методичка. Тракторы основные энергетические средства для выполнения механизированных работ в сельском хозяйстве
 Скачать 38.44 Mb.
|
|
4.5 Контрольные вопросы
ЗАНЯТИЕ №4 Система питания дизельного ДВС 1 Цель занятия 41 1.1 Знакомство с маркировкой дизельного топлива, смесеобразованием, схемой и работой системы питания. 1.2 Изучение устройства системы питания и ее составных частей: воздухоочистителей, турбокомпрессора, фильтров грубой и гонкой очистки топлива, насосов топливоподкачивающего и высокого давления. 1.3 Приобретение знаний и умений по техническому обслуживанию, регулировке и прокачке системы питания двигателей Д-243 (трактор МТЗ-82), А-41 (трактор ДТ-75М). 2 Содержание работы
3 Оборудование и методические материалы
4 Порядок выполнения работы 4.1 Топливо и смесеобразование. Схема работы системы 42 Система питания служит для обеспечения двигателя горючей смесью, состоящей из очищенного воздуха и топлива. Двигатели работают на жидком топливе, получаемом путем перегонки нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Дизельное топливо. При эксплуатации дизелей применяют дизельное топливо следующих марок: Л* (летнее) при температуре окружающего воздуха 0°С и выше; 3 (зимнее) - до - 20°С (температура застывания топлива не выше - 35°С) и более морозостойкое топливо до - 30°С и ниже (температура застывания топлива не выше - 45°С). К главным показателям его качества относят чистоту, высокую теплоту сгорания, малую вязкость, низкую температуру самовоспламенения, высокое цетановое число (не ниже 45). Чем больше цетановое число, тем меньше период задержки самовоспламенения после момента начала впрыскивания его в цилиндр и тем «мягче» работает двигатель. Заправлять трактор необходимо чистым топливом. Предварительно его отстаивают в цистерне не менее двух суток. Перед заправкой тщательно очищают горловину бака и крышку от пыли, прочищают отверстия в крышке и промываю! сетчатый фильтр горловины. Следует избегать попадания воды и топливный бак. Это может привести к выходу из строя топливной аппаратуры. 4.2 Смесеобразование В дизелях внутри цилиндров смешивание топлива с воздухом происходит за очень короткий промежуток времени. Для получения горючей смеси, способной быстро и полностью сгорать, необходимо, чтобы топливо было распылено на мельчайшие частицы, при этом каждая из них должна иметь вокруг себя достаточное для полного сгорания количество воздуха. Для этого топливо в цилиндр впрыскивается форсункой под давлением, в несколько раз превышающим давление воздуха при такте сжатия в камере сгорания. Для лучшего перемешивания топлива с воздухом форма камеры сгорания спроектирована таким образом, что соответствует форме топливных факелов (рисунок 21). За счет углубления в днище поршня создается вихревое движение воздуха. Горючая смесь испаряется и воспламеняется за счет высокой температуры (в конце такта сжатия температура воздуха 43 в камере сгорания составляет около 600°С, давление - 3,5...5,5 МПа). Ч  тобы топливо полностью сгорало, оно должно впрыскиваться в цилиндр до прихода поршня в ВМТ. Это улучшает мощностные и экономические показатели дизеля. Рисунок 21 - Схемы камер сгорания дизелей: а - Д-144; б -Д-243 (тракторы ЛТЗ-55 и МТЗ-82 соответственно): I фигурное углубление; 2 - форсунка; 3 - поршень Угол, на который кривошип коленчатого вала не доходит до ВМТ I) момент начала впрыскивания топлива в цилиндр, называют углом опережения впрыска топлива. Чтобы форсунка впрыскивала топливо с требуемым опережением, топливный насос должен подавать топливо в форсунку еще раньше. Это обеспечит некоторый запас времени для нагнетания топлива от насоса к форсунке. Угол, па который кривошип коленчатого вала не доходит до ВМТ в момент начала подачи топлива из топливного насоса, называют углом опережения начала подачи топлива. 4.3 Схема работы системы питания Во время работы двигателя топливо из бака 12 засасывается топливопроводом низкого давления в фильтр грубой очистки 1 I (рисунок 22), где отделяются крупные механические примеси. Далее топливо нагнетается топливным насосом низкого давления (подкачивающим насосом) 10 через фильтр тонкой очистки Ч в насос высокого давления 7. Последний подает топливо через топливопровод высокого давления 6 к форсунке 4, которая впры 44 скивает его в распыленном состоянии в камеру сгорания. В топливный насос высокого давления топливо в избытке подается п  одкачивающим насосом. Излишки топлива отводятся из топливного насоса но топливопроводу 15 во впускную часть подкачивающего насоса. Рисунок 22 - .Схема системы питания дизеля Д-243 (трактор МТЗ-82): I воздухоочиститель; 2 - впускной трубопровод; 3 - глушитель; 4 форсунка; 5 - выпускной трубопровод; 6 - топливопровод высокого давления; 7— топливный насос высокого давления; 8 - топливопровод низкого давления; 9 фильтр тонкой очистки топлива; 10- подкачивающий насос низкого давления; 11 – фильтр грубой очистки топлива; 12 - топливный бак; 13 - поршень; 14 - впускной клапан; 15 топливопровод перепуска излишнего топлива; -воздух; → топливо;  -отработавшие газы45 Воздух, пройдя предварительную очистку в воздухоочистителе 1, попадает в цилиндры двигателя через впускной трубопровод 2. 4.4 Воздухоочистители Воздух содержит большое количество ныли. Например, и сухую погоду при работе почвообрабатывающих машин ее количество достигает 2,5 г/м . В состав дорожной ныли входят оксиды кальция, железа, кремния и др. Поверхностная твердость пылинок оксида кремния (кварца) равна твердости высококачественных сталей. За 1 ч работы тракторный двигатель средней мощности засасывает около 200 \г воздуха. Если его не очищать, то за рабочую смену в цилиндры двигателя может попасть несколько килограммов пыли, вызывающей ускоренное изнашивание цилиндров, поршней и других трущихся деталей. Поэтому при нарушении герметичности в соединениях воздухоподводящих деталей и подсосе неочищенного воздуха срок службы двигателя сокращается в десятки раз. На тракторах применяют в основном комбинированные воздухоочистители, сочетающие инерционный и фильтрующий способы очистки воздуха. Различают трех- и четырехступенчатые комбинированные воздухоочистители. Трехступенчатый воздухоочиститель (рисунок 23 ) наиболее часто используют на тракторных двигателях. Первая ступень очистки воздуха в нем обеспечивается инерционным очистителем, вторая ступень - контактная, с масляной ванной, третья контактная, с фильтрующими элементами. Воздухоочиститель установлен на головке цилиндров с помощью кронштейна и хомутов и состоит из корпуса 3, головки 11 и приваренной к ней заборной трубы 9. Сверху на трубе хомутом закреплен воздухозаборный колпак с центробежным пылеотдели-телем 6. В корпус воздухоочистителя вложены три фильтрующих элемента 2 из капроновой путанки. Снизу к корпусу стяжными болтами прикреплен поддон 7 с масляной ванной. Воздухоочиститель работает следующим образом. При такте впуска воздух под действием разрежения через отверстия сетки 8 попадает внутрь инерционного очистителя и. соприкасаясь с наклонными лопастями завихрителя 5, приходит во вращательное движение. Крупные частицы пыли, 46 попавшие в очиститель с воздухом, под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам и через два окна 7 в колпаке выводятся наружу. В инерционном очистителе отделяется 2/3 пыли, содержащейся в воздухе. Поток воздуха с мелкими частицами пыли на большой скорости движется вниз по заборной трубе, попадает в масляную ванну, забрасывает Масло на сетки фильтрующих элементов и резко меняет направление и скорость. При этом мелкие частицы пыли остаются в масле, а воздух проходит через фильтрующие элементы в патрубок 4 к цилиндрам двигателя. Фильтрующие элементы 2, пропитанные маслом, улавливают мельчайшие механические примеси воздуха. Ч  етырехступенчатый воздухоочиститель очищает воздух до степени очистки, равной 99 %. Он состоит из центробежного пылеотделителя 6, выполняющего роль инерционной очистки (рисунок 23 б), фильтрующих элементов 13 и 14 тонкой очистки, кассе ты с капроновым фильтрующим элементом грубой очистки 15 и масляного поддона. Рисунок 23 - Комбинированные воздухоочистители: а трехступенчатый (дизель Д-243, трактор МТЗ-82); б- четырехступенчатый (дизель Д-144); 1 поддон; 2 - фильтрующие элементы; 3 - корпус; 4 - воздухоотводящий патрубок; 5 завихритель; 6 центробежный пылеотделитель; 7 — окно для удаления пыли; 8 сетка; 9 47 заборная труба; 10 опорная обойма; 11 головка; 12 чашка; 13, 14 фильтрующие элементы тонкой очистки; 15 кассета с фильтрующими элементами грубой очистки из капрона В поддоне находится масляная ванна с метками уровня масли. Но время транспортных работ фильтрующий элемент 14 из полиуретана на трактор не устанавливается. Он находится в ящике с запасными частями. Перед эксплуатацией трактора на полевых работах этот элемент с более крупными порами устанавливают над масляным поддоном. Загрязненные полиуретановые пластины промывают бензином. После промывания их отжимают и сушат. Эксплуатация двигателя без фильтрующих элементов в воздухоочистителе запрещается. 4.5 Турбокомпрессор Для повышения мощности двигателя необходимо, чтобы в цилиндры подавалось больше воздуха, предварительно сжатого в компрессоре, и топлива, которое полностью сгорит и выделит больше энергии. Т  урбокомпрессор используют для нагнетания воздуха под давлением в цилиндры двигателя. Он состоит из среднего корпуса I (рисунок 24), центробежного компрессора, газовой турбины и установленных в них колее 5 и 9, которые жестко закреплены на общем валу 4. Рисунок 24 - Турбокомпрессор дизеля СМД-62 (трактор Т-150К): 1 - средний корпус; 2 - втулка; 3 - корпус компрессора; 4- вал: 5, 9 - колеса компрессора и турбины; 6-канал подвода масла: 48 7- корпус турбины; 8 - вставка турбины Отработавшие газы но выпускному коллектору попадают в камеру газовой турбины и направляются на лопатки рабочего колеса турбины 9, заставляя его вращаться вместе с валом 4. Далее Отработавшие газы выбрасываются в атмосферу через выпускную трубу. Закрепленное на валу колесо компрессора 5 засасывает воздух из атмосферы через воздухоочиститель. Во время такта впуска дизеля сжатый компрессором воздух нагнетается по впускному факту в цилиндры под давлением 0,15...0,20 МП а. Колеса турбины и компрессора вращаются с большой частотой вращения - около 900 с"1 (До 54 тыс. мин'1). При их незначительной несбалансированности может возникнуть сильная вибрация. Поэтому опорой валу служит бронзовый подшипник типа качающейся втулки 2. Через специальный щелевой фильтр масло нагнетается ко втулке и по сверлению в ней поступает во внутреннюю полость, для смазывания трущейся поверхности вала. По наружной проточке втулки масло нагнетается в зазор между втулкой и корпусом, образуя масляную подушку. Последняя гасит вибрацию, возникающую при вращении вала. Из турбокомпрессора масло сливается в картер. Для контроля давления масла, поступающего в турбокомпрессор, на среднем корпусе установлен штуцер для манометра. Номинальное (нормальное) давление масла после фильтра турбокомпрессора - 0,2...0,4 МПа. По степени нагнетания сжатого воздуха наддув разделяют на низкий с давлением воздуха на впуске до 0,15 МПа, средний давление воздуха до 0,2 МПа и высокий при давлении свыше 0.2 Мпа 4.5 Топливный бак Запас топлива (приблизительно на смену) находится в топливном баке. На тракторе ЛТЗ-55 он расположен под сиденьем трактора. У трактора МТЗ-80 и -82 два топливных бака, которые размешены по обе стороны заднего моста под кабиной. Они опираются па кронштейны и соединены между собой в верхней части с помощью резинового рукава и стяжных хомутов. 49 Бак 12 (см. рисунок 22) состоит из двух штампованных из листовой стали половин, сваренных между собой. В верхней части бака приварена заливная горловина, в которой установлен сетчатый фильтр. Рядом с фильтром в отверстии фланца заливной горловины находится топливомерная линейка, предназначенная для замера уровня топлива в баке. В верхнюю часть бака вмонтирован датчик уровня топлива, указатель которого размещен на щитке приборов. Горловину топливного бака закрывают крышкой. В крышке имеется отверстие, через которое воздух может входить в бак и заполнять объем, освобождаемый израсходованным топливом, предотвращая тем самым разрежение в баке, которое может препятствовать вытеканию из него топлива. В днище топливного бака вмонтированы расходный и сливной краны. Заборная трубка расходного крана выступает над днищем бака для предохранения от попадания отстоя топлива к агрегатам системы питания. Через сливной кран удаляется отстой топлива. 4.7 Топливные фильтры На двигателях обычно устанавливают два последовательно работающих топливных фильтра грубой и тонкой очистки. Фильтр грубой очистки топлива типа ФГ очищает топливо от крупных металлических примесей. Его называют также фильтром-отстойником. Он представляет собой фильтрующий элемент, состоящий из отражателя 1 (рисунок 25) и лагунной сетки 8 с ячейками размером 0;2 мм. Фильтрующий элемент смонтирован на резьбовой втулке, которая ввернута в корпус 3 и прижимает к нему распределитель потока топлива 5, имеющий ряд равномерно расположенных по окружности отверстий. Фильтрующий элемент расположен внутри стакана 7, который закреплен на корпусе с помощью нажимного кольца 6 и болтов. Стык между стаканом и корпусом уплотнен паронитовой прокладкой. В нижней части стакана установлен успокоитель 9. В резьбовую втулку стакана ввернута пробка 10. Во время работы двигателя топливо подводится в фильтр через трубку 2, кольцевую полость Д и отверстия распределителя 5. Затем оно стекает вниз па отражатель 1 и через кольцевую щель между отражателем и стенкой стакана с увеличенной 50 скоростью поступает в полость В. Часть топлива по инерции попадает под успокоитель, где оседают крупные механические примеси и вода, находящаяся в топливе. В полости В топливо меняет направление, поступая через сетку 8 в трубку 4. Через центральное отверстие успокоителя оно тоже поднимается вверх к сетке фильтрующего элемента. Пройдя через сетку, оно очищается от мелких механических примесей и поступает через центральное отверстие корпуса к отводящей трубке 4. Успокоитель предотвращает перемешивание топлива, находящегося в полости Г, с отстоем, даже при тряске.  Рисунок 25 - Фильтр грубой очистки топлива: I отражатель; 2, 4 трубки; 3 - корпус; 5 распредели гель потока топлива; 6 - нажимное кольцо; 7 стакан; 8 латунная сетка; 9- успокоитель; !0 - пробка сливного отверстия; А, Б вход и выход топлива; В, Г полости; Д- кольцевая полость. 51 Фильтр тонкой очистки топлива очищает топливо от мельчайших механических частиц (размером 1...5 мкм). На рисунке 26 а представлен фильтр дизеля Д-243 (трактор МТЗ-82), и котором фильтрующий элемент 2 включает в себя две секции: наружную и внутреннюю. Внутренняя секция считается предохранительной: при разрыве шторы наружной секции механические примеси будут задерживаться во внутренней секции. Каждая секция фильтрующего элемента представляет собой цилиндрический картонный каркас, заключенный в жестяные крышки. Каркас имеет отверстия для прохода топлива. Внутри пего размещены фильтрующие шторы, изготовленные из специальной бумаги и свернутые и многогранную винтовую гармошку. Для штор наружной секции применяют бумагу с порами больших размеров, чем для внутренней. Поток топлива под давлением подкачивающего насоса входит через отверстие А в корпус фильтра, затем последовательно проходит через отверстия каркасов и поры фильтрующих штор наружной и внутренней секций внутрь фильтрующею элемента. Очищенное от мельчайших примесей топливо через отверстие Ь направляется по топливопроводу низкого давления в насос высокого давления. В нижней части корпуса предусмотрено закрытое пробкой 7 отверстие для слива загрязненного топлива и воды, попавшей с топливом из фильтра. На крышке последнего установлен продувочный вентиль 5. Он служит для выпуска воздуха, попавшего в топливную систему двигателя. Для удаления воздуха отворачивают вентиль и нагнетают топливо с помощью подкачивающею насоса. Шариковый клапан 6 под давлением топлива отходит от гнезда, и через открывшееся отверстие топливо выходит наружу по трубке 3 из корпуса фильтра тонкой очистки. Если в топливной системе есть воздух, из сливной трубки сначала будут выделяться воздушные пузырьки. Когда топливо из трубки потечет ровной струей, вентиль закрывают, шарик перекрывает сливное отверстие. Односекционный фильтр дизеля Д-144 для трактора ЛТЗ-55 (рисунок 26 6) по устройству и схеме работы подобен ранее указанному фильтру, но имеет один фильтрующий элемент. 52 Р  исунок 26 - Фильтры тонкой очистки топлива: а - двухсекционный; б - односекционный; I корпус; 2 - фильтрующий элемент; 3 трубка для выпуска воздуха; 4 - крышка; 5 - продувочный вентиль; 6 — шариковый клапан; 7 пробка сливного отверстия; 8 - штуцер отвода топлива к насосу высокого давления; 9 - штуцер подвода топлива из подкачивающего насоса; А, Б - отверстия для входа и выхода топлива |