log in

Горивна система

Горивна система на дизелов двигател – елементи

1. Предназначение, изисквания и видове:
1.1. Предназначение на горивната система: да образува хомогенна смес, а това става като горивото се изпари и се смеси с въздуха в надбуталното пространство. Тя трябва да изкачи горивото от резервоара и да го впръска под налягане в горивната камера, където предварително е вкаран въздуха.
1.2. Изисквания към горивната система:
•    висок КПД
•    висока надеждност при експлоатация
•    достъпна за обслужване
•    здравина в свръзките на горивопроводите
•    да не отделя голямо количество въглероден оксид (СО)
•    проста конструкция.
•    точно да дозира горивото в зависимост от работния режим на ДВГ
1.3. Видове горивни камери:
•    Неразделни горивни камери - заемат един общ обем в който непосредствено се впръсква гориво. Биват с обемно смесообразуване, със слойно смесообразуване и с обемно-слойно смесообразуване.
•    Разделни горивни камери – те са разделена на два или повече обема свързани помежду си с един или няколко канала. Горивната камера е усложнена, но това е направено с цел да се подобри смесообразуването, да се намали зависимостта му от честотата на въртене и да се осигури по-плавна и безударна работа на двигателя. Видовете са с вихрова камера, с предкамера и с въздушна камера.

 


2. Устройство:
2.1. Устройство на горивната система: : Въздушните филтри и тръбопроводи служат за пречистване на въздуха и доставянето му до цилиндрите на двигателя. Възможно е наличието на турбокомпресор, който да увеличава количеството въздух доставено в цилиндрите.
    В горивната система се включват още: резервоар за гориво, горивни филтри (за грубо и фино пречистване), горивопроводи за ниско налягане, горивоподкачваща помпа, ГНП, горивопроводи за високо налягане и горивовпръсквачи.
    За отвеждане на изгорелите газове се използват тръбопроводи, шумозаглушители. При наличие на турбокомпресор, той се задвижва от изгорелите газове и се свързва с изпускателния тръбопровод.
2.2. Общо устройство на горивоподаваща помпа: тя засмуква горивото от резервоара и под определено налягане го подава към горивонагнетателната помпа,  като преодолява съпротивлението на горивопроводите и филтрите , а също и разликата в нивата на резервоара и горивната помпа. Създава постоянно налягане от порядъка на 0,05-0,4 МРа. Производителността и трябва да бъде 3,5 пъти по-голяма от впръскваното в цилиндрите гориво , с което се осигурява устойчива работа на горивната уредба.
       Бутална горивоподаваща помпа – прикрепва се обикновено към горивонагнетателната помпа и се задвижва от вала и чрез ексцентрик. Основните елементи на помпата са ; тяло , бутало , калибрована работна пружина , всмукателен и нагнетателен клапан съответно с пружините, канали за горивото , прът и ролков повдигач , притискан към ексцентрика от пружината. Към тялото , над всмукателния клапан, е монтиран ръчно действаща помпа. Към помпата може да има филтър - утаител или мрежест филтър.


2.3. Общо устройство на впръсквачите: основният елемент на впръсквача е разпръсквача , в който са изработени разпръскващите отвори. Многоотворен разпръсквач с механично затваряне и хидравлично отваряне на иглата. Към долната част на държача на впръсквача чрез гайка са присъединени вложката и тялото на разпръсквача в комплект с иглата  направляващата част на иглата е отдалечена от върха и за намаляване на топлинното и натоварване. Вложката , тялото на разпръсквача и държача са фиксирани помежду си чрез щифтове , а уплътняването между тях чрез точната обработка на челните им повърхнини. Пружината чрез щангата притиска иглата на разпръсквача към леглото и. Щуцер, филтър, с фиксираща пружина.
2.4. Общо устройство на горивните филтри:
•    за грубо пречистване – пречистват горивото от механични примеси с размери над 0,05 - 0,07мм. Филтриращите им елементи могат да бъдат пластинкови, лентови, мрежести и др. Филтър утаител за грубо пречистване - горивото постъпва през входящия щуцер (или кух болт), завит в отвора, попада в разпределителя, а след това по отражателя се стича  в долната част на чашата. Водата и едрите механични частици се събират на дъното на чашата, а от горната част през мрежестия филтър горивото преминава през отвора и щуцера към горивоподаващата помпа. Утаителят, заварен в единия си край към чашата, успокоява турбулентното движение на горивото в чашата. При техническо обслужване утайките се източват през пробката.
•    за фино пречистване – през него горивото преминава, преди да постъпи в горивонагнетателната помпа, задържа примесите с размер над 3 - 5 микрона. Филтриращите им елементи най-често се изработват от специална многослойно нагъната хартия, но могат да бъдат от кече, минерална вата, пропита със скрепително вещество и др. Състои се от тяло, два сменяеми филтриращи елемента, включени  последователно, две чаши със заварени към тях болтове за закрепване на тялото чрез гайки. В долната част на болтовете са завити пробки за източване. Филтриращите елементи са хартиени, с външен слой от перфориран картон, уплътнени с в челните повърхнини. Плътното им притискане към тялото се осигурява от пружини, поставени в чашите под филтриращите елементи. Чашите и филтриращите елементи са уплътнени към тялото чрез уплътнители. Монтажното положение на филтъра отговаря на най – високата точка от горивната уредба, с което се осигурява събирането на проникналия въздух и връщането му с част от горивото през клапана жигльор в резервоара. Клапанът с пружината се отваря при предписаното надналягане. Регулирането му става чрез подбор на дебелината на регулировъчните шайби, поставени в пробката. на канала. Пробката се използва при обезвъздушаване на уредбата. Към накрайника се присъединява горивопровода за високо налягане. Образуван е от развалцования конусен край на тръбата и надянатата върху тръбата гайка. Между тях обикновено се поставя уплътнителна шайба. Уплътняването на горивопровода към щуцера става по конусните им повърхнини чрез притягане на гайката.


3. Действие:
3.1. Действие на горивната система на дизелов двигател: основен елемент на системата е горивонагнетателната помпа, която се задейства от вал, получаващ движение от коляновия вал чрез зъбно-верижна или зъбно-ремъчна предавка. Горивоподаващата помпа обикновено се задвижва от горивонагнетателната помпа. Тя засмуква гориво от резервоара през мрежестия филтър и филтъра за грубо пречистване и под постоянно налягане (над 0,05 МРа) го подава през филтъра за фино пречистване към пълнителния канал на горивонагнетателната помпа. Изброените елементи са свързани чрез горивопроводи за ниско налягане. Горивонагнетателната помпа нагнетява горивото до необходимото за впръскване налягане, дозира го според работния режим и в определен момент го подава през горивопроводите за високо налягане към впръсквачите, от които горивото се впръсква в горивните камери.
Филтърът за фино пречистване обикновено е разположен на най-високото ниво в уредбата и в горната му част има калиброван отвор, през който част от горивото се връща в резервоара през горивопровод, като се предотвратява проникването на въздух в горивонагнетателната помпа. Пълнителният канал на ГНП има ограничителен клапан, който подържа в нея определено налягане независимо от разхода на гориво. Излишното гориво се връща през ограничителният клапан по горивопровода в резервоара или в ГПП. Непрекъснатата циркулация на гориво между резервоара и помпата поддържа постоянна температура на помпения елемент от ГНП и изравнява температурата на горивото. Това заедно с гарантираното постоянно налягане в пълнителния канал на ГНП създава условия за равномерната и безотказна работа. Горивото което се просмуква през хлабините на впръсквача, връща по горивопровода в горивоподаващата помпа или в резервоара. Ръчната помпа, вградена към ГПП, служи за първоначално запалване на уредбата с гориво и за обезвъздушаването й. Към ГНП е вграден регулатор на честотата на въртене. За разлика от бензиновите двигатели всички дизелови двигатели имат такъв регулатор.
3.2.Действие на ГПП: при работа на двигателя ексцентрика повдига ролковия повдигач с пръта и буталото се премества нагоре, като свива калиброваната пружина. При този ход на буталото налягането над него се увеличава, което предизвиква затваряне на всмукателния и отваряне на нагнетателния клапан. Горивото от пространството А преминава в пространството Б над буталото, където в същото време обемът се увеличава и се създава разреждане. При отминаване на ексцентрика ролковият повдигач с пръта под действие на пружината заемат изходното положение, а буталото под действието на пружината извършва работния си ход надолу. При този ход буталото изтласква под определено налягане горивото от пространството Б към филтъра за фино пречистване  и ГНП, а в пространството А се засмуква гориво през всмукателният клапан. Нататък действието се повтаря. Тъй като работният ход на буталото се осигурява от калиброваната пружина, налягането, с което горивото преминава към филтъра за фино пречистване, е определено например (0,05 – 0,07 МРа) и зависи само от характеристиката на пружината. Работният ход на буталото, а с това и разодът на гориво през помпата обаче променят според изразходваното от двигателя гориво, тъй като пружината изтласква буталото, докато се уравновесяват пружинната сила и силата на налягането в пространството Б. Колкото разходът на гориво от двигателя е по-малък, толкова ходът на буталото и производителността на помпата ще бъдат по малки. Преди пускане на двигателя в ход или при обезвъздушаване на уредбата горивото се подава под налягане чрез ръчната помпа. След употребата на ръчната помпа ръкохватката и трябва да се завие плътно, при което запресованата в буталото сачма разделя херметично пространството на ръчната помпа от пространството А на горивоподаващата помпа.
Чрез канала се връща пропуснатото между пръта и тялото гориво обратно към всмукателния отвор. Към ГПП преди всмукателния клапан може да има филтриращ елемент и утаителна чаша за прочистване на горивото от механични примеси.
3.3. Действие на впръсквачите: Горивото постъпва във впръсквача под високо налягане през щуцера, в който е поставен мрежест филтър с фиксираща втулка, и по каналите на държача, вложката и разпръсквача достига кухината, оформена между тялото и иглата на разпръсквача. Когато вертикалната сила от налягането на горивото върху конуса на иглата превиши  силата на пружината, иглата се повдига и започва впръскване на горивото. Щом налягането на горивото спадне, пружината връща иглата към леглото и. При повдигането на иглата обемът в кухината се увеличава, с което намалява количеството на впръснатото гориво. При затваряне на иглата тя изтласква същият обем гориво, като увеличава скоростта на последното количество впръснато гориво. С това се подобрява смесообразуването и крайната фаза на впръскване и се намалява възможността за под впръскване на горивото.
Налягането, при което започва впръскването, трябва да отговаря на заводските преписания и се регулира чрез изменение на натегнатостта на пружината. Това става чрез промяна на общата дебелина на регулировачните шайби в които опира пружината. Ако налягането е по голямо, помпеният елемент и горивопроводите се претоварват, без съществено да се подобри разпръскването. Ако е по- ниско разпръскването се влошава. При работа между направляващата част между иглата и тялото на разпръсквача се просмуква гориво в пространството около щанга и пружина. Това гориво пречи на повдигането на иглата и затова се отвежда през канал, щуцер и горивопровод в резервоара за гориво или на входа на горивоподаващата помпа.
При поставянето на впръсквача към цилиндровата глава под гайката се поставят уплътнителна медна и стоманена шайби. Уплътнителният гумен пръстен предотвратява проникването на прах и вода в хлабината между впръсквача и цилиндровата глава. Закрепването на впръсквача към цилиндровата глава става чрез скоба, гайка или шпилково съединение и се определя по конструктивни съображения.
4. Диагностика, техническо обслужване и ремонт:
4.1.Диагностика на горивната система: Към диагностика на горивната система се пристъпва само след проверка на КММ и ГРМ и на изправността на запалителната уредба. Извършването на тези проверки и регулировки е необходимо поради това , че симптомите на много от неизправностите си приличат и може да се постави грешна диагноза. Тогава вместо да се подобри , работата на двигателя може да се влоши. 
При дизеловите двигатели за всички режими на работа стойностите на въздушното отношение винаги са по – големи от 1, затова съдържанието на СО е значително по – малко от при бензиновите двигатели и не може да служи за основен параметър, определящ техническото съдържание на двигателя. Другите токсични елементи, които се отделят чрез отработените газове, са въглеводороди СН, азотни оксиди NO, в концентрации, почти еднакви с тези на бензиновия двигател, свободен въглерод С във вид на сажди. Количеството за свободния въглеводород се изменя с натоварването на двигателя, като се увеличава пропорционално на натоварването. Той предизвиква задимеността в отработилите газове и служи като основен параметър за определяне техническото състояние на двигателя. Проверка за димност се извършва при определени условия – да се използва гориво без противодимни съставки, двигателят да е загрят до нормална работна температура, да се използва масло според изискванията на производителя, изпускателната уредба да е херметически затворена, и двигателя да не е работил дълго на празен ход, за  да се закоксуват дюзите му.
Уредите, с които се проверява димността, работят главно на принципа: чрез филтрирането на саждите върху хартия и измерване интензивността на отразената от нея светлина и чрез измерване на оптичната плътност на отработените газове.
По първия метод чрез помпа-дозатор се взема точно определено количество 330 см2 отработили газове. Те се прекарват през филтърна хартия със среден размер на порите 4,5 микрометра за около 1,5s и визуално или посредством фотометриращо устройство , се сравнява с еталонни образи разделени на 10 степени от бяла до абсолютно черна-10. Фотометриращото устройство е със скала също градуирана в 10 основни единици. Предимството на тези уреди е, че са лесно преносими, но с тях не може да се взема непрекъсната проба  при работещ двигател  и имат сравнително ниска точност и разделителна способност.
При втория тип уреди може непрекъснато да се измерва съдържанието на сажди в отработилите газове при висока точност и голяма разделителна способност, обаче те имат големи маси и трудно се и трудно се използват при пътни условия. Проверката на димността може да се извърши при пълно натоварване на двигателя. Най  добре се извършва на динамометричен барабан стенд с номинална честота на въртене, като резултатите се сравняват с допустимите норми за димност при съендови условия. Понеже не винаги е възможно използването на динамометричен барабан, проверката на димността може да се извърши при ускоряване на двигателя. При неутрално положение на лоста на предавателната кутия чрез бързо натискане до упор на педала на газта, през което време се подава максимална порция гориво, честотата на въртене се повишава до номиналната, след което педала на газта се отпуска, докато честотата се установи до минимално стабилна. По време на ускоряването се отчита само максималната стойност измерена от димомера. Правят се 10 измервания в интервала от 10 – 12s и се взема средностатистичната величина от последните 5 измервания като целият интервал на проверките трябва да е по малък от 2 минути.
Върху димността на отработилите газове освен въздушното отношение оказват влияние и редица други фактори, зависещи от техническото състояние на горивната уредба – налягането, при което започва повдигането на иглата на разпръсквача, максималното налягане по време на впръскване, ъгълът на изпреварване на впръскването и др. Но върху качеството на горивния процес на дизеловите двигатели оказват влияние не само  елементите на горивната уредба, но и състоянието на елементите на КММ и ГРМ, чрез който се осигурява херметичността в надбуталното пространство. Затова, преди да се пристъпи към проверка на горивната уредба на дизеловия двигател, трябва да се извърши диагностика на тези механизми.
Неизправностите на дизеловата горивна уредба са неизправностите в тръбопроводирте за ниско налягане в участъка от резервоара до горивоподаващата помпа, предизвиквани нарушаване на херметичността. В горивната уредба се засмуква въздух, намалява се производителността на ГПП, двигателят работи неустойчиво на празен ход, а при увеличаване на натоварването спира. Неизправностите в ГПП могат да предизвикат затрудненото му пускане в ход на двигателя, загуба на мощност при пълно натоварване. Причините са нехерметичност на всмукателния или нагнетателния клапан, не уплътнени съединения и други.
Неизправностите в ГНП са износени помпени елементи , неправилна регулировка, износена гърбица или нагнетателен клапан, нерегулиран регулатор на честотата на въртене, омекнали или счупени пружини, износена рейка и др. Отделните цилиндри на двигателя или работят отделни или двигателят работи с намалена мощност, повишена домност и разход на гориво. Ако има запушени отвори на разпръсквачите, димността е увеличена, мощността намалена. Ако налягането при което започва отварянето на иглата на дюзата, е по-високо от предвиденото поради неправилна регулировка, горенето ще започва по рано, което ще предизвика намаляването на мощността и повишаване разхода на гориво. Ако иглата отваря по- късно, горенето продължава много след ГМТ и двигателят прегрява.
4.2. Операции на техническо обслужване на горивната система на дизелови двигатели: извършва се съгласно инструкциите дадени от завода производител и се състои в:
•    Периодична проверка на нивото на маслото в ГНП и при необходимост доливане или смяна на маслото.
•    Проверка и почистване на филтъра за грубо пречистване на горивото, подмяна на филтриращия елемент на филтъра за фино пречистване на горивото, през 10 000км пробег.
•    Периодично източване на събралите се утайки и на водата в горивния резервоар.
•    Проверяване на състоянието на връзките на горивопроводите , гайките и болтовете на ГНП, горивоснабдителната помпа и горивовпръсквачите. Тези проверки е желателно да се извършват ежедневно, преди тръгване или завръщане от път.
•    При необходимост обезвъздушаване на горивната уредба.
•    Извършане в пълен обем и определен срок всички периодични проверки посочени в инструкцията за експлоатация на автомобила, препоръчани от завода производител.
4.3.Ремонт на ГПП: Буталото, стеблото се заменят с нови, когато има хлабина между: буталото и корпуса, стеблото и буталото или повдигача и корпуса на помпата. При основен ремонт се подменя тласкача на помпата. Буталото за ръчно повдигане се сменя с ново, ако хлабината между него и корпуса е по голяма от допустимата. При слабо износване на клапаните, те се притриват, а при силно се заменят с нови. Спукан корпус се заменя с нов.
4.4. Ремонт на впръсквачите:
Разпръсквачи – тялото и иглата на разпръсквача се изработват от легиранеа стомана. Хлабината между направляващата част на иглата и на тялото е 1-3 μm
При увеличаване диаметъра на отвора на разпръсквача, заменя се с нов. Иглата трябва да влиза в разпръсквача под действие на собственото си тегло.
При слабо износване на иглата, тя се притрива с паста, а при силно се заменя с нова.
Челото на разпръсквача се почиства от нагар с дървено парче, напоено с масло, а разпръскващите отвори със стоманена тел. Пружината на дюзата се заменя с нова, при нарушена еластичност.