Двигатели внутреннего сгорания лекция 5 Система питания преподаватель Захаров

Захаров А.Ю.
МГТУ им. Н.Э.Баумана
Кафедра СМ-10 «Колесные машины»

ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ТОПЛИВО
Топливом для двигателей с искровым зажиганием

обычно служит бензин.
Одной из наибо­лее важных характеристик бензина является октановое число, которое указывает на спо­собность топлива сопротивляться детонации — сгоранию с очень высокой скоростью, при­водящей к резкому повышению температуры и давления, что может привести к разруше­нию деталей двигателя.
Октановое число, полученное исследовательским методом, обычно характеризует способность топлива сопротивляться детонации при разгоне, а моторным методом — со­противление детонации при постоянной высокой скорости и нагрузках.
Независимо от того, каким способом определено октановое число, оно может быть увеличено применением различных добавок к топливу. В течение многих лет с этой целью использовались добавки, содержащие свинец. Сейчас они запрещены, не только из-за того, что свинец отравляет атмосферу, но и в связи с тем, что наличие свинца в топливе выводит из строя каталитиче­ские нейтрализаторы (устройства для снижения вредных компонентов в отработавших га­зах, о которых будет рассказано ниже). Этилированный бензин (с добавками свинца) сей­час запрещен к применению в большинстве стран. Соответствующее октановое число вплоть до 98 (по исследовательскому методу) обеспечивается применением специальных топливных присадок.
Бензин не единственное топливо, которое может использоваться в двигателях с искро­вым зажиганием. Существует много альтернативных видов топлива, различные спирты (эта­нол и метанол), водород, углеводородные газы, такие как сжиженный нефтяной газ, смесь пропана и бутана и природный газ (метан). Ни один из этих видов топлива не может быть ис­пользован непосредственно, и любой из бензиновых двигателей требует модификации для их использования.

воздухом такого состава, который обеспечивает возможность ее сгорания.
Рабочая смесь –

горючая смесь, поступившая в цилиндры двигателя и смешавшаяся с остаточными газами.
Коэффициент избытка воздуха (a)
– это отношение действительного количества воздуха (Lд) к теоретически необходимому (Lo).
a=Lд/Lo

топлива – 15 кг воздуха для полного сгорания
Бедные смеси

a>1
обедненная (экономичная) – a=1,05-1,15;
нижний предел воспламеняемости a=1,35.
Богатые смеси a<1
обогащенная (мощностная) – a=0,8-0,95;
верхний предел воспламеняемости – a=0,4.

увеличение содержания топлива в смеси (обогащение) делает смесь невоспламеняемой (α=0.4

и менее).

Нижний предел воспламеняемости -такой состав смеси, при котором дальнейшее уменьшение содержания топлива в смеси (обеднение) делает смесь невоспламеняемой (α=1.3…1.4) и более.

Смесь топлива с воздухом способна гореть в пределах изменения коэффициента избытка воздуха от 0,4 до 1,4.

состава
При работе на обедненной смеси (α=1.05…1.15) мощность двигателя несколько снижается

из-за уменьшения скорости сгорания смеси. Но, благодаря наличию избыточного кислорода, в этом случае удается наиболее полно сжигать топливо, в результате чего снижается удельный расход топлива и повышаются экономические показатели двигателя.

обогащенные смеси - смеси мощностного состава
Обогащенные смеси (α=0.85…0.92) сгорают обычно с максимальными скоростями, в результате чего давление газов в цилиндрах к началу рабочего хода поршня увеличивается. Поэтому при работе на обогащенной смеси двигатель развивает наибольшую мощность при несколько повышенном расходе топлива вследствие недостаточно полного его сгорания.

удаления частиц распылённого в воздухе топлива горит медленно, давление газов

в цилиндре уменьшается, а следовательно, мощность двигателей понижается. Вследствие медленного горения смеси большая часть тепла поглощается стенками цилиндров и ОЖ, двигатель перегревается, работает неустойчиво, возрастает расход топлива.

Богатая смесь (α=0.4…0.85)
образуется из-за большого недостатка кислорода, сгорает не полностью, что вызывает снижение мощности двигателя при значительном расходе топлива. Несгоревшие частицы топлива в виде нагара отлагаются в камере сгорания, а также выбрасываются через выпускные трубопроводы и глушитель в виде черного дыма.
Догорание несгоревшего топлива в выпускном трубопроводе сопровождается хлопками и выстрелами в глушителе.

На режимах средних нагрузок для снижения расхода топлива (на которых

большую часть времени работает автомобильный двигатель) желательно обеспечить работу на обедненных смесях (на 1 весовую часть бензина приходится 15,0-16,5 частей воздуха).
При пуске холодного двигателя необходимо обогащать смесь, поскольку конденсация топ­лива на холодных поверхностях камеры сгорания ухудшает пусковые свойства двигателя
Некоторое обогащение горючей смеси требуется при работе на холостом ходу, при необхо­димости получения максимальной мощности, резких ускорениях автомобиля.

камеры, 4- распылитель, 5- воздушная заслонка, 6- диффузор, 7- дроссельная

заслонка, 8- смесительная камера. 9- топливный жиклер, 10- поплавок, 11- поплавковая камера.

очистки воздуха
Система приготовления и подачи горючей меси
Система выпуска

отработавших газов

(ТБ);
3 – топливный кран (ТКр);
4 – фильтр грубой очистки (ФГр);
5

– топливный насос (ТН);
6 – фильтр тонкой очистки (ФТ);
7 – воздушная заслонка;
8 – воздушный канал;
9 – воздушный фильтр;
10 – карбюратор;
11 – впускной коллектор;
12 – цилиндры двигателя;
13 – выпускные коллекторы;
14 – приемные трубы глушителя;
15 – газоотборник (ГО);
16 – глушитель;
17 – выпускная труба;

Инжекторный
1, 2 – топливные баки (ТБ);
3 – топливный кран (ТКр);
4 – фильтр заборник(ФЗ);
5 – топливный насос (ТН);
6 – фильтр тонкой очистки (ФТ);
7 – воздушная заслонка;
8 – воздушный канал;
9 – воздушный фильтр;
10 – топливная рампа;
11- форсунка;
12- регулятор давления топлива;
13 – впускной коллектор;
14 – цилиндры двигателя;
15 – выпускные коллекторы;
16 – приемные трубы глушителя;
17 – каталитический нейтрализатор (КН);
18 – глушитель;
19 – выпускная труба;
20- датчики

шланга, 4 – мембрана, 5- клапан, А-топливная полость, Б- вакуумная

полость

работы двигателя. Также нельзя обойти вниманием такие важные функции, как

улучшение эксплуатационных качеств ДВС и очистку отработанных газов перед выбросом в атмосферу.

скорости, температуры, пульсации

-5–топливная магистраль
4 – фильтр тонкой очистки
6 – форсунки
7 - ТНВД

– комбинированный наддув