Система з регульованим перетином жиклера

Система компенсації складу суміші зі змінюваним перетином жиклера складається з головного жиклера, в який входить кінець голки, що має конічну чи спеціальну форму. Привід голки може бути:

а) механічний - зміна перетину жиклера в залежності від положення дросельної заслінки – недолік полягає в тому, що при постійному відкритті дросельної заслінки і зміні частоти обертання колінчастого вала суміш збагачується чи збіднюється;

б) пневматичний - положення голки жиклера залежить не тільки від ступеня відкриття дросельної заслінки, але і від частоти обертання вала, тому вищенаведений недолік відсутній;

в) пневмомеханічний - найбільш удосконалений привід дозуючої голки.

12.6 Допоміжні пристрої карбюратора

Система холостого ходу забезпечує стійку й економічну роботу двигуна при зниженій частоті обертання без зовнішнього навантаження. Деяке збагачення суміші необхідно тому, що в циліндрах двигуна присутній велика кількість залишкових газів (уповільнення швидкості горіння робочої суміші), а також унаслідок погіршення випару бензину через зниження температури деталей двигуна. Система холостого ходу бере участь також у роботі разом з головною дозуючою системою при малих навантаженнях.

Економайзер і еконостат - додаткові пристрої, що збагачують пальну суміш для одержання максимальної потужності двигуна.

Економайзер (збагачувач) карбюратора призначений для збагачення пальної суміші до потужневого складу при великих навантаженнях двигуна. Дія збагачувача обумовлена зміною опору паливної системи за допомогою особливого клапана (голки). Привід економайзера може бути механічним чи пневматичним. Економайзер з механічним приводом збагачує суміш до потужневого складу при повному чи близькому до повного відкритті дросельної заслінки. Економайзер із пневматичним приводом збагачує суміш у залежності від числа оборотів двигуна. Такий економайзер включається в роботу тим раніш, чим менше число оборотів вала двигуна, тому що на малих оборотах розрідження, необхідне для включення економайзера, створюється при меншому відкритті дросельної заслінки. Завдяки цьому поліпшується приємістость (розгін) двигуна без помітного погіршення економічності.

Еконостат на відміну від економайзера не має клапанів і приводів для керування ними, а момент включення його в роботу залежить тільки від вакууму в розпилювачі.

Прискорювальний насос служить для короткочасного збагачення пальної суміші вприскуванням у змішувальну камеру додаткової порції палива при різкому відкритті дроселя. Це необхідно для одержання гарної приємістости, тому що при різкому відкритті дроселя пальна суміш короткочасно збіднюється настільки, що можуть з'явитися перебої в роботі двигуна.

Система примусового холостого ходу відключає подачу палива в двигун при русі автомобіля під ухил, гальмуванні двигуном (та ін.). Частота обертання вала двигуна при цьому підтримується за рахунок кінетичної енергії транспортного засобу чи механізму. Відключення подачі палива забезпечується звичайно електроклапаном, керованим від електронного блоку.

Пусковий пристрій служить для готування карбюратором дуже багатої суміші при пуску холодного двигуна, тому що в цих умовах відбувається погане розпилювання палива (мале число оборотів) і погіршується його випаровуваність через відсутність підігріву від стінок.

Для запобігання влучення паливної плівки в циліндри застосовується підігрів паливовоздушної суміші у впускному трубопроводі випускними газами чи охолодною рідиною. Карбюратори двигунів, що працюють у високогірних умовах постачають висотними коректорами.

12.7 Паливна система двигунів з вприскуванням палива

В автомобільних двигунах із примусовим запаленням застосовують також системи з вприскуванням палива безпосередньо в циліндр чи у впускний трубопровід двигуна. У цьому випадку внаслідок відсутності карбюратора знижується опір впускної системи, підвищується рівномірність розподілу палива по циліндрах і зменшується неоднорідність паливовоздушної суміші, що надходить у циліндри двигуна. Це дозволяє підвищити ступінь стиску і, відповідно, літрову потужність і економічність двигуна.

Системи вприскування бензину більш складні, ніж карбюраторні, через наявність великого числа рухливих елементів і малої змащувальної здатності бензинів, на відміну від дизельних палив. Ці системи вимагають кваліфікованої експлуатації й обслуговування.

В теперишній час такі системи класифікують у такий спосіб:

1. По місцевому (див. малюнок 12.4) підведенню палива (у циліндри чи впускні трубопроводи).

2. По типу вузлів дозування палива (плунжерні дозуючі насоси, дозуючі розподільники клапанного і золотникового типу, дозуючі форсунки з електромагнітним і електронним керуванням, системи з регульованим тиском палива).

3. По способу регулювання кількості суміші (із пневматичним і електронним регулюванням).

4. За параметрами регулювання (розрідженні в системі впуску, куті повороту дросельної заслінки, витраті повітря) палива.

Схема паливної системи з електронним керуванням вприскування палива двигуна автомобіля ВАЗ-2112 представлена на малюнку 12.5.

Малюнок 12.4 – Схеми упорскування палива безпосередньо в циліндр чи у впускний трубопровід двигуна

1 – паливна форсунка; 2 – свіча запалювання.

Малюнок 12.5 - Схема паливної системи з електронним керуванням вприскування палива двигуна автомобіля ВАЗ-2112

1 - повітряний фільтр; 2 - датчик масової витрати повітря; 3 - шланг впускної труби; 4 - шланг підведення охолодної рідини; 5 - дросельний патрубок; 6 - регулятор холостого ходу; 7 - датчик положення дросельної заслінки; 8 - канал підігріву системи холостого ходу; 9 - ресивер; 10 - шланг регулятора тиску; 11 - контролер; 12 - реле включення електробензонасосу; 13 - паливний фільтр; 14 - паливний бак; 15 - електробензонасос с датчиком рівня палива; 16 - зливальна магістраль; 17 - подавальна магістраль; 18 - регулятор тиску; 19 - впускна труба; 20 - рампа форсунок; 21 - форсунка; 22 - датчик швидкості; 23 - датчик концентрації кисню; 24 - газоприймач приймальної труби глушителів; 25 – коробка передач; 26 – голівка циліндрів; 27 – випускний патрубок системи охолодження; 28 – датчик температури охолодної рідини; А – до підводної труби насоса охолодної рідини.

При вприскуванні бензину в циліндр паливна система і конструкції її елементів аналогічні паливній системі дизеля. В впускний трубопровід бензин вприскується під низьким тиском (0.15...0.2 МПа), що дозволяє використовувати непрецизійні паливні насоси (шестеренні, коловратні).

Паливні системи з електронним керуванням вприскування в теперишній час дуже широко впроваджуюється в двигунобудуванні. При їх застосуванні висока економічність двигунів забезпечується в широкому діапазоні режимів унаслідок можливості оптимізації подачі палива за багатьма параметрами, у тому числі і за токсичністю випускних газів.

12.8 Паливні системи газових двигунів

На автомобільних газових заправних станціях природний газ, що надходить з магістральних газопроводів, після очищення й осушки стискується до 20МПа і подається в балони транспортних установок. Внаслідок великих змін тиску і витрат газу в двигунах транспортних установок на шляху газу від балонів до двигуна встановлюють редуктор, що знижує тиск газу перед змішувальними пристроями. Цей редуктор являє собою автоматичний регулятор тиску газу. Розрізняють одно-, двох- і багатоступінчасті редуктори.

У газових двигунах так само, як і в двигунах, що працюють на рідкому паливі, може бути здійснене зовнішнє чи внутрішнє сумішоутворення.

Найбільше поширення одержало змішане регулювання, при якому в області великих навантажень потужність двигуна змінюється в результаті зміни якості пальної суміші, а в області малих навантажень регулювання здійснюється зміною кількості свіжого заряду постійного складу, що надходить у циліндри двигуна.

У двигунах із зовнішнім сумішоутворенням без наддуву газ надходить до змішувальних пристроїв під тиском як можливо близьким до атмосферного. При надлишковому тиску відбувається витік газу, а при наявності вакууму в газопроводі утвориться вибухонебезпечна пальна суміш.

У двигунах із внутрішнім сумішоутворенням без наддуву, а також у двигунах з будь-яким сумішоутворенням і наддувом газ підводиться до газового клапана під тиском, що трохи перевищує тиск продувки чи наддуву.

ТЕМА 13 ПАЛИВНІ СИСТЕМИ ДИЗЕЛЬНИХ ДВИГУНІВ

13.1 Системи живлення дизельних двигунів

Паливна система дизеля забезпечує збереження, підготовку і подачу палива у визначений період робочого циклу і його розподіл у камері згоряння. Система також здійснює дозування палива при його подачі в циліндри.

Для згоряння в циліндрі паливо распилюється на краплі розміром кілька десятків мікрон. Це виявляється можливим при упорскуванні палива через отвори форсунок діаметром до 0.15 мм зі швидкістю 200...400 м/с. Останнє вимагає подачі палива під тиском до 150 МПа, а іноді і вище.

На початковому етапі дизелебудування сумішоутворення в циліндрах здійснювалося пневматичним розпилюванням. При цьому способі у форсунку від насоса низького тиску подавалася відмірена циклова порція палива, а від поршневого компресора - стиснене повітря під тиском, на 1.5-3 МПа більше, ніж тиск наприкінці процесу стиску. Безсумнівна перевага цього способу – гарне перемішування палива з повітрям. Удосконалювання технології дозволило перейти на насосне вприскування палива.

Паливні системи дизельних двигунів розділяють на системи безпосереднього (насосного) вприскування й акумуляторні. Крім того, насосні системи розглядають як схеми розділеного і нерозділеного типів. Система розділеного типу включає наступні основні вузли й елементи:

1. Паливний бак з покажчиком чи датчиком рівня палива.

2. Фільтр грубого очищення палива.

3. Паливний насос, що підкачує.

4. Фільтр тонкого очищення палива.

5. Паливний насос високого тиску.

6. Паливопроводи низького і високого тиску.

7. Форсунки.

Паливні фільтри охороняють паливну систему від забруднення і по конструкції аналогічні фільтрам систем змащення і живлення карбюраторних двигунів. Трубопроводи високого тиску повинні забезпечувати надійну роботу системи при пульсуючих тисках до 250 МПа в умовах досить високої вібрації. Тому виготовляють їх звичайно з грузлої легованої сталі.

Характерною рисою паливних систем високого тиску є виникаючі в них при роботі хвильові явища, обумовлені стискальністю рідкого палива. Рух і відбиття хвиль тиску можуть вносити істотні відхилення в роботу паливної системи при зміні швидкості обертання двигуна і викликати, зокрема, вторинне вприскування палива через форсунку. З цієї причини прагнуть знизити довжини паливопроводів високого тиску до мінімальних значень (не більш 1.5м). Якщо це здійснити не вдається, то встановлюють окремі насоси для кожного циліндра чи групи циліндрів.

Система нерозділеного типу відрізняється тим, що в ній застосовуються паливні насоси високого тиску і форсунки, об'єднані в один агрегат. Такі системи застосовуються значно рідше, ніж розділені, хоча і є більш перспективними.

13.2 Будова і принцип дії паливних насосів високого тиску золотникового типу

Паливні насоси двигунів із запаленням від стиску (дизелів) виконують наступні функції:

а) дозування подаваного під високим тиском палива в циліндр відповідно режиму роботи двигуна;

б) забезпечення подачі палива в камеру згоряння в необхідний момент (функція фазування), за визначений період часу і по заданій характеристиці вприскування (закону подачі).

Найбільш розповсюдженими типами насосів є плунжерні. Їх розділяють на багатосекційні, у яких кожна секція подає паливо тільки в один циліндр, і розподільні. В останніх кожна секція подає паливо в декілька (до шести) циліндрів двигуна.

Рядні паливні насоси звичайно поєднують в одному корпусі кілька насосних елементів (секцій). Плунжер приводиться в рух кулачком вала через роликовий штовхальник. Зворотний рух плунжер робить під дією пружини. Робота насосної секції відбувається в такий спосіб. Коли плунжер рухається вниз, паливо через канал і вікно заповнює надплунжерний простір. При русі вгору плунжер перекриває вікно в гільзі. З цього моменту паливо в надплунжерному просторі починає стискуватися і при тиску порядку 1 МПа піднімає нагнітальний клапан, переборюючи зусилля його пружини. Коли тиск досягає 12-16 МПа, форсунка робить вприскування палива в циліндр. У той момент, коли відсічна крайка виїмки на плунжері відкриє пропускне вікно, стиснуте паливо з великою швидкістю спрямовується в пропускну порожнину. Тиск над плунжером швидко знизиться і нагнітальний клапан під дією пружини і тиску палива почне опускатися вниз. З метою різкого відсічення подачі палива, нагнітальний клапан має розвантажувальний пасок. При вході циліндричного паска в направляючий канал сідла клапана відбувається роз'єднання трубопроводів високого тиску від нагнітаючої порожнини насоса. Розвантажувальний пасок, опускаючись нижче різко знижує тиск у трубопроводах, внаслідок збільшення об'єму нагнітальної порожнини на величину об'єму, який описує циліндрична частина притертого паска клапана.

Різке відсічення подачі палива і зниження залишкового тиску в нагнітальному трубопроводі запобігають підтіканню палива із сопів форсунки і повторне вприскування.

Після закінчення вприскування замикаючий конус нагнітального клапана відокремлює об'єм трубопроводів від надплунжерного простору. Невеликий і майже постійний тиск у нагнітальних трубопроводах обумовлює ідентичну подачу палива на різних режимах роботи двигуна.

Регулювання кількості палива, що впорскується, здійснюється поворотом плунжера навколо його подовжньої осі. Звичайно це здійснюється за допомогою зубцюватої рейки. При повороті плунжера, завдяки косою відсічній крайці змінюється момент відкриття пропускного вікна, тобто змінюється подача палива насосною секцією. Відповідним профілюванням крайки, що визначає момент закриття наповнювального вікна, можна змінювати момент початку вприскування.

Збільшення швидкості руху плунжера приводить до росту тиску в надплунжерному просторі, скороченню тривалості вприскування і поліпшенню розпилювання. Однак збільшення швидкості плунжера веде до зростання інерційних сил і зносу деталей насоса. Тому прагнуть кулачку додати таку форму, при якій економічна робота виходила б при задовільній зносостійкості.

Тривалість процесу вприскування в залежності від типу двигуна і режиму його роботи лежить у межах 15-30° повороту колінчастого вала. Закон подачі палива (характеристика вприскування) вибирається виходячи з тих міркувань, щоб за період запізнювання самозапалювання в циліндр була упорснута невелика частина всієї порції палива, і до кінця вприскування швидкість подачі наростала. Друга вимога задовольняється за рахунок росту до кінця вприскування тиску чи розпилювання збільшення перетину соплових отворів (штифтовий розпилювач).

Матеріали, які використовуються для плунжерних пар, повинні мати високу зносостійкість і твердістю, зберігати розміри і геометричну форму, мати малий коефіцієнт лінійного розширення. Для втулки і плунжера використовують леговані сталі ШХ15 і ХВГ, хромомолібденові стали типу 30ХН3ВА. Високі вимоги пред'являються до якості механічної обробки цих деталей. Відібрані плунжерні пари сортують на групи по гідрощільності. У насос установлюють пари однієї групи. Після притирання і перевірки плунжерну пару не розукомплектовують. За допомогою селективної зборки вдається забезпечити діаметральний зазор у них 1-3 мкм.

Дата добавления: 2014-01-07