Методическое обеспечение темы «Система питания дизельных двигателей» предмета «Устройство и эксплуатация автомобиля» при подготовке сл

На основании таблицы 1.2. построим диаграмму 1.2

Диаграмма 1.2

Распределение тем предмета «Устройство и эксплуатация автомобиля» по общности элементов содержания

Группа ТЕХНИКА: 1- Теоретические основы техники; 2- Графика; 3- Средства труда; 4- Объекты труда. Группа ТЕХНОЛОЛОГИЯ: 1- Теоретические основы технологии; 2- Вопросы общей технологии отрасли; 3- Вопросы технологии контроля эксплуатации и ремонта изделий; 4- Описание технологических процессов применительно к конкретной рабочей профессии; 5- Вопросы охраны труда.

В процессе анализа содержания учебного материала по общности элементов содержания типовой учебной программы выявлено, что на изучение группы материалов «Техника» отводится 56,3%. Но учитывая, что в настоящее время очень сильно развита техника, то, соответственно, и очень развивается технология, поэтому на изучение группы «Технология» также отводиться много времени 43,7 %.

В результате освоения дисциплины «Устройство и эксплуатация автомобилей» обладать следующими компетенциями

будет знать:

– устройство двигателя;

– рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя;

– рабочий цикл дизельного двигателя;

– устройство кривошипно-шатунного механизма;

– устройство газораспределительного механизма;

– устройство и принцип работы системы охлаждения, смазки и питания карбюраторных и дизельных двигателей;

– виды топлива;

– электрооборудование автомобиля;

–  объясняет устройство аккумуляторных батарей, генераторов, системы батарейного зажигания, стартера;

– характеризует понятие "момент зажигания";

– излагает принцип работы контактно-транзисторной и бесконтактной систем зажигания;

– высказывает общее суждение о назначении и общем принципе работы трансмиссии;

– объясняет устройство сцепления (приводы включения и усилителя выключения), ступенчатой коробки передач, карданной передачи, ведущих мостов;

–  излагать свойства трансмиссионных масел;

– высказывать общее суждение о назначении кузова, ходовой части и механизмов управления;

– объяснять устройство кузовов, рамы, несущей кузов, переднего моста, рессор, амортизаторов, колес, рулевого механизма, тормозных механизмов, дополнительного оборудования;

– объяснять порядок технического обслуживания, ремонта и обкатки подвижного состава, систему ежедневного, сезонного и технического обслуживания ТО-1 и ТО-2;

– излагать нормы расхода топлива и смазочных материалов, правила оформления путевых листов, товарно-транспортных документов;

– излагать основные положения действующего законодательства о труде, требования безопасности и основные мероприятия по снижению вредных последствий для окружающей среды, содержание вводного инструктажа, инструктажей на рабочем месте, повторного и внепланового;

– объяснять методы контроля и нормы содержания окиси углерода и углеводородов в отработанных газах автомобилей с бензиновыми двигателями и дымности отработанных газов автомобилей с дизельным топливом, порядок оформления несчастных случаев на производстве;

уметь:

– производить разборку и сборку кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов;

– выполнять операции ТО-1 и ТО-2;

– обслуживание деталей кривошипно-шатунного и распределительного механизма;

– производить разборку и сборку, техническое обслуживание систем охлаждения, смазки и питания карбюраторных и дизельных двигателей;

–  выполняет операции ТО-1 и ТО-2;

– производить разборку и сборку, техническое обслуживание электрооборудования, выполняет операции ТО-1 и ТО-2;

– производить разборку и сборку, техническое обслуживание кузовов, ходовой части и механизмов управления, выполняет операции ТО-1 и ТО-2;

приобретет навыки:

–  разборка и сборка дизельных и специальных грузовых автомобилей и автобусов;

– ремонт и сборка грузовых автомобилей; ремонт и сборка мотоциклов, мотороллеров и других мототранспортных средств;

– резьбовые крепежные соединительные соединения;

– замена изношенных деталей автомобиля;

– резка металла;

– ремонт и сборка узлов и приборов;

– разборка агрегатов и электрооборудования автомобиля;

– определение и устранение неисправностей в работе узлов, механизмов, приборов автомобилей и автобусов;

– соединение и пайка проводов с приборами электрооборудования;

– ремонт и установка сложных агрегатов под руководством слесаря по ремонту автомобиля более высокой квалификаций.;

Сформированные за время обучения знания, умения и навыки будут постоянно востребованы в профессиональной компетенции и необходимы при изучении следующих дисциплин:

 

– «Техническое обслуживание и ремонт автомобилей»;

– «Производственное обучение» и другие.

– «Основы управление транспортным средством и безопасность движения»;

 

2 ПРЕДМЕТНЫЕ ЗНАНИЯ ПО ТЕМЕ «СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ»

Система питания дизеля обеспечивает подачу очищенного дизельного топлива к цилиндрам, сжимает его до высокого давления, подает его в мелкораспыленном виде в камеру сгорания и смешивает с горячим (700–900 °С) от сжатия в цилиндрах (3–5 МПа) воздухом так, чтобы оно самовоспламенилось. После завершения рабочего хода необходимо очистить цилиндры от продуктов сгорания.

Дизельное топливо отличается от бензина более высокой плотностью и смазывающей способностью. Для оценки способности дизельного топлива к самовоспламенению служит цетановое число. Существующие дизельные топлива имеют цетановое число 45–50; при этом для современных дизельных двигателей предпочтительнее более высокие числа.

Рисунок 1 Варианты впрыска топлива в камеру сгорания дизеля.

Разделенная (а) и неразделенные (б, в) камеры сгорания:

а — вихревая

б — дельтавидная (двигатель Д-245);

в — тороидальная (двигатель КамАЗ);

1 — вставка вихревой  камеры;

2 — головка цилиндров;

3 — форсунка;

А — полость вихревой камеры;

Б — полость в поршне

Существует два варианта процесса смесеобразования в дизелях, обусловленных формой камеры сгорания. В первом варианте топливо впрыскивается в предварительную камеру (предкамеру), а во втором варианте впрыск топлива осуществляется непосредственно в камеру сгорания, выполненную в поршне.

Двигатели, выполненные по первому варианту, называются дизелями с разделенной камерой сгорания и обозначаются IDI (In Direct Injection), а выполненные по второму варианту — дизелями с непосредственным впрыском — DI (Direct Injection). Дизели с разделенной камерой сгорания мягче работают и меньше шумят. Тем не менее, двигатели с непосредственным впрыском все более широко используются на автомобилях, потому что их топливная экономичность примерно на 20 % выше.

Основной функциональной задачей систем питания двигателей обоих типов является подача точного количества топлива в соответствующий цилиндр и в точно определенное время. В высокооборотных дизелях легковых автомобилей процесс впрыска занимает всего тысячную долю секунды, и при этом впрыскивается только небольшая доза топлива.

Схема системы питания дизеля:

1 — топливный бак;

2 — подкачивающий насос;

3 — топливный фильтр;

4 — топливный насос  высокого давления;

5 — форсунка;

6 — сливная магистраль

 

В систему питания дизеля входят:

- топливный бак,

- топливные фильтры,

Рисунок 2 Схема системы питания дизельного

                                 двигателя

- подкачивающий насос,

- топливный насос высокого  давления (ТНВД),

- трубопроводы,

- форсунки,

- воздушный фильтр и  система выпуска отработавших  газов.

Для облегчения пуска дизеля в холодное время часто применяются свечи накаливания, которые отличаются от искровых свечей зажигания тем, что они являются просто электрическими нагревателями и подогревают холодный воздух перед подачей его в цилиндры двигателя в процессе пуска. Топливный бак должен удовлетворять требованиям безопасности. Топливо из бака поступает в нагнетательный трубопровод, а затем к топливному фильтру, с помощью подкачивающего насоса. Топливный фильтр должен очистить топливо от возможных загрязнений, чтобы механические примеси не попали в ТНВД и далее. К топливному баку присоединяется также сливной трубопровод, по которому в бак сливаются излишки топлива из ТНВД и форсунок.

Самым сложным и дорогим устройством системы питания дизеля является топливный насос высокого давления (ТНВД). При создании первых стационарных двигателей Рудольф Дизель выяснил, что для надежного самовоспламенения топлива оно должно подаваться в цилиндр под высоким давлением. В его конструкциях для этого использовался мощный и громоздкий компрессор. В 20-е годы. Роберт Бош разработал компактный и надежный ТНВД. Первый серийный ТНВД для грузового автомобиля был выпущен фирмой Bosch еще в 1927 году, а в 1936 был налажен выпуск ТНВД для легковых автомобилей.

ТНВД не только создает давление топлива, но и распределяет его по форсункам соответствующих цилиндров в соответствии с порядком работы двигателя. Форсунки соединяются с ТНВД трубопроводами высокого давления. Форсунки входят своей нижней частью — распылителями — в камеры сгорания. Распылители имеют очень маленькие отверстия, необходимые для того, чтобы топливо поступало в камеру сгорания в мелко распыленном виде и легко воспламенялось.

Воздушный фильтр устанавливается на впускном трубопроводе двигателя и очищает поступающий в цилиндры воздух. Выпускная система содержит трубопроводы, глушитель и часто оборудуется каталитическими нейтрализаторами и другими устройствами для снижения количества вредных веществ в отработавших газах.

 

ТОПЛИВНЫЙ НАСОС ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Топливный насос высокого давления (сокращенное наименование – ТНВД) является одним из основных конструктивных элементов системы впрыска дизельного двигателя. Насос, выполняет, как правило, две основные функции: нагнетание под давлением определенного количества топлива; регулирование необходимого момента начала впрыскивания. С появлением аккумуляторных систем впрыска функция регулирования момента впрыска возложена на управляемые электроникой форсунки.

Основу топливного насоса высокого давления составляет плунжерная пара, которая объединяет поршень (он же плунжер) и цилиндр (он же втулка) небольшого размера. Плунжерная пара изготавливается из высококачественной стали с высокой точностью. Между плунжером и втулкой обеспечивается минимальный зазор – прецизионное сопряжение.

В зависимости от конструкции различают следующие виды топливных насосов высокого давления: рядный, распределительный и магистральный. В рядном насосе нагнетание топлива в цилиндр производится отдельной плунжерной парой. Распределительный насос имеет один или несколько плунжеров, которые обеспечивают нагнетание и распределение топлива по всем цилиндрам. Магистральные насосы осуществляют только нагнетание топлива в аккумулятор.

Топливный насос высокого давления используется также в системе непосредственного впрыска бензинового двигателя, но его рабочее давление на порядок ниже аналогичной характеристики дизельного насоса.

 

Рядный топливный насос высокого давления

Рядный ТНВД имеет плунжерные пары по числу цилиндров. Плунжерные пары установлены в корпусе насоса, в котором выполнены каналы для подвода и отвода топлива. Движение плунжера осуществляется от кулачкового вала, который в свою очередь имеет привод от коленчатого вала двигателя. Плунжеры постоянно прижимаются к кулачкам с помощью пружин.

При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель плунжера. Плунжер двигается вверх по втулке, при этом последовательно закрываются выпускное и впускное отверстие. Создается давление, при котором открывается нагнетательный клапан, и топливо по топливопроводу поступает к соответствующей форсунке.

Регулирование количества подаваемого топлива и момента его подачи может осуществляться механическим путем или с помощью электроники. Механическое регулирование количества подаваемого топлива осуществляется поворотом плунжера во втулке. Для поворота на плунжере выполнена шестерня, которая соединена с зубчатой рейкой. Рейка связана с педалью газа. Верхняя кромка плунжера имеет наклонную поверхность, поэтому при повороте отсечка топлива и соответственно его количество будет изменяться.