Чертеж существующих конструкций систем подачи воды в цилиндры двигателя

Перечень чертежей:

1. Чертеж анализа существующих конструкций систем подачи воды в цилиндры двигателя на формате А1:

• Схема системы раздельной подачи дизельного топлива и воды в цилиндр дизеля:

1 - ТНВД; 2 - нагнетательный клапан; 3, 16 - топливопроводы; 4 - пружина; 5, 15 - трубопроводы; 6 - упор; 7, 11 - клапаны; 8 - емкость с водой; 9 - поршень; 10, 14 - полости;12 - вытеснитель поршня; 13 - дозатор воды; 17, 18, 20 - каналы; 19 - форсунка; 21 - подыгольная полость; 22 - сопловые отверстия.

• Схема системы подачи воды во впускной трубопровод дизеля ЯМЗ-240 самосвала Белаз-504А:

1 - воздухоочиститель; 2 - воздушный фильтр; 3, 18, 19, 24 - штуцеры; 4, 21 - пружины; 5, 29 - штоки; 6, 30 - сальники; 7, 26, 31 - отверстия; 10, 17, 22, 28 - корпуса; 8 - карбюратор; 9 - дополнительный трубопровод; 11 - трубка; 12 - впускной трубопровод; 13 - мембрана; 14 - вакуумный автомат; 15 - уплотнение; 16, 25 - клапаны; 20 - болт; 23 - термостатическое устройство; 27 - термостат; 32 - впускной трубопровод; 33 - дизель.

• Схема беспоплавкового карбюратора для подачи воды во впускной трубопровод дизеля Д21А1:

трактора Т-25А: 1 - впускной трубопровод; 2 - корпус; 3 - жиклер; 4 - корпус регулировочной иглы; 5 - гайка сальника регулировочной иглы; 6 - регулировочная игла; 7, 8, 9 - уплотнительные прокладки; 10 - сальник уплотнительной иглы.

• Конструктивная схема системы раздельной подачи дизельного топлива и воды в цилиндры двигателя:

1 - цилиндр; 2 - поршень; 3 - форсунка впрыскивания топлива; 4 - выпускной трубопровод; 5 - выпускной клапан; 6 - форсунка для впрыскивания воды;7, 9 - топливопровод; 8 - блок цилиндров;

10 - штатный ТНВД; 11 - ТНВД для подачи воды; 12 - головка блока.

2. Способы подачи воды в цилиндры двигателя А1:

В виде эмульсии:

• Непосредственно в цилиндры стандартной форсункой
• Непосредственно в цилиндры дополнительной форсункой
• Во впускной трубопровод форсункой
• Во впускной трубопровод карбюратором

В жидком виде:

• Во впускной трубопровод карбюратором
• Во впускной трубопровод форсункой
• Непосредственно в цилиндры карбюратором
• Непосредственно в цилиндры форсункой

В виде пара:

• Во впускной трубопровод карбюратором
• Во впускной трубопровод форсункой
• Непосредственно в цилиндры карбюратором
• Непосредственно в цилиндры форсункой

Дополнительные материалы: Пояснительная записка на 18 стр.

В пояснительной записке был проведен анализ существующих конструкций. Приведены физико-химические свойства воды, водяного пара и водотопливных эмульсий.

Рассмотрены системы для подачи воды в цилиндры двигателя.

В системе раздельной подачи дизельного топлива и воды в цилиндр дизеля топливо от ТНВД (топливный насос высокого давления) через нагнетательный клапан по топливопроводу и каналу подается в подыгольную полость форсунки. В процессе нагнетания игла форсунки поднимается, и топливо через сопловые отвер­стия распылителя впрыскивается в КС дизе­ля.

Одновременно топливо поступает в полость дозатора воды, воздействует, на вытеснитель и смещает поршень влево до упора, деформируя при этом пружину. В результате в полости создается разрежение, и она заполняется водой, всасываемой из емкости через клапан и трубопровод.

После окончания по­дачи топлива (после отсечки) при посадке нагне­тательного клапана ТНВД давление в топливопроводах  уменьшается, и пружина смещает поршень вправо. Возрастающее давление в полости закрывает клапан и открывает клапан, подавая воду через трубопровод и каналы к распылителю форсунки. При этом вода вытесняет оставшееся там топливо в КС дизеля. Затем часть воды впрыскивается в цилиндр, а часть - остается в распылителе до следующего цикла впрыскивания.

В системе подачи воды во впускной трубопровод двигателя расход воды, примерно равный расходу топлива, устанавливается с помощью регулировочной иглы карбюратора. Система включается в работу после прогрева двигателя путем подключения карбюратора к баку с водой. Отключение карбюратора производится в конце работы за 10-15 минут до остановки двигателя. Описанная система подачи воды на впуске прошла испытания в составе трактора Т-25А, эксплуатируемого на животноводческом комплексе.

Содержание в воздухе этого комплекса двух токсичных компонентов ОГ (отработавших газов) - оксидов азота и монооксида углерода определялось по проходу трактора, и после прохода трактора, работающего только на дизельном топливе и при подаче воды на впуске. Результаты приведенных испытаний, показывают, что при работе трактора в животноводческом комплексе в его атмосфере отмечается содержание указанных токсичных компонентов ОГ, значительно превышающие их предельно допустимые концентрации. После прохода трактора с подачей воды  во впускной трубопровод содержание кислорода в воздухе рабочей зоны снижается на 13-40% по сравнению с работой трактора только на дизельном топливе, а концентрация СО остается на том же уровне.

Система для дизеля ЯМЗ-240 самосвала БелАЗ-544А состоит из следующих основных элементов:

• термостатического устройства;
• вакуумного автомата;
• карбюратора.

Система работает следующим образом. Вода из водяного бака после прохождения термостатического устройства и вакуумного автомата с помощью карбюратора подается в дополни­тельный трубопровод, из которого она поступает во впускной трубопровод дизеля. Воздух, поступающий в дизель из впускного трубопровода, очищается от пыли и частиц в штатном воздухоочистителе, а часть воздуш­ного потока, проходящего в дополнительный трубопровод через карбюратор, очищается в дополнительном воздушном фильтре.

Непосредственное впрыскивание воды в ци­линдры двигателя может быть осуществлено с использованием двойной системы топливоподачи, в которой топливо и вода впрыскиваются в КС двумя отдельными форсунками. Исследован дизель Д-242 (4 Ч 11/12,5), работающий как на чистом дизельном топливе, так и при впрыскивании воды дополни­тельной форсункой. Методика про­ведения испытаний предусматривала определе­ние рабочих характеристик двигателя и показа­телей токсичности его ОГ как при работе на чис­том дизельном топливе, так и при подаче в ци­линдры некоторого количества воды на номи­нальном режиме при п =1 800 мин^-1 при стандарт­ных регулировках двигателя. Изменяемыми па­раметрами в ходе эксперимента являлись коли­чество подаваемой воды G_B и угол начала ее впрыскивания.

На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что для быстроходных дизелей, устанавливаемых на транспортные средства, более предпочтительным представляется подача воды в цилиндры двигателя в жидкой фазе.

Наибольшее практическое применение нашли следующие способы:

• впрыскивание воды непосредственно в цилиндры двигателя;
• применение в качестве топлива водотопливной эмульсии (ВТЭ);
• подача воды на всасывание (во впускной трубопровод дизеля).

В программе: Компас 3D v