Системы питания дизелей и карбюраторных двигателей


Назначение и общее устройство систем питания

Питание тепловых двигателей в общем случае заключается в качественном приготовлении для них рабочей смеси. Известно, что чем точнее топливо отдозировано, лучше распылено, испарено и тщательнее перемешано с воздухом, тем полнее сгорает в цилиндрах двигателя. Поэтому экономичность, токсичность и литровая мощность, а также стабильность работы двигателей как 1 внешним, так и с внутренним смесеобразованием во многом предопределяется техническим уровнем средств для подготовки и подачи воздуха и топлива и цилиндры и выпуска из них отработавших газов. Подготовка воздуха лри этом состоит в очистке его потока от взвешенных в нем твердых частиц и в подогреве на основных-эксплуатационных режимах работы бензиновых двигателей./*
Необходимость очистки' воздуха связана с тем, .что движение транспортных средств всегда вызывает некоторое загрязнение окружающей атмосферы дорожной пылью. Даже на дорогах с хорошим твердым покрытием запыленность воздуха составляет иногда 0,001 г/м3; на мягких грунтовых дорогах (в сельской местности) 'она возрастает до 0,1—0,2 г/м3, а в полевых условиях работы тракторных и комбайновых двигателей достигает 0,5 г/м3 и в отдельных тяжелых случаях повышается до 1,0 г/м3 и более, т. е. соответствует нулевой видимости. Вместе с потоком воздуха в цилиндры дви-гателй проникает и некоторое количество пылевидных твердых частиц, вызывающих абразивный износ стенок цилиндров и других поверхностей трения, особенно в случаях недостаточно тщательной очистки воздуха. Поэтому в систему впуска двигателей обязательно вводят устройства для эффективной очистки (фильтрации), а йнбгда и подогрева воздуха.
' Работающие двигатели являются также источниками излучения повышенного шума; возникающего, как известно, при впуске в цилиндры и выпуске из них рабочего тела (воздух, отработавшие газы),- а также вследствие резкого нарастания давления в процессу
сгорания топлива, стука поршней при их перекладках в мертвых точках, работы механизма газораспределения, системы охлаждения, приборов топливоподачи (в дизелях).и других возбудителей шума механического и газодинамического (гидравлического) происхождения. Борьбе с шумом придают в настоящее время такое же значение, как и защите атмосферы от загрязнения токсичными веществами.
Независимо от разновидности двигателей питание их осуществляют с помощью приборов и устройств, обеспечивающих хранение запаса топлива, его фильтрацию и подвод к основным приборам топливоподачи и смесеобразования, подачу и фильтрацию воздуха, глушение шумов при впуске, отвод отработавших газов из цилиндров, их обезвреживание и глушение шумов на выходе в атмо-•^феру. Приборы и устройства, обеспечивающие питание поршневых
двигателей, взаимосвязаны между собой и выполняют единую задачу, но вследствие особенностей своего назначения и действия образуют отдельные функциональные системы, а именно: систему подачи воздуха (систему воздухоснабжения двигателя); систему топливоподачи; систему выпуска в атмосферу отработавших газов и систему противотоксичных устройств.
Примерное размещение и взаимосвязь систем питания двигателей с внешним смесеобразованием в простейшем случае проследим по рис. 6.1, а, б. Топливо из бака 12 по трубке 9 через фильтр 7 засасывается диафрагменной помпой 6, которая под небольшим избыточным давлением (0,02 МПа) прокачивает топливо по трубке 5 и фильтр тонкой очистки 7а (при его наличии) в карбюратор 2, сюда же через фильтр 1 системы воздухоподачи поступает воздух, расход которого предопределяет дозирование топлива, его распиливание и распределение в потоке воздуха. Следовательно, карбюратор является одновременно основным прибором и топливоподачи, и смесеобразования. Далее поток смеси из топлива и воздуха по впускному трубопроводу 3 засасывается в цилиндры двигателя, а после ее сжигания отработавшие газы удаляются из цилиндров в выпускной трубопровод 4 системы выпуска, затем через приемную трубу 8 о.ни поступают в глушитель 10 и по трубе 11 вытекают в атмосферу. Запас топлива в баке определяют по показаниям -прибора 16, связанного с поплавковым устройством 15 бака, наливную горловину 13 которого закрывают пробкой 14.
В двигателях с внутренним смесеобразованием подача и фильтрация воздуха, а также организация выпуска отработавших газов и глушение их шума, т. е. сами процессы газообмена в них, в прин-. ципе не отличаются от рассмотренной системы двигателей с внешним смесеобразованием; Но топливо в них подают непосредственно в цилиндры, когда давление составляет 3—4 МПа, поэтому подается оно насосом высокого давления (НВД) через форсунки, как показано, например, на рис. 1.1, в (позиция 24).
Для системы питания, представленной на рис, 6.1, а, характерно то, что величина подачи топлива к карбюратору равна его расходу на данном режиме работы. Такие системы называют тупиковыми. Движение топлива в них замедленно, особенно при малых расходах, что приводит иногда к перегреву его и образованию паровых пробок в трубопроводах, нарушающих стабильность питания двигателя топливом. По аналогичной тупиковой схеме осуществляют топливоподачу также в газовых двигателях и в некоторых двигателях с внутренним смесеобразованием.
В современных системах питания бензиновых двигателей и дизелей отдают предпочтение так называемым проточным системам топливоподачи (см. рис. 6.1, б и 6.2). В этом случае к НВД или карбюратору подводят в полтора-два раза больше топлива, чем потребляет двигатель при больших расходах, а излишки вновь возвращают в бак или в какую-либо другую приемлемую для этого зону системы топливоподачи. Следовательно, в трубопроводах проточной системы непрерывно циркулирует топливо, что позволяет ванне в среде сжатого воздуха. Подкачку топлива во впускную полость насоса высокого давления производят вспомогательным насосом 20. Из бака 2 по трубкам 23 и 21 через фильтр 22 грубой очистки топливо засасывается в полость подкачивающего насоса 20, откуда по трубкам 6 и 10 через фильтр 7 тонкой очистки подается к основному насосу 19, с помощью которого топливо дозируют сообразно с нагрузкой и по трубке 15 высокого давления через форсунку 17 впрыскивают в цилиндр. Впускная полость насоса высокого давления снабжена здесь перепускным клапаном 13, поддерживающим в ней давление 0,15—0,17 МП а вне зависимости от расхода топлива. Избыточное топливо по трубкам 11 и 4 возвращается в бак. Часть топлива перепускается также в трубку 4 из фильтра тонкой очистки через калиброванное отверстие, расположенное в его штуцере 8. Непрерывная циркуляция топлива выравнивает его -температуру и освобождает топливную магистраль от возможных пузырьков воздуха и паровых пробок. Топливо, просачивающееся через зазоры в форсунках, отводят в бак по трубке 18. Первоначальное заполнение системы осуществляют ручным насосом 12, который объединяют в один узел с пбдкачивающим насосом 20. Воздух из системы при её заполнении и в процессе эксплуатации удаляют через сверления в пробочках 9 и 14, а отстой из фильтра сливают через краник 5. Топливо тщательно очищают даже от мельчайших твердых частиц, могущих повредить рабочие поверхности в насосе и форсункахГ Топливо фильтруется не только фильтрами 7 и 22, но и при заливке в бак через сетку 3, установленную в его горловине, а также на входе в заборную трубку 23, через сетку приемника 1 и на входе в форсунку мелкими сетками, собранными в пакет, или щелевым фильтром,- размещаемым в штуцере 16. .v.''5"'
г /Систему топливоподачи рассмотренного типа, тракторный вари-afe которой показан на рис. 6.2,^ в широко применяют в современных автомобильных и тракторных бескомпрессорных дизелях. Ее относят к системам с разделенной топливной аппаратурой. Существуют бескомпрессорные системы, в которых насос высокого давления и форсунка объединены в один агрегат и образуют насос-форсунку. Прибегают к этому при необходимости повысить давление подачи до 100 МПа и более. Применяют также системы, в которых между насосом и форсункой вводится специальный сосуд — аккумулятор, предназначенный для поддержания постоянного давления на входе в форсунку, управляемую в этом случае отдельным механизмом. Такие^системы называют аккумуляторными. Они обладают некоторыми достоинствами, но' на двигателях автотракторного типа распространения не получили.
л В компрессорных дизелях топливо подается в цилиндры и рас-пыливается с помощью воздуха, сжатого до б—8 МПа, .что обеспечивает высокое качество смесеобразования. Но конструкция двигателя усложняется двухступенчатым компрессором'высокого давления и громоздкой системой хранения и распределения сжатого воздуха. Компрессорные дизели использовали в качестве стацио-
нарных и судовых. В настоящее время они вытеснены более компактными и надежными бескомпрессорными дизелями. }
Каждая из рассмотренных.тупиковых или проточный топливопо-дающих систем двигателей с внешним и внутренним смесеобразованием состоит из вспомогательных и основных приборов. К последним относятся приборы, которым присущи функции и топливоподачи, и смесеобразования.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27