Топливная система для тепловозов (2ТЭ10В,У,М,Мк, ЧМЭ3, ТЭМ2, ТГМ4Б, ТЭП70, 2ТЭ70)

Топливная система предназначена для хранения, подогрева, фильтрации и поддержания заданного давления топлива.

 

Топливо поступает под высоким давлением (200—1200 кгс/см2) в цилиндры дизеля. Скорость струи топлива, выходящей из форсунки, достигает 250—350 м/с.

 

Топливо – это горючие вещество, которое при сгорании выделяет тепловую энергию.

Под сгоранием понимают быстро протекающую химическую реакцию окисления топлива кислородом, сопровождающуюся выделением и появлением пламени.

 

Свойства дизельного топлива

Главными свойствами дизельных топлив являются:

1) вязкость

2) фракционный состав

3) склонность к воспламенению

4) температура кристаллизации

Вязкость и фракционный состав оказывают влияние на процесс смесеобразования.

Склонность к воспламенению характеризует качество топлива и влияет на процесс горения смеси.

Температура кристаллизации определяет возможность применения топлива в различных климатических условиях.

 

Дизельное топливо обладает смазывающим свойством. Это свойство используется для смазывания деталей топливной системы (форсунок, ТНВД, механичиских насосов).

Уменьшение вязкости топлива приводит к ухудшению его смазывающих характеристик.

Вязкость дизельного топлива меняется с изменением температуры окружающей среды. С повышением температуры вязкость уменьшается, а с понижением увеличивается.

Фракционный состав - оценивают по температуре испаряемости 10, 50 и 90%.

Чрезмерное содержание лёгких фракций топлива приводит к их интенсивному испарению и увеличению скорости нарастания давления газов в цилиндре. Работа двигателя при этом сопровождается повышенным механическим шумом, вибрациями и интенсивным износом деталей.

Склонность топлива к воспламенению характеризуется цетановым числом и определяется на стенде.

Чем выше цетановое число топлива, тем выше его склонность к воспламенению. Топливо с большим цетановым числом сгорает «мягче» без резкого повышения давления в цилиндре. Топливо с излишне высокой склонностью к воспламенению воспламеняются до распределения в воздушном заряде, что приводит к неполному сгоранию смеси. При использовании топлив с низким цетановым числом увеличивается период задержки воспламенения, в который возрастает количество подготовленной к воспламенению смеси. При воспламенении этой смеси давление в цилиндре резко возрастает, что приводит к жёсткой работе двигателя.

Характер процесса горения в камере сгорания двигателя во многом определяется фракционным составом топлива, характеризующим его испаряемость. На сгорание топлива более легкого фракционного состава требуется меньше воздуха, за счет уменьшения времени необходимого для образования топливовоздушной смеси. При этом процессы смесеобразования протекают более полно.

Влияние фракционного состава топлив на работу двигателей с различным смесеобразованием неодинаково. Двигатели с предкамерным и вихревым образованием менее чувствительны к фракционному составу по сравнению с двигателем с непосредственным впрыском. Наличие нагретых до высоких температур стенок предкамеры обеспечивает более благоприятные условия смесеобразования.

Чрезмерное облегчение фракционного состава может привести к повышению жесткости работы двигателя.

Низкотемпературные свойства.

Низкотемпературные свойства топлив оцениваются показателем температуры застывания, которой определяют условия складского хранения топлив. Показателями температур помутнения и предельной температуры фильтруемости определяют условия применения топлив в изделиях техники.

 Температура кристаллизации.

При низких температурах, растворённые в топливе парафиновые углеводороды кристаллизуются и препятствуют подачи топлива через фильтры к форсункам.

ГОСТ 305-82 предусматривает производство топлив для дизелей общего назначения с температурой вспышки не ниже 40оС, для судовых и тепловозных двигателей, горных машин с температурой вспышки не ниже 62 оС, что достигается повышением температуры начала кипения топлива. Такое повышение температуры начала кипения является причиной снижения выхода дизельного топлива по отношению к сырью. Поэтому топлива с повышенной температурой вспышки должны применяться строго по назначению.

 

Топливо для дизелей, эксплуатирующихся при температуре от 0°С и выше, обозначают буквой «Л» (летнее), от минус 20°С и выше – буквой «З» (зимнее), от минус 50°С и выше – буквой «А» (арктическое).

В маркировке топлива указывают также допустимую массовую долю серы, %.

Например, «З – 0,2 – 35» - топливо зимнее, с массовой долей серы – 0,2% и температурой застывания минус 35°С.

Цетановое число топлива связано с его температурными характеристиками. Чем оно меньше, тем ниже температура кристаллизации. Следовательно, зимние топлива с низкой температурой замерзания имеют малое октановое число, что предопределяет более жёсткую работу двигателя.

   Летнее дизельное топливо: Плотность: не более 860 кг/м³. Температура вспышки: 62 оС.

Температура застывания: (–) 5 оС. Получается смещением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 180-360оС. Рост температуры конца выкипания приводит к усиленному закоксовыванию форсунок и дымности.

   Зимнее дизельное топливо: Плотность: не более 840 кг/м³. Температура вспышки: 40оС.

Температура застывания: (– )35оС. Получается смещением прямогонных, гидроочищенных и вторичного происхождения углеводородных фракций с температурой выкипания 180-340оС. Так же зимнее дизельное топливо получается из летнего дизельного топлива добавление депрессорной присадки, которая снижает температуру застывания топлива, однако слабо меняет температуру предельной фильтруемости. Кустарным способом в летнее дизельное топливо добавляют до 20% керосина ТС-1 или КО, при этом эксплуатационные свойства практически не меняются.

Добавление воды в дизельное топливо опасно.

Для форсунок с высоким давлением вода и сера является агрессивным элементом. При высоком давлении и воде в составе топлива образуется серная кислота, которая губит прецизионные каналы. Кроме того, сера при попадании картерных газов в масло сокращает срок его службы.

 

Применяют три вида топливных систем.

1. Замкнутая система - топливо многократно проходит через фильтры, обеспечивая необходимую очистку топлива и стабильный температурный  режим.

2. Тупиковая система – во всасывающей полости не циркулирует. У нее меньшая скорость топлива, чем облегчается работа топливного насоса.

3. Полузамкнутая система – в зависимости от нагрузки на дизель, топливо циркулирует как при замкнутой так и при тупиковой.

Топливную систему по своему назначению разделяют на систему низкого давления и высокого.

• Система низкого давления топлива обеспечивает бесперебойную подачу подготовленного (подогретого и очищенного) топлива в систему высокого давления.

Система низкого давления состоит: топливный бак, топливоподогреватель, топливный насос ТН (механический, ручной), фильтра тонкой и грубой очистки (ФТО, ФГО), трубопроводы с клапанами и вентилями.

• Система высокого давления топлива обеспечивает непосредственный впрыск топлива в рабочие цилиндры дизеля через форсунки в определенные моменты времени.

Система высокого давления состоит: ТНВД, форсунки, трубопроводы высокого давления.

ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ДИЗЕЛЯ 10Д100

Топливоподкачивающий агрегат

Обеспечивает подъем топлива из бака, преодоления потерь давления в фильтрах и подачи под давлением к ТНВД  обеспечивая циркуляцию в системе.