            
Реферат
На тему: Система питания дизельных и карбюраторных
двигателей.
Выполнил
Проверил
Оглавление:
1 Введение……………………………………………….. стр 3-4 Система питания дизельных двигателей.
2 Топливо для дизельных двигателей………...………... стр 5
3 Смесеобразование в дизелях………………...………... стр 6-7
4 Система питания дизеля……………………………..... стр 8-10
5 Топливные насосы высокого давления……………..... стр 11-13
6 Форсунки…………………………………………..…... стр 13-15
Система питания карбюраторных двигателей.
7 Топливо для карбюраторных двигателей……..……... стр 15-16
8 Система питания карбюраторного двигателя..……… стр 16
9 Смесеобразование. Влияние качества и состава горючей смеси на работу двигателя……...………………………........ стр 17
10 Карбюратор К-22Г автомобилей ГАЗ-51 и ГАЗ-63А. стр 17-18
11 Подача топлива и воздуха в карбюратор и горючей смеси в двигатель………………………………………………………. стр18
12 Топливопроводы, топливный насос, топливный фильтр, воздухоочиститель, впускные и выпускные трубопроводы, глуши-тель…………………………………………………………… стр 18-20
13 Заключение…..………………………………………... стр 21
15 Литературы…..………………………………………... стр 22
Введение.
Автомобили и тракторы, являясь базовыми машинами для большин-ства строительных и дорожных машин (бульдозеров, кранов, погрузчиков и т. д.), широко используются для массовых перевозок сыпучих и вязких грузов, разнообразных строительных материалов, изделий и конструкций. Транспортные работы влияют на эффективность строительства. Стои-мость транспортных работ составляет 12—20% от общей стоимости стро-ительства.
Начало развития двигателей внутреннего сгорания относится к 60-м годам XIX в. В 1860 г. Появился газовый двигатель Ленуара, в 1870 г.— четырехтактный газовый двигатель Отто. В России первый бензиновый двигатель был создан в Петербурге в 1879 г. капитаном русского флота И. С. Костовичем. В 1897 г. в Германий по проекту инженера Р. Дизеля был построен двигатель с воспламенением топлива от сжатого до высокой температуры воздуха. В 1901 г. в России по проекту талантливого инже-нера Г. В. Тринклера был построен первый в мире бескомпрессорный двигатель с воспламенением от сжатия. В 1910 г. по проекту русского изобретателя Я. В. Мамина был построен бескомпрессорный двигатель с воспламенением от сжатия для колесного трактора.
После Великой Октябрьской социалистической революции в нашей стране стало быстро расти производство двигателей внутреннего сгорания для различных отраслей народного хозяйства, в том числе и для строи-тельных машин. В развитии и совершенствовании двигателей внутреннего сгорания большую роль сыграли русские ученые В. И. Гриневецкий,» Е. К. Мазинг, Н. Р. Бриллинг, А. С. Орлин, В. Н. Болтинский и др.
В настоящее время на моторных и автотракторных заводах уже не выпускаются карбюраторные (ЗИЛ-130, ГАЗ-53 и др.) и дизельные (ЯМЗ-236, ЯМЗ-238, ЯМЗ-740, СМД-14, В-30, Д-108, А-03, Д-130, Д-180 и др.) двигатели для автомобилей, тракторов, строительных и дорожных машин.
Начало развития советского автомобилестроения относится к 1924 г., когда Московский завод АМО выпустил первые грузовые автомобили АМО-Ф-15. В 1925 г. Ярославский автомобильный завод стал выпускать трехтонные грузовые автомобили. В 1932—1933 гг. автомобильные заводы в Москве и Горьком начали выпускать грузовые автомобили ЗИС-5 и ГАЗ-АА. В 1937 г. Советский Союз вышел на второе место в мире и первое в Европе по выпуску грузовых автомобилей.
В годы Великой Отечественной войны был построен Миасский авто-мобильный завод, выпускавший грузовые автомобили. После окончания войны построены автозаводы в Минске, Ульяновске, Кутаиси, Одессе, Мытищах, Львове, Павлове, Жодине, Кременчугег Запорожье, Могилеве и других городах и реконструированы Московский, Горьковский автомо-бильные заводы и Ярославский моторостроительный завод.
В 1946—1948 гг. автомобильная промышленность перешла к выпуску автомобилей новых конструкций. Московский автозавод им. И. А. Лиха-чева в 1948 г. приступил к выпуску автомобилей ЗИС-150 и ЗИС-151, а с 1961 г.—грузовых автомобилей ЗИЛ-130 и ЗИЛ-131. Горьковский автоза-вод в 1946 г. начал выпуск грузовых автомобилей ГАЗ-51, в 1948 г.— грузовых автомобилей ГАЗ-63. С 1964 г. завод стал выпускать вместо автомобиля ГАЗ-63 автомобиль ГАЗ-66 и с 1965 г.—вместо автомобиля ГАЗ-51 автомобиль ГАЗ-53. Минский автозавод в 1947 г. приступил к вы-пуску грузовых автомобилей МАЗ и самосвалов повышенной проходимо-сти, а с 1977 г. — к производству автомобилей нового семейства МАЗ-5335. Кутаисский и Кременчугский автозаводы выпускают самосвалы и тягачи (КрАЗ-256Б1, КрАЗ-258Б1 и др.). Белорусский автозавод с 1965 г. выпускает мощные высокопроизводительные автомобили-самосвалы БелАЗ-540А. Камский автомобильный завод выпускает транспортные ав-томобили КамАЗ-5320, самосвалы К.амАЗ-5511 и тягачи КамАЗ-5410.
Массовый выпуск тракторов начался в годы первой пятилетки на двух тракторных заводах — Волгоградском имени Ф. Э. Дзержинского в 1930 г. и Харьковском в 1932 г., рассчитанных на ежегодный выпуск 50 тыс. колесных тракторов. С 1937 г. эти заводы перешли на выпуск гусе-ничных тракторов СХТЗ-НАТИ. В 1933 г. был пущен Челябинский трак-торный завод, предназначенный для выпуска гусеничных дизельных тракторов.
В годы Великой Отечественной войны были созданы Алтайский, Ли-пецкий и Владимирский тракторные заводы и восстановлены Волгоград-ский имени Ф. Э. Дзержинского и Харьковский. После окончания войны построены новые тракторные заводы — Минский, Онежский и Харьков-ский тракторосборочный и др. В послевоенные годы тракторная промыш-ленность полностью перешла на выпуск дизельных тракторов. В 1962 г. Советский Союз вышел на первое место в мире по выпуску тракторов.
В настоящее время тракторная и машиностроительная промышлен-ность выпускает тракторы и автомобили различных типов; обладающие высокими тяговыми, экономическими, эксплуатационными качествами, работающие на повышенных скоростях в тяжелых дорожных условиях. При создании новых моделей тракторов большое внимание уделяется повышению их надежности, унификации основных деталей и узлов, сокращению трудоемкости технического обслуживания, что позволяет резко повысить эффективность использования транспортных средств в народном хозяйстве страны.
СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Топливо для дизельных двигателей.
В дизельных двигателях применяют дизельное топливо, являющееся продуктом переработки нефти. Топливо, используемое в дизельных двига-телях, должно обладать следующими основными качествами: оптималь-ной вязкостью, низкой температурой застывания, высокой склонностью к воспламенению, высокой термоокислительной стабильностью, высокими антикоррозионными свойствами, отсутствием механических примесей и воды, хорошей стабильностью при хранении и транспортировке.
Вязкость дизельного топлива влияет на процессы топливоподачи и распыливания. При недостаточной вязкости топлива увеличивается утечка его через зазоры в распылителях форсунки и в прецизионных парах топли-вного насоса, а при высокой ухудшаются процессы топливоподачи, рас-пыливания и смесеобразования в двигателе. Вязкость топлива зависит от температуры. Температура застывания топлива влияет на процесс подачи топлива из топливного бака в цилиндры двигателя. Поэтому топливо дол-жно иметь низкую температуру застывания.
Склонность топлива к воспламенению влияет на протекание процесса сгорания. Дизельные топлива, обладающие высокой склонностью к вос-пламенению, обеспечивают плавное протекание процесса сгорания, без резкого повышения давления. Воспламеняемость топлива оценивают це-тановым числом (ЦЧ), которое численно равно процентному содержанию по объему цетана в смеси цетана и альфаметилнафталина, равноценной по воспламеняемости данному топливу. Для дизельных топлив ЦЧ=40÷60.
Термоокислительная стабильность дизельного топлива характеризует его стойкость против смоло- и нагарообразования. Повышенное нагаро- и смолообразование вызывает ухудшение отвода теплоты от стенок камеры сгорания и нарушение подачи топлива через форсунки в. двигатель, что приводит к снижению мощности и экономичности двигателя.
Дизельное топливо не должно содержать коррозирующих веществ, так как присутствие их приводит к коррозии деталей топливоподающей аппаратуры и двигателя. Дизельное топливо не должно содержать механи-ческих примесей и воды. Присутствие механических примесей вызывает засорение фильтров, топливопроводов, форсунок, каналов топливного на-соса и увеличивает, износ деталей топливной аппаратуры и двигателя. Стабильность дизельного топлива характеризует его способность сохра-нять свои начальные физические и химические свойства при хранении
и транспортировке.
Для автотракторных дизелей применяют выпускаемые промышлен-ностью топлива: ДЛ— дизельное летнее (при температуре выше 0°С), ДЗ —дизельное зимнее (ори температуре до —30°С); ДА —дизельное арк-тическое (при температуре ниже —30° С) (ГОСТ 4749—73).
Смесеобразование в дизелях.
Процесс приготовления горючей смеси внутри цилиндра двигателя называют смесеобразованием. Процесс смесеобразования в дизеле состоит в распыливании впрыскиваемого жидкого топлива форсункой на мельчай-шие капли и в равномерном распределении их в объеме сжатого воздуха в камере сгорания. Смесеобразование в дизеле осуществляется в конце про-цесса сжатия и в начале процесса расширения и протекает за очень корот-кий промежуток времени, соответствующий 30—40° поворота коленчато-го вала. В результате кратковременности процесса смесеобразования и низкой испаряемости дизельного топлива горючая смесь получается неод-нородной, что вызывает необходимость увеличения избытка воздуха для обеспечения полного сгорания топлива. Поэтому дизели работают с коэф-фициентом избытка воздуха, большем единицы (а= 1,2÷1,8). Высокое зна-чение коэффициента избытка воздуха способствует уменьшению среднего эффективного давления. Чтобы уменьшить коэффициент избытка воздуха при обеспечении полного и своевременного сгорания топлива, следует улучшать качество смесеобразования.
Для улучшения смесеобразования необходимо повышать тонкость, однородность и равномерность распыливания топлива. Гонкость и одно-родность распыливания характеризуется диаметром и числом капель, по-лучающихся при распаде струи топлива. Тонкость и однородность распы-ливания улучшаются с повышением давления впрыска и противодавления в цилиндре, с уменьшением диаметра соплового отверстия форсунки и вязкости топлива.
Равномерное распределение капель в камере сгорания зависит от дальнобойности факела распыленного топлива. Дальнобойность (глубина проникновения частиц топлива в среду сжатого воздуха) факела увеличи-вается при повышении давления впрыска и при уменьшении противодав-ления в цилиндре. На равномерное распределение капель топлива в объё-ме сжатого воздуха, а следовательно, и на качество смесеобразования зна-чительное влияние оказывает конструкция камеры сгорания.
В автотракторных дизелях применяют два типа камер сгорания: не-разделенные и разделенные. Неразделенные камеры сгорания (рис. 1, а) представляют собой единый объем, заключенный между днищем поршня и поверхностью головки, в котором происходит процесс смесеобразования и сгорания топлива, впрыснутого через форсунку. Тонкость распыливания и необходимая дальнобойность факела обеспечиваются большим давлени-ем впрыска, равным 20—60 МПа, и малым диаметром сопловых отвер-стий форсунки. Равномерное распределение частиц топлива в объеме сжа-того воздуха достигают применением многодырчатых форсунок.
Дизели с неразделенными камерами характеризуются высокой эконо-мичностью и хорошими пусковыми качествами, но обладают повышенной жесткостью (резкое нарастание давления в процессе сгорания) работы и высокими требованиями к изготовлению и эксплуатации топливной аппаратуры.
Разделенные камеры сгорания состоят из двух объемов, которые сое-динены между собой одним или несколькими каналами. Разделённые ка-
Рис. 1. Формы камер сгорания
меры бывают двух типов: вихревые камеры и предкамеры. Вихревая ка-мера (рис. 1, б) состоит из основной 3 и вихревой 1 камер, соединенных между собой каналом 2, «который расположен под углом к днищу поршня и тангенциально по отношению к вихревой, камере. Вихревая камера об-ычно имеет шаровую форму и располагается в головке цилиндра. Объем вихревой камеры составляет 60—80% от всего объема камеры сгорания.
Процесс смесеобразования и сгорания в дизелях с вихревой камерой осуществляется следующим образом. В процессе сжатия воздух из полос-ти цилиндра поступает по тангенциальному каналу в вихревую камеру, где приобретает интенсивное вращательное движение. Благодаря этому топливо, впрыскиваемое форсункой, хорошо перемешивается с воздухом и самовоспламеняется. При сгорании топлива в вихревой камере давление в ней резко повышается и смесь несгоревшего топлива с продуктами сго-рания перетекает через тангенциальный канал в основную камеру, где смешивается с еще неиспользованным воздухом, и полностью сгорает. Достоинство вихрекамерных дизелей: хорошее смесеобразование, воз-можность работы с пониженным коэффициентом избытка воздуха при бездымном сгорании, мягкая работа, возможность применения однодыр-чатых форсунок со сравнительно малым давлением впрыска топлива (10—15 МПа). К недостаткам дизелей с вихревой камерой относятся меньшая экономичность по сравнению с дизелями с неразделенным камерами и затруднительный пуск.
В предкамерных дизелях камера сгорания состоит из основной каме-ры 3 и предкамеры 2 (рис. 1, в), соединенных между собой одним или нес-колькими каналами. Объем предкамеры составляет , 25-40% объема всей камеры сгорания. Процесс смесеобразования сгорания в предкамерных дизелях происходит следующим образом. В процессе сжатия часть возду-ха из полости цилиндра перетекает в предкамеру с большой скоростью. Топливо, впрыскиваемое в предкамеру форсункой 1, перемешивается с движущимися с большой скоростью в ней воздухом и частично сгорает при малом коэффициенте избытка воздуха. При сгорании топлива давле-ние в предкамере резко повышается и смесь несгоревшего топлива с про-дуктами сгорания перетекает в основную камеру, где смешивается с еще неиспользованным воздухом и полностью сгорает.
Предкамерные дизели обладают теми же достоинствами и недостатками, что и вихрекамерные дизели.
Система питания дизеля
Система питания предназначена: для подачи под давлением в каждый цилиндр одинаковой, точно отмеренной порции топлива, соответствую-щей режиму работы дизеля; для очистки подаваемого топлива от механи-
Рис. 2. Схема системы питания дизеля
ческих примесей и воды; для подачи и очистки воздуха и для отвода из цилиндров отработавших газов.
Система питания дизеля (рис. 2) состоит из топливного бака 11, фильтров грубой 15 и тонкой 5 очистки топлива, топливоподкачивающего насоса 12, насоса высокого давления с регулятором 17, форсунок 3, возду-хоочистителя 16, топливопровода высокого давления 6, трубок слива топ-лива 4 из форсунок, предпускового подогревателя 1 и топливопроводов низкого давления 2, 9, 10, 13 и 14.
Топливо из бака 11 по топливопроводу 14 засасывается топливопод-качивающим насосом 12 в фильтр грубой очистки 15, где обчищается от крупных механических примесей. Очищенное топливо подается топливо-подкачивающим насосом 12 под давлением по топливопроводу 13 к филь-тру 5 тонкой очистки. В фильтре 8 топливо очищается от оставшихся при-месей и по топливопроводу 9 поступает в насос 17 высокого давления. Из насоса 17 топливо под большим давлением подается по топливопроводу высокого давления 6 к форсункам 3, из которых в распыленном виде впрыскивается в камеры 5 сгорания. Излишки топлива, поданного в насос отводятся из него через перепускной клапан 7 по топливопроводу 10 об-ратно в насос 12. Топливо, которое просачивается через зазоры сопряга-емых деталей форсунок, по трубкам 4 отводится в фильтр 8.
Топливные баки служат для хранения на автомобиле или тракторе ди-зельного топлива и обладают емкостью, обеспечивающее работу дизеля с нагрузкой в течение 10—12 ч.
Топливные фильтры предназначены для очистки топлива от механи-ческих примесей и воды. Топливо очищается в фильтрах грубой и тонкой очистки.
Фильтр грубой очистки очищает от крупных частиц (40—80 мкм) механических примесей. Он включается в систему между баком и топли-воподкачивающим насосом. Фильтр грубой очистки (рис. 3) состоит из корпуса 4, крышки 1, фильтрующего элемента 3 и крана 6 для слива от-стоя. Фильтрующий элемент состоит из сетчатого металлического карка-са с навитым на него ворсистым хлопчатобумажным шнуром. Правиль-ность установки фильтрующего элемента обеспечивается розеткой 5. Между корпусом 4 и крышкой 1 установлена прокладка 2.
Топливо, поступающее в корпус фильтра, проходит между витками хлопчатобумажного шнура, оставляя на его ворсинках механические при-меси. Очищенное топливо поступает во внутреннюю полость фильтрую-щего элемента и далее в отводящий топливопровод.
Фильтры тонкой очистки обеспечивают очистку топлива от механи- ческих частиц небольшого размера (4—6 мкм). Их включают в систему питания между топливоподкачивающим насосом и насосом высокого дав-ления. Фильтрующие элементы фильтров тонкой очистки устанавливае-мых на автотракторных дизелях, изготовляют из хлопчатобумажной нити или минеральной шерсти.
Рис. 3. Фильтр грубой очистки топлива
Топливоподкачивающие насосы предназначены для непрерывной по-дачи топлива из бака в насос высокого давления под постоянным избыточ-ным давлением (ОД—0,3 МПа). Топливоподкачивающие насосы, приме-няемые на дизелях, по конструкции делят на поршневые, шестеренчатые и
коловратные. В автотракторных дизелях широко применяют поршневые насосы, которые устанавливают на корпус топливного насоса высокого давления и приводят в действие от его кулачкового вала.
Рис. 4. Топливоподкачивающий насос:
а, б – разрезы; в, г, -схемы действия.
Топливоподкачивающий насос (рис. 4, а, б) состоит из корпуса 13, поршня 20 с пружиной 21, роликового толкателя 17 со штоком 16 и пру-жиной 15, всасывающего 12 и нагнетательного 2 клапанов с пружинами 3 и пробок 4 и 22. Нагнетательный клапан 2 центрируется в пробке 4. Над всасывающим клапаном расположен насос для ручной прокачки топлива, имеющий отверстие для центрирвания всасывающего клапана.
Насос ручной прокачки топлива служит для заполнения топливом системы питания при пуске дизеля. Он состоит из цилиндра с крышкой 6. В цилиндре движется поршень 8 со штоком 5 и рукояткой 7. На дне ци-линдра имеется уплотнительное кольцо 10, которое зажимается при на-винчивании рукоятки штока на крышку цилиндра. Топливо в насос подво-дится по каналу 11, а отводится по топливопроводу 1.
|
