Назначение и приборы системы питания дизельного двигателя
Какое назначение системы питания дизельного двигателя?
Система питания дизельного двигателя служит для подвода воздуха и топлива в цилиндры двигателя в заданной пропорции и под заданным давлением и отвода отработавших газов из них.
Что входит в устройство системы питания дизельного двигателя автомобиля КамАЗ-5320?
Система питания дизельного двигателя автомобиля КамАЗ-5320 (рис.76) состоит из топливного бака 16; топливного фильтра 18 предварительной (грубой) очистки топлива; топливоподкачивающего насоса 2 с устройством 1 для ручной подкачки топлива; топливного насоса 4 высокого давления; форсунок 6; электромагнитного клапана 8; факельной свечи 10; фильтра 12 для окончательной (тонкой) очистки топлива; топливопроводов низкого 3 и высокого 5 давления; топливоотводящих (дренажных) трубопроводов 9, 11, 14 и 15 с тройником 17; топливопроводов 7 и 13 для подвода топлива соответственно к электромагнитному клапану и топливному насосу; воздушных фильтров; трубопровода для подвода воздуха в цилиндры двигателя и отвода отработавших газов из них; глушители шума выпуска отработавших газов; указателя уровня топлива в топливном баке; регулятора частоты вращения коленчатого вала; педали газа с системой тяг для управления рейкой топливного насоса; автоматической муфты опережения впрыска топлива.
Рис.76. Схема системы питания дизельного двигателя автомобиля КамАЗ-5320.
На отдельных двигателях устанавливают турбокомпрессор для подачи воздуха в цилиндры двигателя под давлением с целью повышения мощности двигателя и снижения токсичности отработавших газов.
Как работает система питания двигателя автомобиля КамАЗ-5320?
Во время работы двигателя топливо из топливного бака поступает по топливопроводу в фильтр предварительной очистки 18 (рис.76), очищается от грубых примесей и воды и топливоподкачивающим насосом под давлением 0,15-0,20 МПа по топливопроводу 3 подается в фильтры тонкой очистки 12, где окончательно очищается. Затем по топливопроводу 13 поступает в топливный насос высокого давления 4, который повышает давление топлива, дозирует его количество для каждого цилиндра в соответствии с порядком работы и нагрузкой двигателя и по топливопроводам 5 высокого давления подает в форсунки 6, которые впрыскивают топливо в цилиндры под давлением 18 МПа.
Избыточное топливо, а вместе с ним и проникший в систему питания воздух отводятся через перепускной клапан топливного насоса высокого давления и клапан-жиклер фильтра тонкой очистки по дренажным топливопроводам 11 и 14 в топливный бак 16. Топливо, просочившееся в полость пружины форсунки через зазор между корпусом распылителя и иглой, сливается в бак по дренажным топливопроводам 9 и 15 с тройником 17.
Электромагнитный клапан 8 топливопроводом 7 соединен с насосом высокого давления и служит для подачи топлива под давлением 0,06-0,08 МПа к факельным свечам 10, установленным во всех впускных трубопроводах для подогрева воздуха при пуске двигателя в холодное время года.
Система питания других дизельных двигателей устроена и работает так же, если она разделенного типа.
В чем особенности системы питания неразделенного типа и где она применяется?
Система питания дизельных двигателей неразделенного типа применяется на дизельных двухтактных двигателях ЯАЗ-204, ЯАЗ-206. В этой системе насос высокого давления и форсунка объединены в одном при боре, называемом насосом-форсункой, что позволило повысить давление впрыскиваемого топлива до 140 МПа при 2000 об/мин коленчатого вала. Однако работа такого двигателя более жесткая, что снижает срок его службы, в нем отсутствуют топливопроводы высокого давления. Регулятор частоты вращения коленчатого вала двухрежимный. Он устойчиво поддерживает минимальную частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу и максимальную – на полных нагрузках двигателя.
***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Система питания дизельного двигателя»
давление, двигатель, дизельный, насос, питание, система, топливный, топливо, топливопровод
Смотрите также:
Купить новый Kia Rio в Москве
Система питания дизельного двигателя .
Автомобиль. 1001 советСистема питания дизельного двигателя предназначена для обеспечения запаса топлива на автомобиле, очистки топлива и равномерного распределения его по цилиндрам двигателя строго дозированными порциями в соответствии с порядком работы, скоростным и нагрузочным режимом работы двигателя. Основные отличия дизельного двигателя от карбюраторного состоят в следующем. В дизельном двигателе чистый воздух засасывается в цилиндры и в них подвергается очень высокой степени сжатия. Вследствие этого в цилиндрах создается температура, превышающая температуру воспламенения дизельного топлива.
Когда поршень находится почти в верхней мертвой точке, в сильно сжатый, достигающий температуры +600 °C воздух впрыскивается дизельное топливо, которое состоит из смеси керосиновых, газойлевых и соляровых фракций. Дизельное топливо загорается само по себе, свечи зажигания не требуются. Чтобы достигалась высокая температура сжатого воздуха при холодном двигателе, в каждой вихревой камере двигателя находится свеча накаливания.
Кроме того, дизельный двигатель оснащен ускорителем запуска в холодном состоянии, который включается кнопкой на панели приборов или автоматически.
Из топливного бака дизельное топливо засасывается насосом высокого давления через топливный фильтр, который задерживает воду и грязь. Топливо подается только в том случае, если в системе нет воздуха. В насосе создается необходимое для впрыска давление, и топливо распределяется по цилиндрам. Количество впрыскиваемого топлива регулируется нажатием педали газа. Через форсунки топливо подается в предкамеру соответствующего цилиндра. Так как дизельный двигатель не нуждается в зажигании и его цикл не прекращается при отключении напряжения в системе накального зажигания, в конструкции дизельного двигателя предусмотрен магнитный клапан. При выключении зажигания напряжение на нем исчезает и канал поступления топлива закрывается.
В систему питания дизельного двигателя грузового автомобиля (КамАЗ-740) входит топливный бак, фильтр грубой очистки воздуха, фильтр тонкой очистки воздуха, топливоподкачивающий насос, топливный насос высокого давления с регулятором частоты вращения и автоматической муфтой опережения впрыска топлива, форсунки, трубопроводы высокого давления, трубопроводы низкого давления, воздушный фильтр, выпускной газопровод, глушители шума отработанных газов.
Подача топлива осуществляется по двум магистралям: высокого и низкого давления. В магистрали низкого давления хранится топливо, происходит его фильтрация и подача под малым давлением к топливному насосу высокого давления. В магистрали высокого давления обеспечивается подача и впрыскивание необходимого количества топлива в цилиндры двигателя в определенный момент. Топливоподкачивающий насос подает топливо из бака через фильтры грубой и тонкой очистки по топливопроводам низкого давления к топливному насосу высокого давления, который в соответствии с порядком работы цилиндров по топливопроводам высокого давления подает топливо к форсункам. Форсунки, расположенные в головках цилиндров, впрыскивают и распыляют топливо в камеры сгорания двигателя. Так как топливоподкачивающий насос подает топливному насосу высокого давления топлива больше, чем нужно, то его избыток, а с ним и попавший в систему воздух по дренажным трубопроводам отводятся обратно в бак.
Топливный насос высокого давления является основным прибором системы питания дизеля.
Он предназначен для равномерной подачи строго определенной дозы топлива к форсункам двигателя под высоким давлением в течение определенного промежутка времени согласно порядку работы цилиндров двигателя. Состоит он из одинаковых секций по количеству цилиндров двигателя. Секция включает в себя корпус, втулку плунжера (гильзу), плунжер, поворотную втулку, нагнетательный клапан, который прижат штуцером к гильзе плунжера через прокладку.
П р и н ц и п р а б о т ы ТНВД состоит в следующем. Под действием кулачка вала и пружины плунжер совершает возвратно-поступательное движение. При движении плунжера вниз внутреннее пространство гильзы наполняется топливом и топливо подается насосом низкого давления в подводящий канал корпуса насоса. При этом открывается впускное отверстие и топливо поступает в надплунжерное пространство. Далее под действием кулачка плунжер начинает подниматься вверх, перепуская топливо обратно в подводящий канал, до тех пор, пока верхняя кромка плунжера не перекроет впускное отверстие гильзы.
После перекрытия этого отверстия давление топлива резко возрастает и топливо через зазор между втулкой и плунжером, преодолевая усилие пружины, поднимает нагнетательный клапан и поступает в топливопровод.
Продвижение плунжера вверх вызывает повышение давления выше уровня давления, которое создается пружиной форсунки. В результате этого игла форсунки приподнимается и происходит впрыскивание топлива в камеру сгорания. Подача топлива продолжается до тех пор, пока винтовая кромка плунжера не откроет выпускное отверстие в гильзе. В результате давление над плунжером резко падает, нагнетательный клапан под действием пружины закрывается и пространство над плунжером разъединяется с топливопроводом высокого давления. Далее плунжер перемещается вверх, топливо перетекает в сливной канал через винтовую кромку плунжера и продольный паз. Количество топлива подается в форсунку с помощью зубчатой рейки, втулки и связывающего поводка. Продолжительность впрыскивания соответствующих порций топлива, подаваемых в цилиндры двигателя, зависит от угла поворота плунжера, так как изменяется расстояние, проходимое плунжером от момента перекрытия впускного отверстия до момента открытия выпуского отверстия винтовой кромкой.
Чтобы остановить двигатель автомобиля, необходимо прекратить подачу топлива. В этом случае рейкой устанавливают плунжер в такое положение, чтобы винтовая канавка оказалась обращенной в выпускному отверстию, и при перемещении плунжера вверх все топливо над ним по канавке через выпускное отверстие и топливопроводы попадает в бак.
Заданную частоту вращения коленчатого вала автоматически поддерживает всережимный регулятор частоты вращения. Он находится в развале корпуса топливного насоса высокого давления и приводится в движение от его кулачкового валика. Во время работы двигателя с частотой вращения коленчатого вала, соответствующей данному положению педали управления подачи топлива, центробежные силы грузиков регулятора уравновешены усилием пружин. Если нагрузка на спуске уменьшится, то частота вращения коленчатого вала начнет возрастать и грузы регулятора, преодолевая сопротивление пружины, немного разойдутся и переместят рейку топливного насоса высокого давления в положение, уменьшающее подачу топлива.
Если частота вращения уменьшается, то центробежная сила грузов также уменьшается и регулятор под действием силы пружины переместит рейку в обратном направлении, что приведет к увеличению подачи топлива.
Для изменения момента начала впрыскивания топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала предназначена автоматическая муфта опережения впрыскивания топлива. Изменяя момент впрыскивания топлива, автоматическая муфта улучшает экономичность двигателя и его пусковые качества. На конической поверхности переднего конца кулачкового валика топливного насоса высокого давления крепится шпонкой и фиксируется гайкой ведомая полумуфта. Ведущая полумуфта крепится на ступице ведомой и может на ней поворачиваться. Между ступицей и полумуфтой установлена втулка. Ведущая полумуфта приводится в действие распределительной промежуточной шестерней через вал с гибкими соединительными муфтами. На ведомую полумуфту вращение передается двумя грузами. Они качаются в плоскости, перпендикулярной к оси муфт на полуосях, запрессованных в ведомую полумуфту.
Одним концом приставка ведущей полумуфты упирается в палец груза, а другим – в профильный выступ. Пружины стремятся удержать грузы на упоре во втулке ведущей полумуфты. Если частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается, под действием центробежных сил грузы расходятся, и в результате ведомая полумуфта поворачивается относительно ведущей в направлении вращения кулачкового валика, что увеличивает угол опережения впрыска топлива. При уменьшении частоты вращения грузы под действием пружин сходятся. Ведомая полумуфта поворачивается вместе с валиком топливного насоса в противоположную сторону вращения, что уменьшает угол опережения впрыска топлива.
Для впрыскивания, распыления топлива и распределения его частиц по объему камеры сгорания служат форсунки. Главным элементом форсунки является распылитель, имеющий одно или несколько сопловых отверстий, которые формируют факел впрыскиваемого топлива. Форсунки могут быть открытого и закрытого типа. В четырехтактных дизелях применяют форсунки закрытого типа, сопловые отверстия которых закрываются запорной иглой, поэтому внутренняя полость в корпусе распылителей форсунок сообщается с камерой сгорания только в период впрыскивания топлива.
Подача заряда воздуха в цилиндр под давлением для повышения мощности дизельного двигателя называется турбонаддувом. Для наддува дизель оборудуют турбокомпрессором на выхлопных газах. Дизельные двигатели, оснащенные турбокомпрессором, более экономичны.
П р и н ц и п д е й с т в и я турбокомпрессора состоит в следующем. На валу турбокомпрессора сидят два турбинных колеса, размещенные в двух отдельных корпусах. Движущей силой для турбинных колес служат выхлопные газы дизельного двигателя. Они разгоняют вал компрессора, а поскольку ротор выхлопных газов и ротор свежего воздуха сидят на одном валу, то с такими же оборотами свежий воздух нагнетается в цилиндры. Применение турбокомпрессора повышает как мощность двигателя, так и крутящий момент. Предпосылкой эффективной работы двигателя является определенная скорость вращения вала компрессора, гарантирующая хорошую степень наполнения. Обычно двигатель вращается со скоростью не менее 3000 об/мин.
Дизельный генератор — Энергетическое образование
Энергетическое образованиеМеню навигации
ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
ИНДЕКС
Поиск
Дизельный генератор, принадлежащий и управляемый Yukon Energy в Уайтхорсе Юкон, Канада [1]
Дизельные генераторы — это очень полезные машины, которые производят электричество за счет сжигания дизельного топлива.
Эти машины используют комбинацию электрического генератора и дизельного двигателя для выработки электроэнергии. Дизельные генераторы преобразуют часть химической энергии, содержащейся в дизельном топливе, в механическую энергию посредством сгорания. Эта механическая энергия затем вращает кривошип для производства электричества. Электрические заряды индуцируются в проводе при перемещении его через магнитное поле. В приложении электрического генератора два поляризованных магнита обычно создают магнитное поле. Затем вокруг коленчатого вала дизель-генератора много раз наматывается проволока, которая помещается между магнитами и находится в магнитном поле. Когда дизельный двигатель вращает коленчатый вал, провода перемещаются по всему магнитному полю, что может индуцировать электрические заряды в цепи. Общее эмпирическое правило заключается в том, что дизельный генератор будет использовать 0,4 л дизельного топлива на произведенный кВтч. Используемый дизельный двигатель по существу представляет собой двигатель внутреннего сгорания.
В отличие от бензинового двигателя, дизельный двигатель использует теплоту сжатия для воспламенения и сжигания топлива, впрыскиваемого в камеру впрыска. Как правило, дизельные двигатели имеют самый высокий тепловой КПД среди всех двигателей внутреннего сгорания, что позволяет достичь приблизительного процента КПД Карно. Дизельные двигатели могут работать на многих производных сырой нефти. Топливо, которое дизельный двигатель может использовать для сгорания, включает природный газ, спирты, бензин, древесный газ и дизельное топливо. [2]
Универсальность
Дизельные генераторы используются во многих областях по всему миру. Обычно их устанавливают в сельской местности, где они подключены к электросети и могут использоваться как основной источник питания или как резервная система. Дизельные генераторы также можно использовать для компенсации пиковых потребностей в электроэнергии в сети, поскольку их можно быстро включать и выключать без задержки. Генераторы, используемые в жилых помещениях, могут иметь мощность от 8 до 30 кВт, а генераторы, используемые в коммерческих целях, могут иметь мощность от 8 до 2000 кВт.
Большие корабли также используют дизельные генераторы для вспомогательных целей, которые могут варьироваться от освещения, вентиляторов и переключателей до дополнительной мощности двигательной установки.
Выбросы
При сжигании дизельного или другого топлива образуются выхлопные газы. Дизельные генераторы производят двуокись углерода (CO2), окись азота (NOx) и твердые частицы. Эти генераторы выбрасывают его в атмосферу и существенно снижают качество воздуха в близлежащих регионах. На каждый литр топлива приходится 0,73 кг чистого углерода, на литр дизельного топлива выделяется 2,6 кг углекислого газа.
Ссылки
- ↑ «Экскурсия по электростанциям Уайтхорс компании Yukon Energy». [Онлайн]. Доступно: http://explorenorth.com/wordpress/a-tour-of-yukon-energys-whitehorse-power-plants/. [Доступ: 28 марта 2014].
- ↑ Аннаратоне Д., Парогенераторы: описание и конструкция. Милан: Спрингер, 2007.
кВт, кВА и коэффициент мощности
- Дом
- Блог
- Общие сведения о характеристиках дизельных генераторных установок: кВт, кВА и коэффициент мощности
Дизельные генераторы используются для обеспечения резервного питания зданий во время отключений электроэнергии и других чрезвычайных ситуаций.
Они также используются в качестве постоянных источников электроэнергии в местах, где нет сетевого покрытия, например, на удаленных горнодобывающих предприятиях и нефтяных месторождениях. Тем не менее, технические характеристики дизельных генераторов необходимо четко понимать перед покупкой.
Когда дизель-генератор работает в условиях, для которых он был разработан, он имеет более высокий КПД и более длительный срок службы. Однако важно понимать разницу между киловаттами (кВт), киловольт-амперами (кВА) и коэффициентом мощности (КМ):
- Киловатты (кВт) используются для измерения фактической электроэнергии, вырабатываемой генератором, которая используется непосредственно приборами и оборудованием в здании.
- Киловольт-ампер (кВА) измеряют полную мощность. Сюда входит активная мощность (кВт), а также реактивная мощность (кВАР), потребляемая такими устройствами, как двигатели и трансформаторы. Реактивная мощность не потребляется, а вместо этого переключается между источником питания и нагрузкой.
- Коэффициент мощности – это отношение реальной и кажущейся мощности. Если здание потребляет 900 кВт и 1000 кВА, коэффициент мощности составляет 0,90 или 90%.
На паспортных табличках дизельных генераторов указаны номинальные значения кВт, кВА и мощности. Однако условия работы определяются подключенной нагрузкой, а не генератором. Чтобы убедиться, что в вашем здании есть правильный генератор, лучше всего поручить его расчет профессиональным инженерам-электрикам.
Есть ли в вашем доме подходящий дизельный генератор?
Что ограничивает мощность генератора?
Максимальная мощность генератора в киловаттах определяется дизельным двигателем, который его приводит в действие. В качестве примера рассмотрим электрический генератор с КПД 95%, который приводится в движение дизельным двигателем мощностью 1000 л.с.:
- 1000 л.с. эквивалентны 745,7 кВт, и это мощность на валу, подаваемая на генератор.
- При КПД 95 % максимальная мощность составляет 708,4 кВт
С другой стороны, максимальное значение киловольт-ампер зависит от номинального напряжения и тока генератора.
Генераторная установка может быть перегружена двумя способами:
- Если нагрузка, подключенная к генератору, превышает номинальную мощность в кВт, это приведет к перегрузке двигателя.
- С другой стороны, если нагрузка превышает номинальную кВА, это приведет к перегрузке обмоток генератора.
Очень важно помнить об этом, так как генератор может быть перегружен в киловольт-амперах, даже если нагрузка в киловаттах ниже номинального значения.
Рассмотрим генератор со следующими характеристиками: 1000 кВт, 1250 кВА, коэффициент мощности 80 %, 480 В и 1503 А. Этот генератор может работать с коэффициентом мощности выше 80 %, если не превышены номинальные значения в кВт и кВА.
- Если здание потребляет 1000 кВт и 1100 кВА, коэффициент мощности увеличивается до 91%, но мощность генераторной установки не превышается.
- С другой стороны, если генератор работает на 1100 кВт и 1250 кВА, коэффициент мощности увеличивается только до 88%, но дизельный двигатель перегружается.
- Дизель-генератор также может быть перегружен только в кВА. Если блок работает на 950 кВт и 1300 кВА (73% КМ), обмотки перегружены, даже если дизельный двигатель не перегружен.
Подводя итог, можно сказать, что дизельный генератор может без проблем превысить номинальный коэффициент мощности, если мощность в кВт и кВА остается ниже номинальных значений. Опускаться ниже номинального КМ не рекомендуется, так как генератор работает менее эффективно. Наконец, превышение мощности в кВт или в кВА может привести к повреждению устройства.
Влияние опережающего и отстающего коэффициента мощности на дизельный генератор
Если вы подключаете к генератору только электрическое сопротивление и измеряете напряжение и ток, их формы сигналов переменного тока будут совпадать при отображении на цифровом измерителе. Оба сигнала чередуются между положительными и отрицательными значениями, но они пересекают 0 В и 0 А одновременно. Другими словами, напряжение и ток находятся «в фазе»:
В этом случае коэффициент мощности нагрузки равен 1,0 или 100 %.
Однако большинство устройств, находящихся в зданиях, имеют коэффициент мощности, отличный от 100%, что означает, что их напряжение и ток смещены друг относительно друга:
Если пик напряжения переменного тока опережает пик тока, нагрузка имеет коэффициент мощности , отстающий от . Нагрузки с таким поведением называются индуктивными, и к ним относятся электродвигатели и трансформаторы. На следующем графике показаны напряжение и ток для индуктивной нагрузки:
С другой стороны, если ток опережает напряжение, нагрузка имеет коэффициент мощности , опережающий . Нагрузки с таким поведением называются емкостными , и включают в себя батареи, батареи конденсаторов и некоторое электронное оборудование. Следующий график отображает напряжение и ток для емкостной нагрузки:
Большинство зданий имеют больше индуктивных нагрузок, чем емкостных. Это означает, что общий коэффициент мощности обычно отстает, и дизель-генераторы рассчитаны на этот тип нагрузки.