Коррозийные свойства топлива

Содержание

 Введение                                                                               3

1. Схема питания дизелей                                                     5

2. Четырехтактный и двухтактный дизели                         6

3. Система питания дизеля ЯМЗ – 236                               8

4. Подкачивающий насос                                                    16

Заключение                                                                           17

Литература                                                                            18

 

 Введение

В отличие от карбюраторных  двигателей, в цилиндры которых поступает готовая горючая смесь из карбюратора, горючая смесь у дизелей образуется непосредственно в цилиндрах, куда топливо и воздух подаются раздельно. Это отличие определяет особенности устройства системы питания дизелей.

Вследствие особенностей рабочего процесса и главным образом  применением высокой степени сжатия дизели выгодно отличаются от карбюраторных двигателей меньшим (на 30...35%) расходом топлива. Этим объясняется широкое распространение дизелей на тяжелых грузовых автомобилях.

На отечественные дизельные  автомобили МАЗ, КрАЗ и БелАЗ устанавливают четырехтактные V-образные дизели Ярославского моторного завода (ЯМЗ) -- 6-цилиндровые ЯМЗ - 236, 8-цилиндровые ЯМЗ - 238 и 12-цилиндровые ЯМЗ - 240 мощностью соответственно 103, 176 и 220 кВт (180, 240 и 300 л. с). Все эти дизели унифицированы, т.е. многие детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов (гильзы цилиндров, поршни, шатуны, вкладыши, клапаны), а также некоторые приборы системы питания у них одинаковые.

На автомобилях КамАЗ  устанавливают также четырехтактные 8-цилиндровые дизели ЯМЗ - 740 мощностью 154 кВт (210 л. с). По устройству системы  питания все эти дизели близки друг к другу.

Дизельное топливо. Как и бензин, дизельное топливо представляет собой смесь получаемых при переработке нефти жидких углеводородов с различными температурами кипения. Дизельное топливо должно удовлетворять следующим основным требованиям: иметь определенные фракционный состав и вязкость, возможно низкую температуру застывания и самовоспламенения, возможно меньший период задержки воспламенения, малое содержание органических кислот и серы, отсутствие механических примесей и воды.

Для обеспечения хорошего смесеобразования дизельное топливо  должно иметь определенный фракционный состав. Определенная вязкость дизельного топлива необходима для обеспечения смазки топливной аппаратуры; при недостаточной вязкости ухудшаются условия смазки ее трущихся деталей. Чрезмерно высокая вязкость затрудняет подачу и впрыск топлива в цилиндры дизеля. Низкая температура застывания обеспечивает надежность работы автомобиля зимой, а низкая температура самовоспламенения -- легкий пуск холодного двигателя.

Для обеспечения мягкой работы дизеля необходимо, чтобы при сгорании топлива давление в цилиндрах нарастало плавно, что возможно при воспламенении топлива сразу же после поступления в цилиндры первых его частиц. Запаздывание воспламенения ведет к одновременному сгоранию значительного количества топлива, вызывающему резкое нарастание давления и жесткую работу двигателя.

Период задержки воспламенения  топлива оценивается цетановым числом. Цетановым числом дизельного топлива называется процентное (по объему) содержание цетана в такой смеси его с альфаметилнафталином, которая равноценна испытуемому топливу в отношении жесткости работы двигателя. Цетан -- углеводород с наименьшим, а альфаметилнафталин -- углеводород с наибольшим, принимаемыми за эталон пределами задержки воспламенения топлива. Чем больше , цетановое число, тем мягче работает дизель.

Коррозийные свойства топлива  зависят от содержания в нем органических кислот и серы, процентное содержание которых строго ограничивается. Содержание механических примесей и воды в дизельном топливе недопустимо, так как первые вызывают усиленный износ трущихся деталей топливной аппаратуры и засорение форсунок, а вторая приводит к образованию льда в топливопроводах в холодное время года.

Основные марки автомобильного дизельного топлива в СССР -- ДА (арктическое), ДЗ (зимнее) и ДЛ (летнее). Они отличаются друг от друга в основном фракционным составом и температурой застывания: чем ниже окружающая температура, тем должно быть больше в топливе легких фракций и ниже температура его застывания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Схема питания дизелей

В дизелях система питания  служит для подачи в цилиндры дизельного топлива под высоким давлением  в тонко распыленном виде, а  также для нагнетания воздуха.

Основными приборами и  деталями системы питания дизелей  являются: топливный бак 1; фильтры  грубой 5 и тонкой 6 очистки горючего; подкачивающий насос 13 для принудительной подачи горючего из бака к насос - форсункам; насос - форсунки 10 с распылителями 11, нагнетающие горючее под высоким давлением в цилиндры (насосы высокого давления могут быть расположены и отдельно от форсунок); трубки 2, 14, 15 и 7; указатель 4 уровня горючего с датчиком 3.

Схема системы питания  дизеля горючим:

1 - топливный бак; 2 и 12 - трубки; 3 - датчик указателя уровня горючего; 4 - указатель уровня горючего; 5 - фильтр грубой очистки; 6 - фильтр тонкой очистки; 7 - трубка; 8 - отводящая магистраль; 9 - подводящая магистраль; 10 - насос-форсунка; 11 - распылитель форсунки; 13 - подкачивающий насос; 14 и 15 - трубки; 16 - пробка отстойника

Из бака 1, снабженного  отстойником с пробкой 16, горючее  поступает по трубке 2 в фильтр грубой (предварительной) очистки 5 и, пройдя фильтр, в подкачивающий насос 13. Насос  нагнетает горючее через фильтр тонкой очистки 6 в подводящую магистраль 9.

Из подводящей магистрали нужное количество горючего нагнетается  насос - форсунками в цилиндры двигателя, излишки горючего стекают в отводящую магистраль 8, а из нее по обратной трубке - в топливный бак. Воздух, необходимый для полного сгорания дизельного топлива в цилиндрах двигателя, подается нагнетателем 2, пройдя предварительно очистку в специальном воздушном фильтре; очистка воздуха в дизелях имеет особо важное значение.

3. Четырехтактный и двухтактный  дизели

Отличительной особенностью рабочего цикла дизеля от карбюраторного и газового двигателей состоит в том, что в цилиндры поступает и сжимается в них не готовая горючая смесь, а чистый воздух.

Рабочий цикл в четырехтактном дизеле происходит следующим образом.

Схема работы четырехтактного  дизеля:

а - впуск; б - сжатие; в - рабочий ход; г - выпуск; 1 - поршень; 2 - впускной клапан; 3 - воздушный фильтр; 4 - выпускной клапан; 5 - цилиндр; 6 - форсунка; 7 - топливный насос высокого давления; 8 - выпускная труба.

Горючее (дизельное топливо) принудительно вводится в мелкораспыленном виде в конце такта сжатия. При этом горючее воспламеняется не электрической искрой, а под воздействием высокой температуры сжатого в цилиндрах воздуха.

Впуск. Поршень 1 опускается от верхней мертвой точки до нижней; впускной клапан 2 открыт, выпускной клапан 4 закрыт. Вследствие разрежения в цилиндре через воздушный фильтр 3 и впускной клапан 2 в цилиндр поступает атмосферный воздух.

Сжатие. Поршень движется от нижней мертвой точки до верхней; оба клапаны закрыты. Поднимаясь, поршень уменьшает объем воздуха, поступившего в цилиндры, в 12-20 раз; вследствие сильного сжатия температура воздуха повышается до 500 - 700° Ц.

Рабочий ход. В конце такта  сжатия в цилиндр дизеля впрыскивается  через установленную в головке  цилиндра форсунку 6 под большим  давлением (до 80-300 кг/см ² в одних типах дизелей и до 1500-1700 кг/см 2 - в других типах) горючее, подаваемое насосом 7. Соприкасаясь с горячим воздухом, мелкораспыленные частицы горючего воспламеняются и сгорают, повышая давление газов в цилиндре до 60-100 кг/см 2. При этом совершается рабочий ход поршня. Оба клапана во время рабочего хода остаются закрытыми.

Выпуск. Поршень 1 поднимается  из нижней мертвой точки в верхнюю, впускной клапан 2 закрыт, а выпускной клапан 4 открыт. Поршень, поднимаясь, вытесняет отработавшие газы в атмосферу через выпускную трубу 8.

Затем все процессы повторяются  снова в описанной последовательности.

В двухтактных дизелях  рабочий цикл совершается за два  хода поршня, или за один оборот коленчатого  вала.

В зависимости от способа  продувки цилиндра, т. е. очищения цилиндра от отработавших газов, различают дизели: а) с прямоточной продувкой; б) с  кривошипно-камерной продувкой.

Наиболее распространены двухтактные дизели с прямоточной  продувкой цилиндра от нагнетателя . Дизели, работающие по этой схеме, устанавливаются на автомобиле МАЗ-200 (дизель ЯA3 - 204).

Схема работы двухтактного дизеля с прямоточной продувкой:

а - продувка цилиндра; б - сжатие; в - впрыск горючего и начало рабочего хода; г - выпуск отработавших газов; 1 - воздушная полость (ресивер); 2 - нагнетатель; 3 - продувочные окна; 4 - форсунка; 5 - выпускной клапан; 6 - поршень.

Первый такт. При движении поршня от нижней мертвой точки до верхней происходит продувка цилиндра, заполнение его воздухом и сжатие воздуха.

Цилиндр продувается через  открытые продувочные окна 3 и выпускной  клапан 5 воздухом, поступающим под  небольшим давлением от нагнетателя 2 в воздушную полость 1 (ресивер) блока . После перекрытия продувочных окон 3 поршнем 6 и закрытия выпускного клапана 5 в цилиндре сжимается воздух . В конце сжатия в цилиндр через форсунку 4 впрыскивается под большим давлением горючее .

Второй такт. При движении поршня от верхней мертвой точки  до нижней происходят рабочий ход, выпуск и продувка .

Воспламенение, сгорание горючего и расширение продуктов сгорания происходят так же, как описано  ранее. Когда поршень пройдет  большую часть расстояния по направлению  к нижней мертвой точке, отработавшие газы выходят из цилиндра вследствие избыточного давления в нем через выпускной клапан 5, открываемый распределительным валом. Когда давление в цилиндре понизится и поршень 6 откроет продувочные окна 3, начнется продувка цилиндра воздухом, поступающим из полости 1. Затем все процессы будут повторяться в описанной последовательности.

4. Система питания дизеля  ЯМЗ - 236

К приборам, узлам и деталям, обеспечивающим подачу топлива в  цилиндры дизеля ЯМЗ - 236, относятся топливный бак 1, подкачивающий насос 7, фильтры грубой 12 и тонкой 4 очистки топлива, насос высокого давления 2, форсунки 5, топливопроводы низкого и высокого давления. Подкачивающий насос 7 засасывает топливо из бака 1 через фильтр 12 грубой очистки и подает его через фильтр 4 тонкой очистки к насосу 2 высокого давления, от которого топливо поступает к форсункам 5, распыливающим его в камерах сгорания цилиндров.

Атмосферный воздух поступает  в цилиндры дизеля через воздушный  фильтр и впускной трубопровод. Отработавшие газы отводятся из цилиндров в  атмосферу через выпускной трубопровод  и глушитель. Топливные баки дизельных автомобилей устроены так же, как и баки автомобилей с карбюраторными двигателями;

Топливные фильтры. Топливо, поступающее к насосу высокого давления и форсункам, не должно содержать механических примесей, могущих вызвать повреждение или повышенный износ изготовленных с высокой точностью деталей топливной аппаратуры. Поэтому в системе питания дизелей топливо многократно фильтруют. У дизеля ЯМЗ - 236 имеются следующие топливные фильтры: сетчатый, на конце топливозаборной трубки в баке; грубой очистки, установленный в баке; тонкой очистки, помещенный между подкачивающим насосом и насосом высокого давления; во входном отверстии форсунок. В фильтре грубой очистки установлен фильтрующий элемент, состоящий из сетчатого каркаса, на который навит в несколько слоев ворсистый хлопчатобумажный шнур, а в фильтре тонкой очистки -- фильтрующий элемент с набивкой из минеральной ваты, пропитанной клеящим веществом. Фильтр тонкой очистки снабжен перепускным клапаном, пружина которого рассчитана на давление 160...170 кПа (1,6...1,7 кгс/см 2). Если давление в фильтре превышает эту величину, клапан открывается и перепускает часть топлива из фильтра через присоединенную к нему трубку 10 в топливный бак. Благодаря этому в фильтре и топливопроводе, соединяющем фильтр с насосом высокого давления, поддерживается приблизительно постоянное давление.

Воздушный фильтр по устройству и принципу действия аналогичен инерционно-масляным воздушным фильтрам карбюраторных двигателей. Топливный насос высокого давления подает под высоким давлением в цилиндры дизеля требуемое количество топлива в строго определенные моменты. У двигателя ЯМЗ - 236 насос установлен между правым и левым рядами цилиндров. Вал насоса приводится во вращение валом привода, шестерня которого находится в зацеплении с шестерней распределительного вала дизеля. Частота вращения вала насоса вдвое меньше частоты вращения коленчатого вала дизеля. За два оборота коленчатого вала, в течение которых в каждом из цилиндров дизеля произойдет по одному рабочему ходу, вал насоса повернется на один оборот и насос осуществит впрыск топлива во все цилиндры.

В корпусе 17 насоса высокого давления установлен на шариковых (у  насосов последних выпусков -- на роликовых) подшипниках кулачковый вал 32.

Каждый из кулачков 31 вала приводит в действие секцию насоса, представляющую собой одноплунжерный насос высокого давления, обслуживающий один цилиндр дизеля. Секция состоит из гильзы 11, внутри которой помещается плунжер 7, нагнетательного клапана 14 и роликового толкателя 29. Плунжер может перемещаться в гильзе вверх и вниз. На проточке нижнего конца плунжера установлена опорная шайба 27 пружины 26, которая верхним концом упирается через шайбу в головку насоса. Давлением пружины опорная шайба прижата к регулировочному болту 28 толкателя 29, а ролик 30 толкателя -- к кулачку 31 вала насоса.