Лекция №2. Классификация систем питания двигателей 1. Классификация моторных

систем питания ДВС.

3. Система питания карбюраторного двигателя.

4. Системы питания дизельных

двигателей.

жидкие, газообразные и твердые. Наиболее распространены жидкие и газообразные топлива.
Моторные

топлива

Жидкие

Газообразные

Твердые

Бензин

Дизельное
топливо

Биоэтанол

Масла
растительные

Биодизель

Нитрометан

Сжиженный газ

Сжатый газ

Синтезированный газ

Водород

Угольная пыль

Угольная
суспензия

Порошки
металлов

нефти, керосин, бензин, дизельное топливо, газойль, соляр, мазут);
- синтетические (этанол,

диметиловый эфир, синтетический бензин);
- топлива, получаемые при переработке органического сырья (биоэтанол, рапсовое масло и его производные – биодизель, метиловый эфир рапсового масла).
Нитрометан используется в качестве топлива для спортивных автомобилей.
Для сжигания 1 кг бензина требуется 14,7 кг воздуха.
Для сжигания 1 кг нитрометана требуется 1,7 кг воздуха.
То есть в одном и том же количестве воздуха нитрометана можно сжечь в 8,7 раз больше, чем бензина.
Бензин выделяет 42…24 МДж/кг энергии, нитрометан – 11,3 МДж/кг.
Таким образом, нитрометан позволяет получить в 2 раза больше мощности, чем бензин.

сгорания.
Вещество, содержащее закись азота и горючую смесь, впрыскивается во впускной

коллектор двигателя, что приводит к следующим результатам:
- увеличивается содержание кислорода в поступающем заряде (воздух содержит лишь 21% кислорода по весу);
- повышается скорость сгорания топлива.
В следствие этого происходит более полное сгорание топлива, повышаются мощностные характеристики и крутящий момент.
Газообразные топлива могут быть получены из природных источников (природный газ, попутный газ) либо при переработке органического сырья.
Синтез-газ – монооксид углерода СО.
Водород также можно отнести к газообразным топливам, но его получение и хранение сопряжено с множеством трудностей. Водород взрывоопасен.
Твердые топлива в виде порошков могут ограниченно применяться в дизельных двигателях, оснащенных соответствующей системой питания.
Однако это топливо обладает высокими абразивными свойствами, что приводит к быстрому выходу системы питания из строя.

внутренним
смесеобразованием
Карбюраторные
Центральный впрыск
Распределенный впрыск
Газовая
Непосредственного
действия
Аккумуляторная
С индивидуальными ТНВД или насос-форсунками
Газодизельная
Непосредственный впрыск бензина (GDI)

– карбюраторе.
В основе действия такой системы лежит процесс карбюрации –

всасывания бензина через жиклер в смесительную камеру под действием разрежения в диффузоре.
Недостаток – низкое качество смешивания компонентов ТВС и, как следствие, высокий расход топлива.
При центральном впрыске топливо впрыскивается через одну форсунку в смесительную камеру, где смешивается с воздухом, образуя ТВС.
При распределенном впрыске ТВС готовится для каждого цилиндра отдельно.
Впрыск топлива форсунками осуществляется попарно.
Эта система еще более экономична, т.к. дозирование осуществляется на основе анализа целого ряда показателей, таких как:
- частота вращения коленчатого вала;
-температура окружающего воздуха и охлаждающей жидкости;
- массовый расход воздуха;
- скорость автомобиля и т.п.

карбюраторного двигателя
1 – топливный бак; 2 – указатель уровня

топлива; 3 – заливная горловина с пробкой; 4 – фильтр грубой очистки; 5 – топливный насос; 6 – фильтр тонкой очистки топлива; 7 – воздушный фильтр; 8 – карбюратор; 9 – впускной коллектор; 10 – выпускной коллектор; 11 – выхлопная труба; 12 – глушитель

крепления бака; 3 – указатель уровня топлива; 4 – датчик;

5 – корпус бака; 6 – крышка горловины топливного бака; 7 – кран

а – грубой очистки; б – тонкой очистки с керамическим фильтрующим элементом; 1 – прокладка; 2 – корпус;
3 – стяжной болт; 4 – топливопровод от топливного бака; 5 – прокладка фильтрующего элемента;
6 – фильтрующий элемент; 7 – стойка фильтрующего элемента; 8 – отстойник;
9 – пробка сливного отверстия;
10 – выходной топливопровод;
11 – пластина фильтрующего элемента; 12 – отверстия для прохода топлива;
13 – выступ; 14 – отверстия для стоек;
15 – впускное отверстие; 16 – корпус;
17 – выпускное отверстие; 18 – прокладка; 19 – фильтрующий элемент; 20 – стакан-отстойник

нагнетательный клапан;
5 диафрагма; 6 пружина; 7 рычаг ручной подкачки

Карбюратор

Простейший карбюратор:
1 – смесительная камера; 2 – дроссельная заслонка; 3 – диффузор; 4 – воздушный патрубок; 5 – распылитель;
6 – поплавковая камера; 7 – поплавок;
8 – жиклер; 9 – запирающая игла;
10 – воздушное отверстие

с воздухом в определенной пропорции.
При смешивании горючей смеси с остаточными

газами в цилиндре получается рабочая смесь.
Главной характеристикой горючей смеси является коэффициент избытка воздуха α.
Коэффициент избытка воздуха равен единице, когда в ней содержится количество воздуха, равное необходимому для полного сгорания порции топлива.
Если α<1, то смесь богатая, так как она содержит воздуха меньше теоретически необходимого для полного сгорания количества (топлива много, воздуха мало); если α>1, то смесь бедная (топлива мало, воздуха много).
Различают следующие виды горючих смесей:
0,7<α<0,85 – богатая;
0,85<α<0,95 – обогащенная;
α=1 – нормальная;
1,05<α<1,15 – обедненная;
1,15<α<1,20 – бедная.

как топливо плохо испаряется. Чтобы к моменту воспламенения рабочей смеси

в цилиндре находилось достаточное количество паров топлива, смесь необходимо сильно обогатить.

1 – распылитель; 2 – воздушная заслонка;
3 – воздушный жиклер; 4 – топливный колодец;
5 – трубка; 6 – поплавковая камера; 7 – главный жиклер; 5 – дроссельная заслонка; 9 – диффузор; 10 – клапан; 11 – пружина; 12 – смесительная камера

2. Система холостого хода.

1 – распылитель; 2 – воздушная заслонка;
3 – воздушный жиклер; 4 – топливный колодец; 5 – трубка; 6 – поплавковая камера;
7 – главный жиклер; 8 – дроссельная заслонка;
9 – диффузор; 13 – отверстие в поплавковой камере; 14 – топливный жиклер системы холостого хода; 15 – канал системы холостого хода; 16 и 18 – отверстия системы холостого хода; 17 – регулировочный винт

4 – топливный колодец; 5 – трубка; 6 – поплавковая

камера; 7 – главный жиклер;
8 – дроссельная заслонка; 9 – диффузор

3. Главная дозирующая система.

4. Экономайзер (эконостат).

1 – жиклер полной мощности;
2 – тяга; 3 – пружина; 4 – клапан экономайзера; 5 – шток; 6 – главный жиклер; 7 – смесительная камера;
8 – дроссельная заслонка

с режима малых нагрузок на режим максимальных нагрузок карбюраторы оборудованы

ускорительными насосами, которые могут быть установлены отдельно или объединены с экономайзерами.

2 – тяга;
3 – пружина;
7 – смесительная камера;
8 – дроссельная заслонка;
9 – жиклер ускорительного насоса;
10 – рычаг;
11 – обратный клапан;
12 – поршень;
13 – поводок;
14 – клапан ускорительного насоса

двигатель является двигателем с внутренним смесеобразованием, так как горючая смесь

готовиться непосредственно в камере сгорания. В соответствии с этим топливная аппаратура дизельного двигателя должна обеспечить следующее:

1) высокое давление впрыска, необходимое для тонкого распыливания топлива;
2) равномерное распределение топлива в камере сгорания в соответствии с ее формой в целях образования равномерной смеси топлива и воздуха и эффективного использования воздуха, заполняющего камеру;
3) точную дозировку порции впрыскиваемого топлива для подачи его в камеру сгорания, а также возможность изменения дозировки порции в зависимости от режима работы двигателя;
4) впрыск топлива в камеру сгорания в определенный момент рабочего процесса с требуемой продолжительностью по наивыгоднейшему закону впрыска и под давлением, обеспечивающим тонкое распиливание и распределение топлива в камере;
5) равные условия впрыска для всех цилиндров двигателя при различных режимах его работы (момент начала подачи, ее продолжительность и момент конца подачи отсечка); последовательность подачи в соответствии с порядком работы двигателя;
6) длительную работоспособность без изменения начальных регулировок и без износов, влияющих на работу двигателя.

высокого давления; 3, 6, 8, 12 – подающие топливопроводы; 4

– топливный насос высокого давления; 5 – регулятор частоты вращения коленчатого вала; 7 – топливный насос низкого давления; 9 – фильтр тонкой очистки; 10 – фильтр грубой очистки; 11 – заливная горловина с фильтром; 13, 16 – сливные топливопроводы; 14 – приемный фильтр; 15 – топливный бак

автомобильный;1 — пробка сливной горловины; 2и4 — трубки;
3 —

корпус; 5 — распределитель потока топлива; 6 — нажимное кольцо; 7 — стакан;
8 и 10 — сетчатый и пластинчатый фильтрующие элементы; 9 — успокоитель;
11 — отверстия; 12 — стержень; 13 — пластины;
14 — выступ; А и Б — отверстия для входа и выхода топливаР

Фильтры тон­кой очистки топлива:
а и б — двухсекцион­ные; в — односекционный; г — схема работы двухсекционного фильтра дизеля;
1 — корпус; 2 — фильтрующий элемент; 3 — трубка для выпуска воздуха; 4 — крышка; 5 — продувочный вентиль; 6 — шариковый клапан;
7 — сливная пробка; 8 — болт сливных отверстий; 9 — запорный шарик; 10 — пружина; 11 — стяжная шпилька;
12 — гайка стяжной шпильки; 13 — штуцер отводатоплива к насосу высокого давле­ния; 14 — штуцер подвода
топлива из подка­чивающей помпы; 15 — двухходовой кран; 16 и 17 — фильтрующие элементы первой и второй секций; 18 — керамический фильтрующий элемент; 19 — стакан-отстойник; 20 — скоба крепления; А — отверстие для
входа топлива в фильтр; Б — отверстие для выхода очищен­ного топлива из фильтра;
В и Г — каналы для отвода топлива из второй и первой ступеней очистки

и впускной клапаны;
4 и 12 — выпускной и
впускной топли­вопроводы;
8 —

рукоятка.

П-образный
канал;
3 — топливоподводя-
щий штуцер;
4 и 6 — перепускной и
нагнетательный клапаны;
5

—штуцер;
7 — плунжер;
8 — рейка;
9 — толкатель;
10 — эксцентрик;
11 — кулачковый вал;
12 — шлицевая втулка;
13 — установочный фланец;
14 — стопорный винт;
15 — корпус

Схема работы секции топливного насоса:
а — заполнение гильзы топливом;
б — подача топлива в форсунку;
в — конец подачи топлива (отсеч­ка);
1 — плунжер; 2 — гильза;
3 — седло нагнета тельного клапана;
4 — впускная часть П-образного канала;
5 — нагнетательный клапан;
6 — пружина;
7 — перепускное
отверстие гильзы

— головка насоса; 3 — впускное отверстие; 4 — гильза

плунжера; 5 — плунжер;
6 — промежуточная шестерня; 7 — зубчатая втулка;
8 — пружина; 9 — кулачок; 10 — толкатель;
11 — болт толкателя; 12 — рычаг поводка дозатора; 13 — дозатор; 14 — нагнетательный канал; 15 и 16 — обратный и нагнетательный клапаны; 17 — упор нагнетательного клапана

Схема работы секции
распределительного насоса: д — разгрузка топлй- 5 и 7 —нагнетательный и обратный клапаны
1 — штуцер; 6 — распределитель-
а — всасывание; 2 — впускное отвер-
б — нагнетание; стие гильзы; 8 — дозатор;
в — конец подачи; 3 — плунжер; 9 — отсечное отверстие
г — отсечка; 4 — гильза;

регулировочный винт;
3 — контргайка;
4 — пружина;
5 — тарелка;
6 — сетчатый

фильтр;
7 — штуцер для подсоединения топливопровода;
8 — штанга;
9 — канал подвода топлива в распылитель;
10 — корпус форсунки;
11 — игла распылителя;
12 — корпус распылителя;
13 — гайка распылителя;
14 — прокладка;
15 — камера распылителя

21 — выходные патрубки; 2 и 17 — корпуса; 3

— шпилька; 4 и 19 — входные
патрубки; 5 — стяжной хомут; 6 — патрубок инерционного очистителя;
7 — защитная сетка; 8 — завихритель; 9 — колпак; 10 — гайки-барашки;
11 и 20 — крышки; 12 и 13 — основной и дополнительный фильтры-патроны;
14 — индикатор засоренности воздухоочистителя; 15 — нижняя крышка;
16 — наружный защитный кожух; 18 — кронштейн крепления фильтрующего элемента;
22 — патрубок отсоса пыли эжектором; 23 — фильтрующий элемент;
24 — внутренний защитный кожух; 25 — трубка эжектора

Комбинированные воздухоочистители:
а — тракторный трехступенчатый; б — автомобильный двухступенчатый; в — схема индикатора засоренности;
1 — поддон; 2 и 14 — фильтрующие элементы (из капроновой путанки);
3 и 18 — корпуса; 4 — выходной патру-ок очищенного воздуха; 5 — завихритель;
6 — инерционный очиститель; 7 — окно для удаления пыли; 8 — сетка;
9 — заборная труба; 10 — опорная обойма; 11 — головка; 12 — чашка для направления потока воздуха и масла; 13 — корпус фильтра; 15 — крышка; 16 — трубка; 17 — колпачок;
19 — смотровое окно