Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Особенности смесеобразования в дизелях




Общая схема системы питания

Дизельное топливо

Для дизелей используют сорта нефтяных топлив (керосино-газойлевые и соляровые фракции), имеющие более низкую стоимость, чем бензины. Согласно ГОСТ 305—82 дизельное топливо выпускается трех марок: Л (летнее); З (зимнее); А (арктическое). Топливо предназначено для питания дизелей в зависимости от температуры окружающего воздуха. Топливо Л используется при температуре воздуха 0°С и выше; З — при температуре окружающего воздуха минус 20 °С и выше (если температура застывания топлива не выше минус 35°С) и минус 30°С и выше (если температура застывания топлива не выше минус 45 С); А — при температуре окружающего воздуха минус 50 °С и выше.

По содержанию серы дизельные топлива подразделяют на два вида — с массовой долей серы не более 0,2% и с массовой долей серы не более 0,5% (для топлива марки А не более 0,4о). Таким образом, выпускаются топлива:

Л—0,2 и Л—0,5; 3—0,2 и 3—0,5; А — 0,2 и А — 0,4. В условное обозначение топлива марки Л должны входить массовая доля серы и температура вспышки; топлива марки З — массовая доля серы и температура застывания; топлива марки А — массовая доля серы. Примеры: обозначение — топливо дизельное Л—0,2—40 ГОСТ 305—82 означает: топливо летнее, серы до 0,2о и температура вспышки 40°С; топливо дизельное З — 0,2 минус 35 ГОСТ 305 — 82 означает: топливо зимнее, серы до 0,2% и температура застывания минус 35 °С; топливо дизельное А — 0,4 ГОСТ 305—82 означает: топливо арктическое, серы до 0,4%.

Качество дизельного топлива оценивают цетановым числом. Дизельное топливо сравнивают со смесью из двух топлив: цетана и альфа-метилнафталина. Цетан обладает минимальным периодом запаздывания воспламенения, обеспечивает более мягкую работу двигателя, для него цетановое число условно принимают равным 100. Альфа-метилнафталин обладает наибольшим периодом запаздывания воспламенения (трудно воспламеняется) и вызывает жесткую работу двигателя; его цетаноное число условно принимают равным нулю. Если испьтуемое топливо воспламеняется как объемная смесь, состоящая, например, из 45о цетана и 55% альфа-метилнафталина, то цетановое число такого топлива равно 45 и т. д.

дизельные топлива Л, З и А имеют цетановьте числа не менее 45. Срок хранения дизельного топлива — 5 лет со дня изготовления.

 

Система питания дизеля служит для подачи в цилиндры двигателя воздуха и топлива. Топливо подается под большим давлением в определенные моменты (характеризуемые углом опережения подачи топлива) и в определенном количестве в зависимости от нагрузки двигателя. Система питания дизеля состоит из системы подачи воздуха и топливной системы.

Система питания четырехтактного дизеля ЯМЗ-236 представлена на (рис. 1.

Рассмотрим путь топлива в топливной системе. Из бака 9 через фильтр 8 грубой очистки по топливопроводу 10 топливо поступает к топливоподкачивающему насосу 11, от которого подается по топливопроводу 12 к фильтру 1 тонкой очистки, а по топливопроводу 2 к насосу 5 высокого давления. Насос по топливопроводам 3 высокого давления подает топливо в форсунки 6 в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя (1 —4—2—5—3—6). Независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя в топливопроводах насоса поддерживается постоянное давление топлива 130—150 кПа вследствие работы перепускного клапана 13 и жиклера фильтра тонкой очистки. Топливо, не использованное в насосе высокого давления, по топливопроводу 14 сливается в бак. Топливопроводы 7 служат для отвода в бак топлива, просочившегося между распылителем форсунки и иглой. Топливо, постоянно циркулирующее в топливной системе, охлаждает головку насоса, отводит в бак воздух, попавший в систему.

 

Рис. 1. Схема топливной системы четырехтактного дизеля ЯМЗ-236: 1 — фильтр тонкой очистки топлива; 2, 3, 7, 10, 12, 14, 15-18, 20 и 23-27 топливопроводы; 4 — воздухоочиститель; 5 — насос высокого давления; 6 — форсунка; 8 — фильтр грубой очистки топлива; 9— топливный бак; 11 — топливоподкачивающий насос; 13 -перепускной клапан;

 

 

Особенностью топливной системы дизеля КамАЗ- 740 автомобиля

КамАЗ-5320 является наличие в ней двух топливоподкачивающих насосов 11 и 28 (рис. 2). Насос 11, установленный на кронштейне коробки передач, имеет только ручной привод, а насос 28, укрепленный на корпусе насоса 5 высокого давления, имеет два привода: ручной и механический.

При работе двигателя топливо из бака 9 по топливопроводу 24 поступает в фильтр 8 грубой очистки, затем подходит к тройнику 21 и по топливопроводу 27 к топливоподкачивающему насосу 28. Насос 28 нагнетает топливо по топливопроводу 16 к фильтру 1 тонкой очистки, а из него по топливопроводу 20 к впускной полости насоса 5 высокого давления. От насоса 5 по топливо- проводам 15 топливо подается в форсунки 6 в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя

(1—5—4—2—6—3—7—8).

Топливо, не использованное в насосе высокого давления, и воздух, попавший в систему, отводятся через перепускной клапан насоса и сливной клапан фильтра тонкой очистки по топливопроводам 17, 18 и 25 в топливный бак. Топливопроводы 23 и 26 с тройником 22 служат для отвода в бак топлива, просочившегося между распылителем и иглой.

 

 

Рис. 2. Схема топливной системы четырехтактного дизеля КамАЗ-740: 1- фильтр тонкой очистки топлива; 2, 3, 7, 10, 12, 14, 15—18, 20 и 23—27-топливопроводы; 4 — воздухоочиститель; 5 — насос высокого давления; 6- форсунка; 8 - фильтр грубой очистки топлива; 9-топливный бак; 11 и 28 — топливоподкачивающие насосы; 19 — кран отбора топлива к подогревателю; 21 и 22 — тройники

 

 

Особенностью двигателей с самовоспламенением от сжатия, или, как их принято называть, дизелей (по имени изобретателя Р. Дизеля), является приготовление горючей смеси топлива с воздухом внутри цилиндров.

Испарением и воспламенение топлива осуществляются за счет высокой температуры и давления сжатого воздуха (к концу такта сжатия температура воздуха составляет 550- 7000 С, а давление —3,5—5,5 МПа). Следует отметить, что после начала горения смеси температура и давление в камере сгорания резко возрастают, что ускоряет процессы испарения и воспламенения остальных частиц факела топлива. 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 опёрежения 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 насеа 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.

Требования к подготовке смеси. В отличие от бензиновых двигателей, где смесь готовится сначала в карбюраторе, а затем во время процессов впуска и сжатия, в камеры сгорания дизелей топливо подается в конце такта сжатия за 10...20° до в.м.т. и за 0,002....0,01 с должно перемещаться с воздухом и сгореть. Это время в 5... 10 раз меньше, чем у карбюраторного двигателя. Сгорание происходит достаточно быстро, дизель работает жестко, в 2...3 раза жестче бензинового двигателя. Жесткость работы двигателя это скорость нарастания давления по углу поворота коленчатого вала. Поэтому требования к системе смесеобразования дизелей намного выше.

В связи с очень малым временем смесеобразования в дизелях для более полного сгорания топлива в цилиндры вводят воздуха больше, чем в бензиновых двигателях, — коэффициент избытка воздуха α =1,4...2,2.

Смесеобразование должно обеспечить равномерное перемешивание топлива с воздухом, постепенное сгорание топлива во времени, полное использование всего воздуха в камере сгорания при минимально возможном значении α, а также максимально мягкую работу дизеля.

Перечисленные требования во многом выполняются за счет

выбора формы камеры сгорания. Различают разделенные и неразделенные камеры сгорания.

Разделенные камеры применяют двух типов: с вихревой камерой и предкамерой. Первые широко применяют в дизелях легковых автомобилей, вторые — на грузовых и других тяжелых машинах.

Рассмотрим вихревую камеру. В головке цилиндров выполнена шаровая полость А (рис. 3, а) — вихревая камера, соединенная каналом с основной камерой (полостью Ь) над поршнем. При движении поршня вверх во время сжатия воздух с большой скоростью входит в вихревую камеру по касательной к ее стенкам, в результате чего закручивается со скоростью до 200 м/с. В этот вихрь воздуха температурой 700..900 К форсунка 3 впрыскивает топливо. Топливо воспламеняется, давление повышается, и газы с недогоревшим топливом по каналу выбрасываются в основную камеру, где происходит догорание оставшегося топлива. Объем вихревой камеры составляет 40...60 % общего объема камеры сгорания.

Неразделенные камеры сгорания применяют в основном на дизелях грузовых автомобилей. Выемки в поршне образуют форму камеры в виде тора или усеченного конуса — дельтовидная и тороидальная камеры (рис. 3, б и в). Во время движения поршня вверх при сжатии воздух в углах выемки закручивается с большой скоростью. Форсунки впрыскивают часть топлива (до 60 %) в объем навстречу движению воздуха, остальную часть — на стена поршня. Топливо воспламеняется от высокой температуры воздуха та в объеме и по мере испарения со стенок поршня. Это смесеобразование объемно- пленочное.

Оценка двигателей с различными камерами сгорания. Вихревые камеры (разделенные) менее чувствительны к составу топлива и работают в более широком диапазоне частот вращения по сравнению с неразделенными камерами. Форсунки в них работают при меньшем давлении, а следовательно, не требуют столь высокой точности изготовления и потому дешевле. Однако при использовании неразделенных камер экономичность двигателя выше, его пусковые качества лучше (особенно холодного двигателя). Удельный расход топлива двигателей с неразделенными камерами сгорания составляет 210...240 г/(кВт ·ч), с вихревыми — 250...270 г/ (кВт ·ч).

Существуют двигатели с пленочным смесеобразованием (фирма МАN и др.),. где топливо подается на стенки поршня и по мере испарения сгорает. Работа таких двигателей «мягче», а экономичность выше.

Рис. 3. Камеры сгорания дизелей:

а - вихревая (фирмы Перкинс.); б— дельтовидная (в двигателе Д-245); в — тороидальная (в автомобилях КамАЗ); 1— вставка вихревой камеры; 2-. головка цилиндров; 3— форсунка; А — полость вихревой камеры; Б— полость в поршне

 

Конструкции камер сгорания дизелей: а-с неразделенной камерой сгорания (с объемным смесеобразованием); б- с неразделенной камерой сгорания (с объемно- пленочным смесеобразованием) в- с разделенной камерой сгорания (вихрекамерная)

1-форсунка; 2, 4-головка блока; 3-неразделенная камера сгорания;; 5- камера сгорания; 6- поршень; 7- объемная струя; 8- пленочная струя; 9-распылитель форсунки; 10-дополнительная камера; 11- канал; 12-основная камера.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-08; Просмотров: 4378; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.009 сек.