Система питания дизельного двигателя

Система питания дизельного двигателя предназначена для подачи воздуха и топлива в цилиндры, приготовления горючей смеси внутри цилиндров и для выпуска отработавших газов.

Состоит она из трех групп приборов.

Первая группа обеспечивает хранение, очистку и подачу топлива; к ней относятся: топливный бак, топливный насос, фильтр предварительной очистки, фильтр тонкой очистки и насос-форсунки.

Воздушные фильтры, нагнетатель и впускной трубопровод, входящие во вторую группу приборов, очищают и подают воздух.

К третьей группе относятся выпускной трубопровод и глушитель.

Смесеобразование и горение

В дизельном двигателе рабочая смесь приготовляется внутри цилиндра, поэтому на процесс смесеобразования уходит чрезвычайно мало времени (0,002 сек), т. е. в 10 - 12 раз меньше, чем в карбюраторном двигателе. Процессы смесеобразования и горения в дизельных двигателях происходят почти одновременно.

Чтобы топливо быстрее и полнее сгорало, необходимо: тонкое и однородное распыливание топлива, достаточная дальнобойность струи, равномерное распределение частиц топлива насос-форсункой в камере сгорания и организованное движение воздуха в камере сгорания.

Распыливание топлива - процесс раздробления топлива, подаваемого насос-форсункой в камеру сгорания, на мельчайшие частицы. Чем меньше диаметр капель топлива, тем быстрее они прогреваются и приготавливаются к самовоспламенению.

Под дальнобойностью струи топлива подразумевают глубину проникновения конца струи в среду сжатого воздуха за определенный промежуток времени. Топливо должно успевать сгорать за то время, пока струя его, пройдя все пространство камеры сгорания, едва достигает противоположных стенок камеры.

Равномерное распределение частиц топлива в камере сгорания обеспечивается определенной формой камеры и конструкцией форсунки.

Первые капли впрыскиваемого в камеру сгорания топлива находятся в лучших условиях сгорания, чем последующие, которые поступают в среду, уже загрязненную продуктами сгорания первых частиц. Поэтому распыливание топлива и равномерное распределение его в камере сгорания надо сочетать с организованным движением воздуха в камере. Тогда воздух будет наиболее полно использоваться для сгорания. Вихревое движение воздуха в камере сгорания в конце такта сжатия достигается соответствующей конструкцией поршня или камеры.

Для полного и быстрого сгорания топлива количество воздуха, подаваемого в цилиндр, должно превышать теоретически необходимое. Если при работе карбюраторного двигателя на режиме средних нагрузок на 1 кг топлива приходится 16,5 кг воздуха (почти полное открытие дроссельной заслонки), то при работе дизельного двигателя на этом же режиме на 1 кг топлива приходится 18 - 24 кг воздуха. Большой избыток воздуха обеспечивает полное сгорание топлива.

Впрыск топлива в камеру сгорания в конце такта сжатия начинается с опережением, которое согласуется с моментом образования в цилиндре двигателя условий, обеспечивающих быстрое воспламенение и сгорание топлива: все топливо успевает распылиться, перемешаться с воздухом и самовоспламениться.

В горении смеси можно выделить три периода:

1) задержку самовоспламенения, когда топливо, соприкасаясь с горячим воздухом, нагревается и испаряется; чем дольше длится этот период, тем жестче работает двигатель;

2) быстрое горение; за время задержки самовоспламенения в цилиндры подается значительное количество топлива, поэтому быстрое горение сопровождается интенсивным выделением тепла и резким повышением давления (слишком резкое возрастание давления нежелательно, так как в этом случае появляются стуки и быстрее изнашиваются детали двигателя);

3) замедленное сгорание; под действием высоких температур и давлений топливо быстро подготавливается к сгоранию и постепенно сгорает по мере подачи его насос-форсункой.

Степень сжатия дизельных двигателей значительно выше, чем карбюраторных, поэтому дизельные двигатели экономичнее. С другой стороны, увеличение степени сжатия вызывает увеличение давления вспышки, что приводит к утяжелению деталей двигателя, ограничению числа оборотов и увеличению механических потерь. Высокие степени сжатия удалось получить потому, что сжимается воздух и нет опасности возникновения детонации и преждевременной вспышки.