Система питания дизельных двигателей воздухом

Атмосферный воздух поступает через заборный колпак, затем через трубу воздухозаборника поступает в воздушный фильтр, а от туда во впускной трубопровод дизеля.

Очищение воздуха начинается в заборном колпаке, где установлена сетка. Затем в фильтре, проходя инерционную решетку и резко изменяя направление своего движения, воздух освобождается сначала от крупных частиц пыли, которые под действием инерции и разрежения выбрасываются в атмосферу через эжектор. Более мелкие частицы задерживаются в картонном фильтрующем элементе.

Для увеличения мощности дизелей на некоторых из них применяют подачу воздуха в цилиндры при такте впуска под давлением (трубонаддув). При этом количество воздуха увеличивается, что позволяет сжигать большее количество топлива.

Чаще всего применяют газотурбинный наддув. Турбокомпрессор при этом использует энергию отработавших газов. Турбокомпрессор состоит из газовой турбины, приводимой в движение отработавшими газами, и центробежного насоса, имеющих общий вал. Центробежный насос лопастного типа засасывает воздух через воздушный фильтр. Сжимает его и под давлением подает во впускной трубопровод двигателя.

Чтобы давление наддува не превышало установленного значения, используют перепускной клапан, который перепускает часть отработавших газов мимо турбины. Иногда после компрессора воздух охлаждают с помощью холодильника.

Турбонаддув увеличивает мощность дизельных двигателей на 20…40 %. Но при этом увеличивается тепловая и механическая нагрузка на детали и узлы кривашипно-шатунного и газораспределительного механизмов.

По степени повышения давления наддув подразделяют на:

- низкий < 0,15 МПа;

- средний 0,15 < p < 0,2 МПа;

- высокий > 0,2 МПа.

Система питания газобаллонных автомобилей

Общие положения

В качестве топлива для автомобильных двигателей могут применяться сжатые природные (метан, 20МПа) и сжиженные нефтяные (этан, пропан, бутан, р = 1,6 МПа) газы, которые хранят в толстостенных баллонах.

Преимущества газовых топливных систем:

1. Более совершенное смесеобразование, чем на бензине.

2. Более высокие антидетонационные свойства, что позволяет повысить а) степень сжатия и б) экономичность двигателя.

3. Уменьшенное нагарообразование.

4. Исключение возможности конденсации паров топлива на стенках цилиндров.

5. Отсутствие смывания масляной пленки.

6. Отсутствие разжижения масла.

7. Увеличение срока службы и периодичности смены масла в 1,5…2 раза.

8. Низкая токсичность отработавших газов

Недостатки:

а) снижение скорости горения газовоздушной смеси;

б) меньшее выделение тепла при сгорании;

в) снижение мощности двигателя на 7…20 % по сравнению с карбюраторными при одной степени сжатия;

г) сложность устройства системы питания;

д) повышенные требования к взрыво- и пожаробезопасности;

е) потеря авто части грузоподъемности из-за большой массы газобаллонной установки.

Основные элементы установок для работы на сжатом газе: баллоны, подогреватель, редуктор высокого давления (РВД), фильтры, редуктор низкого давления (РНД), карбюратор-сместитель, трубопроводы, манометры, вентили, электромагнитный клапан.

Порядок работы данных установок: из баллонов через расходный вентиль (магистральный вентиль) газ под р = 20 МПа поступает в подогреватель, обогреваемый теплотой отработавших газов и предохраняющий систему от замерзания из-за понижения t ^оС газа при расширении в РВД. Оттуда газ поступает в РВД понижающий р = 1,2 МПа, а затем в э/м клапан с фильтром или фильтр, а потом в РНД, где давление газа падает почти до атмосферного. После этого газ поступает в карбюратор-сместитель, который дозирует газ для приготовления горючей смеси необходимого состава, а затем эта смесь поступает через впускной трубопровод в цилиндры.

Манометр высокого давления показывает р в баллонах, манометр низкого давления показывает р в редукторе низкого давления. Снижение р < 1,2 МПа в баллонах свидетельствует о том, что запас газа остался на пробег < 10 км.

Основные элементы установок для работы на сжиженном газе: баллон, испаритель, РНД, сместитель-карбюратор, фильтр, манометры, вентили.

Порядок работы данных установок: из баллона через расходные вентили для пара и жидкости газ поступает к магистральному вентилю, а от него по рукаву высокого давления в испаритель. Там сжиженный газ подогревается горячей охлаждающей жидкостью из системы охлаждения, испаряется и по рукаву в парообразном состоянии поступает в фильтр, оттуда по рукаву в газовый редуктор, где происходит двухступенчатое понижение давления почти до атмосферного. Далее газ из полости второй ступени редуктора происходит через дозирующее экономащерное устройство, откуда по трубопроводу в сместитель-карбюратор, а оттуда во впускной трубопровод и цилиндры.

Пуск и подогрев двигателя производят на паровой фазе газа, для чего открывают только паровый вентиль. После подогрева работа идет на жидкостной фазе, для чего открывают жидкостный вентиль. При кратковременных остановках отключают зажигание, при остановках t > 1…2 ч обязательно перекрывают магистральный вентиль.

Давление газа контролируют в первой полости редуктора, иногда еще и на магистральном вентиле.

Каждый двигатель, работающий на газе, имеет дополнительно обычную бензиновую систему питания в качестве резервной. Она служит для кратковременной работы двигателя при полном расходовании газа или неисправности в топливной аппаратуре.

Состав резервной системы питания: топливный бак с краном, топливный насос, фильтр-отстойник, однокамерный карбюратор, поставка на которую устанавливают карбюратор со сместителем-карбюратором, размещаемая на впускном трубопроводе. Порядок работы резервной системы питания такой же, как карбюраторных двигателей.

При работе на бензине двигатель газобаллонного автомобиля развивает 30…40% номинальной мощности.

Существуют двигатели, работающие на сжатом природном газе по газодизельному циклу. Данная система может работать как на смеси дизельного топлива и сжатого газа, так и на одном дизельном топливе. Порядок работы газодизельной установки: после открытия расходного вентиля газ по трубопроводу проходит в подогреватель ГРВД (20/~1 МПа), затем к э/м клапану, оттуда в ГРНД (1/~0,08 МПа) и по трубопроводу – в газовый дозатор, который подает необходимое количество газа в диффузор смесителя газа, где происходит смешивание с воздухом.

Газовоздушная смесь поступает в цилиндры через впускной клапан, сжимается при движении поршня вверх, а в конце такта сжатия в нее через форсунку впрыскивается небольшое количество дизельного топлива («запальная доза»), которое воспламеняется раньше, чем газ, и поджигает всю массу газовоздушной смеси. Работа газовой системы контролируется манометром низкого давления, установленном в кабине водителя.