Система питания карбюраторного двигателя дипломная работа: Система питания двигателя ВАЗ – 2108. Скачать бесплатно и без регистрации

Дипломная работа на тему: система питания дизельного двигателя

Оглавление:

У вас нет времени на дипломную работу или вам не удаётся написать дипломную работу? Напишите мне в whatsapp — согласуем сроки и я вам помогу!

В статье «Как научиться правильно писать дипломную работу», я написала о правилах и советах написания лучших дипломных работ, прочитайте пожалуйста.

Собрала для вас похожие темы дипломных работ, посмотрите, почитайте:

1. Дипломная работа на тему: острые аллергозы
2. Дипломная работа на тему: голубцы с мясом и рисом
3. Дипломная работа на тему: кондитерские изделия
4. Дипломная работа на тему: управление персоналом

Дипломная работа на тему: система питания дизельного двигателя

Введение

Уровень автомобилизации современного мирового общества предъявляет все более высокие требования к надежности автомобильного транспорта с целью обеспечения его технико-экономических характеристик и снижения техногенного воздействия, особенно выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду.

Грузовые автомобильные перевозки играют значительную роль в транспортном секторе нашей страны, обслуживая предприятия и организации всех форм собственности, а также широкую общественность.

По оценкам, на долю автомобильного транспорта приходится 75-77% грузовых перевозок.

В настоящее время отечественная и мировая автомобильная промышленность отказывается от использования несовершенных двигательных установок ДВС и переходит к использованию более современных, в том числе электронных двигательных установок для дизельных двигателей грузовых автомобилей.

В то же время, наблюдения показали, что сложность системы привела к увеличению функциональных и параметрических ошибок.

Это определяет необходимость совершенствования существующих и разработки новых методов и средств диагностики системы питания дизельных двигателей.

Задача обеспечения качества диагностических работ энергосистемы может быть успешно решена только на основе использования современных информационных технологий, основанных на достижениях отечественных и зарубежных системных диагностических технологий.

Однако, несмотря на вышесказанное, в нашей стране и в настоящее время все еще широко используются грузовые автомобили в 90-х и даже 80-х годах, что не позволяет отказаться от известных, ранее внедренных, методов и инструментов диагностики силовой установки дизельных двигателей. Таким образом, вопросы диагностики силовой системы дизельных двигателей грузовых автомобилей, проблемы формирования новых надежных методов диагностики всегда будут оставаться актуальными.

Назначение системы электропитания дизельного двигателя

Назначение системы дизельного двигателя — подача топлива в цилиндры в необходимом количестве и под достаточным давлением вовремя при любых условиях эксплуатации и при любой температуре окружающего воздуха.

Дизельная двигательная установка состоит из:

— Система подачи топлива;

— Система воздушного потока.

Топливные системы

Схема системы подачи топлива в двигатель грузовика показана на рисунке 1. Как правило, система подачи топлива включает в себя компоненты, расположенные снаружи двигателя (на раме или в кузове транспортного средства) и на двигателе. К первым относятся топливные баки 1, бак сбора топлива 7, насос подачи топлива 10 перед пуском, клапан распределения топлива 11, топливные магистрали низкого давления и некоторые другие узлы. К последним в основном относятся основной топливный питающий насос 8, топливный насос высокого давления (HPF) 5, инжекторы 4 и топливные магистрали высокого давления.

Во время работы двигателя топливо забирается из топливных баков основным топливным насосом и подается под давлением 0,05 … 0,1 МПа к

НАСОС ВПРЫСКА ТОПЛИВА. На пути от баков к насосу топливо проходит через распределительный клапан, подпорный насос и фильтр грубой очистки 9. Если в автомобиле только один топливный бак или несколько баков общаются друг с другом, то распределительный клапан отсутствует. Перед подачей топлива из насоса в инжекторный насос оно очищается от мельчайших примесей в фильтре тонкой очистки 3. Впрыскивающие секции насоса для впрыска топлива, приводимые в действие коленвалом двигателя, подают топливо под высоким давлением (до 50 МПа и более) к форсункам в требуемом количестве в определенные моменты времени в соответствии с рабочим циклом и порядком работы двигателя. Топливо впрыскивается в камеры сгорания через форсунки, ввинченные в головку цилиндра в моменты завершения компрессионного хода в цилиндрах.

Перед пуском двигателя система заправляется топливом и подается в систему впрыска топлива с помощью топливного насоса перед пуском. После запуска насос не работает.

Если воздух поступает в насос впрыска топлива и трубопроводы высокого давления, соединяющие его с топливными форсунками, подача топлива в цилиндры прерывается. Это также будет мешать нормальной работе двигателя. Для предотвращения попадания воздуха в топливную форсунку в самой высокой точке системы на пути подачи топлива к топливной форсунке установлен воздушный сепаратор. Обычно воздушный сепаратор располагается в крышке фильтра тонкой очистки. Перед пуском двигателя, при необходимости, накопленный в воздушном сепараторе воздух направляется через клапан (клапан) 2 в воздушные полости топливных баков 1 для выпуска воздуха. Для этого, при остановленном двигателе, откройте кран (клапан) и закачайте в систему насос перед пуском. В этом случае топливо вытесняет воздух из воздушного поддона в воздушное пространство топливного бака через клапан распределения топлива (как показано на рисунке) или непосредственно.

Топливо, сбрасываемое в форсунках между иглой и распылителем, сбрасывается по дренажным линиям в специальный бак 7 или в основной топливный бак.

Топливные баки используются для хранения топлива. Они могут иметь различные конфигурации и мощности в зависимости от конструкции конкретного транспортного средства. Общая вместимость топливных баков определяется дальностью полета транспортного средства (обычно не менее 500 км). Чаще всего резервуары изготавливаются из листовой стали или высокопрочной пластмассы, устойчивой к химически активному топливу. Для защиты от коррозии внутренние поверхности стальных резервуаров покрыты бакелитовой краской, оцинкованной или луженой. Для повышения жесткости резервуаров иногда в стенах пробиваются канавки, а внутри резервуаров устанавливаются сплошные перегородки, которые также уменьшают свободную поверхность топлива и ослабляют его вибрацию во время движения транспортного средства.

Горловины заправочных горловин топливных баков, как правило, оснащены тканевыми фильтрами. Капельницы размещаются в нижней части танков. Если бак имеет большую вместимость, то топливо сливается через отверстие с пробкой и шаровым краном, расположенным над ловушкой. В этом случае используется специальная трубка-ключ со шлангом. Воздушное пространство резервуаров соединено с атмосферой дренажными трубами или другими специальными устройствами, которые предназначены для исключения проникновения огня во внутреннюю полость резервуара и утечки топлива в случае внезапных вибраций транспортного средства, а также (по возможности) для обеспечения очистки воздуха, поступающего в резервуары. В прошлом для измерения количества топлива в баках использовались измерительные щупы. На сегодняшний день наиболее распространенными являются электрические поплавковые датчики, которые посылают электрический сигнал, пропорциональный уровню топлива, на дисплей приборной панели автомобиля.

Главный топливный насос обеспечивает непрерывную подачу топлива из баков в топливный инжектор при работающем двигателе. Обычно он приводится в движение коленчатым или распределительным валом двигателя. Можно также использовать автономный электродвигатель, питающийся от генератора переменного тока транспортного средства.

Электропривод обеспечивает бесперебойную подачу топлива независимо от частоты вращения коленчатого вала и возможность аварийного отключения всей системы.

Существуют различные конструкции топливных дожимных насосов. Это могут быть шестеренчатые, плунжерные насосы (поршневые насосы) или пластинчато-роторные насосы (пластинчатый тип). Как правило, используются плунжерные и пластинчато-роторные насосы.

Плунжерный топливный насос состоит из корпуса насоса 5, плунжера 7 с пружиной 6, плунжера 10 с роликом 11, пружины 9 и штока 8, а клапаны — вход 4 и выход 1 с пружинами. Плунжер и таран можно перемещать вверх и вниз. Движение вверх обеспечивается вращением эксцентрика 12, который становится единым с распределительным валом инжекторного насоса; движение вниз обеспечивается пружинами 6 и 9.

При спуске эксцентриковый выступ роликового плунжера движется вниз под действием пружины b и заставляет находящееся под ним топливо попасть в нагнетательную линию насоса. В это время выхлопной клапан закрыт, а входной клапан открыт из-за вакуума над плунжером, и топливо поступает из впускной линии в полость над поршнем. При движении клапана и плунжера вверх впускной клапан закрывается под давлением топлива, а выхлопной клапан открывается и топливо поступает из верхней камеры в нижнюю камеру под плунжером. Таким образом, давление на топливо оказывается только при движении плунжера вниз.

Если подача топлива к двигателю снижается, то давление в нагнетательной линии насоса повышается, как и давление в полости под поршнем. В этом случае плунжер не может двигаться вниз даже под действием пружины 6, а плунжер со штоком движется медленно. Когда топливо расходуется, давление в выхлопной камере снижается, и плунжер снова начинает двигаться вниз под действием пружины 6, обеспечивая тем самым подачу топлива.

Плунжерный топливный насос обычно комбинируется с насосом 2 ручного всасывания топлива. Этот насос устанавливается на входе главного топливного насоса и управляется вручную путем перемещения поршня 3 со штоком поршня. Когда поршень поднимается вверх, под ним создается вакуум, впускной клапан открывается и топливо заполняет нижнюю поршневую камеру. При движении поршня вниз впускной клапан закрывается, а клапан нагнетания открывается, позволяя топливу продолжать поступать по топливной магистрали.

В дизельных двигателях тяжелых коммерческих автомобилей в основном используются роторно-поршневые топливные насосы (рис. 3.). Ротор 7 насоса приводится в движение коленчатым валом двигателя. В роторе имеются пазы, в которые вставляются пластины 6. Один (внешний) конец пластин скользит по внутренней поверхности направляющего сепаратора 8, другой (внутренний) конец — по окружности плавающего штифта 5, эксцентричного к оси ротора, скользящего попеременно из и в ротор. Ротор и пластины делят внутреннюю полость направляющей чаши на камеры A, B и C, объем которых непрерывно изменяется при вращении ротора.

Объем камеры А увеличивается так, что в ней создается отрицательное давление, под действием которого топливо всасывается из впускной трубы. Объем камеры В уменьшается, давление повышается, и топливо вытесняется в выходную полость насоса. Топливо в камере В поступает от входа в чашку к выходу. Когда давление в нагнетательной полости поднимается до определенного уровня, редукционный клапан 2 открывается, преодолевая усилие пружины 7, и излишки топлива возвращаются во впускную полость насоса. При этом поддерживается постоянное давление в выходной полости и в выходном трубопроводе. Перед пуском, когда двигатель и, следовательно, главный топливный насос не работают, топливо может подаваться с помощью подпорного насоса. В этом случае перепускной клапан 3 открывается и преодолевает усилие пружины 4. В закрытом положении палета этого клапана перекрывает отверстия в паллете редукционного клапана.

Перед пуском двигателя система заправляется топливом с помощью заливочного насоса стартового топлива 10 и подается в насос высокого давления. В прошлом широко использовались плунжерные и мембранные насосы с ручным приводом. Однако в настоящее время все чаще используются центробежные насосы, приводимые в действие электродвигателем, работающим от аккумулятора. Они обеспечивают более быструю подачу топлива, не требуют от водителя мышечной силы и могут быть использованы в качестве аварийного насоса в случае выхода из строя основного насоса подачи топлива.

В фильтре грубой очистки 9 и фильтре тонкой очистки 3 топливо очищается от механических примесей и воды. Частицы размером 20…50 мкм, составляющие 80…90% от общей массы всех примесей, задерживаются в фильтре грубой очистки, который устанавливается перед главным топливным насосом 8. Фильтр тонкой очистки, расположенный между основным топливным насосом и насосом впрыска топлива, задерживает частицы размером 2…20 микрон.

В настоящее время на дизельных электростанциях используются следующие типы фильтров: сетчатые, ленточные и пластинчатые.

В тканевых фильтрах фильтрующий элемент представляет собой металлическую сетку. Он может состоять из концентрических цилиндров, через стенки которых форсируется топливо, или из дисковых секций, выстроенных на центральной трубе с отверстиями в стене и соединенных с выпускной трубой. В пазовом фильтре ленты фильтрующий элемент представляет собой гофрированную чашку, на которую наматывается профилированная лента. Через промежутки между поворотами полосы, создаваемые выступами, топливо переходит из пространства, окружающего фильтрующий элемент, в полости между гофрированной чашкой и полосой, а затем — в полость между дном и крышкой чашки, из которой оно выходит через выходной патрубок.

Фильтрующий элемент пластинчато-зазорного фильтра представляет собой полый цилиндр, состоящий из одинаковых тонких круглых дисков с изогнутыми выступами. Эти проекции образуют промежутки между дисками. Топливо поступает на внешнюю и внутреннюю поверхности цилиндра и очищается через зазоры между дисками. Очищенное топливо направляется через торцевые отверстия дисков в верхнюю часть фильтра к выпускному отверстию.

Фильтр грубой очистки часто комбинируется с отстойником для воды в дизельном топливе. В этом случае необходимо периодически выворачивать пробку сливного отверстия, чтобы удалить из нее скопившуюся воду.

В фильтрах тонкой очистки в качестве фильтрующих элементов обычно используются картонные элементы типа «мультиструйная звезда» или упаковки из картонных и войлочных дисков. Менее распространенными являются картриджи с механической упаковкой, поглощающей примеси (например, минеральная вата), картриджи с тканевой или нитевидной намоткой и т.д.

Высоконапорный топливный насос 5 предназначен для точного дозирования топлива и подачи его к форсункам 4 при требуемом давлении и в заданное время. В рядных двигателях такой насос устанавливается сбоку, в верхней половине картера. В V-образных двигателях она устанавливается в разделение цилиндров. Существует много типов топливных насосов.

В двигателях коммерческого транспорта насосы особенно распространены с рядными парами поршней, распределительный вал которых приводит в действие один поршень, подающий топливо только на один цилиндр двигателя. Другая конструкция рядного насоса может управлять фазами впрыска в дополнение к варьированию количества топлива. Распределительный насос характеризуется механическим или электронным регулятором и встроенным устройством для регулирования угла опережения впрыска. Одноплунжерный делительный насос с вращающимся плунжером обычно используется для высокоскоростных двигателей легковых автомобилей и легких грузовиков. Центральный плунжер, приводимый в действие кулачком, нагнетает давление на топливо и распределяет его по отдельным цилиндрам, в то время как дозатор или электромагнитный клапан управляют количеством впрыскиваемого топлива. Радиально-поршневой парный распределительный насос применяется в высокооборотных дизельных двигателях для легковых и малотоннажных автомобилей с непосредственным впрыском.

Элементы насосов обеих систем точно спроектированы для обеспечения длительного срока службы и стабильности работы, точного контроля времени и скорости впрыска, а также равномерного распределения скорости впрыска в каждый цилиндр. Предлагаются также рядные плунжерные насосы и насосы направленного действия с кулачковым приводом. Другой концепцией впрыска топлива является насосно-сопловая система, в которой насос и инжектор интегрированы в единый блок. Инжектор насоса устанавливается в головку каждого цилиндра. Он приводится в движение распределительным валом двигателя, непосредственно толкателем или опосредованно качающимся рычагом.

Встроенные насосы

Каждый насос высокого давления с рядной поршневой парой имеет по паре поршней для каждого цилиндра двигателя. Распредвал, приводимый в движение двигателем, перемещает плунжер, повышая давление топлива. Пружина возвращает его в исходное положение. Толкатель настолько точно подогнан под втулку (зазор составляет 3…5 мкм), что работает без утечек даже при высоком давлении и любой частоте вращения коленчатого вала двигателя. Рабочий ход плунжера постоянен.

Количество подаваемого топлива регулируется вращением поршня — спиральное углубление изменяет его текущий рабочий ход. Активная работа насоса начинается, когда верхний край плунжера закрывает входное отверстие. Шлиц соединяет камеру над плунжером с участком под спиральной канавкой.

Встроенная конфигурация с дополнительной втулкой

Этот тип насоса регулирует закрытие отверстия (начало подачи топлива) для регулирования угла впрыска. Выходное отверстие в корпусе насоса находится в катушке каждого комплекта поршней и втулок. Вал управления с рычагами одновременно регулирует положение всех скользящих контактов путем перемещения скользящего контакта вверх или вниз, чтобы инициировать ранний или поздний запуск топлива. Вал вращается с помощью электромагнитного механизма. Датчик положения иглы контролирует начало впрыска непосредственно на форсунке. Он посылает соответствующий сигнал в ЭБУ для управления током возбуждения соленоида, чтобы он был совместим с заданными значениями. Датчик частоты вращения коленчатого вала предоставляет точную информацию о продолжительности впрыска топлива относительно ТМТ посредством импульсов от контрольных меток на маховике.

Топливно-впрыскной насос (VE) распределительного типа

Этот насос используется для 3-, 4-, 5- и 6-цилиндровых дизельных двигателей грузовиков мощностью до 20 кВт на цилиндр. Сплит-насосы для двигателей с прямым впрыском создают давление до 700 бар на скоростях до 2400 об/мин.

Раздельный насос содержит только один плунжер и комплект втулок для питания всех цилиндров.

Во время рабочего хода поршень не только создает необходимое давление топлива, но и при вращении распределяет его по отдельным выпускным отверстиям. За один оборот приводного вала плунжер выполняет количество ходов, соответствующее количеству цилиндров двигателя. Приводной вал вращает кулачок и толкатель, к которому он подключен. Проекции на кулачке обеспечивают осевое перемещение толкателя и его вращение (распределение и доставка топлива). Насос подает топливо во время хода до тех пор, пока штепсельная розетка остается закрытой, и прекращает подачу топлива, как только розетка совмещается с отверстием в регулировочной втулке. Регулятор определяет положение регулировочной втулки, которая движется на плунжере.

Распределительный насос с аксиальным поршнем

Этот насос является эволюцией уже упомянутой концепции наддува электронно-управляемого направленного насоса. К нему добавляется электромагнитный клапан высокого давления, электронный блок управления (ECU) и датчик угла. Электромагнитный клапан закрывается и определяет начало подачи топлива. Скорость впрыска соответствует продолжительности закрытия клапана. Давление впрыска топлива достигает 1200 бар.

Распределительный роторный насос для впрыска топлива

Эти насосы предназначены для двигателей с прямым впрыском и высокой мощностью. Значения давления со стороны насоса составляют до 1000 бар, в то время как соответствующие значения в насадке могут подниматься до 1500 бар. Так как кулачковый механизм приводится в движение напрямую, отклонения от установленных законов подачи топлива минимальны. Электромагнитное управление позволяет быстро реагировать на открытие и закрытие плунжерной камеры.

Инжекторы циклического питающего насоса с управлением от клапана

Новое поколение синхронизированных однонасосных систем впрыска для современных легковых и грузовых автомобилей с дизельными двигателями с прямым впрыском имеет модульную конструкцию; эти системы включают в себя насосно-сопловую установку с электронным управлением (PDE) и насосную установку (PLD).

Насосно-насосный агрегат с электронным управлением представляет собой одноцилиндровый блок впрыска топлива. Этот блок оснащен встроенным электромагнитным клапаном и предназначен для установки непосредственно на головку цилиндра дизельного двигателя. Зажимные кронштейны удерживают отдельные модули, которые имеют отдельный топливный контур для каждого из цилиндров двигателя. Кулачок на распределительном валу приводит в действие индивидуальный инжектор насоса для каждого цилиндра непосредственно через рычаг качалки или опосредованно через толкатель и рычаг качалки. Электромагнитный клапан быстрого действия обеспечивает точное регулирование времени впрыска и расхода в соответствии с параметрами, заданными в программной карте деталей двигателя. В выключенном положении электромагнитный клапан обеспечивает неограниченный поток топлива от насоса в контур низкого давления системы. Электромагнитный клапан находится под напряжением во время хода плунжера насоса, закрывая перепускной клапан и тем самым герметизируя контур высокого давления. После этого топливо поступает в инжектор при превышении давления открытия распылителя. То есть впрыск топлива начинается, когда закрывается электромагнитный клапан.

Сопловой насос используется для давления впрыска до 160 МПа (180 МПа для продвинутых моделей). Эта конструкция также может быть использована для селективного одноцилиндрового отключения (при частичной нагрузке).

Аккумуляторная топливная система «Common Rail» типа

Аккумуляторные системы позволяют комбинировать систему впрыска дизельного топлива с различными дистанционно управляемыми функциями, обеспечивая при этом более высокую точность процесса сгорания. Отличительной особенностью системы общего рельса является разделение узлов давления и впрыска. Это позволяет увеличить величину давления впрыска топлива.

Система основана на резервуаре (аккумуляторе). Этот резервуар включает в себя компоненты распределительных трубопроводов (общий рельс), топливопроводов и форсунок. Плунжерный насос высокого давления (линейный насос на грузовиках, радиальный плунжер на легковых автомобилях) создает давление; этот насос может быть сконструирован так, чтобы работать при низком крутящем моменте, что значительно снижает требования к тяговому усилию.

Давление в системе, создаваемое топливной форсункой, распространяется через аккумулятор и топливопроводы к инжектору. Инжектор обеспечивает поступление правильного количества топлива в камеру сгорания. В этот момент ЭБУ посылает сигнал возбуждения на электромагнитный клапан впрыска, чтобы инициировать впрыск топлива. Количество впрыскиваемого топлива определяется длительностью открытия форсунки и давлением в системе.

Инжектор используется для подачи топлива под высоким давлением в цилиндр двигателя в виде мелкодисперсного распыления. Типичная насадка (рис. 13.) состоит из корпуса 5 с распылителем 3, направляющего штифта 4 и накидной гайки 2, игольчатого распылителя 1 со стержнем 6, пружины 7 с опорной шайбой, регулировочного винта 9 и накидной гайки 8, накидной гайки 10 и отверстия всасывания топлива 12 с фильтром сетчатого фильтра 11. Распылитель и игла должны очень плотно прилегать друг к другу. В верхней части распылителя имеется кольцевой и несколько (обычно три) вертикальных топливных каналов, в нижней части — центральный входной и выходной каналы с распылительными отверстиями. Диаметр этих отверстий составляет 0,2 … 0,4 мм. Игла с нижним конусным концом закрывает выходной канал. Насадка прочно соединена с корпусом насадки через накидную гайку. Топливный канал в корпусе соединен с кольцевым каналом распылителя его вертикальными каналами. Направляющий штифт обеспечивает правильное позиционирование распылителя относительно корпуса.

Топливо, подаваемое в форсунку через входное отверстие топлива, проходит через сетчатый фильтр и поступает через топливные каналы верхнего корпуса распылителя в его кольцевую полость. Когда в этой полости достигается требуемое давление, которое действует, в том числе, на конический пояс иглы, последняя поднимается и преодолевает сопротивление пружины. В этот момент открывается выхлопное отверстие, через которое топливо поступает в камеру сгорания цилиндра двигателя, а через отверстия для распыления — в камеру сгорания.

После того, как поток топлива через насосную часть ГРЧ закончен и давление падает, игла сбрасывается в гнездо и прекращает впрыск топлива. Топливо, утечка которого произошла в результате разрыхления, поступает в верхнюю часть насадки и сбрасывается через отверстия в шнеке 9 и гайке 10, через специальную трубу, в бак 7 для сбора топлива.

Действующие жесткие требования к выбросам загрязняющих веществ двигателями внутреннего сгорания заставили конструкторов дизельных двигателей искать новые решения в области топливного оборудования для этих двигателей. Дело в том, что даже самые современные системы впрыска топлива не способны обеспечить такое давление топлива, которое бы распыляло топливо достаточно мелко, чтобы полностью сгореть в камере сгорания.

Неполное сгорание приводит к увеличению расхода топлива и, что более важно, к увеличению концентрации загрязняющих веществ, особенно сажи, в выхлопных газах. В этом контексте так называемая аккумуляторная система подачи топлива в настоящее время все чаще используется в дизельных двигателях с непосредственным впрыском топлива.

Основным отличием этой системы от «классической» является общий топливный рельс (аккумулятор), в котором при работе двигателя создается очень высокое давление.

Топливный рельс соединен по линиям высокого давления с электронными инжекторами, иголки которых перемещаются электромагнитами по сигналам от компьютера управления двигателем (электронный блок). Топливная система практически во всех отношениях оптимизирует работу двигателя.

Воздушная система

Система подачи воздуха в дизельном двигателе состоит из воздушного фильтра, воздухозаборных труб и, в случае двигателей с турбонаддувом, также из турбокомпрессора, подающего воздух в двигатель.

Воздушный фильтр в своем общем виде (рис. 6) может состоять из корпуса 3, крышки 1 и съемного фильтрующего элемента 2, который состоит из двух перфорированных стальных оболочек и гофрированного картона между ними. Патрубок 7 предназначен для отвода пыли из корпуса фильтра.

Воздух поступает в фильтр через порт 5, очищается в нем и выходит через порт 6.

Турбокомпрессор.

Дизельные двигатели грузовиков оснащаются турбокомпрессором, который использует энергию выхлопных газов для наддува цилиндров дизельного двигателя. Турбокомпрессор (рис. 15.) состоит из одноступенчатого центробежного компрессора и радиальной центростремительной турбины.

Принцип работы турбокомпрессора заключается в том, что выхлопные газы из цилиндров под давлением проходят через выпускной коллектор в камеры газовой турбины. Расширяющиеся газы вызывают вращение колеса центробежного турбокомпрессора. Центробежный турбокомпрессор всасывает воздух через воздушный фильтр, сжимает его и под давлением подает в дизельные цилиндры. Подшипник турбокомпрессора смазывается маслом, которое подается из центробежного масляного фильтра. Из турбокомпрессора масло сбрасывается через линию слива масла в картер дизельного двигателя. Турбинное колесо 7 отлито из жаропрочного никелевого сплава и приварено к валу ротора. Компрессорное колесо 12 отлито из алюминиевого сплава и закреплено на валу ротора специальной гайкой 13. Поставляются контактные газонефтяные уплотнения турбокомпрессора с пружинными шайбами 11. Со стороны турбины уплотнительные кольца устанавливаются в канавку втулки 6, которая прижимается к валу ротора Со стороны компрессора уплотнительные кольца устанавливаются в канавку втулки 14. Для повышения эффективности масляного уплотнения со стороны компрессора зона уплотнительного кольца отделена от зоны активного выброса масла из подшипника маслоотражателем 10, который образует дополнительный лабиринт.

Обоснование для диагностики системы электроснабжения дизельных двигателей грузовых автомобилей

Любая машина (механизм) может находиться в двух состояниях — рабочем и неисправном. Машина работает, когда она отвечает всем требованиям, предъявляемым к ней.

На систему электроснабжения приходится до 9% неисправностей в дизельных автомобилях. Типичные неисправности: Нарушения, связанные с утечками и утечками топлива, особенно из топливопроводов высокого давления; засорение фильтров воздуха и особенно топлива; проникновение масла в линию инжектора; износ и несоосность поршневых пар насосов высокого давления; потеря герметичности инжектора и падение начального давления хода иглы; износ выходных отверстий инжектора, их коксование и засорение. Эти неисправности приводят к изменению времени начала подачи и впрыска топлива, неравномерной работе топливного насоса по углу и количеству подаваемого топлива, ухудшению качества распыления топлива. Это приводит, в первую очередь, к увеличению дымового выброса выхлопных газов, и в меньшей степени к увеличению расхода топлива и снижению мощности двигателя (на 3 — 5%).

Надежность узлов и агрегатов системы электроснабжения дизельных двигателей, установленных в современных автомобилях, достаточно высока, поэтому при своевременной диагностике, замене изношенных и вышедших из строя в результате старения материалов деталей вероятность их внезапного выхода из строя достаточно мала. Неудачи редко происходят спонтанно и, как правило, являются результатом иногда затянувшегося развития дефектов.

Фундаментальным шагом в диагностике энергосистемы и определении причины отказа является выбор отправной точки для поиска. Часто причину обнаруживают лежащей на поверхности, но в некоторых случаях утомительно проводить значительные исследования. У автолюбителя, сделавшего полдюжины случайных проверок, замен и исправлений, вполне может быть шанс выяснить причину неисправности (или ее симптом), но такой подход нельзя назвать разумным, так как он утомителен и бесцельно обходится во времени и деньгах. Гораздо более эффективным оказывается спокойный логический подход, своевременная диагностика узлов и элементов энергетической системы.

Физические принципы диагностики силовой системы дизельных двигателей грузовых автомобилей.

Диагностика системы питания включает в себя: Проверка герметичности системы и состояния топливных и воздушных фильтров, проверка всасывающего насоса, а также насоса высокого давления и форсунок.

Наличие утечки в части системы, находящейся под высоким давлением, визуально проверяется по утечке топлива при работающем двигателе. Утечку впускной части (от бака к топливному насосу), которая приводит к засасыванию воздуха и нарушению работы системы перекачки топлива, можно проверить с помощью специального устройства — бака. Низконапорную часть линии можно также проверить на герметичность при выключенном двигателе, нажав на нее ручным топливным насосом.

Состояние сухих воздушных фильтров проверяется отрицательным давлением за фильтром с помощью пьезометра для воды (оно не должно превышать 700 мм водяного столба).

Состояние топливных фильтров можно проверить на холостом ходу по давлению за фильтром (допустимо не менее 150 кПа) и точнее по разности давлений до и после фильтра (не более 20 кПа). Низкое давление свидетельствует о неудовлетворительной работе топливного насоса, который после реконструкции в условиях мастерской, при испытаниях на специальном испытательном стенде, должен обеспечивать давление не менее 50 кПа (при 1050 об/мин), напора не менее 400 кПа и напора не менее 25 см на 100 рабочих ходов (данные нормы — для восьмицилиндровых двигателей МАЗ и КамАЗ).

Проверка насоса высокого давления и форсунок непосредственно на автомобиле проводится при превышении двигателем нормы по курению, а также для выявления неисправностей и оптимизации технического воздействия на техническое обслуживание и ремонт топливного оборудования. Наиболее популярный метод основан на анализе изменений давления, которые определяются с помощью специального датчика, установленного на инжекторе в топливопроводе выброса деления. В этом методе диагностика проводится с помощью упрощенных аналоговых устройств со встроенным датчиком и стробоскопом (тип K261), позволяющих определить частоту вращения коленчатого вала двигателя, угол регулировки угла опережения впрыска, возможность проверки качества регулятора частоты вращения и автоматической муфты угла опережения впрыска, а также давление пуска впрыска для каждого цилиндра (при реализации датчика).

При отсутствии диагностических средств для уменьшения задымления необходимо проводить трудоемкие профилактические работы, особенно на инжекторах и насосах высокого давления, с их удалением и последующей сборкой и тестированием в цеховых условиях. Разобранное сопло проверяется: на герметичность при давлении 30 МПа, где время падения давления от 28 до 23 МПа должно быть не менее 8 секунд; на начало подъёма (давление впрыска), которое должно быть (16,5 + 0,5) МПа для двигателей КАМАЗа, на качество опрыскивания, которое должно быть чистым, туманным и гладким по сечению конуса, с характерным «металлическим» звуком. Напорно-нагнетательная форсунка регулируется путем регулировки толщины шайб, установленных под пружиной или с помощью регулировочной гайки.

Самым трудным и ответственным является проверка и регулировка насоса высокого давления в начале движения, его равномерность и фактическая подача топлива, которая осуществляется на специальных стендах. Неточность интервала между началом подачи топлива каждой секции по отношению к первой не должна превышать 20, а неравномерность в регулировке стойки в положении максимальной подачи — не более 5%. На стенде устанавливается подача топлива для пуска и максимального цикла, а также работа регулятора подачи топлива (отключение подачи топлива при выключенном двигателе, автоматическое отключение подачи топлива при установленной максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя и частоте пусков автоматического регулятора).

Установлено, что причиной чрезмерного дымовыделения выхлопных газов является недостаточная точность настройки топливных насосов высокого давления при ремонте, а также значительные отклонения в величине пропускной способности рабочих (установленных на дизельном топливе) форсунок и топливопроводов. В результате, в первую очередь, наблюдается большая неравномерность величины циклической подачи топлива между отдельными цилиндрами дизельного двигателя, что, в свою очередь, приводит к увеличению удельного расхода топлива (снижение топливной экономичности).

Основная часть погрешностей регулировки ВПЧ и форсунок на испытательном стенде без двигателя вносится форсунками с топливными линиями высокого давления, для устранения этого недостатка в международной практике используется эталонная система ДТА (система эталонного образца).

С помощью этой системы можно уменьшить ошибки регулировки топливных устройств. Однако использование стендовых стандартов требует корректировки значений циклических расходомеров топливных насосов высокого давления с учетом полноты стендовых стандартов. В данной работе разработана методика коррекции параметров управления впрыскивающими насосами и сформированы таблицы параметров управления впрыскивающими насосами.

Методы, инструменты и устройства для диагностики системы питания дизельного двигателя

Устройства системы питания дизельного двигателя принципиально отличаются от устройств карбюраторного двигателя. Поэтому использование диагностического оборудования для силовых систем карбюраторных двигателей невозможно для силовых систем дизельных двигателей.

Система питания дизельного двигателя включает в себя устройства, влияющие на расход топлива, такие как воздушный фильтр, топливный фильтр предварительной очистки, фильтр тонкой очистки, бустерный насос, топливный насос высокого давления и форсунки, регулятор оборотов двигателя и привод. Поршневые пары топливного насоса и форсунок подвергаются наиболее сильному износу, пружины теряют свою эластичность. Нарушение герметичности и засорения элементов топливной системы приводит к остановке работы двигателя, а нарушение регулирования пуска, величины и равномерности подачи топлива, угла опережения впрыска, давления при запуске холостого хода иглы и минимальной частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу — к увеличению расхода топлива и выхлопных газов.

Для проверки качества распыления топлива необходимо произвести несколько резких впрысков топлива через форсунку с рычагом 4, а затем, встряхивая рычаг 70-80 махов в минуту, наблюдать за типом впрыска. Если качество опрыскивания неудовлетворительное, инжектор необходимо отремонтировать или заменить.

Дизельные двигатели, помимо высоких технико-экономических показателей, имеют и недостатки, одним из которых является высокое содержание аэрозолей в выхлопных газах, определяющее развитие дыма при запуске. Отработавшие газы дизельных двигателей в основном содержат частицы сажи, золы, несгоревшего топлива, масла и воды, которые загрязняют атмосферный воздух и оказывают вредное воздействие на человека.

Для определения содержания дыма в выхлопных газах дизельного двигателя существует устройство модели К_408 (рис. 18), которое работает от сети переменного тока 220В.

Прибор состоит из двух блоков — электрического измерения и газа, смонтированных в металлическом корпусе, который устанавливается на стенде. Электрическая измерительная часть содержит фотоэлемент, лампу 12 В и 30 Вт мощности, микроамперметр и потенциометр, который регулирует ток от фотоэлемента к микроамперметру.

Газовая секция состоит из пробоотборника, распределительного устройства, рабочих и контрольных трубок и вентилятора.

Процедура измерения уровня дыма выполняется следующим образом:

— Прикрепите пробоотборник прибора к трубе глушителя;

— Запустите двигатель и прогрейте автомобиль;

— установите ручку управления в положение «Измерение»;

— Определите уровень дыма по шкале на микроамперметре, градуированной по процентам дыма.

Обычный уровень дыма не более 50 единиц.

В дополнение к описанным выше методам диагностики энергосистемных устройств и оборудования существует множество других, некоторые из которых перечислены ниже:

ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ДИЗЕЛЬНОЙ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ И РЕГУЛИРОВАНИЯ KI-35479.

Испытательный стенд предназначен для диагностики и регулирования параметров ВЧФ до 12 разделов.

Диагностика производится по частоте вращения приводного вала топливного насоса и давлению подачи, измерению циклической подачи и угла начала впрыска топлива, записи в цифровом формате, обработке и отображению полученной информации.

Испытательный стенд позволяет проверить следующие параметры и характеристики насоса впрыска топлива:

— Размеры и равномерность подачи топлива по секциям;

— Начальный и конечный углы впрыска и изменение расхода в сечениях;

— частота вращения вала в момент прерывания подачи топлива

— Скорость вращения вала в момент старта губернатора.

Настройка режимов работы, диагностических параметров, регистрация результатов, их обработка и отображение осуществляется с помощью ПК. Интуитивно понятный интерфейс ПК с оператором. Дальнейшие модификации и расширения функций стенда во время эксплуатации возможны по желанию заказчика.

Испытательный стенд KI-35479 отличается от аналоговых устройств возможностью регулировки системы впрыска дизельного двигателя в целом.

Измерительная часть испытательного стенда соединена с топливной системой с помощью камер впрыска, которые непосредственно прикреплены к инжекторам. Камеры подключаются к системе измерения мощности через гибкие шланги, а датчики давления, расположенные в этих камерах, подключаются к контроллеру испытательного стенда через электрический кабель.

Это дает максимальную степень свободы в пространственном расположении камер впрыска, а форсунки могут быть установлены в местах, определенных конструкцией двигателя.

Характеристики сечений определяются прямым измерением расхода (аналогично KI-35478 испытательному стенду).

Параметры фазы на новом испытательном стенде определяются путем измерения давления в инжекторных камерах (камерах вспенивания). Это позволяет определять время начала инъекции путем прямого измерения, что отличает предлагаемый метод от методов косвенного измерения фазовых параметров, например, с помощью применяемых пьезоэлектрических датчиков, размещенных на трубах высокого давления. Управление стендом и обработка отобранных параметров осуществляется с помощью персонального компьютера и разработанного программного обеспечения. Для регулировки топливной системы дизельного двигателя на испытательном стенде необходимо установить отремонтированную (новую) электропроводку:

— Ремонтный (новый) насос впрыска топлива,

— отремонтированные (новые) и отрегулированные инжекторы,

— отремонтированные (новые) и выбранные линии высокого давления.

После этого регулируются фазовые параметры и эффективность всех секций ВЧ. В этом случае можно использовать как блок впрыска, так и настройки инжектора.

Затем инжекторы и шланги маркируются в соответствии с их принадлежностью к секциям, и на их двигателе устанавливается отрегулированная топливная система.

Точность такой регулировки значительно выше, чем у настольных инжекторов и настольных трубок высокого давления (параметры стандартных инжекторов и трубок высокого давления отличаются от настольных как минимум двумя полями допуска).

Предлагаемая конструкция стенда не исключает возможности внесения корректировок и традиционных способов. Для этого на стенде предусмотрена установка кронштейна для установки настольных инжекторов с трубками высокого давления.

Технология диагностики системы электроснабжения дизельных двигателей

Источник питания диагностика дизельных двигателей

Поддержание системы электропитания двигателя автомобиля в хорошем состоянии достигается за счет технического обслуживания и ремонта на основе рекомендаций системы профилактического обслуживания конкретного автомобиля.

В отличие от техобслуживания, ремонт — особенно техобслуживание — это незапланированная операция, проводимая в профилактических целях и выполняемая по мере необходимости в случае неисправностей, при наличии которых дальнейшая эксплуатация невозможна или экономически нецелесообразна.

Для правильной диагностики и ремонта силовой системы дизельного двигателя необходимо обратить внимание на устройства и приборы, которые в основном зависят от производительности системы и расхода топлива. Обычно первым делом необходимо проверить воздушный фильтр, фильтры, топливные форсунки, топливный насос и подачу топлива под высоким давлением, а также регулятор оборотов и серводвигатель.

Последовательность диагностики во время сервисного обслуживания:

Очистите воздушный фильтрующий элемент.

Во время сезонного технического обслуживания проверьте воздушный фильтр: Отсоедините воздушные линии от корпуса фильтра; снимите крышку, снимите бумажный фильтрующий элемент, снимите корпус воздушного фильтра; промойте его горячей водой или бензином. Продуйте сжатым воздухом и тщательно просушите. При установке фильтра замените прокладки с трещинами, проверьте качество уплотнения на наличие твердого вмятины на прокладке. Очистите или замените фильтрующий элемент. Соберите фильтр в обратном порядке.

Примерный срок службы элемента составляет 1000 часов или 50000 км пробега.

Проверка герметичности системы подачи воздуха.

Для проверки герметичности соединений и воздушных линий от воздушного фильтра к двигателю требуется внешний осмотр с необходимым повторным затягиванием соединений шлангов. Утечки в сварных швах труб можно устранить пайкой, закругленностью поверхностей фитингов на трубопроводах для резиновых шлангов — регулировкой и вытягиванием; резиновые шланги и уплотнения с трещинами должны быть заменены. Допускается герметизация стыков трубопроводов и шлангов герметизирующими пастами и белилами.

Слейте осадок из топливного фильтра и промойте фильтр (для навесных топливных фильтров).

Слейте топливо из фильтра, ослабив дренажную пробку. Открутите винты, крепящие крышку к корпусу фильтра, и снимите крышку вместе с фланцем.

Отвинтите фильтрующий элемент от корпуса фильтра. Промойте решетку фильтрующего элемента и полость крышки бензином или дизельным топливом, используя ванну и щетку, промойте сжатым воздухом. Соберите фильтр в обратном порядке. Затяните дренажную пробку и убедитесь, что фильтр плотно затянут при работающем двигателе. Устраните утечки топлива или воздуха, затянув винты крепления крышки и корпуса.

Проверьте герметичность системы подачи топлива в двигатель.

Для проверки герметичности системы подачи дизельного топлива необходимо использовать специальное устройство. Перед началом испытаний проверьте устройство на герметичность. Для этого закройте двухходовой клапан, наполните бак для оборудования топливом (5-6 литров), затем закройте клапан сброса давления и насос, создав в баке для оборудования давление около 3 кг/см2. В течение 1 минуты манометр не должен показывать заметное падение давления.

Чтобы проверить герметичность системы электропитания двигателя, выполните следующие действия: Отсоединить линию вытяжки топлива от топливного бака и вставить пробку; отсоединить линию вытяжки топлива от топливного бака и подсоединить ее к приборному шлангу с помощью сменного фитинга; повернуть приборный двухходовой клапан так, чтобы приборный бак был подключен к системе электропитания двигателя через линию вытяжки топлива.

При повороте клапана топливо поступает из бака прибора в систему питания двигателя. Наличие утечки в любом месте системы может быть обнаружено по появлению пузырьков топлива или воздуха. После закрытия крана устраните неисправность и снова проверьте систему на герметичность. После устранения неисправности отсоедините агрегат и подсоедините оба топливных трубопровода к баку, запустите двигатель и проверьте его работу.

При обнаружении утечки в соединениях (утечки топлива или пузырьков воздуха) закройте двухходовой клапан блока, устраните неисправность и еще раз проверьте герметичность системы: отсоедините блок от топливной магистрали, подсоедините топливные магистрали к топливному баку, запустите двигатель и проверьте его работоспособность.

Дизельные двигатели, помимо высоких технико-экономических показателей, имеют и отрицательные стороны, одной из которых является высокое содержание аэрозолей в выхлопных газах, которые определяют стартовый дым. Выхлопные газы дизельных двигателей в основном содержат частицы сажи, золы, несгоревшего топлива, масла и воды, которые загрязняют атмосферный воздух и оказывают вредное воздействие на человека.

Заключение

Поэтому, изучая эту тему, я рассмотрел двигательную установку дизельных двигателей грузовых автомобилей в целом и методы ее диагностики. Я обнаружил, что задачи диагностики напрямую зависят от области применения и назначения.

Диагностика проводится как при техническом обслуживании, так и при ремонте.

При техническом обслуживании диагностика заключается в идентификации: Узлы и элементы силовой системы двигателя, необходимость технического обслуживания узлов и элементов силовой системы, перечень работ, которые необходимо выполнить при очередном техническом обслуживании.

В случае ремонта задачей диагностики является подготовка перечня работ, которые необходимо выполнить для восстановления работоспособности системы.

Перечисленные задачи выполняются полностью или частично в зависимости от типа инструментов и оборудования, используемых при диагностике.

Также отмечается, что существует широкий спектр методов и оборудования для диагностики системы поставок дизельных двигателей грузовых автомобилей.

Список литературы

1. «За рулем» — электронный ресурс: http://www.zr.ru/;

2. «Система подачи топлива для дизельных двигателей» — электронный ресурс: http://ustroistvo-avtomobilya. ru/;

3. «Диагностика топливной системы дизельных двигателей» — электронный ресурс: http://reftrend.ru/1032233.html;

4. «Двигательное диагностическое оборудование» — электронный ресурс: http://ecsmart.ru/professional-education/common-rail-courses/;

5. «Дизельная энергетическая система» — электронный ресурс: http://http://own.in.ua/view/.

3. Система питания

Система питания служит для приготовления горючей смеси из воздуха и топлива требуемого качества, подачи ее в цилиндры двигателя в необходимом количестве и в нужный момент. Систе­мы питания карбюраторных и дизельных двигателей существен­но различаются.

Система питания карбюраторного двигателя работает следую­щим образом. Топливо, уровень которого определяется с помо­щью электрического датчика, из бака (рис. 3.5) подается к фильт­ру грубой очистки. Пройдя очистку, оно поступает в диафрагменный топливный насос, откуда под давлением около 0,15 МПа нагнетается по трубопроводу через фильтр-отстойник тонкой очистки к карбюратору.

Диафрагменный насос работает следующим образом. Экс­центрик распределительного вала через качающийся рычаг и штангу периодически перемещает диафрагму вниз, одновре­менно сжимая пружину. При этом в полость над диафрагмой через впускной клапан всасывается топливо, а по возвращении пружины в исходное положение диафрагма вытесняет топливо через выпускной клапан в карбюратор. В такте впуска воздух засасывается в карбюратор из атмосферы через воздухоочисти­тель, в котором он очищается. В карбюраторе топливо распыливается, смешивается с очищенным воздухом и начинает испа­ряться. Затем, двигаясь по впускному трубопроводу, топливо продолжает смешиваться с воздухом и испаряться. Процесс пе­ремешивания топлива с воздухом продолжается и в цилиндрах во время тактов впуска и сжатия. После сгорания рабочей смеси отработавшие газы через выпускную трубу и глушитель выбра­сываются в атмосферу.

Рис. 3.5. Схема системы питания карбюраторного двигателя:

1 — электрический датчик указателя уровня топлива в баке; 2— топливный бак; 3 — заливная горловина; 4 — фильтр грубой очистки; 5—диафрагма топливного насоса; б—впускной кла­пан; 7—выпускной клапан; 8— рычаг дроссельной заслонки; 9— карбюратор; 10— масляная ванна воздухоочистителя; 11 — фильтрующий элемент воздухоочистителя; 12— выпускной коллектор; 13 — фильтр-отстойник тонкой очистки; 14— топливопровод; 15 — выпускная тру­ба; 16— эксцентрик; 17— пружина диафрагмы; 18— глушитель

Рис. 3.6. Схема системы питания дизельного двигателя:

/ — топливный насос высокого давления; 2 — фильтр тонкой очистки; 3 — воздухоочиститель; 4— сетчатый воздухозаборник; 5 —заслонка аварийного останова двигателя; б—форсунка; 7—глушитель; 8 — топливный бак; 9— фильтр-отстойник; 10— регулятор; 11 — подкачиваю­щий насос (низкого давления)

Система питания дизеля подает в цилиндр воздух и топливо раздельно. Воздух засасывается через воздухозаборник 4 (рис. 3.6), в котором очищается от крупных частиц пыли. В воздухо­очистителе он подвергается не только инерционной, но и допол­нительной очистке с помощью фильтрующих кассет, заполненных металлической или капроновой путанкой. Очищенный от пыли воздух поступает в цилиндр.

Топливо, заливаемое в бак, пройдя фильтр грубой очистки, поступает в подкачивающий насос. Под давлением, создаваемым насосом, приблизительно 0,2 МПа топливо проталкивается к фильтру тонкой очистки, где очищается от оставшихся приме­сей. Затем по топливопроводу оно поступает в насос высокого давления, а оттуда под давлением 12,5…13 МПа— к форсункам. Форсунки обеспечивают впрыск в камеру сгорания топлива, рас­пыленного до мелкодисперсного состояния, где оно, перемеши­ваясь с воздухом, самовоспламеняется. При этом количество по­даваемого топлива регулируется всережимным центробежным регулятором и зависит от нагрузки двигателя. Больше нагрузка — больше подаваемого топлива в камеру сгорания, и наоборот.

Все более широкое применение находят газовые двигатели, которые работают на сжатом или сжиженном газе. Система пита­ния таких двигателей рассмотрена ниже.

Сжатыми называют газы, которые при температуре 15…20 °С и давлении до 20 МПа сохраняют газообразное состояние. Для двигателей, работающих на сжатом газе, широко используют природный газ. Сжиженными называют газы, которые переходят из газообразного в жидкое состояние. Двигатели, работающие на сжатом (ЗМЗ-53-27) и сжиженном (ЗМЗ-53-19) газах, устанавли­вают на автомобилях ГАЗ-53-12. На сжиженном газе работает также двигатель автомобиля ЗИЛ-138. Двигатели, работающие на сжиженном газе, получают все большее распространение, по­скольку в этом случае рабочее давление в газобаллонной уста­новке меньше, что надежнее и безопаснее, а снижение мощнос­ти в сравнении с карбюраторным двигателем незначительно.

Система питания двигателя, работающего на сжатом газе, при­ведена на рисунке 3.7, а. Из стальных баллонов сжатый газ про­ходит под большим давлением через газопровод, расходный кла­пан (вентиль), подогреватель, вентиль и фильтр в редуктор. По­догрев газа необходим, чтобы влага, выделяющаяся при сниже­нии его давления, не превращалась в лед. В двухступенчатом редукторе давление газа снижается до 0,1 МПа, и он через дози­рующее устройство по газопроводу поступает в карбюратор-сме­ситель, где образуется горючая смесь. Давление газа в баллонах контролируют манометром 13, а в первой ступени редуктора — манометром 14. Трубка соединяет разгрузочные устройства ре­дуктора с впускным трубопроводом двигателя. Баллоны напол­няют через вентиль, установленный на крестовине.

Для кратковременной работы на бензине двигатель имеет сис­тему, состоящую из топливного бака, фильтра-отстойника, топ­ливного насоса и топливопровода.

Система питания двигателя, работающего на сжиженном газе, показана на рисунке 3.7, б. Газ наполняет баллон через напол­нительный и контрольный вентили. Для отбора из баллона газа в жидкой фазе служит расходный вентиль. По указателю конт­ролируют количество сжиженного газа в баллоне. При откры­том вентиле и включенном электромагнитном клапане жид­кость из баллона поступает в испаритель, который подогревает­ся водой из системы охлаждения. Сжиженный газ испаряется и через двухступенчатый редуктор, в котором его давление сни­жается до 0,1 МПа, по газопроводу поступает в карбюратор- смеситель. Работу редуктора контролируют с помощью мано­метра.

Состав горючей смеси, существенно влияющий на эффектив­ность работы двигателя, оценивают по коэффициенту избытка воздуха α, который представляет собой отношение массы L_л воз­духа, действительно участвующего в процессе сгорания, к его те­оретически необходимой массе, т. е. α = L_Д/L_Т.

Нормальная смесь: L_Д = L_T, т.е. коэффициент из­бытка воздуха α = 1. Для сгорания 1 кг топлива (бензина) нужно около 15 кг воздуха. Двигатель, работающий на нормальной сме­си, развивает мощность, близкую к максимальной. При этом удельный расход топлива несколько выше минимального.

Обедненная смесь — на 1кг бензина приходится от 15 до 16,5 кг воздуха. При работе на обедненной смеси мощность двигателя несколько снижается вследствие замедления скорости сгорания смеси, но экономичность его повышается.

Бедная смесь — на 1кг бензина приходится свыше 16,5 кг воздуха. Работа двигателя на бедной смеси сопровождает­ся резким падением мощности и увеличением удельного расхода топлива. Смесь, у которой α> 1,3, в цилиндре не воспламеняет­ся.

Внешним признаком работы карбюраторного двигателя на бедной смеси служат вспышки (выстрелы) в карбюраторе, а на богатой — в выпускной трубе.

Обогащенная смесь — на 1 кг бензина приходится от 13 до 15 кг воздуха. При работе на обогащенной смеси двигатель развивает максимальную мощность вследствие увеличения ско­рости сгорания, но экономичность его ухудшается.

Богатая смесь— на 1кг бензина менее 13 кг воздуха. Работа двигателя на богатой смеси вызывает падение мощности и значительное ухудшение экономичности. Смесь, у которой α < 0,5, в цилиндре не воспламеняется.

В зависимости от режима работы коэффициент α изменяется в пределах 0,6…1,15.

Дизель работает с коэффициентом избытка воздуха 1,2… 1,65. Это объясняется менее благоприятными условиями смесеобразо­вания: дизели не имеют карбюраторов, поэтому время, отводи­мое у них на смесеобразование, в 20…30 раз меньше, чем у кар­бюраторных двигателей.

Для повышения мощностных и динамических показателей двигателей используют наддув, т. е. заряд смеси (воздуха) подают в камеру сгорания под давлением. Наиболее распространен над­дув с помощью турбокомпрессора, позволяющий использовать энергию отработавших газов. При этом на 20…25 % повышается эффективная мощность двигателя, но одновременно увеличива­ются механическая и тепловая нагрузки на детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов.

Рис. 3.7. Схемы систем питания газовых двигателей:

а —работающий на сжатом газе: 1 — баллон; 2 — угольник баллона; 3 — газопровод высокого давления; 4 — тройник баллона; 5— крестовина наполнительного вентиля; 6— наполнитель­ный вентиль; 7 — топливный бак; 8— расходный вентиль; 9 — подогреватель; 10 — магистраль­ный вентиль; 11 — трубопровод; 12— трубка; 13, 14 — манометры соответственно высокого и низкого давления; 15— газовый фильтр; 16— двухступенчатый газовый редуктор; 17— до­зирующее устройство; 18— газопровод низкого давления; 19— карбюратор-смеситель; 20— топливопровод; 21 — топливный насос; 22— фильтр-отстойник;

б-работающих на сжиженном газе: 1-двигатель; 2-трубка; 3 – карбюратор-смеситель; 4-электромагнитный клапан с фильтром для бензина; 5-топливный бак; 6-газовый редуктор; 7-испаритель газа; 8-штуцер для отвода воды; 10-кран для слива воды; 11-электромагнитный клапан с фильтром для газа; 12-манометр редуктора; 13-паровой вентиль; 14-баллон для сжиженного газа; 15-предохранительный клапан; 16-контрольный вентиль; 17-наполнительный вентиль; 18- указатель уровня газа; 19- жидкостный (расходный) вентиль

Система питания дизельных двигателей, Дипломная работа

Подобные документы

Система питания дизельного двигателя

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Подобные документы

метки:Система, Дизельный, Питание, Топливный, Двигатель, Камминз, Работа, Обслуживание

Общее устройство системы питания дизелей: механизмы и узлы магистрали низкого давления, турбонаддув. Диагностирование, техническое обслуживание, ремонт и устранение простейших неисправностей системы питания двигателя. Охрана труда и техника безопасности.

Подобные документы

Система питания дизельного двигателя. Обозначения дизельных топлив, классификация схем их подвода. Устройство и работа узлов системы питания дизеля. Система питания карбюраторного двигателя. Работа простейшего карбюратора, всережимного регулятора.

презентация, добавлен 14.03.2017

Преимущества малых холодильных машин с капиллярной трубкой перед машинами с регулирующим вентилем. Обнаружение и устранение неисправностей холодильного оборудования. Техника безопасности. Требования к хладонам, агрегатам и электрооборудованию.

дипломная работа, добавлен 27.02.2009

Процесс ежедневного обслуживания автомобиля. Осмотр системы питания, очистка воздушного фильтра. Регулировка карбюратора на режиме холостого хода. Влияние условий эксплуатации на износ и долговечность. Технический осмотр и ремонт: основные неисправности.

курсовая работа, добавлен 02.11.2009

Топливный бак. Топливопроводы. Топливный насос. Карбюраторы. Работа карбюратора 2107-1107010-20. Карбюратор 21053-1107010. Воздушный фильтр, глушители. Система питания ГАЗ-33021. Карбюратор К-151-02. Система отключения подачи топлива.

реферат, добавлен 22.12.2004

Назначение, характеристика и общее устройство системы смазки двигателя автомобиля. Требования к смазочным системам и их основные параметры. Наименования и принцип действия клапанов системы. Виды неисправностей, их основные признаки и способы устранения.

реферат, добавлен 12.02.2011

Применение дифференциального манометра для измерения перепадов давления. Классификация приборов по устройству на жидкостные и механические. Ремонт и техническое обслуживание дифференциального манометра, требования безопасности при обращении с ртутью.

реферат, добавлен 18.02.2013

Техническое состояние механизмов и узлов системы питания двигателя, его влияние на мощность, экономичность и динамические качества автомобиля. Диагностика топливного насоса высокого давления НД-22 автокрана 3577, регулировочные и структурные параметры.

курсовая работа, добавлен 02.09.2012

Цель и организация проведения технического обслуживания и ремонта. Влияние условий эксплуатации на износ карбюратора. Назначение и общее устройство, основные неисправности. Выбор оборудования, приспособлений, инструмента, технологический процесс ремонта.

8 стр., 3747 слов

Курсовая работа двигатель ваз

… работа [1,9 M], добавлен 20.06.2013 Динамический расчёт двигателя. Кинематика кривошипно-шатунного механизма. Расчёт деталей поршневой группы. Система охлаждения двигателя. Расчет радиатора, жидкостного насоса, вентилятора. Система смазки двигателя, его эксплуатационная надёжность. курсовая работа [445,6 K], добавлен …

дипломная работа, добавлен 02.11.2009

Назначения, применение и устройство насосной станции Grundfos SL 1.50. Принцип работы электрической принципиальной схемы. Техника безопасности при обслуживании насосной станции очистных сооружений, техническое обслуживание и ремонт оборудования.

курсовая работа, добавлен 15.07.2013

Классификация и ассортимент пищевых концентратов для детского и диетического питания. Химический состав, пищевая ценность: содержание углеводов, белков и жиров. Сырье, используемое в производстве продуктов детского питания, продажа детского питания.

Источник

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/diplomnaya/sistema-pitaniya-dizelnogo-dvigatelya-2/

Система питания дизельного двигателя

Назначение и приборы системы питания дизельного двигателя, используемые в автомобилестроении, ее строение и принцип работы. Охрана труда и окружающей среды при эксплуатации автомобиля. Работы, выполняемые при техническом обслуживании дизельного двигателя.

Рубрика	Транспорт
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	10.12.2014
Размер файла	17,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Автомобилестроение занимает в современной жизни значительную роль. Оно широко применяется в промышленности, сельском хозяйстве и так же применяется для индивидуального пользования. В автомобилях применяются различные типы двигателей. В данной работе мы рассмотрим дизельный двигатель.

Цель: исследовать устройство системы питания дизельного двигателя

Задачи: — изучить принцип работы системы питания дизельного двигателя

• изучить назначение дизельной системы питания

1. Назначение и приборы системы питания дизельного двигателя

Система питания дизельного двигателя предназначена для обеспечения запаса топлива на автомобиле, очистке топлива и равномерного распределения его по цилиндрам двигателя строго дозированными порциями в соответствии с порядком работы, скоростным и нагрузочным режимом работы двигателя. 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.

2. Система питания дизельного двигателя автомобиля

2.1 Устройство системы питания дизельного двигателя

Система питания дизельного двигателя автомобиля состоит из топливного бака; топливного фильтра предварительной (грубой) очистки топлива; топливоподкачивающего насоса с устройством для ручной подкачки топлива; топливного насоса высокого давления; форсунок; электромагнитного клапана; факельной свечи; фильтра для окончательной (тонкой) очистки топлива; топливопроводов низкого и высокого давления; топливоотводящих (дренажных) трубопроводов; топливопроводов и 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(Приложение 1).

2.2 Принцип работы системы питания дизельного двигателя

При работе двигателя топливо из топливного бака засасывается топливоподкачивающим насосом через фильтр грубой очистки топлива и нагнетается через фильтр тонкой очистки к насосу высокого давления. Из насоса высокого давления топливо по топливопроводам высокого давления подается к форсункам, через которые в мелкораспыленном виде оно впрыскивается в цилиндры в соответствии с порядком работы двигателя. Излишнее топливо от насоса высокого давления и форсунок возвращается в топливный бак.

Воздух в цилиндры поступает после очистки его в воздушном фильтре. Топливный насос высокого давления предназначен для впрыска в цилиндры двигателя порции топлива под высоким давлением в определенной последовательности. Он расположен в развале блока цилиндров и приводится в действие от распределительного вала через шестерни.

Насос состоит из корпуса, кулачкового вала, секций и механизма поворота плунжеров. На передней части топливного насоса высокого давления установлен всережимный регулятор, который, изменяя количество подаваемого топлива в зависимости от нагрузки, поддерживает заданную водителем частоту вращения коленчатого вала двигателя.

На заднем конце кулачкового вала насоса расположена муфта опережения впрыска топлива, которая предназначена для изменения момента начала подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Секция насоса высокого давления состоит из плунжерной пары, роликового толкателя и нагнетательного клапана.

Плунжерная пара представляет собой гильзу с двумя отверстиями, расположенными на разных уровнях, и плунжер, в верхней части которого имеются два отверстия и винтовая канавка. Плунжер подогнан к гильзе с высокой точностью.

При движении плунжера вниз под действием пружины топливо под небольшим давлением, создаваемым топливоподкачивающим насосом, поступает через продольный впускной канал в корпусе в надплунжерное пространство. При движении плунжера вверх под действием кулачка и толкателя топливо перепускается в топливоподводящий канал до тех пор, пока торцевая кромка плунжера не перекроет окно гильзы. Дальнейшее движение плунжера вверх вызовет повышение давления в надплунжерном пространстве.

Когда давление достигнет величины, при которой открывается нагнетательный клапан, плунжер приподнимается и топливо по топливопроводу высокого давления поступает к форсунке. Движущийся плунжер, продолжая перемещаться, создает давление, преодолевающее натяжение пружины иглы форсунки. Игла поднимается, начинается впрыск топлива в цилиндр двигателя.

Впрыск продолжается до момента, когда кромка винтовой канавки открывает отверстие в гильзе; давление топлива падает, разгрузочный поясок нагнетательного клапана, опускаясь в гнездо под действием пружины, увеличивает объем в топливопроводе между форсункой и клапаном, за счет чего достигается четкая отсечка подачи топлива. При перемещении рейки плунжер поворачивается, и кромка винтовой канавки открывает отверстие гильзы раньше или позже, вследствие чего изменяется время, в течение которого закрыты отверстия гильзы, а, следовательно, и количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр, для ввода в цилиндр двигателя дозы тонкораспыленного топлива под давлением.

Форсунка закрытого типа состоит из стального корпуса, гайки, распылителя, запорной иглы, штанги и фильтра. Поступившее топливо проходит через фильтр, вертикальный канал, кольцевую канавку и затем поступает в топливную полость корпуса распылителя. Когда давление в полости распылителя становится больше усилия пружины форсунки, запорная игла поднимается вверх и топливо через отверстия распылителя впрыскивается в камеру сгорания.

Все приборы системы питания дизельного двигателя соединены топливопроводами низкого и высокого давления. Топливопроводы низкого давления изготовлены из прозрачной маслобензостойкой пластмассы, а высокого давления — из толстостенных стальных трубок.

Для поддержания заданной частоты, вращения коленчатого вала служит регулятор, который относится к типу всережимных регуляторов прямого действия. Регулятор устанавливается в развале между двумя рядами топливных секций и состоит из ведущей шестерни и муфты, на которой шарнирно закреплены грузы.

Во время вращения грузы раздвигаются под действием центробежной силы и через упорный подшипник перемещают муфту. Муфта упирается в палец рычага, который связан одним концом с рейкой топливного насоса. При перемещении рейки одновременно перемещается один конец двуплечего рычага. Второй конец этого рычага, будучи соединен со второй рейкой, перемещает ее.

Рычаг управления подачей топлива связан с системой рычагов, с которыми, в свою очередь, связана калиброванная пружина, воздействующая на рычаг, соединенный с рейкой. Натяжение пружины зависит от положения педали привода, которой устанавливается режим работы двигателя.

3. Техническое обслуживание системы питания дизельного двигателя

дизельный двигатель автомобиль технический

Основные работы, выполняемые при техническом обслуживании системы питания дизельного двигателя. Очистить от грязи и пыли приборы системы питания. Проверить уровень топлива в баке и при необходимости произвести заправку автомобиля топливом. Слить из топливного фильтра предварительной очистки 0,1 л, а из фильтра тонкой очистки 0,2 л топлива. Проверить герметичность соединения топливного бака, топливных фильтров, топливоподкачивающего насоса, насоса высокого давления и форсунок и коммуникаций от воздушного фильтра. Проверить уровень масла в картере корпуса всережимного регулятора частоты вращения коленчатого вала, состояние привода управления насосом высокого давления, работу указателя уровня топлива в баке.

При ежедневном техническом обслуживании проверяют, нет ли подтекания охлаждающей жидкости и топлива. Перед пуском двигателя следует проверить уровень жидкости в радиаторе, масла в картере, наличие топлива в баке. После пуска двигателя прослушивают его работу на холостом ходу, проверяют давление масла по указателю.

ТО-1. Проводят при 5000 — 7000 км. Проверить крепление впускного и выпускного трубопроводов, топливных фильтров и топливоподкачивающего насоса и герметичность воздухопроводов от воздушного фильтра. Слить отстой из топливного, бака. Промыть корпус и заменить фильтрующие элементы топливных фильтров. Смазать шарнирные соединения приводов управления насосом высокого давления.

ТО-2. Проводят при 12 000 — 15 000 км Промыть топливный бак. Проверить крепление глушителя и всережимного регулятора; герметичность системы питания и циркуляцию топлива, а также действие насоса высокого давления и форсунок. Отрегулировать частоту вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу. Через каждые 1000 ч работы фильтра фильтрующий элемент воздухоочистителя заменять.

При сезонном обслуживании произвести очистку первой ступени фильтра очистки воздуха. Не реже одного раза в два года производить проверку показаний индикатора засоренности воздушного фильтра.

4. Охрана труда и окружающей среды при эксплуатации автомобиля

Техника безопасности при уходе за системой питания должна обязательно соблюдаться. Производство работ исполнителем осуществляется в соответствии с инструкцией по охране труда. Техническое обслуживание производится в специально отведенных местах, оснащенных необходимыми приборами и приспособлениями, инвентарем, оборудованием, в том числе специализированным, предусмотренными определенным видом работ.При использовании этилированного бензина необходимо быть особенно осторожным при обращении с ним, так как этот бензин очень ядовит.

При заправке топливного бака, осмотре и очистке системы питания нужно не допускать попадания бензина на кожу. Если этилированный бензин попал на кожу, ее надо обмыть чистым керосином, а руки вымыть с мылом в теплой воде и вытереть насухо.

Нельзя применять этилированный бензин для мытья деталей и рук, а также засасывать бензин через шланг ртом при переливании и продувать ртом топливопроводы.

Нельзя допускать работу двигателя в закрытом помещении, которое не оборудовано специальной вентиляцией. Это может вызвать отравление людей, находящихся в помещении, отработавшими газами.

Во время проведения ТО необходимо соблюдать правила по охране окружающей среды. Таким образом, нельзя допускать разлива горючесмазочных материалов, разбрасывания ветоши других отработанных материалов, т.к это может привести к загрязнению почвы, водоемов.Поэтому проводить обслуживание и ремонт автомобиля можно только в специально установленных местах.

Двигатели с дизельной системой питания широко распространены в современном машиностроении. Подобная система питания предназначена для обеспечения необходимого запаса топлива в автомобиле. В работе исследован принцип работы системы питания и рассмотрено устройство такой системы питания.

Так же определены основные неисправности системы питания дизельного двигателя и методы их устранения.

Список использованной литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/diplomnaya/sistema-pitaniya-dizelnogo-dvigatelya-2/

1. Бордуков В. Т., Федышин В. И. Дизели и газовые двигатели. Часть 1. М.:ЦНИИТЭИтяжмаш, 1991. — 192

2. Гроэ Х., Русс Г. Бензиновые и дизельные двигатели/Х. Гроэ, Г. Русс — М.: За рулем, 2008 — 272

3. Луканин В. Н., Шатров М. Г, Двигатели внутреннего сгорания/В. Н. Луканин, М. Г. Шатров — М: Высш. школа, 2007 — 400

4. Румянцев С.И. и др. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Учебник для ПТУ / С.И. Румянцев, А.Ф. Синельников, Ю.Л. Штоль.-М.: Машиностроение, 1989.-272

5. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Учеб./Ю.И. Боровских, Ю.В. Буралев, К.А. Морозов, В.М. Никифоров, А. И. Фешенко — М.: Высшая школа; Издательский центр «Академия», 1997.-528

Подобные документы

История создания дизельного двигателя. Характеристики дизельного топлива. Расчет эффективности конструкции и работы двигателя внутреннего сгорания. Разработка набора «Система питания дизельного двигателя». Применение набора при изучении курса «Трактор».

дипломная работа [316,3 K], добавлен 05.12.2008

История развития грузового автомобиля MAN TGA. Назначение, классификация, устройство и принцип работы агрегатов, механизмов, узлов системы питания дизельного двигателя грузового автомобиля. Схема системы питания дизеля. Контрольно-осмотровые работы.

курсовая работа [55,6 K], добавлен 19.11.2013

Назначение системы питания дизельного двигателя, схема его работы. Основные причины неисправностей и нарушений в работе насосов низкого давления. Перебои и неравномерность в работе цилиндров двигателя. Проверка герметичности системы питания воздухом.

реферат [2,8 M], добавлен 15. 11.2014

Изучение топлива и химических реакций при его сгорании. Рассмотрение конструкции системы питания дизельного двигателя. Предложение мероприятий, способных повысить эффективность диагностики системы питания дизельных двигателей и снизить их себестоимость.

дипломная работа [1,2 M], добавлен 16.06.2015

Назначение системы питания дизельного двигателя. Методы, средства и оборудование для диагностирования системы питания дизельного двигателя грузовых автомобилей. Принцип работы турбокомпрессора. Техническое обслуживание и ремонт грузовых автомобилей.

курсовая работа [812,2 K], добавлен 11.04.2015

Расчет четырехтактного дизельного двигателя. Внешняя скоростная характеристика дизельного двигателя. Построение диаграммы суммарного вращающего момента многоцилиндрового двигателя. Компоновка и расчет кривошипно-шатунного механизма (КШМ) двигателя.

курсовая работа [1,9 M], добавлен 19.01.2011

Устройство системы питания дизельного двигателя. Фильтр тонкой очистки топлива и питание дизеля КамАЗ-740 воздухом. Основные возможные неисправности в системе, способы их устранения. Перечень работ при техническом обслуживании, технологическая карта.

контрольная работа [243,3 K], добавлен 09.12.2012

Устройство и принцип работы системы питания автомобиля, последовательность действий при техническом обслуживании и при выявлении дефектов, а также при их устранении. Расчет основных экономических затрат по ремонту системы питания автомобиля SKODA.

дипломная работа [1,7 M], добавлен 23.02.2012

История создания дизельного двигателя. Характеристики дизельного топлива. Типы смазочных систем двигателя А-41: разбрызгивание, смазывание под давлением и комбинированные. Эксплуатационные свойства моторных масел. Техническое обслуживание двигателя.

дипломная работа [3,1 M], добавлен 20.05.2014

Изучение принципа работы дизельного двигателя с четырехтактным и двухтактным циклом. Особенности управления мощностью в бензиновых двигателях, их классификация. Преимущества и недостатки эксплуатации автомобилей с дизельными и бензиновыми двигателями.

реферат [710,3 K], добавлен 26.02.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.

PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.

Рекомендуем скачать работу.

Источник

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/diplomnaya/sistema-pitaniya-dizelnogo-dvigatelya-2/

реферат — Система питания двс

Подборка по базе: Ахмет Байтурсынов реферат.docx, 1 нед. Источники и Система Конституционного права РК.pptx, 2.1.4. Объективная внутришкольная система оценивания (1).docx, 121 ом Айтбай Аружан реферат.docx, Экспертная система Hannibal.docx, 1. Реферат на тему Сеченовский феномен активного отдыха.docx, Магомедова Абидат Реферат по физ.культуре.doc, +++ Реферат.docx, Карибай Бибифатима КРИЛ-301 14 нед реферат срсп.docx, Бекетов Е.Н. НД-19-1 реферат ГТИ.docx Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВО Иркутский государственный аграрный университет имени А. А. Ежевского Реферат по дисциплине «Трактора и автомобили» на тему: «Система питания ДВС» Выполнил: студент 4 курса очной формы обучения направления 44.03.04. Пономарёв В. М. Проверила: Хороших О. Н. Молодежный 2021 Введение Двигатели, имеющие систему питания с искровым воспламенением, являются самыми распространенными в мире. Их устанавливают на автомобили, корабли, тракторы. В работе мы изучим систему питания двигателя с искровым воспламенением. Системой питания называется совокупность приборов и устройств, обеспечивающих подачу топлива и воздуха к цилиндрам двигателя и отвод от цилиндров отработавших газов. Система питания служит для приготовления горючей смеси, необходимой для работы двигателя. Цель: Изучить систему питания двигателя с искровым воспламенением Задачи: 1. Рассмотреть систему питания карбюраторного двигателя 2. Исследовать работу двигателя на рабочей смеси 1. Работа двигателей на рабочей смеси Рабочей называется смесь топлива, воздуха и отработавших газов, образующаяся в цилиндрах при работе двигателя. В зависимости от места и способа приготовления горючей смеси двигатели автомобилей могут иметь различные системы питания. Приложение 1. Система питания с приготовлением горючей смеси во впускном трубопроводе также применяется в бензиновых двигателях. Система питания с приготовлением горючей смеси непосредственно в цилиндрах двигателя применяется как в дизелях, так и в бензиновых двигателях. Приготовление горючей смеси происходит внутри цилиндров двигателя путем впрыска из форсунок под давлением мелкораспыленного топлива в сжимаемый в цилиндрах воздух. При этом, если в дизелях происходит самовоспламенение образованной рабочей смеси от сжатия, то в бензиновых двигателях рабочая смесь в цилиндрах воспламеняется принудительно от свечей зажигания. Система питания с впрыском топлива обеспечивает лучшее наполнение цилиндров двигателя горючей смесью и лучшую их очистку от отработавших газов. При этом впрыск топлива позволяет повысить степень сжатия и максимальную мощность у бензиновых двигателей, уменьшить расход топлива и снизить токсичность отработавших газов. Однако системы питания с впрыском топлива сложнее по конструкции и по обслуживанию в эксплуатации. 2. Карбюраторный двигатель 2.1 Система питания карбюраторного двигателя Для бензиновых двигателей автомобилей топливом является бензин различных марок — А-80, АИ-93, АИ-95, АИ-98, где буква А означает автомобильный; И — метод определения октанового числа бензина; 93, 95, 98 — октановое число, характеризующее стойкость бензина против детонации. Чем выше октановое число, тем выше может быть степень сжатия двигателя. Детонация — процесс сгорания рабочей смеси с взрывом ее отдельных объемов в цилиндрах двигателя со скоростью распространения пламени до 3000 м/с, в то время как при нормальном сгорании рабочей смеси скорость распространения пламени 30-40 м/с. Сгорание при детонации приобретает взрывной характер. Ударная волна распространяется в цилиндрах двигателя со сверхзвуковой скоростью. Резко повышается давление газов и ухудшаются показатели двигателя по мощности и экономичности. Появляются звонкие стуки в двигателе, черный дым из глушителя, и происходит перегрев двигателя. При этом быстро изнашиваются детали кривошипно-шатунного механизма и обгорают головки клапанов.Для повышения антидетонационных свойств в бензины добавляют антидетонатор ТЭС — тетраэтилсвинец. Такие бензины называются этилированными, они имеют отличительные обозначение и окраску — АИ-93-этил и АИ-98-этил. Этилированные бензины очень ядовиты, поэтому использование этилированных бензинов для автомобилей в крупных городах запрещено. 2.2 Конструкция и работа системы питания карбюраторного двигателя Система питания двигателя автомобиля состоит из топливного бака, топливного насоса, воздушного фильтра, карбюратора, топливопроводов, впускного и выпускного трубопроводов, трубы глушителей, основного и дополнительного глушителей. Топливо из бака подается насосом по топливопроводам в карбюратор. Через воздушный фильтр в карбюратор поступает воздух. Приготовленная в карбюраторе горючая смесь подается в цилиндры двигателя по впускному трубопроводу. Отработавшие газы отводятся из цилиндров двигателя в окружающую среду через выпускной трубопровод, трубу глушителей, основной и дополнительный глушители.Топливный бак соединен шлангом с сепаратором, служащим для конденсации паров бензина, и сливным трубопроводом с карбюратором. На шланге сепаратора и сливном трубопроводе установлены обратные клапаны. Топливо подается в систему с обратным сливом его части из карбюратора в топливный бак, что обеспечивает постоянную циркуляцию топлива в системе. Постоянная циркуляция топлива исключает воздушные пробки в системе, улучшает ее работу и способствует дополнительному охлаждению двигателя. Топливный бак служит для хранения запаса топлива, необходимого для определенного пробега автомобиля. Наполненный бензином бак обеспечивает пробег автомобиля 350-400 км. Топливный бак сварен из двух корытообразных половин. В верхней части бак имеет наливную горловину, состоящую из приемной и наливной, труб с уплотнителем и резинового соединительного шланга. Наливная горловина закрывается резьбовой герметичной пробкой с прокладкой. В нижней части бака находится сливное отверстие с резьбовой пробкой. Количество топлива в баке контролируют указателем, датчик которого установлен внутри бака. Топливо забирается из бака через топливоприемную трубку, имеющую сетчатый фильтр, и через шланг и топливопровод поступает в топливный насос. Связь внутренней полости бака с окружающей средой и ее вентиляция осуществляются через воздушную и вентиляционную трубки. Форма топливного бака во многом зависит от его размещения на автомобиле. Бак может располагаться под полом кузова, в багажнике, под задним и за задним сиденьем. Прикрепляется топливный бак к кузову автомобиля. Топливный насос служит для подачи топлива из топливного бака в карбюратор. На двигателях автомобилей устанавливают топливные насосы саморегулирующиеся, диафрагменного типа. В топливном насосе между верхней и нижней частями корпуса установлен блок диафрагм, который соединен со штоком. Шток охватывается вильчатым концом балансира рычага привода насоса. На штоке установлена пружина блока диафрагм. В верхней части корпуса насоса находятся всасывающий и нагнетательный клапаны. Привод насоса осуществляется толкателем от эксцентрика вала привода масляного насоса. Под воздействием эксцентрика толкатель нажимает на верхнюю часть рычага, а балансир через шток перемещает блок диафрагм вниз. При этом пружина сжимается. Объем полости над блоком диафрагм увеличивается, и топливо под действием разрежения из бака поступает в насос через всасывающий патрубок, сетчатый фильтр и всасывающий клапан. Нагнетательный клапан насоса при этом закрыт. Вверх блок диафрагм перемещается под действием пружины. Под давлением топлива открывается нагнетательный клапан, и топливо через нагнетательный патрубок поступает в карбюратор. Всасывающий клапан в этом случае закрыт. Когда поплавковая камера карбюратора будет заполнена, запорная игла поплавка перекроет доступ топлива в карбюратор. При этом блок диафрагм топливного насоса останется в нижнем положении, и рычаг с балансиром будет перемещаться вхолостую. Насос саморегулируется при небольших расходах топлива ход блока диафрагм недоиспользуется, а ход рычага механической подкачки топлива с балансиром будет частично холостым. Топливный насос устанавливается на специальном приливе на блоке цилиндров двигателя и крепится к нему двумя шпильками. Топливный фильтр тонкой очистки очищает топливо, поступающее в карбюратор, от механических примесей. Очистка топлива необходима, чтобы не засорялись каналы и жиклеры карбюратора, имеющие малые сечения. Фильтр тонкой очистки топлива может быть выполнен неразборным. Бумажный фильтрующий элемент такого фильтра находится в корпусе с крышкой, которые изготовлены из пластмассы и сварены между собой токами высокой частоты или ультразвуковой сваркой. Топливо поступает в фильтр из насоса через патрубок, проходит через фильтрующий элемент, очищается в нем и через патрубок поступает в карбюратор. Для тонкой очистки топлива используются также разборные фильтры. Разборный фильтр состоит из корпуса, отстойника и фильтрующего элемента. Фильтрующий элемент изготовлен из латунной сетки, намотанной в два слоя на стакан из алюминиевого сплава, который имеет на боковой поверхности ребра и отверстия для прохода топлива. Сетка на стакане удерживается пружиной, надетой снаружи на фильтрующий элемент. Фильтрующий элемент находится внутри отстойника и поджимается пружиной к корпусу фильтра через уплотнительную прокладку. При очистке топливо сначала поступает в отстойник, где осаждаются наиболее крупные частицы примесей, а затем очищается, проходя через сетку внутрь стакана фильтрующего элемента. Фильтры тонкой очистки топлива обычно устанавливаются между топливным насосом и карбюратором. Воздушный фильтр очищает воздух, поступающий в карбюратор, от пыли и других примесей. На двигателях автомобилей применяют главным образом воздушные фильтры сухого типа со сменными бумажными или картонными фильтрующими элементами. Воздушный фильтр состоит из корпуса, крышки и фильтрующего элемента. Стальной штампованный корпус имеет патрубок забора холодного воздуха из подкапотного пространства, патрубок забора теплого воздуха из воздухозаборника на выпускном трубопроводе, вытяжной коллектор системы вентиляции картера двигателя и оси крепления крышки. Корпус фильтра устанавливается на карбюраторе и крепится к нему на четырех шпильках самоконтрящимися гайками. Крышка корпуса фильтра — стальная, штампованная, имеет перегородку, в зависимости от расположения которой обеспечивается сезонная регулировка температуры воздуха, поступающего в двигатель. Герметичность соединения крышки и корпуса фильтра обеспечивается резиновой прокладкой. Фильтрующий элемент имеет цилиндрическую форму. Он состоит из гофрированного картонного фильтра и обкладки-предочистителя из нетканого синтетического материала. Обкладка-предочиститель выполняет роль элемента предварительной очистки воздуха и увеличивает пылеемкость фильтра. Воздух, поступающий в фильтр, сначала проходит через обкладку-предочиститель, а потом через картонный фильтрующий элемент. Воздушный фильтр имеет терморегулятор. Корпус и крышка фильтра — стальные, штампованные. В корпусе размещен картонный фильтрующий элемент с наружным слоем синтетической ваты для предварительной очистки воздуха, увеличивающий пылеемкость фильтра. Фильтрующий элемент плотно прижимается к корпусу крышкой, которая крепится к корпусу на шпильке гайкой и четырьмя защелками. Шпилька установлена в кронштейне, приваренном к корпусу. Герметичность крышки с корпусом обеспечивается уплотнительной прокладкой. Корпус фильтра устанавливается на карбюраторе и крепится к нему через пластину и резиновую прокладку на четырех шпильках самоконтрящимися гайками. Корпус снизу имеет патрубок для отсоса картерных газов, а сбоку — патрубок забора воздуха, на котором стяжным болтом закреплен терморегулятор. Терморегулятор обеспечивает постоянную подачу в воздушный фильтр подогретого до температуры 25-35 °С воздуха. Он имеет пластмассовый корпус с патрубком подвода холодного воздуха и патрубком со шлангом подвода теплого воздуха. Внутри терморегулятора находится заслонка 25 с приводом от термосилового элемента, который позволяет автоматически поддерживать требуемую температуру воздуха, поступающего в воздушный фильтр. Воздушный фильтр сухого типа со сменным бумажным фильтрующим элементом состоит из корпуса, крышки и фильтрующего бумажного элемента цилиндрической формы. Пластмассовый корпус фильтра имеет патрубок, через который соединяется резиновым гофрированным шлангом с воздухозаборником карбюратора. В пластмассовой крышке корпуса фильтра установлено спецустройство с заслонкой, в зависимости от расположения которой обеспечивается сезонная регулировка температуры поступающего в двигатель воздуха. Карбюратор служит для приготовления горючей смеси в количествах и по составу, соответствующих всем режимам работы двигателя. Карбюратор устанавливается на впускном трубопроводе двигателя. Простейший карбюратор (Приложение 2) состоит из поплавковой камеры с поплавком и игольчатым клапаном и смесительной камеры, в которой находятся диффузор, распылитель с жиклером и дроссельная заслонка. Поплавковая камера содержит бензин, необходимый для приготовления горючей смеси. Поплавок с игольчатым клапаном поддерживают бензин в поплавковой камере и распылителе на постоянном уровне — на 1-1,5 мм ниже конца распылителя. Такой уровень обеспечивает хорошее высасывание бензина и устраняет вытекание топлива из распылителя при неработающем двигателе. Если уровень бензина понижается, то поплавок с клапаном опускаются и бензин поступает в поплавковую камеру. Если уровень бензина достиг нормального, поплавок всплывает и клапан закрывает доступ бензина в поплавковую камеру. Распылитель подает бензин в центр смесительной камеры карбюратора. Распылитель представляет собой трубку, которая входит в смесительную камеру и через жиклер сообщается с поплавковой камерой. Жиклер пропускает определенное количество бензина, который поступает в распылитель. Жиклер представляет собой пробку с калиброванным отверстием. Смесительная камера служит для смешивания бензина с воздухом. Смесительная камера представляет собой патрубок, один конец которого связан с впускным трубопроводом двигателя, а другой — с воздушным фильтром. Диффузор служит для увеличения скорости потока воздуха в центре смесительной камеры. Он создает вакуум у конца распылителя. Диффузор представляет собой патрубок, суженный внутри. Дроссельная заслонка регулирует количество горючей смеси, поступающей из карбюратора в цилиндры двигателя. Карбюратор работает следующим образом. При тактах впуска в смесительную камеру поступает воздух. В диффузоре скорость воздуха возрастает, и у конца распылителя образуется вакуум. Вследствие этого бензин высасывается из распылителя и перемешивается с воздухом. Образовавшаяся горючая смесь поступает в цилиндры двигателя через впускной трубопровод. При работе двигателя водитель автомобиля управляет дроссельной заслонкой. Управление производится из кабины с помощью педали. Дроссельная заслонка устанавливается в различные положения в зависимости от требуемой нагрузки на двигатель. В соответствии с положением дроссельной заслонки в цилиндры двигателя поступает различное количество горючей смеси. В результате двигатель развивает разную мощность, а автомобиль движется с различными скоростями. Двигатель автомобиля имеет следующие пять режимов работы: пуск, холостой ход, средние нагрузки, резкий переход со средней нагрузки на полную и полная нагрузка. На каждом режиме работы в цилиндры двигателя должна поступать горючая смесь в разном количестве и различного по составу качества. Только в этом случае двигатель будет работать устойчиво и иметь наилучшие показатели по мощности и экономичности. система питание двигатель карбюраторный На всех указанных режимах работы двигателя простейший карбюратор не может обеспечить двигатель горючей смесью необходимого качества и в требуемом количестве. Поэтому простейший карбюратор оборудуется дополнительными устройствами, которые обеспечивают нормальную работу двигателя на всех режимах. К основным дополнительным устройствам карбюратора относятся пусковое устройство, система холостого хода, главное дозирующее устройство, ускорительный насос и экономайзер. Пусковое устройство обеспечивает поступление топлива из распылителя в количестве, необходимом для пуска двигателя. Система холостого хода обеспечивает работу двигателя без нагрузки при малой частоте вращения коленчатого вала двигателя. Главное дозирующее устройство обеспечивает работу двигателя при частичных нагрузках двигателя. Ускорительный насос служит для автоматического обогащения горючей смеси при резком переходе с частичной нагрузки на полную с целью быстрого повышения мощности двигателя. Экономайзер служит для автоматического обогащения горючей смеси при полной нагрузке двигателя. Конструкция и работа дополнительных устройств карбюратора рассмотрены ниже. На двигателях автомобилей применяют двухкамерные балансированные карбюраторы с падающим потоком смеси. Карбюраторы имеют две смесительные камеры, которые включаются в работу последовательно — сначала основная камера, а при увеличении нагрузки двигателя — дополнительная камера. Это позволяет повысить мощность двигателей в результате лучшей дозировки и распределения горючей смеси по цилиндрам двигателей. Поток горючей смеси в камерах карбюраторов движется сверху вниз, что улучшает наполнение цилиндров смесью. Поплавковая камера карбюраторов балансированная, так как она связана с атмосферой через воздушный фильтр. Это обеспечивает приготовление карбюраторами горючей смеси, не зависящей по своему составу от степени засорения воздушного фильтра. Поплавковая камера находится в передней части карбюраторов, что исключает переобогащение горючей смеси при торможении и повышает уровень топлива в распылителях при движении на подъемах для обогащения горючей смеси и увеличения мощности двигателей. Карбюратор автомобиля обычно состоит из трех основных частей: корпуса, крышки и корпуса дроссельных заслонок. В них размещены все системы и устройства карбюратора, обеспечивающие приготовление горючей смеси при различных режимах работы двигателя и снижающие токсичность отработавших газов. Рассмотрим конструкцию современного карбюратора. В корпусе и крышке размещены поплавковая камера с поплавком и игольчатым клапаном, первичная I и вторичная II смесительные камеры, а также системы и устройства, обеспечивающие приготовление горючей смеси. Карбюратор оборудован: блоком подогрева, через который циркулирует охлаждающая жидкость системы охлаждения двигателя; системой отсоса картерных газов, включающей патрубок и калиброванное отверстие; системой обратного слива части топлива из карбюратора в топливный бак, включающей патрубок и калиброванное отверстие. Он имеет блокировку вторичной камеры. Блокировка не допускает открывания дроссельной заслонки вторичной камеры на любом режиме работы двигателя, если воздушная заслонка не открыта полностью. Этим исключается работа вторичной камеры при непрогретом двигателе. Топливо поступает в карбюратор через патрубок и фильтр, а через патрубок карбюратор связан с вакуумным регулятором зажигания. Главная дозирующая система приготовляет обедненную горючую смесь (на 1 кг бензина приходится до 16,5 кг воздуха) при работе двигателя на средних нагрузках. Приготовленная смесь в разном количестве по составу близка к экономичной во всем диапазоне средних нагрузок, величина которых составляет до 85% от полной нагрузки двигателя. Только при таком приготовлении горючей смеси карбюратором двигатель работает наиболее экономично. Главные дозирующие системы первичной и вторичной камер включают в себя главные топливные жиклеры и, эмульсионные колодцы с эмульсионными трубками и, главные воздушные жиклеры и, распылители и. При открывании дроссельной заслонки первичной камеры топливо из поплавковой камеры через главный топливный жиклер поступает в эмульсионный колодец. В нем топливо смешивается с воздухом, выходящим из отверстий эмульсионной трубки, в которые воздух поступает через главный воздушный жиклер. Эмульсия через распылитель поступает в малый и большой диффузоры первичной камеры и перемешивается с воздухом, проходящим через диффузоры, где и образуется горючая смесь. Главная дозирующая система вторичной камеры работает аналогично главной дозирующей системе первичной камеры. Дроссельная заслонка вторичной камеры связана механически с дроссельной заслонкой первичной камеры таким образом, что начинает открываться, когда Дроссельная заслонка первичной камеры будет открыта на 2/3 своей величины. Дроссельные заслонки имеют механический привод от педали управления, расположенной в салоне автомобиля. Количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, регулируется величиной открытия дроссельных заслонок. На режимах средних нагрузок работает главным образом первичная камера карбюратора, обеспечивающая работу двигателя в широком диапазоне частичных нагрузок. Пусковое устройство обеспечивает приготовление богатой горючей смеси (на 1 кг бензина приходится менее 13 кг воздуха) при пуске холодного двигателя. В цилиндры двигателя горючая смесь поступает в большом количестве, чтобы даже при холодном двигателе легкие фракции бензина испарялись в количестве, необходимом для пуска двигателя. Пусковое устройство состоит из воздушной заслонки и связанного с ней пневматического элемента. Воздушная заслонка через шток соединена с диафрагмой пневматического элемента и находится под воздействием возвратной пружины. При пуске холодного двигателя дроссельная заслонка первичной камеры приоткрывается. При этом возвратная пружина, воздействуя на рычаг оси воздушной заслонки, удерживает ее в закрытом положении. Количество воздуха, поступающего в первичную камеру, уменьшается, вакуум в диффузорах возрастает, и топливо, вытекая из распылителя, обеспечивает образование горючей смеси. При первых вспышках и последующей работе двигателя на холостом ходу разрежение из-под дроссельной заслонки передается по каналу в пневматический элемент. Его диафрагма прогибается, и шток приоткрывает воздушную заслонку, обеспечивая доступ необходимого количества воздуха, а возвратная пружина воздушной заслонки растягивается. Следовательно, при пуске холодного двигателя и его прогреве воздушная заслонка автоматически устанавливается в положение, исключающее чрезмерное обогащение или обеднение горючей смеси. По мере прогрева двигателя воздушная заслонка открывается полностью через тросовый привод рукояткой управления пусковым устройством, находящейся под панелью приборов. Система холостого хода готовит обогащенную горючую смесь (на 1 кг бензина приходится до 13 кг воздуха). При работе двигателя на холостом ходу в цилиндры двигателя поступает обогащенная смесь в небольшом количестве, чтобы двигатель работал устойчиво. Система холостого хода включает в себя: топливный канал, берущий начало из эмульсионного колодца первичной камеры; топливный жиклер; воздушный жиклер; эмульсионный канал; винт качества смеси; винт количества смеси; выходное отверстие. На режиме холостого хода дроссельная заслонка приоткрыта. При этом переходная щель системы холостого хода находится над верхней кромкой дроссельной заслонки. Воздушная заслонка открыта полностью. Под действием вакуума топливо из эмульсионного колодца через канал поступает к топливному жиклеру холостого хода, где перемешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер холостого хода. Полученная эмульсия смешивается с воздухом, проходящим через переходную щель, и выходит под дроссельную заслонку через отверстие. При работе двигателя на холостом ходу качество смеси регулируется винтом, а количество — винтом количества смеси, при завертывании которого дроссельная заслонка приоткрывается. При выключении зажигания отключается электромагнитный клапан. Его игла под действием пружины запирает топливный жиклер и исключает работу системы холостого хода при выключенном зажигании. Систему холостого хода имеет первичная камера карбюратора, а вторичная камера снабжена переходной системой. Переходная система плавно включает в работу вторичную камеру карбюратора при небольших открытиях ее дроссельной заслонки. Переходная система вторичной камеры включает в себя топливный жиклер с трубкой, воздушный жиклер и эмульсионный канал с выходными отверстиями. В результате обеспечивается плавное включение в работу вторичной камеры карбюратора. Ускорительный насос обогащает горючую смесь при резком переходе двигателя со средней нагрузки на полную. Ускорительный насос повышает приемистость двигателя. Ускорительный насос — диафрагменный, с механическим приводом. Топливо поступает в насос из поплавковой камеры через впускной шариковый клапан. Эконостат служит для дополнительного обогащения горючей смеси при полной нагрузке двигателя. Эконостат представляет собой экономайзерное устройство. Эконостат включает в себя топливный жиклер с трубкой, топливный канал и распылитель. Эконостатом оборудована вторичная камера карбюратора. Он вступает в работу при полностью открытых дроссельных заслонках и максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя.Экономайзер мощностных режимов исключает изменение степени обогащения горючей смеси из-за пульсации вакуума под дроссельными заслонками карбюратора. Процесс всасывания горючей смеси в цилиндры двигателя является прерывистым, и его пульсация возрастает при уменьшении частоты вращения коленчатого вала. При этом пульсация вакуума передается и на главную дозирующую систему, снижая ее эффективность автоматического регулирования состава горючей смеси. Экономайзер также связан воздушным каналом с поддроссельным пространством. При незначительном открытии дроссельной заслонки шариковый клапан закрыт, так как диафрагма экономайзера удерживается вакуумом под дроссельной заслонкой. При значительном открытии дроссельной заслонки вакуум уменьшается, диафрагма экономайзера с иглой прогибается под действием пружины и открывает клапан. Топливо из поплавковой камеры проходит через открытый клапан, топливный жиклер и топливный канал в эмульсионный колодец с трубкой. Оно добавляется к топливу, выходящему из главного топливного жиклера первичной камеры, и поступает через распылитель в первичную камеру карбюратора, выравнивая состав горючей смеси. Экономайзер принудительного холостого хода обеспечивает уменьшение расхода топлива и снижает токсичность отработавших газов на режиме принудительного холостого хода двигателя. Экономайзер принудительного холостого хода состоит из концевого выключателя, установленного на регулировочном винте количества смеси холостого хода, электромагнитного запорного клапана и электронного блока управления. На режиме принудительного холостого хода дроссельные заслонки первичной и вторичной камер карбюратора закрыты, педаль управления дроссельными заслонками отпущена. В этом случае концевой выключатель карбюратора замкнут, электромагнитный клапан выключается, его игла запирает топливный жиклер холостого хода, и подача топлива в систему холостого хода прекращается. Впускной и выпускной трубопроводы обеспечивают подачу в цилиндры горючей смеси и удаление отработавших газов. Впускной трубопровод служит для равномерной подачи горючей смеси из карбюратора в цилиндры двигателя. На двигателях автомобилей применяют впускной трубопровод, отлитый из алюминиевого сплава. Для лучшего испарения топлива, оседающего на стенках, трубопровод имеет обогреватель, в котором циркулирует жидкость системы охлаждения двигателя. Выпускной трубопровод предназначен для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя. На двигателях автомобилей устанавливают выпускные трубопроводы, отлитые из чугуна. Впускной трубопровод двигателя имеет фланцы и фланец предназначен для установки карбюратора, а фланец — для соединения с головкой блока цилиндров. Выпускной трубопровод имеет фланцы. Они служат для крепления приемной трубы глушителей и для связи с головкой блока цилиндров. Впускной и выпускной трубопроводы крепятся шпильками к головке блока цилиндров через металлоасбестовые прокладки, обеспечивающие герметичность их соединения. Все детали основного глушителя изготовлены из коррозионно-стойкой стали, а детали дополнительного глушителя — из углеродистой стали. Глушители неразборные, сварены из двух штампованных половин. Внутри глушителей имеются трубы и с большим количеством отверстий, а также перегородки. Отработавшие газы, поступающие из приемных труб в глушители, сначала в дополнительный, а потом в основной, расширяются, меняют направление и, проходя через отверстия в трубах, резко снижают свою скорость. Это приводит к уменьшению шума выпуска отработавших газов через трубу. Глушители на автомобиле прикрепляются к полу кузова резиновыми деталями. В Приложении 3 приведены возможные неисправности системы питания карбюраторного двигателя, рассмотрены причины их возникновения и методы их устранения. 3. Техника безопасности Техника безопасности при уходе за системой питания должна обязательно соблюдаться. Так, при использовании этилированного бензина необходимо быть особенно осторожным при обращении с ним, так как этот бензин очень ядовит. При заправке топливного бака, осмотре и очистке системы питания нужно не допускать попадания бензина на кожу. Если этилированный бензин попал на кожу, ее надо обмыть чистым керосином, а руки вымыть с мылом в теплой воде и вытереть насухо. Нельзя применять этилированный бензин для мытья деталей и рук, а также засасывать бензин через шланг ртом при переливании и продувать ртом топливопроводы. Нельзя допускать работу двигателя в закрытом помещении, которое не оборудовано специальной вентиляцией. Это может вызвать отравление людей, находящихся в помещении, отработавшими газами. При всех работах по уходу за системой питания необходимо обязательно соблюдать правила противопожарной безопасности. Заключение В современном обществе спрос на автомобильную технику с каждым годом возрастает в несколько десятков, а то и в сотни раз. Особое внимание уделяется комплектации автомобилей, а, следовательно, одной из составных частей, то есть двигателю. В зависимости от места и способа приготовления горючей смеси двигатели автомобилей могут иметь различные системы питания. Система питания с приготовлением горючей смеси в специальном приборе — карбюраторе — применяется в бензиновых двигателях, которые называются карбюраторными. Система питания с приготовлением горючей смеси во впускном трубопроводе также применяется в бензиновых двигателях. Система питания с приготовлением горючей смеси непосредственно в цилиндрах двигателя применяется как в дизелях, так и в бензиновых двигателях. В работе рассмотрены системы питания карбюраторного и бензинового двигателей. Разобраны их основные принципы работы. Список использованной литературы 1. Дьяченко В. Г. Теория двигателей внутреннего сгорания. М.: 2009. 500 с. 2. Луканин В. Н., Шатров М. Г. Двигатели внутреннего сгорания. Книга 2. Динамика и конструирование. М.: Высш. Шк., 2007. 400 с. 3. Расюк С. А. Системы питания карбюраторных двигателей отечественных автомобилей. М.: Третий Рим., 2006г. 272 с. 4. Хачиян А. С. Двигатели внутреннего сгорания. М.: Высш. шк., 1985. 312 с/

Дипломная работа система питания инжекторного двигателя

Содержание

Система питания инжекторного двигателя современного автомобиля — это сложнейший «организм», состоящий из датчиков, исполнительных устройств и самого главного — блока управления. Не зря в народе его называют «мозги». Именно блок управления контролирует работу всей системы впрыска топлива.

С его помощью происходит нормальное функционирование двигателя, регулировка угла опережения зажигания, момента впрыска топливовоздушной смеси и многих других параметров.

Описание

За многолетнюю историю автомобилестроения появилось несколько типов впрыска топлива. И конструкции инжекторной системы бензинового двигателя различаются, причём существенно. Дизель достаточно схож в системе впрыска с инжектором.

Но есть огромные отличия в конструкции отдельных механизмов — степень сжатия в дизельном моторе во много раз выше. В целом же первые конструкции инжекторных систем очень сильно были похожи на дизельные.

Центральный впрыск топлива

Моновпрыск — это самый простой механизм. Второе название — центральный впрыск. И он же был первым в истории. Массовое применение получил в США в начале 2 половины ХХ века. Как работает центральный впрыск? Простота — это именно то, что понравилось не только автовладельцам, но и производителям. Конструкция очень схожа с карбюратором, только вместо него применяется форсунка.

Она устанавливается на впускном коллекторе — одна на все цилиндры двигателя, независимо от их общего количества. Топливо поступает в коллектор постоянно, как и воздух. В результате происходит образование топливовоздушной смеси, которая распределяется по цилиндрам.

Плюсы и минусы

Преимущества, которыми обладает центральная система впрыска:

• простота и дешевизна конструкции;
• для смены режимов работы достаточно провести регулировку одной форсунки;
• при смене карбюратора на инжектор (моновпрыск) существенных изменений в систему питания не производится.

К недостаткам относится то, что не выходит достигнуть высоких показаний экологичности. Поэтому на сегодняшний день автомобили с моновпрыском нельзя встретить в продаже и эксплуатации в развитых странах Америки, Европы и Азии. Разве что в странах третьего мира они будут беспрепятственно колесить по дорогам.

И самое большое неудобство — это то, что при выходе из строя форсунки двигатель останавливается и запустить его невозможно.

Распределённый впрыск топливной смеси

В таких системах количество форсунок равно числу цилиндров. Все форсунки находятся на впускном коллекторе, топливовоздушная смесь подаётся при помощи общей для всех топливной рампы. В ней происходит смешивание бензина и воздуха. Режимы работы форсунок:

1. Фазированный впрыск — самые современные системы работают именно с его использованием. Количество форсунок и цилиндров одинаковое, открытие и закрытие электроклапанов происходит в зависимости от того, какой такт проходит двигатель. Наилучшим режимом работы мотора считается такой, при котором открытие форсунки происходит непосредственно перед началом такта впуска. И двигатель работает устойчиво, и достигается высокая экономия бензина. Преимущества такой топливной системы очевидны.
2. Одновременный впрыск топливовоздушной смеси — открытие форсунок не зависит от такта. Они все открываются одновременно, несмотря на то, что находятся на впускных коллекторах «своих» цилиндров. Это несколько модернизированный моновпрыск, несмотря на то, что форсунок несколько, управление ими происходит так, будто установлена всего одна. В общем, такие конструкции надёжны и работа их стабильна, но по характеристикам уступают более современным конструкциям.
3. Попарно-параллельный впрыск топливной смеси немного отличается от предыдущего. Главное отличие — открываются не все форсунки разом, а парами. Одна пара открывается перед впуском, вторая — перед выпуском. Именно так обычно работает впрыск. Из употребления такие системы вышли давно, но, например, если выходит из строя датчик фаз, современные инжекторы переходят в аварийный режим (попарно-параллельный впрыск происходит вместо фазированного, так как без параметров этого датчика работа невозможна).
4. Системы непосредственного впрыска топлива имеют высокую стоимость, но и надёжность у них завидная. Экономичность и мощность двигателя на высоком уровне, регулировка подачи топливовоздушной смеси максимально точная. Мотор может быстро изменить режим работы. Электромагнитные форсунки устанавливаются в ГБЦ, смесь распыляется непосредственно в камеру сгорания цилиндра (отсюда и название системы).

В конструкции отсутствует впускной коллектор и клапан. Реализация конструкции довольно сложная, так как в ГБЦ на каждый цилиндр есть отверстия под свечи, клапаны (2 или 4, в зависимости от типа мотора). Элементарно не хватает места для установки форсунки.

Изначально такие системы впрыска устанавливались на габаритные и мощные двигатели, на бюджетных их не встретить. И ремонт таких систем выливается в круглую сумму.

Система датчиков инжекторных двигателей

Без этих компонентов работа системы впрыска топлива невозможна. Именно датчики сообщают блоку управления всю информацию, которая необходима для работы исполнительных устройств в нормальном режиме. Неисправности системы питания инжекторного двигателя по большей части вызывают именно датчики, так как они могут неверно производить замеры.

1. Датчик расхода воздуха устанавливается после воздушного фильтра, так как в конструкции имеется дорогостоящая платиновая нить, которая при попадании мелких посторонних частиц может засоряться, отчего показания окажутся неверными. Датчик считает, какое количество воздуха проходит через него. Понятно, что взвесить воздух не представляется возможным, да и объем его измерить проблематично. Суть работы заключается в том, что внутри пластиковой трубки находится платиновая нить. Она нагревается до рабочей температуры (более 600º, именно это значение закладывается в ЭБУ). Поток воздуха охлаждает нить, блок управления фиксирует температуру и, исходя из этого, вычисляет количество воздуха.
2. Датчик абсолютного давления необходим для более точного снятия показаний о количестве потребляемого двигателем воздуха. Состоит из 2 камер, одна из которых герметична и внутри у неё вакуум. Вторая камера соединена с впускным коллектором. В последнем при впуске разрежение. Между камерами устанавливается диафрагма с пьезоэлементом, который вырабатывает небольшое напряжение во время изменения давления. Это значение напряжения поступает на вход блока управления.
3. Датчик положения коленвала располагается рядом со шкивом генератора. Если присмотреться, то можно увидеть, что на шкиве есть зубья, причём они расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. Суммарное число зубьев — 60, оси соседних расположены на расстоянии 6º. Но если присмотреться ещё внимательнее, то можно увидеть, что 2-х не хватает. Этот промежуток необходим, чтобы датчик фиксировал положение коленвала максимально точно. Датчик вырабатывает напряжение, которое тем больше, чем выше частота вращения.
4. Датчик фаз (распредвала) работает на эффекте Холла. В конструкции есть диск с вырезанным сегментом и катушка. При вращении диска вырабатывается напряжение. Но в момент, когда прорезь находится над чувствительным элементом, напряжение снижается до 0. В этот момент первый цилиндр находится в ВМТ на такте сжатия. Благодаря датчику фаз точно подаётся искра на свечу и открывается своевременно форсунка.
5. Датчик детонации расположен на блоке ДВС между 2 и 3 цилиндрами (чётко посередине). Работает на пьезоэффекте — при наличии вибрации происходит генерирование напряжения. Чем сильнее вибрация, тем выше уровень сигнала. Блок управления при помощи датчика изменяет угол опережения зажигания.
6. Датчик дроссельной заслонки представляет собой переменный резистор, на который подаётся напряжение 5 В. В зависимости от того, в каком положении находится заслонка, напряжение уменьшается. Иногда случаются поломки — в начальном положении показания датчика прыгают. Стирается резистивный слой, ремонт невозможен, эффективнее установить новый.
7. Датчик температуры ОЖ, от него зависит качество воспламенения топливовоздушной смеси. С его помощью не только происходит коррекция угла опережения зажигания, но и включение электровентилятора.
8. Лямбда-зонд расположен в системе выпуска отработанных газов. В современных системах, которые удовлетворяют последним экологическим стандартам, можно встретить 2 датчика кислорода. Лямбда-зонд отслеживает количество кислорода в выхлопных газах. У него есть внешняя часть и внутренняя. За счёт напыления из драгметалла можно оценить количество кислорода в выхлопных газах. Внешняя часть датчика «дышит» чистым воздухом. Показания передаются на блок управления и сравниваются. Эффективные замеры возможны только при достижении высоких температур (свыше 400º), поэтому часто устанавливают подогреватель, чтобы даже в момент начала работы двигателя не наблюдалось перебоев.

Исполнительные механизмы инжекторных систем

По названию видно, что эти устройства выполняют то, что им скажет блок управления. Все сигналы от датчиков анализируются, сравниваются с топливной картой (огромной схемой работы при тех или иных условиях), после чего подаётся команда на исполнительный механизм. Следующие исполнительные механизмы входят в состав инжекторной системы:

1. Электрический бензонасос, установленный в баке. Он нагнетает в рампу бензин под давлением около 3,5 Мпа. Вот какое давление в топливной системе должно быть, при нем распыление смеси окажется наиболее качественным. При повышении оборотов коленвала увеличивается расход бензина, нужно его больше нагнетать в рампу, чтобы удерживать давление на уровне. В нижней части насосов устанавливается фильтр, который нужно менять хотя бы раз в 30000 км пробега.
2. Электромагнитные форсунки устанавливаются в рампе и предназначены для подачи топливовоздушной смеси в камеры сгорания. Чем дольше открыт клапан форсунки, тем больше смеси поступит в камеру сгорания — именно такой принцип дозирования лежит в основе.
3. Дроссельный механизм приводится в движение педалью из салона. Но в последние годы набирает популярность электронная педаль газа. Это означает, что вместо тросика используется потенциометр на педали и небольшой электродвигатель на дроссельной заслонке.
4. Регулятор холостого хода предназначен для контроля количества воздуха, поступающего в топливную рампу при полностью закрытой дроссельной заслонке. На карбюраторных моторах аналогичную функцию выполняет «подсос». Несмотря на то, что топливная система отличается, суть работы остаётся той же — подача смеси и её сгорание.
5. Модуль зажигания — короб, в котором находится 4 высоковольтные катушки. Хорошая конструкция, но крайне ненадёжная — высоковольтные провода имеют свойство портиться. Намного эффективнее окажется использование для каждой свечи отдельной катушки, выполненной в виде наконечника.

Работа двигателя с инжекторной системой впрыска

А теперь можно рассмотреть и принцип работы системы питания инжекторного двигателя. При включении зажигания происходит переход в рабочий режим всех механизмов и устройств. Первым делом насос нагнетает бензин в рампу до минимального давления, которого хватит для запуска.

А дальше все ждут, когда провернётся коленвал, и с его датчика пойдёт сигнал на блок управления о положении поршней в цилиндрах. Одновременно с этим датчик фаз выдаёт сигнал о том, какой такт совершается. После анализа данных блок управления даёт команду на форсунки (в зависимости от того, в каком цилиндре происходит впуск).

При вращении коленвала постоянно снимаются данные с датчиков и, исходя из них, происходит открывание нужных электромагнитных форсунок на определённый промежуток времени. Смесь воспламеняется, отработанные газы выходят через выпускной коллектор. По тому, какое содержание кислорода в них, можно судить о качестве сгорания топлива.

Если содержание кислорода большое, то смесь сгорает не до конца. Блок управления производит корректировку угла опережения зажигания, чтобы добиться наилучших показаний.

Но вот во время прогрева некоторые датчики не влияют на работу системы управления. Это датчики расхода воздуха, детонации и абсолютного давления. При достижении рабочей температуры включаются они в работу. Причина — во время прогрева невозможно соблюсти все условия, в частности, соотношение бензина и воздуха. Уровень СО в выхлопных газах тоже будет зашкаливать, поэтому контроль всех этих параметров не следует производить.

Word, ведомость, спецификация, чертежи (часть чертежей представлена выше), титульный лист.

Введение (выдержка из текста дипломной работы)

Автомобильный транспорт развивается качественно и количественно бурными темпами. Каждые четыре из пяти автомобилей общего мирового парка — легковые и на их долю приходится более 60% пассажиров, перевозимых всеми видами транспорта.
Помимо тех неоспоримых удобств, которые легковой автомобиль создает в жизни человека, очевидно общественное значение массового пользования личными автомобилями: увеличивается скорость сообщения при поездках; сокращается число штатных водителей; облегчается доставка городского населения в места массового отдыха, на работу и т. д.
Однако процесс автомобилизации не ограничивается только увеличением парка автомобилей. Быстрые темпы развития автотранспорта обусловили определенные проблемы, для решения которых требуется научный подход и значительные материальные затраты. Основными из них являются: увеличение пропускной способности улиц, строительство дорог и их благоустройство, организация стоянок и гаражей, обеспечение безопасности движения и охраны окружающей среды, строительство станций технического обслуживания автомобилей, складов, автозаправочных станций и других предприятий.
Высокие темпы роста автомобильного парка, выпуск автомобилей более сложной конструкции, увеличение числа лиц, некомпетентных в вопросах обслуживания принадлежащих им транспортных средств, растущая интенсивность движения на дорогах и другие факторы обусловили создание новой отрасли – сервисного обслуживания автомобилей.
До того как электронные системы начали широко применяться на автомобилях, их электрооборудование состояло из нескольких достаточно простых и независимых систем, питаемых непосредст¬венно от аккумуляторной батареи. Большинство электрических цепей обычно состояло из выключателя, управляющего электро¬двигателем или иным исполнительным механизмом, иногда через реле. Так как компонентов немного, неисправности легко опреде¬лялись электрослесарем даже на незнакомых ранее моделях авто¬мобилей. Простые по конструкции элементы проверялись с помо¬щью контрольной лампы или мультиметра (вольтметр, ампер¬метр, омметр в одном корпусе). Более сложные элементы, такие, как реле, проверялись подстановкой в, цепь заведомо исправного такого же элемента.
Этот подход имел свои преимущества, т. к. требовалось недо¬рогое диагностическое оборудование для электрослесаря, кото¬рый проводил диагностику, руководствуясь только своими знани¬ями и опытом.
Специалисты автосервиса обучались так, чтобы полностью по¬нимать работу и взаимодействие отдельных подсистем электро¬оборудования автомобиля.
Быстрое, распространение в 80-х годах более сложных элект¬ронных систем управления двигателем создало потребность в но¬вых методиках диагностики, новом диагностическом оборудова¬нии, значительном объеме сервисной информации. Большое ко¬личество различных типов ЭБУ приводит к потребности обеспечить быстрый доступ к технической информации по каж¬дой конкретной модели автомобиля.
Под диагностикой понимают процесс определения причин не¬исправности по ее признакам. Отметим, что на. современных ав¬томобилях иногда трудно зафиксировать и сам факт наличия не¬исправности:
Высокая надежность современной автомобильной электрони¬ки привела к сокращению числа простых дефектов, легко выяв¬ляемых ремонтниками на станциях техобслуживания. С другой стороны, если наблюдается неисправность, можно указать много вероятных ее причин. Это усложняет проблему диагностики со¬временных автомобилей. Диагностирование сегодня значительно отличается от того, что было 10—20 лет назад.
Все вышеперечисленные трудности диагностирования современных автомобилей с инжекторным впрыском топлива, а также проведенный спроса и предложения на рынке по оказанию услуг диагностики инжекторных систем впрыска современных автомобилей, легли в основу дипломного проекта, целью которого является проектирование участка диагностики инжекторных систем впрыска топлива современных автомобилей на базе СТО Орел ГАУ. В дипломном проекте будет произведен анализ рынка и предложения на услуги участка в регионе, будет спроектирован участок, подобрано оборудование, разработан технологический процесс диагностики, рассчитаны технико-экономические показатели, разработана система БЖД на производстве и мероприятия по защите окружающей среды.

Введение 7
1. Обоснование спроса на услуги участка диагностики инжекторных систем впрыска топлива в районе СТО Орел ГАУ и темы дипломного проекта 10
1. 1 Предпосылки и структура обоснования 10
1.2 Определение основных показателей, характеризующих потребность региона в услугах участка по диагностике инжекторных двигателей 13
1.2.1 Расчет количества автомобилей в регионе 13
1.2.2 Расчет динамики изменения насыщенности населения инжекторными автомобилями 14
1.2.3 Расчет показателей годовых пробегов автомобилей и годового спроса на услуги участка 19
1.3 Определение динамики изменения спроса и предложения на услуги участка 20
1.3.1 Анализ изменения спроса за период с 2000 по 2004 года и на перспективный период 20
1.3.2 Анализ предложения на текущий период и динамики изменения предложения на перспективу 23
1.3.3 Сравнение спроса и предложения на услуги участка диагностики инжекторных автомобилей 27
1.4 Обоснование темы дипломного проекта 30
2. Расчетная часть 31
2.1 Подбор и описание оборудования 32
2.2 Расчет площади участка 38
2.3 Расчеты освещения, вентиляции и отопления 39
2. 3.1 Расчет освещения 39
2.3.2 Расчет вентиляции 42
2.3.3 Расчет отопления 43
2.4 Определение режима работы и фонда рабочего времени участка 45
2.5 Расчет пропускной способности участка диагностики и программы диагностики 46
3. Технологическая часть 48
3.1 Подтверждение факта наличия неисправности 50
3.2 Внешний осмотр 50
3.3 Проверка технического состояния подсистем 51
3.4 Анализ состава выхлопных газов 53
3.5 Работа с сервисной документацией. Считывание диагностических кодов 58
3.6 Локализация неисправности на уровне подсистемы или цилиндра 60
3.7 Ремонт 64
3.8 Проверка после ремонта и стирание кодов ошибок из памяти ЭБУ 64
4. Конструкторская часть 67
4.1 Предпосылки разработки 67
4.2 Назначение приспособления 68
4.3 Принцип работы 70
4.4 Расчет болта на прочность 71
4.4.1 Расчет болта на растяжение 71
4.4.2 Расчет болта на срез витков 72
4.4.3 Расчет болта на изгиб витков 72
4. 4.4 Расчет болта на смятие витков 73
5. Технико-экономическое обоснование проекта 74
5.1 Определение годового фонда заработной платы работающих 74
5.2 Определение капитальных вложений 75
5.3 Определение стоимости энергии 77
5.4 Определение затрат на диагностику инжекторных двигателей 78
5.5 Определение безубыточности производства 82
5.6 Финансовые результаты 83
6. Безопасность жизнедеятельности на производстве 86
6.1 Анализ организации работы по охране труда и пожарной безопасности 86
6.2 Анализ опасных и вредных факторов 88
6.3 Меры по взрыво-пожароопасности 90
6.4 Оценка обеспечения безопасности технологического процесса 92
7. Экологическая часть 93
Заключение 97
Список использованной литературы 99
Приложения 100
Приложение А (Спецификация) 101

Список используемой литературы

1. Акинчев Н.В. Общеобменная вентиляция. – М.: Стройиздат, 1984.
2. Бабусенко С.М. Проектирование ремонтно-обслуживающих предприятий. – М.: Агропромиздат, 1990.
3. Злобинский Б.М. Безопасность труда на производстве. – М.: Металлургия, 1976.
4. Левицкий В.С. Машиностроительное черчение. – М.: Высшая школа, 1988.
5. Мазур И.И. Инженерная экология. – М.: Агропромиздат, 1999.
6. Напольский Г.М., Зенченко В.А. Обоснование спроса на услуги автосервиса и технологический расчёт станции технического обслуживания легковыхавтомобилей: Учебное пособие/ МАДИ(ТУ) – М.,2000. – 83 с.
7. Серый И.С., Смелов А.П., Черкун В.Е. Курсовое и дипломное проектирование по надежности и ремонту машин. – М.: Агропромиздат, 1991.
8. Светкин Технико-экономическое обоснование дипломных проектов, бизнес-план – методические указания по выполнению организационно экономической части дипломных проектов ОрёлГТУ, 2000.
9. Тельнов Н.Ф. Ремонт машин. – М.: Агропромиздат, 1992.
10. Кузнецов Ю.А. Экономическая эффективность от восстановления деталей. Методические указания. Орел, 2000г.
11. В. Ф. Яковлев «Диагностика электронных систем автомобиля» — учебное пособие для специалистов по ремонту автомобилей, студентов и аспирантов ВУЗов. – М.: Солон-Пресс, 2003.
12. Росс Твег «Системы впрыска бензина».

На всех современных автомобилях с бензиновыми моторами используется инжекторная система подачи топлива, поскольку она является более совершенной, чем карбюраторная, несмотря на то, что она конструктивно более сложная.

Инжекторный двигатель – не новь, но широкое распространение он получил только после развития электронных технологий. Все потому, что механически организовать управление системой, обладающей высокой точностью работы было очень сложно. Но с появлением микропроцессоров это стало вполне возможно.

Инжекторная система отличается тем, что бензин подается строго заданными порциями принудительно в коллектор (цилиндр).

Основным достоинством, которым обладает инжекторная система питания, является соблюдение оптимальных пропорций составных элементов горючей смеси на разных режимах работы силовой установки. Благодаря этому достигается лучший выход мощности и экономичное потребление бензина.

Устройство системы

Инжекторная система подачи топлива состоит из электронной и механической составляющих. Первая контролирует параметры работы силового агрегата и на их основе подает сигналы для срабатывания исполнительной (механической) части.

К электронной составляющей относится микроконтроллер (электронный блок управления) и большое количество следящих датчиков:

• лямбда-зонд;
• положения коленвала;
• массового расхода воздуха;
• положения дроссельной заслонки;
• детонации;
• температуры ОЖ;
• давления воздуха во впускном коллекторе.

Датчики системы инжектора

На некоторых авто могут иметься еще несколько дополнительных датчиков. У всех у них одна задача – определять параметры работы силового агрегата и передавать их на ЭБУ

Что касается механической части, то в ее состав входят такие элементы:

• бак;
• электрический топливный насос;
• топливные магистрали;
• фильтр;
• регулятор давления;
• топливная рампа;
• форсунки.

Простая инжекторная система подачи топлива

Как все работает

Теперь рассмотрим принцип работы инжекторного двигателя отдельно по каждой составляющей. С электронной частью, в целом, все просто. Датчики собирают информацию о скорости вращения коленчатого вала, воздуха (поступившего в цилиндры, а также остаточной его части в отработанных газах), положения дросселя (связанного с педалью акселератора), температуры ОЖ. Эти данные датчики передают постоянно на электронный блок, благодаря чему и достигается высокая точность дозировки бензина.

Поступающую с датчиков информацию ЭБУ сравнивает с данными, внесенными в картах, и уже на основе этого сравнения и ряда расчетов осуществляет управление исполнительной частью.В электронный блок внесены так называемые карты с оптимальными параметрами работы силовой установки (к примеру, на такие условия нужно подать столько-то бензина, на другие – столько-то).

Первый инжекторный двигатель Toyota 1973 года

Чтобы было понятнее, рассмотрим более подробно алгоритм работы электронного блока, но по упрощенной схеме, поскольку в действительности при расчете используется очень большое количество данных. В целом, все это направлено на высчитывание временной длины электрического импульса, который подается на форсунки.

Поскольку схема – упрощенная, то предположим, что электронный блок ведет расчеты только по нескольким параметрам, а именно базовой временной длине импульса и двум коэффициентам – температуры ОЖ и уровне кислорода в выхлопных газах. Для получения результата ЭБУ использует формулу, в которой все имеющиеся данные перемножаются.

Для получения базовой длины импульса, микроконтроллер берет два параметра – скорость вращения коленчатого вала и нагрузку, которая может высчитываться по давлению в коллекторе.

К примеру, обороты двигателя составляют 3000, а нагрузка 4. Микроконтроллер берет эти данные и сравнивает с таблицей, внесенной в карту. В данном случае получаем базовую временную длину импульса 12 миллисекунд.

Но для расчетов нужно также учесть коэффициенты, для чего берутся показания с датчиков температуры ОЖ и лямбда-зонда. К примеру, температура составляется 100 град, а уровень кислорода в отработанных газах составляет 3. ЭБУ берет эти данные и сравнивает с еще несколькими таблицами. Предположим, что температурный коэффициент составляет 0,8, а кислородный – 1,0.

Получив все необходимые данные электронный блок проводит расчет. В нашем случае 12 множиться на 0,8 и на 1,0. В результате получаем, что импульс должен составлять 9,6 миллисекунды.

Описанный алгоритм – очень упрощенный, на деле же при расчетах может учитываться не один десяток параметров и показателей.

Поскольку данные поступают на электронный блок постоянно, то система практически мгновенно реагирует на изменение параметров работы мотора и подстраивается под них, обеспечивая оптимальное смесеобразование.

Стоит отметить, что электронный блок управляет не только подачей топлива, в его задачу входит также регулировка угла зажигания для обеспечения оптимальной работы мотора.

Теперь о механической части. Здесь все очень просто: насос, установленный в баке, закачивает в систему бензин, причем под давлением, чтобы обеспечить принудительную подачу. Давление должно быть определенным, поэтому в схему включен регулятор.

По магистралям бензин подается на рампу, которая соединяет между собой все форсунки. Подающийся от ЭБУ электрический импульс приводит к открытию форсунок, а поскольку бензин находится под давлением, то он через открывшийся канал просто впрыскивается.

Виды и типы инжекторов

Инжекторы бывают двух видов:

1. С одноточечным впрыском. Такая система является устаревшей и на автомобилях уже не используется. Суть ее в том, что форсунка только одна, установленная во впускном коллекторе. Такая конструкция не обеспечивала равномерного распределения топлива по цилиндрам, поэтому ее работа была сходной с карбюраторной системой.
2. Многоточечный впрыск. На современных авто используется именно этот тип. Здесь для каждого цилиндра предусмотрена своя форсунка, поэтому такая система отличается высокой точностью дозировки. Устанавливаться форсунки могут как во впускной коллектор, так и в сам цилиндр (инжекторная система непосредственного впрыска).

На многоточечной инжекторной системе подачи топлива может использовать несколько типов впрыска:

1. Одновременный. В этом типе импульс от ЭБУ поступает сразу на все форсунки, и они открываются вместе. Сейчас такой впрыск не используется.
2. Парный, он же попарно-параллельный. В этом типе форсунки работают парами. Интересно, что только одна из них подает топливо непосредственно в такте впуска, у второй же такт не совпадает. Но поскольку двигатель – 4-тактный, с клапанной системой газораспределения, то несовпадение впрыска по такту на работоспособность мотора влияния не оказывает.
3. Фазированный. В этом типе ЭБУ подает сигналы на открытие для каждой форсунки отдельно, поэтому впрыск происходит с совпадением по такту.

Примечательно, что современная инжекторная система подачи топлива может использовать несколько типов впрыска. Так, в обычном режиме используется фазированный впрыск, но в случае перехода на аварийное функционирование (к примеру, один из датчиков отказал), инжекторный двигатель переходит на парный впрыск.

Обратная связь с датчиками

Одним из основных датчиков, на показаниях которого ЭБУ регулирует время открытия форсунок, является лямбда-зонд, установленный в выпускной системе. Этот датчик определяет остаточное (не сгоревшее) количество воздуха в газах.

Эволюция датчика лямбда-зонд от Bosch

Благодаря этому датчику обеспечивается так называемая «обратная связь». Суть ее заключается вот в чем: ЭБУ провел все расчеты и подал импульс на форсунки. Топливо поступило, смешалось с воздухом и сгорело. Образовавшиеся выхлопные газы с не сгоревшими частицами смеси выводится из цилиндров по системе отвода выхлопных газов, в которую установлен лямбда-зонд. На основе его показаний ЭБУ определяет, правильно ли были проведены все расчеты и при надобности вносит корректировки для получения оптимального состава. То есть, на основе уже проведенного этапа подачи и сгорания топлива микроконтроллер делает расчеты для следующего.

Стоит отметить, что в процессе работы силовой установки существуют определенные режимы, при которых показания кислородного датчика будут некорректными, что может нарушить работу мотора или требуется смесь с определенным составом. При таких режимах ЭБУ игнорирует информацию с лямбда-зонда, а сигналы на подачу бензина он отправляет, исходя из заложенной в карты информации.

На разных режимах обратная связь работает так:

• Запуск мотора. Чтобы двигатель смог завестись, нужна обогащенная горючая смесь с увеличенным процентным содержанием топлива. И электронный блок это обеспечивает, причем для этого он использует заданные данные, и информацию от кислородного датчика он не использует;
• Прогрев. Чтобы инжекторный двигатель быстрее набрал рабочую температуру ЭБУ устанавливает повышенные обороты мотора. При этом он постоянно контролирует его температуру, и по мере прогрева корректирует состав горючей смеси, постепенно ее обедняя до тех пор, пока состав ее не станет оптимальным. В этом режиме электронный блок продолжает использовать заданные в картах данные, все еще не используя показания лямбда-зонда;
• Холостой ход. При этом режиме двигатель уже полностью прогрет, а температура выхлопных газов – высокая, поэтому условия для корректной работы лямбда-зонда соблюдаются. ЭБУ уже начинает использовать показания кислородного датчика, что позволяет установить стехиометрический состав смеси. При таком составе обеспечивается наибольший выход мощности силовой установки;
• Движение с плавным изменением оборотов мотора. Для достижения экономичного расхода топлива при максимальном выходе мощности, нужна смесь со стехиометрическим составом, поэтому при таком режиме ЭБУ регулирует подачу бензина на основе показания лямбда-зонда;
• Резкое увеличение оборотов. Чтобы инжекторный двигатель нормально отреагировал на такое действие, нужна несколько обогащенная смесь. Чтобы ее обеспечить, ЭБУ использует данные карт, а не показания лямбда-зонда;
• Торможение мотором. Поскольку этот режим не требует выхода мощности от мотора, то достаточно, чтобы смесь просто не давала остановиться силовой установке, а для этого подойдет и обедненная смесь. Для ее проявления показаний лямбда-зонда не нужно, поэтому ЭБУ их не использует.

Как видно, лямбда-зонд хоть и очень важен для работы системы, но информация с него используется далеко не всегда.

Напоследок отметим, что инжектор хоть и конструктивно сложная система и включает множество элементов, поломка которых сразу же сказывается на функционировании силовой установки, но она обеспечивает более рациональный расход бензина, а также повышает экологичность автомобиля. Поэтому альтернативы этой системе питания пока нет.

Дипломная работа на тему Модернизация системы питания автомобиля Ауди-А4 для работы на компримированном природном газе

Главная Дипломные работы Модернизация системы питания автомобиля Ауди-А4 для работы на компримированном природном газе

Категории

Описание

СОДЕРЖАНИЕ
 
Word, ведомость, спецификация, чертежи (часть чертежей представлена выше), титульный лист.
 
Аннотация (выдержка из текста дипломной работы)

Дипломный проект содержит 9 листов графической части формата А1 и        110 листов расчетно-пояснительной записки.
В дипломном проекте обоснована возможность применения газа в качестве моторного топлива для карбюраторного двигателя Ауди-А4.
Представлена схема системы питания двигателя с описанием принципа работы.
Показан способ размещения газовых баллонов на автомобиле, приведен прочностной расчет их крепежных конструкций.
Приведен сравнительный расчет экономической эффективности работы автомобиля на компримированном газе.
Затронута актуальность темы безопасности жизнедеятельности на производстве, рассмотрена техника безопасности на производстве при эксплуатации газобаллонных автомобилей. Рассмотрены пути снижения загрязнения окружающей среды.
В заключении сделаны выводы по дипломному проекту.

Содержание

Аннотация
Бизнес-справка
Введение
1 Исследование состояния вопроса
1.1 Перспективы применения газообразного топлива
1.2 Особенности применения компримированного природного газа
1. 3 Цели и задачи дипломного проекта
2 Расчетно-теоретическая часть
2.1 Анализ конструкций оборудования газовых автомобилей
2.2 Тепловой расчет двигателя (бензиновый режим)
  2.2.1 Исходные данные
2.2.2 Параметры рабочего тела
2.2.3 Индикаторные параметры рабочего цикла бензинового двигателя
2.2.4 Эффективные показатели двигателя
2.3 Тепловой расчет двигателя (газовый режим)
  2.3.1 Исходные данные
2.3.2 Параметры рабочего тела
2.3.3 Индикаторные параметры рабочего цикла газового двигателя
2.3.4 Эффективные показатели газового двигателя
2.4 Построение индикаторных диаграмм
2.5 Расчет кинематических параметров двигателя
2.6 Динамический расчет двигателя
3 Технологическая часть
3.1 Расчет болта на разрыв
3.2 Расчет сварного шва
3.3 Расчет поршня бензинового двигателя
3.4 Расчет поршневого пальца бензинового двигателя
3. 5 Расчет поршневого кольца
3.6 Расчет поршневой головки шатуна
3.7 Расчет стержня шатуна
3.8 Расчет кривошипной головки шатуна
3.9 Расчет по расходу топлива
3.11 Разработка технологической карты на изготовление крепления газового баллона
4 Экологическая безопасность проекта
4.1 Расчет выбросов загрязняющих веществ автомобиля Ауди-А4
4.3 Расчет выбросов загрязняющих веществ от поста ТО-1
5 Безопасность жизнедеятельности
5.1 Актуальность темы
5.2 Анализ производственного травматизма
5.3 Организационно-технические мероприятия по снижению травматизма
5.4 Правила по обеспечению безопасности при эксплуатации автомобилей, работающих на КПГ
5.5 Расчет вентиляции участка ТО газобаллонного оборудования
6 Экономическая эффективность проекта
Выводы и предложения
Литература
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

Литература

1. Аксешин В.А. Газобаллонная аппаратура нового поколения для легковых автомобилей. – М.: «Транспорт», 1995.
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя, Т 1,2 и 3. – М.: «Машиностроение», 1979.
3. Ахметов Л.В., Иванов А.Н., Ерохов В.И. Экономическая эффективность и эксплуатационные свойства газобаллонных автомобилей. — М.: Высшая школа, 1982. — 727 с.
4. Володин В.М., Лупачев П.Д. Использование газа в качестве топлива для тракторов. – М.: ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1989. – 28 с.
5. Гетманец Г.В., Лиханов В.А. Социально-экологические проблемы автомобильного транспорта. – М.: АСПОЛ, 1993. – 330 с.
6. Григорьев Е.Г., Ерохов В.И. и др. Газобаллонные автомобили. — М.: Машиностроение, 1989.
7. Голубев И.Р., Новиков Ю.В. Окружающая среда и транспорт. – М.: Транспорт, 1998. – 346 с.
8. Горбунов В.В., Патрахальцев Н.Н. Токсичность двигателей внутреннего сгорания: Учебное пособие. – М.: Изд-во РУДН, 1998. – 214 с.
9. Демидов В.П., Колчин П.Д. Расчет автомобильных и транспортных двигателей. – М.: Высшая школа, 1982. – 400 с.
10. Жегалин О.И., Лупачев П.Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. – М.: «Транспорт», 1985. – 120 с.
11. Жегалин О.И., Патрахальцев Н.Н., Френкель А.И. и др. Каталитические нейтрализаторы транспортных двигателей. – М.: Машиностроение, 1979. – 80 с.
12. Золотницкий В.А. Система питания газобензиновых автомобилей. – М.: «Издательство Дом Третий Рим», 2000. – 88с., ил.
13. Конарев Ф.М., Пережогин М.А., Греник Г.Н. Охрана труда. – М.: Агропромиздат, 1998. – 346 с.
14. Кленников Е.В., Мапртиров О.А., Крылов М.Ф. Техническая эксплуатация газобаллонных автомобилей. – М.: Транспорт, 1986. – 175 с.
15. Лиханов В.А. Природный газ как моторное топливо для тракторных дизелей. – Киров: Вятская ГСХА, 2002. – 280 с.
16. Лиханов В.А., Сайкин А.М. Снижение токсичности автотракторных дизелей. – М. : Колос, 1994. – 224 с.
17. Макаров В.В., Лоскутов А.С. Газобаллонные автомобили. Учебное пособие. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. – 100 с.
18. Матвеев В.А., Пустовалов И.И. Техническое нормирование ремонтных работ в сельском хозяйстве. – М.: Колос, 1992. – 414 с., ил.
19. Морев А.И., Ерохов В.А. Эксплуатация и техническое обслуживание газобаллонных автомобилей: Учеб. пособие для проф. обучения рабочих на пр-ве. – М.: Транспорт, 1988. – 184 с.
20. Николаенко А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей. – М.: Колос, 1984. — 335с.
21. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. Учебное пособие для технических вузов — 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1998. – 447 с., ил.
22. Конарев Ф.М., Перегожин М.А. Охрана труда. – М.: Агропромиздат, 1998. — 346 с.
23. Федоренко В.А., Шотин А.И. Справочник по машиностроительному черчению. – 14-е изд., перераб. и доп. Поповой Г.Н. – Л. : Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983. – 416 с.
24. Шкрабак В.С., Луковников А.В., Тургеев Л.К. Безопасность жизнедеятельности в сельскохозяйственном производстве. – М.: Колос, 2002. – 510 с.
25. Автомобили «Ауди-А4». Руководство по ремонту и техническому обслуживанию. – М.: АТЛАС-ПРЕСС, 2004. – 136 с.

Подробнее
Тип работы	Дипломная работа
Тема работы	Модернизация системы питания автомобиля Ауди-А4 для работы на компримированном природном газе

Электронная система управления карбюратором (Патент)

Электронная система управления карбюратором (Патент) | ОСТИ.GOV

перейти к основному содержанию

• Полная запись
• Другое связанное исследование

Электронная система управления карбюратором двигателя внутреннего сгорания, имеющая впускной тракт, водяное охлаждение двигателя и устройство подачи топливовоздушной смеси в впускной тракт. Преобразователь преобразует температуру охлаждающей жидкости двигателя в первый сигнал напряжения. Дроссельная заслонка расположена в впускном канале, и биметаллическая заслонка приводит в действие дроссельную заслонку. Нагреватель с положительным температурным коэффициентом нагревает биметалл. Цепь нагревателя формирует второй сигнал напряжения, зависящий от сопротивления нагревателя с положительным температурным коэффициентом. Регулятор состава топливовоздушной смеси регулирует соотношение воздух-топливо смеси, подаваемой устройством подачи топливовоздушной смеси. Вычислительная схема объединяет сигналы напряжения от преобразователя и цепи нагревателя соответственно и обеспечивает электронное управление для управления соотношением воздух-топливо. Электронное управление реагирует на выходные электрические сигналы вычислительной схемы, так что соотношение воздух-топливо регулируется до значения, обеспечивающего удовлетворительные рабочие характеристики холодного двигателя.

Изобретатели:

Морозуми, Т; Осано, Х

Дата публикации:

1982-10-05

Идентификатор ОСТИ:

6715983

Номер(а) патента:

США 4352347

Правопреемник:

Fuji Jukogyo KK (Япония) Nissan Motor Co Ltd (Япония)

Тип ресурса:

Патент

Отношение ресурсов:

Дата приоритета патента: Дата приоритета 2 августа 1979 г. , Япония; Дополнительная информация: PAT-APPL-174379

Страна публикации:

США

Язык:

Английский

Тема:

33 УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ ДВИГАТЕЛИ; КАРБЮРАТОРЫ; СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ; ДИЗАЙН; ЭЛЕКТРОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ; ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ; СООТНОШЕНИЕ ТОПЛИВО-ВОЗДУХ; ДВИГАТЕЛИ; ОБОРУДОВАНИЕ; ТОПЛИВНЫЕ СИСТЕМЫ; ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ; 330101* — Двигатели внутреннего сгорания — искровое зажигание

---

Форматы цитирования

• MLA
• АПА
• Чикаго
• БибТекс

Морозуми Т. и Осано Х. Электронная система управления карбюратором . США: Н. П., 1982. Веб.

Копировать в буфер обмена

Morozumi, T, & Osano, H. Электронная система управления карбюратором . Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

Морозуми, Т., и Осано, Х. 1982. «Электронная система управления карбюратором». Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_6715983,
title = {Электронная система управления карбюратором},
автор = {Морозуми, Т. и Осано, Х.},
abstractNote = {Электронная система управления карбюратором двигателя внутреннего сгорания, имеющая впускной канал, водяное охлаждение двигателя и устройство подачи топливовоздушной смеси в впускной канал. Преобразователь преобразует температуру охлаждающей жидкости двигателя в первый сигнал напряжения. Дроссельная заслонка расположена в впускном канале, и биметаллическая заслонка приводит в действие дроссельную заслонку. Нагреватель с положительным температурным коэффициентом нагревает биметалл. Цепь нагревателя формирует второй сигнал напряжения, зависящий от сопротивления нагревателя с положительным температурным коэффициентом. Регулятор состава топливовоздушной смеси регулирует соотношение воздух-топливо смеси, подаваемой устройством подачи топливовоздушной смеси. Вычислительная схема объединяет сигналы напряжения от преобразователя и цепи нагревателя соответственно и обеспечивает электронное управление для управления соотношением воздух-топливо. Электронное управление реагирует на выходные электрические сигналы расчетной схемы, так что соотношение воздух-топливо регулируется до значения, обеспечивающего удовлетворительные рабочие характеристики холодного двигателя.},
дои = {},
URL-адрес = {https://www.osti.gov/biblio/6715983}, журнал = {},
номер =,
объем = ,
место = {США},
год = {1982},
месяц = ​​{10}
}

Копировать в буфер обмена

---

Полный текст можно найти в Ведомстве США по патентам и товарным знакам.

---

Экспорт метаданных

Сохранить в моей библиотеке

Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.

Аналогичных записей в сборниках OSTI.GOV:

• Аналогичные записи

Управление жиклером холостого хода карбюратора (Патент)

Управление жиклером холостого хода карбюратора (Патент) | ОСТИ.GOV

перейти к основному содержанию

• Полная запись
• Другое связанное исследование

Раскрыты способы и средства управления потоком бензина через жиклер холостого хода карбюратора автомобильного двигателя внутреннего сгорания. Для увеличения пробега поток через жиклер холостого хода прекращается, когда автомобиль движется со скоростью выше минимальной, при условии, что разрежение во впускном коллекторе не падает слишком низко. Дополнительную экономию топлива можно получить, остановив подачу бензина через жиклер холостого хода в любое время, когда дроссельная заслонка выдвигается вперед и топливо течет через главные жиклеры карбюратора. В простейшем механическом варианте осуществления изобретения поток топлива через линию подачи жиклера холостого хода регулируется атмосферным клапаном, предусмотренным в линии подачи жиклера холостого хода. Когда вентиляционное отверстие открыто для атмосферы, вакуум во впускном коллекторе нарушается, и топливо не поступает из поплавковой камеры карбюратора через жиклер холостого хода в двигатель. Атмосферный клапан удобно управляется комбинацией электрического соленоида, реагирующего на разрежение во впускном коллекторе, и микропереключателя, реагирующего на открытие дроссельной заслонки.

Изобретатели:

Лутц, Р Л

Дата публикации:

1980-10-07

Идентификатор ОСТИ:

6573894

Номер(а) патента:

США 4226218

Правопреемник:

МФУ; ЭДБ-81-050948

Тип ресурса:

Патент

Отношение ресурсов:

Дата патентного файла: Дата подачи 5 сентября 1978 г.

Страна публикации:

США

Язык:

Английский

Тема:

33 УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ ДВИГАТЕЛИ; КАРБЮРАТОРЫ; ПОТОК ЖИДКОСТИ; ДВИГАТЕЛИ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ; ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА; ЭФФЕКТИВНОСТЬ; КЛАПАНЫ; КОНТРОЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ; ДВИГАТЕЛИ; ОБОРУДОВАНИЕ; РЕГУЛЯТОРЫ ПОТОКА; ТОПЛИВНЫЕ СИСТЕМЫ; ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ; ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ; 330101* — Двигатели внутреннего сгорания — искровое зажигание

---

Форматы цитирования

• MLA
• АПА
• Чикаго
• БибТекс

Лутц, Р. Л. Регулятор холостого хода карбюратора . США: Н. П., 1980. Веб.

Копировать в буфер обмена

Лутц, Р Л. Регулятор холостого хода карбюратора . Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

Лутц, Р. Л. 1980. «Управление жиклером холостого хода карбюратора». Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_6573894,
title = {Управление жиклером холостого хода карбюратора},
автор = {Лутц, Р Л},
abstractNote = {Раскрыты способы и средства управления потоком бензина через жиклер холостого хода карбюратора автомобильного двигателя внутреннего сгорания. Для увеличения пробега поток через жиклер холостого хода прекращается, когда автомобиль движется со скоростью выше минимальной, при условии, что разрежение во впускном коллекторе не падает слишком низко. Дополнительную экономию топлива можно получить, остановив подачу бензина через жиклер холостого хода в любое время, когда дроссельная заслонка выдвигается вперед и топливо течет через главные жиклеры карбюратора. В простейшем механическом варианте осуществления изобретения поток топлива через линию подачи жиклера холостого хода регулируется атмосферным клапаном, предусмотренным в линии подачи жиклера холостого хода. Когда вентиляционное отверстие открыто для атмосферы, вакуум во впускном коллекторе нарушается, и топливо не поступает из поплавковой камеры карбюратора через жиклер холостого хода в двигатель. Атмосферный клапан удобно управляется комбинацией электрического соленоида, реагирующего на разрежение во впускном коллекторе, и микропереключателя, реагирующего на открытие дроссельной заслонки.},
дои = {},
URL = {https://www.osti.gov/biblio/6573894}, журнал = {},
номер =,
объем = ,
место = {США},
год = {1980},
месяц = ​​{10}
}

Копировать в буфер обмена

---

Полный текст можно найти в Ведомстве США по патентам и товарным знакам.

---

Экспорт метаданных

Сохранить в моей библиотеке

Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.

Аналогичных записей в сборниках OSTI.GOV:

• Аналогичные записи

Патент США на устройство для смешивания топлива с воздухом для генераторного газа. Патент (Патент № 5,070,851, выдан 10 декабря 1991 г.)

Уровень техники

для смешивания генераторного газа с воздухом для запуска двигателя внутреннего сгорания.

2. Описание предшествующего уровня техники

Нехватка нефти и ее высокая стоимость помогают разрушить с трудом завоеванные экономические достижения развивающихся стран. Эта растущая дилемма по поводу нефти дает стимул к изучению альтернативных видов топлива, особенно тех, которые подходят для непосредственного использования в существующих двигателях и машинах. Одним из альтернативных видов топлива, который получает признание и приобретает первостепенное значение для исследований, разработок и применения, является генераторный газ. Этот газ является продуктом газификации, которая термически превращает твердое топливо в горючий газ.

Технология генераторного газа не является новой разработкой. Он использовался в доменных печах около двух столетий назад и был разработан и использовался в Европе и Азии для приведения в действие автомобилей, тракторов и грузовиков во время Второй мировой войны. Ранняя система подачи воздушно-газовой смеси для зажигания двигателя внутреннего сгорания раскрыта в патенте США No. № 986 754, выданный О. Подгайскому 14 марта 1911 г. После Второй мировой войны от использования генераторного газа быстро отказались, поскольку стала доступной дешевая энергия на основе нефти.

Недавний дефицит и быстро растущая стоимость нефтепродуктов возродили интерес к газификации как к потенциальному экономичному источнику энергии. Чтобы уменьшить зависимость от импортируемой нефти, желательно иметь возможность использовать генераторный газ, полученный из биомассы, такой как древесина, солома, шелуха риса и других зерновых культур, обрезки деревьев и другие сельскохозяйственные отходы и энергетические культуры для работы. двигатели для сельскохозяйственной промышленности и других энергетических нужд.

В настоящее время исследования и разработки в области газификации ведутся по двум основным направлениям, одним из которых является разработка маломасштабных, технологически простых конструкций с нижней тягой для использования в развивающихся странах. Другой — крупномасштабные автоматизированные системы непрерывной подачи для развитых или промышленно развитых стран. Настоящее изобретение было специально разработано для использования с генераторным газом, генерируемым небольшими конструкциями с пониженной тягой для использования в отдаленных районах, хотя оно в равной степени подходит и для других типов генераторов генераторного газа. В частности, настоящее изобретение позволяет работать двигателю внутреннего сгорания с источником топлива низкого давления. Поток топлива максимизируется, а поток воздуха можно выборочно контролировать для управления воздушно-топливной смесью. Система легко адаптируется к существующим карбюраторным двигателям без изменения карбюратора или стандартной дроссельной заслонки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение представляет собой воздушно-топливное смешивающее устройство для смешивания генераторного газа с атмосферным воздухом для получения подходящей воздушно-топливной смеси для запуска двигателя внутреннего сгорания. Смесительное устройство разработано таким образом, чтобы его можно было легко адаптировать к стандартному карбюратору. Первоначальный карбюратор, дроссельная заслонка и управление регулятором бензинового карбюратора сохранены, и к ним добавлено смесительное устройство в виде комплекта. Это позволяет модифицировать и/или устанавливать устройство в полевых условиях на существующее оборудование и, кроме того, сохраняет возможность использовать обычные виды топлива для холодного пуска двигателя без модификации существующих систем.

В изобретении используется пара концентрических ступенчатых впускных отверстий Вентури, в которых генераторный газ вводится в расширяющуюся трубку Вентури одновременно и концентрически с подачей воздуха через уменьшающую трубку Вентури, ускоряя и смешивая топливо и воздух для получения подходящей смеси для подачи. в горловину типичного карбюратора. Одной уникальной особенностью изобретения является возможность регулировать и ограничивать поток воздуха, подаваемый в эту систему, при постоянном поддержании потока генераторного газа на максимальном уровне.

Было обнаружено, что система по настоящему изобретению особенно полезна в применениях, использующих системы газогенератора с нижней тягой, в которых газ, произведенный системой, потребляется по мере его производства. Естественная тяга, создаваемая разрежением коллектора в двигателе, втягивает как газ, так и воздух в карбюратор, устраняя необходимость повышения давления генераторного газа при его подаче в двигатель.

В то время как производительный газ часто имеет энергетический рейтинг всего лишь 1/10 от обычного газообразного топлива, применение настоящего изобретения позволило типичным двигателям внутреннего сгорания работать примерно на 50% их номинальной мощности.

Далее следует подробное описание предпочтительного варианта осуществления.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 представляет собой упрощенную схему типичной энергосистемы генераторного газа, в которой используется устройство смешивания воздуха и топлива по настоящему изобретению.

РИС. 2 представляет собой вид смесительного устройства в перспективе.

РИС. 3 представляет собой вид в разрезе по линии 3-3 на фиг. 2.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Настоящее изобретение специально предназначено для использования генераторного газа в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания в районах, где стандартные виды топлива либо слишком дороги, либо их не хватает. В типичной системе с нисходящей тягой, как схематично показано на фиг. 1, имеющиеся отходы, такие как рисовая шелуха, помещаются в реактор 10. В основании реактора предусмотрен водяной затвор, и отходы нагреваются и сжигаются с образованием газов, которые падают на дно реактора. Сетка 12 разделяет отходы и воду, но позволяет испаряющейся воде проходить вверх через реактор, а горючие газы проходить через сетку 12 и по трубопроводу 16 в мокрый (заполненный водой) скруббер 14. Затем очищенные влажные газы фильтруются. через двухступенчатый фильтр 20 путем пропускания газов из трубопровода 22 через сито 24, фильтр первой ступени 26 из обугленной рисовой шелухи и т.п. и фильтр 28 второй ступени, который может содержать дополнительные отходы, такие как рисовая шелуха.

Генерирующие газы, создаваемые этой системой, затем вводятся в линию подачи 30 и в устройство 40 смешивания топлива и воздуха на входе топлива 34. Желательно использовать естественную тягу, чтобы сохранить энергию, вырабатываемую системой, и во время работы настоящая система работает адекватно без усиленной тяги. Дополнительный нагнетатель 32 (обведен фантомом) может быть предусмотрен для увеличения потока газа во время запуска. Затем вентилятор выключается после запуска и во время нормальной работы. Воздуходувка не требуется, если во время запуска используется другое топливо, кроме генераторного газа, как поясняется здесь.

В типичной производственной системе газы сбрасываются на 10-20 дюймов водяного столба ниже атмосферного давления. В настоящем изобретении этой подачи газа под низким давлением достаточно для подачи топлива в смесительную систему 40 по настоящему изобретению. Воздушно-топливная смесь, образующаяся в смесителе 40, затем подается в двигатель внутреннего сгорания 80 для привода нагрузки 82, такой как ирригационный насос, электрический генератор и т.п.

Устройство 40 для смешивания топлива показано на ФИГ. 2 и 3, и в предпочтительном варианте приспособлен для установки на рупор 34 стандартного карбюратора 70, где обычно имеется обычный воздухоочиститель (не показан). Карбюратор 70 и дроссель 76 не изменены. Например, для двигателя мощностью 10-12 лошадиных сил, достаточного для привода ирригационного насоса, потребуется стандартный карбюратор, такой как карбюратор серии Model 22 производства Briggs & Stratton, правопреемника настоящего изобретения. Пневматический гудок обычно включает в себя монтажное основание 41, которое приспособлено для установки на основании 71 карбюратора с помощью таких средств, как болты 73.

В проиллюстрированном варианте осуществления трубка воздушного рупора 34 становится линией подачи генераторного газа и образует тройниковое соединение с трубой 35. Как правило, внешний конец трубы 35 заглушен в точке 50. Чтобы адаптировать воздушный рупор для газовой системы, заглушка удаляется, а трубка Вентури для впуска газа монтируется в тройнике на осевом уровне с трубой 35. Закрытая область (слева, как показано) газовой трубки Вентури 42 образует смесительную камеру 49, которая находится в прямом связь с двигателем через горловину карбюратора 72.

Трубка Вентури 48 для впуска воздуха расположена впереди и концентрична с трубкой Вентури для впуска газа 42 и соответствующим образом установлена ​​на противоположном конце трубы 35. Ограниченный конец 44 трубки Вентури для впуска газа 42 сообщается с трубкой подачи добывающего газа. 34, и трубку Вентури 48 для подачи воздуха. Расширяющийся конец 46 трубки Вентури для впуска газа сообщается с камерой 49. Расширенный конец 50 трубки Вентури для подачи воздуха непосредственно сообщается с источником воздуха, обычно с атмосферой. Ограниченный конец 52 трубки Вентури для впуска воздуха концентричен и пересекает суженный конец 44 трубки Вентури для впуска газа. Таким образом, когда газ поступает в трубку Вентури 42 на факеле 44, он расширяется и смешивается с воздухом, проходящим через сужение 52. В то же время воздух ускоряется через сужающую трубку Вентури 48, что способствует хорошему смешиванию топлива и воздуха при входе. камера 49. В предпочтительном варианте осуществления отверстие 44 для впуска газа и отверстие 52 для выпуска воздуха имеют примерно одинаковый размер, т.е. имеют приблизительное соотношение 1:1.

В предпочтительном варианте осуществления конусный игольчатый клапан 62 расположен в трубке Вентури 48 и установлен на резьбовом валу 64. Вал проходит в резьбовом отверстии 66, при этом клапан регулируется в осевом направлении для избирательного управления открытием на сужении 52 и скорость потока воздуха через него. Положение иглы 62 контролируется положением ручки 65. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления подача топлива во впускное отверстие 42 всегда максимальна, а подача воздуха избирательно регулируется для настройки двигателя.

Желательно фильтровать воздух, поступающий в трубку Вентури 48, и в проиллюстрированном варианте осуществления это достигается путем обеспечения опорной плиты 54, соответствующим образом установленной на конце трубы 35, с прикрепленным к ней монтажным кронштейном 56. Резьбовое отверстие 66 расположено в кронштейне 56 для крепления игольчатого клапана 62. Кронштейн также включает в себя шпильки 58, на которых может быть закреплена пластина 69 крышки сапуна с помощью барашковых гаек 68 и т.п. Типичный воздушный фильтр 68, такой как те, которые используются в стандартных карбюраторных системах, может быть установлен между пластиной 54 и пластиной 69.. Примером такого фильтрующего элемента является сменный фильтрующий элемент Fram, деталь № CA76. Ручка 65 на конце стержня 64 является съемной для облегчения замены фильтрующего элемента.

Вентиляция картера, которая обычно обеспечивается в карбюраторных системах путем вентиляции картера обратно в воздухоочиститель, заменена вентиляционной трубкой 78. Трубка 78 соединяется непосредственно с картером трубопроводом (теперь показан) и выходит внутрь фильтра элемент через опорную плиту 54. Кроме того, вентиляционное отверстие 79обычно предусмотрен в трубе 34 для подачи газа. В предпочтительном варианте осуществления она заглушена, когда система работает на генераторном газе.

Как показано на РИС. 2, смесительное устройство 40 установлено на стандартном карбюраторе 70 на воздушной рупорной пластине 71. Смесительная камера 49 смесительного устройства находится в непосредственном сообщении с горловиной 72 карбюратора. Затем карбюратор устанавливается обычным образом на впускной коллектор двигателя внутреннего сгорания. Для облегчения холодного пуска двигателя предусмотрен топливопровод 74 для подачи бензина или других обычных видов топлива в карбюратор. Как только двигатель достигнет рабочего состояния, подача бензина может быть прекращена, и двигатель будет постоянно работать на смеси генераторного газа/воздуха, обеспечиваемой смесительным устройством 40. Скорость двигателя можно регулировать с помощью дросселя 76, который управляет дроссельной заслонкой. 75. Все дополнительные вентиляционные отверстия в карбюраторе закрыты при добавлении смесительного устройства. Бензин, подаваемый по линии 74, является необязательным, и можно использовать другие средства для холодного запуска двигателя. Основное преимущество системы по настоящему изобретению состоит в том, что дроссельная система 76 стандартного карбюратора не изменена. Это позволяет запускать бензин обычным способом и без перерыва превращать его в генераторный газ.

Настоящее изобретение обеспечивает удобный комплект для адаптации стандартного карбюраторного двигателя в полевых условиях с модификациями, необходимыми для перевода его на генераторный газ. Чтобы завершить преобразование, воздушный рупор модифицируется следующим образом: заглушка в позиции 50 удаляется, вставляется газовая трубка Вентури и удерживается на месте болтовым зажимом 100 или подобным. Болтовой хомут 100 вставляется в сквозное отверстие, где ранее находился болтовой хомут воздушного фильтра. Уплотнительное кольцо 102 обеспечивает плотную посадку. Вентиляционное отверстие 104 также забито. Опорная пластина 54 и воздушная трубка Вентури затем помещаются на открытый конец трубы 35, как показано, и зажимаются на месте шпильками 58, которые используются для закрепления игольчатого клапана 62 и воздухоочистителя 68 на месте, как описано ранее. Может потребоваться модификация вентиляционного отверстия чаши 106 для установки газовой трубки Вентури. Однако желательно поддерживать дефлектор в работоспособном состоянии, чтобы облегчить пуск на бензине.

В испытаниях с использованием смесительного устройства по настоящему изобретению с генераторным газовым топливом, имеющим номинальную энергию примерно 1/10 номинальной мощности природного газа, типичный двигатель внутреннего сгорания выдавал выходную мощность примерно 50% от его номинальной мощности. Модель № 19 двигателя Briggs & Stratton мощностью 11 л. с. использовалась в сочетании с двигателем Briggs ? Карбюратор Stratton Model 22. В тесте использовался стандартный карбюратор самой большой модели, который можно было адаптировать к двигателю без модификации, чтобы максимизировать поток генераторного газа и воздуха в систему. Затем смесительное устройство было установлено на воздушном рожке, а вентиляционные отверстия карбюратора были заглушены, в то время как номинальная энергия генераторного газа составляла около 10% по сравнению с природным газом, то есть было достигнуто примерно 50% номинальной мощности двигателя.

Настоящее изобретение обеспечивает подходящую силовую установку для эксплуатации оборудования в районах, где не хватает топлива, путем производства генераторного газа из подручных материалов. Это особенно выгодно в его предпочтительной форме, поскольку устройство для смешивания топлива легко адаптируется и может быть приспособлено к существующему оборудованию в полевых условиях.

Хотя здесь описан предпочтительный вариант осуществления изобретения, изобретение включает различные модификации и изменения, включенные в объем и сущность прилагаемой формулы изобретения.

Почему мой генератор вызывает скачки напряжения?

Заметили проблемы с генератором?

Замечали ли вы мерцание индикаторов или изменение скорости машины (внезапное переключение между высокой и низкой скоростью) при работе от резервного источника питания? Это явление называется помпажем. Скачки мощности, вызванные вашим генератором, никогда не бывают нормальными и являются признаком того, что что-то где-то внутри вашего генератора неисправно. В оставшейся части этой статьи мы рассмотрим наиболее распространенные причины скачков напряжения в вашем генераторе и дадим вам несколько идей о том, как с этим бороться.

Старость

По мере старения генераторов детали неизбежно изнашиваются из-за естественного износа, что делает его склонным к скачкам напряжения. Если вы начинаете испытывать скачки напряжения, а ожидаемый срок службы вашего генератора приближается (или выходит за его пределы), рассмотрите возможность замены его на более новую модель.

Проблемы с топливом

Помпаж, вызванный проблемами с топливом, обычно происходит по одной из трех причин: неправильное топливо, низкий уровень топлива или низкое качество топлива. У большинства генераторов есть определенные требования к топливу, и использование любого типа топлива за пределами этих параметров может вызвать проблемы в работе, включая скачки напряжения.

Топливные засоры — еще один способ, которым топливо может быть причиной помпажа генератора, хотя встречается гораздо реже. Для борьбы с засорами или ограничениями подачи топлива проверьте топливные фильтры и оцените качество топлива, чтобы убедиться, что топливный фильтр или топливопроводы ничем не засорены.

Неисправные топливные насосы также могут быть причиной помпажа. Обеспечение исправности топливного насоса является важным шагом в поиске причины скачков напряжения. Проверьте наличие утечек в топливопроводах или закупорки, вызывающей снижение расхода топлива.

Плохое техническое обслуживание

Генераторам требуется регулярное техническое обслуживание , как и любому другому оборудованию, чтобы поддерживать их работу в оптимальном состоянии. Пренебрежение интервалами технического обслуживания может привести не только к повышенному износу, но и к другим более серьезным проблемам, которые могут сделать ваш генератор более подверженным скачкам напряжения.

Поврежденные компоненты

Поврежденные компоненты генератора могут стать причиной помпажа. Поврежденные конденсаторы могут быть одним из примеров того, что один компонент мешает вашему генератору правильно генерировать и распределять мощность, что приводит к резким колебаниям в регулировании подачи и распределения электроэнергии.

Внезапный запуск оборудования

Запуск крупного оборудования при работе от резервного источника питания может вызвать резкий скачок нагрузки. Это может привести к тому, что вы выйдете за пределы возможностей вашего генератора по выработке электроэнергии, и генератору будет сложно удовлетворить потребности в электроэнергии. Иногда это вызывает только кратковременную утечку мощности на другое оборудование, а затем все выравнивается, и вы не замечаете разницы в качестве электроэнергии. В других случаях добавленная нагрузка слишком велика для вашего генератора и может вызвать скачки мощности или даже полное отключение генератора из-за перегрузки.

Несбалансированная нагрузка

Нагрузка может быстро возрастать и падать в зависимости от того, что вы пытаетесь подключить к резервному источнику питания. Очень важно убедиться, что нагрузка равномерно распределена по всем трем фазам. Это также хорошее время, чтобы убедиться, что вы не перегружаете генератор ни постоянно, ни с короткими скачками нагрузки из-за запуска оборудования. Двигатели обычно являются главными виновниками сценариев несбалансированной нагрузки из-за их больших потребностей в электроэнергии в момент запуска.

Неустойчивые двигатели

Двигатели, приводящие в движение машины с неустойчивыми потребностями в мощности, являются главными виновниками в поиске причины помпажа. Особенно если моторы старые и без регулятора. Это может привести к значительному увеличению и уменьшению энергопотребления, вызывая неустойчивые скачки мощности, которые могут привести к повреждению всего другого электрооборудования, питаемого от одного и того же резервного источника питания.

Неработающий или периодический отказ АРН

AVR означает автоматический регулятор напряжения. AVR — это небольшое устройство, которое устанавливается на генератор переменного тока и контролирует выходную мощность вашего генератора. Он предназначен для поддержания постоянного напряжения и «коммунальных» условий для нагрузки оборудования. Это выполняется в самых разных условиях, особенно когда нагрузка на ваш генератор может сильно варьироваться. АРН помогает сгладить постоянную выходную мощность генератора. Проблема с AVR может вызвать скачки мощности из-за отсутствия контроля мощности.

Менее вероятные причины

• Засорение карбюратора: Засорение карбюратора чаще всего происходит из-за того, что топливо остается в генераторе в течение длительного периода времени. Со временем некоторые ингредиенты топлива могут испариться, оставив после себя более густое и липкое вещество, чем оно может эффективно проходить через топливную систему. Это липкое топливо может засорить карбюратор и вызвать остановку или перебои в работе двигателя. Если карбюратор забит, попробуйте очистить его очистителем карбюратора. Если очистка карбюратора не эффективна, вам может потребоваться восстановить или заменить его, прежде чем вы увидите положительные результаты.
• Неисправные свечи зажигания: Осмотрите свечи зажигания на наличие признаков износа или повреждений. Если фарфоровый изолятор треснул, электрод выглядит обгоревшим или поврежденным каким-либо другим образом, или на электроде имеется сильное нагарообразование, свечу зажигания необходимо заменить. Чтобы определить неисправность свечи зажигания, используйте тестер свечей зажигания. Вы должны увидеть сильную искру между клеммами тестера, когда двигатель прокручивается. Если видимой искры нет, это явный признак того, что свеча зажигания каким-то образом неисправна и ее необходимо заменить.
• Засорение топливного фильтра: Причиной засорения топливного фильтра чаще всего является старое топливо. Как мы обсуждали с карбюратором, со временем ингредиенты топлива испаряются, оставляя после себя более густое и липкое вещество. Эти липкие остатки топлива могут засорить топливный фильтр и привести к остановке или неровной работе двигателя. Если топливный фильтр засорен или неисправен, замените фильтр.

Вызов специалиста по генераторам

Как обсуждалось ранее, скачки напряжения при работе от резервного источника питания никогда не бывают нормальными. Ваш генератор должен быть в состоянии постоянно обеспечивать постоянное качество электроэнергии, как у коммунальных служб.