Что такое бессливная топливная система – Топливовпрыскивающая система многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи

Содержание

Топливовпрыскивающая система многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности может использоваться в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.

Наиболее близким решением, выбранным в качестве прототипа, является топливовпрыскивающая система многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи (патент РФ № 2202705 от 25.04.2001 г., МПК F 02 M 43/00), содержащая форсунку, над иглой которой предусмотрена полость, связанная с подыгольным пространством через канал, в котором установлен перепускной клапан, и трубопроводом высокого давления с плунжерным насосом при помощи нагнетательного клапана двойного действия, при этом внутренняя поверхность нагнетательного элемента со стороны разгрузочного элемента нагнетательного клапана двойного действия выполнена в виде усеченного конуса, основание которого взаимодействует с разгрузочным элементом.

Однако известная топливовпрыскивающая система имеет ряд недостатков. В случае применения легкого топлива (бензина, керосина и др.) оно будет просачиваться между иглой и распылителем в полость размещения пружин и остаточное давление в топливоподводящем канале форсунки, топливопроводе высокого давления и в штуцере размещения нагнетательного клапана секции топливного насоса высокого давления (ТНВД) будет снижаться. Это приводит к нарушению идентичности цикловой подачи топлива секциями ТНВД в цилиндры двигателя, к увеличению неравномерности работы дизеля, снижению его мощности и экономичности. Кроме того, в системе не предусмотрено устройство для обеспечения подпитки топливопровода высокого давления между следующими друг за другом впрысками топлива.

При понижении давления топлива в топливопроводе высокого давления в случае зависания иглы форсунки во внутреннюю полость форсунки прорываются газы из цилиндра двигателя через распыливающие отверстия. Это приводит к закоксовываниго внутренних каналов форсунки [1, 2].

В момент прекращения подачи топлива игла форсунки садится в седло, объем в полости размещения пружины иглы увеличивается, а давление топлива снижается, и топливо через клапан шарикового типа не будет перетекать из полости размещения иглы в топливоподводящий канал форсунки.

При впрыскивании топлива в цилиндр двигателя игла форсунки будет перемещаться вверх и испытывать повышенное сопротивление движению со стороны топлива, находящегося в полости размещения пружины иглы форсунки. Это приведет как к уменьшению количества впрыскиваемого в цилиндр двигателя топлива, так и к сокращению общей продолжительности процесса впрыскивания.

В процессе эксплуатации дизеля в районах с повышенной температурой окружающей среды, в случае перегрева двигателя, вязкость дизельного топлива бензина, керосина и их смесей будет уменьшаться, что приведет к увеличению утечек топлива между иглой и распылителем и, как следствие, к уменьшению величины остаточного давления в топливопроводе высокого давления.

При износе трущихся поверхностей иглы и распылителя форсунки утечки топлива в плоскость размещения пружины иглы также возрастут, что вызовет падение мощности и экономичности двигателя. Отсутствие хвостовиков (направляющих) у нагнетательного и разгрузочных элементов нагнетательного клапана может привести к смещениям указанных деталей относительно друг друга и относительно седла нагнетательного клапана и, как следствие, к потере герметичности узла нагнетательного клапана и перетеканию топлива из линии высокого давления в надплунжерную полость ТНВД.

Нагнетательный элемент со своим седлом имеет контакт в виде плоской, а не конусной поверхности, что может также привести к нарушению герметичности узла нагнетательного клапана.

Кроме того, в известной топливовпрыскивающей системе значительное влияние на продолжительность и величину подачи топлива секцией ТНВД в цилиндры дизеля оказывает дросселирование (сопротивление перетеканию топлива) во впуском и отсечном каналах гильзы секции ТНВД. Дросселирование при отсечке подачи приводит к тому, что в надплунжерном пространстве будет в течение некоторого периода времени сохраняться давление, достаточное для подачи топлива через распыливающие отверстия форсунки в цилиндр двигателя. Таким образом, дросселирование увеличивает продолжительность подачи топлива по сравнению с теоретической. Это приводит к увеличению жесткости работы дизеля, к увеличению дымности и токсичности отработавших газов.

Технический результат направлен на повышение мощности, экономичности и надежности работы двигателя, а также на уменьшение жесткости рабочего процесса, дымности и токсичности отработавших газов.

Технический результат достигается тем, что топливовпрыскивающая система многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи, содержащая форсунку, над иглой которой предусмотрена полость, связанная с подыгольным пространством через канал, в котором установлен перепускной клапан, и трубопроводом высокого давления с плунжерным насосом, при этом в систему дополнительно введены золотник сброса давления топлива в топливопроводе высокого давления и клапан подпитки топливом топливопровода высокого давления в комплексе с устройством управления золотником сброса давления топлива и клапаном подпитки, аккумулятор высокого давления, беспружинный шариковый перепускной клапан отвода топлива из полости размещения пружины иглы форсунки.

Отличительным признаком от прототипа является то, что в заявляемой топливовпрыскивающей системе многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи дополнительно введены золотник сброса давления топлива в топливопроводе высокого давления и клапан подпитки топливом топливопровода высокого давления в комплексе с устройством управления золотником сброса давления топлива и клапаном подпитки, аккумулятор высокого давления, беспружинный шариковый перепускной клапан отвода топлива из полости размещения пружины иглы форсунки.

На фиг.1 показана топливовпрыскивающая система многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи, на фиг.2 - структурная электрическая схема устройства управления золотником сброса давления топлива в топливопроводе высокого давления и клапаном подпитки.

Топливовпрыскивающая система многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи (фиг.1, 2) содержит форсунку, секцию топливного насоса высокого давления, топливопровод высокого давления 22, золотник сброса давления 30 из топливопровода высокого давления, клапан подпитки топливом 25 топливопровода высокого давления, аккумулятор давления 23, устройство управления золотником сброса давления топлива 30 и клапаном подпитки 25.

Система содержит корпус 1 форсунки, к которому с помощью накидной гайки 2 крепится распылитель 3 с иглой 4 и проставкой 5. В корпусе 1 образована полость 6, в которой размещена пружина 7 иглы 4.

В распылителе 3, проставке 5 и в корпусе 1 выполнены каналы 8,9 и 10 для подвода топлива к распыливающим отверстиям 11 форсунки. В распылителе 3 форсунки под нижним конусным пояском иглы 4 размещен пьезоэлектрический датчик Д

2 (фиг.1, 2).

В корпусе 1 форсунки установлен беспружинный перепускной шариковый клапан 12, предназначенный для отвода топлива из полости 6 размещения пружины 7 в топливоподводящий канал 10. Перепускной клапан 12 размещен в конусном седле 13, которое соединено каналом 14 с полостью 6 размещения пружины 7, а каналом 15 - с топливоподводящим каналом 10.

Секция ТНВД содержит плунжер 16 с гильзой 17, нагнетательный клапан 18 с седлом 19 и с возвратной пружиной 20, топливоподводящий канал 21. В конусной части седла 19 нагнетательного клапана 18 установлен пьезоэлектрический датчик Д1.

Аккумулятор высокого давления 23 предназначен для хранения топлива под давлением. Корпус аккумулятора высокого давления 23 соединен трубопроводом 24 с клапаном подпитки 25, установленным на топливопроводе высокого давления 22. Клапан подпитки 25 предназначен для поддержания повышенного давления (10-13 МПа) в топливопроводе высокого давления 22 путем перепуска в него топлива из аккумулятора давления 23 в промежуток времени после посадки иглы 4 в седло распылителя 3 и подъемом нагнетательного клапана 18 при последующей подаче топлива. Клапан подпитки 25 прижимается к седлу с помощью возвратной пружины 26.

К клапану подпитки 25 крепится сердечник 27, на котором с зазором установлена электрическая обмотка 28. Сердечник 27 и электрическая обмотка 28 образуют соленоид, соединенный электрической линией 29 с устройством управления клапаном подпитки и золотником слива (фиг.2).

Клапан подпитки 25 в заявляемой топливовпрыскивающей системе многотопливного дизеля, поддерживает давление в топливопроводе высокого давления 22, равное 10,0-13,0 МПа, по сравнению с давлением 1,0-5,0 МПа в системах питания современных дизелей ЯМЗ, КамАЗ, типа В-2, MAN, Ford и др. Увеличение избыточного давления в топливопроводе высокого давления обеспечивает увеличение давления впрыскивания топлива в цилиндр при одной и той же объемной скорости подачи топлива плунжером [1].

С увеличением давления впрыскивания топлива повышается как скорость течения топлива по каналам распылителя 3 форсунки, так и скорость истечения из него топлива в цилиндр. В связи с этим, во-первых, усиливаются турбулентные движения внутри струи и на ее периферии, и, во-вторых, вследствие усиления аэродинамических сил на поверхность струи при более высоких скоростях истечения повышается дробящее действие среды, в которую впрыскивается топливо.

В итоге совместного влияния указанных факторов значительно облегчается распад струи топлива и обеспечивается получение более мелких и однородных по размерам капелек топлива, т.е. улучшается тонкость и однородность распыливания.

Все указанные факторы благоприятно влияют как на эффективность протекания процесса сгорания в цилиндрах двигателя, так и на улучшение его мощности и экономичности и на снижение дымности и токсичности отработавших газов.

Золотник сброса давления топлива 30 предназначен для резкого снижения давления топлива до 0,1-0,15 МПа в топливопроводе высокого давления 22 в промежуток времени между посадкой нагнетательного клапана 18 в седло 19 и посадкой иглы 4 форсунки в свое седло в распылителе 3 форсунки. Вследствие резкого снижения давления в топливопроводе 22 игла 4 форсунки быстро садится в седло. Это будет способствовать приближению продолжительности действительной подачи топлива в цилиндр к задаваемой теоретической (геометрической) подаче.

Золотник сброса давления топлива 30 размещен в корпусе 31, в котором выполнено отверстие 32 для подвода топлива к золотнику 30 из топливопровода высокого давления 22 через трубопровод 33. Топливо отводится от корпуса 31 золотника 30 по топливопроводу 34 в топливоподводящий канал 21 секции ТНВД. Между нижним торцом золотника 30 и корпусом 31 установлена пружина 35. В золотнике 30 выполнено радиальное отверстие 36. К золотнику 30 крепится сердечник 37, на котором с зазором установлена электрическая обмотка 38. Сердечник 37 и электрическая обмотка 38 образуют соленоид, соединенный электрической линией 39 с устройством управления золотником сброса давления топлива 30 из топливопровода высокого давления 22.

Устройство управления золотником сброса давления топлива 30 из топливопровода высокого давления 22 и клапаном подпитки 25 топливом топливопровода высокого давления 22 (фиг.2) состоит из двух пьезоэлектрических датчиков Д1 и Д 2, двух усилителей сигналов A1 и А2 , двух триггеров Шмитта T1 и Т2, RS-триггера, силовых ключей VT

1 и VT2, двух соленоидов 27 и 38, схемы предварительной установки в "ноль" при включении питания в момент пуска двигателя.

Принцип действия устройства управлением золотником сброса давления топлива 30 и клапаном подпитки 25 заключается в том, что после посадки нагнетательного клапана 18 секции ТНВД в свое седло давление топлива в топливопроводе высокого давления с целью быстрой посадки иглы 4 форсунки в седло распылителя 3 резко снижается до величины 0,1-0,15 МПа путем отвода топлива через золотник сброса давления 22 в топливоподводящий канал ТНВД. После посадки иглы 4 форсунки в седло распылителя 3 топливо нагнетается в топливопровод высокого давления 22 под давлением 10-15 МПа из аккумулятора высокого давления 23 через клапан подпитки 25 с целью увеличения давления впрыскивания топлива в цилиндр двигателя. Пьезодатчики Д1 и Д2 используются в качестве преобразователей импульсов электрического тока, возникающих вначале при ударной посадке нагнетательного клапана 18 в седло 19 секции ТНВД, а затем при ударной посадке иглы 4 в седло распылителя 3 форсунки. Пьезоэлектрический датчик Д

1 установлен в конической части седла 19 нагнетательного клапана, а пьезоэлектрический датчик Д2 - в конической части седла распылителя 3 форсунки.

Сигналы пьезоэлектрических датчиков Д1 и Д2 усиливаются усилителями A1 и А2 и подаются на триггеры Шмитта T 1 и T2, предназначенные для формирования выходного сигнала с крупными перепадами, длительность которых не зависит от скорости нарастания или спада входного сигнала.

Сформированный сигнал с триггера Шмитта Т1, связанного с выходом усилителя А1 пьезоэлектрического датчика Д1 , подается на S вход RS-триггера Т3, на вход асинхронной устааовки триггера в единичное включенное состояние. Сигнал с пьезоэлектрического датчика Д2 через усилитель А 2 и триггер Шмитта T2 и через схему ИЛИ поступает на R вход (вход сброса) RS-триггера Т3 для переключения его в исходное - выключенное состояние.

Выход Q триггера Т3 связан с силовым ключом VT1, выполненным на транзисторе. Нагрузкой силового ключа VT1 является электрическая обмотка 38 соленоида золотника сброса давления топлива 30. Сброс триггера Т3 в исходное состояние при включений питания осуществляется импульсом с емкостной цепочки через схему ИЛИ.

При пуске двигателя на схему подается напряжение питания и происходит заряд емкости "С" в схеме сброса, что приведет к установке триггера Т3 в нулевое состояние, электронный силовой ключ VT1 заперт, электрическая обмотка 37 соленоида обесточена, золотник сброса давления топлива 30 под действием пружины 35 находится в корпусе 31 золотника в верхнем положении, при этом радиальное отверстие 36 в золотнике сброса давления топлива 30 не совпадает с каналом 32 корпуса 31 золотника.

Устройство управления содержит две независимые схемы сброса. Первая, включающая элементы R1, R2 и С1, предназначена для установки RS-триггера Т3 в исходное состояние при пуске двигателя. Вторая, состоящая из элементов R3 , R4, и С2, предназначена для сброса мультивибратора G1 в момент пуска двигателя для исключения ложного срабатывания. Резисторы R1 и R3 предназначены для ограничения тока заряда емкостей C1 и С2 в момент подачи питания, а также совместно с резисторами R 2 и R4 формирует необходимое напряжение, соответствующее высокому уровню напряжения для данного типа микросхем. Значение емкостей C1 и C2 определяет длительность импульса сброса.

Устройство управления клапаном подпитки 25 состоит из ждущего мультивибратора G1, схемы установки ждущего мультивибратора G1 в исходное состояние при пуске двигателя, силового ключа VT2 и обмотки соленоида 27. Ждущий мультивибратор связан с инверсным выходом Q RS-триггера Т3, вход R связан со схемой сброса, прямой выход мультивибратора соединен с силовым ключом, выполненным на транзисторе VT 2.

Топливоподающая система многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи работает следующим образом.

При перекрытии плунжером 16 секции ТНВД верхней кромки топливопроводящего канала 21, выполненного в гильзе 17, над плунжером 16 создается повышенное давление топлива, нагнетательный клапан 18 открывается, сжимая пружину 20. Топливо истекает по топливопроводу высокого давления 22 в каналы 10, 9 и 8 форсунки и через распыливающие отверстия 11 распылителя 3 впрыскивается в цилиндр дизеля. При этом часть топлива по зазору между иглой 4 и распылителем 3 просачивается в полость 6, в которой размещена пружина 7 иглы 4 форсунки. Перепускной шариковый клапан 12 закрыт в седле 13 под действием давления топлива, передаваемого из каналов 10 и 15.

Электрический ток в электрической схеме устройства управления золотником сброса давления топлива и клапаном подпитки не возникает, так как не происходит ударного воздействия на пьезоэлектрические датчики Д1 и Д2. Золотник сброса давления топлива 30 под действием пружины 35 находится в верхнем положении и канал 32, выполненный в корпусе 31, не совпадает с радиальным отверстием 36 золотника 30. Следовательно, при впрыскивании топлива секцией ТНВД в цилиндр двигателя топливо не будет перетекать из трубопровода высокого давления 22 в топливоподводящий канал 21 гильзы 16 секции ТНВД.

При окончании подачи топлива давление в надплунжерном пространстве 40 секции ТНВД снижается, и нагнетательный клапан садится в седло 19. Давление в топливопроводе 22 и форсунке также уменьшится, и игла 4 садится в седло распылителя 3. Подача топлива в цилиндр двигателя прекращается.

При посадке иглы 4 в седло распылителя 3 струя топлива, движущаяся в каналах форсунки 8, 9 и 10, останавливается. При этом скорость движения топлива будет равна нулю и согласно закону Д. Бернулли давление топлива в этот момент в каналах 8, 9 и 10 будет возрастать. Так как в топливопроводе высокого давления 22 давление топлива будет меньшим, то топливо из каналов 8, 9 и 10 форсунки через трубопровод 22 будет перетекать в полость размещения пружины 20 закрытого нагнетательного клапана 18. Давление в полости размещения пружины 20 нагнетательного клапана 18 возрастает, а в каналах 8, 9 и 10 уменьшается, и струя топлива будет двигаться в обратном направлении в каналы 8, 9 и 10 форсунки. То есть в каналах форсунки 8, 9 и 10, топливопровода высокого давления 22 и полости размещения пружины 20 нагнетательного клапана 18 возникает колебательный процесс изменения давления, приводящий к возникновению гидравлических ударов на конусные элементы иглы 4 форсунки. Если в этом случае давление топлива, действующее на иглу 4 форсунки в вертикальном направлении, превысит силу предварительной затяжки пружины 20 иглы 4, то игла форсунки 4 поднимается и произойдет подвпрыск (дополнительный впрыск) топлива. Таких подвпрысков может быть несколько. Характеристика впрыскивания топлива будет нарушена, что приведет к ухудшению мощностных, экономических и экологических показателей дизеля.

В заявляемой топливовпрыскивающей системе многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи подвпрысков топлива в цилиндр не происходит, т.к. в момент посадки нагнетательного клапана 18 в свое седло 19 происходит ударное воздействие конусной части нагнетательного клапана 18 на пьезодатчик Д1 (фиг.1, 2). Сформированный на пьезодатчике Д1 электрический сигнал, передается через усилитель А1 (фиг.2) на триггер T1. При этом силовой ключ переводится в открытое состояние, и электрический ток поступает по электрической линии 39 в обмотку 38 соленоида открытия золотника сброса давления 30 из топливопровода высокого давления 22.

Под действием магнитной силы, возникающей в обмотке 38, сердечник 37 вместе с золотником 30 будет опускаться вниз до совпадения радиального отверстия 36, выполненного в золотнике 30, с топливопроводом 34 подвода к топливоподводящему каналу 21 секции ТНВД.

Топливо из топливопровода высокого давления 22 поступает по топливопроводу 33 через радиальное отверстие 36 золотника 30 и топливопровод 34 в топливоподводящий канал 21 секции ТНВД. Резкое снижение давления топлива в топливопроводе высокого давления и в каналах 10, 9 и 8 форсунки до величины 0,1-0,15 МПа исключает возникновение в них гидравлических ударов, а следовательно, исключает создание условий для протекания подвпрысков топлива в цилиндр двигателя. Давление топлива у конусной части иглы 4 быстро уменьшается, что способствует быстрому опусканию иглы 4 форсунки в седло распылителя 3 и резкому окончанию впрыскивания топлива.

При опускании иглы 4 форсунки в распылитель 3 происходит ударное воздействие нижнего конуса иглы 4 на пьезодатчик Д2, размещенный в седле распылителя 3 форсунки. Электрический сигнал от пьезодатчика Д2 передается через усилитель А2 на триггер T2 и сбрасывает триггер Т 3 в исходное состояние. Силовой ключ закрывается, и электрический ток в электрическую обмотку 37 соленоида управления золотником 29 слива поступать не будет. Под действием пружины 35 золотник 30 поднимается вверх, радиальное отверстие 36 в золотнике и канал 31 в корпусе золотника 30 будут разобщены. Топливо из топливопровода высокого давления 22 в корпус аккумулятора 23 давления поступать не будет.

При возникновении значительных утечек легких топлив через неплотности между нагнетательным клапаном 18 и его седлом 19 секции ТНВД, а также между иглой 4 и распылителем 3 форсунки давление топлива в топливопроводе высокого давления 22 будет меньше, чем давление топлива в корпусе аккумулятора давления 23.

В этом случае топливо из канала аккумулятора давления 23 будет истекать через топливопровод 25 и открытый клапан 27 подпитки в топливопровод высокого давления 22. Поддержание давления топлива в пределах определенной заданной величины в топливопроводе высокого давления 22 позволяет оптимизировать как величину подачи топлива в отдельные цилиндры двигателя, так и продолжительность подачи по времени вследствие уменьшения влияния дросселирования во впускном и отсечном каналах гильзы 17 секции ТНВД.

При превышении силы давления топлива, действующего на внешнюю часть тарелки клапана подпитки 25, и силы упругости пружины 26 над силой давления топлива, действующего на внутреннюю часть тарелки клапана подпитки 25, клапан 25 закрывается.

Процесс топливоподачи в заявляемой системе является бессливным, т.к. топливо из полости 6 для размещения пружины 7 иглы 4 форсунки удаляется не в топливный бак, а в топливный канал 10 через открытый перепускной шариковый клапан 12, каналы 14 и 15. Шариковый клапан 12 будет открываться при прохождении через топливный канал 10 волн разрежения при закрытых игле 4 форсунки и нагнетательном клапане 18 секции ТНВД, а топливо из полости 6 для размещения пружины 7 будет перетекать в топливный канал 10. При прохождении в топливном канале 10 волн давления клапан 12 будет закрыт под действием собственного веса и давления топлива. Клапан 12 является самоустанавливающимся и не имеет пружины, что упрощает конструкцию клапанного узла.

Таким образом, заявляемая топливовпрыскивающая система многотопливного дизеля для бессливного процесса топливоподачи обладает большей надежностью работы по сравнению с прототипом за счет введения золотника сброса давления топлива в топливопровод высокого давления с устройством управления золотником сброса и клапаном подпитки топливом топливопровода высокого давления, аккумулятора давления, беспружинного шарикового перепускного клапана отвода топлива из полости размещения пружины иглы форсунки.

Применение заявляемой топливовпрыскивающей системы позволяет повысить мощностные, экономические и экологические показатели двигателя.

Источники информации

1. Б.Н.Файнлеб. Топливная аппаратура автотракторных дизелей. Справочник. - Л.: Машиностроение, 1974. - 263 с.

2. П.M.Белов, В.Р.Бурячко, Е.И.Акатов. Двигатели армейских машин. - М.: Воениздат, 1971. - 508 с.


bankpatentov.ru

Способ переоборудования эксплуатируемой топливной системы дизеля с бессливными форсунками

СПОСОБ ПЕРЕОБОРУДОВАНИЯ ЭКСПЛУАТИРУЕМОЙ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ДИЗЕЛЯ С БЕССЛИВНЫМИ ФОРСУНКАМИ ПАЙДАЛАНЫП ЖҮРГЕН ДИЗЕЛЬДІҢ ҚҰЙЫЛМАЙТЫН БҮРІККІШТІ ЖАНАРМАЙ ЖҮЙЕСІН ҚАЙТА ЖАСАҚТАУ ТӘСІЛІ
МПК-Ғ 02 М 61/00
Изобретение относится к дизелям, широко используемым в различных отраслях человеческой деятельности, и предназначено для впрыскивания топлива в дизель.
Технический результат - повышение надёжности и обеспечение работоспособнос­ти эксплуатируемой топливной системы дизеля на всех возможных режимах, осуществление проверки работоспособности форсунки и испытаний со снятием характеристик эксплуатируемой топливной системы дизеля бессливными форсунками на безмоторном стенде до установки форсунок на дизель.
Переоборудованная эксплуатируемая топливная система дизеля с бессливными форсунками обладает новизной, имеет изобретательский уровень и промышленно применима в дизелях, используемых в самых различных областях человеческой деятельности, т. е. на автотракторных, тепловозных, судовых, танковых и других дизелях военно-инженерного назначения, путём переоборудования эксплуатируемой топливной системы дизеля согласно защищаемому техническому решению. Переоборудованная эксплуатируемая топливная система дизеля с бессливными форсунками позволяет работать на всех видах топлив (на дизельном и ракетном топливах, бензине и даже на газовом конденсате), т. е. дизель становится всеядным, что особенно перспективно использовать в танковых и других дизелях военно-инженерного назначения.
Илл. 6.

(51) 02 61/00 (2006.01) 02 57/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ газовом конденсате), т.е. дизель становится всеядным, что особенно перспективно использовать в танковых и других дизелях военно-инженерного назначения. Переоборудование осуществляется следующим образом. Демонтируют и разбирают форсунку,нагнетательные клапаны топливного насоса. Заглушают канал 32, выходящий на наружную поверхность корпуса и находящийся в форсуночном колодце при установке форсунки на дизель винтом 33 с прокладкой 34. Затем выполняют гнездо с каналом 12, соединнный сверлением 13 с надыгольной полостью 2 и выходящий к верхней торцевой плоскости корпуса, а уплотнительный эластичный элемент, выполненный в виде шарика или пробки или изготовленный в виде кольца,герметично прижимают к каналу в гнезде или к кольцевой проточке на наружной торцевой поверхности этой верхней части корпуса торцевой плоскостью законтренной прижимной гайки 8,вврнутой в штуцер 9 форсунки, после чего проставку с обратным клапаном заменяют на проставку без обратного клапана и прижимают проставку, иглу и корпус распылителя к корпусу форсунки накидной гайкой и устанавливают разгерметизированные нагнетательные клапаны,выполняя каналы в виде пазов 25 на сдлах 21 выше разгрузочного пояска или пазов 26 на запорных органах 22 нагнетательных клапанов. После этого переоборудованную топливную систему с бессливными форсунками монтируют на дизель.(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПЕРЕОБОРУДОВАНИЯ ЭКСПЛУАТИРУЕМОЙ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ДИЗЕЛЯ С БЕССЛИВНЫМИ ФОРСУНКАМИ(57) Изобретение относится к дизелям, широко используемым в различных отраслях человеческой деятельности, и предназначено для впрыскивания топлива в дизель. Технический результат - повышение наджности и обеспечение работоспособности эксплуатируемой топливной системы дизеля на всех возможных режимах,осуществление проверки работоспособности форсунки и испытаний со снятием характеристик эксплуатируемой топливной системы дизеля бессливными форсунками на безмоторном стенде до установки форсунок на дизель. Изобретение можно использовать на автотракторных, тепловозных, судовых, танковых и других дизелях военно-инженерного назначения. Оно позволяет работать на всех видах топлив (на дизельном и ракетном топливах, бензине и даже на Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для впрыскивания топлива в дизель. Известна форсунка бессливная 1. Предпатент 17115 А К. МКИ 02 61/00. йылмайтын брккш - Форсунка бессливная. А.К.Каракаев ПГУ им. С.Торайгырова. - 2004/097.1 Млмд.-Заявл. 28.01.2004 Жариял. - Опубл. 15.03.2006 // Бюл. 2006. - 3, содержащая корпус с надыгольной полостью и с выходящим на верхнюю наружную торцевую поверхность каналом, перекрытым уплотнительным эластичным элементом,выполненным в виде шарика или пробки или изготовленным в виде кольца, и прижатым торцевой плоскостью законтренной прижимной гайки,вврнутой в штуцер форсунки. Эта форсунка 1 является основой для переоборудования прототипа. Ближайшим прототипом является эксплуатируемая топливная система с бессливной форсункой 2. А.с. 1208293 СССР, МКИ 4 02 61/00. - 1986. Б.И. - 4. Форсунка содержит корпус, внутри которого выполнена надыгольная полость, а на наружной поверхности - кольцевая канавка, которая по меньшей мере одним каналом сообщена с надыгольной полостью и в которой размещено по крайней мере одно уплотнительное эластичное кольцо, причм надыгольная полость сообщена с подыгольной полостью через обратный клапан в корпусе распылителя, что усложняет конструкцию и ухудшает наджность работы распылителя и бессливной форсунки. Недостатком прототипа является также невозможность проверки уплотнения надыгольной полости и работоспособности бессливной форсунки,невозможность проведения испытаний со снятием характеристик топливной системы дизеля с указанной бессливной форсункой на безмоторном стенде, так как не предусмотрено уплотнение и проверка уплотнения надыгольной полости до установки бессливной форсунки на дизель, что на практике выполняется до установки форсунки на двигатель. Невозможно также проверить качество уплотнения бессливной форсунки и после установки е на двигатель. Кроме того, бессливная форсунка неработоспособна из-за гидрозаклинивания иглы при работе на режимах холостого хода, малых нагрузок и частот вращения, так как, несмотря на наличие обратного клапана, линия высокого давления не разгружается в периоды между циклами впрыска топлива. Сущность изобретения заключается в следующем. Технический результат - повышение наджности и обеспечение работоспособности эксплуатируемой топливной системы дизеля с бессливными форсунками на всех возможных режимах,осуществление проверки работоспособности бессливной форсунки и испытаний со снятием характеристик эксплуатируемой топливной системы дизеля с бессливными форсунками на безмоторном стенде до установки форсунок на дизель. Технический результат достигается тем, что в способе переоборудования эксплуатируемой 2 топливной системы дизеля с бессливными форсунками, содержащей бессливную форсунку с корпусом, выполненным как его продолжение штуцером для нагнетательного трубопровода, с надыгольной полостью и с выходящим на наружную поверхность корпуса каналом,перекрытым уплотнительным эластичным элементом, проставку,иглу и корпус распылителя, прижатые к корпусу накидной гайкой, соединнные с корпусами форсунок нагнетательными трубопроводами секции топливного насоса с нагнетательными клапанами,заключающийся в том, что демонтируют и разбирают форсунку, нагнетательные клапаны топливного насоса, а затем собирают форсунку,нагнетательные клапаны топливного насоса и монтируют их на дизель, заглушают винтом с прокладкой канал, выходящий на наружную поверхность корпуса и находящийся в форсуночном колодце при установке форсунки на дизель, затем выводят канал от надыгольной полости к верхней торцевой плоскости корпуса, а уплотнительный эластичный элемент, выполненный в виде шарика или пробки или изготовленный в виде кольца,герметично прижимают к каналу в гнезде или к кольцевой проточке на наружной торцевой поверхности этой верхней части корпуса торцевой плоскостью законтренной прижимной гайки,вврнутой в штуцер форсунки, после чего проставку с обратным клапаном заменяют на проставку без обратного клапана и прижимают проставку, иглу и корпус распылителя к корпусу форсунки накидной гайкой и производят разгерметизацию нагнетательных клапанов, выполняя каналы в виде пазов на сдлах выше разгрузочного пояска или на запорных органах нагнетательных клапанов. Защищаемый способ отличается тем, что заглушают винтом с прокладкой канал, выходящий на наружную поверхность корпуса и находящийся в форсуночном колодце при установке форсунки на дизель, затем выводят канал от надыгольной полости к верхней торцевой плоскости корпуса, а уплотнительный эластичный элемент, выполненный в виде шарика или пробки или изготовленный в виде кольца, герметично прижимают к каналу в гнезде или к кольцевой проточке на наружной торцевой поверхности этой верхней части корпуса торцевой плоскостью законтренной прижимной гайки,вврнутой а штуцер форсунки, после чего проставку с обратным клапаном заменяют на проставку без обратного клапана и прижимают проставку, иглу и корпус распылителя к корпусу форсунки накидной гайкой и производят разгерметизацию нагнетательных клапанов, выполняя каналы в виде пазов на сдлах выше разгрузочного пояска или на запорных органах нагнетательных клапанов. Таким образом, совокупность существенных признаков является новой. Сравнение с аналогами, прототипом и другими техническими решениями в области двигателестроения не позволило выявить в них признаки, отличающие защищаемое изобретение от прототипа, т.е. техническое решение имеет изобретательский уровень. В прототипе надыгольная полость бессливной форсунки становится замкнутой только после установки е на дизель, когда в форсуночном колодце дизеля уплотнительное эластичное кольцо деформируется. Однако до установки форсунки на двигатель топливную систему с бессливными форсунками необходимо отрегулировать и испытать со снятием характеристик эксплуатируемой топливной системы дизеля с бессливными форсунками, т.е. с форсунками с замкнутыми надыгольными полостями, на безмоторном стенде,так как давление в замкнутых надыгольных полостях(РНП) существенно влияет на характеристики топливной системы и на работоспособность бессливной форсунки,топливной системы и всего дизеля. Если между впрысками не разгружать замкнутую надыгольную полость, соединяя е с линией всасывания, то наступает гидрозаклинивание иглы форсунки из-за резкого повышения РНП. В защищаемой топливной системе уплотнительный эластичный элемент герметично прижат к каналу в гнезде или к кольцевой проточке на наружной торцевой поверхности этой верхней части корпуса торцевой плоскостью законтренной прижимной гайки, вврнутой в штуцер форсунки, в результате чего надыгольная полость становится замкнутой до установки форсунки на двигатель,причм уплотнительный эластичный элемент может быть упрощн и выполнен в виде шарика или пробки. Следовательно, бессливную форсунку можно проверять(и проверяется) на работоспособность и герметичность уплотнения как на дизеле, так и безмоторной установке. Можно снять и характеристики эксплуатируемой топливной системы дизеля с бессливными форсунками на безмоторном стенде, когда РНП изменяется в зависимости от режима работы. От РНП зависит и давление начала впрыскивания топлива РФО. Для обеспечения повторяемости всех последующих циклов, т.е. работоспособности топливной системы дизеля с бессливными форсунками, нагнетательные клапаны разгерметизированы, что разгружает надыгольную полость между впрысками. Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг.1-4. На фиг.1 приведена схема эксплуатируемой топливной системы дизеля с бессливными форсунками после переоборудования, на фиг.2 схема варианта разгерметизированного нагнетательного клапана с уплотнительными конусами на седле и запорном органе на фиг.3 представлен узелна фиг.1 при собранной форсунке на фиг. 4 представлен представлены узлыдо прижатия уплотнительного эластичного элемента. После переоборудования топливная система дизеля содержит бессливную форсунку с корпусом 1, внутри которого выполнена надыгольная полость 2, проставку 3, иглу 4 и корпус распылителя 5,прижатые к корпусу 1 накидной гайкой 6. На торцевой поверхности корпуса выполнена кольцевая канавка глубинойи шириной , в которой размещн уплотнительный эластичный элемент в виде кольца 7, прижатого торцевой поверхностью законтренной гайки 8, вврнутой в штуцер 9 форсунки. К штуцеру 9 присоединн нагнетательный трубопровод 10. Уплотнительный эластичный элемент может быть выполнен в виде шарика 11 или пробки. Тогда гнездо для элемента выполняется глубинойи диаметром(фиг.3). Уплотнительный эластичный элемент перекрывает канал 12, соединнный сверлением 13 с надыгольной полостью 2, сообщнная через зазор между иглой 4 и корпусом распылителя 5 с подыгольной полостью 14, а последняя через каналы 15-17, нагнетательный трубопровод 10 сообщн с полостью 18 штуцера 19 топливного насоса 20,снабженного нагнетательным клапаном, состоящим из седла 21 и запорного органа 22. Полость 18 сообщена с полостью 23 между седлом и клапаном выше разгрузочного пояска 24 с помощью каналов,выполненных, по крайней мере, в виде одного паза 25 на седле 5 или в виде, по крайней мере, одного паза 26 на запорном органе 22. Полость 23 через зазор между разгрузочным пояском 24 и седлом 21,через каналы 27 между перьями 28 запорного органа и седла соединена с надплунжерной полостью 29. Седло 21 прижимается штуцером 19 через уплотнительную прокладку 30 к втулке 31 плунжера топливного насоса 20. Канал 32 заглушается винтом 33 с прокладкой 34. Проставка и распылитель с обратным клапаном, имевшие место в прототипе аннулированы, а в настоящем техническом решении предусмотрены новые проставка 3 и распылитель,образующий прецизионную пару, состоящую из иглы 4 и корпуса распылителя 5 без обратного клапана. Переоборудование осуществляется следующим образом. Демонтируют и разбирают форсунку,нагнетательные клапаны топливного насоса. Заглушают канал 32, выходящий на наружную поверхность корпуса и находящийся в форсуночном колодце при установке форсунки на дизель винтом 33 с прокладкой 34. Затем выполняют гнездо с каналом 12, соединнный сверлением 13 с надыгольной полостью 2 и выходящий к верхней торцевой плоскости корпуса, а уплотнительный эластичный элемент, выполненный в виде шарика или пробки или изготовленный в виде кольца,герметично прижимают к каналу в гнезде или к кольцевой проточке на наружной торцевой поверхности этой верхней части корпуса торцевой плоскостью законтренной прижимной гайки 8,вврнутой в штуцер 9 форсунки, после чего проставку с обратным клапаном заменяют на проставку без обратного клапана и прижимают проставку, иглу и корпус распылителя к корпусу форсунки накидной гайкой и устанавливают разгерметизированные нагнетательные клапаны,выполняя каналы в виде пазов 25 на сдлах 21 выше разгрузочного пояска или пазов 26 на запорных органах 22 нагнетательных клапанов. После этого переоборудованную топливную систему с бессливными форсунками монтируют на дизель. После прижатия уплотнительный эластичный элемент в виде кольца 7 или шарика 11 деформируется. Размеры кольцевой канавки(глубина и ширина) или гнезда (глубина и диаметр) выбраны таким образом, что степень сжатия уплотнительных эластичных элементов 7 или 11 по сечению составляет 35-60 по диаметру гнезда. Такая степень сжатия позволяет уплотнять неподвижное соединение при действии дизельного топлива, находящегося под давлением до 20 МПа. Испытания топливной системы дизеля с бессливными форсунками показали, что давление в замкнутой надыгольной полости 2 не превышает 6 МПа. Уплотнительные эластичные элементы 7 или 11 уплотняют канал 12 и переоборудованная эксплуатируемая топливная система работает с бессливными форсунками. Топливная система работает следующим образом. При работе насоса давление в надплунжерной полости 29 повышается. Когда оно станет больше остаточного давления в нагнетательном трубопроводе (РО), топливо через зазоры между седлом и разгрузочным пояском 24 запорного органа 22 поступает в полость 23, далее через каналы 25 на седле 21 (фиг.1) или через каналы 26 на запорном органе 22 (фиг.2) попадает в полость 18 штуцера 19, повышая давление в ней и в нагнетательном трубопроводе, т.е. происходит подпитка нагнетательного трубопровода и рабочей полости форсунки до начала подъма запорного органа 22. Как только усилие от давления топлива на запорный орган 22 снизу превысит усилие от воздействия давления топлива и пружины начнет подниматься запорный орган 22. Когда разгрузочный поясок выйдет из канала гнезда, к форсунке пойдет интенсивная волна давления. Часть топлива через зазор в распылителе поступает в надыгольную полость 2, повышая давление в ней,что приводит к росту и давления начала впрыскивания топлива (РФО). Движение иглы вверх также вызывает рост давления в надыгольной полости 2. Когда давление в подыгольной полости 14 становится равным РФО, игла поднимается и топливо впрыскивается в цилиндр двигателя. В периоды между впрысками после посадки иглы 4 и запорного органа 22 топливо, сжатое в надыгольной полости, перетекает через зазор в распылителе в рабочую полость форсунки и далее по нагнетательному трубопроводу через каналы 25 или 26 попадает в полость 23, откуда через зазор между седлом и разгрузочным пояском поступает в надплунжерную полость 29, сообщнной с линией низкого давления. Это способствует понижению давления в надыгольной полости к началу последующего цикла впрыска и полностью устраняет гидрозаклинивание иглы,т.е. обеспечивается стабильность процесса впрыска,повышая наджность работы топливной системы и дизеля. Для проверки и регулировки форсунки выворачивают гайку 9. При создании давления в надыгольной полости порядка 0.1-0,2 МПа уплотнительный упругий эластичный элемент 4 вытесняется из гнезда, в результате чего надыгольная полость сообщается с атмосферой, т.е. топливная система будет работать со сливом утечек топлива из форсунок. При этом игла будет нагружена только пружиной, т.е. можно проверить форсунку на РФО без учта влияния РНП. Одним из важнейших преимуществ защищаемой топливной системы является возможность испытания со снятием характеристик эксплуатируемой топливной системы дизеля с бессливными форсунками на безмоторном стенде до установки бессливных форсунок на дизель, так как РНП влияет не только на РФО, но и на характеристики всей топливной системы, а следовательно, и дизеля в целом, что невозможно сделать в прототипе, когда форсунка становится бессливной только после е установки на дизель. Одновременно можно проверить герметичность уплотнения форсунок до установки их на дизель, а также на дизеле как во время установки форсунок, так и во время эксплуатации двигателя. Облегчается проверка на герметичность надыгольной полости бессливной форсунки дизеля, причм в случае необходимости замена уплотнительного элемента упрощается и качество уплотнения находится под постоянным контролем. Следует отметить,что упрощается уплотнительный элемент, а в случае применения шарикового уплотнительного элемента снижается расход материала на производство упругого уплотнительного эластичного элемента с одновременным упрощением гнезда для шарика. Защищаемое техническое решение повышает наджность работы бессливных форсунок,топливной системы и дизеля, позволяет провести проверку работоспособности бессливных форсунок и топливной системы как на двигателе, так и на безмоторной установке, до установки форсунок на дизель позволяет уплотнить надыгольную полость,проверить е на герметичность,снять характеристики эксплуатируемой топливной системы дизеля с бессливными форсунками при различных РНП в зависимости от режима работы,упростить и снизить расход упругого уплотнительного эластичного элемента,т.е. защищаемое техническое решение промышленно применимо. Таким образом, защищаемый способ обладает новизной, имеет изобретательский уровень и промышленно применим в дизельных двигателях,используемых в самых различных областях человеческой деятельности, т. е. на автотракторных,тепловозных, судовых, танковых и других дизелях военно-инженерного назначения,путм переоборудования эксплуатируемой топливной системы дизеля согласно защищаемому техническому решению. Переоборудованная эксплуатируемая топливная система дизеля с бессливными форсунками позволяет работать на всех видах топлив (на дизельном и ракетном топливах, бензине и даже на газовом конденсате),т.е. дизель становится всеядным, что особенно перспективно использовать в танковых и других дизелях военно-инженерного назначения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переоборудования эксплуатируемой топливной системы дизеля с бессливными форсунками, содержащей бессливную форсунку с корпусом, выполненным как его продолжение штуцером для нагнетательного трубопровода, с надыгольной полостью и с выходящим на наружную поверхность корпуса каналом,перекрытым уплотнительным эластичным элементом, проставку,иглу и корпус распылителя, прижатые к корпусу накидной гайкой, соединнные с корпусами форсунок нагнетательными трубопроводами секции топливного насоса с нагнетательными клапанами,заключающийся в том, что демонтируют и разбирают форсунку, нагнетательные клапаны топливного насоса, а затем собирают форсунку,нагнетательные клапаны топливного насоса и монтируют их на дизель, отличающийся тем, что заглушают винтом с прокладкой канал, выходящий на наружную поверхность корпуса и находящийся в форсуночном колодце при установке форсунки на дизель, затем выводят канал от надыгольной полости к верхней торцевой плоскости корпуса, а уплотнительный эластичный элемент, выполненный в виде шарика или пробки или изготовленный в виде кольца, герметично прижимают к каналу в гнезде или к кольцевой проточке на наружной торцевой поверхности этой верхней части корпуса торцевой плоскостью законтренной прижимной гайки,вврнутой в штуцер форсунки, после чего проставку с обратным клапаном заменяют на проставку без обратного клапана и прижимают проставку, иглу и корпус распылителя к корпусу форсунки накидной гайкой и производят разгерметизацию нагнетательных клапанов, выполняя каналы в виде пазов на сдлах выше разгрузочного пояска или на запорных органах нагнетательных клапанов.

<a href="http://kzpatents.com/6-ip31252-sposob-pereoborudovaniya-ekspluatiruemojj-toplivnojj-sistemy-dizelya-s-besslivnymi-forsunkami.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ переоборудования эксплуатируемой топливной системы дизеля с бессливными форсунками</a>

kzpatents.com

Топливная система автомобиля

12.05.2010

Топливная система

Топливная система - это система, отвечающая за подачу воздушно-топливной смеси к двигателю. Топливная система с электронным управлением заменила карбюраторную систему, которая подавала топливо к двигателю механически. Топливная система подает топливо для сгорания и поддерживает постоянство давления топлива на фоне изменений давления во впускном коллекторе.

Используются две различных топливных системы:

1.    Замкнутая топливная система или топливная система возвратного типа
2.    Безвозвратная топливная система

В топливной системе возвратного типа топливо под давлением идет из топливного бака к форсункам, а неиспользованное топливо перетекает обратно в топливный бак.

В безвозвратной топливной системе возвратный топливопровод отсутствует. Т.к. никакой возврат топлива не требуется, уменьшается содержание паров топлива в топливном баке, и таким образом уменьшается выделение паров топлива.

Топливный бак

Топливный бак - это емкость, в которой содержится топливо, требуемое для работы двигателя. Обычно топливный бак изготавливается из металла или пластмассы. В топливном баке обычно располагается модуль топливного насоса, который содержит электрический топливный насос. Заливной трубопровод служит для заправки топлива в бак. В заливной трубопровод ввинчивается съемная, вентилируемая крышка заливной горловины бака. Бак оснащается предохранительным клапаном, который предотвращает вытекание топлива из вентиляционного отверстия бака, если происходит опрокидывание автомобиля.

Топливный насос

Имеются два типа топливных насосов: встроенный в бак и магистральный.

Насос, встроенный в топливный бак, -это насос турбинного типа, установленный внутри топливного бака. Насос имеет обратные клапаны, предназначенные для сохранения давления в магистрали, когда насос не работает, и предотвращения вытекания топлива обратно в бак, когда двигатель выключен. Это помогает предотвращать возникновение "паровой пробки" (состояния, при котором топливопроводы вместо жидкости заполняются паром).

Магистральный насос располагается вне топливного бака. Он состоит из электродвигателя, насосного блока, обратного клапана, предохранительного клапана и глушителя.

Топливный фильтр

Топливный фильтр удаляет из топлива грязь и другие загрязняющие примеси, что позволяет предотвращать заедание и повреждение форсунок. Имеются два фильтра: низкого давления и высокого давления.

Фильтр низкого давления обычно располагается в топливном баке, перед топливным насосом. Он отфильтровывает большую часть грязи. Фильтр высокого давления располагается между топливным насосом и форсунками. Фильтр высокого давления улавливает самые мелкие частицы, не отфильтрованные фильтром низкого давления.

Регулятор давления топлива

Точная регулировка давления топлива очень важна по той причине, что давление топлива и количество времени, в течение которого форсунка находится в открытом состоянии, - это единственные два способа управления количеством впрыскиваемого топлива. Регулятор давления поддерживает давление топлива на постоянном уровне по отношению к давлению во впускном коллекторе.
 
Топливная форсунка

Топливная форсунка - это быстродействующий электромагнитный клапан, который находится в открытом состоянии в течении заданного количества времени и имеет заданный расход, находясь в открытом состоянии. Форсунка получает топливо или сверху или сбоку - в зависимости от модели.

Топливные форсунки получают топливо из топливного коллектора. Каждая форсунка имеет входной фильтр, служащий для удаления из топлива посторонних частиц, которые могут забивать отверстие или вызывать заедание иглы форсунки.

Количество впрыскиваемого топлива задается длительностью импульса впрыскивания (продолжительностью времени, в течение которого форсунка остается открытой). В одном цикле впрыскивания топливные форсунки открываются только на несколько миллисекунд.

Требуемое количество топлива задается компьютером управления двигателем. Он же управляет длительностью импульса впрыскивания топлива (временем включенного состояния форсунки).

Топливные форсунки впрыскивают топливо в коллектор впускаемого воздуха. Сопло форсунки распыляет топливо для оптимальности его смешивания с воздухом.

Гаситель пульсаций давления

Хотя регулятор давления и поддерживает постоянство давления топлива, вследствие открывания и закрывания топливных форсунок в магистрали имеются незначительные колебания давления. В некоторых двигателях эти пульсации поглощает гаситель пульсаций, используя для этого пружину и диафрагму.

Так же рекомендуем прочитать Вам интересную статью Кузовные детали

www.mskjapan.ru

Что такое топливная система инжектора. Принцип работы, особенности, строение и устройство

ЧТО ТАКОЕ ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ИНЖЕКТОРА. ПРИНЦИП РАБОТЫ, ОСОБЕННОСТИ, СТРОЕНИЕ И УСТРОЙСТВО


Добрый день, сегодня мы узнаем, что представляет из себя инжекторная топливная система двигателя автомобиля, каково ее строение, устройство и принцип работы, а также чем отличается механизм от карбюраторных установок. Кроме того, расскажем про то, из каких компонентов и узлов состоит топливная система инжекторного типа, насколько она эффективна в работе, а также каков уровень ремонтопригодности установка. В заключении поговорим о том, какие детали топливной системы играют ключевую роль в ее оптимальном функционировании и на что стоит обращать внимание при эксплуатации бензинового двигателя оснащенного инжекторным механизмом, чтобы устройства отработали весь свой срок службы без поломок.



Сама по себе топливная система автомобиля - это своего рода его "кровеносная" система машины, срок службы которой зависит от большого количества факторов и условий эксплуатации. Эффективность работы инжекторной системы бензинового двигателя напрямую зависит от производственных свойств узлов, их конструкторских особенностей, строения компонентов, надежности деталей, которыми оснащен механизм, а также от своевременной замены расходных элементов (на примере топливного фильтра, свечей зажигания), качества заправляемого топлива и в положенный ли регламентом срок проводится техническое обслуживание транспортного средства.


 

ЧТО ТАКОЕ СИСТЕМА ВПРЫСКА ТОПЛИВА COMMON RAIL

 

 

Современные автомобильные топливные системы оснащенные инжектором зачастую идут с электронным впрыском топлива. Такие системы имеют ряд особенностей по сравнению с карбюраторным мотором. Как мы знаем каждое новое поколение той или иной автомобильной системы становится сложнее, более технологичней, проще в эксплуатации, но к сожалению дороже в обслуживании, да и срок службы таких механизмов порой значительно сокращается. Чтобы знать, как работает инжекторный топливный механизм своего автомобиля, необходимо в первую очередь понимать основные задачи, функции и устройство системы. Эти вопросы мы и рассмотрим в нашей статье, чтобы у нас появилось четкое понятие всей совокупности деталей и узлов, которые обеспечивают функционирование топливной системы двигателя машины.


1. Особенности, строение, устройство и задачи топливной системы инжектора

Главной задачей любой инжекторной топливной системы автомобиля является обеспечение подачи нужного количества горючего в силовую установку на всех рабочих режимах. Подача топлива в системе осуществляется при помощи специальных форсунок, которые устанавливаются во впускной трубе. Сама по себе топливная система автомобиля является довольно сложным механизмом, без которой не сможет функционировать не один двигатель.


Строение топливной системы инжектора основывается на следующих компонентов:


Бензонасос электрического типа (электробензонасос): конструктивно входит в специальный модуль предназначенный для насоса и зачастую устанавливается на машинах оборудованных системой инжектора внутри топливного бака. Данный модуль бензонасоса включает в свой состав не только насос, но также датчик контроля уровня топлива, топливный фильтр и завихритель, который удаляет пузырьки пара из горючего.


Главной задачей бензонасоса электрического типа является нагнетание горючего из топливного бака машины в подающий топливопровод. Что касается инжекторных двигателей, то в таких системах применяется модуль погружного вида, который располагается в самом бензобаке и охлаждается он за счет топлива. Справочно заметим, что создаваемое бензонасосом давление топлива намного больше необходимого для оптимальной работы силовой установки, причем независимо от того или иного режима работы мотора.



Стоит отметить, что бензонасос электрического типа на инжекторных двигателях управляется при помощи контроллера системы через специальное реле, которое предназначено сугубо для этих целей. Что касается реле, то оно останавливает подачу топлива, как при работающем моторе, так и при неработающей силовой установке.

Топливный фильтр: системы топливной подачи необходим для четкой и точной регулировки объема поступающего топлива в силовую установку. Дело в том, что зачастую топливо на заправках идет с различными примесями в виде отложений и грязи, которая приводит к тому, что работа форсунок, а также регулятора давления становится неустойчивой. В свою очередь загрязненность топлива приводит к ускоренному износу форсунок и регулятора давления, а затем как следствие к их ремонту или замене. Таким образом, к чистоте топлива, независимо бензин это или солярка должны предъявляться особые требования.


Заметим, что в системе топливоподачи предусматривается специальный фильтр, основу или сердцевину которого составляет компонент на бумажной основе с особой пористостью, составляющей около 10 милимикрон. Стоит также помнить, что интервал обслуживания, то есть замены топливного фильтра напрямую зависит от объема фильтрующего элемента, а также степени его загрязнения.

Подающий и сливной трубопроводы системы: необходимы для транспортировки топлива по инжекторной системе. Трубопроводы подразделяются на прямой и обратный. Что касается прямого, то он необходим для топлива, которое поступает из модуля электрического бензонасоса в топливную рампу. В свою очередь обратный трубопровод системы осуществляет доставку избытка топлива после регулятора давления назад в бензобак.

Топливная рампа с форсунками: представляет из себя металлическую трубку с отверстиями, по которой топливо равномерно курсирует, а затем распределяется на все форсунки. Кроме форсунок на топливной рампе зачастую располагаются штуцер контроля давления в системе и регулятор давления горючего. Благодаря определенным размерам и конструкции, топливная рампа позволяет устранить локальные колебания давления горючего из-за возникающих в нем резонансов при функционировании форсунок.

Регулятор давления топлива: отвечает за количество впрыскиваемого топлива в камеры сгорания цилиндров. Заметим, что количество подаваемого горючего регулятором давления зависит от длительности впрыска, то есть от периода времени открытого состояния инжекторной форсунки. Исходя из этого давление топлива в рампе и показатель давления во впускной трубе, то есть перепад на форсунках, должен всегда быть постоянным. Вот именно для этого и нужен специальный регулятор, который поддерживает необходимое давление в системе. Кроме того, образующиеся излишки топлива, регулятор направляет снова в бензобак.

Штуцер для контроля давления топлива: является очень важным компонентом, который отвечает за нужную дозировку топлива. Форсунка электромагнитного типа оснащается клапанной иглой, которая снабжена магнитным сердечником. В обычном режиме работы, спиральная пружина форсунки, как бы прижимает клапанную иглу к уплотнительному седлу распылителя и тем самым закрывает выходное отверстие предназначенное для топлива. В тот момент, когда поступает электрический ток на сердечник с клапанной иглой, то он приподнимается примерно на 50-100 милимикрон и в этот момент происходит впрыскивание горючего через четко откалиброванное выходное отверстие


Заметим, что в зависимости от способа впрыска топлива с частотой вращения, а также от текущей нагрузки силовой установки, время включения подачи горючего равняется в среднем 10 милисекундам. Кроме того, стоит учитывать, что важнейшим показателем функционирования той или иной форсунки является зависимость количества прошедшего через данный элемент топливной системы горючего от времени открытия отверстия при постоянной разности давлений.

Справочно стоит сказать, что не стоит менять форсунки на отечественном автомобиле на дорогие по цене от иномарки, так как уже неоднократно установлено многими автовладельцами, что никакого положительного эффекта этот процесс не дает. Наиболее эффективным вариантом обновления форсунок является их очистка методом промывки. Таким образом, как можем видеть такой элемент топливной системы инжектора, как форсунка является особенно важной и ценной деталью всего механизма впрыска. Вот поэтому данная деталь требует к себе особого отношения и систематического обслуживания.

2. Принцип работы инжекторной топливной системы двигателя

Чтобы силовая установка функционировала в штатном режиме, необходимо обеспечить нужный объем поступления в камеру сгорания мотора топливно-воздушной смеси, причем оптимального состава. Как мы знаем топливная смесь создается во впускной трубе, когда происходит смешивание горючего с воздухом, причем в определенной пропорции компонентов. Далее после приготовления смеси, контролер системы подает на форсунку специальный управляющий импульс электрического типа, который производит открытие закрытого клапана форсунки. После этих действий, топливо под нужным давлением устремляется во впускную трубу, которая располагается перед клапаном.



В связи с тем, что перепад давления горючего поддерживается на постоянной основе, то количество направляемого топлива пропорционально периоду времени, в течение которого такие элементы системы, как форсунки находятся в режиме открытого состояния. Что касается оптимального соотношения топливно-воздушной смеси, то за это отвечает специальный контроллер, который при помощи изменения длительности импульсов меняет параметры впрыска топлива. 

Чтобы смесь была больше обогащена воздухом, контроллер увеличивает длительность электрического импульса на форсунки. А для того, чтобы смесь наоборот была обедненная, то контроллер уменьшает длительность электрического импульса на форсунки, тем самым происходит, как бы замедление процесса впрыска топлива в камеру сгорания цилиндра двигателя.



Видео обзор: "Что такое топливная система инжектора. Принцип работы, особенности, строение и устройство"


В заключении отметим, что кроме точной и необходимой дозировки впрыскиваемого объема горючего, довольно важное значение в процессе работы топливной системы инжектора двигателя играет такой показатель, как момент подачи. Вот поэтому количество форсунок инжектора всегда соответствует количеству цилиндров силовой установки и никак иначе.

БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ. ОСТАВЛЯЙТЕ СВОИ КОММЕНТАРИИ, ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ. 
ЖДЕМ ВАШИХ ОТЗЫВОВ И ПРЕДЛОЖЕНИЙ.

bazliter.ru

Устройство топливной системы дизельного двигателя

Дизельные двигатели изначально имели ярко выраженное «тракторное происхождение», и до сих пор поэтому ассоциируются у многих с шумностью, «львиным рычанием», повышенными показателями вибрации и детонации. Но это явно устаревшее представление. Современные дизели, благодаря применению новых автоматических систем управления и подкорректированным принципам работы топливной системы, в значительной степени избавились от пресловутых дрожи и звука. Сохранив при этом свои лучшие качества – мощную тягу и экономичность. Как эволюционировала, вместе с дизельным мотором, его топливная система, и что она из себя представляет на данный момент, рассмотрим в этой статье.

О конструктивных особенностях дизелей, в сравнении с бензомоторами

И дизель, и бензиновый мотор являются двигателями внутреннего сгорания. В глобальном смысле, по своей конструкции дизель не отличается от бензомотора: и там, и здесь – цилиндры, поршни и шатуны в них. Однако в дизелях степень сжатия гораздо выше (19-24 единицы, а у бензинового – 9-11). Потому и все детали, и клапаны в значительной степени усилены (чтобы противостоять намного более высоким нагрузкам). Потому и вес, и габариты дизельного мотора гораздо более внушительны, чем бензинового.

Главное же различие состоит в способах формирования топливно/воздушной смеси, её воспламенения и сгорания.  В бензиновых моторах смесь топлива с воздухом формируется во впускной системе, а воспламеняется она от искры свечи зажигания. В дизельных же моторах горючее и воздух подаются в рабочие полости цилиндров по отдельности. Сначала воздух. Он накаляется до семи-восьми сотен градусов и сжимается. Когда затем в камеру сгорания под большим давлением впрыскивается топливо, то оно самовоспламеняется, практически мгновенно.

Таким образом, искры никакой не требуется. А свечи накаливания, которые установлены в цилиндрической головке представляют собой нагревательные элементы, типа паяльника, и предназначены они для быстрого обогрева воздуха в камере сгорания, покуда мотор ещё не прогрелся. Это называется системой предпускового подогрева.

Когда включается зажигание, свечи накаливания за несколько мгновений разогреваются до 800-900 градусов, прогревая воздух и обеспечивая процесс самовоспламенения. Сигналы о работе данной системы подаёт водителю контрольная лампа. Электропитание снимается со свечей в автоматическом режиме, спустя 15-20 секунд после запуска непрогретого двигателя, когда его устойчивая и стабильная работа уже вполне обеспечена. Решающая же роль в обеспечении подобных показателей работы мотора принадлежит его топливной системе, об устройстве которой и пойдёт речь.

Принцип и общая схема работы топливной системы

Последовательность работы топливной системы дизельного двигателя следующая. Солярка закачивается из топливного бака при помощи топливоподкачивающего насоса (шестерёнчатого, либо помпового типа), а после фильтрации она подаётся топливным насосом высокого давления (ТНВД) на форсунки. Топливо после закачки из бака проходит сначала через фильтр грубой очистки, избавляясь от крупных включений. Далее, уже непосредственно перед топливным насосом высокого давления – сквозь фильтр тонкой очистки. В связке с ТНВД работают форсунки, через которые солярка в распылённом состоянии и впрыскивается в цилиндры.

Схему топливной системы дизельного двигателя двигателя можно не условно, а вполне чётко разделить на два отсека: высокого давления и низкого. На участке низкого давления осуществляется предварительная подготовка, фильтрация топливной смеси, перед его отправкой в отдел высокого давления. Отсек высокого давления, в свою очередь, дорабатывает смесь до конца и переводит её в рабочую камеру.

Основная функция топливной системы, описание её работы

Предназначение топливной системы дизельного двигателя состоит в том, чтобы  подавать в цилиндры чётко отмеренный объём дизтоплива, в конкретный момент времени и под определённым давлением. Поэтому, из-за необходимости обеспечения постоянно высокого давления, а также за счёт высоких требований к точности работы, топливная система дизельного двигателя будет посложнее в конструкции, чем у бензинового, и достаточно дорого стоит.

Теперь попробуем представить себе бесперебойную работу топливной системы в поэтапном режиме, а для этого разберём по порядку отдельные её составные части. Итак, топливный бак служит для размещения солярки и обеспечения бесперебойной её подачи в систему. Эту функцию выполняют трубопроводы. Вначале топливоподкачивающий насос высасывает из бака горючее и через фильтры подаёт его в распределительную магистраль низкого давления. При этом в системе поддерживается стабильное давление в три атмосферы. Топливо дважды проходит  фильтрацию, проходя через фильтры грубой и тонкой очистки.

В задачу топливных фильтров входит контроль за чистотой горючего и избавлением его от возможных посторонних примесей – от частичек грязи, воды, песчинок. Прошли те времена, когда дизели были весьма непритязательными к качеству топлива. Современные дизельные моторы требуют очень чистой солярки для сохранения достойных показателей своей работы. Чистота горючего сейчас – одно из основных и непременных условий эффективной работы двигателя. Топливо подаётся только в том случае, если в системе нет воздуха.

После фильтрации солярка попадает в магистраль высокого давления. Эта часть топливной системы обеспечивает подачу и впрыскивание необходимого количества топлива в цилиндры двигателя в определённые моменты. Топливный насос высокого давления, в соответствии с порядком работы цилиндров, по топливопроводам высокого давления подаёт солярку к форсункам.

Форсунки, размещённые в головках цилиндров, впрыскивают и распыляют горючее в камеры сгорания двигателя. Так как топливоподкачиваюший насос постоянно подаёт топливному насосу высокого давления топлива «с запасом», то есть несколько больше, чем нужно, то его избыток, а с ним – и попавший в систему воздух, по специальным дренажным трубопроводам, отводится обратно в бак.

Для обеспечения синхронного впрыска горючего устроена специальная топливная рамка, к которой и подсоединяются форсунки. Они своими головками находятся во впускной трубе и распыляют топливо, сразу же в момент его подачи.

ТНВД создаёт необходимый для впрыска показатель давления, и топливо распределяется по всем цилиндрам мотора. Количество впрыскиваемого топлива, а вместе с ним – и мощностной режим работы двигателя, варьируются нажатиями на педаль акселератора. В современных дизельных двигателях просто нажатием педали «газа» объём подаваемого топлива не увеличивается, а меняется лишь программа, по которой работают регуляторы.

Да, нажимая на педаль, водитель или механизатор уже не увеличивает этим непосредственную подачу топлива, как это было в карбюраторных движках прошлых лет. А только изменяет тем самым программы работы регуляторов, которые уже сами варьируют объём единовременной подачи горючего, по строго определённым зависимостям от числа оборотов, давления наддува, от положения рычага регулятора и т.п.

Главные составные части топливной системы дизельного двигателя

Итак, помимо топливного бака и магистральных топливопроводов, с которыми всё более или менее ясно, основными составными частями топливной системы дизельного мотора являются: топливоподкачивающий насос, фильтры грубой и тонкой очистки горючего, топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунки.

Топливоподкачивающий насос

Устройство подкачивающего насоса дизельного топлива довольно несложное. Оно представляет собою две находящиеся в постоянном зацеплении шестерни. Когда происходит процесс вращения, зубья этих шестерней выполняют функцию лопастей, создавая и поддерживая ток горючего по направлению к ТНВД. Главным же действующим элементом подкачивающего насоса, который и непосредственно нагнетает топливо, является поршень. Как уже было отмечено, производительность топливоподкачивающего насоса устроена превышающей производительность насоса высокого давления, поэтому и оборудованы специальные топливопроводы для слива излишков обратно в топливный бак.

Топливный насос высокого давления

ТНВД предназначается для подачи топлива к форсункам под давлением, в соответствии со строго определенной программой, в зависимости от заданных режимов работы двигателя и от управляющих действий водителя. По своей сути, современный всережимный ТНВД совмещает в себе функции сложной системы автоматического управления работой двигателя и, в то же время, главного исполнительного механизма, реагирующего на команды шофера.

Благодаря внедрению в производство топливных насосов высокого давления с электронными системами управлением, а также 2-хступенчатого впрыска топлива и оптимизации процесса сгорания, получилось добиться достаточно устойчивой работы дизеля с неразделённой камерой сгорания на оборотах до 4500 в минуту, оптимизировать его экономичность, снизить показатели шума и вибрации.

Далее: по всей длине насоса, во внутренней его полости, расположен вращающийся вал, снабжённый специальными кулачками. Этот вал ТНВД получает энергию вращения от распределительного вала двигателя. Его кулачки при движении воздействуют на толкатели, которые, в свою очередь, и стимулируют нагнетающую работу поршня-плунжера. При своём продвижении вверх этот плунжер создаёт высокое давление топлива внутри цилиндра. Сила этого давления и выталкивает горючее, которое направляется по топливной магистрали к форсункам.

Для сравнения: на участке топливной системы низкого давления, где топливоподкачивающий насос гонит солярку через фильтры к ТНВД, давление составляет 3 атмосферы. А топливный насос высокого давления толкает горючее к форсункам с силой давления до 2000 атмосфер! Это нужно для того, чтобы обеспечить качественные впрыск и распыление топливной смеси в камеры сгорания цилиндров мотора.

Внутри корпуса, или гильзы, топливного насоса высокого давления расположен плунжер, иначе – специальный поршень, обладающий диаметром, значительно меньшим, чем его длина. Это называется плунжерной парой. Её детали притёрты друг к другу таким образом, что зазор не превышает 4-х мкм.

Поскольку работа дизеля в разных режимах и на разных оборотах требует, соответственно, и разного количества горючего, устройство плунжера было немного изменено: по его поверхности «пустили» специальную спиральную выточку, позволяющую менять величину активного хода при помощи механизма поворота плунжеров.

Это сделано было для того, чтобы плунжер мог не только нагнетать топливо под давлением по направлению к форсункам, но и регулировать количество, объём этой подачи. Для этого служит подвижная часть плунжера, которая, в зависимости от изменения параметров, может открывать или закрывать канавки внутри него. Данная подвижная часть соединена с педалью «газа» в кабине механизатора.

В зависимости от того, каков угол поворота плунжера, устанавливается и соответствующая степень открытия каналов прохождения топлива, и его непосредственное количество, подаваемое на форсунки.

Форсунки

Другой важнейший элемент топливной системы дизельного двигателя – это форсунки, на каждом из его цилиндров. Они, совместно с ТНВД, обеспечивают подачу строго дозированного количества топлива в камеры сгорания. Регулировки давления открытия форсунки формируют рабочее давление в топливной системе, а типы распылителей определяют форму факела топлива, которая имеет важное значение для активизации процессов самовоспламенения и сгорания. В современных дизельных моторах обычно применяются форсунки двух типов: со шрифтовым, или с многодырчатым распределителем.

Форсункам на двигателе приходится работать в очень тяжёлых условиях: игла распылителя совершает возвратно/поступательные движения с частотою в половину меньшей, чем обороты двигателя, и при этом распылитель всё время непосредственно контактирует с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготавливается из специальных, высоко-жаропрочных сплавов, делается с особой точностью и является прецизионным элементом.

Распределитель форсунок выполняет функцию равномерного поступления топлива в камеры сгорания и наиболее эффективное его воспламенение. Чем более мелко распыляется топливная смесь, тем устойчивее, в целом, получается работа силового агрегата. Не менее важный фактор – это равномерность распыления горючего, во всех возможных направлениях. Современные форсунки производятся с многочисленными мельчайшими отверстиями, как раз для того, чтобы распыление топливной смеси происходило во всех направлениях, и в равномерном режиме.

Кроме того, работа форсунок поддерживает следующие процессы, с которыми напрямую связана эффективная работа двигателя:

  • Обеспечение высокого давления и температуры в камерах сгорания;
  • Смешивание солярки с воздухом в оптимальном объёме;
  • Соответствие угла опережения впрыска частоте вращения коленчатого вала мотора.

Форсунки бывают с механическим, либо с электромагнитным управлением. В обычных форсунках открытие отверстия распылителя связано с тем давлением, которое имеется на тот момент в топливной магистрали. Отверстие форсунки перекрывается иглой, соединённой со специальным поршнем вверху форсунки. Пока давления нет, игла перекрывает выход топлива через отверстие распылителя. Когда происходит поступление топлива под давлением, поршень перемещается вверх и тянет за собою иглу. Отверстие раскрывается, и распыление начинается.

В современных дизельных двигателях используются форсунки с электромагнитной системой управления. Их работа регулируется уже не по механическому принципу, а с помощью электромагнитных импульсов, поступающих от блока управления. Каждая из форсунок снабжена электромагнитным клапаном, открывающим либо закрывающим распыление топлива.

На эти электромагнитные элементы форсунок поступают сигналы от электронного бока управления (ЭБУ), который, в соответствии с информацией от целого ряда датчиков, подаёт ту или иную команду на установку нужной степени распыления.

Несколько слов о системе «КоммонРэйл»

Говоря о топливной системе современных дизельных двигателей, нельзя не упомянуть такую её модификацию, как «Аккумуляторная топливная система CommonRail» («Общая рамка», или «Общая магистраль» в переводе с английского). Она проявляет очень хорошие показатели экономичности и эффективности, и вполне заслуженно завоёвывает всё большую популярность. В первую очередь – на дизельных двигателях коммерческого автотранспорта, разумеется.

В ней также используется ТНВД, подающий горючее в напорную магистраль, которая играет роль аккумулятора давления. Электронный блок управления регулирует производительность насоса, для поддержания необходимого давления в магистрали по мере расхода топлива.

В «КоммонРэйл» управляемые электроникой электрогидравлические форсунки с электромагнитным или пьезоэлектрическим приводом управляющих клапанов впрыскивают выверенные дозы дизельного топлива под высоким давлением в рабочие полости цилиндров.

Компьютерная система управления подачей горючего позволяет впрыскивать его в камеры сгорания цилиндров максимально точно дозированными дозами. Сначала впрыскивается микроскопическая, всего лишь в районе миллиграмма, порция, которая своим сгоранием накаляет температуру в камере, а за ней следует основной «заряд». Как результат – дизельные двигатели, оснащённые системой «КоммонРэйл», показывают лучшую экономичность (до 20 процентов). Доля новых дизельных двигателей, оснащённых системой «CommonRail», год от года неуклонно растёт.

Заключение

В целом, именно усовершенствованиям, которым подверглась топливная система дизельных двигателей в наше время, значительно укрепили позиции дизельных двигателей на рынке и в экономике. Дизели стали более экономичными и менее шумными, чем были прежде, а потому завоёвывают всё больше сегментов своего непосредственного применения на рынке.

tractorreview.ru

3 основные системы подачи топлива

Содержание статьи

Назначение топливной системы

Топливная система нужна для доставки бензина, дизеля из топливного бака непосредственно в цилиндры двигателя. По пути оно смешивается с воздухом и уже в поршневую систему доходит смесь, состоящая из топлива и воздуха. В цилиндрах происходит детонация, иными словами микровзрыв топливной смеси. Энергия, полученная от детонации, передаётся на коленвал, там преобразуется в крутящий момент и потом переходит на колёса автомобиля.

Устройство и основные конструктивные элементы

По конструкции всю топливную систему можно разделить на такие элементы:

  1. Бак для топлива. Баки бывают разные по конфигурации и объёму. Оснащены датчиком уровня топлива, который даёт понимание водителю об уровне наполненности бака. Для заливки топлива в баке есть горловина, закрывающаяся крышкой.
  2. Топливные магистрали. Представляют собой набор трубчатых магистралей, по которым топливо доходит из бака до распределяющего устройства.
  3. Фильтры. Применяются фильтры грубой и тонкой очистки (читайте о том, где находится топливный фильтр). Фильтр грубой очистки монтируется непосредственно на бак с топливом и представляет собой металлическую решётку. Этот фильтр не даёт проникнуть большим частичкам загрязнений в магистрали топливной системы. Фильтр тонкой очистки устанавливается непосредственно в моторном отсеке перед топливным насосом. Он уже отлавливает более маленькие частички грязи.
  4. Топливные насосы. По конструкции устанавливают два или один топливный насос. Их количество зависит от конструкции смеси образователя. В карбюраторных типах насос стоит один. В дизельных двигателях устанавливают насосы низкого и высокого давления.
  5. Смесеобразователь. Этот элемент отвечает за смешивание топлива с воздухом и впрыск смеси в двигатель. В бензиновых двигателях это карбюратор или же инжектор.

Типы систем подачи топлива в двигатель

В зависимости от конструкции автомобиля, его года выпуска и типа горючего материала, на котором он работает, топливные системы имеют свои отличия.

По типу топлива:

  • бензиновые;
  • дизельные.

Конструкция этих топливных систем кардинально различается и об их особенностях читайте ниже.

Бензиновые в свою очередь разделяются на:

  • карбюраторные;
  •  инжекторы.

В современных автомобилях карбюраторные подачи топлива почти не встречаются. В большинстве стоят именно инжекторы. Но авто, выпущенные 10 — 15 лет назад оснащались карбюраторами, поэтому принцип работы таких систем мы тоже разберём.

Топливная система карбюраторных двигателей

По конструкции карбюратор состоит из корпуса, поплавковой камеры, клапанов, жиклеров, смеси образующей камеры. В карбюраторной системе топливный насос устанавливается один —  малого давления. Устанавливается он в моторном отделении, недалеко от карбюратора. Насос накачивает топливо в поплавковую камеру. Своё название эта камера получила за счёт поплавка, который регулирует её наполнение. Если в камере больше топлива, чем нужно, поплавок подымает игольчатый клапан. Игольчатый клапан закрывает подачу топлива в камеру. При недостатке топлива в камере весь процесс происходит наоборот.

Из поплавковой камеры топливо через жиклер, который представляет собой трубочку с малым отверстием, подаётся в камеру смешивания. В этой камере бензин смешивается с воздухом, который в свою очередь поступает из воздухозаборника.

Регулируется подача топлива дроссельной заслонкой, а она тросиком связана с педалью газа в авто. Из карбюратора смесь подаётся в двигатель с помощью обратной тяги от цилиндропоршневой группы. Иными словами, поршень всасывает топливную смесь.

Бывают три вида топливной смеси:

  1. Обогащённая. В составе этой смеси увеличенное количество топлива и уменьшенный объём воздуха. Это приводит в свою очередь к перерасходу топлива. Такую смесь применяют при запуске двигателя автомобиля. Регулируется это с помощью так называемого «подсоса». После прогрева двигателя смесь необходимо сделать нормальной и убрать «подсос».
  2. Нормальная. В составе смеси нужное количество топлива и воздуха. Это иными словами золотая середина.
  3. Обеднённая. В этой смеси количество воздуха больше нужного, а топлива меньше. Это влечёт за собой уменьшение расхода и мощности. Машина будет с трудом подниматься на горки, особенно гружёная. Скорость станет значительно меньше.

Регулируется качество смеси на карбюраторе болтом. Вообще стоит сказать, что на карбюраторе есть винт холостого хода и качества смеси. Именно винтом качества смеси и регулируется её состав.

Если нет понимания, как регулировать, то лучше доверить это дело профессионалу. Эта работа очень точная и здесь нужны навыки.

Одна из самых частых проблем карбюраторных типов систем — это как раз самостоятельная регулировка. Бывают ситуации, что дело вовсе не в настройках, а, например, в поломанном игловом клапане. Из-за переполнения поплавковой камеры расход увеличивается, а автолюбители начинают крутить винты смеси образователя. Это не приводит ни к чему.

Особенности топливной системы инжекторного двигателя

Несхожесть инжекторного типа двигателя и карбюраторного в следующем. Топливный насос создает высокое давление и подаёт горючее на топливную рампу, а с неё через форсунки в двигатель (читайте о том, как происходит ремонт дизельных форсунок). Регулирует подачу топлива, его количество и качество блок управления.

Делать какие-то регулировки возможно только через специальный компьютер. Кроме того, блок управления не даст сигнала на подачу топлива, если хотя бы один датчик в автомобиле вышел из строя. На панели будет выдаваться ошибка с названием. По названию ошибки можно расшифровать, какой именно датчик вышел из строя.

Дополнительно рекомендуем прочитать статью нашего специалиста, в которой рассказывается о том, что такое инжектор.

Схема топливной системы дизельного двигателя

В дизельном двигателе топливная система отличается от бензиновой. Воспламенение топливной смеси происходит вследствие сжатия воздуха и его нагрева. В таких системах не применяются свечи для детонации смеси. В дизельных двигателях применяются свечи, но накаливания. Они служат для подогрева топливной системы при пуске. При работе они не нужны.

В дизельной системе есть два топливных насоса. Один из них высокого давления, а другой низкого. Насос низкого давления качает топливо из бака. Насос высокого давления создаёт нужное давление в системе при впрыскивании. Роль распределителя выполняют форсунки, они дозируют количество смеси и определяют её качество. Для проверки износа форсунок есть специальный стенд.

Особенностью дизельного двигателя является отсутствие регулирования качества смеси. Особенно это сказывается зимой при низких температурах. Так же в зимнее время дизель начинает подмерзать. Для того, чтобы этого не случалось, применяют присадки.

Заключение

Топливная система напрямую влияет на расход бензина или дизеля автомобиля. Если за системой нет должного контроля и она попросту не обслуживается, то это увеличивает расход топлива автомобиля. Как показывает практика, легче поддерживать в надлежащем состоянии то, что есть, нежели ремонтировать запущенное.

Нужно регулярно менять расходные материалы, а именно — топливные фильтры и проходить диагностику систем подачи топлива (карбюратора, инжектора, форсунок). Это поможет сэкономить и деньги, и время.

Пожалуйста, оцените этот материал!

Загрузка...

Если Вам понравилась статья, поделитесь ею с друзьями!

motorsguide.ru

Топливная система для использования самых тяжелых сортов топлива

В связи с ухудшением качества тяжелых топлив, применяемых в судовых дизелях (вязкость от 380 до 600 мм2/с при 50 °С или 3500—6000 с R1 при 100 F), дизелестроительные фирмы разработали специальные системы топливоподготовки закрытого типа (рис. 5.14, а).

В отличие от обычных (открытых, рис. 5.14, б) в разработан­ной системе топливоподготовки вместо смесительной цистерны устанавливается блок подачи топлива, включающий смеситель­ный клапан, топливные насосы, деаэратор, топливорасходомер, клапан регулирования давления, статический смеситель и панель управления. Эта схема позволяет поддерживать повышенное давление во всей топливоподающей системе, что предохраняет наступление кипения и образования паров и газов в топливе при температурах 130—150 °С, необходимых для обеспечения требуе­мой вязкости современных низкосортных сортов тяжелого топлива.

Установочное значение температуры топлива задается в соот­ветствии с избранной пропорцией смешения топлив (т.е. вязкос­ти смеси). Цифровой пропорциональный контроллер DRС-100 фирмы «Элатек» (Финляндия), работающий на микропроцессоре, выдерживает температуру окружающей среды 70 °С (пропорция смешивания 0—100 % при вязкости топлива до 700 мм2/с при 50 °С).

В обычных (открытых) системах топливоподготовки за счет

выкипания легких фракций при 100—150 °С и нормальном атмо­сферном давлении улетучивается приблизительно 1—2 % топлива (иногда может составлять даже 7 % по массе). Испытания прово­дились на топливе вязкостью 700 мм2/с при 50 °С, подогретом до 160 °С. При поступлении топлива из смесительного блока к бустерным насосам увеличивается образование пузырей в клапанах, всасывающих фильтрах, расходомерах вследствие непрерывного падения давления, что способствует возникновению кавитации в насосах и в трубопроводах. В случае чрезмерного газообразова­ния бустерные насосы не обеспечивают постоянного давления, что может нарушать работу ТНВД и форсунок, а следовательно, и дизеля.

Чтобы все фракции топлива находились в жидком состоянии при всех рабочих температурах (130—150 °С), давление поддер­живается равным 0,4—0,5 МПа с помощью клапана регулирования давления. Газоотделитель 5 использует циклонный принцип ра­боты и предназначен для лучшего перемешивания топлива и отвода через выпускной клапан 7 в цистерну тяжелого топлива избыточных газов, образующихся при движении топлива. На па­нели управления имеется индикатор работы выпускного клапана, управляемого с помощью поплавка. Статический смеситель 8 обеспечивает гомогенное смешение поступающего в бустерный блок топлива.

Фирма «Элатек» (Финляндия) разработала автоматическую систему смешивания тяжелого и дизельного топлив для судовых. главного двигателя и вспомогательного дизеля. Тяжелое топливо подается системой, включающей бустерный и смесительный модули (рис. 5.15), а также модуль регулирования температуры форсунок.

В случае поступления критического сигнала от любого модуля дизель автоматически переводится на дизельное топливо. Перевод дизеля с дизельного топлива на тяжелое топливо выполняется автоматически и свя­зан с нагрузкой дизеля. Минимальная продолжительная нагрузка дизеля при работе на тяжелом топливе обычно определяется заводом-строителем и составляет 35—50 % Nе ном. Она осуществляется в пределах 5—15 мин (этот период можно регулировать).

В бустер ном модуле происходит последующая подготовка топлива перед его подачей в дизель — регулирование вязкости подогревом и фильтрацией. Бустерный модуль включает сдвоен­ные топливоподкачивающие насосы, статический смеситель, пред­варительный подогреватель (паровой, электрический или приме­нение органического теплоносителя и др.) и самоочищающийся фильтр тонкой очистки с обводным фильтром.

Бустерный модуль устанавливают на стальном фундаменте с поддоном сбора протечек. Работой топливоподогревателей управ­ляет вискозиметр. Один из насосов постоянно работает в качестве топливоподкачивающего насоса постоянного давления, второй насос — в резерве; он запускается автоматически при снижении давления до установленного предельного значения. Тяжелое топливо поступает к насосам через сдвоенный фильтр, тонкость отсева которого 100 мкм в установке с топливным расходомером или 400 мкм без топливорасходомера. Действительный расход топлива измеряется с точностью 0,3 %.

В высоконапорном баке давление может поддерживаться в диапазоне 0—1 МПа. Возможное появление газов в баке регу­лируется поплавковым выключателем, который управляет систе­мой газоотвода. Панель автоматического управления имеет соб­ственную сигнализацию со следующими сигналами:

—  забивка фильтра предварительной очистки;

— резервный запуск насосов;

— выход из строя цифрового контроллера, устанавливающего пропорцию смешивания;

—  повреждение газоотводной системы;

—  падение давления в баке.

Клапан управления дизельным топливом снабжен электро- пневматическим позиционером (электрический сигнал 4—20 мА преобразуется в пневматический до 0,25 МПа рабочего давления) и ручным управлением.

В отечественной и зарубежной практике судового дизелестроения существует универсальная система топливоподготовки как для главных малооборотных дизелей и среднеоборотным дизелем, так и для вспомогательного дизеля, в качестве методов под­готовки использующая химико-динамическую обработку и ком­плексную очистку топлив.

Система (рис. 5.16) состоит из двух линий: одна — для обработки маловязкого топлива, другая — для обработки высоковязкого топлива. Технология обработки высоковязкого топлива включает два этапа: первый — химико­-динамическая обработка с помощью многофункциональной при­садки, емкости 26 и дозатора 25) второй — обработка, проводимая непосредственно перед подачей в расходную цистерну дизеля.


vdvizhke.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *