Смесеобразование в дизелях

Процесс смесеобразования происходит в течение короткого промежутка времени внутри цилиндра, когда поршень находится вблизи ВМТ. К началу подачи топлива — в конце такта сжатия давление в цилиндре

составляет примерно 3,5—4,5 МПа, а температура — 800—900 К. Смесеобразование представляет собой процесс испарения мелко распыленного топлива и перемешивание его паров с воздухом. Каждая частица топлива должна войти в соприкосновение с воздухом как можно скорее, чтобы выделение теплоты произошло в начале хода расширения. Для улучшения смесеобразования и повышения однородности смеси коэффициент избытка воздуха составляет от 1,4 до 1,7. Равномерное распределение топлива по объему

камеры сгорания осуществляется за счет кинематических энергий распыленного топлива и движущегося воздуха, определяемых формой камеры сгорания и скоростью движения поршня. В современных дизелях находит применение объемное, объемно-пленочное, пленочное, вихрекамерное и предкамерное смесеобразование. Способ смесеобразования обусловлен формой камеры сгорания, которая в сочетании с топливоподаюшей аппаратурой определяет условия процессов смесеобразования и сгорания. Двигатель с непосредственным впрыском топлива обеспечивает наиболее экономичный рабочий цикл и хорошие пусковые свойства двигателя.

Период задержки самовоспламенения топлива

Продолжительность периода задержки самовоспламенения топлива относительно момента начала впрыска топлива определяет характер протекания всего процесса сгорания. При длительном периоде задержки воспламенения в камере сгорания испаряется большое количество впрыснутого топлива, и в дальнейшем, вследствие вовлечения этого топлива в процесс сгорания, давление повышается и увеличивается «жесткость» работы дизеля. Поэтому стремятся уменьшить до определенного предела период задержки воспламенения топлива. В зависимости от условий протекания процесса сгорания продолжительность периода задержки воспламенения топлива составляет 0,0005—0,0002 с. На продолжительность периода задержки воспламенения топлива и на характер процесса сгорания влияют следующие факторы:

• физические и химические свойства топлива;

• температура и давление воздуха в период впрыска топлива;

• характер и интенсивность вихревого движения воздуха в камере

сгорания;

• работа топливоподающей аппаратуры;

• конструкция камеры сгорания;

• угол опережения начала впрыска топлива;

• нагрузка и частота вращения коленчатого вала.

Для наиболее эффективного протекания процесса сгорания необходимо, чтобы его продолжительность была как можно меньше, а давление в камере сгорания повышалось плавно. Очень резкое повышение давления приводит к «жесткой» работе двигателя.

Приборы системы питания дизеля

Фильтр грубой очистки топлива предназначен для очистки топлива от грубых механических примесей воды и работает как отстойник. Фильтр грубой очистки топлива двигателя ЯМЗ-236М (рис. 61, а) состоит из корпуса с крышкой и сменного фильтрующего элемента из хлопковой нити, намотанной на металлический трубчатый перфорированный каркас. Плотное соединение фильтрующего элемента с корпусом и крышкой достигается тем, что трехгранные кольцевые ребра крышки и днища корпуса вдавливаются в мягкие торцевые поверхности фильтра. Топливо по трубопроводу поступает в полость между стенками корпуса и фильтрующим элементом. Пройдя через фильтр, очищенное топливо поступает внутрь каркасной трубки и далее к топливоподкачивающему насосу. На внешней поверхности фильтрующего элемента и на днище корпуса

осаждаются механические примеси. Для удаления воздуха при замене фильтра в верхней части крышки имеется резьбовое отверстие, закрытое пробкой.

На двигателях КамАЗ-740.10 и ЗИЛ-645 фильтр грубой очистки состоит из корпуса, крышки, распылителя, отражателя, фильтрующей сетки и успокоителя. Топливо подается к распылителю и стекает по отражателю в корпус. Крупные механические примеси и вода осаждаются на дне корпуса, а топливо, прошедшее фильтрующую сетку, поступает по трубопроводу низкого давления к топливоподкачивающему насосу. Фильтр тонкой очистки топлива предназначен для очистки топлива от более мелких примесей. Фильтр двигателей ЯМЗ-236М (рис. 62, а) состоит из корпуса, крышки и фильтрующего элемента, представляющего собой перфорированный металлический трубчатый каркас, обмотанный тканью, на котором сформирована фильтрующая масса из древесной муки, пропитанной пульвербакелитом. Фильтрующий элемент прижат к крышке пружиной. Топливо, подаваемое топливоподкачивающим насосом, заполняет

полость корпуса и проходит через фильтрующий элемент, далее поднимается вдоль стержня крепления и поступает к насосу высокого давления. В крышке ввернут штуцер с калиброванным отверстием, через которое топливо сливается в бак. На двигателях КамАЗ-740.10 и ЗИЛ-645 фильтр тонкой очистки топлива (рис. 62, б) состоит из крышки, двух корпусов со стержнями и фильтрующих элементов, прижатых к крышке пружинами. Фильтрующие элементы, изготовленные из специальной бумаги, работают параллельно.

Топливоподкачивающий насос. В системах топливоподачи дизелей применяют поршневые насосы, которые служат для подачи топлива через фильтры к топливному насосу высокого давления (ТНВД).

Топливоподкачивающий насос крепится к корпусу ТНВД с приводом от эксцентрика его кулачкового вала и имеет ручной привод для заполнения топливом фильтров и удаления воздуха из топливной системы.

Топливоподкачивающий насос состоит из корпуса, в котором имеются топливные каналы, в средней части находится отверстие под поршень и роликовый толкатель; возвратных пружин поршня и толкателя; нагнетательного клапана; впускного клапана. Над впускным клапаном

ввернут цилиндр с поршнем и штоком ручного привода.

При работе двигателя эксцентрик набегает на ролик толкателя, который через шток передает усилие на поршень. Последний перемещается, сжимая возвратную пружину. В надпоршневом пространстве давление топлива повышается, впускной клапан закрывается, а нагнетательный открывается, и топливо по каналу перетекает в подпоршневое пространство. Когда эксцентрик сбегает с ролика толкателя, пружина поршня перемещает поршень в обратную сторону. В надпоршневом пространстве создается разрежение, открывается впускной клапан и топливо заполняет надпоршневое пространство. Одновременно в подпоршневом пространстве создается давление топлива, и оно поступает по трубопроводу к фильтру тонкой очистки.

Производительность топливоподкачиваюшего насоса выше, чем расход топлива при работе двигателя. При уменьшении расхода топлива двигателем давление в подпоршневои полости повышается, и усилия сжатой

пружины поршня недостаточно для преодоления давления топлива, ход поршня уменьшается, и, соответственно, снижается подача топлива насосом. Толкатель при этом свободно перемещается в обе стороны. По мере увеличения расхода топлива двигателем давление в подпоршневои полости уменьшается, активный ход поршня увеличивается и подача топлива насосом возрастает.