Дизельный двигатель 4ЧН10.5\13

· электромагнитные клапаны форсунок;

· электромагнитный предохранительный клапан;

· электромагнитный перепускной клапан.

Принцип действия системы непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:

· послойное смесеобразование;

· стехиометрическое гомогенное смесеобразование;

· гомогенное смесеобразование.

Многообразие в смесеобразовании определяет высокую эффективность использования топлива (экономия, качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов) на всех режимах работы двигателя.

Послойное смесеобразование используется при работе двигателя на малых и средних оборотах и нагрузках. Стехиометрическое (другое наименование - легковоспламеняемое) гомогенное (другое наименование - однородное) смесеобразование применяется при высоких оборотах двигателя и больших нагрузках. На бедной гомогенной смеси двигатель работает в промежуточных режимах.

При послойном смесеобразовании дроссельная заслонка почти полностью открыта, впускные заслонки закрыты. Воздух поступает в камеры сгорания с большой скоростью, с образованием воздушного вихря. Впрыск топлива производится в зону свечи зажигания в конце такта сжатия. За непродолжительное время до воспламенения в районе свечи зажигания образуется топливно-воздушная смесь с коэффициентом избытка воздуха от 1,5 до 3. При воспламенении смеси вокруг нее остается достаточно много чистого воздуха, выступающего в роли теплоизолятора.

Гомогенное стехиометрическое смесеобразование происходит при открытых впускных заслонках, дроссельная заслонка при этом открывается в соответствии с положением педали газа. Впрыск топлива производится на такте впуска, что способствует образованию однородной смеси. Коэффициент избытка воздуха составляет 1. Смесь воспламеняется и эффективно сгорает во всем объеме камеры сгорания.

Бедная гомогенная смесь образуется при максимально открытой дроссельной заслонке и закрытыми впускными заслонками. При этом создается интенсивное движение воздуха в цилиндрах. Впрыск топлива производится на такте впуска. Коэффициент избытка воздуха поддерживается системой управления двигателем на уровне 1,5. При необходимости в состав смеси добавляются отработавшие газы из выпускной системы, содержание которых может доходить до 25%.

4. Конструкция и работа топливной форсунки с пьезоуправлением

Форсунка (другое название - инжектор), являясь конструктивным элементом системы впрыска, предназначена для дозированной подачи топлива, его распыления в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси.

Форсунка используется в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных двигателях устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыска.

В зависимости от способа осуществления впрыска различают следующие виды форсунок:

· электромагнитная;

· электрогидравлическая;

· пьезоэлектрическая.

Пьезоэлектрическая форсунка

Самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива, является пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка). Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.

Преимуществами пьезофорсунки являются:

· быстрота срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), и как следствие возможность многократного впрыска топлива в течение одного цикла;

· точная дозировка впрыскиваемого топлива.

Это стало возможным благодаря использованиюпьезоэффекта в управлении форсункой, основанного на изменении длины пьезокристалла под действием напряжения. Конструкция пьезоэлектрической форсунки включает пьезоэлемент, толкатель, переключающий клапан и иглу, помещенные в корпусе.

В работе пьезофорсунки, также как и электрогидравлической форсунки, используется гидравлический принцип. В исходном положении игла посажена на седло за счет высокого давления топлива. При подаче электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина, которая передает усилие на поршень толкателя. Открывается переключающий клапан, топливо поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы падает. Игла за счет давления в нижней части поднимается и производится впрыск топлива.

Количество впрыскиваемого топлива определяется:

· длительностью воздействия на пьезоэлемент;

· давлением топлива в топливной рампе.

Устройство пьезоэлектрической форсунки

1. игла форсунки

2. уплотнение

3. пружина иглы

4. блок дросселей

5. переключающий клапан

6. пружина клапана

7. поршень клапана

8. поршень толкателя

9. пьезоэлемент

10. сливной канал

11. сетчатый фильтр

12. электрический разъем

13. нагнетательный канал

5. Описание систем обслуживающих двигатель 4ЧН 10.5/13 (топливная система, система смазки, система охлаждения )

Система смазки

Система смазки автономно-замкнутая, комбинированная (под давлением и разбрызгиванием) с «мокрым» поддоном. Емкость системы смазки 20 кг.

Рис. 10. Схема системы смазки агрегата с водовоздушной системой охлаждения: 1 --поддон; 2 -- приемный фильтр; 3 -- маслозакачивающий насос 4 -- масляный насос; 5 -- перепускной клапан; 6 -- центрифуга; 7--манометр; 8 - маслопровод к коромыслам клапанов; 9-штуцер отвода масла; 10-масляныи бак; 11 - бачок долива масла; 12 - бак для подогрева масла водой; 13-- масляный радиатор; 14 -- разобщительный клапан

Система смазки служит для подачи масла к трущимся деталям как для уменьшения трения, так и для отвода тепла.

Система смазки состоит из масляного насоса 4 (рис. 10, 11), маслозакачивающего насоса 3, центрифуги 6, масляного фильтра-холодильника или радиатора 13 охлаждения, поддона 1 с приемным фильтром 2 с магнитами и трубопроводов.

Рис. 11. Схема системы смазки агрегата с водоводяной системой охлаждения: 1 - поддон; 2 - приемный фильтр; 3 - маслозакачивающий насос; 4 - масляный насос; 5 - перепускной клапан; 6 - центрифуга; 7 - манометр; 8 - маслопровод к коромыслам клапанов; 9 - штуцер отвода масла

На автоматизированных стационарных дизелях устанавливается бачок 11 автоматического долива масла. Дизель-генератор ДГА-24М имеет бак 12 подогрева охлаждающей жидкости и масла. Дизель-генератор ДГА-24М имеет бак 12 подогрева охлаждающей жидкости и масла. Все стационарные дизели и дизель-генераторы имеют разобщительный клапан 14 для отключения в процессе пуска из системы смазки масляного радиатора, чем сокращается время прокачки системы. Циркуляция масла осуществляется в таком порядке: масляный насос, засасывая масло из поддона, подает его под давлением к масляному фильтру-холодильнику и частично к центрифуге.

Меньшая часть очищенного в центрифуге масла сливается в поддон.

Из масляного фильтра-холодильника большая часть охлажденного масла подается через отверстия в блоке ко всем коренным подшипникам коленчатого вала. От первых четырех коренных подшипников по каналам в коленчатом валу масло поступает в шатунные подшипники коленчатого вала. На дизелях с водовоздушной системой охлаждения масло от насоса поступает к полнопоточной центрифуге, а оттуда к радиатору на охлаждение. Меньшая часть очищенного в центрифуге масла сливается в поддон. Отработанное масло из шатунных подшипников стекает в поддон. Стенки втулок цилиндров смазываются разбрызгиванием. Масло под давлением подается также для смазки подшипников коромысел и распределительного вала. Для контроля температуры масла предусмотрен термометр, датчик которого установлен в поддоне. Допускаемая температура масла не более 100° С. Уровень масла контролируется маслоуказателем, установленным в блок-картере со стороны поста управления.

Смазка топливного насоса, регулятора и реверс-редуктора -- автономная, разбрызгиванием. Муфта сцепления, привод вентилятора и зарядного генератора смазываются вручную консистентной смаз¬кой, а подшипники электростартера -- маслом.

Масляный насос

Масляный насос шестеренчатого типа, производительностью 0,44 кг/с при противодавлении 294 кПа (3 кгс/см2) и частоте вращения коленчатого вала 1500 об/мин. Насос создает давление в системе смазки 196--490 кПа (2--5 кгс/см2) при номинальной частоте вращения.

На нагнетательной полости насоса установлен редукционный клапан, соединяющий нагнетательную полость со всасывающей при давлении выше 686 кПа (7 кгс/см2).

Маслозакачивающий насос

Насос МЗН-2 19 (см. рис. Зс) служит для прокачки системы смазки перед и в процессе пуска дизеля. Производительность насо¬са 0,15 кг/с при давлении 882 кПа (9 кгс/см2).

Масляные фильтры

Приемный масляный фильтр сетчатый с магнитами установлен в поддоне. Фильтр грубой очистки масла сетчатый установлен в корпусе фильтра-холодильника. В качестве фильтра тонкой очистки масла служит реактивно-масляная центрифуга.

Система охлаждения

Система охлаждения предназначена для отвода тепла от деталей дизеля. Основными элементами системы охлаждения являются: насосы внутреннего 5 (рис. 12) и внешнего 2 контуров, водоводяной холодильник 12 с термостатной коробкой 11 или радиатор, расширительный бачок 9 или бачок 7 (рис. 13) уровня, трубопроводы и приборы контроля температуры охлаждающей жидкости внутреннего контура и давления воды внешнего контура.

Для контроля уровня охлаждающей жидкости и топлива на автоматизированных агрегатах применяется датчик реле уровня ДРУ-1. При контроле верхнего уровня штепсельный разъем должен быть справа датчика, при контроле нижнего уровня -- слева.

Охлаждение дизеля происходит следующим образом. Насос внутреннего контура подает охлаждающую жидкость в блок-картер. Жидкость поступает к втулкам цилиндров, охлаждая их. Проходя переливные отверстия в блок-картере, жидкость охлаждает головки цилиндров и выходит на охлаждение.

Жидкость идет на охлаждение в радиатор, если ее температура выше 70° С.

Рис. 12. Схема водоводяной системы охлаждения: 1-- трубопровод всасывающий; 2--насос внешнего контура; 3--фильтр-.холодильник; 4 -- манометр; 5 --насос внутреннего контура; 6 -- блок; 7 -- газовыпускной коллектор; 8-- датчик температуры; 9 -- расширительный бачок; 10 -- штуцеры для датчиков температуры; 11-- термостатная коробка; 12 -- водоводяной холодильник; 13--краник слива внешнего контура; 14-- краник слива внутреннего контура; 15 -- кран воздухоохладителя; 16 -- трубопровод подвода воды к генератору; 17 -- генератор; 18 -- фильтр (фильтр-отстойник); А -- подвод внешнего контура; Б -- слив внешнего контура; В -- залив воды в насос; Г -- слив внутреннего контура; Д -- залив внутреннего контура в систему; Е -- выпуск пара в атмосферу

Если температура ниже 70° С, то жидкость, минуя термостат, поступает в насос внутреннего контура. На дизелях с водоводяной системой охлаждения жидкость, выходя из выпускного коллектора, направляется в расширительный бачок, а оттуда, в зависимости от ее температуры, в водяной холодильник или насос.

Насос внешнего контура, засасывая воду через фильтр или фильтр-отстойник 18 (рис. 12), подает ее в масляный фильтр-холодильник, где происходит охлаждение масла. Далее вода, проходя через водяной холодильник, охлаждает жидкость внутреннего контура и идет на слив.

Если в составе дизель-генератора имеется генератор серии МСК, то вода внешнего контура после фильтра-холодильника идет в охладитель генератора.

Допускаемая температура охлаждающей жидкости не более 105° С для дизелей с водовоздушной системой охлаждения и не более 98° С для дизелей с водоводяной системой охлаждения. Допускаемая температура воды внешнего контура на входе в дизель не более 32° С.

Производительность насоса внутреннего контура при частоте вращения дизеля 1500 об/мин составляет 0,91 кг/с при противодавлении 58,8 кПа (6 м вод. ст.).

Производительность насоса внешнего контура составляет 0,91 кг/с при противодавлении 58,8 кПа (6 м вод. ст.).

Рис. 13. Схема водовоздушной системы охлаждения: 1 -- насос внутреннего контура; 2 --бачок подогрева воды и масла; 3 -- водяной радиатор; 4 -- вентилятор; 5 -- трубопровод к водяно¬му радиатору; 6 -- трубопровод к бачку подогрева; 7--бачок уровня воды; 8 -- штуцеры датчиков темпера-туры; 9 -- трубопровод отвода от головок цилиндров; 10 -- блок; 11 -- дифференциальная труба в блоке; 12 -- термостат; А -- залив воды в радиатор; Б -- слив воды из системы; В -- слив воды из радиатора; циркуляция воды при подогреве; -- циркуляция воды при работе агрегата

При номинальной частоте вращения насос обеспечивает засасывание воды на высоту до 5 м (при условии залива или наличия 0,5 кг воды в насосе).

На расширительном бачке установлен клапан, отрегулированный на давление 20--50 кПа (0,2--0,5 кгс/см2). На горловине радиатора установлен аналогичный клапан. Клапан открывается при избыточном давлении в сборнике радиатора 16--29 кПа (0,16-- 0,30 кгс/см2) и сообщает сборник с окружающей средой при разрежении в нем 0,98--3,9 кПа (0,01--0,04 кгс/см2).

Система впуска воздуха, выпуска газов и вентиляции картера

Система предназначена для подвода воздуха к цилиндрам дизеля, отвода от них отработанных газов и вентиляции картерного пространства. Основными элементами системы являются:

воздухоочиститель 3 (см. рис. Зс) или шумоглушитель служит для очистки воздуха от пыли при запыленности его более 0,002 г/м3. На дизеле может быть использован инерционно-масляный воздухо-очиститель автомобильного типа с пропускной способностью не менее 0,046 м3/с;

впускной коллектор, на котором установлен электроподогреватель воздуха, облегчающий пуск дизеля при низкой температуре окружающей среды и надставка с электромагнитом 4 фиксации заслонки на автоматизированных агрегатах и дизеле К-167; газовыпускной коллектор; трубопровод вентиляции картера. Картерная полость дизеля через кронштейны коромысел соединяется с надставкой на впускном коллекторе посредством трубопроводов. Давление в картере не должно превышать 98 Па (10 мм вод. ст.), разрежение -- 490 Па (50 мм вод. ст.); глушитель выпуска отработанных газов. Система пуска и зарядки аккумуляторных батарей Пуск дизеля осуществляется электростартером мощностью 5,15 кВт. Система пуска электростартером двухпроводная, допускает питание посторонних потребителей постоянного тока мощностью не более 0,5 кВт при работающем зарядном генераторе. Система состоит из электростартера 18 (рис. 14), двух аккумуляторных батарей 19 напряжением 12 В каждая, емкостью не менее 128 А * ч, электроподогревателя 8 и коробки включения.

Система работает следующим образом. При нажатии на кнопку 10 включаются маслозакачивающий насос 14 и подогреватель воздуха. Когда давление масла в системе смазки будет выше 98 кПа

Размещено на Allbest.ru