 64, а) являются распылитель с донышком и игла. К корпусу накидной гайкой прижаты распылитель и донышко. На торце распылителя имеется кольцевая канавка для прохода топлива, а в теле распылителя предусмотрены три отверстия, через которые топливо от канавки поступает к месту его выхода из распылителя. Для предохранения распылителя от засорения и заклинивания иглы в кольцевой канавке распылителя имеется пружинный фильтр. Свободно установленная в центре распылителя игла через штангу прижата спиральной пружиной к донышку и закрывает своим торцом его отверстие. Диаметр отверстия в донышке 0,64 мм. Для обеспечения плотной посадки форсунки в гнезде предкамеры нижняя часть нажимной гайки выполнена конусной. Корпус форсунки имеет боковой отросток для присоединения топливопровода высокого давления, по которому топливо поступает от топливного насоса. В верхней части корпу-сафорсунки ввернут регулировочный винт. При помощи этого винта затягивают пружину на давление 130±2,5 кГ/см2. В регулировочный винт ввернут ограничитель подъема иглы, который застопорен гайкой и служит для ограничения подъема иглы в пределах 0,2-0,25 мм. Для удаления из форсунки топлива, просачивающегося через неплотности иглы, о болте сделан канал. По этому каналу и — по трубкам топливо отводится во всасывающую полость подкачивающей помпы. При снятии форсунки с дизеля все отверстия прохода топлива в ней закрывают деталями 15, 16 и 18. Регулировочный винт стопорят переходной гайкой. Сверху форсунка закрыта колпаком, место соединения корпуса форсунки с колпаком уплотнено медной прокладкой. На рис… 64, б.показана форсунка дизеля Д-108.

Рис. 12. Форсунки дизелей: л КДМ-100, б -Д-108; 1 донышко распылителя, 2- накидная гайка, 3 — корпус распылителя, 4 — игла распылителя, 5 — пружинный фильтр, 6 — штанга, 7- пружина, 8 — ограничитель подъема иглы, 9 — регулировочный винт, 10 — корпус форсунки, 11 — переходная гайка, 12 — гайка ограничителя, 13 — колпак форсунки, 14 — болт, 15, 16 — защитные детали, 17 — нажимная гайка, 19 — штуцер со щелевым фильтром

Смесеобразование в дизелях. Образование горючей смеси в дизелях происходит в течение очень короткого промежутка времени. Так, например, при 1500 об!мин и угле опережения 10° горючая смесь образуется в течение 0,001-0,002 сек. Для обеспечения полного сгорания топлива горючая смесь в дизелях всегда имеет избыточное количество воздуха. Порция топлива впрыскивается в сжатый и нагретый в камере сгорания воздух. Рабочая смесь образуется в цилиндре после впрыска топлива.

На рис. 13, а и б схематически показаны камеры сгорания дизелей Д-40Р и КДМ-100. У обоих дизелей часть камеры сгорания, расположенная над поршнем, называется основной. У дизеля Д-40Р вторая часть камеры называется вихревой. Основная и вихревая камеры сообщаются одна с другой через соединительное отверстие, расположенное в диффузоре, который ввинчен в головку. Объем основной камеры сгорания составляет около 25%, а вихревой- около 75% объема всей камеры сгорания. Топливо через форсунку подается в вихревую камеру.

Рис. 13. Схемы камер сгорания дизелей:

Попадая в быстро движущийся воздух, оно тонко -распиливается, хорошо перемешивается с воздухом, нагревается до температуры самовоспламенения и воспламеняется. Топливо впрыскивается в вихревую камеру при начальном давлении 100-125 кГ/см2. Под влиянием возросшего давления смесь, состоящая из газов и не-сгоревшего топлива, с большой скоростью движется из вихревой камеры в основную, где топливо дополнительно перемешивается с воздухом и окончательно сгорает, в связи с чем давление над поршнем увеличивается до 55-60 кГ/см2. Таким образом, смесеобразование в дизелях с вихревой камерой происходит в результате вихревого движения в самой камере и при выходе из нее.

В головках цилиндров дизелей КДМ-100 против каждого цилиндра размещена предкамера 5. Предкамеры стальные и ввинчены в нижнюю стенку головки цилиндров. Топливо в дизеле КДМ-100 впрыскивается под давлением 130 кГ/см2. В конце сжатия давление над поршнем, в том числе и в предкамере, возрастает примерно до 35 кГ/см2, в связи с чем температура сжатого воздуха поднимается до 500-600 °С. Топливо впрыскивается в предкамеру в тот момент, когда поршень еще не дошел до в. м. т. При смешивании с горячим воздухом часть топлива испаряется, а часть воспламеняется, в результате чего давление в предкамере резко возрастает. Вместе с горячими газами несго-ревшее топливо устремляется через отверстие 2 — в цилиндр, там оно дополнительно перемешивается с воздухом и догорает. Основное смесеобразование происходит под воздействием высокого давления газов, которое возникает при частичном сгорании топлива в предкамере.

Для повышения к. п. д. в дизелях Д-108, применяемых и в передвижных электростанциях, камера сгорания расположена в верхней части поршня и составляет с днищем одно целое.

Рекламные предложения:


Читать далее: Смазка двигателей

Категория: — Передвижные электростанции

Главная → Справочник → Статьи → Форум


stroy-technics.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о