El sistema de potencia diésel sirve para suministrar aire y combustible a los cilindros del motor
El combustible se suministra a alta presión en determinados momentos y en una determinada cantidad dependiendo de la carga del motor
El sistema de suministro de aire lo limpia a fondo de polvo y lo distribuye entre los cilindros. La mezcla de combustible con aire se produce dentro del cilindro.
Información sobre el combustible diésel
Dependiendo de las condiciones de uso, según GOST 305-82, se establecen los siguientes grados de combustible diesel: L (verano), 3 (invierno) y A (ártico). Su elección depende de la época del año y de las condiciones climáticas de la zona de aplicación.
El combustible L se utiliza a temperaturas del aire de 0 °C y superiores;
- 3 - a temperatura ambiente - 20 °C y superior (si el punto de fluidez del combustible no es superior a - 35 °C), - 30 °C y superior (si el punto de fluidez del combustible no es superior a - 35 °C) inferior a - 45 °C);
- A - a temperatura ambiente - 50 °C y superior.
El punto de fluidez del combustible de invierno corresponde al último dígito de su designación.
El combustible de verano es más viscoso, a temperaturas bajo cero libera parafina en forma de escamas y a 10 °C pierde su fluidez.
El último dígito en la denominación del combustible diésel de verano caracteriza el punto de inflamación.
El contenido de azufre en el combustible caracteriza sus propiedades corrosivas.
Dependiendo del contenido de azufre, los combustibles diesel se dividen en dos subgrupos: con una fracción de masa de azufre de no más del 0,2% y con una fracción de masa de azufre de no más del 0,5% (para combustible de grado A no más del 0,4% ).
Por tanto, los combustibles del segundo subgrupo contienen aproximadamente el doble de azufre.
Para los motores KamAZ se puede utilizar combustible de ambos subgrupos, ya que utilizan aceite de motor con un aditivo que reduce los efectos nocivos del azufre.
Veamos ejemplos de designaciones de combustible diésel:
- L-0.2-40 GOST 305-82: combustible de verano, contenido de azufre hasta 0,2%, punto de inflamación 40 °C;
- Z-0,5 menos 35 GOST 305-82 - combustible de invierno, azufre hasta 0,5%, punto de fluidez -35 °C;
- A-0.4 GOST 305-82: combustible ártico, azufre hasta 0,4%.
Uno de los indicadores importantes que caracterizan al combustible diésel es la inflamabilidad.
El combustible inyectado en el cilindro no comienza a arder inmediatamente, sino después de un tiempo, llamado período de retardo de encendido.
Cuanto mayor sea el retraso, más combustible se acumula en el momento del encendido y más rápido aumenta posteriormente la presión en el cilindro.
Esto provoca cargas de choque en las piezas y va acompañado de golpes metálicos (trabajo duro).
El grado de “dureza” del funcionamiento con diésel depende de las propiedades de ignición del combustible y se caracteriza por el índice de cetano.
Cuanto mayor sea, más corto será el período de retardo de autoignición, más fácil será arrancar el motor y más “suave” su funcionamiento.
Los combustibles diésel L, 3 y A tienen un índice de cetano de al menos 45.
Formación de mezclas y combustión de combustible
La formación de la mezcla de trabajo comienza desde el momento en que se inyecta una dosis de combustible en la cámara de combustión.
La cámara de combustión (Fig. 1.) está limitada por la parte inferior del pistón y la superficie interior de la culata.
Estas cámaras de combustión se denominan indivisas.
El volumen principal de la cámara se concentra en el hueco del fondo del pistón, que tiene un saliente en forma de cono (desplazador) en la parte central.
A medida que el pistón se acerca al punto muerto superior (TDC) durante la carrera de compresión, el aire del cilindro es forzado a ingresar a la cámara de combustión, creando flujos de vórtice durante el movimiento que contribuyen a una mejor formación de la mezcla.
Cuando comienza la inyección de combustible, esta cámara contiene aire comprimido a 4-4,5 MPa y calentado (por la compresión y la pared caliente de la cámara) a una temperatura de 620-700 °C.
Para que el combustible pueda penetrar en un ambiente tan comprimido, se inyecta a alta presión de 24 MPa.
Esto permite obtener una fina atomización del combustible y mezclarlo bien con el aire.
Una característica de un motor diésel es que la misma cantidad de aire ingresa al cilindro independientemente de la carga.
A baja carga, se forma un exceso de aire en el cilindro y el combustible se quema por completo.
A medida que aumenta la carga, aumenta el suministro de combustible y empeora su combustión.
La naturaleza del funcionamiento del motor se ve afectada por el período de retardo de encendido. Depende tanto de las propiedades del propio combustible como de la temperatura en la cámara de combustión y del ángulo de avance de la inyección.
Un ángulo de avance de inyección demasiado grande provoca un aumento del período de retardo de encendido y un funcionamiento "duro" del motor, ya que en este caso, el inicio de la inyección se produce a temperaturas relativamente bajas en el cilindro.
Un pequeño ángulo de avance favorece la combustión del combustible durante la carrera de expansión, lo que empeora las condiciones de temperatura del motor, provocando su sobrecalentamiento.
Para un motor KamAZ inactivo, el ángulo de avance de la inyección es de 18° a . m.t.
En un motor en marcha, a medida que aumenta la velocidad del cigüeñal, la presión y la temperatura al final de la carrera de compresión aumentan, por lo que las condiciones de formación de la mezcla y combustión cambian.
La duración del proceso de combustión aumenta y en este caso es recomendable aumentar el ángulo de avance de la inyección.
El ángulo aumenta automáticamente mediante el embrague de avance de la inyección, que actúa sobre la bomba de combustible de alta presión cuando se alcanza una determinada velocidad del cigüeñal.
El diagrama del sistema de energía diésel KamAZ se muestra en la figura
El combustible está contenido en el tanque 1, que está conectado mediante una línea de succión de combustible a través de un filtro grueso 2 a una bomba de combustible de baja presión 7.
Cuando el motor está en marcha, se crea un vacío en la línea de succión, como resultado de lo cual el combustible pasa a través del filtro grueso 2, se limpia de partículas grandes en suspensión y ingresa a la bomba 7, desde donde, a baja presión , la línea de combustible 9 se suministra al filtro fino 17.
A continuación, el combustible purificado se suministra a la bomba de combustible de alta presión 10, desde cuyos canales parte del combustible se bombea a los inyectores 5 y, a través de ellos, se inyecta a los cilindros.
La otra parte del combustible se desvía al tanque a través de la válvula de derivación.
Debido al funcionamiento de la válvula de derivación, se mantiene constantemente una presión de 50-110 kPa en los canales de la bomba.
Para eliminar el aire atrapado en el sistema de combustible, el filtro fino 17 está ubicado sobre todos los demás dispositivos de este sistema y está equipado con una válvula de boquilla a través de la cual el aire, junto con parte del combustible, se descarga a través de la línea de combustible 18 hacia el tanque.
A través de la misma línea de combustible, el combustible de la bomba de alta presión 10 se drena al tanque, que se suministra al conector del filtro a través de la válvula de derivación y la línea de combustible 16.
Las líneas de combustible 4 y 14 sirven para drenar el combustible que se ha filtrado entre las piezas del inyector hacia el tanque.
La bomba de alta presión es impulsada desde el cigüeñal del motor a través de un embrague de avance de inyección, que cambia automáticamente la sincronización de la inyección de combustible cuando cambia la velocidad de rotación.
La cantidad de combustible suministrada a los cilindros por la bomba de combustible de alta presión la establece el regulador, que mantiene automáticamente la velocidad del cigüeñal establecida por el conductor.
La bomba de combustible manual 8 se utiliza para llenar la línea de baja presión con combustible cuando el motor no está en marcha.
La línea de combustible 12 está conectada a la línea de baja presión; a través de ella, se suministra combustible a las bujías 13 a través de la válvula solenoide abierta 11 cuando se arranca un motor frío usando un dispositivo de antorcha eléctrico.
Equipo de combustible
Los depósitos de combustible utilizados en los vehículos KamAZ tienen una capacidad de 250 y 170 litros.
Los tanques se instalan sobre soportes y se aseguran con abrazaderas. Los soportes están atornillados a los largueros del marco.
El depósito de combustible consta de una carcasa, una boca de llenado y un tubo retráctil con un filtro de malla.
La boca de llenado se cierra con una tapa con válvula de vapor-aire y se sella con una junta de goma.
La superficie interior del tanque está plomada para protegerla contra la corrosión
Para reducir la agitación del combustible y aumentar la rigidez del tanque, en su interior se sueldan tabiques verticales con orificios.
En la parte superior del depósito hay un sensor reóstato para el indicador de nivel de combustible y un tubo por el que se drena el exceso de combustible de los inyectores del motor.
Al lado se instala un tubo de entrada que termina en la parte inferior de la malla con prefiltro de combustible.
En los vehículos KamAZ-4310 con dos tanques de combustible, se instala una válvula de distribución en el tubo de admisión del tanque izquierdo.
La misma válvula se instala en el tubo por el que se drena el exceso de combustible no utilizado en la bomba de alta presión.
