Методическая разработка Система питания дизельного двигателя Камаз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методическая разработка

по МДК.01.01 Устройство автомобилей

на тему

 «Система питания дизельного двигателя КамАЗ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2019

 

Цели занятия:

1.   Изучить с курсантамиобщее устройство системы питания дизельного двигателя КамАЗ-740 и принцип её работы, топлива, применяемые в дизельных двигателях и принцип смесеобразования.

2.   Воспитывать у обучающихся чувство личной ответственности за безаварийную эксплуатацию АТТ.

3.   Развивать интерес к изучению автомобильной техники, память, целеустремлённость. 

Время:2 часа

 

Место:кабинет по устройству и эксплуатации АТТ

 

Учебно - материальное обеспечение:Плакаты:  «Система питания двигателя КамАЗ-740»,  «Приборы системы питаниядвигателя КамАЗ-740», двигатель КамАЗ-740 в разрезе, стенд «Система питания дизельного двигателя», приборы системы питания: ТНВД (топливный насос высокого давления), муфта опережения впрыска топлива, форсунка.

Распределение времени занятия:

Вступительная часть                                                                                5 мин;

Проверка подготовки обучающихся к занятию                                   10 мин;

Учебные вопросы занятия:

1. Смесеобразование в дизельных двигателях. Топливо для дизельных

двигателей      25 мин;

2. Общие устройство и принцип работы системы питания двигателя

КамАЗ-740      25 мин;

3. Приборы системы питания двигателя КамАЗ-740 магистрали низкого давления                          20 мин;

Заключение                                                                                                 5мин.

 

Содержание занятия

 

Вступительная часть

 

–       принять рапорт дежурного по группе;

–       проверить наличие обучающихся и их готовность к занятию;

–       ответить на вопросы, которые возникли при подготовке к занятию на самостоятельной работе;

–       провести опрос по ранее изученному материалу:

Опрос рекомендуется провести устно, задавая вопросы и вызывая одного-двух обучающихся для ответа,

 

Методические рекомендации:

При подготовке к занятию изучить учебные вопросы, содержание методической разработки, ознакомиться с методическими рекомендациями. По завершению личной теоретической подготовки составить и утвердить план проведения занятия.

Накануне занятияподготовить к показу электронный демонстрационный материал, приобрести навыки его использования с компьютером и проектором или подготовить ассистента, который будет управлять компьютером.

Во вступительной части принять рапорт дежурного по группе, проверить наличие и внешний вид обучаемых, наличие учебников и конспектов. Объявить тему, цели и учебные вопросы занятия, порядок его проведения.

При изложении учебного материала использовать слайды, приводить примеры из практической деятельности и жизни. Для активизации обучающихся задавать вопросы, направленные на, самостоятельное уяснение устройства или функции механизмов, общее устройство транспортного средства.

–                       при рассмотрении первоговопроса, особое внимание следует уделить принципу смесеобразования в дизельных двигателях.

_    при рассмотрении второго вопроса необходимо особое внимание уделить общему принципу работы системы питания.

–                       при изучении третьего вопроса обратить внимание обучающихся на принцип работы ТНВД.

подводя итоги по каждому учебному вопросу необходимо выделить главное, подчеркнув необходимость изучения данного вопроса, напомнив курсантам о необходимости своевременного и качественного  технического обслуживания.

В заключении представить перспективные направления развития и конструирования автомобильной техники, подвести итоги занятия, сделать вывод о достижении учебных целей, дать задание на самостоятельную работу.

 

 

 

 

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.                 Смесеобразование в дизельных двигателях.

 

Особенностью двигателей с самовоспламенением от сжатия, или, как их принято называть, дизелей (по имени изобретателя Р.Дизеля), является приготовление горючей смеси топлива с воздухом внутри цилиндров.

В дизелях топливо поступает от насоса высокого давления и посредством форсунки впрыскивается в цилиндры под давлением, в несколько раз превышающим давление воздуха в конце такта сжатия. Смесеобразование начинается с момента поступления топлива в цилиндр. При этом в результате трения о воздух струя топлива распыливается на мельчайшие частицы, которые образуют топливный факел конусообразной формы. Чем мельче распылено топливо и чем равномернее распределено оно в воздухе, тем полнее сгорают его частицы.

Испарение и воспламенение топлива осуществляется за счёт высокой температуры и давления сжатого воздуха (к концу такта сжатия температура воздуха составляет 550-700ºС, а давление 35-55 кгс/см²).следует отметить, что после начала горения смеси температура и давление в камере сгорания резко возрастает, что ускоряет процессы испарения и воспламенения остальных частиц распылённого факела топлива.

Чтобы обеспечить наилучшие мощностные и экономические показатели работы дизеля, необходимо впрыскивать топливо в его цилиндры до прихода поршня в ВМТ.

 Угол, на который кривошип коленчатого вала не доходит в ВМТ в момент начала впрыска топлива, называют углом опережения впрыскивания топлива.

Для того чтобы форсунка впрыскивала топливо с требуемым опережением, топливный насос должен начать подавать топливо ещё раньше. Это вызвано необходимостью, иметь некоторое время на нагнетание топлива от насоса к форсунке.

Угол, на который кривошип коленчатого вала не доходит до ВМТ в момент начала подачи топлива из топливного насоса, называют углом опережения подачи топлива.

В цилиндры двигателя фактически поступает одно и то же количество воздуха независимо от нагрузки. При малой нагрузке в цилиндрах практически всегда имеется достаточное количество воздуха для полного сгорания топлива. В этом случае коэффициент избытка воздуха имеет большую величину. С увеличением нагрузки возрастает только подача топлива, но при этом значение коэффициента избытка воздуха уменьшается, вследствие чего ухудшается процесс сгорания топлива.

Поэтому минимальное значение коэффициента избытка воздуха для различных типов дизеля, соответствующее их бездымной работе, устанавливают в пределах α=1,3-1,7, что обуславливает также высокую экономичность дизелей по сравнению с карбюраторными двигателями.

Существенное влияние на улучшение смесеобразования и процесса сгорания оказывают способы приготовления рабочей смеси и принятая форма камеры сгорания. По способу приготовления рабочей смеси различают объёмное, объёмно-плёночное и плёночное смесеобразование. Каждому из этих способов присущи свои характерные особенности, для реализации которых требуются камеры сгорания с соответствующим конструктивными решениями. Существующие камеры сгорания по общности основных признаков можно объединить в две группы: неразделённые (однополостные) и разделённые (двухполостные).

Объемное смесеобразование:

Неразделённые камеры сгорания представляют собой объём, заключённый между днищем поршня, когда он находится в ВМТ и плоскостью головки. Также камеры называют однополостными с объёмным смесеобразованием, так как процесс смесеобразованием, так как процесс смесеобразования основан на впрыскивании топлива непосредственно в толщину горячего воздуха, находящегося в объёме камеры сгорания дизеля.

При этом для лучшего перемешивания частиц распылённого топлива с воздухом его свежему заряду сообщают при впуске вращательное движение с помощью завихрителей или винтовых впускных каналов, а форму струи топлива, подаваемого форсункой, такой принцип смесеобразования используют в дизелях ЯМЗ и КамАЗ-740.

Пленочное смесеобразование:

В современных дизелях используется также плёночное смесеобразование, которое характеризуется тем, что большая часть впрыскиваемого топлива подаётся на горячие стенки шарообразной камеры сгорания, на которых оно образует плёнку, а затем испаряется, отнимая часть тепла от стенок.

Объемно-пленочное смесеобразование:

Разновидностью указанных способов смесеобразования является объёмно-плёночное смесеобразование, которое обладает свойствами как объёмного, так и плёночного смесеобразования. Существенным преимуществом этого процесса является возможность создания многотопливных дизелей, позволяющих использовать наряду с дизельным топливом высокооктановые бензины и спиртовые смеси.

Разделённые камеры сгорания состоят из: двух объёмов, соединённых между собой каналами: основного объёма, заключённого в полости над днищем поршня, и дополнительного, расширительного чаще всего в головке блока.

Применяются две группы разделённых камер:

-                     предкамеры;

-                     вихревые камеры.

Дизели с такими камерами называют соответственно предкамерными и вихревыми.

В вихревых (вихрекамерных) дизелях объём дополнительной камеры составляет 0,5-0,7 общего объёма камеры сгорания. Основная и дополнительная камеры соединяются каналом, который располагается тангенциально к образующей дополнительной камере, в результате чего обеспечивается вихревое движение воздуха.

В дизелях с предкамерным смесеобразованием предкамера имеет цилиндрическую форму и соединяется прямым каналом с основной камерой, расположенной в днище поршня. В результате частичного воспламенения топлива в момент его впрыскивания в предкамере создаётся высокая температура и давление, способствующее более эффективному смесеобразованию и сгоранию топлива в основной камере.Основным недостатком дизелей с разделёнными камерами сгорания является увеличенный расход топлива и затруднён пуск двигателя, что вызывает применение специальных пусковых устройств.

 

Вывод.Принцип работы дизельного двигателя заключается в том, что в результате частичного воспламенения топлива в момент его впрыскивания в цилиндре создаётся высокая температура и давление, способствующее более эффективному смесеобразованию и сгоранию топлива.

 

Ответить на вопросы.

 

2.     Общее устройство и принцип работы системы питания двигателя

КамАЗ-740.

 

Система питания дизельного двигателя КамАЗ-740 состоит из:

-                     системы питания двигателя топливом;

-                     системы питания двигателя воздухом;

-                     системы выпуска отработавших газов.

Система питания двигателя КамАЗ-740 топливом предназначена для размещения запаса топлива, очистки его и впрыска в цилиндры в соответствии с порядком их работы в заданном отрезке цикла.

В двигателях модели 740 применена система питания разделённого типа, в которой насос высокого давления и форсунки выполнены в виде отдельных агрегатов.они обеспечивают дозирование впрыскиваемого топлива в соответствии с режимом работы двигателя, равномерное распределение топлива по объёму камеры сгорания. Двигатели оснащены также всережимным регулятором частоты вращения и автоматической муфтой опережения впрыска топлива.

Всережимный регулятор поддерживает заданную частоту вращения коленчатого вала во всем рабочем интервале путём регулирования подачи топлива в соответствии с нагрузочным режимом работы двигателя. Это значительно облегчает условия работы двигателя, особенно в случаях резких и частых изменений внешней нагрузки на двигатель. Кроме того, всережимный регулятор устанавливает минимальную и ограничивает максимальную частоту вращения коленчатого вала при работе двигателя на холостом ходу.

Автоматическая муфта опережения впрыска топлива в цилиндры изменяет момент начала подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя, что обеспечивает полное сгорание топлива к моменту начало такта сжатия.

Система питания двигателя топливом состоит из:

-                     топливных баков;

-                     фильтра грубой очистки топлива;

-                     фильтра тонкой очистки топлива;

-                     топливоподкачивающего насоса низкого давления;

-                     ручного топливоподкачивающего насоса;

-                     топливного насоса высокого давления (ТНВД);

-                     форсунок;

-                     трубопроводов высокого и низкого давления;

-                     указателя уровня топлива.

Принципиальная схема системы питания топливом показана на плакате «Система питания». Принцип работы системы питания топливом заключается в следующем. Топливо из бака под действием разрежения, создаваемого топливоподкачивающим насосом низкого давления проходит к фильтру грубой и тонкой очистки.

По топливопроводам магистрали низкого давления и от него по топливопроводам высокого давления подаётся к форсункам в соответствии с порядком работы двигателя. Неиспользованное топливо и попавший в систему воздух отводятся через перепускной клапан насоса высокого давления и клапан-жиклёр фильтра тонкой очистки по сливнымтопливопроводам в топливный бак.

Из форсунок лишнее топливо по топливопроводам поступает в бак.

У дизельных двигателей семейства КамАЗ к топливной системе присоединено электрофакельные устройство для облегчения их пуска в условиях отрицательных температур. В это устройство входят факельные свечи, устанавливаемые во впускном трубопроводе и служащие для подогрева воздуха, поступающего в цилиндры. Топливо к факельным свечам поступает из топливопровода через электромагнитный клапан. Электрофакельные устройство является эффективным средством облегчения пуска двигателя при температурах до -25ºС, а также предохраняет аккумуляторные батареи от перегрузки в процессе пуска.

Система питания автомобиля КамАЗ оснащена двумя топливными баками общим объёмом 340л, устанавливаемых с левой и правой стороны автомобиля.

 

Вывод.В двигателях КамАЗ-740 применена система питания разделённого типа, в которой насос высокого давления и форсунки выполнены в виде отдельных агрегатов обеспечивающих дозирование впрыскиваемого топлива в соответствии с режимом работы двигателя.

 

Ответить на вопросы.

 

 

 

3.Назначение, устройство и работа приборов магистрали низкого давления двигателя КамАЗ-740.

 

В магистраль низкого давления входят:

-                     топливный бак;

-                     фильтры грубой и тонкой очистки топлива;

-                     топливоподкачивающий насос низкого давления;

-                     насос для ручной подкачки топлива;

-                     топливопроводы.

Топливный бак состоит из:

-                     корпуса;

-                     заливной горловины;

-                     выдвижной трубы с сетчатым фильтром;

Заливная горловина закрывается герметичной крышкой с прокладкой. Для предохранения от коррозии внутренняя поверхность бака освинцована. С целью увеличения жёсткости бака, а также уменьшения взбалтывания топлива и образования пены в баке имеются перегородки. В нижней части бака имеется кран для слива отстоя. Количество топлива в баке измеряется электрическим реостатным датчиком уровня, установленным в баке, и контролируется указателем на щитке приборов.

Фильтр грубой очистки топлива (фильтр-отстойник) предназначен для предварительной очистки топлива, поступающего в топливоподкачивающий насос низкого давления. Он установлен на всасывающей магистрали системы питания с левой стороны автомобиля на раме.

Фильтр отстойник состоит из :

-                     корпуса;

-                     стакана;

-                     успокоителя;

-                     фильтрующей сетки;

-                     отражателя;

-                     распределителя.

Топливо, поступающее из топливного бака через подводящий штуцер, подаётся к распределению и стекает в стакан. Крупные посторонние частицы и вода оседают в нижней части стакана. Из верхней части стакана через фильтрующую сетку по отводящему штуцеру и топливопроводам топливо поступает к топливоподкачивающему насосу низкого давления.

Топливоподкачивающий насос низкого давления предназначен для подачи топлива из бака через фильтры грубой и тонкой очистки к впускной полости насоса высокого давления.

Насос поршневого типа с приводом от эксцентрика кулачкового вала топливного насоса высокого давления. Он размещён на задней крышке регулятора частоты вращения коленчатого вала двигателя. Схема работы насоса показана на плакате «Приборы системы питания».

Эксцентрик через толкатель со штоком совместно с пружиной сообщает поршню возвратно-поступательное движение. При опускании толкателя поршень под действием пружины перемещается вниз, создавая разрежение, во всасывающей полости А. Под действием разрежения открывается, впускной клапан, и топливо из топливного бака поступает в поршневую полость. Одновременно топливо, находящееся в нагнетательной полости Б, вытесняется к выводу. Впускной клапан при этом закрывается.

На всех режимах работы двигателя давление топлива в нагнетательной магистрали практически постоянное. Это обеспечивается изменением хода поршня в зависимости от давления в полости нагнетания. Если давление в нагнетательной полости повышается, то поршень не совершает полного хода вслед за толкателями под действием своей пружины, а останавливается в положении, которое определяется равновесием сил, с одной стороны, от давления топлива и, с другой стороны от усилия пружины.

Ручной топливоподкачивающий насос предназначен для подачи топлива в насос высокого давления и для удаления воздуха из топливной системы перед пуском двигателя.

На автомобиле ранее устанавливалось два ручных насоса. Он крепится к фланцу топливоподкачивающего насоса низкого давления через уплотняющую прокладку (медную шайбу).

Насос поршневого типа. Основными частями насоса являются цилиндр, поршень, опорная тарелка поршня и рукоятка в сборе со штоком.

Заполнение системы топливом и её прокачивание осуществляется движением рукоятки со штоком и поршнем вверх-вниз. При этом под действием разрежения, создаваемого в поршневом пространстве, открывается впускной клапан и топливо поступает в полость А топливного насоса низкого давления. При движении поршня вниз нагнетательный клапан открывается, и топливо под давлением поступает в нагнетательную магистраль.

При неработающем положении рукоятка ручного насоса должна быть плотно повёрнута на верхней резьбовой хвостовик цилиндра. В этом положении поршень уплотняет впускную полость топливного насоса низкого давления.

Фильтр тонкой очистки топлива предназначен для окончательной очистки топлива перед поступлением его в топливный насос высокого давления, а также для сбора и удаления в бык проникающего в систему питания воздуха вместе с частью топлива через клапан-жиклёр.

Открытие клапана происходит при давлении в полости 1,2±0,2кгс/см². сбор воздуха в фильтре обеспечивается тем, что он из всех приборов системы питания установлен в самой высокой точке системы.

Топливный фильтр тонкой очистки состоит из:

-           двух секций и включает в себя два стакана с приваренными к ним стержнями;

-           корпуса;

-           два сменных фильтрующий элемента, изготовленных из бумаги. Прохождение топлива только через фильтрующий элемент обеспечивается уплотнительными прокладками.

 

Вывод.В двигателе КамАЗ-740 на всех режимах работы двигателя давление топлива в нагнетательной магистрали низкого давления практически постоянное. Это обеспечивается изменением хода поршня в зависимости от давления в полости нагнетания.

Ответить на вопросы.

 

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

-      подвести итоги занятия;

-      напомнить тему, цели и учебные вопросы;

-      объявить оценки;

-      ответить на вопросы;

-      отметить активность и дисциплину на занятии;

-      дать задание на самоподготовку.

 

Используемая литература при составлении методической разработки:

1.        Передерий В. П. Устройство автомобиля [Электронный ресурс]: учебное пособие / В.П. Передерий. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2014. - 288 с.:- (Профессиональное образование). - www.znanium.com

2.        Стуканов В. А.Устройство автомобилей [Электронный ресурс]:   учебное пособие / В.А. Стуканов, К.Н. Леонтьев. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2017. - 496 с.- (Профессиональное образование). - www.znanium.com

3.        Автомобильные эксплуатационные материалы. Лабораторный практикум : учеб. пособие / В.А. Стуканов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2018. — 304 с. — (Среднее профессиональное образование). - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/93