Управление дизельным двигателем

Сообщение

Всережимный регулятор, пуск и регулирование холостого хода

: Всережимный регулятор, пуск и регулирование холостого хода; Screenshot_25.jpg (162.87 КБ) 7824 просмотра

Всережимный регулятор регулирует частоту вращения коленчатого вала двигателя в диапазоне между оборотами холостого хода и максимальными оборотами.

Пуск двигателя

При неработающем двигателе центробежные грузы (1) и скользящая втулка (2) находятся в своем первоначальном положении. Пусковой рычаг оттянут пусковой пружиной (5) в положение пуска и поворачивается на оси М2. В то же время дозирующая муфта (6) на плунжере-распределителе удерживается в положении пусковой подачи нижним шарнирным концом нажимного рычага (4). Это означает, что плунжер (8) совершает большой рабочий ход (= максимальной цикловой подаче), прежде чем откроется отсечное отверстие (7) и закончится процесс нагнетания. Таким образом, при пуске двигателя автоматически устанавливается пусковая подача, равная максимальной цикловой подаче. Регулировочный рычаг может качаться в корпусе ТНВД. Он может доходить до винта ограничителя максимальной подачи. Пусковой рычаг (4) и натяжной рычаг (3) точно так же могут качаться на регулировочном рычаге. Пусковой рычаг (4) в нижней части имеет шаровой палец, который соединен с дозирующей муфтой на плунжере. К верхнему концу рычага прикреплена пусковая пружина (5). На верхней части натяжного рычага (3) закреплен удерживающий палец (15), на который надета пружина холостого хода (14). Кроме того, к этому же пальцу крепится пружина регулятора (13). Промежуточный рычаг (11) и рычаг управления (10) связаны через валик (12) рычага управления. Уже малой частоты вращения коленчатого вала достаточно, чтобы скользящая втулка двинулась вперед, против действия пусковой пружины, на расстояние «а». Пусковой рычаг поворачивается на оси М2, автоматически уменьшая цикловую подачу топлива до величины, соответствующей холостому ходу.

Регулирование частоты вращения холостого хода

При работающем двигателе и отпущенной педали акселератора рычаг управления находится в положении, соответствующем холостому ходу, и упирается в винт регулирования частоты вращения холостого хода (9). Частота холостого хода выбирается так, чтобы двигатель в ненагруженном или малонагруженном состоянии работал устойчиво. Регулирование осуществляется пружиной холостого хода, расположенной на удерживающем пальце, которая действует против центробежной силы грузов. Этот баланс сил определяет положение дозирующей муфты регулятора по отношению к отсечному отверстию в плунжере и, следовательно, длительность фазы нагнетания. При частотах вращения выше холостого хода пружина сжимается и перестает действовать. Благодаря закреплению пружины на корпусе регулятора можно отрегулировать режим холостого хода независимо от положения педали акселератора. Он может быть увеличен или уменьшен в зависимости от температуры или нагрузки.

Сообщение

Всережимный регулятор, работа под нагрузкой

: Всережимный регулятор, работа под нагрузкой; Screenshot_26.jpg (192.25 КБ) 7823 просмотра

При работе в реальных условиях рычаг управления (10) занимает определенное положение для каждой заданной частоты вращения вала двигателя или скорости автомобиля. Положение рычага управления водитель задает нажатием на педаль акселератора. При частоте вращения выше холостого хода пружины пусковой подачи (5) и холостого хода (14) сжаты и не оказывают влияния на работу регулятора. Теперь эта функция переходит к пружине регулятора (13). Нажимая на педаль акселератора, водитель перемещает рычаг управления (10) в положение, соответствующее желаемой (более высокой) скорости автомобиля. Вследствие этого действия пружина регулятора (13) нагружается на определенную величину. В результате сила действия пружины становится больше, чем центробежная сила грузов (1). Пусковой (4) и натяжной (3) рычаги изменяют свое положение, поворачиваясь вокруг точки М2. В соответствии с геометрией связующих элементов дозирующая муфта (6) перемещается в положение увеличения подачи топлива. В результате увеличивается величина цикловой подачи и повышается частота вращения двигателя. Центробежные грузы (1) создают большое усилие, которое через скользящую втулку (2) противодействует усилию пружины регулятора (13). Дозирующая муфта (6) остается в положении полной нагрузки до тех пор, пока сохраняется равновесие этих усилий. Если частота вращения вновь повышается, грузы (1) расходятся, и сила воздействия скользящей втулки (2) преодолевает силу сопротивления пружины. Из-за этого пусковой (4) и натяжной (3) рычаги поворачиваются вокруг своей общей оси М2 и сдвигают дозирующую муфту (6) в положение остановки таким образом, что это приводит к более раннему открытию перепускного отверстия (7) в плунжере. Величина цикловой подачи может уменьшиться вплоть до нулевого значения, в результате чего частота вращения двигателя ограничится.

Пока двигатель не перегружен, каждому положению рычага управления (10) соответствует определенный диапазон частот вращения между полной и нулевой нагрузкой. Отсюда следует, что регулятор частоты вращения в рамках своей характеристики поддерживает частоту вращения двигателя. Если нагрузка (например, на подъеме) так велика, что дозирующая муфта находится в положении полной нагрузки, а частота вращения падает, значит величина цикловой подачи топлива больше не может быть увеличена. Двигатель перегружен, и водителю следует включить пониженную передачу.

Торможение двигателем

При движении на спуске коленчатый вал приводится во вращение от трансмиссии автомобиля, и его частота вращения стремится увеличиться. Вследствие этого грузы (1) расходятся и скользящая втулка (2) давит на пусковой (4) и натяжной (3) рычаги. Они изменяют свое положение и сдвигают дозирующую муфту (6) в положение меньшей цикловой подачи до тех пор, пока она не станет соответствовать изменившимся дорожным условиям. В предельном случае величина подачи уменьшится до нуля. В работе всережимного регулятора частоты вращения это может случиться при любом положении рычага управления (10), если нагрузка или частота вращения по каким-либо причинам изменятся так сильно, что дозирующая муфта (6) переходит в крайнее положение максимальной или минимальной подачи топлива.

Сообщение

Двухрежимный регулятор

: Двухрежимный регулятор; Screenshot_27.jpg (198.32 КБ) 7822 просмотра

Двухрежимный регулятор регулирует только частоту вращения холостого хода и максимальную частоту вращения. В диапазоне между ними частота вращения задается положением педали акселератора. Механизм регулятора, включающий центробежные грузы (1) и систему рычагов, аналогичен механизму всережимного регулятора. Основное отличие заключается в конструкции пружины регулятора (4) и ее установки. Она работает на сжатие, а не на растяжение и имеет направляющий элемент. Связь между натяжным рычагом (9) и пружиной регулятора (4) осуществляется ограничителем хода (6) натяжного рычага.

Пуск двигателя

При неработающем двигателе центробежные грузы (1) неподвижны, и скользящая втулка (14) находится в исходном положении. Пусковая пружина (11) через пусковой рычаг (8) и скользящую втулку (14) регулятора давит на центробежные грузы (1) в сторону их схождения. Дозирующая муфта (12) находится на плунжере-распределителе (16) в позиции пусковой подачи.

Регулирование холостого хода

После пуска двигателя при отпущенной педали акселератора рычаг управления (2) под действием возвратной пружины перемещается в положение холостого хода. При повышении частоты вращения центробежная сила грузов (1) возрастает, и их выступы смещают скользящую втулку (14) против действия пускового рычага (8). Регулирование частоты вращения происходит под действием пружины холостого хода (7), давящей на натяжной рычаг (9). Поворотом пускового рычага (8) дозирующая муфта (12) продвигается в направлении меньшей цикловой подачи. При этом ее положение соответствует точке равновесия сил пружины и грузов.

Работа под нагрузкой

Когда водитель нажимает на педаль акселератора, рычаг управления (2) перемещается на определенный угол. При этом действие обеих пружин (пусковой (11) и холостого хода (7)) прекращается, и в работу вступает промежуточная пружина (5). В двухрежимном регуляторе промежуточная пружина (5) рассчитана на мягкий переход к нерегулируемому диапазону. Если рычаг управления (2) продолжает движение в направлении полной нагрузки, промежуточная пружина (5) сжимается до тех пор, пока натяжной рычаг (9) не упрется в ограничитель хода (6). Промежуточная пружина (5) больше не действует, и механизм работает в нерегулируемом диапазоне. Границы диапазона устанавливаются предварительным натягом пружины (4), и здесь пружину можно рассматривать как жесткий элемент. Перемещение педали акселератора теперь передается непосредственно через механику регулятора на дозирующую муфту (12). Таким образом, устанавливается прямая связь между педалью газа и величиной цикловой подачи топлива. Если при неизменном положении рычага управления (2) нагрузка на двигатель снижается, при постоянной цикловой подаче частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается. Центробежная сила растет, грузы (1) давят на скользящую втулку (14) против действия пускового (8) и натяжного (9) рычагов. До тех пор, пока сила предварительного натяжения пружины регулятора (4) не будет преодолена центробежной силой, действующей на скользящую втулку (14), максимальная частота вращения не будет регулироваться. Это произойдет при достижении номинальной частоты вращения или около нее. При разгрузке двигателя частота вращения повышается до предельной величины — максимальной частоты вращения холостого хода — и больше не увеличивается. Таким образом, двигатель защищается от превышения частоты вращения.

Сообщение

Механизм опережения впрыскивания, устройство останова дизеля

: Механизм опережения впрыскивания, устройство останова дизеля; Screenshot_28.jpg (216.43 КБ) 7821 просмотр

Момент впрыскивания, устройство опережения впрыскивания

С целью компенсации задержки впрыскивания и воспламенения топлива устройство опережения впрыскивания может увеличивать угол опережения впрыскивания топлива распределительного насоса по отношению к углу поворота коленчатого вала при увеличении частоты вращения двигателя. Начало впрыскивания топлива насосом происходит в момент перекрытия наполнительного отверстия плунжера-распределителя. После этого давление начинает нарастать, и как только оно превышает давление открытия форсунки, начинается впрыск топлива. Интервал времени между моментом начала подачи и моментом начала впрыскивания называется задержкой впрыскивания. Интервал времени между моментом начала впрыскивания и моментом возгорания называется задержкой воспламенения. Гидравлическое устройство опережения впрыскивания топлива расположено в нижней части корпуса ТНВД перпендикулярно его оси. Поршень устройства свободно перемещается в отверстии, выполненном в корпусе насоса. С одной стороны поршня находится отверстие для подвода топлива, с другой стороны расположена пружина. Поршень соединен с роликовым кольцом через скользящий блок и палец таким образом, что его линейное перемещение преобразуется во вращение роликового кольца. Поршень устройства находится в исходном положении под действием предварительного натяжения пружины.

При работе клапан регулирования давления поддерживает внутри ТНВД давление топлива, пропорциональное частоте вращения коленчатого вала. Это давление, которое увеличивается с ростом частоты вращения, действует на поверхность поршня, противоположную пружине. Как только частота вращения приводного вала ТНВД превысит значение 300 об/мин, давление топлива преодолеет силу пружины и передвинет поршень в ее сторону. Осевое перемещение поршня передается через скользящий блок и палец на роликовое кольцо. Кольцо поворачивается вокруг своей оси, благодаря чему изменяется взаимное расположение кулачковой шайбы и роликового кольца. В результате вращающаяся кулачковая шайба сдвигается вдоль оси и перемещается роликами кольца в сторону более раннего угла опережения впрыскивания топлива.

Устройство останова двигателя с электрическим управлением

Принцип работы с самовоспламенением смеси подразумевает, что дизельный двигатель может остановиться только при прекращении подачи топлива. В обычных условиях ТНВД распределительного типа с механическим регулированием прекращает работу двигателя с помощью электромагнитного клапана отсечки. Электромагнитный клапан отсечки управляется при помощи выключателя стартера. Этот клапан, перекрывающий подачу топлива, расположен в верхней части корпуса ТНВД. При работающем двигателе электромагнитный клапан включен. Он находится в открытом состоянии, и наполнительное отверстие сообщается с камерой высокого давления (якорь с уплотняющим конусом втянут). Когда ключ повернут в положение «выключено», подача тока к электромагнитному клапану прекращается, магнитное поле исчезает, и пружина возвращает якорь с уплотнителем в седло. В результате впускное отверстие в камеру высокого давления закрывается, и плунжер-распределитель больше не может нагнетать топливо. В разных исполнениях электромагнитный клапан может перемещать якорь с уплотнительным конусом либо к себе, либо от себя.

Сообщение

Корректирующие устройства, коррекция по давлению во впускном трубопроводе

: Корректирующие устройства, коррекция по давлению во впускном трубопроводе; Screenshot_29.jpg (152.89 КБ) 7780 просмотров

ТНВД распределительного типа спроектирован по модульному принципу и может комплектоваться дополнительными устройствами. Благодаря этому используются различные варианты коррекции, способные оптимизировать работу дизельного двигателя по крутящему моменту, мощности, расходу топлива и уровню токсичности отработавших газов.

Корректирующие устройства, коррекция по давлению во впускном трубопроводе

Применение турбонаддува позволяет значительно повысить мощность дизельного двигателя, поскольку при этом происходит увеличение массы воздуха, поступающего в цилиндры, по сравнению с атмосферным двигателем. Корректор по наддуву работает в зависимости от давления наддувочного воздуха во впускном коллекторе, создаваемого турбокомпрессором. Его роль заключается в корректировании величины цикловой подачи топлива при полной нагрузке в зависимости от этого давления. Корректор по давлению наддува применяется на дизельных двигателях с турбонаддувом. На этих двигателях величина цикловой подачи выбирается с учетом увеличения плотности воздуха. Если двигатель работает на режимах, при которых количество воздуха в цилиндре снижается, величина цикловой подачи должна соответственно корректироваться. В верхней части корректора расположены штуцер для подвода воздуха из впускного коллектора (14) и выпускное отверстие (15).

Корпус корректора разделен на две герметичные камеры диафрагмой (6), на одну из сторон которой действует пружина (7). Другой конец пружины упирается в регулировочную гайку, которая регулирует силу предварительного натяжения пружины. Эта регулировка позволяет настраивать корректор в зависимости от величины давления наддувочного воздуха. Диафрагма соединена со скользящим штифтом (8), который имеет коническую регулировочную поверхность (9). Он касается направляющего штифта (4), который преобразует движение скользящего штифта в качание ограничительного рычага (3), изменяющего положение ограничителя максимальной подачи. Начальное положение скользящего штифта определяется регулировочным винтом в верхней части корректора. На малых частотах вращения двигателя давление воздуха, создаваемое турбокомпрессором, недостаточно для того, чтобы преодолеть действие пружины (7). Диафрагма (6) находится в своем исходном положении. Как только давление воздуха на диафрагму увеличивается, она вместе со скользящим штифтом начинает движение вниз, преодолевая сопротивление пружины. Направляющий штифт (4) перемещается в результате вертикального движения конической регулировочной поверхности, и ограничительный рычаг (3) поворачивается вокруг оси М1. Из-за давления, оказываемого рабочей пружиной регулятора (1), натяжным (12) и ограничительным (3) рычагами, направляющий штифт (4) и регулировочный конус (9) прижаты друг к другу. В результате натяжной рычаг (12) движется вслед за ограничительным рычагом (3), пусковой (13) и натяжной (12) рычаги поворачиваются вокруг своей общей оси так, что они перемещают дозирующую муфту в направлении увеличения подачи. Величина цикловой подачи корректируется в соответствии с увеличением подачи воздуха в камеру сгорания. Максимальную подачу можно отрегулировать винтом максимальной подачи (10).

Сообщение

Корректирующие устройства, коррекция в зависимости от нагрузки

: Корректирующие устройства, коррекция в зависимости от нагрузки; Screenshot_30.jpg (147.32 КБ) 7779 просмотров

В зависимости от нагрузки двигателя угол опережения впрыскивания топлива должен увеличиваться или уменьшаться. Устройство, способное решить эту задачу, выполнено так, что при уменьшающейся нагрузке (например, от полной к частичной) и при неизменном положении рычага управления начало подачи смещается в сторону запаздывания. С увеличением нагрузки происходит смещение момента начала подачи в сторону опережения. Такой перестановкой достигаются более мягкая работа двигателя и меньшая токсичность ОГ в режиме частичных и полной нагрузок. Для изменения момента начала подачи топлива в зависимости от нагрузки служат каналы в скользящей втулке (1), вал регулятора (6) и корпус ТНВД. В скользящей втулке (1) имеется одно дополнительное отсечное отверстие, а в валу регулятора (6) — кольцевая канавка, одно продольное (9) и два поперечных (11) отверстия. Дополнительное отверстие также выполнено в корпусе насоса для соединения внутренней полости корпуса насоса с всасывающей стороной подкачивающего насоса. Центробежное устройство увеличивает угол опережения впрыскивания топлива при увеличении давления подкачивающего насоса. С другой стороны, при ощутимом снижении давления в ТНВД, вызванном работой устройства изменения момента начала подачи топлива в зависимости от нагрузки (LDC), момент начала подачи смещается в сторону запаздывания. Регулировка возможного смещения осуществляется через кольцевую канавку в валу регулятора (6) и управляющее отверстие (канал) в скользящей втулке (8). Требуемая частота вращения при полной нагрузке задается рычагом управления. Если она достигнута, а нагрузка на двигатель ниже полной, частота вращения повышается дальше. При этом центробежные грузы (7) расходятся и сдвигают скользящую втулку (1). При этом нормальным действием регулятора является уменьшение подачи топлива.

В то же время управляющее отверстие (8) в скользящей втулке совмещается с кольцевой канавкой (10) вала регулятора. Теперь часть топлива вытекает через продольное (9) и поперечное (11) отверстия в валу на всасывающую сторону подкачивающего насоса, что приводит к снижению давления во внутренней полости насоса. Это снижение давления приводит к перемещению поршня устройства опережения впрыскивания в новое положение. В свою очередь, кольцо с роликами поворачивается в сторону вращения вала насоса, что приводит к уменьшению угла опережения впрыскивания. Если положение рычага управления остается неизменным, а нагрузка на двигатель снова возрастает, то частота вращения коленчатого вала уменьшается. Центробежные грузы (7) сближаются, скользящая втулка (1) регулятора возвращается в исходное положение, и управляющее отверстие (8) перекрывается. В этом случае топливо внутри ТНВД не может больше перетекать на всасывающую сторону подкачивающего насоса, поэтому внутреннее давление в ТНВД снова повышается. Поршень устройства опережения впрыскивания передвигается, преодолевая воздействие пружины, роликовое кольцо поворачивается против направления вращения вала ТНВД, и угол опережения впрыскивания увеличивается.

Коррекция по атмосферному давлению (APC)

На больших высотах над уровнем моря снижение плотности воздуха приводит к уменьшению массы воздуха, поступающего в цилиндры. Цикловая подача топлива оказывается слишком большой и может привести к неполному сгоранию топлива. Это приводит к дымности и повышению температуры охлаждающей жидкости двигателя. Для предотвращения этого явления устанавливается корректор топливоподачи по атмосферному давлению (APC), способный в зависимости от атмосферного давления изменять величину максимальной цикловой подачи. Его конструкция идентична аналогичному корректору топливоподачи по давлению наддува (LDC). Единственное отличие состоит в том, что к корректору по атмосферному давлению добавляется барометрическая капсула (анероид), которая соединена с вакуумной системой автомобиля. Анероид обеспечивает постоянное опорное абсолютное давление в 700 мбар.
Сверху на диафрагму корректора APC действует атмосферное давление. Если атмосферное давление падает, скользящий штифт перемещается в вертикальном направлении от нижнего упора, и так же, как при наддуве, с помощью рычага управления происходит уменьшение величины цикловой подачи.

Сообщение

Корректирующие устройства, ускоритель холодного пуска

: Корректирующие устройства, ускоритель холодного пуска; Screenshot_31.jpg (66.16 КБ) 8108 просмотров

Ускоритель холодного пуска облегчает пуск дизельного двигателя путем увеличения угла опережения впрыскивания топлива. Принудительное смещение осуществляется водителем с помощью троса из кабины или автоматически механизмом с термочувствительным элементом.

Механический ускоритель холодного пуска (CSA)

Механический ускоритель холодного пуска крепится на корпусе ТНВД. Его ограничительный рычаг соединен валом с внутренним рычагом, на котором эксцентрично крепится шток со сферическим наконечником. Сферическая головка входит в роликовое кольцо. Начальное положение ограничительного рычага определяется упором и винтовой пружиной. К его верхней части прикреплен трос, ведущий к рукоятке ручного привода или автоматическому механизму. Автоматическое устройство установлено на ТНВД, тогда как ручной привод находится в кабине водителя. Автоматический и управляемый вручную ускорители холодного пуска CSA различаются только внешними элементами привода. Принцип их работы одинаков. Если трос не натянут, то винтовая пружина прижимает ограничительный рычаг к упору. Шток со сферическим наконечником и кольцо с роликами находятся в своем начальном положении. Когда трос натягивается, ограничительный рычаг, вал, внутренний рычаг и шток со сферическим наконечником вместе поворачиваются. Это вращение приводит к повороту кольца с роликами в сторону опережения начала впрыскивания топлива. Сферическая головка входит в прорезь кольца с роликами, поэтому поршень устройства опережения впрыскивания топлива не может повернуть роликовое кольцо дальше в сторону опережения впрыскивания до тех пор, пока частота вращения двигателя не достигнет определенного значения.

Ускоритель холодного пуска с автоматическим устройством

Автоматическое устройство имеет термочувствительный элемент, который преобразует изменение температуры охлаждающей жидкости двигателя в продольное перемещение троса, действующего на рычажный механизм. Его преимущество в том, что для каждой температуры устанавливается наиболее оптимальный момент начала подачи топлива. Существуют различные конструкции рычагов и рабочих механизмов в зависимости от направления вращения вала ТНВД и места крепления устройства.

Сообщение

Проверка форсунок и регулировка момента подачи топлива

: Проверка форсунок и регулировка момента подачи топлива; Screenshot_32.jpg (253.38 КБ) 8107 просмотров

Проверка форсунки

Проверку форсунки осуществляют с помощью насоса. Проверка форсунки подразумевает проверку герметичности, проверку формы факела, определение давления открытия распылителя. Обратите внимание на то, что давление открытия форсунки можно скорректировать заменой регулировочных шайб. Более подробная информация приведена в заводской инструкции. Следует соблюдать правила техники безопасности.

Регулирование момента впрыскивания

При неправильной установке момента начала впрыскивания топлива возникают такие проблемы, как затрудненный запуск, потеря мощности, черное и белое дымление и шум, сопровождающийся металлическими стуками.

Регулирование момента впрыскивания

1. Отсоединить отрицательную клемму аккумуляторной батареи.

2. Снять крышку ремня привода ГРМ.

3. Совместить метку с символом «Т».

4. Проверить совмещение меток шестерни распределительного вала и топливного насоса.

5. Отсоединить разъем топливного насоса.

6. Отсоединить топливопровод от топливного насоса.

7. Открутить на задней крышке насоса болт регулирования момента впрыскивания и подсоединить индикатор часового типа.

8. Повернуть шестерню коленчатого вала примерно на 30 градусов по часовой стрелке, пока стрелка прибора не остановится. Установить индикатор часового типа на «0».

9. Повернуть шестерню коленчатого вала на 7 градусов после ВМТ, проверить соответствие показаний прибора с номинальным значением.
Номинальное значение момента начала впрыскивания составляет 1  0,03 мм по шкале индикатора при повороте коленчатого вала на 7  1 после ВМТ. См. заводскую инструкцию.

10. Отрегулировать момент впрыскивания поворотом корпуса насоса до момента установки на индикаторе показания 1 мм.

11. Затянуть болты крепления топливного насоса.

12. Отсоединить индикатор и закрутить болт в отверстие регулировки момента впрыскивания.

13. Подсоединить топливопровод.

14. Подключить разъем.

15. Установить крышку ремня привода ГРМ.

16. Подключить отрицательную клемму аккумуляторной батареи.

17. Удалить воздух из топливной системы после включения зажигания.