Загальні відомості про систему живлення дизельних двигунів

Дизельні двигуни – двигуни із самозайманням. Вони працюють на паливі, що має відносно низьку порівняно з бензином температуру самозаймання, підвищену в’язкість і мастильні властивості. Це дає змогу запалювати таке паливо високою температурою стиснутого в циліндрі повітря, не залучаючи сторонні джерела запалювання.

Система живлення дизельного двигуна окремо подає у циліндри повітря і паливо, а також відводить з них продукти згоряння у навколишнє середовище.

В залежності від функцій елементи системи живлення умовно поділяють на три групи:

– для подачі повітря;

– для подачі палива;

– для відведення з циліндрів відпрацьованих газів.

Загальну будову системи живлення наведено на прикладі двигуна Д-245 (рис. 1).

Рис. 1. Система живлення двигуна Д-245:

1 – паливний бак; 2, 4, 6, 8 і 9 – паливопроводи низького тиску; 3 – фільтр грубої очистки; 5 – паливний насос високого тиску; 7 – паливопровід високого тиску; 10 – фільтр тонкої очистки; 11, 12 – бачок і паливопровід електрофакельного підігрівника; 13 – електрофакельний підігрівник; 14 – впускпий колектор; 15 – зливний паливопровід; 16 – форсунка; 17 – головка циліндрів; 18 – глушник; 19, 20 – попередній та основний повітроочисники; 21 – турбокомпресор; 22 – фільтрувальні елементи; 23 – випускний колектор

Очищення й подачу повітря у циліндрі двигуна забезпечують попередній 19 та основний 20 повітроочисники, турбокомпресор, впускна труба і впускний колектор 14. У впускній трубі встановлено (не у всіх двигунах) заслінку, призначену для термінової зупинки двигуна в аварійній ситуації.

Очищають і подають паливо з бака 1 фільтри грубої 3 і тонкої 10 очистки, підкачувальний насос, насос високого тиску 5, форсунка 16, паливопроводи низького 2, 4, 6, 8 і 9 та високого 7 тиску.

Відводяться продукти згоряння через випускний колектор 23, газову турбіну 21 і глушник 18.

Паливо з витратного бака 1 надходить у фільтр грубої очистки 3. Очищене від грубих механічних домішок, воно відсмоктується підкачувальним насосом і нагнітається під тиском 0,2 МПа у фільтр тонкої очистки 10. Далі надходить у головку паливного насоса 5, а звідти – до насосних секцій. Оскільки до насоса паливо подається з надлишком (для запобігання підсмоктуванню повітря), частина його перепускається спеціальним клапаном і повертається паливопроводом 6 до підкачувального насоса.

Є двигуни (СМД-60, СМД-62), в яких паливо відводиться не до підкачувального насоса, а в бак. Це запобігає перегріванню палива, зменшенню циклової подачі і зниженню потужності двигуна.

Від насоса високого тиску паливо відповідно до порядку роботи циліндрів двигуна і в певних дозах подається паливопроводом до форсунок 16, які впорскують його під тиском у межах 16,5 МПа у камери згоряння. Паливо, що просочилось крізь зазори між деталями форсунок, відводиться у бак дренажними трубками 15.

Очищене повітря подається у циліндр під час такту впуску. При наступному такті воно стискується і нагрівається. Подача у це середовище струменя дрібнорозпиленого палива призводить до створення паливоповітряної суміші та її самозаймання.

Заданий водієм швидкісний режим роботи двигуна підтримується регулятором, який автоматично змінює подачу палива у циліндрі згідно із зміною навантаження.

Паливо розпилюється під дією процесів, що супроводжують його рух у соплових каналах розпилювача і сил аеродинамічного опору газового середовища, в яке відбувається впорскування.

Факел розпиленого палива характеризується далекобійністю шириною й кутом конуса. Розподіл крапель у факелі нерівномірний і структура його неоднорідна.

На структуру факела найбільше впливають: тиск впорскування, конструкція розпилювача, фізичні властивості палива й середовища в яке відбувається впорскування. Далекобійність факела визначається кінетичною енергією палива, яка залежить від його маси та швидкості витікання.

Одним із засобів підвищення літрової потужності двигунів є збільшення щільності заряду повітря або суміші, що називають наддувом.

Найефективнішим вважається газотурбінний наддув, оскільки відбувається не тільки за рахунок механічної роботи двигуна, а й завдяки частковій утилізації енергії відпрацьованих газів. У цьому випадку енергія газів перетворюється у механічну роботу, необхідну для стискання свіжого заряду в газовій турбіні. Внаслідок зростання маси повітряного заряду можна збільшити подачу палива, за рахунок чого підвищується потужність двигуна на 30 – 50 % й одночасно на 4 – 6 % його економічність.

Паливо впорскується у циліндри двигуна через форсунки під тиском, що у кілька разів перевищує тиск повітря у кінці такту стиску. При цьому швидкість струменя палива становить 150 – 400 м/с. Внаслідок тертя з повітрям струмінь розпилюється. На весь процес сумішоутворення у дизельних двигунах, в залежності від частоти обертання колінчастого валу, відводиться всього 0,005 – 0,001 с, тоді як у карбюраторних двигунах цей інтервал часу в 10 – 15 разів більший.

Для одержання суміші, здатної швидко і повністю згоряти потрібно, щоб паливо було добре розпилене і навколо його частинки було достатньо кисню для повного згоряння. Зважаючи на це, у циліндри дизельних двигунів вводиться більше повітря, ніж теоретично необхідно . Зниження коефіцієнта надлишку повітря і підвищення середнього ефективного тиску і літрової потужності досягають шляхом сумішоутворення. Для цього узгоджують форму камери згоряння з формою, розміром, кількістю і розміщенням паливних факелів, що випускаються форсункою; створюють у камері згоряння інтенсивні повітряні потоки, які сприяють змішуванню палива з повітрям; забезпечують тонкість й однорідність розпилювання палива та достатню далекобійність струменя.

Поиск по сайту: