Смесеобразование в дизелях протекает внутри цилинд­ров двигателя за очень короткие промежутки времени, исчи­сляемые тысячными долями секунды.

Для получения одно­родной смеси тонкораспыленного топлива (частички диамет­ром 0,002...0,003 мм) с достаточным количеством воздуха в дизелях применяют ряд специальных конструктивных и эксплуатационных мер.

В связи с кратковременностью процесса смесеобразова­ния в дизеле и необходимостью получения весьма однород­ной смеси в цилиндры дизеля поступает значительно больше воздуха, чем это теоретически необходимо (а = 1,2... 1,7). Только при таких условиях каждая частичка топлива имеет вокруг себя необходимое для полного сгорания количество кислорода.

Наилучшее наполнение цилиндров очищенным воздухом достигается снижением сопротивления воздухоочистителя и впускных каналов, применением специальных турбоком­прессоров (турбонаддув), оптимальным выбором продолжительности фазы впуска.

Достаточное количество воздуха в цилиндре и тонкое распыливание топлива являются необходимыми, но недо­статочными условиями для получения однородной смеси, полностью сгорающей в цилиндре.

Важный фактор, способствующий приготовлению одно­родной смеси, — образование интенсивных воздушных по­токов в камере сгорания.

Показатели работы дизеля зависят не только от качества смесеобразования, но и от полноты и своевременности сгорания впрыскиваемого топлива.

Подача топлива в цилиндры дизеля должна происходить с некоторым опережением (до прихода поршня в в. м. т.). В этом случае топливо успевает до воспламенения частично испариться и тщательно перемешаться с воздухом, а образовавшаяся при этом смесь сгорает достаточно полно и дает максимальное давление га­зов сразу же после перехода поршнем в. м. т.

Камеры сгорания дизельных двигателей бывают неразделенного и разделенного типа.

Читать далее

Неисправности приборов системы питания — наиболее частая причина затруднительного пуска и работы двигателя с перебоями и повышенным расходом топлива. Подтекание топлива, нарушение его подачи, переобеднение или переобо­гащение горючей смеси — таковы основные неисправности, являющиеся результатом недостаточного и несвоевременного технического обслуживания приборов системы питания.

Недостаточная подача топлива в карбюратор вызывается засорением фильтров и топливопроводов, неисправностями бензонасоса, замерзанием воды в топливопроводах и отстойниках.

Переобогащение смеси наступает вследствие повышения уровня топлива в поплавковой камере, увеличения проход­ных сечений топливных жиклеров в результате естествен­ного износа или чистки их твердыми предметами (проволо­кой, шилом и т. п.), засорения воздушных жиклеров, не­полного открытия воздушной заслонки из-за неисправности ее привода.

Обеднение смеси происходит от недостаточной подачи топлива в карбюратор, снижения уровня топлива в поплав­ковой камере, засорения топливных жиклеров и распыли­телей, подсоса воздуха через неплотности карбюратора и впускного трубопровода.

Обслуживание воздушного фильтра заклю­чается в контроле его крепления, промывке фильтрующего элемента и периодической смене масла.

Техническое обслуживание бензонасоса состоит в систематической проверке его герметичности и устранении возможных подтеканий топлива, в промывке сетчатого фи­льтра, проверке состояния клапанов и диафрагмы и конт­роле создаваемых насосом давления и разрежения. Не рекомендуется разбирать бензонасос без крайней необхо­димости. Это делают в том случае, если возникшие неис­правности нельзя устранить продувкой и промывкой на­соса.

К основным операциям технического обслуживания кар­бюратора относятся: проверка уровня топлива в поплавко­вой камере, удаление из нее отстоя, продувка жиклеров или периодический контроль их пропускной способности.

От уровня топлива в поплавковой камере за­висит состав горючей смеси. Повышение уровня приводит к неоправданному обогащению горючей смеси и, следова­тельно, перерасходу топлива. Снижение уровня ухудшает приемистость двигателя, вызывает вспышки во всасываю­щем трубопроводе и карбюраторе и приводит к перерасходу топлива.

Читать далее

Карбюрация — это процесс приготовления горючей сме­си. Процесс карбюрации осуществляется в специальном приборе — карбюраторе.

При средних нагрузках двигателя (40...90 % от полной нагрузки) горючая смесь должна быть обедненной, обеспе­чивающей экономичную работу.

Работа двигателя с полной нагрузкой возможна при обо­гащении горючей смеси, при которой двигатель может раз­вивать наибольшую мощность.

Таким образом, карбюратор должен приготавливать го­рючую смесь такого состава, который бы соответствовал за­данному режиму работы двигателя: при запуске — а = 0,5...0,6; при работе на холостом ходу и с малыми на грузками а = 0,6. ..0,8; при средних нагрузках а = = 1,1...1,15; при полной загрузке а = 0,85...0,90.

Рис. 41. Схема простейшего кар­бюратора:

1 — дроссельная заслонка; 2 —диф­фузор; 3 — канал диффузора; 4 — распылитель; 5 — воздушная за­слонка; 6 — атмосферный канал; 7 — игольчатый клапан; 8 — поп­лавок; 9 — поплавковая камера; 10 — жиклер; В — воздух; Т — то­пливо; ГС — горючая смесь.

Простейший карбюратор, схема которого показана на рисунке 41, работает так. Топливо через игольчатый клапан 7 подается в поплав­ковую камеру 9 и поплав­ком 8 с клапаном 7 поддер­живается на постоянном уро­вне. При такте всасывания разрежение из цилиндра пере­дается в смесительную камеру (канал диффузора) 3 карбю­ратора, вследствие чего соз­дается перепад давлений ат­мосферного и внутри цилин­дра. При открытой воздушной заслонке 5 поток воздуха из атмосферы устремляется в цилиндр, проходя через кар­бюратор. В горловине диффузора 2, куда выходит рас­пылитель топлива 4, скорость потока воздуха макси­мальная, а следовательно, наилучшие условия для под­соса топлива из поплавковой камеры и его распыления. Топливо из поплавковой камеры 9, в которой благодаря каналу 6 поддерживается атмосферное давление, через от­верстие с ограниченной пропускной способностью (жик­лер) 10 и распылитель 4 поступает в смесительную камеру 3 и перемешивается с потоком воздуха. 

Количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, регулирует дроссельная заслонка 1. Чем больше открыта дроссельная заслонка, тем большее количество горючей смеси поступает в цилиндры.

Читать далее

Процесс сгорания топлива — это процесс его окисле­ния. Для горения топлива в цилиндрах двигателя исполь­зуется кислород, содержащийся в атмосферном воздухе. Наиболее полно сгорает топливо в том случае, если оно раздробляется на мельчайшие частички (испаряется) и тщательно перемешивается с достаточным количеством воздуха.

Смесь топлива с воздухом, как уже отмечалось, назы­вается горючей смесью. В цилиндрах к горючей смеси при­мешиваются отработавшие газы (примерно 6...18 %) и по­лучается рабочая смесь, на которой фактически работает двигатель.

Состав горючей смеси определяется соотношением массо­вого количества топлива и воздуха. Зная массовую концент­рацию кислорода в воздухе (около 23%), можно рассчитать количество воздуха, необходимое для сгорания опре­деленной массы топлива известного химического состава. Так, например, для полного сгорания 1 кг бензина необ­ходимо около 15 кг воздуха.

Смесь, в которой на 1 кг топлива приходится теорети­чески необходимое (расчетное) количество воздуха L₀, назы­вается нормальной.

Фактически в цилиндр поступает действительное количе­ство воздуха L_s на каждый 1 кг топлива. Отношение дейст­вительного количества воздуха к теоретическому назы­вается коэффициентом избытка воздуха:

Читать далее

Очистка воздуха ограничивает попадание в цилиндры двигателя пыли, которая содержится в окружающем воз­духе.

Рис. 39. Способы очистки воздуха:

а — фильтрующий:  б — инерционный с поступательным движением потока воздуха;   в — центробежный;    г — контактно-фильтрующий;  

1 — фильтрую­щие элементы; 2 — циклон; 3 — выходная горловина для  примесей; 4— на­правляющая труба; 5 — масло.

Содержание пыли в воздухе колеблется в зависимости  от условий работы трактора. Так, при движении по асфаль­тированной дороге в городе засасываемый в двигатель воздух содержит 0,0003 г/м³ пыли, при движении по пыль­ной дороге —0,1 г/м³ и при работе трактора в особо пыль­ных условиях — 1,3... 1,6 г/м³.

Содержащаяся в воздухе пыль состоит на 75 % из крем­незема, который, попадая в двигатель, приводит к весьма интенсивному износу кривошипно-шатунного механизма и других деталей двигателя. При отсутствии очистки воз­духа износ трущихся поверхностей двигателя возрастает в 4... 10 раз. Современные воздухоочистители улавливают примерно 95...99 % пыли, содержащейся в воздухе.

Чтобы не снижать наполнение цилиндров двигателя свежим зарядом, воздухоочистители должны обладать как можно меньшим сопротивлением. Сопротивление современных воздухоочистителей составляет 4...5 кПа.

Существует несколько способов очистки воздуха.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Топливные фильтры очищают топливо как путем продавливания его через специальные пористые элементы, так и методом отстаивания.

Работает топливный фильтр так (рис. 36). Неочищен­ное топливо вводится с помощью подкачивающего насоса в полость 3 корпуса 2 фильтра через подводящий топливный капал 1. Скорость протекания топлива через расширенную внутреннюю полость фильтра замедляется, вслед­ствие чего вода и тяжелые механические примеси осаждаются на дно корпуса фильтра. Топливо же проходит через поры фильтрующего элемента 4 и очищается от примесей, которые по размерам не могут пройти через филь­трующие поры.

Выделенные из топлива примеси остаются на наружной поверхности фильтрующего элемента, а очи­щенное топливо через отверстия в крышке 5 поступает к отводящему топливному каналу 6.

Рис. 36. Пластинчатые топливные фильтры:

а — схема работы: б и в — пластинчатые фильтрующие элементы: 

1 — подводящий топливный канал; 2 — корпус; 3 — внутренняя полость фильтра: 4 - фильтрующий элемент; 5 — крышка корпуса; 6 — отводящий топливный канал; 7 - латунные кольца с отверстиями и выступами; 8 — выступы на пластинах.  9 — отверстия для прохождения топлива; 10 — круглая пластинка; 11 — звездообразная пластинка.

Рис. 37. Фильтр ФГ-1 грубой очистки топлива дизелей:

1  и  2 — полые болты;   3 — крышка; 4 — распределитель; 5 — фильтрующий элемент; 6 — стакан; 7 — успокоитель; А, Б и В — полости.

Различают топливные фильтры грубой и тонкой очистки.

Фильтры грубой  очистки топлива предназначены для выделения из топлива меха­нических примесей размером 0,05...0,07 мм. Их фильтрующий элемент состоит из набора латунных пластинок(пластин­чатый) или выполняется сетчатым.

Наборы пластинок могут выполняться в виде колец с выступами и отверстиями, высота которых 0,05 мм (рис. 36, б). 

На рисунке 36, в показаны круглые 10 и звездообраз­ные 11 пластинки, из которых также комплектуется филь­трующий элемент грубой очистки. Пластинки нанизыва­ются на шестигранный стержень поочередно: круглая, звездообразная и т. д. Звездообразные пластинки имеют толщину 0,05...0,07 мм, следовательно, таким же будет расстояние по высоте между двумя соседними круглыми пластинками. Топливо здесь фильтруется, проходя через щели между пластинками.

Сетчатый фильтр грубой очистки (ФГ-1), показан на рис. 37, он работает следующим образом. Топливо, засасываемое подкачивающей помпой из топливного бака, поступает в фильтр через полый болт 1.

Читать далее

Топливо для питания двигателя трактора и автомобиля размещается в топливном баке. Его емкость рассчитана на непрерывную работу трактора в течение не менее 10 ч.

Топливные баки изготавливают из листовой стали. Их форма зависит от места расположения и должна обеспечи­вать хорошую вписываемость при общей компоновке меха­низмов и узлов трактора.

Рис. 1. Схемы питания двигателей:

а — дизельного; 1 — топливный баи; 2 — фильтр-отстойник; 3 — подкачива­ющий насос; 4 — фильтр грубой очистки; 5 — фильтр тонкой очистки; 6 — топливный насос; 7 — воздухоочиститель; S — впускной трубопровод; 9 — форсунки; 10 — выпускной трубопровод; 11 — выпускная труба; 

б — карбю­раторного: 1 — топливный бак; 2 — фильтр-отстойник; 3 — бензонасос; 4 — воздушный фильтр; 5 — карбюратор: 6 — впускной трубопровод; 7 — выпуск­ной трубопровод; S — глушитель. 

На рисунке 1, а показана схема питания дизельного двигателя. При такте всасывания разрежение от цилиндра через открытый впускной клапан передается к воздухоочи­стителю 7. Атмосферный воздух засасывается в воздухо­очиститель, очищается, затем через всасывающий трубо­провод 8 и открытый впускной клапан поступает в цилиндр.

Читать далее

В качестве топлива для карбюраторных двигателей при­меняют бензин и керосин.

Топливо для карбюраторных двигателей должно удов­летворять следующим эксплуатационным требованиям: обла­дать хорошими карбюрационными свойствами; иметь высо­кую удельную теплоту сгорания; не вызывать детонации при работе двигателя на всех режимах; не приводить к отложениям смолы и нагара на деталях двигателя; иметь хорошие антикоррозийные свойства, то есть не вызывать коррозии металла при непосредственном контакте; сохра­нять свои свойства при длительном хранении.

Карбюрационные свойства топлива зависят от его испа­ряемости, упругости паров, скрытой теплоты парообра­зования, поверхностного натяжения и вязкости.

Хорошая испаряемость топлива позволяет в про­цессе смесеобразования в двигателе получать однородную паровоздушную смесь, способную к полному сгоранию. При недостаточной испаряемости топлива часть его оста­ется в капельно-жидком или пленочном состоянии, смесь получается неоднородной и полностью не сгорает.

Испаряемость зависит от фракционного состава топ­лива, который и определяет способность топлива перехо­дить из жидкого состояния в газообразное. При фракцион­ной разгонке топлива (ГОСТ 2177—66) определяются сле­дующие характерные точки: начало кипения, температура выкипания 10, 50 и 90 % топлива и конец кипения. Начало кипения бензина должно быть не ниже 35°С, иначе интен­сивное испарение топлива приводит к образованию в топ­ливопроводах паровых пузырьков и газовых пробок, что ухудшает наполнение цилиндров двигателя.

Пусковые свойства двигателя тем лучше, чем ниже температура выкипания 10 % топлива. Для пуска холод­ного двигателя при температуре окружающего воздуха минус 20...25°С необходимо, чтобы температура выкипа­ния 10 % топлива была в пределах от 55 до 80°С.

Выкипание 50 % топлива должно происходить для бен­зина при температуре не выше 145 ^РС и для керосина не выше 200 °С. Чем ниже температура выкипания 50 % топлива, тем лучше испаряется оно, а следовательно, быст­рее прогревается двигатель, имеет хорошую приемистость и устойчиво работает под нагрузкой.

От температуры выкипания 90 % топлива до конечной температуры его кипения происходит испарение тяжелых углеводородов. Чем меньше содержится в топливе тяже­лых, трудноиспаряющихся углеводородов, тем полнее сго­рает топливо.

Упругость паров топлива представляет собой давление его насыщенных паров на стенки сосуда. При большом содержании легкокипящих углеводородов топ­ливо имеет высокую упругость паров. В процессе смесе­образования такое топливо увеличивает паровую фазу И уменьшает жидкую. Размер паровых пузырьков при этом увеличивается, а наполнение цилиндров ухудшается. 

Для летних автомобильных бензинов допускается дав­ление насыщенных паров не более 66,6 кПа, для зимних — от 66,6 до 93,3 кПа.

Удельная теплота сгорания горючей смеси — это коли­чество теплоты, выделяемой при сгорании горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания. Она зависит от удель-ИОЙ теплоты сгорания топлива и объема воздуха, входя­щих в состав горючей смеси: чем выше концентрация топлива в составе горючей смеси, тем больше теплота сго­рания этой смеси.

Однако концентрация топлива в воздухе ограничива­ется проделом воспламеняемости горючей смеси. Так, например, бензин воспламеняется, если его концентрация и воздухе находится в пределах 1,7...5,4 % по объему, керосин — 2,4...6,0, этиловый спирт — 4...13,7, водород — 9,4...66,5 %.

Удельная теплота сгорания некоторых горючих смесей (кДж/кг) приведена ниже:

смесь I кг тракторного керосина и 14,5 кг воздуха....... 2767

смесь 1 кг автомобильного бензина и 14,8 кг воздуха..... 2780

смесь 1 кг дизельного топлива и 14,4 кг воздуха........ 2771

Детонационная стойкость топлива —..............

Читать далее

Дизельное топливо должно отвечать определенным экс­плуатационным требованиям. Вязкость дизельного топ­лива должна быть такой, чтобы обеспечивалась нормаль­ная работа топливной аппаратуры, то есть бесперебойная прокачиваемость по топливным каналам, тщательное распыление при впрыске, хорошее смесеобразование.

Сгорание топлива должно быть полным. От этого зави­сит легкость запуска дизеля и мягкость его работы.

Топливо не должно давать повышенного нагарообразования, так как это может привести к нарушению работы топливной аппаратуры и механизмов двигателя (закоксовыванию форсунки, зависанию иглы распылителя, отло­жениям нагара на кольцах, поршнях, стенках камеры сгорания, клапанах).

Кроме этого, дизельное топливо не должно вызывать коррозии деталей топливной аппаратуры, топливопрово­дов и резервуаров.

Вязкость характеризуется сопротивлением частиц жид­кости их взаимному перемещению под действием внешней силы, то есть внутренним трением между частицами. Раз­личают динамическую, кинематическую и условную вязкость.

Склонность дизельного топлива к воспламенению оценива­ется цетановым числом, которое определяется моторным методом на установке ИТ9-3. 

     Вначале на установке подбирают такую степень сжа­тия, при которой испытуемое топливо обеспечивает стан­дартный режим работы (впрыск топлива за 13° до в. м. т., самовоспламенение точно в в. м. т. ). Затем установку пере­водят на работу на смеси цетана с α-метилнафталином. Со­став этой смеси подбирают таким образом, чтобы обеспе­чивалась эквивалентная работа установки на стандарт­ном режиме, но с ранее подобранной степенью сжатия. Процент содержания цетана в эталонной смеси численно равняется цетановому числу испытуемого топлива.

Чем выше цетановое число дизельного топлива, тем оно более склонно к воспламенению. Допускается приме­нение дизельного топлива с цетановым числом от 40 до 50 единиц. Такое топливо обеспечивает запуск холодного двигателя и мягкую работу под нагрузкой.

Склонность топлива к нагарообразованию определяется его коксуемостью и содержанием в нем фактических смол и лака. Коксуемость дизельного топлива характеризует его способность давать углистый остаток в результате разложения и испарения без доступа воздуха при темпе­ратуре 700...800°С.

Допустимая для дизельных топлив коксуемость не должна превышать 0,05%. 

Коррозию топливных баков, топливной аппаратуры и деталей двигателя вызывают содержащиеся в дизельном топливе кислоты, сернистые соединения и вода. Наиболь­шую коррозию вызывают сернистые соединения. Их содержание в дизельном топливе колеблется от 0,2 до 1%.

Наиболее эффективные меры борьбы с сернистой корозией - ...

Читать далее