Пояснения к работе. Топливные системы дизелей обеспечивают хранение, фильтрацию, подготовку и подачу топлива в цилиндр в определенный период рабочего цикла

Топливные системы дизелей обеспечивают хранение, фильтрацию, подготовку и подачу топлива в цилиндр в определенный период рабочего цикла, по определенному закону, в определенном количестве в соответствии с режимом работы. Высокое давление впрыска топлива в цилиндр обеспечивает получение необходимой мелкости распыления, качественного смесеобразования, более полное и своевременное сгорание, снижает токсичность отравляющих газов и расход топлива.

В автотракторных дизелях применяют топливные системы непосред-ственного (насосного) впрыска топлива. Типичная схема топливной системы непосредственного впрыскивания топлива приведена на рисунке 1.1.2. Из топливного бака 1 в насос высокого давления (НВД) 7 топливо прокачивается подкачивающим насосом 3, пройдя через фильтры предварительной 2 и тонкой очистки 5. Из НВД под высоким давлением топливо подводится к штуцерам форсунок 11 в соответствии с порядком работы цилиндров.

Рисунок 1.1.2 – Схема топливной системы дизеля: 1– топливный бак; 2 – фильтр грубой очистки; 3 –топливоподкачивающий насос; 4 – питающие топливопроводы; 5 – фильтр тонкой очистки топлива; 6 – перепускные клапаны; 7 – топливный насос высокого давления; 8 – автоматический регулятор; 9 – трубопровод высокого давления; 10 – форсунка; 11 – штуцер с предохранительным клапаном; 12 – сливная магистраль

Топливоподкачивающий насос служит для подачи топлива от бака через фильтры к насосу высокого давления. Наибольшее применения получили поршневые подкачивающие насосы поршневого типа. Насос снабжен рабочим поршнем,приводимым кулачком через роликовый толкатель и поршень, поступательное движение которого осуществляется вручную. Подача топлива обеспечивается впускным и нагнетательным клапанами. Для привода поршня на кулачковом валике насоса выполнен эксцентрик.

Топливные насосы высокого давления. В быстроходных дизелях наибольшее применения получили насосы высокого давления блочного типа с золотниковым регулированием подачи топлива. Высокое давление при нагнетании топлива достигается за счет малой величины зазора между плунжером и втулкой, составляющих прецизионную пару. Регулирование транспортного дизеля производится путем изменения цикловой подачи топлива и осуществляется чаще всего регулированием конца подачи при повороте плунжера относительно оси. Для этого на поверхности плунжера выполняется либо наклонный паз, либо симметрично расположенные наклонные кромки, связывающие надплунжерную полость осевым и радиальным отверстиями с полостью отсечки. Нагнетание топлива в трубопровод высокого давления происходит с момента перекрытия верхней кромкой наполнительного окна. Для изменения цикловой подачи с помощью рейки поворачивают плунжер относительно его оси, изменяя тем самым момент открытия отсечного окна и окончание подачи топлива.

Плунжерная пара топливного насоса высокого давления относится к прецизионным, т.е. к подвижным соединениям двух поверхностей деталей с гарантированным зазором, который выполняется в пределах от 2 до 4 мкм. Основные технические требования на изготовление, методы контроля и испытания прецизионных пар топливной аппаратуры регламентированы соответствующими стандартами. Имеются приборы для измерения наружных и внутренних диаметров с точностью 0,2 – 0,4 мкм. Однако получаемые при этом размеры зазоров не характеризуют полностью уплотняющих свойств прецизионных элементов, так как зазор измеряется в одном или двух сечениях плунжерной пары, а герметичность зависит от качества выполнения локальных уплотняющих участков поверхностей деталей.

Комплексную оценку зазоров и геометрической формы плунжера и втулки производят опрессовкой плунжерных пар с определением их плотности. Плотность плунжерных пар оценивается временем перемещения плунжера относительно втулки на величину заданного его активного хода под действием груза, создающего в надплунжерном пространстве определённое постоянное давление, и выдавливания топлива через зазор. Согласно ГОСТ 25708-83 при опрессовке применяется смесь дизельного топлива и масла вязкостью (9,9 – 10,9)10^-6 м²/с при температуре 20°С. Груз должен создавать давление в надплунжерной полости 20±1МПа. Время при опрессовке и активном ходе плунжера не более 4,5 мм должно быть не менее 15 с, устанавливается техническими условиями (ТУ) на изготовление плунжерных пар. Недостатками способа являются резкое изменение плотности при зазорах между плунжером и втулкой меньше 1–1,5 мкм и недостаточная чувствительность при зазорах, превышающих 5 – 6 мкм.

Перед испытанием на гидроплотность пары проверяют на плавность перемещения плунжера во втулке после их тщательной промывки в профильтрованном дизельном топливе. Плунжер, выдвинутый из втулки на 1/3 длины рабочей цилиндрической поверхности, должен плавно и безостановочно опускаться под действием силы тяжести при любом угле поворота вокруг своей оси и вертикальном положении оси втулки. В условиях лаборатории кафедры ДВС для сравнительных испытаний плунжерных пар используется дизельное топливо.

В практике применяется также метод оценки плотности по максимальному давлению, развиваемому насосной секцией на пусковом режиме (n=100 мин^-1 и ). В качестве максиметра можно использовать форсунку с величиной затяжки пружины не ниже 50 МПа. Если при испытании форсунка открывается, то плунжерная пара создает давление достаточное для качественного впрыска топлива. Если же при испытании впрыска не происходит, то это свидетельствует об износе плунжерной пары и необходимости ее замены.