Топливо для дизельных и карбюраторных двигателей, его виды, основные свойства и применение.
Двигатели работают на жидком топливе, получаемом путем перегонки нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Для работы дизелей используют дизельное топливо.
Дизельное топливо. При эксплуатации дизелей применяют дизельное топливо следующих марок (ГОСТ 305—82): Л (летнее)' при температуре окружающего воздуха 0 °С и выше; 3 (зимнее)[1] — до -20 °С (температура застывания топлива не выше -35 °С) и более морозостойкое топливо — до -30 "С и ниже (температура застывания топлива не выше -45 °С). К главным показателям его качества относят чистоту, высокую теплоту сгорания, малую вязкость, низкую температуру самовоспламенения, высокое цетановое число (не ниже 45). Чем больше цетановое число, тем меньше период задержки самовоспламенения после момента начала впрыскивания его в цилиндр и тем мягче работает двигатель.
Заправлять трактор нужно чистым топливом. Предварительно топливо отстаивают в цистерне не менее 2 сут.
Необходимо следить, чтобы в топливный бак не попадала вода, так как это может привести к выходу из строя топливной аппаратуры.
Перед заправкой тщательно очищают горловину бака и крышку от пыли, прочищают отверстия в крышке и промывают сетчатый фильтр горловины.
Смесеобразование. В дизелях приготовление горючей смеси топлива с воздухом происходит внутри цилиндров за очень короткий промежуток времени. Для получения горючей смеси, способной быстро и полностью сгорать, необходимо, чтобы топливо было распылено на возможно более мелкие частицы и чтобы каждая из них имела вокруг себя достаточное количество воздуха для полного сгорания. Для этого топливо в цилиндр впрыскивается форсункой под давлением, в несколько раз превышающем давление воздуха при такте сжатия в камере сгорания.
Применяют топливо марок Л-0,2-40 и Л-0,5-40, где 0,2 и 0,5 — содержание серы, %; 40 — температура вспышки, "С. |
В тракторных двигателях (дизелях) применяют неразделенные камеры сгорания, которые представляют собой единый объем, ограниченный днищем поршня 3 (рис. 1) и поверхностями головки и стенок цилиндров. Для лучшего перемешивания топлива с
воздухом форму неразделенной камеры сгорания приспосабливают к форме топливных факелов. За счет углубления в днище поршня создается вихревое движение воздуха.
Мелкораспыленное топливо впрыскивается из форсунки 2 через несколько отверстий, направленных в определенные места углубления 1. Горючая смесь испаряется и воспламеняется за счет высокой температуры (в конце такта сжатия температура воздуха составляет около 600°С, давление — 3,5...5,5 МПа).
во впускную часть топливного насоса низкого давления.
Система питания дизеля включает в себя такие агрегаты, как топливный насос и форсунки, имеющие трущиеся пары с весьма малым зазором — в десятки раз меньше толщины человеческого волоса. Под воздействием попавших в систему механических примесей изготовленные с такой высокой точностью прецизионные детали и форсунки топливного насоса быстро изнашиваются или выходят из строя.
.2. Воздушные фильтры. Трубокомпрессор. Впускной и выпускной коллекторы.
Выхлопная труба.
Воздухоочиститель. Тракторы, как правило, работают в условиях высокой запыленности воздуха. Например, в сухую погоду при работе с почвообрабатывающими машинами запыленность достигает 2,5 г/м3. В составе дорожной пыли до 95 % кварца. Данный измельченный природный материал имеет твердость более высокую, чем твердость металлов, из которых изготовлены детали дизеля. За 1 ч работы тракторный двигатель средней мощности засасывает около 200 м3 воздуха. Если его не очищать, то за одну рабочую смену в цилиндры двигателя может попасть несколько килограммов пыли, вызывающей ускоренное изнашивание металла цилиндров, поршней и других трущихся деталей. Поэтому в случае нарушения герметизации соединений воздухоподводящих деталей при подсосе неочищенного воздуха срок службы двигателя сокращается в десятки раз.
На тракторах в основном применяют комбинированные воздухоочистители (рис. .3), в которых используется сочетание инерционного и фильтрующего способов очистки воздуха. Различают трех- и двухступенчатые комбинированные воздухоочистители.
Трехступенчатый воздухоочиститель наиболее часто применяют на тракторных двигателях. Первая ступень очистки воздуха в нем обеспечивается инерционным очистителем, вторая ступень контактная с масляной ванной, а третья — контактная с фильтрующими элементами.
Воздухоочиститель вместе с патрубком выхода очищенного воздуха устанавливают на головке цилиндров с помощью кронштейна и хомутов. Трехступенчатый воздухоочиститель состоит из корпуса 3 (рис. 3, я), головки 11 и приваренной к ней заборной трубы 9. Сверху на трубе хомутом закреплен воздухозаборный колпак 6 с центробежным пылеотделителем. В корпусе воздухоочистителя находятся три фильтрующих элемента 2 из капроновой путанки. Снизу к корпусу стяжными болтами прикреплен поддон 1 с масляной ванной.
Воздухоочиститель работает следующим образом. При такте впуска воздух под действием разрежения через отверстия сетки 8 засасывается внутрь инерционного очистителя и под воздействием наклонных лопастей завихрителя 5 приобретает вращательное движение. При этом крупные частицы пыли, попавшие в очиститель с воздухом, под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам и через два окна 7 в колпаке 6 выводятся наружу. На долю инерционного очистителя приходится 2/3 объема удаленной пыли из воздуха. Очищенный от крупных частиц пыли поток воздуха с большой скоростью движется вниз по заборной трубе, соприкасаясь с поверхностью масла в поддоне, забрасывает масло на сетки фильтрующих элементов и резко меняет направление и скорость. При этом происходит дополнительная очистка воздуха, так как мелкие частицы пыли остаются в масле, а воздух через фильтрующие элементы поступает через воздухоотводящий патрубок 4 к цилиндрам двигателя. Фильтрующие элементы 2, смоченные маслом, улавливают мельчайшие механические примеси воздуха. ;
Двухступенчатый воздухоочиститель (рис.3, б) обеспечивает сухую очистку бумажными фильтрующими элементами. На первой, предварительной, ступени очистки в центробежном пы-За определенный период (от момента впрыскивания до начала горения горючей смеси) коленчатый вал успевает повернуться на некоторый угол. Для достижения улучшенных мощностных и экономических показателей дизеля необходимо, чтобы топливо полностью сгорало, а для этого оно должно быть впрыснуто в цилиндр до прихода поршня в ВМТ.
Угол, на который кривошип коленчатого вала не доходит до ВМТ в момент начала впрыскивания топлива, называют «углом впрыска топлива». Необходимо, чтобы форсунка впрыскивала топливо с требуемым опережением, а для этого топливный насос должен подавать топливо еще раньше, чтобы обеспечивался некоторый резерв времени на нагнетание топлива от насоса к форсунке. Угол, на который кривошип коленчатого вала не доходит до ВМТ в момент начала подачи топлива из топливного насоса, называют «углом опережения начала подачи топлива».
Схема работы системы питания. Во время работы двигателя топливо из бака поступает по топливопроводу в фильтр 12 (рис. 2) грубой очистки, где отделяются крупные механические примеси. Далее насосом низкого давления топливо нагнетается через фильтр 9 тонкой очистки в насос 4 высокого давления. Последний подает топливо через топливопровод 17 под большим давлением к форсункам 16, которые впрыскиваю^ его в распыленном состоянии в камеру сгорания. В топливный насос высокого давления топливо подается с избытком. Излишки топлива отводятся из насоса по топливопроводу 2
Рис. 3. Комбинированные воздухоочистители:
а — трехступенчатый; б — двухступенчатый; в — индикатор засоренности; 1 — под-
дон; 2 — фильтрующие элементы; 3 — корпус; 4 — воздухоотводящий патрубок;
5 — завихритель; 6 — воздухозаборный колпак с центробежным пылеотделителем;
7 — окно для удаления пыли; 8 — сетка; 9 — заборная труба; 10 — опорная обой-
ма; // — головка; 12 — чашка; 13 — шпилька; 14, 16 — входные патрубки инер-
ционного и основного очистителей; 15 — стяжной хомут; 17 — гайки-барашки;
18 — крышка корпуса; 19, 20 — основной и дополнительный фильтры-патроны с
фильтрующими элементами; 21 — штуцер трубки индикатора засоренности; 22 —
патрубок; 23 — колпачок; 24— смотровое окно; 25— корпус индикатора; ,
— воздух до и после воздухоочистителя
В течение такта впуска воздух проходит через инерционный очиститель, где очищается от крупных частиц пыли. Далее воздух через входной патрубок 14 поступает в кольцевое пространство между корпусом 3 воздухоочистителя и основным фильтром-патроном. Проходя последовательно через основной и дополнительный
фильтры-патроны воздух очищается от мелких частиц пыли, и через патрубок 4 поступает в цилиндры.
Контроль степени засоренности фильтрующих элементов и определение необходимости проведения ТО этих воздухоочистителей ведутся по данным наблюдения за индикатором засоренности (см. рис.3, в). Индикатор установлен либо на впускном трубопроводе, либо в кабине трактора. Индикатор засоренности представляет собой прозрачный корпус, под которым виден ярко-красный поршень. Полость корпуса соединена через штуцер 21 (см. рис. 3, б) с патрубком 22 (см. рис. 3, в) отсоса пыли. Индикатор срабатывает при загрязнении фильтрующих элементов воздухоочистителя. По мере их засоренности увеличивается разрежение во впускном трубопроводе дизеля и поршень индикатора, преодолевая сопротивление пружины, перемещается в прозрачном корпусе и в смотровом окне 24 появляется часть поршня, окрашенная в красный цвет.
Турбокомпрессор. Для повышения мощности двигателя необходимо, чтобы в цилиндры подавались большие количества воздуха (достигается предварительным сжатием воздуха в компрессоре) и топлива (которое при этом полностью сгорает, выделяя больше энергии, чем при неполном сгорании).
Для нагнетания воздуха под давлением в цилиндры дизеля используют турбокомпрессор, который состоит из среднего корпуса 1 (рис. 4), центробежного компрессора, газовой турбины, колеса которых жестко закреплены на общем валу 4.
Отработавшие газы по выпускному коллектору попадают в камеру газовой турбины и направляются на лопатки рабочего колеса 9 турбины, заставляя его вращаться вместе с валом 4. Далее отработавшие газы выбрасываются в атмосферу через выпускную трубу.
Закрепленное на валу колесо 5 компрессора, вращаясь, засасывает воздух из атмосферы через воздухоочиститель и под избыточным давлением 0,05...0,06 МПа нагнетает его по впускному трубопроводу в цилиндры двигателя.
Достигается большая частота вращения колес турбины и компрессора — около 900 с"1 и при их даже незначительной несбалансированности могут возникнуть сильные вибрации. Поэтому используется в качестве опоры вала бронзовый подшипник типа «качающейся» втулки 2. Через специальный щелевой фильтр и по сверленому каналу во внутреннюю полость втулки поступает масло для смазывания трущейся поверхности вала. По наружной проточке втулки масло нагнетается в зазор между втулкой и корпусом, образуя масляную подушку, которая гасит вибрации, возникающие при вращении вала. Из турбокомпрессора масло сливается в картер. Для контроля давления масла,
. Номинальное (нормальное) давление масла после фильтра турбокомпрессора 0,2...0,4. МПа
Рис. 4. Турбокомпрессор дизеля СМД-62: / — средний корпус; 2 — втулка; 3 — корпус компрессора; 4 — вал; 5 — колесо компрессора; 6 — канал подвода масла; 7 — корпус турбины; 8 — вставка турбины; 9 — рабочее колесо газовой
3.Основные сведения о системе питания дизельных двигателей: назначение, устройство и принцип работы. Система подачи топлива. Топливный бак.
3.Топливный бак. Используемое топливо содержится в баке, который состоит из двух штампованных стальных листов, соединенных сваркой. Внутри бака вварены две перегородки для придания ему необходимой жесткости. С помощью перегородок при движении трактора гасятся колебания, возникающие в большой массе топлива, и предотвращаются сильные удары топлива о стенки. В нижней части перегородок сделаны вырезы для перемещения массы топлива в баке. В верхней части бака находится наливная горловина, в которую вставлен сетчатый фильтр, состоящий из стального каркаса, покрытого латунной сеткой.
Горловину закрывают крышкой, в которой имеется отверстие для сообщения внутренней полости бака с атмосферой. Во избежание перебоев в работе двигателя это отверстие следует прочищать, так как оно загрязняется пылью проникающего внутрь воздуха.
Количество топлива в баке определяют мерной линейкой или специальной топливомерной трубкой. Чтобы вместе с воздухом в бак не проникала пыль, крышку заполняют фильтрующей набивкой из тонкой стальной проволоки. Для надежного уплотнения по линии соединения крышки с баком служит пробковая рокладка.
В нижнюю часть тракторного бака вварены угольник сливного крана и втулка расходного крана, выступающая над днищем (чтобы осаждающиеся в баке примеси не попадали в нее). Через расходный кран топливо поступает в систему питания двигателя. Через этот кран удаляют отстой топлива.
3.Топливные фильтры, топливоподкачивающие помпы. Топливные помпы высокого давления и их приводы.
4.Топливные фильтры. На двигателях обычно устанавливают два последовательно работающих топливных фильтра грубой и тонкой очистки.
Фильтр грубой очистки типа ФГ очищает топливо от крупных механических примесей. Его называют также фильтром-отстойником, он представляет собой фильтрующий элемент, состоящий из отражателя 1 (рис. 5) и латунной сетки 8 с ячейками размером 0,2 мм. Фильтрующий элемент смонтирован на резьбовой втулке, которая ввернута в корпус 3 и прижимает к нему распределитель 5, имеющий ряд равномерно расположенных по окружности отверстий для разделения потока топлива.
Фильтрующий элемент находится внутри стакана 7, который закреплен на корпусе с помощью нажимного кольца 6 и болтов. Стык между стаканом и корпусом уплотнен паронитОвой прокладкой. В нижней части стакана установлен успокоитель 9 движения топлива. В резьбовую втулку стакана ввернута пробка 10 сливного отверстия.
Во время работы двигателя топливо подводится в фильтр через трубку 2, кольцевую полость Ди отверстия распределителя 5.
Рис. 5. Фильтр грубой очистки топлива:
1 — отражатель; 2,4 — трубки; 3 — корпус; 5 — распределитель потока топлива; 6 — нажимное кольцо; 7 — стакан; 8 — латунная сетка (фильтрующий элемент); 9 — успокоитель движения топлива; 10 — пробка сливного отверстия; А и Б — вход и выход топлива; В и Г— накопительные рабочие полости; Д — кольцевая полость
Далее топливо стекает вниз на отражатель 1 и через кольцевую щель между отражателем и стенкой стакана поступает с увеличенной скоростью в полость Г. Часть топлива по инерции попадает под успокоителе, где оседают крупные механические примеси и скапливается вода, находящаяся в топливе. В полости Г топливо меняет направление и поступает через сетку 8 в трубку 4. Через центральное отверстие успокоителя оно также поднимается вверх к сетке фильтрующего элемента. Пройдя через сетчатый элемент, топливо очищается от мелких механических примесей и поступает через центральное отверстие корпуса к отводящей трубке 4. Успокоитель предохраняет перемешивание топлива, находящегося в полости Г с отстоем, даже при тряске.
Фильтр тонкой очистки очищает топливо от мельчайших механических частиц (размером 0,001... 0,005 мм). На дизелях разных моделей устанавливают от одного до трех фильтрующих элементов, через которые топливо пропускается последовательно или параллельно.
На рис. 8.6, а представлен фильтр дизеля Д-243, в котором фильтрующий элемент 2 включает в себя две секции: наружную и внутреннюю. Внутренняя секция считается как бы предохранительной: при разрыве шторы наружной секции механические примеси будут задерживаться во внутренней секции. Каждая секция фильтрующего элемента — цилиндрический картонный каркас, заключенный в жестяные крышки. Каркас имеет отверстия для прохода топлива. Внутри него размещены фильтрующие шторы, изготовленные из специальной бумаги и свернутые в многогранную винтовую гармошку. Для штор наружной секции применяют бумагу с порами больших размеров, чем для внутренней.
Поток топлива под давлением подкачивающего насоса поступает через отверстие А в корпус фильтра и проходит последовательно через отверстия каркасов и поры фильтрующих штор наружной и внутренней секций внутрь фильтрующего элемента, очищаясь от мельчайших примесей. Далее через отверстие Б топливо направляется по топливопроводу низкого давления в насос высокого давления.
В нижней части корпуса 1 фильтра предусмотрено закрытое пробкой 7 отверстие для слива из фильтра загрязнений топлива и попавшей с топливом воды. На крышке фильтра имеется продувочный вентиль 5, который служит для выпуска воздуха, попавшего в топливную систему двигателя. Чтобы вентиль сработал, отворачивают его рукоятку и начинают нагнетать топливо в фильтр с помощью подкачивающей помпы. Шариковый клапан 6под давлением потока топлива отходит от гнезда, и через открывшееся отверстие топливо выходит наружу по трубке из корпуса фильтра тонкой очистки. При наличии в топливной системе воздуха из сливной трубки вначале будут выделяться воздушные пузырьки. Когда топливо из трубки потечет ровной струей (без пузырьков), рукоятку необходимо завернуть, шарик при этом перекроет сливное отверстие. Односекционный фильтр (рис..6, б) по устройству и схеме работы подобен двухсекционному, но содержит один фильтрующий элемент.
На рис. 6, в приведен фильтр дизеля А-41 с двумя отдельными секциями. Секция, расположенная в правом корпусе фильтра, служит первой ступенью очистки топлива, а в левом — второй ступенью.
Фильтрующие элементы 12 и 13 взаимозаменяемы. Каждый из них прикреплен стяжной шпилькой 17 к общей чугунной крышке 4, уплотнен прокладками и прижат к крышке пружиной 16. На крышке фильтра смонтирован продувочный вентиль 5, а в нижней части корпуса размещен запорный шарик 75 с пробкой 14 для слива.
При работе дизеля топливо под давлением от подкачивающей помпы поступает в штуцер 8. Вначале оно направляется в правую секцию (рис. 8.6, г). Пройдя через отверстие каркаса, топливо просачивается через поры фильтрующих штор внутрь фильтрующего элемента и попадает через канал Г в левую секцию. После прохождения второй ступени очистки топливо поступает через канал В в штуцер 9 отвода топлива к насосу высокого давления.
Рис. 8.6. Фильтры тонкой очистки топлива:
Рис.6. Фильтры тонкой очистки
а, в — двухсекционные; б — односекционный; г — схема работы двухсекционного фильтра; 1 — корпус; 2 — фильтрующий элемент; 3 — трубка для выпуска воздуха; 4 — крышка; 5 — продувочный вентиль; 6 — шариковый клапан; 7, 14 — пробки для слива; Я— штуцер подвода топлива из подкачивающей помпы; 9 — штуцер отвода топлива к насосу высокого давления; 10 — гайка шпильки; 11 — двухходовой кран; 12, 13 — фильтрующие элементы первой и второй секций; 15 — запорный шарик; 16 — пружина; 17 — стяжная шпилька; А — отверстие для входа топлива в фильтр; Б — отверстие для выхода очищенного топлива из фильтра; В и Г — каналы для отвода топлива из второй и первой ступеней очистки; -=4 — потоки неочищенного и очищенного топлива.
Левую секцию фильтра используют в качестве контрольной. По степени засоренности сливаемого из нее топлива судят о работе фильтра грубой очистки топлива и фильтрующего элемента правой секции.
В случае загрязнения правый элемент тонкой очистки можно промыть, не снимая фильтр. Для этого в крышке фильтра вмонтирован двухходовой кран 11, который может быть установлен в два положения: рабочее и на промывку. При необходимости промывки (максимальные холостые обороты) направление потока топлива в правой секции меняется на обратное. С этой целью отвертывают на два оборота пробку для слива из правой секции и удаляют загрязненное топливо с неосевшими механическими частицами. Выемкой крана 11 топливо направляется в левую секцию, по каналу Г оно попадает внутрь фильтрующего элемента правой секции. В это время дизель работает на топливе, которое подается из левой (непромываемой) секции.
Дата добавления: 2016-11-26; просмотров: 4461;