Загальні відомості про систему живлення дизельного двигуна

Призначення, загальна будова та принцип дії системи живлення

Система живлення дизеля призначена для зберігання дизельного палива, очищення палива і повітря та подачі їх в циліндри двигуна, а також для виведення продуктів згоряння в атмосферу.

Система живлення містить паливний бак 1, фільтри грубої і тонкої очистки палива 4 і 8, паливопідкачувальний насос (помпу) 5, паливний насос високого тиску 6, форсунки 10 і паливопроводи низького і високого тиску 7 і 12. Повітря очищається у повітроочиснику 9.

Паливо з бака всмоктується підкачувальним насосом і через фільтр тонкої очистки подається до паливного насоса високого тиску. Між підкачувальним насосом і паливним баком розміщено фільтр грубої очистки.

Фільтри грубої і тонкої очистки звільняють паливо від домішок перед надходженням до секцій паливного насоса, звідки під тиском воно подається до форсунок. Форсунки впорскують паливо у дрібнорозпиленому вигляді у циліндри двигуна. Паливо, що пройшло крізь нещільності деталей форсунки, відводиться зливною трубкою 11 до фільтра тонкої очистки. Через трубку 13 надлишки палива з головки ПНВТ відводяться до паливопідкачувальної помпи.

Повітря всмоктується у повітроочисник, очищається там і через впускний трубопровід і відкритий клапан надходить у циліндр двигуна.

Відпрацьовані гази виводяться випускними трубопроводами і викидаються в атмосферу через вихлопну трубу.

Дизельне паливо

Дизельне паливо виробляють з нафти при перегонці шляхом нагрівання до температури 200...360°С, коли википають продукти, що й утворюють це паливо.

Для забезпечення мащення тертьових поверхонь перед пуском дизеля, що полегшує пуск і зменшує спрацювання деталей, на дизелях модифікації СМД-60 і ЯМЗ-240 встановлений насос передпускового прокачування масла.

В Україні чинний державний стандарт технологічних умов з виготовлення дизельного палива ДСТУ 3868-99. Цим стандартом передбачено дві марки дизельного пального: Л — літнє, яке використовується при температурі зовнішнього повітря не нижче мінус -5°С і 3 — зимове, яке використовується при температурі повітря мінус 5°С і вище.

Згідно із державними стандартами регламентуються такі основні фізико-хімічні показники дизельного палива: цетанове число, в’язкість, зольність, наявність сірки, механічних домішок та води, температура самозаймання, помутніння, застигання та ін.

Схильність палива до самозаймання оцінюється за цетановим числом: чим воно вище, тим коротший період затримки запалювання і легша робота дизеля.

Цетанове число визначають на спеціальній моторній установці, для автотракторних дизелів воно має бути 40...50.

Важливим фактором, який впливає на роботу паливної системи, є кінематична в’язкість (м2/с) палива. Її вимірюють у сантистоксах (сСт), якими характеризується текучість рідини. Чим густіше середовище, тим більшою кількістю одиниць оцінюється в’язкість. Підвищення температури палива зменшує в’язкість. Таким чином, застосування зимового малов’язкого палива влітку зумовить зниження продуктивності паливної групи дизеля. Тому вміст сірки у паливі для швидкохідних дизелів не може перевищувати 0,2 %.

Температура самозаймання палива характеризує його пожежонебезпечність при зберіганні, а температура застигання — можливість використання у холодних умовах без підігрівання.

Стандарти не допускають присутності у паливі механічних домішок та води. Найчастіше причинами виходу з ладу паливної апаратури є забруднення і обводнення палива під час транспортування, зберігання і заправки у польових умовах.

Перед заправкою паливо повинно відстоятися не менше 48 годин у спеціальних резервуарах, обладнаних поплавцями-забірниками. Заправка паливних баків тракторів повинна бути механізованою і провадитись закритим способом.

Сумішоутворення в дизельних двигунах

Для повного згоряння 1 кг дизельного палива теоретично необхідно 15 кг (12,5 м3) повітря. У циліндри дизеля надходить значно більше повітря ніж теоретично необхідно. Тому на кожний кілограм палива в циліндри подається не 15, а .24 кг повітря. За таких умов кожна частка палива матиме навколо себе необхідну для повного згоряння кількість кисню.

Наповнення циліндрів двигуна повітрям залежить також від способу його подачі. Застосування турбонаддуву дозволяє значно збільшити заряд повітря, який надходить у циліндри двигуна.

Підвищене наповнення циліндрів повітрям дає можливість подавати і спалювати більшу кількість палива, завдяки цьому потужність двигуна із турбонаддувом підвищується на 25...30%.

Паливо впорскується форсункою в циліндри двигуна під тиском, який в кілька разів перевищує тиск повітря в камері стиску зі швидкістю 150...500 м/с.

Суміш утворюється в циліндрах дизеля протягом тисячних часток секунди (0,002...0,003 с).

На процес приготування однорідної суміші впливає також форма камери згоряння. Нерозділена камера згоряння обмежена фасонним днищем поршня та поверхнями головки і стінок циліндра. Завдяки компактності цієї камери у дизелів з нерозділеною камерою згоряння менші теплові витрати, тому вони порівняно легко пускаються й економічніші. До однокамерних дизелів належать тракторні двигуни Д-21А, Д-120, Д-37Е, Д-144, Д-65М, Д-240, СМД-60, ЯМЗ-240Б та ін.

Тракторні дизелі з нерозділєними камерами згоряння можуть мати об’ємне або плівкове сумішоутворення. При об’ємному сумішоутворенні паливо рівномірно розпилюється по камері згоряння, при плівковому — основна його частина подається форсункою на гарячі стінки камери згоряння у вигляді тонкої плівки. Близько 5% разової подачі розпилюється у стисненому повітрі і забезпечує займання робочої суміші.

Робоча суміш у дизелях утворюється в циліндрах двигуна. Такі двигуни ще називають двигунами з внутрішнім сумішоутворенням, а карбюраторні двигуни — із зовнішнім сумішоутворенням.