СИСТЕМА ПИТАНИЯ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ; КОМПОНОВКА СИСТЕМ ПИТАНИЯ

Назначение системы питания: очистка воздуха и топлива, приготовление из них горючей смеси определенного состава, подача ее (или раздельно воздуха и топлива) в камеру сгорания, а также отвод из цилиндров отработавших газов. В соответствии с этим в системе питания можно выделить следующие составляющие: система подготовки воздуха; топливная система; система удаления и глушения отработавших газов.

Исходя из этого назначения система питания должна обеспечить: дозирование топлива (подачу нужного количества); качественное приготовление смеси; своевременную подачу топлива или смеси. Мощность, экономичность двигателя и токсичность отработавших газов зависят от полного и быстрого сгорания топлива. Во многом это определяется работой системы питания.

Состав смеси. Для полного сгорания I кг топлива необходимо около Lq = 15 кг воздуха (точнее, 14,8 кг для бензина и 14,4 кг — для дизельного топлива), или для 1 г топлива ~ 15 г воздуха (/0 ~ 15 г). В цилиндр двигателя за один цикл при полной нагрузке (в зависимости от объема цилиндра и режима работы) подается 40—80 мг топлива (qi = 40—80 мг). Это количество называют цикловой подачей топлива. Следовательно, для сгорания цикловой подачи требуется <7в = l0QT = 15 (40—80) мг воздуха. Эту величину называют цикловой подачей воздуха.

Состав смеси оценивают по коэффициенту избытка воздуха ос, представляющему собой отношение количества воздуха <7вд, поступившего в цилиндр, к теоретически необходимому количеству воздуха GB т:

Теоретически необходимое количество воздуха — это количество воздуха, необходимое для полного сгорания поступившего в цилиндр топлива. Предыдущее уравнение можно записать в следующем виде:

где GT — часовой расход топлива, кг/ч; LQ, lQ — теоретически необходимое количество воздуха для сгорания соответственно 1 кг и 1 мг топлива.

По составу смесь бывает нормальная (а = 1), бедная (а > 1) и богатая (а < 1). Применяются также понятия обедненной (а = 1,10—1,15) и обогащенной смеси (а = 0,8—0,9). В бензиновых двигателях при а < 0,4 и при а > 1,4 смесь не воспламеняется. Дизели работают на бедных смесях (а = 1,3—2,0).

Обычно выделяют пять режимов работы двигателя: основной, перегрузки, холостого хода, пуска, ускорения (при разгоне и обгоне). На каждом из этих режимов работы двигателю требуется конкретная мощность и смесь разного состава. Изменяя количество топлива при неизменной подаче воздуха (в дизелях) или соотношение количества топлива и воздуха (в бензиновых с впрыскиванием топлива и карбюраторных), можно получать разный состав смеси — качественное регулирование. Изменение количества смеси одного состава (в бензиновых с впрыскиванием и карбюраторных двигателях) называют количественным регулированием.

Дозирование топлива. Мощность двигателя зависит от количества топлива (цикловой подачи), сгораемого в цилиндрах в каждом рабочем цикле, и частоты вращения коленчатого вала. Так как для выполнения каждого вида работы автомобиля требуется различная мощность, то возникает необходимость изменения цикловой подачи во время работы. Каждому режиму нагрузки должна соответствовать точная цикловая подача топлива. Это означает, что в системе питания должно быть предусмотрено регулирование подачи в процессе работы машины. Необходимо также обеспечить равномерность подачи топлива по цилиндрам.

Влияние момента подачи топлива на показатели двигателя. В карбюраторных (бензиновых) двигателях топливо подается в цилиндр в процессе впуска. В дизелях топливо через форсунку впрыскивается в самом конце процесса сжатия. От момента впрыскивания топлива зависят показатели дизеля, так же как от момента зажигания смеси — показатели бензинового двигателя. Угол поворота коленчатого вала до в.м.т., при котором подается искра (начинается впрыскивание топлива), называется углом опережения зажигания (впрыскивания) 0 (рис. 6.1).

Испытания двигателей показывают, что у каждого двигателя на каждом конкретном режиме работы есть оптимальный угол опережения зажигания (впрыскивания) 0опт (см. рис. 6.1), при котором мощность максимальна, а удельный расход топлива минимален.

Зависимость мощности двигателя (NJ от угла опережения зажигания 0

Рис. 6.1. Зависимость мощности двигателя (NJ от угла опережения зажигания 0:

7 — зона детонации; 2 — граница возникновения детонации; 3 — кривая изменения оптимальных углов опережения зажигания; 4— границы диапазона изменения углов опережения зажигания при снижении мощности на 1%; п — частота вращения коленчатого вала

Линия 3 соединяет максимальные значения мощности на различных частотах вращения. Соответственно этому закону должен изменяться угол опережения зажигания (впрыскивания), для чего в системе питания должны быть предусмотрены устройства для его регулировки.

Классификация систем питания. В дизелях системы питания делят по следующим признакам:

  • • по способу движения топлива — тупиковые и с циркуляцией;
  • • типу механизма подачи — с объединенными насосом и форсункой (насос-форсунка) и разделенными насосом и форсункой; аккумуляторные (типа Common Rail).

В двигателях с искровым зажиганием системы питания бывают карбюраторные и с впрыскиванием бензина.

Компоновка топливных систем показана на рис. 6.2. В дизелях (схемы 1 и 2) и двигателях с впрыскиванием бензина (схема 4) очистка топлива двухступенчатая: топливо проходит через фильтры грубой и тонкой очистки (ФГО и ФТО). ТННД в дизелях подает топлива в 1,5—2 раза больше, а в двигателях с впрыскиванием бензина — в 5—10 раз больше, чем может быть использовано. Поэтому часть топлива после ТНВД (по схеме 4 — после ФТО) возвращается в бак (схемы 1 w 4) или поступает в ТННД (схема 2). Такая система с циркуляцией топлива через бак и фильтры позволяет за час работы несколько раз очистить весь запас топлива в баке.

Структурные схемы топливных систем

Рис. 6.2. Структурные схемы топливных систем:

ТННД и ТНВД — топливные насосы соответственно низкого и высокого давления;

ФГО и ФТО — фильтры очистки соответственно грубой и тонкой; ? — подача

топлива;-----? — слив неиспользованного топлива

В дизелях, скомпонованных по системе 2, ТНВД объединен с форсункой, и это устройство названо насосом-форсункой.

У дизелей бак, ФТО, ТННД и ФТО составляют часть низкого давления системы питания; ТНВД и форсунки — часть высокого давления.

По схеме видно, что общая компоновка топливных систем всех двигателей очень похожа.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >