Порядок виконання роботи

1. Ознайомитись з загальною конструкцією паливної системи бензинового ДВЗ.

2. Ознайомитись за допомогою стенду з роботою карбюратора та його основних механізмів: головною дозуючою системою, системою холостого ходу, економайзером, прискорювальним насосом.

3. Виконати схеми та оформити звіт.

Контрольні питання

1. З яких основних елементів складається паливна система бензинового двигуна з карбюратором?

2. До якого типу відноситься двигун з карбюратором за способом приготування робочої суміші?

3. Що характеризує коефіцієнт надлишку повітря. Як він розраховується?

4. В чому полягає призначення карбюратора?

5. Які системи входять до складу сучасного карбюратора?

6. Пизначення та принцип дії помпи прийомистості.

7. Що входить до складу системи пуску холодного двигуна та принцип її дії?

8. Система економайзера, будова та принцип дії, її призначення.

9. В чому полягає призначення компенсаційного жиклера?

10. Будова та призначення поплавкової камери карбюратора.

Лабораторна робота 8

Система живлення дизельного двигуна внутрішнього згоряння

Мета роботи - ознайомлення з основними агрегатами палив­ної апаратури дизелів. Придбання навичок роботи зі стендом для перевірки підкачуючих насосів, паливних форсунок та плунжерних пар насосів високого тиску.

Основні теоретичні відомості

Дизелі вигідно відрізняються від бензинових двигунів більш високою економічністю (питома витрата палива g_е кращих зразків складає 170 г/к.с.год, а середній ефективний тиск Р_е досягає 1.2 МПа і більше). Дизельні палива відрізняються меншою піною, відпрацьовані гази мають менше шкідливих компонентів, які впливають на довколишнє середовище. Враховуючи ці факти, передові двигунобудуючі фірми приділяють у наш час велику увагу питанням подальшого вдосконалення їх конструкції, підвищення потужності, економічності та рівню автоматизації. Окремі марки дизелів встановлюють на легкові автомобілі. Дизелі оснащені паливною системою з внутрішнім сумішеутворенням (необхідна порція палива вприскується безпосередньо у порожнину циліндра в кінці такту стискання).

Вимоги до системи живлення дизельних двигунів

Система живлення дизелів повинна відповідати таким вимогам:

- створювати високий тиск упорскування палива в циліндр;

- дозувати порції палива відповідно до навантаження дизеля;

- впорскувати паливо в камеру згорання в певний момент, протягом заданого проміжку часу і з певною інтенсивністю;

- добре розпилювати й рівномірно розподіляти паливо по об`єму камери згорання;

- забезпечувати початок упорскування і порції палива, що подаються насосом, однаковими в усіх циліндрах;

- надійно фільтрувати паливо перед його надходженням у насоси і форсунки.

Ці вимоги зумовлені тим, що на процес сумішеутворення в дизелі відводиться дуже мало часу (близько 0,001с), тому дуже важливо розпилити паливо на найдрібніші краплинки й рівномірно розподілити їх по всьому об`єму повітря в камері згорання.

Система живлення дизельного двигуна служить для подачі повітря і палива в циліндр і приготування горючої суміші всередині циліндрів і для випуску відпрацьованих газів.

 Система живлення складається  з трьох груп приладів:

Перша група – забезпечує зберігання, очистку і подачу палива. До неї належать: паливний бак, паливні насоси, фільтр грубої очистки, фільтр тонкої очистки, форсунки і регулятор числа обертів.

Друга група – для очищення і подачі повітря. До неї належать: повітряний фільтр і впускний трубопровід.

Третя група – випускний трубопровід і глушник.

Особливості робочого циклу дизельного двигуна.

У дизельному двигуні робоча суміш готується усередині циліндру, тому на процес сумішоутворення іде дуже мало часу (0,001 с), тобто в 10 – 12 разів менше, ніж в карбюраторному двигуні.

Процеси сумішоутворення і горіння в дизельному двигуні відбувається майже одночасно.

Для того, щоб паливо швидше і повніше згоріло, необхідне тонке і однорідне розпилення палива, достатня дальнобійність струменю, рівномірний розподіл часток палива і організований рух повітря в камері згорання.

Для повного і швидкого згорання палива кількість повітря, що подається в циліндр, повинна перевищувати теоретично необхідну. Якщо при роботі карбюраторного двигуна на режимі середніх навантажень на 1 кг пального припадає 15 – 16,5 кг повітря, то при роботі дизельного двигуна на цьому ж режимі на 1 кг палива припадає 18 – 24 кг повітря. Великий надлишок повітря забезпечує повне згорання палива.

До системи живлення дизелів (рис. 8.1.) входять: паливний бак 1; фільтри грубої 4 та тонкої 18 очистки палива; паливопроводи; паливний насос високого тиску (ПНВТ) 12; всережимний регулятор частоти обертання; автоматична муфта випередження впорскування палива; форсунка; підкачувальні насоси 9, 10.

Паливопідкачувальний насос 10 дизеля КамАЗ-740 засмоктує паливо з бака крізь фільтри грубої й тонкої очистки. Паливопроводами низького тиску паливо надходить до насосу високого тиску 12, який розміщено між рядами циліндрів. Відповідно до порядку роботи циліндрів насос подає паливо паливопроводами високого тиску до форсунок 6, розташованих у головках циліндрів. Форсунки розпилюють і впорскують паливо в камери згорання. Паливопідкачувальний насос подає до ПНВТ більше палива, ніж потрібно для роботи дизеля, тому надлишкове паливо, а з ним і повітря, що потрапило до системи, дренажними паливо проводами 20, 21 відводяться з насосу 10 і фільтра тонкої очистки 18 назад у паливний бак 1. Паливо, що просочилося крізь зазор між корпусом розпилювача та голкою форсунки, зливається в бак відповідними паливопроводами 5 і 15.

Будова і робота основних агрегатів паливних систем

Паливні системи високого тиску поділяються на багатоплунжерні (багатосекційні), у яких на кожний циліндр дизеля працює окрема секція насоса, й розподільного типу (одно- та двоплунжерні), у яких на ряд циліндрів (до шести) працює одна секція насоса.

Багатоплунжерні паливні насоси знайшли більш широке застосування на автомобільних дизелях тому, що вони забезпечують отримання необхідних параметрів вприскування при різних режимах роботи двигуна завдяки нескладному регулюванню; достатньо прості за конструкцією; технологічні у виготовленні, що дозволяє забезпечити їх високі якості при багатосерійному та масовому виробництві; надійні в експлуатації.

Ці насоси являють собою окремий агрегат переважно з автономною або об'єднаною з ДВЗ системою змащення, в корпусі (і на корпусі) якого розміщуються кулачковий вал, насосні секції, механізм керування ними, регулятор частоти обертання колінчастого вала дизеля, паливопідкачувальний насос, який приводиться у дію від кулачкового вала ПНВТ.

Робота секції паливного насоса з дозуванням палива відсічкою здійснюється так (рис. 8.2). При переміщенні плунжера 1 вниз (рис. 8.2, а) надплунжерний об'єм V_н у втулці плунжера 2 заповнюється паливом через наповнюючий отвір 3. Зворотний рух плунжера відбувається при набіганні виступу кулачка на ролик штовхача. Підчас нагнітаючого руху плунжера (рис. 8.2, б) відбувається підвищення тиску палива в надплунжерному об'ємі V_н і витиснення частини палива назад через наповнюючий отвір 3. Після перекриття плунжером 1 (рис. 8.2, в) наповнюючого отвору 3 тиск в надплужерному об'ємі різко підвищується, внаслідок чого клапан 4 підіймається й пропускає паливо по нагнітальному паливопроводу до форсунки. Починається активний хід плунжера, протягом якого встановлена циклова подача палива витискується в нагнітальний паливопровід, звідти поступає до форсунки і вприскується у камеру згоряння. Коли відсічна кромка плунжера 6 починає відкривати відсічний отвір втулки 5 (рис. 8.2, г), подача палива закінчується; паливо з нагнітальної магістралі починає витікати у відсічний отвір 5; тиск над плунжером різко знижується; нагнітальний клапан сідає на сідло, і вприскування у камеру згоряння дизеля припиняється.

Форсунка.

Форсунка призначена  для впорскування й розпилювання палива (рис.8.3). Паливопроводом високого тиску паливо надходить у штуцер 8 і, пройшовши крізь фільтр 9, просвердлинами в корпусах форсунки 6 і розпилювача 1 потрапляє в порожнину голки 14. Коли плунжер секції насоса створить достатній тиск, він, діючи на голку 14 знизу вгору, долає зусилля пружини 13 і відштовхує голку 14, після чого починається впорскування палива крізь чотири отвори в розпилювачі 1. Після відсічки подачі палива в насос тиск його у форсунці знижується й голка 14 знову опускається, припиняючи вихід палива з розпилювача 1.

Паливо, що просочилося між голкою 14 та корпусом 1 розпилювача, відводиться з форсунки каналами в її корпусі. Форсунку встановлюють у головці циліндра й закріплюють скобою.

Повітряний фільтр.

 Повітряний фільтр автомобілів КамАЗ установлено позаду кабіни й обладнано змінним картонним елементом.

Повітря надходить у фільтр вхідним патрубком. Усередині корпусу розміщуються інерційна решітка та пилозабірна порожнина, що сполучається з патрубками відсмоктування пилу.

До патрубка приєднано трубку, що веде до ежектора, встановленого у вихідній трубі глушника. Для контролю за роботою повітряного фільтра на лівому впускному трубопроводі встановлено індикатор запиленості, який у разі збільшення розрідження у впускних трубопроводах сигналізує опусканням червоного сигнального прапорця про необхідність промивання або заміни картонного фільтрувального елементу.

Наддування повітря.

Для збільшення літрової потужності дизелів у деяких із них застосовують так зване наддування, тобто подачу повітря в циліндри на такті впускання під тиском, що створюється нагнітачем (компресором). При цьому кількість повітря, яке надходить у циліндри, збільшується, що дає змогу спалювати в них більше палива й таким чином підвищувати потужність дизеля.

В автомобільних дизелях найчастіше застосовують газотурбінне наддування. Тиск повітря підвищується у відцентровому компресорі, робоче колесо якого приводиться в обертання турбіною, що використовує енергію потоку відпрацьованих газів до надходження їх у глушник.

Колеса компресора й турбіни, встановлені на спільному валу, обертаються з однаковою частотою. Цей агрегат називається турбокомпресором. На V-подібному дизелі встановлюють один або два турбокомпресори; в останньому випадку кожен турбокомпресор обслуговує свій ряд циліндрів. Щоб тиск наддування не перевищував допустимого значення (0,2 МПа), використовують перепускний клапан, який при досягненні потрібного тиску наддування (він діє на мембрану) відкривається й перепускає частину відпрацьованих газів повз турбіну. Іноді для зменшення температури повітря після компресора його пропускають через холодильник.

Газотурбінне наддування дає змогу збільшити літрову потужність дизеля до 15…18 кВт/л, тобто на  20…40%, і застосовується для автомобільних дизелів ЯМЗ-238Ф, КамАЗ-7403 та ін.

Паливний бак.

Паливний бак автомобіля КамАЗ місткістю 125, 170 або 250л має горловину, яку обладнано висувною трубою із сітчастим фільтром. Горловина  закривається герметичною кришкою. В нижній частині бака є кран для зливання відстою. Рівень палива можна контролювати за покажчиком, сигнал до якого надходить від реостатного датчика, розташованого в баку. За своєю будовою баки дизельних машин аналогічні карбюраторним.

Фільтр грубого очищення пального.

Фільтр грубого очищення (відстійник) автомобіля КамАЗ, який попередньо очищує паливо, встановлено з лівого боку автомобіля на рамі.

Фільтр складається з корпусу, стакана, фільтрувальної сітки, заспокоювача й відбивача. Для ущільнення між корпусом і стаканом ставиться кільце. Знизу в стакані є зливальна пробка. Паливо з бака надходить у фільтр підвідним штуцером і стікає в стакан. Великі сторонні частинки й вода збираються в нижній частині стакана.

З верхньої частини паливо крізь фільтрувальну сітку подається відповідним штуцером до паливопідкачувального насоса. 

Фільтр тонкого очищення остаточно очищає паливо перед його надходженням у насос високого тиску. Його встановлено в найвищій точці системи живлення для збирання й відведення в бак крізь спеціальний клапан-жиклер повітря, що потрапило до системи разом із частиною палива. Фільтр автомобіля КамАЗ складається з двох секцій, що мають спільний корпус. До кожної секції входить ковпак із привареним до нього стержнем і паперовий фільтрувальний елемент.

Знизу в стержень вкручено зливальну пробку. Ковпаки з'єднано з корпусом болтами й ущільнено шайбами. У фільтрі є зливальний клапан, відрегульований на тиск 0,15МПа. Клапан регулюється добиранням регулювальних шайб, розташованих усередині клапана. З'єднання елементів  фільтру ущільнено прокладками.