Общата схема на дизеловата система за захранване. Схематична схема на енергийната система
Дизеловият двигател работи според други принципи, доста различни от тези на бензиновия двигател. Това е причината за захранващата система дизелов двигател, Ако е опростена, тогава в дизеловите двигатели всичко е изградено върху появата на висока температура със силна компресия. Именно тази температура е катализаторът, който задейства изгарянето на горивната смес.
Топлинните двигатели използват гориво и кислород за производство на енергия чрез изгаряне. За да се осигури горивния процес, в горивната камера трябва да се подава определено количество гориво и въздух. Пълно изгаряне възниква, когато горивото изгаря, в изгорелите газове няма да има неизгоряло гориво.
Инверсното съотношение се нарича съотношението гориво-въздух и се изчислява като. Идеалното съотношение въздух-гориво за пълно изгаряне се нарича стехиометрично съотношение въздух-гориво. За бензинов двигател стехиометричното съотношение въздух-гориво е около 7: Това означава, че за да се изгори напълно 1 кг гориво, се нуждаем от 7 кг въздух.
Как работи един дизелов двигател?
Първоначално дизеловите цилиндри се пълнят с въздух. Буталото в цилиндъра се издига нагоре, изстисквайки въздуха и това увеличава температурата на сгъстения въздух. Нещо повече, тя се повишава до температура, която е достатъчна за възпламеняване. дизелово горивоили по-скоро смес от дизел и въздух.
Когато съотношението въздух-гориво е по-високо от стехиометричното съотношение, въздушно-горивната смес се нарича постно. Когато съотношението въздух-гориво е по-ниско от стехиометричното съотношение, въздушно-горивната смес се нарича богата. В таблицата по-долу виждаме стехиометричното съотношение въздух-гориво за няколко вида изкопаеми горива.
Например, за да изгорите напълно 1 кг етанол, ние се нуждаем от 9 кг въздух и изгорим 1 кг дизелово гориво, имаме нужда от 5 кг въздух. Двигатели с запалване с искри обикновено работят на бензин. Изображение: пример за съотношението на въздух и гориво към оборотите на двигателя и въртящия момент.
Веднага щом температурата достигне максимума, и това се случи в края на хода на буталото, дизеловото гориво се инжектира през дюзата. Горивото не просто тече, а се впръсква в фин облак. И освен това, под въздействието на температурата на сгъстения въздух, се получава обемна експлозия на въздушно-горивната смес. Налягането под въздействието на експлозията нараства критично и именно този натиск започва да движи буталото, което пада, и същевременно се работи във физическото разбиране на този термин.
Как се изчислява стехиометричното съотношение въздух-гориво
Двигателите с компресионно запалване обикновено работят с дизелово гориво. За да разберем как се изчислява стехиометричното съотношение въздух-гориво, трябва да разгледаме процеса на изгаряне на горивото. Горенето е основно химическа реакция, при която горивото се смесва с кислород и образува въглероден диоксид, вода и енергия. Освен това, чистата реакция е силно екзотермична.
За по-добро разбиране нека разгледаме реакцията на окисление на метана. Това е доста често срещана химическа реакция, тъй като метанът е основният компонент на природния газ. Изчислява се масата на горивото, което е 1 mol метан, съставен от 1 въглероден атом и 4 водородни атома.
Системата за подаване на гориво в двигателя и някои други функции се осигуряват от системата за захранване с дизелов двигател.
Какво е включено в енергийната система на дизеловия двигател:
Резервоар за гориво;
бустерна помпа;
горивен филтър;
горивна помпа високо налягане;
свещ;
дюза.
Бустерната помпа поема гориво от резервоара за гориво и го изпраща към горивна помпа с високо налягане (помпа с високо налягане). Той има няколко раздела. Броят на секциите съответства на броя на цилиндрите в двигателя. Всяка от секциите на помпата работи на един цилиндър от дизелов двигател.
Изчислете масата на кислорода, която се състои от 2 мола, като всеки мол се състои от 2 кислородни атома. Същият метод може да се използва за изгаряне на бензин. Като се има предвид, че бензинът е съставен от изооктан, изчислете стехиометричното съотношение въздух-гориво за бензин.
Напиши химическа реакция. Запишете стандартното атомно тегло за всеки атом. Изчислява се масата на горивото, което е 1 mol изооктан, съставено от 8 въглеродни атома и 18 водородни атома. Изчислява се масата на кислорода, състояща се от 5 мола, като всеки мол се състои от 2 кислородни атома.
Горивната помпа с високо налягане (помпа с високо налягане) е разположена както следва. Във вътрешността на помпата по цялата си дължина в долната част има въртящ се вал, който има гърбици. Валът на помпата за впръскване се върти от разпределителния вал на двигателя.
Камерите засягат тласкачите, които на свой ред принуждават плунжерите да работят. Буталото е по същество бутало, което се движи нагоре и надолу. Изкачвайки се нагоре, буталото създава налягане на горивото вътре в цилиндъра. И точно това налягане избутва горивото през горивния тръбопровод към инжектора.
Изчислете съотношението въздух-гориво с помощта на уравнението. Отново изчисленото съотношение на стехиометричния въздух и горивото за бензина е малко по-различно от това, дадено в литературата. Следователно резултатът е приемлив, защото сме направили много предположения.
Коефициент на еквивалентност на съотношението въздушно гориво - ламбда
Видяхме какво е това и как да изчислим стехиометричното съотношение въздух-гориво. Например, идеалното съотношение въздух-гориво за бензинов двигател е 7. В зависимост от стойността на ламбда, двигателят се предлага да работи със суха, стехиометрична или богата въздушно-горивна смес.
Горивото, което идва към горивната помпа с високо налягане, е под ниско налягане и явно не е достатъчно, за да не горивото не само се движи към дюзата, но и да се напръска. Буталото в долната му фаза улавя горивото и го премества нагоре по секцията (цилиндър). В този случай налягането нараства значително. Освен това, това налягане вече е достатъчно, за да се получи висококачествено пръскане на дизелово гориво вътре в цилиндъра. Налягането на гориво вътре в горивната помпа може да достигне 2000 атм.
В зависимост от вида на горивото и вида на впръскването, двигателят с вътрешно горене може да работи със сухи, стехиометрични или богати на въздух горивни смеси. Причината той да работи с богата смес при висока скорост и натоварване на двигателя е охлаждането на двигателя.
Допълнително гориво се инжектира, за да абсорбира топлината, като по този начин се намалява температурата в горивната камера. Двигателят със запалване чрез сгъстяване работи през цялото време със суха въздушно-горивна смес, стойността на съотношението на еквивалентност зависи от работната точка на двигателя. Причината за това е принципът на работа на дизеловия двигател: контролът на натоварването не е чрез въздушната маса, а поради масата на горивото.
Буталото не само изпомпва горивото, но и регулира количеството гориво, което се подава към дюзата. За да направите това, буталото има подвижна част, която може да отваря или затваря каналите вътре в нея. И тази подвижна част е свързана с педала на газта в кабината на водача. Степента на отваряне на каналите за преминаване на горивото зависи от ъгъла на въртене на буталото и количеството гориво, което ще се подава към дюзата. Ротацията на буталото се дължи на релсата, която е свързана с лоста, който от своя страна е свързан с педала на газта в кабината на автомобила.
Влияние на съотношението въздух-гориво върху работата на двигателя
Производителността на двигателя по отношение на мощността и разхода на гориво силно зависи от съотношението въздух-гориво. Основната причина е, че има достатъчно кислород за изгаряне на цялото гориво, което се превръща в механична работа. От друга страна, максималната мощност се постига чрез използване на богати горивни смеси. Както беше обяснено по-рано, добавянето на повече гориво към цилиндъра при голямо натоварване и скоростта на двигателя охлажда горивната камера, което позволява на двигателя да произвежда максимален въртящ момент на двигателя, като по този начин максимална мощност.
В горната част на помпената секция има вентил, който се отваря под определено налягане и се затваря при недостатъчно налягане. Т.е. ако буталото е в най-ниската точка, вентилът се затваря и горивото от тръбопровода, който отива към инжектора, не може да се върне към помпата с високо налягане.
Секцията създава налягане, което е достатъчно за впръскване на гориво в цилиндъра. Горивото влиза в дюзата през линията. И вече дюзата, която се контролира, в подходящия момент, пръска гориво в цилиндъра.
Изображение: мощност на двигателя и разход на гориво в съотношение въздух-гориво. На фигурата по-горе виждаме, че не можем да получим максималната мощност на двигателя и най-ниския разход на гориво при същите съотношения въздух-гориво. При стехиометричната въздушно-горивна смес се постига компромис между максималната мощност на двигателя и минималния разход на гориво.
Двигателите с компресионно запалване винаги работят със сухи въздушно-горивни смеси. Повечето съвременни дизелови двигатели работят с λ между 65 и максималната ефективност се постига около λ = Увеличаването на количеството гориво над тази стойност ще увеличи количеството на саждите.
Дюзите могат да се контролират механично или да се контролират електромагнитно.
В конвенционалната механична дюза отворът на пръскачката за пръскане зависи от налягането, което възниква в горивния тръбопровод. Отворът на дюзата е блокиран от игла, която е свързана с вид бутало, разположено в горната част на дюзата. Докато няма натиск, иглата блокира изхода на горивото през отвора на дюзата. Щом горивото попадне под налягане, буталото се издига нагоре и издърпва иглата. Следва отвор на отвора, последван от пръскане.
Дъглас на двутактови двигатели. Дъглас има математически израз за функцията на горивната ефективност на коефициента на еквивалентност. За искрово запалване с коефициент на еквивалентност от 80 до 20, ефективността на горенето. За запалване чрез сгъстяване с коефициент на еквивалентност между 00 и 00, ефективността на горенето.
За дизеловите двигатели, ако коефициентът на еквивалентност надвишава стойността 00, ефективността на горенето е максимална. Изображение: Съотношение на еквивалентност, функция на ефективност при изгаряне Както можете да видите, двигателят с компресионно запалване със стехиометрично съотношение въздух-гориво има много ниска ефективност на горенето. Най-добрата ефективност на горене се постига при λ = 00 за дизелово гориво и λ = 12 за запалителни двигатели.
Подгряващата свещ, която е разположена във всеки цилиндър, не е предназначена за директно запалване на горивната смес. Свещта подгрява въздуха в специална камера, преди въздухът да влезе в цилиндъра.
Ако погледнете, свещта просто улеснява стартирането на двигателя, тъй като въздухът вече се нагрява до определена температура, преди да влезе в цилиндъра. По принцип при сравнително топло време, или когато двигателят е горещ, стартирането на дизелов двигател може да стане без предварително подгряване на въздуха. Но в студено време това е невъзможно.
Ефектът на съотношението въздух-гориво върху емисиите на отработени газове на двигателя
Емисиите на отработени газове от двигателите с вътрешно горене до голяма степен зависят от съотношението въздух-гориво. По този начин няма фиксирана въздушно-горивна смес, за която да можем да получим минимум за всички емисии на отработени газове.
Изображение: ефективността на катализатора при съотношението въздух-гориво на бензиновия двигател. Трипътен катализатор, използван за бензинови двигатели, има най-висока ефективност, когато двигателят работи в тясна лента около стехиометричното съотношение въздух-гориво.
По-модерна система за захранване с дизелов двигател предполага наличието на помпа с високо налягане, в която няма секции според броя на цилиндрите, но има обща линия за всички инжектори. Т.е. помпата все още създава високо налягане, но е обща за всички инжектори. И всеки цилиндър има индивидуално впръскване на гориво.
Дюзите, които се използват с такава система, не се контролират от механичния принцип, а чрез електрически импулси, които идват към тях от блока за управление. Всъщност във всяка дюза има електромагнитен клапан, който отваря или затваря атомизацията на горивото.
Ламбда затворен цикъл на изгаряне
За да се спазят разпоредбите за изгорелите газове, изключително важно е двигателите с вътрешно горене да имат прецизен контрол на съотношението въздух-гориво. Следователно всички съвременни двигатели с вътрешно горене имат затворен контур за съотношение въздух-гориво. Изображение: Ламбда управление със затворен кръг на вътрешно горене.
Първичен катализатор на сензора за въздушен поток за маса на вторичния каталитичен дюза за впръскване на потока ламбда сензор поток ламбда сензор. Критичен компонент за работата на системата е ламбда сензор. Този сензор измерва нивото на кислородните молекули в отработените газове и изпраща информация до електронния блок за управление на двигателя.
Получава информация от няколко сензора и, след като усвои информацията, изпраща сигнал към електромагнитния контролен елемент на инжектора.
Тази система за захранване с дизелов двигател е най-модерна и икономична. Тъй като няма механик може да се сравни с електрониката.
Писмен изпит
Например, ако нивото на кислородните молекули е над прага за стехиометрично ниво, тогава по време на следващия цикъл на инжектиране, количеството на инжектираното гориво ще бъде увеличено, за да се използва излишък на въздух. За дизеловите двигатели, тъй като той винаги работи с ниско съотношение въздух-гориво, контролът на ламбда се извършва по различен начин. Крайната цел остава същата, контролирайки емисиите на отработени газове.
Не забравяйте да четете, споделяте и да се абонирате! Дизелов спрей тестер, предназначен да определя налягането при отваряне на дюзата, да контролира горивната горелка с пистолет и да проверява плътността на затворените дюзи. Може да се поставя както отпред, така и отгоре.
Завършен: Андреев Алексей
Земеделски колеж в Луга
Стойност на дизеловата система
Захранващата система на дизеловия двигател е предназначена да осигурява гориво за превозното средство, да почиства горивото и равномерно да го разпределя през цилиндрите на двигателя в строго дозирани части в съответствие с реда на работа, скоростта и режима на натоварване на двигателя. Основните разлики между дизеловия двигател и карбураторния двигател са следните: в дизеловия двигател чистият въздух се всмуква в цилиндрите и се подлага на много висока степен на компресия. Вследствие на това температурата в бутилките е по-висока от температурата на запалване на дизеловото гориво.
Той се поставя между манометъра и изпитвателния механизъм. Интегрираният клапан за държане отделя манометъра. Налягането на отваряне на клапана може да се регулира. Тестови възможности: задаване на количеството на инжектиране; Определяне на повредени или разрешени инжектори; затварящи дюзи; открита струйна инсталация.
Доставка: 4 пластмасови контейнера. Дюзите се изваждат от двигателя и се проверяват индивидуално при същите електрически и хидравлични условия, както в автомобила. Изпитването се провежда върху дизелово гориво или контролно масло. Това устройство изисква работилници за сгъстен въздух и 12-волтова батерия.
Поддръжка на дизелови двигатели.
Набор от дизелови двигатели, които са известни като горивна помпа с високо налягане (помпа с високо налягане), инжектори и горивни линии с високо налягане, е обект на диагностика, възстановяване, настройка и мониторинг.
Следните операции са включени в работата с помпата:
разглобяване и измиване;
функционира; условия за изстрелване на струи; метод на пръскане; течове; Определяне на обема на впръскването на дизелово гориво; дефиниция на обратен поток. Електрическо активиране: началното време се настройва на четири нива поотделно чрез натискане на бутон.
Електронни компоненти за управление на дюзи от друг производител са на разположение при поискване. Степента на задна конструкция зависи от производителя на дюзата. Той е различен за различните производители. При такова сглобено устройство е възможно да се определи дали дюзата е дефектна, няма спад на налягането или пръскане на горивото.
проверка на състоянието на частите и, ако е необходимо, подмяната им;
сглобяване;
регулиране и управление на помпата на стойката, която включва следните операции:
коригиране на началото на принуждаването и редуването на подаването;
проверка на резервната мощност на релсата за спиране;
настройка на началото на регулатора (NDR);
регулиране на хода на релсата;
Време за замяна на инжектиране на всеки 100 µs в интервала от 100 µs до 900 µs. Генераторът има възможност да променя режима от един на непрекъснат. Всички устройства в тази група са произведени. Автомобилно електрическо оборудване. Впръскване на дизелов двигател. Системите за впръскване на дизел трябва да се измерват точно.
Системите за впръскване на дизелови двигатели са коренно различни. Тип инжекционна помпа и конструкция на дюзата. Различни видове гориво, необходими за съответствието на видовете гориво. Системата за впръскване на дизелов двигател се състои от. Ръждиви и фини почистващи филтри.
регулиране на номиналното количество гориво;
регулиране на подаването на гориво в режими на претоварване и стартиране;
проверка на пълното спиране на подаването на гориво от регулатора;
проверете за неравномерно подаване на гориво при минимална скорост, изключете подаването на гориво и поставете винта, за да ограничите общото количество гориво;
проверка на момента на съединителя за впръскване на горивото;
възлагане на индивидуален номер;
щамповане (номера), запечатване на отделни единици и опаковки.
Методите, оборудването и материалите, използвани в нашата продукция за възстановяване на карбуратори и помпи за впръскване на гориво, както и обемът и научно-техническото ниво на контрол и настройка, гарантират, че нашите продукти отговарят и надвишават изискванията на настоящите стандарти. Гаранциите за оперативност, включително изпълнението на стандартите за емисии на отработени газове, са дадени за всяко отделно копие с индивидуален номер, който му е определен и подпечатан.
Когато работи дизелов двигател, чистият въздух се вкарва в неговите цилиндри, който се компресира до високо налягане. В този случай въздухът в цилиндъра се нагрява до температура над температурата на запалване на дизеловото гориво. Горивото се впръсква в цилиндрите, където температурата на въздуха е около + 600 ° C, с известно ускорение и самото запалване. По този начин не се изискват свещи за запалване на горивото.
Възможно е да възникне ситуация, когато при много студен двигател, поради компресия, желаната температура на запалване не е достигната. В този случай двигателят трябва да бъде предварително загрят. Във всеки цилиндър има свещ, която произвежда нагряване на горивната камера. Продължителността на подгряването зависи от външната температура и се управлява от блока за управление на двигателя чрез реле за подгряване.
Дизеловият двигател има три различни метода за впръскване на гориво: използване на вихрова камера, предварителни камери и директно впръскване.
В случай на завихряне на камерата и инжектиране на предкамерата, горивото се инжектира в предварителната камера на съответния цилиндър. Сместа веднага се запалва. Обемът на кислорода, присъстващ в предварителната камера, е достатъчен за изгаряне само на част от инжектираното гориво. Останалата неизгоряла част от налягането на горивото, генерирана по време на горивния процес, се освобождава в горивната камера. Там гори напълно.
При директно впръскване горивото се инжектира директно в горивната камера. Горивото се подава от горивна помпа при налягане 3,5 атм. за горивна помпа високо налягане (помпа с високо налягане). В помпата с ниско налягане, дори и при ниски скорости, се създава постоянно налягане на сгъстяване над 1300 атм.
Съставът на горивната система включва: резервоар за гориво, горивен филтър, инжектори, тръби за гориво и маркучи, сензор за гориво, разположен вътре в резервоара и блока електронен контрол двигател.
Горивото се подава чрез специална помпа през филтъра. Филтърът натрупва мръсотия и вода, съдържаща се в горивото.
Двигателят се управлява от електронна система, подобна на системата за управление на бензиновите двигатели. Системата контролира работата на двигателя, анализира информация от голям брой сензори.
Спирателният клапан за гориво при изключване на запалването липсва. За да се спре двигателят при изключване на запалването, блокът за управление на двигателя изпраща сигнал към устройството за управление на горивната помпа, което от своя страна спира подаването на гориво към инжекторите.
Горивната система е проектирана по такъв начин, че да се предотврати изтичане на въздух при липса на гориво в резервоара. Управлението постоянно проверява нивото на горивото в резервоара, като обработва информация от сензора за гориво, намиращ се в резервоара. Когато подаването на гориво падне до определено ниво, устройството за управление запалва предупредителната лампа на арматурното табло, след което насилствено причинява пропуски в подаването на гориво, като по този начин ограничава максималната скорост. Това продължава, докато нивото на горивото в резервоара превиши допустимото ниво.
Горивната система на дизеловите двигатели е много надеждна. Когато използвате чисто гориво и извършвате редовна поддръжка, той трябва да функционира правилно до края на живота на автомобила. След много голям пробег, вътрешните компоненти на дюзите могат да се износят и ще трябва да бъдат поправени. Тъй като дюзата на помпата има сложна структура, ремонтът се препоръчва в специализиран цех.
Не използвайте открит огън близо до работното място, не пушете и не дръжте никакви горещи предмети. Има опасност от инцидент! Поддържайте пожарогасител на ръка.
Внимавайте за нормална вентилация на работното място. Горивните изпарения са отровни.
Горивната система е под налягане. Когато системата е отворена, горивото може да излезе под налягане. Съберете гориво с парцал. Използвайте предпазни очила.
Вземете специални предпазни мерки, когато работите с компонентите на енергийната система на дизеловия двигател. В частност, това се отнася за инжекторите. Имайте предвид, че налягането на горивото на изхода на инжекторите е около 1100 атмосфери. Не позволявайте на части от тялото да попаднат под струята гориво.
Връзките на маркучите се закрепват с помощта на лента или стягащи скоби. Затягащите скоби трябва да се заменят с скоби или скоби с най-новата конструкция. За монтаж на лентови скоби има специално устройство, например HAZET 796-5.
Почистете фугите и съседните зони преди отваряне.
Поставете отстранените части върху чиста облицовка и затворете. Използвайте за този полиетилен или хартия. Не използвайте влакнеста кърпа за това!
Внимателно затворете всички открити части или ги поставете в технологични тапи, ако ремонтът трае известно време.
Поставете отново само чисти части. Отстранете резервните части само от опаковката непосредствено преди монтажа. Не използвайте части, които са били съхранени без опаковка (например, съхранявани в кутията за инструменти).
Когато се отвори горивна система Ако е възможно, не работете със сгъстен въздух. Ако е възможно, не премествайте автомобила.
Не използвайте силиконови уплътнители. Силиконовите елементи в двигателя, които влизат в двигателя, не изгарят и не повреждат ламбда-сондата.
Мерки за безопасност при изваждане на резервоара за гориво
Преди да извадите резервоара, извадете горивото от него или изпомпвайте горивото със специално проектирана помпа.
Резервоарът за гориво се отстранява от долната страна на автомобила. Преди да откачите скрепителните елементи на резервоара, донесете жака и втулките отдолу.
Празният резервоар е взривоопасен и не може да се изхвърля в тази форма. Преди изхвърляне резервоарът трябва да се нарязва на парчета. Уверете се, че няма искра.
След инсталиране на резервоара, стартирайте двигателя и проверете плътността на всички връзки.
FN Авдонкин "Текущи ремонти на автомобили" М .: "Транспорт" 1978 p. 271
Бодне А.Г., Дагович В.М. "Устройството, експлоатацията и поддръжката на превозни средства" М .: "Транспорт" 1974 p. 254.
Карташов В.П., Малцев В.М. "Организация поддръжка и ремонт на автомобили ”М .:“ Транспорт ”1979, стр. 215.
Поддръжка и ремонт на автомобили: Учебник за родословни. институции n - проф. Образование / В.М. Власов, С.В. Жанказиев, С.
M.Krugovidr. Ед. В. М. Власов, - М .: Издателски център "Академия", 2003.
