Міністерство освіти Російської Федерації
Санкт-Петербурзький державний університет
сервісу та економіки
Автотранспортні засоби
Реферат
Тема:
«Система живлення двигунів, що працюють на дизельному і газовому паливі»
Виконав студент 3-ого курсу
Спеціальність 100.101
Іванов В.І.
Санкт-Петербург
2010
Зміст
Введення
1. Паливо для дизелів
2. Конструкція і робота системи живлення дизеля паливом
3. Конструкція і робота системи живлення дизеля повітрям
4. Система випуску відпрацьованих газів
5. Система харчування газових двигунів
6. Паливо для газових двигунів
7. Конструкція систем живлення газових двигунів та їх робота
Список використаної літератури
Введення
Дизелі є двигунами з внутрішнім сумішоутворенням. У циліндри дизеля повітря і паливо подаються окремо і, змішуючись у них з відпрацьованими газами, утворюють робочу суміш. При цьому процес сумішоутворення відбувається за дуже малий час (порядку 0,001 с).
Газовими називаються карбюраторні двигуни, що працюють на газоподібному паливі - зріджених газах. Особливістю газових двигунів є їх здатність працювати також і на бензині.
1. Паливо для дизелів
Дизельне паливо має такі основні марки:
Л - літнє паливо, призначене для роботи двигуна при температурі навколишнього повітря вище О ° С;
3 - зимове паливо, призначене для роботи дизеля при температурі навколишнього повітря від 0 до -30 ° С;
А - арктичне, призначене для роботи дизеля при температурі навколишнього повітря нижче -30 ° С.
Температура замерзання дизельного палива повинна бути на 10 ... 15 ° С нижче температури навколишнього повітря району експлуатації. Чим нижче температура замерзання палива, тим надійніше робота дизеля. Температура займання дизельного палива складає 300 ... 350 ° С.
Якість дизельного палива оцінюється цетановим числом, яке умовно прийнято рівним 100 од. Цетан - бистровоспламеняющееся паливо. Для дизельних палив цетанове число повинне бути в межах 40 ... 45 од. Чим вище цетанове число дизельного палива, тим економічніше і м'якше працює двигун. Для підвищення цетанового числа в дизельне паливо додають спеціальну присадку - ізопропіленнітрат.
Система живлення дизеля складається з трьох наступних систем: харчування паливом, харчування повітрям і випуску відпрацьованих газів.
2. Конструкція і робота системи живлення дизеля паливом
Система живлення паливом служить для очищення палива й рівномірного його розподілу дозованими порціями в циліндри двигуна.
У цю систему (рис. 1) входять паливний бак, фільтри грубої і тонкої очистки, топливоподкачивающие насоси, паливний насос високого тиску, форсунки і топлівопроводи.
Топливоподкачивающий насос 7 засмоктує паливо з бака 2 через фільтри грубої 4 і тонкої 8 очищення і направляє його до насоса 5 високого тиску. Відповідно до порядку роботи циліндрів двигуна насос високого тиску подає паливо до форсунок 11, які розпилюють і впорскують паливо в циліндри 72 двигуна.
Топливоподкачивающий насос 7 подає до насоса високого тиску палива більше, ніж необхідно для роботи двигуна. Надмірне паливо відводиться по паливопроводу 3 назад у паливний бак. У бак відводиться по паливопроводу 10 паливо, що просочилося з форсунок.
Рис. 1. Схема системи живлення дизеля паливом:
1 - топлівопріемнік; 2 - бак; 3, 9, 10 - топлівопроводи; 4, 8 - фільтри, 5 - насос високого тиску; 6 - насос ручної підкачки; 7 - паливо-насос, що підкачує, 11 - форсунка; 12 - циліндр
Паливний насос високого тиску служить для подачі через форсунки в циліндри двигуна під великим тиском (20 ... 50 МПа) необхідних порцій палива в певні моменти часу. Насос складається з однакових по конструкції секцій, число яких дорівнює числу циліндрів двигуна. Кожна секція насоса з'єднана топливопроводом 13 (рис. 2) з форсункою 16.
Плунжер 6 і гільза 5 секцій насоса виготовлені з високою точністю і чистотою поверхні. Зазор між ними не перевищує двох мікрон. На плунжері є вертикальний паз 9, скошена кромка 11 і кільцева проточка 7. Шестерня 2, закріплена на плунжері, знаходиться в зачепленні із зубчатою рейкою 3, переміщенням якої повертається плунжер в гільзі. Пружина 4 притискає плунжер до ексцентрика 1 кулачкового валу насоса, який приводиться в обертання від колінчастого вала. У гільзі є впускний 8 і випускне 10 отвори, а у верхній її частині встановлений нагнітальний клапан 12. Пружина 14 притискає голку 15 форсунки до сопла 18 і закриває порожнину 77, яка заповнена паливом. При нижньому положенні плунжера 6 отвори 8 і 10 відкриті, і через них над плунжером циркулює паливо. Нагнітальний клапан 12 в цьому випадку закритий, і в порожнині 17 форсунки підтримується надмірний тиск палива.
При русі плунжера вверх при обертанні кулачка перекривається випускний отвір 10, а потім впускний отвір 8. Під тиском палива відкривається клапан 12, і в порожнині 17 форсунки створюється високий тиск. При цьому голка 15 форсунки долає опір пружини 14, піднімається вгору, і через відкрилося сопло 18 паливо впорскується в циліндр двигуна.
Впорскування палива закінчується, коли кромка 11 відкриває випускний отвір 10. При цьому тиск палива зменшується, голка 15 опускається вниз і закриває сопло 18. Одночасно закривається клапан 12, і в порожнині 17 форсунки паливо залишається під надлишковим тиском.
Рис. 2. Схема роботи паливного насоса високого тиску:
1 - ексцентрик, 2 - шестірня; 3 - рейка, 4, 14 - пружини, 5 - гільза; 6 - плунжер; 7 - проточка; 8, 10 - отвори; 9 - паз; 11 - крайка; 12 - клапан, 13 - паливопровід; 15 - голка; 16 - форсунка, 17 - порожнину; 18 - сопло
Поворотом плунжера 6 в гільзі 5 змінюють кінець подачі палива і його кількість, що впорскується за один хід плунжера. Подача палива припиняється при суміщенні вертикального паза 9 з випускним отвором 10, і двигун зупиняється.
З паливним насосом високого тиску з'єднані муфта випередження уприскування палива, всережимний регулятор частоти обертання колінчастого вала двигуна і топливоподкачивающий насос з насосом ручної підкачки палива.
Муфта випередження уприскування палива служить для автоматичної зміни кута випередження упорскування палива в залежності від частоти обертання колінчастого вала. Муфта підвищує економічність дизеля при різних режимах роботи і покращує його пуск.
Муфта встановлюється на передньому кінці кулачкового валу паливного насоса високого тиску, і за допомогою неї насос приводиться в дію.
На взаємне становище провідних і ведених частин муфти впливають вантажі 2 (рис. 3), що знаходяться в корпусі 1. Вантажі встановлені на осях 3 та підтискаються пружинами 4, які впираються в проставки 5.
При роботі двигуна і збільшенні частоти обертання колінчастого вала вантажі під дією відцентрових сил долають опір пружин і розходяться, повертаючи при цьому кулачковий вал насоса високого тиску по ходу його обертання. У результаті цього збільшується кут а випередження уприскування палива, і паливо поступає в циліндри раніше. При Зменшенні частоти обертання колінчастого вала двигуна вантажі сходяться під дією пружин і повертають кулачковий вал насоса в бік, протилежний його обертанню, що зменшує кут а випередження впорскування палива.
Рис. 3. Муфта випередження уприскування палива:
1 - корпус; 2 - вантаж, 3 - вісь; 4 - пружина; 5 - проставка; а - кут випередження впорскування палива
Всережимний регулятор служить для автоматичної підтримки постійної частоти обертання колінчастого вала відповідно до положення педалі подачі палива при різному навантаженні двигуна.
Регулятор також встановлює мінімальну частоту обертання колінчастого вала на неробочому ходу і обмежує максимальну частоту обертання. Регулятор приводиться в дію від кулачкового валу паливного насоса високого тиску.
Педаль 6 (рис. 4) подачі палива сполучена з важелем 2 управління рейкою / насоса високого тиску через розтягнуту пружину 3, що діє на важіль із зусиллям Рпр. При роботі двигуна на важіль 2 через подпятник 7 передається сила Qгр. Від обертових вантажів, шарнірно закріплених на валу 9, який з'єднаний з кулачковим валом насоса високого тиску.
Якщо двигун працює з частотою обертання колінчастого вала, що відповідає даному положенню педалі 6, то сила Qгр. вантажів 8 врівноважується зусиллям Рпр пружини 3.
При збільшень частоти обертання колінчастого вала вантажі регулятора розходяться. Вони подолають опір пружини і перемістять рейку 1. При цьому подача палива зменшиться і частота обертання не буде зростати.
При зменшенні частоти обертання колінчастого вала вантажі будуть сходитися, рейка 1 зусиллям Рпр пружини переміститься у зворотному напрямку і подача палива збільшиться, а частота обертання колінчастого вала зросте до значення, заданого положенням педалі 6.
Рис. 4. Схема роботи всережимного регулятора:
1 - рейка; 2 - важіль; 3 - пружина; 4, 5 - упори; 6 - педаль; 7 - підп'ятник; 8 - вантаж; 9 - вал; Рпр - зусилля пружини; Qгр. - Сила вантажів
Мінімальна частота при роботі на холостому ходу і максимальна частота обертання колінчастого вала двигуна обмежуються відповідно регульованими упорами 5 і 4.
Топливоподкачивающий насос служить для створення необхідного тиску палива і подачі палива в необхідній кількості до насоса високого тиску.
Насос - поршневого типу, приводиться в дію від кулачкового валу насоса високого тиску.
У корпусі насоса знаходиться поршень 1 (рис. 5), який притиснутий до штоку 7 пружиною 5, Шток через ролик спирається на ексцентрик # кулачкового валу. У корпусі насоса є впускний 4 і нагнітальний 9 клапани.
Коли під дією пружини 5 поршень переміщається до ексцентрика, паливо з порожнини В витісняється у фільтр тонкого очищення і насос високого тиску. Одночасно збільшується порожнину А заповнюється паливом, яке надходить з паливного бака через фільтр грубого очищення і впускний клапан 4.
При русі поршня в протилежному напрямку під дією ексцентрика 8 паливо з порожнини А через нагнітальний клапан 9 поступає в порожнину Б.
При непрацюючому двигуні паливо в насос високого тиску підкачують поршнем 2 ручного насоса за допомогою рукоятки.
Форсунки служать для вприскування палива під певним тиском і його розпилення в циліндрах двигуна.
Форсунки встановлюють і закріплюють в головці циліндрів.
Рис. 5. Схема топливоподкачивающего та ручного насосів:
1, 2 - поршні, 3, 5, 6 - пружини; 4,9 - клапани; 7 - шток, 8 - ексцентрик; А, Б - порожнини
Корпус 4 (рис. 6) і розпилювач 1 форсунки з'єднані гайкою 2. Усередині розпилювача знаходиться голка 9, закриває його соплові отвори. На голку через штангу 3 Діє натискна пружина 8, затягування якої регулюють шайбами 7
Рис. 6. Форсунка:
1 - розпилювач; 2 - гайка; 3 - штанга, 4 - корпус;
5 - кільце, 6 - фільтр; 7 - шайби; 8 - пружина; 9 - голка
Паливо подається до форсунки через сітчастий фільтр 6 надходить у порожнину голки 9. Під тиском палива голка, долаючи зусилля пружини 8, переміщується вгору, відкриває соплові отвори розпилювача, і через них паливо впорскується в циліндр двигуна. При цьому паливо, що просочилося між голкою і розпилювачем, відводиться з форсунки каналами в її корпусі.
3. Конструкція і робота системи живлення дизеля повітрям
Система харчування повітрям служить для забору навколишнього повітря, його очищення від пилу і розподілу по циліндрах двигуна.
Система харчування повітрям (рис. 7) включає повітряний фільтр і впускний трубопровід. Вона може бути з турбонаддувом або без турбонаддува.
Повітря надходить через сітку ковпака 5 і трубу 4 повітрозабірника в повітряний фільтр 1. У фільтрі повітря проходить через інерційну грати 3 і різко змінює напрям руху. Спочатку повітря звільняється від крупних частинок пилу, які під дією інерції і вакууму викидаються через ежектор 6, встановлений у випускній трубі глушника, в навколишнє повітря. Більш дрібні частинки пилу затримуються в картонному елементі, що фільтрує 2. Очищене повітря по впускному трубопроводу подається в циліндри 7 двигуна.
Повітряний фільтр (рис. 8) складається з корпусу 3, кришки 1 і змінного фільтруючого елемента 2, що складається з двох перфорованих сталевих кожухів і гофрованого картону між ними. Патрубок 7 призначений для відсмоктування пилу з корпусу фільтра.
Повітря надходить у фільтр через патрубок 5, очищається в ньому і виходить через патрубок 6.
Наддування представляє собою подачу повітря в циліндри двигуна при такті впуску під тиском, створюваним компресором. При наддуванні збільшується кількість повітря, що надходить у циліндри двигуна, кількість палива, що спалюється і підвищується на 20 ... 40% потужність двигуна.
Рис. 8. Повітряний фільтр:
1 - кришка, 2 - фільтрувальний елемент; 3 - корпус, 4 - дифузор, 5, 6, 7 - патрубки
У дизелях зазвичай застосовується газотурбінний наддування (рис. 9) турбокомпресором. При роботі двигуна повітря в циліндри 1 нагнітається під тиском відцентровим компресором 6, робоче колесо якого наводиться в обертання турбіною 5.
Рис. 9. Схема наддуву дизеля повітрям:
1 - циліндр двигуна; 2 - мембрана, 3 - пружина; 4 - клапан, 5 - турбіна; 6 - компресор
4. Система випуску відпрацьованих газів
Система випуску служить для відводу газів з циліндрів двигуна і зниження шуму. Одночасно система випуску забезпечує відсмоктування пилу з повітряного фільтра.
Відпрацьовані гази з випускних трубопроводів двигуна надходять у прийомні труби 2 і 3 глушника (рис. 10) і далі через гнучкий металевий рукав 6 в глушник 7. З глушника гази через випускну трубу 8 і ежектор 10 викидаються в навколишнє повітря. Через патрубок 9 виробляється відсмоктування пилу з повітряного фільтра в ежектор.
У системі випуску відпрацьованих газів встановлюється допоміжний (моторний) гальмо-уповільнювач 4.
Рис. 10. Схема системи випуску відпрацьованих газів дизеля:
1-ущільнювач; 2,3,8 - труби; 4 - гальмо-уповільнювач, 5 - пневмоцилиндр; 6 - рукав; 7 - глушник; 9 - патрубок; 10 - ежектор
Робоче колесо турбіни, встановлене на одному валу з робочим колесом компресора, приводиться в обертання відпрацьованими газами до їх надходження в глушник. Для обмеження тиску повітря при наддуванні призначений перепускний клапан 4. При досягненні необхідного тиску (зазвичай 0,2 МПа) повітря тисне на мембрану 2, клапан відкривається і перепускає частина відпрацьованих газів повз турбіни 5.
На V-образних дизелях для турбонаддува встановлюють від одного до двох турбокомпресорів. При двох турбокомпресорах кожен із них обслуговує свій ряд циліндрів двигуна.
5. Система харчування газових двигунів
Характеристика. Система живлення газових двигунів має спеціальне газове обладнання. Є також додаткова резервна система, що забезпечує при необхідності роботу газового двигуна на бензині.
У порівнянні з карбюраторними двигунами газові більш економічні, менш токсичні, працюють без детонацій, мають більш повне згоряння палива і менший знос деталей, термін їхньої служби більше в 1,5-2 рази. Проте їх потужність менше на 10 ... 20%, так як в суміші з повітрям газ займає більший об'єм, ніж бензин. У них складніше система харчування та обслуговування в експлуатації, вимагає високої техніки безпеки.
6. Паливо для газових двигунів
Паливом для газових двигунів є стислі і зріджені гази.
Стиснуті гази - гази, які при звичайній температурі навколишнього повітря і високому тиску (до 20 МПа) зберігають газоподібний стан.
Стислі гази є природними газами. В якості палива для газових двигунів зазвичай використовується природний газ метан.
Зріджені гази - гази, які переходять з газоподібного стану в рідкий при нормальній температурі повітря і невеликому тиску (до 1,6 МПа). Це нафтові гази.
Для газових двигунів використовуються зріджені гази наступних марок: СПБТЗ - суміш пропану і бутану технічна зимова; СПБТЛ - суміш пропану і бутану технічна річна; БТ - бутан технічний.
Газоподібне паливо менш токсична, має більш високе октанове число (100 од.), Дає менше нагарообразование і не розріджує масло в картері двигуна.
7. Конструкція систем живлення газових двигунів та їх робота
У систему живлення двигуна, що працює на стиснутому газі (рис. 11), входять балони 1 для стисненого газу, наповнювальний 5, видатковий 6 і магістральний 18 вентилі, підігрівач 17 газу, манометри високого 8 ж низького 9 тиску, редуктор 11 з фільтром 10 і дозуючим пристроєм 12, газопроводи високого 3 та низького тиску 13, карбюратор-змішувач 14 і трубка 19, що з'єднує розвантажувальний пристрій з впускним трубопроводом двигуна.
Рис. 11. Схема системи живлення двигуна, що працює на стиснутому газі:
1 - балон; 2 - трійник; 3, 13 - газопроводи; 4 - хрестовина; 5, 6, 18 - вентилі; 7 - бак; 8, 9 - манометри; 10 - газовий фільтр; Л - редуктор; 12 - Дозуюче пристрій; 14 - карбюратор-змішувач; 15 - паливопровід; 16 - паливний насос, 17 - підігрівач; 19 - трубка
При роботі двигуна вентилі 6 та 18 відкриті. Стиснутий газ з балонів надходить у підігрівник 17, що обігрівається відпрацьованими газами, нагрівається і через фільтр 10 проходить у двоступінчастий газовий редуктор 11. У редукторі тиск газу знижується до 0,9 .. Л, 15 МПа. З редуктора через дозуюче пристрій 12 газ проходить в карбюратор-змішувач 14, де і утворюється горюча суміш (газоповітряна). Суміш під дією вакууму надходить у циліндри двигуна. Процес згоряння суміші і відведення відпрацьованих газів, як у карбюраторних двигунах.
Редуктор 11, крім зменшення тиску газу, змінює його кількість в залежності від режиму роботи двигуна. Він швидко вимикає подачу газу у разі припинення роботи двигуна.
Окрім основної, є резервна система харчування, що забезпечує роботу двигуна на бензині в необхідних випадках (несправності системи, витрачений весь газ в балонах та ін.) При цьому тривала робота двигуна на бензині не рекомендується, так як в резервній системі харчування відсутній повітряний фільтр, що може призвести до підвищеного зношування двигуна.
У резервну систему харчування входять паливний бак 7, паливний фільтр, паливний насос 16 і топлівопроводи 15.
Рис. 12. Схема системи живлення двигуна, що працює на зрідженому газі:
1 - паливний фільтр, 2 - паливний насос; 3 - карбюратор, 4 - змішувач; 5 - випарник; 6 - газовий фільтр; 7 - дозуючий пристрій, 8 - редуктор; 9, 10 - манометри, 11, 13 - вентилі; 12 - балон; 14 - двигун; 15 - бак
Система живлення двигуна, що працює на зрідженому газі, показана на рис. 12. Зріджений газ під тиском з балона 12 надходить через видатковий 13 і магістральний 11 вентилі у випарник 5. У випарнику газ підігрівається гарячою рідиною системи охолодження двигуна і переходить у газоподібний стан. Потім газ очищається у фільтрі 6, надходить в двоступінчастий редуктор 8, де тиск газу знижується до атмосферного. З редуктора газ через дозуюче пристрій 7 проходить в змішувач 4, який готує горючу суміш у відповідності з режимом роботи двигуна.
Газовий балон має запобіжний клапан, що відкривається при тиску 1,68 МПа, наповнювальний вентиль і датчик рівня зрідженого газу. Балон заповнюється скрапленим газом лише на 90% об'єму. Це необхідно для можливості розширення газу при нагріві.
Крім основної системи живлення, двигун, що працює на зрідженому газі, має резервну систему харчування для короткочасної роботи на бензині. У резервну систему входять паливний бак 15, паливний фільтр 1, паливний насос 2 і карбюратор 3.
Список використаної літератури
1. Сарбаєв В.І. Технічне обслуговування та ремонт автомобілів. - Ростов н / Д: «Фенікс», 2004.
2. Вахламов В.К. Техніка автомобільного транспорту. - М.: «Академія», 2004.
3. Барашков І.В. Бригадна організація технічного обслуговування і ремонту автомобілів. - М.: Транспорт, 1988р.