Система питания дизеля служит для подачи в цилиндры двигателя воздуха и топлива
Топливо подается под большим давлением в определенные моменты и в определенном количестве в зависимости от нагрузки двигателя
Система питания воздухом тщательно очищает его о пыли и распределяет по цилиндрам. Смешивание топлива с воздухом происходит внутри цилиндра.
Сведения о дизельном топливе
В зависимости от условий применения по ГОСТ 305—82 установлены следующие марки дизельного топлива: Л (летнее), 3 (зимнее) и А (арктическое). Их выбор зависит от времени года и климатических условий в зоне применения.
Топливо Л используют при температуре воздуха 0 °С и выше;
- 3 — при температуре окружающего воздуха — 20 °С и выше (если температура застывания топлива не выше — 35 °С), — 30 °С и выше (если температура застывания топлива не выше — 45 °С);
- А — при температуре окружающего воздуха — 50 °С и выше.
Температура застывания зимнего топлива соответствует последней цифре в его обозначении.
Летнее топливо более вязкое, при отрицательных температурах в нем выделяется парафин в виде хлопьев, а при 10 °С оно утрачивает текучесть.
Последняя цифра в обозначении летнего дизельного топлива характеризует температуру вспышки.
Содержание серы в топливе характеризует его коррозионные свойства.
В зависимости от содержания серы дизельные топлива разделены на две подгруппы: с массовой долей серы не более 0,2 % и с массовой долей серы не более 0,5 % (для топлива марки А не более 0,4 %).
Таким образом, топлива второй подгруппы содержат серы примерно в два раза больше.
Для двигателей КамАЗ можно применять топливо обеих подгрупп, так как в них используется моторное масло с присадкой, уменьшающей вредное воздействие серы.
Рассмотрим примеры обозначения дизельных топлив:
- Л-0,2-40 ГОСТ 305—82 — топливо летнее, содержание серы до 0,2 %, температура вспышки 40 °С;
- З-0,5 минус 35 ГОСТ 305— 82 — топливо зимнее, серы до 0,5 %, температура застывания —35 °С;
- А-0,4 ГОСТ 305—82 — топливо арктическое, серы до 0,4 %.
Одним из важных показателей, характеризующих дизельное топливо, является воспламеняемость.
Впрыскиваемое в цилиндр топливо начинает гореть не сразу, а спустя некоторое время, называемое периодом задержки воспламенения.
Чем длительнее задержка, тем больше накапливается топлива к моменту воспламенения и тем быстрее в последующем нарастает давление в цилиндре.
Это приводит к ударным нагрузкам на детали и сопровождается металлическими стуками («жесткая» работа).
Степень «жесткости» работы дизеля зависит от воспламенительных свойств топлива и характеризуется цетановым числом.
Чем оно больше, тем короче период задержки самовоспламенения, тем легче пуск двигателя и «мягче» его работа.
Дизельные топлива Л, 3 и А имеют цетановые числа не менее 45.
Смесеобразование и горение топлива
Образование рабочей смеси начинается с момента впрыскивания дозы топлива в камеру сгорания.
Камера сгорания (рис. 1.) ограничена днищем поршня и внутренней поверхностью головки цилиндра.
Такие камеры сгорания называют неразделенными.
Основной объем камеры сосредоточен в выемке днища поршня, имеющего конусообразный выступ (вытеснитель) в центральной части.
При подходе поршня к верхней мертвой точке (в. м. т.) в такте сжатия воздух из цилиндра вытесняется в камеру сгорания, создавая при перемещении вихревые потоки, способствующие лучшему смесеобразованию.
К моменту начала впрыскивания топлива в этой камере находится сжатый до 4-4,5 МПа и нагретый (от сжатия и горячей стенки камеры) до температуры 620-700 °С воздух.
Чтобы топливо могло проникнуть в такую сжатую среду, оно впрыскивается под большим давлением 24 МПа.
Это позволяет получить тонкое распыливание топлива и хорошее перемешивание его с воздухом.
Особенностью дизеля является то, что в цилиндр фактически поступает одно и то же количество воздуха независимо от нагрузки.
При малой нагрузке в цилиндре образуется избыток воздуха и топливо сгорает полностью.
При увеличении нагрузки возрастает подача топлива и ухудшается его сгорание.
На характер работы двигателя влияет период задержки воспламенения. Он зависит как от свойств самого топлива, так и от температуры в камере сгорания и угла опережения впрыскивания.
Слишком большой угол опережения впрыскивания ведет к увеличению периода задержки воспламенения и «жесткой» работе двигателя, так как в этом случае начало впрыскивания происходит при сравнительно низких температурах в цилиндре.
Малый угол опережения способствует сгоранию топлива в такте расширения, что ухудшает температурный режим двигателя, вызывая его перегрев.
Для неработающего двигателя КамАЗ угол опережения впрыскивания равен 18° до в. м. т.
На работающем двигателе с увеличением частоты вращения коленчатого вала повышаются давление и температура в конце такта сжатия, поэтому условия смесеобразования и сгорания изменяются.
Продолжительность процесса сгорания возрастает и в этом случае целесообразно увеличить угол опережения впрыскивания.
Увеличение угла осуществляется автоматически муфтой опережения впрыскивания, которая воздействует на топливный насос высокого давления при достижении определенной частоты вращения коленчатого вала.
Схема системы питания дизеля КамАЗ представлена на рисунке
Топливо содержится в баке 1, который связан всасывающим топливопроводом через фильтр 2 грубой очистки с топливным насосом 7 низкого давления.
При работе двигателя создается разрежение во всасывающей магистрали, вследствие чего топливо проходит через фильтр 2 грубой очистки, очищается от крупных взвешенных частиц и поступает в насос 7, из которого под небольшим давлением по топливопроводу 9 подается к фильтру 17 тонкой очистки.
Далее очищенное топливо поступает к топливному насосу 10 высокого давления, из каналов которого часть топлива нагнетается к форсункам 5 и через них впрыскивается в цилиндры.
Другая часть топлива через перепускной клапан отводится в бак.
Вследствие работы перепускного клапана в каналах насоса постоянно поддерживается давление 50-110 КПа.
Для удаления воздуха, попавшего в топливную систему, фильтр 17 тонкой очистки расположен выше всех других аппаратов этой системы и оборудован клапаном-жиклером, через который воздух вместе с частью топлива по топливопроводу 18 отводится в бак.
Через этот же топливопровод в бак сливается топливо от насоса 10 высокого давления, которое поступает к штуцеру на фильтре через перепускной клапан и топливопровод 16.
Топливопроводы 4 и 14 служат для отвода в бак топлива, просочившегося между деталями форсунок.
Насос высокого давления приводится в действие от коленчатого вала двигателя через муфту опережения впрыскивания, которая автоматически меняет момент впрыскивания топлива при изменении частоты вращения.
Количество топлива, подаваемого в цилиндры топливным насосом высокого давления, устанавливается регулятором, который автоматически поддерживает заданную водителем частоту вращения коленчатого вала.
Ручной топливопрокачивающий насос 8 служит для заполнения магистрали низкого давления топливом при неработающем двигателе.
К магистрали низкого давления подсоединен топливопровод 12, по нему топливо поступает к факельным свечам 13 через открытый электромагнитный клапан 11 при пуске холодного двигателя с помощью электрофакельного устройства.
Топливная аппаратура
Топливные баки, применяемые на автомобиле КамАЗ, имеют вместимость 250 и 170 л.
Баки устанавливают на кронштейнах и укрепляют хомутами. Поддерживающие кронштейны крепят к лонжеронам рамы болтами.
Топливный бак состоит из корпуса, наливной горловины и выдвижной трубы сетчатым фильтром.
Наливная горловин закрывается крышкой с паровоздушным клапаном и уплотнена резиновой прокладкой.
Внутренняя поверхность бака освинцована для предохранения от коррозии
Чтобы уменьшить взбалтывание топлива увеличить жесткость бака, внутри его вварены вертикальные перегородки с отверстиями.
В верхней части бака установлены реостатный датчик указателя уровня топлива и трубка, через которую сливаются излишки топлива от форсунок двигателя.
Рядом с ней установлена заборная трубка, заканчивающаяся внизу сетчатым фильтром предварительной очистки топлива.
На автомобилях КамАЗ-4310, имеющих два топливных бака, на заборной трубке левого бака установлен распределительный кран.
Такой же кран установлен и на трубке, в которую сливается избыточное топливо, не использованное в насосе высокого давления.
