1. Описание устройства и работы систем питания дизельного

двигателя  

Система питания дизельного двигателя служит для раздельной подачи в цилиндры двигателя очищенного жидкого топлива и воздуха, распыливания топлива в камере сгорания и выпуска отработавших газов.

Рис. 1. Принципиальная схема системы питания дизельного двигателя

Состоит (рис. 1) из топливо и воздухоподводящей аппаратуры, выпускного газопровода и глушителя шума отработавших газов. В 4-ех тактных дизелях обычно применяется аппаратура раздельного типа. В этом случае топливный насос  высокого давления (ТНВД) и форсунки конструктивно выполнены раздельно. Топливо подача осуществляется по двум основным магистралям: низкого и высокого давления. Назначение механизмов и узлов: магистраль низкого давления (МНД) – хранение, фильтрация и подача топлива к ТНВД, механизмы и узлы магистрали высокого давления МВД обеспечивают подачу и впрыскивание необходимого количества топлива в цилиндры двигателя. Конструктивные элементы: топливный бак – 13, топливозаборник – 14, фильтр грубой очистки – 15, топливоподкачивающий насос – 4, фильтр тонкой очистки – 2, насос высокого давления – 11, форсунка -9, воздушный фильтр – 8, камера сгорания – 10, М.Н.Д. – 16,12,5, М.В.Д. – 6, магистрали сливные – 1,7.

В некоторых топливных системах дизелей топливный насос высокого давления и форсунка объединены в одном узле – насос-форсунке, приводимой в действие от отдельного кулачка распределительного вала. Применение насос-форсунок позволяет избавиться от трубопроводов высокого давления, обеспечить более стабильную подачу топлива на различных режимах работы двигателя, достичь более высокого давления впрыска (до 150-200 МПа).

Топливо подается в цилиндры в конце такта сжатия, при этом давление в цилиндре достигает 2,5…5,0 МПа. Поэтому для хорошего распыливания топлива давление его впрыска должно быть значительно больше. Существует несколько способов подачи топлива: компрессорный – подача топлива осуществляется с помощью сжатого воздуха при давлении 6,0 – 8,0 МПа (сложность конструктивная и большие размеры, но качественное распыливание); бескомпрессорный – механическим способом с помощью насоса высокого давления, который должен обеспечить тонкое и равномерное распыливание (распределение) частиц топлива в камере сгорания.

Топливом для дизелей служат продукты переработки нефти: газойль, соляровое масло и основной вид – дизельное топливо, обладающее следующими свойствами:

1. Низкой температурой самовоспламенения (350…380)˚С.

2. Малым периодом задержки воспламенения – 0,005 с.

Период задержки воспламенения оценивается «цетановым числом», определяемым по % содержанию цетана   в смеси с α – метилнафталином, эквивалентной по воспламеняемости данному топливу. Цетан (С₁₆Н₃₄) – углеводород, обладающий высокой склонностью к воспламенению, которая условно принята за 100 единиц. Альфаметилнафталин (С₁₁Н₁₀) в отличие от цетана обладает низкой склонностью к  самовоспламененю (условно принята за 0 единиц). Установлена следующая связь между цетановым числом и поведением топлива в дизеле. С повышением цетанового числа топлива процесс сгорания протекает более плавно, двигатель работает экономичнее и не так жестко, как на низкоцетановом топливе. Мягкая работа дизельных двигателей обеспечивается 65 ≥ ц.ч. ≥40. При дальнейшем повышении цетанового числа топливо начинает сгорать не полностью, усиливается дымление и повышается расход топлива. Цетановое число топлива оказывает большое влияние на легкость пуска двигателя: чем оно выше, тем при более низкой температуре возможно запустить дизель. Выпускают топливо трех типов: ДЛ(летнее), ДЗ(зимнее), ДА – арктическое t˚C < -30.

По способу смесеобразования: с неразделенными камерами (непосредственный впрыск) и раздельными камерами. Не разделенные обычно располагаются в поршне, хорошее смесеобразование достигается за счет большого давления впрыска (до 200 МПа ), применения многодырчатых форсунок, формы днища поршня и т.п., (рис. 2, А, В, С). В неразделенных камерах сгорания возможно объемное, пристеночное и объемно - пристеночное смесеобразование, При объемном смесеобразовании – более жесткая работа двигателя. Двигатели с неразделенными камерами имеют высокую экономичность, но и высокую стоимость топливной аппаратуры.

Двигатели с разделенными камерами (рис. 2, D) обеспечивают мягкую работу, но высокий расход топлива, повышенная теплоотдача, увеличенная степень сжатия, затрудненный запуск (из-за повышенной теплоотдачи) и необходимость  применения специальных пусковых устройств.

Рис. 2. Типы камер сгорания дизеля