4. Системы питания двигателей

4.1 Система питания дизелей. Система питания осуществляет подачу топлива в ци­линдры. При этом должны обеспечиваться высокие мощностные и экономические показатели дизеля и получение характеристик, от­вечающих условиям работы ДВС. На тракторных и автомобильных дизелях ис­пользуют два типа систем. Наибольшее приме­нение получила система питания разделенного типа, ког­да нагнетательная секция насоса высокого давления и форсунка конструктивно выполнены отдельно и соединяются нагнетательным топливопроводом. Во втором типе системы питания используют насос-форсунки, у которых нагнетательная секция и форсунка объединены в одном узле и отсутствует нагнетательный топливопро­вод. В нашей стране топливоподающие системы с на­сос-форсунками устанавливают только на двухтактных дизелях ЯМЗ. Система питания любого типа имеет агрегаты и узлы низкого и высокого давления.

Рис. 37. Схема системы питания разделенного типа:

1 – кран; 2 – приемный фильтр; 3 – сливной кран; 4 – заливная горловина; 5 – фильтр; 6 – форсунка; 7 – нагнетательный топливопровод; 8 – топливный насос высокого давления; 9 – фильтр тонкой очистки топлива; 10 – фильтр грубой очистки топлива; 11 – отвод к фильтру грубой очистки; 12 – топливоподкачивающий насос; 13 – отвод к фильтру тонкой очистки; 14 – топливный бак; 15 – отвод в бак.

На рис. 37 показана принципиальная схема системы питания разделенного типа. К агрегатам и узлам низкого давления на приведенной схеме относятся топливный бак 14, фильтры гру­бой 10 и тонкой 9 очистки, топливоподкачивающий насос 12 и соот­ветствующие топливопроводы. Назначение этих агрегатов состоит в хранении топлива, его фильтрации и подаче под малым давлением к насосу высокого давления. Агрегаты высокого давления, включа­ющие насос высокого давления 8, нагнетательный топливопровод 7 и форсунку 6, обеспечивают дозирование и впрыск топлива в каме­ру сгорания дизеля.

Особенности протекания процесса подачи топлива в дизеле. В нагнетательной секции насоса в результате перемещения плунже­ра происходит резкое нарастание давления, которое не может мгновенно распространиться на весь объем жидкости, заключенной в полостях нагнетательного топливопровода и форсунки, так как топливо является упругой средой и возмущения в нем движутся со скоростью звука а=1200—1400 м/с. Начало нарастания давления в форсунке запаздывает по сравнению со штуцером насоса, потому что затрачивается некоторое время пока давление от насоса, перемещаясь в виде волны по нагнетательному топливо­проводу, достигнет форсунки.

В результате под действием нарастающего давления в объеме корпуса распылителя происходит открытие запирающего устройства форсунки, и доза топлива впрыскивается через распыливающие от­верстия.

Однако форсунка является определенным препятствием на пути движения волны, поэтому от нее происходит частичное отражение, и возникает обратная волна, которая движется от форсунки к на­сосу. Это приводит к тому, что в сечениях нагнетательного топливо­провода одновременно могут быть две волны давления, движущие­ся в разных направлениях. Обратная волна, достигая насоса, час­тично отразится и создаст вторую прямую волну. Если к этому мо­менту подача топлива нагнетательной секцией не закончилась, то две прямые волны образуют суммарную волну давления, которая перемещается к форсунке. Когда подача топлива у насоса уже пре­кратилась, вторая прямая волна будет двигаться к форсунке само­стоятельно, являясь как бы второй волной подачи. Последняя мо­жет иметь высокую амплитуду давления, достаточную для вторич­ного открытия запирающего устройства форсунки. В результате произойдет дополнительный впрыск топлива. Движение и отраже­ние волн давления в нагнетательном топливопроводе постепенно затухает и к началу следующего впрыска практически прекращается из-за необратимых потерь энергии. Наибольшие потери возника­ют в результате трения потока жидкости о стенки топливопровода.

Таким образом, у топливоподающих систем разделенного типа при впрыске топлива имеет место волновой характер движения жидкости в полости высокого давления. У насос-форсунок расстоя­ние от торца плунжера до распыливающих отверстий невелико, и можно пренебрегать волновым характером распространения возму­щений в жидкости.