23.12.2022.                                            Группа: 511.

                                        Предмет: Устройство и эксплуатация автомобилей.

                   Работа системы питания дизельного двигателя.
    Топливоподающая аппаратура дизельных двигателей разделяется на две основные разновидности: разделенную (преобладающее применение) и неразделенную.
    Разделенная аппаратура состоит из топливного насоса высокого давления и форсунок.
    В неразделенной аппаратуре топливный насос высокого давления конструктивно объединен с форсункой.
    В разделенных системах используются многосекционные насосы или насосы распределительного типа. Каждая секция многосекционного насоса обеспечивает нагнетание и дозирование топлива только в один цилиндр. Секция насоса распределительного типа нагнетает, дозирует и распределяет в определенной последовательности топливо по нескольким цилиндрам. На лесотранспортных машинах применяют дизельные двигатели, имеющие разделенную систему питания, которая состоит из линии низкого и высокого давления.
    В линию высокого давления входит:
   - топливный насос высокого давления;
   - топливопровод высокого давления;
   - форсунка .
    В линию низкого давления включают:
   - топливный бак;
   - фильтры грубой и тонкой очистки топлива;
   - топливоподкачивающий насос;
   - соединительные топливопроводы.
     Топливный насос низкого давления подает топлива больше, чем необходимо для работы двигателя, а избыток его вместе с попавшим в систему воздухом отводится в бак  по трубопроводу. В бак также по другому топливопроводу перепускается топливо, просочившееся в полости пружин форсунок. Отвод топлива может осуществляться к фильтру грубой очистки или к топливоподкачивающему насосу.
    Топливные насосы высокого давления обычно классифицируются по трем признакам: конструктивному исполнению (золотниковые и клапанные), регулированию количества подаваемого топлива и числу секций. Широко применяются золотниковые многоплунжерные насосы, регулирование количества подаваемого топлива в которых достигается поворотом плунжера. Число секций насосов может или соответствовать числу цилиндров двигателя (такие насосы называют многоплунжерными), или быть кратным числу цилиндров (такие насосы бывают одно- или двухплунжерными). Шире распространены многоплунжерные насосы.
    Насосная секция плунжерного насоса состоит плунжерной пары, которая включает плунжер и гильзу. В гильзе имеются боковые отверстия, а плунжер имеет осевые, боковые каналы и винтовой отсечный паз в верхней части и выточку в средней части. Поворотная втулка имеет в нижней части пазы, входящие в выступы плунжера, а в верхней части зубчатый венец для соединения с рейкой топливного насоса. Кулачок в процессе работы воздействует на плунжер. Нагнетательный клапан предназначен для подачи топлива к форсунке с необходимым давлением. Трущиеся поверхности плунжерной пары обрабатываются с очень большой точностью, зазор между ними составляет 0,001…0,002 мм в целях создания высокого давления топлива. Основной частью механизма поворота плунжеров является рейка топливного насоса. Секция топливного насоса работает следующим образом: при опускании плунжера (под действием пружины) с того момента, когда его верхний срез откроет впускное окно, в надплунжерное пространство из подводящего канала поступает топливо. В начальный период подъема плунжера (под действием кулачка) часть топлива, заполняющего надплунжерное пространство, вытесняется через окна гильзы. С того момента, когда плунжер своим верхним срезом закроет окна, давление топлива в надплунжерном пространстве начинает повышаться. Под давлением топлива открывается нагнетательный клапан. Топливо по топливопроводу высокого давления поступает к форсунке. При достижении в полости распылителя форсунки давления, равного давлению нажатия пружины на иглу, она поднимается, и начинает впрыск топлива. Подача топлива в цилиндр сопровождается непрерывным изменением давления. В дальнейшем с момента, когда кромка винтового среза плунжера откроет перепускное окно, начинается перепуск топлива. В этот период топливо из надплунжерного пространства по продольной и кольцевой канавкам, через перепускное окно, поступает в отводящий канал. Вследствие падения давления в надплунжерном пространстве нагнетательный клапан под действием пружины садится в гнездо, разобщая надплунжерное пространство и топливопровод высокого давления. Наличие на клапане разгрузочного цилиндрического пояска позволяет создать резкую отсечку подачи топлива форсункой (прекращение подачи топлива), так как топливопровод высокого давления и надплунжерное пространство разъединяется еще до посадки клапана в седло, с момента входа пояска в направляющую часть седла клапана, дальнейшее опускание клапана вызывает снижение давления в топливопроводе, так как объем возрастает. Резкое снижение давления в топливопроводе после прекращения подачи устраняет подтекание топлива из сопла форсунки. Давление окончания впрыска топлива меньше, чем начало подачи, что объясняется увеличением площадки, на которую давит топливо после подъема иглы. Количество подаваемого топлива за один ход меняют путем поворота плунжера, который через хомутик или зубчатый венец и рейку связан с регулятором и органами управления (педаль «газ»). При этом в зависимости от расположения винтовой кромки плунжера по отношению к перепускному окну, изменяются конец подачи (отсечки) и продолжительность подачи. Начало подачи остается постоянным.
    Момент подачи топлива регулируют передвижением плунжера вдоль его оси. Для этой цели нужно ввернуть или вывернуть регулировочный болт толкателя, с которым связан плунжер, что приведет к более позднему или раннему перекрытию впускного окна, и начало подачи сдвинется. Заметные преимущества по сравнению с многоплунжерными имеют одноплунжерные насосы высокого давления, сочетающие в одном агрегате секцию высокого давления и распределитель. По сравнению с многоплунжерными, одноплунжерные насосы обеспечивают более равномерную дозировку топлива по цилиндрам двигателя на всех режимах работы, имеют меньшие габариты и вес, меньше прецизионных деталей, они значительно проще и доступнее для обслуживания и регулировок.
    Недостатком таких насосов является более быстрый износ основных деталей и ограниченные возможности.
    Для подкачки топлива при неработающем двигателе и удалении воздуха из системы питания устанавливают поршневой насос с ручным приводом (топливоподающий насос). Топливоподающий насос предназначен для подачи топлива к топливному насосу высокого давления. Конструктивно их изготавливают шестеренными, поршневыми и коловратными. У большинства дизельных двигателей применяют топливоподающий насос поршневого типа.
    Привод осуществляют от одного из кулачков вала топливного насоса высокого давления. Поршень, перемещаясь под действием ролика толкателя и штока, вытесняет топливо из одной полости через открывающийся нагнетательный клапан в другую полость. Когда поршень меняет направление своего движения и перемещается под действием пружины, давление падает.
    Форсунки предназначены для распыливания топлива и распределения его частиц по объему камеры сгорания. Количество впрыска топлива форсункой оценивается следующими основными показателями; тонкостью и однородностью распыливания топлива; равномерным распределением частиц распыленного топлива в камере сгорания, своевременным началом и окончанием впрыска, четкой отсечкой; поддержанием требуемого давления впрыска при различных режимах работы двигателя. По конструктивному исполнению форсунки разделяются на две группы: открытые и закрытые. Наиболее ответственным элементом форсунки является распылитель. Количество и направление сопловых отверстий распылителя выбирается в зависимости от формы камеры сгорания и способа смесеобразования.
    Чтобы обеспечить наилучшие мощностные и экономические показатели работы дизеля, необходимо впрыскивать топливо в его цилиндры до прихода поршня в в.м.т. Угол, на который кривошип коленчатого вала не доходит до в.м.т. в момент начала впрыскивания топлива, называют углом опережения впрыскивания топлива. Для того чтобы форсунка впрыскивала топливо с требуемым опережением, топливный насос должен начинать подавать топливо еще раньше. Это вызвано необходимостью иметь некоторое время на нагнетание топлива от насоса к форсунке. Угол, на который кривошип коленчатого вала не доходит до в.м.т. в момент начала подачи топлива из топливного насоса, называют углом опережения подачи топлива.
    Система питания имеет достаточно простой принцип работы:
При движении поршня внутри цилиндра вниз, над поршнем создается разрежение, за счет которого цилиндр заполняется свежей порцией воздуха, прошедшего через воздушный фильтр. На двигателях, где устанавливаются турбокомпрессоры, подача воздуха в цилиндры происходит принудительно, увеличивая наполнение. Воздух в цилиндре сжимается (давление составляет 3,5 – 5,5Мпа) и нагревается (к концу такта сжатия температура воздуха составляет 550 - 700⁰С)
    Под воздействием специального топливного насоса горючее из бака, предварительно пройдя процедуру очистки топливным фильтром, по топливопроводам подается к топливному насосу высокого давления. От топливного насоса высокого давления топливо посредством форсунки впрыскивается в цилиндры под давлением, в несколько раз превышающим давление воздуха в конце такта сжатия. Смесеобразование начинается с момента поступления топлива в цилиндр. При этом в результате трения о воздух струя топлива распыливается на мельчайшие частицы, которые образуют топливный факел конусообразной формы. Чем мельче распылено топливо и чем равномернее распределено оно в воздухе, тем полнее сгорают его частицы.
    Испарение и воспламенение топлива осуществляются за счет высокой температуры и давления воздуха. После начала горения смеси температура и давление в камере сгорания резко возрастают, что ускоряет процессы испарения и воспламенения остальных частиц распыленного факела топлива. Сгорая, топливо в цилиндрах двигателя выделяет большое количество теплоты и выполняет механическую работу. В последующем такте работы двигателя производится выпуск отработанных газов в атмосферу. Чтобы уменьшить шум работы двигателя при выпуске отработанных газов устанавливаются выпускные трубопроводы с глушителем.

             Тема: Принцип работы системы питания дизельного двигателя.
             Изучить: - смесеобразование дизеля;
                             - основные механизмы и узлы системы питания дизеля;
                             - работа системы питания дизельного двигателя;
                             - турбокомпрессоры на дизелях;
                             - электрофакельное устройство для облегчения пуска двигателя в
                                холодное время года.

        Источник: Устройство и эксплуатация автотранспортных средств., Интернет издания.