Лабораторная №7

Контрольные вопросы

1. Назовите причины, обуславливающие необходимость высокого давления впрыскивания в дизеле. Каковы величины этого давления.

Давление впрыска форсунок должно превосходить давление сжатия двигателя. Дизель работает с более высоким сжатием, чем автомобиль с бензиновым двигателем, поэтому давление топлива в форсунке дизеля примерно в 100 раз выше, чем давление форсунок у системы впрыска бензина.

Высокое давление впрыска обеспечивает развитие факела топлива, образованного из большого количества мельчайших капель.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) подает дизельное топливо через прочные топливные трубопроводы высокого давления с избыточным давлением до 140 бар к 4 форсункам, причем топлива нагнетается больше, чем используется в форсунках. Поэтому избыток отводится через отводной трубопровод назад в бак. Форсунки также не впрыскивают весь объем поданного топлива в камеры сгорания. 

2. Чем вызвана необходимость слива отстоявшейся воды из топливного бака.

Проблема, лежащая на поверхности, - замерзание воды в топливе в зимний период, что повлечет неустойчивость работы двигателя.

Обычным топливным фильтрам не под силу полностью отфильтровать отстоявшуюся в топливном баке воду. При заборе топлива насосом оно перемешивается, а отфильтровать воду в «эмульсированном» состоянии способны только топливно-водные сепараторы.

3. Почему качество фильтрации топлива в дизеле должно быть более высоким, чем в бензиновом двигателе? Какова глубина его чистки?

Для высоко­оборотных дизелей требования по качеству топлива значи­тельно выше, чем для малооборотных. От качества топлива у высокосборотиых дизелей в большей степени зависит со­стояние топливной аппаратуры и деталей цилиндропорш­невой группы. Широчайший диапазон производительности от 227 л/ч до 8200 л/ч, тонкость фильтрации от 2 до 30 микрон, коалесцирующие фильтроэлементы, прочная конструкция, удобный, быстрый монтаж и замена фильтроэлементов, автоматический прокачивающий насос, подогрев, индикатор загрязненности.

4. Почему в надплунжерных пространствах секций насоса высокого давления необходимо поддерживать постоянное давление.

Часто во время запуска двигателя воздух проникает в надплунжерное пространство. У насосов двигателей типа КДМ-100 против каждой секции предусмотрены топливовоздушные вентили, ослабив которые, можно удалить воздух из надплунжерных пространств (после этого вентили надо до отказа завинтить). У других топливных насосов таких вентилей нет, поэтому у них воздух из надплунжерных пространств удаляют кратковременным ослаблением накидной гайки топливопроводов высокого давления в месте подсоединения их к секциям насоса. Этим способом можно пользоваться в исключительных случаях, так как частые отвинчивания накидных гаек ослабляют соединение, изнашивают резьбу, что приводит к их негодности.

5. Назначение ручного подкачивающего насоса.

Подкачивающий насос в системе питания дизеля предназначен для преодоления топливом гидравлического сопротивления топливных фильтров и для устойчивой подачи топливав насос высокого давления при возрастающем сопротивлении фильтров по мере их загрязнения. Кроме того, использование подкачивающего насоса увеличивает коэффициент лодачи (т. е. отношение количества топлива, фактически поданного насосом, к расчетному количеству топлива, соответствующему активному ходу поршня) топливного насоса высокого давления и уменьшает неравномерность подачи топлива.

6. Назовите три основные задачи первого круга обратной циркуля-

ции топлива от фильтра тонкой очистки в бак.

Вода неизбежно попадает в топливо либо вследствие нарушения технологии производства и хранения, либо в результате конденсации при постоянной циркуляции нагретого топлива по обратной магистрали в бак с холодным топливом. Особенно опасно попадание в топливную систему наиболее загрязненного топлива, скапливающегося на дне топливного бака.

7. Назначение сливного клапана отсечного канала насоса высокого

давления.

ринцип действия ТНВД: Вращение кулачковый вал получает через муфту опережения впрыска и зубчатую передачу от коленчатого вала. При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель и смещает его, а он в свою очередь, сжимая пружину, поднимает плунжер. При поднятии плунжера он вначале закрывает впускной канал, а затем начинает вытеснять топливо, находящееся над ним. Топливо вытесняется через нагнетательный клапан, открывшийся за счёт давления, и поступает к форсунке. В момент движения плунжера вверх винтовой канал, находящийся на нём, совпадает со сливным каналом в гильзе. Остатки топлива, находящиеся над плунжером, начинают уходить на слив через осевой, радиальный и винтовой каналы в плунжере и сливной в гильзе. При опускании плунжера за счёт пружины открывается впускной канал, и объём над плунжером заполняется топливом от подкачивающего насоса. Изменение количества подаваемого топлива к форсунке осуществляется поворотом плунжеров от рейки через всережимный регулятор. При повороте плунжера, если винтовой канал совпадёт со сливным раньше, то впрыснуто топлива будет меньше. При обратном повороте каналы совпадут позже, и впрыснуто топлива будет больше. На некоторых ТНВД (например, ТНВД трактора Т — 130) часть секций отключается на холостых оборотах, соответственно, отключается и часть цилиндров двигателя.

8. Какова величина давления топлива на входе в насос высокого дав-

ления?

Регулятор давления топлива поддерживает постоянный перепад давления в системе на уровне порядка 2.5 бар.

9. При каком давлении топлива открывается нагнетательный клапан

секции насоса высокого давления?

 Его назначение в том, чтобы не допустить повышения давления перед этим фильтром более 0,44—0,49 МПа (4,5—5 кгс/см2) при нормальном (рабочем) давлении 0,29—0,34 МПа (3—3,5 кгс/см2). Если давление станет больше, клапан сработает, и топливо, как видно на схеме, сбрасывается через клапан в бак. После фильтра тонкой очистки топливо подается под давлением 0,14—0,24 МПа (1,5—2,5 кгс/см2) в топливный коллектор (трубопровод), от которого оно сразу поступает во всасывающую полость топливных насосов

10. При каком давлении топлива поднимается игла форсунки, откры-

вая отверстие распылителя?

370cc/min-2.55kg/cm2, 405cc/min-3.0kg/cm2, 435cc/min-3.55kg/cm2

11. Что такое многофазное впрыскивание, его назначение?

многофазный (частотный) впрыс- впрыск с определенной частотой.

12. Назовите значения температуры и давления воздуха в цилиндре к

моменту начала впрыскивания топлива.

Первый такт — наполнение цилиндра воздухом . При дви­жении поршня 3 от в. м. т. к н. м. т. в цилиндре 1 создается разрежение. Впускной клапан 5 открывается, и цилиндр заполняется воздухом, кото­рый предварительно проходит через воздушный фильтр. Давление воз­духа в цилиндре при такте впуска составляет 0,8—0,9 кГ/см2 (80—90 кн/м2), а температура 50—80° С.

13. Почему топливо впрыскивается в цилиндр до прихода поршня в

ВМТ?

По той-же причине, что и в бензиновом моторе искра даётся с опережением. Это называется УОЗ - Угол Опережения Зажигания. Он мало того, что впрыскивается с опережением, УОЗ увеличивается с увеличением обротов. Дело в том, что горючка вспыхивает не в одно мгновение, ей нужно время для горения, что-бы максимальный взрыв был как раз когда поршень в ВМТ, нужно впрыск (у зажигалок искру) сделать раньше, тогда горючка успеет перемешаться, воспламениться и загореться по всему объёму к тому моменту, когда поршень подойдёт в ВМТ. При увеличении обротов поршень движется быстрее, а горючка то горит с той-же скоростью, поэтому УОЗ нужно увеличивать. В какой-то момент времени горючка уже не сможет полноценно прогорать и мощность двигателя начинает падать, это максимально возможные обороты. Солярка горит медленнее бензина, поэтому у дизеля максимальные обороты ниже, чем у бензинок. 

14. Зачем необходимо увеличивать угол опережения впрыскивания

при увеличении частоты вращения коленчатого вала?

При увеличении угла опережения зажигания от оптимального значения растет максимальное давление газов рг и увеличивается их температура, что приводит к увеличению нагрузки на детали и скорости изнашивания. Так, при увеличении угла опережения зажигания с 20 до 35° увеличилась скорость изнашивания деталей двигателя ГАЗ-51 с 13 до 26 мг/ч, т. е. вдвое. 

15. Чем смазываются плунжерные пары насоса высокого давления?

Плунжеры и гильзы насоса смазываются дизельным топливом, проникающим в зазоры между ними, а детали регулятора - маслом, заливаемым в его корпус через отверстие, на пробке которого также имеется маслоизмерительный стержень.16. Каким образом смазываются подшипники кулачкового вала насоса

высокого давления?

Подшипники кулачкового вала насоса, кулачки и толкатели смазываются дизельным маслом, заливаемым в нижнюю часть корпуса насоса ( картер) через отверстие, закрываемое пробкой 2; уровень масла проверяют маслоизмерительным стержнем, укрепленным на пробке.

17. Как осуществляется привод подкачивающего насоса низкого давления?

Кулачковый вал насоса установлен на двух шариковых подшипниках, которые уплотнены самоподжимными резиновыми сальниками. На кулачковом валу имеются кулачки 3 по числу нагнетательных секций и эксцентрик для привода подкачивающего насоса низкого давления. Свободные концы вала заканчиваются хвостовиками. Передний хвостовик служит для крепления муфты опережения впрыска, через которую осуществляется привод насоса. На заднем хвостовике кулачкового вала закреплена шестерня привода регулятора частоты вращения коленчатого вала.

18. Каков диаметральный зазор между гильзой и плунжером?

При этом на топливо передается давление (20 0,5) МПа, вследствие чего топливо вытесняется в зазор между плунжером и гильзой, а плунжер перемещается вверх. Время полного перемещения плунжера до момента отсечки должно составлять не менее 10 с.

19. Как образуются излишки топлива в насосе высокого давления, ко-

торые потом отводятся в бак?

опливо к фильтрующему элементу подается че-рез жиклер (излишек топлива отводится мимо фильтрующего элемента к сливному топливопроводу), после фильтрации оно поступает в полость между стержнем (в этот стержень вворачивается крепящий крышку болт) и каркасом фильтрующего элемента, а уже оттуда попадает через канал в крышке по топливопроводу к насосу. Воздух из фильтра выпускается через отверстие с пробкой, а отстой — через отверстие с пробкой. К крышке корпуса фильтрующий элемент прижимает пружина. На некоторых дизелях (например, ЗИЛ—645) фильтры тонкой очистки расположены достаточно высоко (выше остальных частей системы питания), что облегчает сброс излишков топлива.