1.7. Система питания дизельного двигателя

Система питания дизеля обеспечивает подачу очищенного дизельного топлива к цилиндрам, сжимает его до высокого давления, подаёт его в мелко распыленном виде в камеру сгорания и смешивает с горячим от сжатия в цилиндрах воздухом так, чтобы оно самовоспламенилось.

Дизельное топливо отличается от бензина более высокой плотностью, смазывающей способностью и более низкой теплотворной способностью.

Существует два варианта смесеобразования в дизелях, обусловленных формой камеры сгорания. В первом варианте топливо впрыскивается в предкамеру, а во втором варианте впрыск топлива осуществляется непосредственно в камеру сгорания, выполненную в поршне.

Основными элементами топливоподающей системы являются: топливоподкачивающий насос низкого давления, фильтры грубой и тонкой очистки, топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунка, трубопроводы низкого и высокого давления.

Наиболее важными элементами топливоподающей системы являются ТНВД и форсунка. ТНВД служит для непосредственного впрыска топлива в цилиндр двигателя и должен обеспечить:

- точное дозирование цикловой подачи топлива в соответствии с нагрузкой;

- создание необходимого давления впрыска для качественного распыливания топлива;

- подачу дозы топлива за определённый небольшой промежуток времени и в определённой фазе рабочего процесса;

- получение оптимального закона впрыска для заданных условий распыливания и сгорания топлива;

- возможность регулирования начала подачи топлива в функции от числа оборотов;

- одинаковые условия впрыска для всех цилиндров как в отношении количества подаваемого топлива, так и фаз распределения.

Топливоподающие системы делятся на системы:

- непосредственного впрыскивания;

- с аккумуляторным впрыском;

- ступенчатого впрыска и др.

По роду привода ТНВД выполняются с приводом:

- механическим кулачным от распределительного вала или от топливного вала;

- газовым от газового толкателя;

- пружинным;

- электронным.

По способу регулирования количества подаваемого топлива:

- клапанов;

- плунжера-золотника;

- переменного хода плунжера;

- дозировки наполнения и др.

ТНВД по конструктивному исполнению бывают столбикового типа и блочные. В автомобилестроении в большинстве используются ТНВД блочного типа. ТНДВ блочного типа представляет собой устройство с вращающимся кулачковым валом, имеющим один выступ, который воздействует на плунжерные пары, расположенные внутри корпуса, число которых соответствует числу цилиндров двигателя. Механические устройства (в последнее время электронные), встроенные в насос, регулируют момент впрыска, поворачивая вперёди назад кулачковый вал, и подачу топлива, с помощью отсечных клапанов, сбрасывающих давление, когда впрыснуто достаточное количество топлива.

Плунжерная пара представляет собой поршень (плунжер) и цилиндр (втулка) небольшого размера. Во втулке на разном уровне просверлены два отверстия. Через впускное топливо поступает, а через выпускное топливо отводится. Плунжерные пары располагаются в корпусе ТНВД, в котором имеются каналы для подвода и отвода топлива. Каждый плунжер на боковой поверхности имеет спиральную канавку – отсечную кромку. В нижней части корпуса ТНВД установлен кулачковый вал, который приводится от коленчатого вала двигателя. При движении плунжера вверх он сначала закрывает выпускное отверстие во втулке, а затем впускное.

Под давлением топлива открывается нагнетательный клапан и топливо поступает через трубопроводы высокого давления к соответствующим форсункам. Форсунки обеспечивают подачу топлива в цилиндр дизеля, распыливание и распределение топлива по камере сгорания.

Внутри форсунки расположена игла, которая сверху поджимается пружиной и закрывает топливу проход к отверстиям распылителя. Под действием давления топлива игла приподнимается, сжимая пружину, и топливо начинает поступать через распылитель в камеру сгорания. Процесс поступления топлива прекращается в момент, когда канавка отсечной кромки плунжера совпадёт с выпускным отверстием во втулке. В этот момент происходит резкое падение давления топлива, и игла форсунки закрывает распылитель, не допуская подтекания топлива.

В двигателях большегрузных автомобилей устанавливают насос-форсунки, которые объединяют в одном агрегате насосную секцию и форсунку. Она устанавливается в головке цилиндров, и приводиться в действие от кулачка распределительного вала, при это отпадает необходимость в нагнетательном трубопроводе. В настоящее время растёт интерес к насосам-форсункам как средству улучшения экономичности дизелей, благодаря созданию высокого давления впрыскивания, достигающего 200 МПа.