Презентация - "Презентация на тему "Система питания двигателя внутреннего сгорания""

Система питания двигателя внутреннего сгорания

Преподаватель: Гордеев В.Р.

Система питания служит для хранения запаса топлива, очистки топлива и воздуха, приготовления горючей смеси, подачи ее в цилиндры двигателя и выпуска отработавших газов.
В дизелях приготовление горючей смеси топ­лива с воздухом происходит внутри цилиндров за очень корот-кий промежуток времени. Для получения горючей сме-си, способной быстро и полностью сгорать, необходи-мо, чтобы топливо было распылено на возможно более мелкие частицы и чтобы каждая из них имела вокруг себя достаточное для полного сгорания количе­ство воз-духа. Для этого топливо в цилиндр впрыскивается форсун­кой под давлением, в несколько раз превыша-ющем давление воз­духа при такте сжатия в камере сгорания.

. В зави­симости от условий применения по ГОСТ 305—82 установлены следующие марки ди­зельного топлива: Л (летнее), 3 (зимнее) и А (арктическое). Их выбор зависит от времени года и климатических условий в зоне приме-нения. Топливо Л используют при температуре воздуха 0 °С и выше; 3 — при температуре окружающего воздуха — 20 °С и выше (если температура засты­вания топлива не выше — 35 °С), — 30 °С и выше (если температура засты-вания топ­лива не выше — 45 °С); А — при темпера­туре окружающего воздуха — 50 °С и вы­ше. Температура застывания зимнего топ­лива соответствует последней цифре в его обозначении. Последняя цифра в обозна-чении летнего дизельного топлива характеризует температуру вспыш­ки.

Обозначения дизельных топлив: Л-0,2-40 ГОСТ 305—82 — топливо лет­нее, содержание серы до 0,2 %, температура вспышки 40 °С; 3-0,5-35 ГОСТ 305— 82 — топливо зимнее, серы до 0,5 %, тем­пература застывания —35 °С; А-0,4 ГОСТ 305—82 — топливо арктическое, серы до 0,4 %.
Одним из важных показателей, харак­теризующих дизельное топливо, является воспламеняемость. Степень «жесткости» работы дизеля зави­сит от воспламенитель-ных свойств топлива' и характеризуется цетановым числом. Чем оно больше, тем короче период задержки самовоспламенения, тем легче пуск двига­теля и «мягче» его работа. Дизельные топ­лива Л, 3 и А имеют цетановые числа не менее 45.
Топлива для ДВС получают путем перегонки нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Транспортировка долж-на осуществлятся на герметичных емкостях.

По схеме подвода топлива в современных дизелях используют разделенные и неразделенные системы.
В разделенной системе топливо от отдельного насоса высокого давления подается по трубопроводам к форсункам или же от насоса к топливной рампе.

В неразделеннной системе топливной насос высокого давле-ния и форсунка конс-труктивно объединены в один узел- насос-форсунку.

2.13.Устройство и работа узлов системы питания дизеля.
1
2
3
5
3
10
11
1.Топливной бак.
2.Фильтр груб. очистки.
3.ТННД
4.Фильтр тонкой очистки.
5.ТНВД.
6.Топливопровод.
7.Форсунки.
8.Воздушные ф-ы
9.ТКР.
10.Глушитель.
11.Указатель.

Смесеобразование.В дизелях приготовление горючей смеси топлива с воздухом происходит внутри цилиндров за очень короткий промежуток времени. Для получения горючей смеси, способной быстро и полностью сгорать, необходимо, чтобы топливо было распылено на возможно более мелкие частицы. Для этого топливо впрыскивается форсункой под давлением, в несколько раз превышающим давление воздуха при такте сжатия в камере сгорания.
Форма камеры сгорания:
1—фигурная выемка в поршне, 2 — форсунка,
3 -поршень

Форма камеры сгорания значительно влияет на качество процесса смесеобразования, а значит и на мощность и шумность работы двигателя. Камеры сгорания дизельных двигателей разделяются на два основных типа:
разделенные.
неразделенные и
За счет углубления в днище поршня создается вихревое движение воздуха.

Чтобы топливо полностью сгорало, оно должно впрыскиваться в цилиндр 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 впрыска топлива.
Угол, на который кривошип коленчатого вала не доходит до в.м.т. в момент начала подачи топлива из топливного насоса, называют углом опережения начала подачи топлива.
Мелкораспыленное топливо впрыскивается из фор-сунки через несколько отверстий, направленных в определенные места углубления. Горючая смесь вос-пламеняется за счет высокой температуры.

Особенностью дизеля является то, что в цилиндр фактически поступает одно и тс же количество воздуха независимо от на­грузки. При малой нагрузке в цилиндре образуется избыток воздуха и топливо сго­рает полностью. При увеличении нагрузки возрастает подача топлива и ухудшается его сгорание.
На характер работы двигателя влияет период задержки воспламенения. Он зави­сит как от свойств самого топлива, так и от температуры в камере сгорания и угла опе­режения впрыскивания.
Слишком большой угол опережения впрыскивания ведет к увеличению периода задержки воспламенения и «жесткой» ра­боте двигателя, так как в этом случае нача­ло впрыскивания происходит при сравни­тельно низких температурах в цилиндре. Малый угол опережения способствует сго­ранию топлива в такте расширения, что ухудшает температурный режим двигате­ля, вызывая его перегрев. Для неработаю­щего двигателя КамАЗ угол опережения впрыскивания равен 18 °С до в. м. т. На работающем двигателе с увеличением час­тоты вращения коленчатого вала повыша­ются давление и температура в конце такта сжатия, поэтому условия смесеобразова­ния и сгорания изменяются. Продолжительность процесса сгорания возрастает и в этом случае целесообразно увеличить угол опережения впрыскивания. Увеличение уг­ла осуществляется автоматически муфтой опережения впрыскивания, которая воз­действует на топливный насос высокого давления при достижении определенной частоты вращения коленчатого вала.

Под смесеобразованием в бензиновых двигателях подразумевают комплекс взаимосвязанных процессов, сопровождающих дозирование топлива и воздуха, распыливание и испарение топлива и перемешивание его с воздухом. Качественное смесеобразование является необходимым условием получения высоких мощностных, экономических и экологических показателей двигателя.
Протекание процессов смесеобразования в значительной степени зависит от физико-химических свойств топлива и способа его подачи. В двигателях с внешним смесеобразованием процесс смесеобразования начинается в карбюраторе (форсунке, смесителе), продолжается во впускном коллекторе и заканчивается в цилиндре.
После выхода струи топлива из распылителя карбюратора или форсунки начинается распад струи под воздействием сил аэродинамического сопротивления (вследствие разности скоростей движения воздуха и топлива). Мелкость и однородность распыливания зависят от скорости воздуха в диффузоре, вязкости и поверхностного натяжения топлива. При пуске карбюраторного двигателя при его относительно низкой температуре распыливания топлива практически нет, и в цилиндры поступает до 90 и более процентов топлива в жидком состоянии. Вследствие этого для обеспечения надежного пуска необходимо существенно увеличивать цикловую подачу топлива (доводить α до значений ≈ 0,1-0,2).

Процесс распыливания жидкой фазы топлива протекает также в проходном сечении впускного клапана, а при не полностью открытой дроссельной заслонке – в образуемой ею щели.
Часть капель топлива, увлекаемая потоком воздуха и паров топлива, продолжает испаряться, а часть – оседает в виде пленки на стенках смесительной камеры, впускного коллектора и канала в головке блока. Под действием касательного усилия от взаимодействия с потоком воздуха пленка движется в сторону цилиндра. Так как скорости движения топливовоздушной смеси и капель топлива отличаются незначительно (на 2–6 м/c), то интенсивность испарения капель низка. Испарение с поверхности пленки протекает более интенсивно.
Процесс распыливания жидкой фазы топлива протекает также в проходном сечении впускного клапана, а при не полностью открытой дроссельной заслонке – в образуемой ею щели.
Часть капель топлива, увлекаемая потоком воздуха и паров топлива, продолжает испаряться, а часть – оседает в виде пленки на стенках смесительной камеры, впускного коллектора и канала в головке блока. Под действием касательного усилия от взаимодействия с потоком воздуха пленка движется в сторону цилиндра. Так как скорости движения топливовоздушной смеси и капель топлива отличаются незначительно (на 2–6 м/c), то интенсивность испарения капель низка. Испарение с поверхности пленки протекает более интенсивно.

Схема работы системы питания.

2.14. Узлы системы питания. Воздухоочиститель служит для очистки воздуха от пыли.
Различают трехступенчатую (инерционный очиститель+контактная с масляной ванной+контактная с фильтрующими элементами).
и двухступенчатые комбинированные воздухоочистители ( инерционные+фильтр патрон).

Турбокомпрессор (ТКР) используют для нагнетания воздуха под давлением в цилиндры.
1-средний корпус; 2-втулка; 3-корпус компрессора; 4-вал; 5 и 9-колеса компрессора и турбины; 6-канал подвода масла; 7- корпус турбины; 8-вставка турбины

Фильтр грубой очистки топлива очищает топливо от крупных металлических примесей
Топливный бак необходим для хранения запаса топлива.
Фильтр тонкой очистки топлива очищает топливо от мельчайших механических частиц.

Подкачивающий насос поршневого типа установлен на топливном насосе высокого давления и обеспечивает необходимую подачу топлива в его подводящий канал

Служит для подачи топлива в камеру сгорания в мелкорас-пыленном состоянии под вы-соким давлением.
Давление впрыска регулируется винтом 8 которое прижима-ет через пружину и штангу 11, иглу распылителя к коничес-кому седлу.

Давление впрыска регулируется винтом 8 которое прижимает через пружину 9 и штангу 11, иглу распылителя к коническому седлу 12.

В систему питания двигателей также входят впускные и выпускные трубопроводы и глушители шума.
Глушитель обеспечивает снижение шума при выходе отработавших газов в атмосферу.

2.15.Топливоподающая аппаратура дизелей.
Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для пода­чи в цилиндры двигателя точно отмеренных порций топлива в оп­ределенный момент и под высоким давлением. ТНВД состоят из секций, число которых соот­ветствует числу цилиндров.
Топливные насосы бывают рядного (4УТНМ) и распределитель-ного (НД-21/4(6) типа.

Насосная секция включает в себя плунжерную пару, пружи-ну 3,толкатель,кулачок вала топливного насоса 8 и нагнета-тельный клапан 14 с седлом 13.
Плунжерная пара состоит из втулки 12 и перемещающего внутри нее плунжера 9. В утол-щенной части втулки имеется два противоположных боковых отверстия. Верхнее отверстие Е служит для заполнения надплун-жерного пространства топли-вом, а нижнее перепускное- для перепуска топлива.

ТНВД 4УТНМ двигателя Д-240

Схема работы секции.
Под действием толкателя и пружины плунжер совершает возвратно- поступательное движение, чем обеспечивается подача топлива под высоким давлением.
Подача топлива за один нагнетательный ход плунжера называют цикловой подачей.

Нагнетательный клапан обеспечивает четкое окончание подачи топлива в цилиндр.

Топливные каналы в корпусе насоса.
Порции топлива, подаваемые всеми секциями насоса, меняют передвижением зубчатой рейки насоса.

Кулачковый вал топливного насоса приво-дится в действие с помощью шлицевой втулки, которая связана шпонкой с кулач-ковым валом и соединяется с шестерней посредством шлицевой шайбы и двух бол-тов.Шайба устанавливается относительно втулки в определенном положении благо-даря пропущенному шлицу.
Шестерня свободно посажена на ступице установочного фланца.

Топливной насос распределительного типа(НД-21/4).
Здесь плунжерная пара подает топливо в несколько цилиндров. Плунжерная пара совершает воз-вратно-поступательное движение и вращается вокруг своей оси, рас-пределяя топливо поочередно в цилиндры двигателя.

Всережимный регулятор.
Для качественного выполнения многих сельскохозяй-ственных работ необходимы постоянная поступательная скорость движения машинно-тракторного агрегата (МТА) и неизменная частота вращения ВОМ, т.е постоянная частота вращения коленчатого вала.
Всережимный регулятор обеспечивает установленную водителем частоту вращения коленчатого вала на любом скоростном режиме работы двигателя.

Регулятор имеет четыре груза соединенные осями со ступицей, которая свободно сидит на кулачковом валу топливного насоса.По хвостовику кулачкового вала свободно передвигается муфта регулятора с упорным шариковым подшипником.

При пуске двигателя грузы ре-гулятора под действием цен-тробежной силы расходятся и выступами перемещают муф-ту, а вместе с ней промежу-точный рычаг и рейку назад уменьшая подачу топлива

Регулятор РВ дизеля А-41.

Регулятор распределительного насоса НД-22/6Б4.

Система питания карбюраторного двигателя.

Система питания с впрыском топлива.

В карбюраторном дви-гателе горючая смесь готовится в специаль-ном устройстве- карбю-раторе, а процесс его приготовления называ-ется карбюрацией. Что-бы топливо в цилиндрах сгорало полностью с большой скоростью, вы-деляя при этом большое количество теплоты, топливо раздробляется на мелкие капельки, интенсивно перемеши-вается с воздухом и испаряется
Работа простейшего карбюратора.

Контрольные вопросы.
1.Для чего служит система питания? 2.Назовите виды систем питания и их отличительные особенности. 3.Каким числом характеризуется свойства бензина и дизельного топлива? 4.По схеме назовите назначение узлов системы питания дизельного ДВС. 5.По схеме назовите назначение узлов системы питания бензиновых ДВС. 6.Расскажите принцип работы подкачивающего насоса. 7.Расскажите принцип работы ТНВД. 8.Назначение и принцип работы всережимного регулятора. 9.Принцип работы простейшего карбюратора. 10.По анимации объясните работу карбюратора.