Для этого у топливного насоса высокого давления цикловая подача дизельного топлива путём регулировки на безмоторном стенде занижается на величину впрыскиваемого топлива (обычно на 10-30 % меньше нормативного значения для данной модели дизеля).
Система электронного впрыска состоит из электрического насоса, сообщённого с ёмкостью для активатора, электромагнитной форсунки через фильтр очистки активатора, соединительный трубопровод, расходный кран. Форсунка установлена во впускном трубопроводе дизеля, электронного блока управления, электрически соединённого через датчики скоростного и нагрузочного режимов с источником питания [7].
Подключение электронного блока и электронасоса к источнику питания автоматическое - по сигналам датчиков и температуры охлаждающей жидкости и допустимого снижения напряжения в бортовой сети соответственно при температуре 50±5 и напряжении 9-14 В; отключение - при температуре 95±5- и напряжении ниже 9 В.
После пуска и прогрева дизеля, в зависимости от нагрузочно - скоростного режима, информативные сигналы от соответствующих датчиков поступают в электронный блок. Он формирует командный импульсный сигнал по величине напряжения и посылает его в обмотку электромагнитной форсунки. Если напряжение низкого уровня, обмотка обесточивается, игла форсунки закрывается, и подача активатора через форсунку прекращается. При напряжении высокого уровня в момент такта впуска подача активатора через форсунку возобновится.
С изменением нагрузочно - скоростного режима дизеля меняются параметры (длительность и пауза) управляющих импульсных сигналов, а, следовательно, и количество подаваемого через форсунку активатора. Электромагнитная форсунка и электронасос - штатные узлы системы электронного впрыска бензинового двигателя.
Бак для дополнительного топлива и фильтр-отстойник взяты из системы питания пускового двигателя [8]. В качестве датчиков нагрузочного и скоростного режимов использованы соответственно потенциометрический датчик перемещения рейки топливного насоса высокого давления и индуктивный датчик частоты вращения коленчатого вала.
В основе электрической схемы электронного блока впрысковой системы - генератор прямоугольных импульсов.
Проведённые сравнительные исследования трактора
в штатной комплектации и трактора, оснащённого двухтопливной системой,
показали, что погектарный расход топлива при обогащении воздушного заряда
бензином АИ-92 снижается до 10%, дымность отработавших газов - до 6%,
эксплуатационная мощность повышается до 10%. При обогащении воздушного заряда
бензином А-76 - до 7%, 4%, 7% соответственно. При обогащении воздушного заряда
92-процентным раствором этилового спирта - до 2, 11 и 3% соответственно[3,4].
.3 Малотоксичные и нетоксичные двигатели
Малотоксичными двигателями являются газотурбинные, роторные и гибридные, а нетоксичными - инерционные.
Газотурбинный двигатель проще поршневого по конструкции имеет меньшую массу, проще в эксплуатации, легко запускается и значительно меньше загрязняет воздух ядовитыми веществами. Так, в его отработавших газах существенно меньше окислов углерода и углеводородов. Однако двигатель имеет высокую стоимость большой расход топлива и малую приемистость (медленно развивает максимальную мощность).
Роторный двигатель - это бензиновый двигатель, отличающийся по конструкции от поршневого двигателя.
У роторного двигателя нет цилиндров и шатунно-поршневой группы. Вместо поршней двигатель имеет вращающийся ротор, который передает крутящий момент через зубчатую передачу. В двигателе также нет клапанов, а вместо них используются впускные и выпускные отверстия.
Двигатель имеет меньшую массу, компактен, высокооборотен, прост в производстве, бесшумен и способен работать на бензине с любым октановым числом и без добавок антидетонационных свинцовых присадок. Однако по сравнению с поршневым, роторный двигатель менее экономичен. Кроме того, в двигателе трудно обеспечить необходимую герметичность между корпусом и ротором по мере их износа в эксплуатации.
Гибридные двигатели менее токсичны и более бесшумны, по сравнению с поршневыми. На автомобиле устанавливаются два двигателя: двигатель внутреннего сгорания и тяговый электродвигатель. В условиях города используется электродвигатель, который работает от аккумуляторной батареи, а при выезде из города - двигатель внутреннего сгорания. При работе двигателя внутреннего сгорания генератор 2 подзаряжает аккумуляторную батарею. Автомобиль с гибридными двигателями сложнее по конструкции и дороже в производстве, чем просто электромобиль.
Инерционный двигатель представляет собой маховик. Большое преимущество маховика состоит в его экологической чистоте с отсутствием токсичных отходов и практически бесшумной работой, а так же в высоким КПД.
Но недостатком, препятствующим внедрению
маховика, является его малая энергоемкость и, следовательно, незначительный
пробег автомобиля между подзарядками (раскручиванием) маховика. Кроме того,
определенную сложность представляет трансмиссия, передающая энергию от маховика
к ведущим колесам автомобиля.
1.4 Зависимость топливной экономичности от
конструкций систем
Топливной экономичностью называют совокупность свойств автомобиля, определяющих расходы топлива при выполнении транспортной работы в различных условиях эксплуатации.
Снижение расходов топлива транспортными средствами является важным направлением деятельности автотранспортных предприятий всех уровней, так как расходы на топливо составляют свыше 15 % всех затрат на перевозки.
Важно не только поддерживать высокую топливную экономичность автомобиля, но и организовать правильное хранение, транспортирование и раздачу топлива. В противном случае будут иметь место не только убытки в связи с прямыми потерями топлива, но и загрязнение окружающей среды, как продуктами неполного сгорания в ОГ автомобилей, так и просто нефтепродуктами.
Топливная экономичность автомобиля в значительной степени определяется такими показателями двигателя, как часовой расход топлива Gт и удельный расход топлива gе. Основным показателем топливной экономичности автомобиля является расход топлива на 100 км пройденного пути (путевой расход) (QL) [9].
Для оценки эффективности использования топлива
при выполнении транспортной работы используют расход топлива на единицу
транспортной работы (Q) - отношение фактического расхода топлива к
выполненной транспортной работе. Удельный расход топлива рассчитывается по
формуле:
gе=1000
Gт/Nе,(1.1)
где Nе - эффективная мощность двигателя.
Выразим Nе через уравнение мощностного баланса:
Nе=Nψ+Nω+NJ/ηтр=υ(Рψ+Рω+РJ)/ηтр·1000(1.2)
Тогда:
т=gеNе/(1000ηт)=gеυ(Рψ+Рω+РJ)/ηтр(1.3)
Часовой расход топлива оказывает влияние на величину путевого расхода:
L=1000Gт/(36υρт),(1.4)
где ρт - плотность топлива.
Выразив Gт через gе,
получим:
QL=gеNе/(36υρтηтр)=gе(Рψ+Рω+РJ)/(36ρтηтр)(1.5)
Формула (1.5) называется уравнением расхода топлива.
Согласно ГОСТ 20306-85 оценочными показателями топливной экономичности служат:
контрольный расход топлива (КРТ);
расход топлива в магистральном ездовом цикле на дороге (РТМЦ);
расход топлива в городском ездовом цикле на дороге (РТГЦД);
расход топлива в городском цикле на стенде (РТГЦ);
топливная характеристика установившегося режима двигателя (ТХ);
топливно-скоростная характеристика на магистрально-холмистой дороге (ТСХ).
Данные оценочные показатели не нормируют. Их используют при сравнительной оценке уровня топливной экономичности с лучшими аналогами и косвенной оценки технического состояния автомобилей.
КРТ определяют для всех категорий АТС при заданных значениях υ, хотя и разных для различных категорий при движении по прямой горизонтальной дороге на высшей передаче. Например, для автомобилей, у которых разрешаемая максимальная масса меньше 3,5 т КРТ определяют при υ равном 90 или 120 км/ч.
Для АТС, у которых полная масса больше 3,5 т (кроме автобусов и магистральных автопоездов) КРТ определяют при υ равном 60 и 80 км/ч или при 40 и 60 км/ч.
Для городских автобусов КРТ определяют при υ равном 40 и 60 км/ч; для магистральных автопоездов и междугородних автобусов при 60 и 80 км/ч или при 40 и 60 км/ч в зависимости от массы АТС.
Улучшение процессов смесеобразования, направленное на обеспечение необходимого состава горючей смеси, соответствующего режиму работы двигателя, и равномерного распределения топлива в воздухе достигается совершенствованием конструкции систем питания, а также применением пневматического распыливания топлива под давлением, ультразвука и различных механических устройств.
Для улучшения качества дизельных топлив
применяются различные конструкции очистки топлива, способы его подачи в
двигатель, конструкции, обеспечивающие наибольшую чистоту топлива
.5 Обоснование темы работы
агрязнения различных видов жидкого топлива абразивными частицами, водой и другими примесями приводит к преждевременному износу двигателей внутреннего сгорания, ухудшению процесса сгорания топлива, его перерасходу и увеличению загрязненности выхлопных газов.
Частичным решением этой проблемы стала разработка научно-исследовательской лабораторией Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии фильтров-преобразователей-подогревателей жидкого и газообразного топлива.
Были изготовлены и успешно испытаны в лабораторных и производственных условиях фильтры преобразователи для легковых и грузовых карбюраторных автомобилей производительностью до 100 л/ч, для дизельных автотракторных двигателей производительностью до 200 л/ч, для автозаправочных станций производительностью до 5000 л/ч.
Кроме того, под действием магнитного поля топливо модифицируется - улучшается его сгорание и снижается детонация.
К числу вышеперечисленных положительных качеств данного фильтра можно отнести и то, что его фильтрующий элемент не меняется за весь срок службы за счёт самоочистки.
Это важный фактор экономии при эксплуатации, а также решение проблем утилизации отработавших фильтрующих элементов эксплуатируемых в настоящее время фильтров, позволяющий экономить средства на ремонт и ТО ДВС до 4 % на 100 км пробега.
Дизельные двигатели работают на сравнительно дешевом топливе, отличаются лучшей топливной экономичностью и, как правило, меньшей токсичностью отработавших газов.
Данные, приведенные в общем обосновании темы проекта, показывают, что существует необходимость внесения конструктивных изменений в систему питания дизельного двигателя ЗИЛ-133 ГЯ.
Для зоны северного Казахстана наибольшее использование, в качестве транспорта осуществляющего перевозки грузов, получили автомобили с дизельными ДВС.
Конструкции систем питания этих двигателей часто не позволяют работать автомобилям в необходимом ритме, то есть она с большим трудом обеспечивает нормы загрязненности топлив, кроме того, конструкция, имеющейся системы, не защищает элементы от выхода из строя.
Основная причина загрязнения систем заключается в некачественном топливе, в условиях транспортировки и условиях хранения.
Состояние системы питания, долговечность её работы зависит от рода применяемого топлива, режимов работы двигателя, его технического состояния, условий движения автомобиля и др.
Соответственно существующим в нашей зоне условиям эксплуатации автомобилей, наличие более 60 процентов устаревшей техники в парке хозяйства, обусловлено частому выходу из строя не только систем ДВС, но и нарушению норм отработавших газов.
Поэтому есть необходимость изготовления фильтра
очистки дизельного топлива.
2. Конструктивная часть
.1 Наличие примесей в дизельном топливе
Дизельные топлива поступают на нефтебазы в железнодорожных и автомобильных цистернах.
Среднее содержание загрязнений в пробах в летний период при этом соответственно составляет 0,0028 и 0,0032 %, воды-0,0022 и 0,0026 %.
Размер частиц загрязнений достигает 40…50 мкм и в отдельных случаях более 50 мкм. Общее число частиц составляет 28 тыс. в 1 мл топлива. В отстое содержание воды и загрязнений увеличивается на порядок, достигая 260 тыс. в 1 мл.
Летом в резервуарах нефтебаз загрязнённость дизельных топлив за счёт отстаивания уменьшается и составляет 0,0020 %, а в отстое - 0,2820 %.
Обводнённость же практически не зависит от способов доставки. Через раздаточный стояк в автомобильные цистерны заливается топливо с содержанием загрязнений 0,0016 %.
В зимний период содержание загрязнений в дизельных топливах из резервуаров остаётся на том же уровне. Однако наблюдается небольшое повышение обводненности топлив.
Загрязнение топлив, поступающих на нефтебазы в железнодорожных и автомобильных цистернах летом, имеет влажность 6,82…7,82 % и зольность 72,08…78,20 %.
Влажность изменяется в зависимости от атмосферного давления и температуры в результате перехода воды в растворенное состояние. Остальные элементы в загрязнениях присутствуют в незначительном количестве.
Загрязнение дизельных топлив из средних проб резервуаров нефтескладов имеют примерно ту же влажность 6,80 %, а зольность 68,12 %. Загрязнения из раздаточных стояков имеют влажность 6,42 %, а зольность 66,18 %, вследствие отстаивания продуктов коррозии и частично продуктов атмосферной пыли.
Пробы из железнодорожных цистерн содержат значительно меньшее количество частиц до 20 мкм, частицы размером 40…50 мкм и более встречаются редко. В то же время в отстое находится в значительном количестве загрязнения размером до 200…500, в отстое видны следы воды, а также присутствуют частицы продолговатой формы, происхождение которых, по всей видимости, связано с прокладочно-уплотнительными материалами и растительными веществами.
В пробе из автомобильных цистерн картина примерно аналогичная. Однако в отстое крупных конгломератов загрязнений не наблюдается, так как интенсивные перемешивания и небольшое время транспортирования не дают им возможности образовываться.
В средних пробах из резервуаров нефтебаз в результате отстаивания крупных частиц загрязнений меньше, чем в пробах и железнодорожных цистерн.
В отстое содержаться крупные частицы загрязнений - продукты коррозии резервуаров, а также крупные конгломераты, образовавшиеся в результате коагуляции загрязнений под влиянием адсорбционной способности крупных капель воды. Здесь присутствуют также частицы продолговатой формы, появление которых можно объяснить наличием значительного количества поверхностно-активных веществ, а также примесей минерального и природного происхождения. В некоторых случаях наблюдаются комплексы, объединяющие больше количество частиц, имеющие вид желеобразных конгломератов, образовавшихся с участием воды и поверхностно-активных веществ.
Расход топлива в общих затратах на эксплуатацию
автомобилей составляют 18...20 %, в связи с чем его экономное расходование -
одно из условий снижения стоимости автомобильных перевозок. Кроме того,
дизельные топлива, служащие в настоящее время основным топливом для
автомобилей, потребность в которых непрерывно возрастает.