Как работает система питания дизельного двигателя. Системы питания дизельных двигателей

Дизельный двигатель работает по другим принципам, совершенно не таким, по которым работает бензиновый двигатель. Именно этим и обусловлено устройство системы питания дизельного двигателя. Если упрощенно, то в дизелях, все построено на возникновении высокой температуры при сильном сжатии. Именно эта температура и является тем катализатором, который запускает горение топливной смеси.

Как работает дизельный двигатель?

Изначально цилиндры дизеля заполняются воздухом. Поршень в цилиндре идет вверх, сжимая воздух, и при этом повышается температура сжатого воздуха. Причем повышается до такой температуры, которой достаточно для того, чтобы произошло воспламенение дизельного топлива, вернее смеси дизельного топлива и воздуха.

Как только температура доходит до максимальной, а это происходит в конце такта движения поршня, происходит впрыск дизтоплива посредством форсунки. Топливо не просто поступает струей, а распыляется в мелкодисперсное облако. И дальше под воздействием температуры сжатого воздуха происходит объемный взрыв воздушно-топливной смеси. Давление под воздействием взрыва критически вырастает, и именно это давление начинает двигать поршень, который идет вниз, и при этом совершается работа в физическом понимании этого термина.

Подачу топлива в двигатель и некоторые другие функции обеспечивает система питания дизельного двигателя.

Что входит в систему питания дизельного двигателя:

Топливный бак;
подкачивающий насос;
топливный фильтр;
топливный насос высокого давления;
свеча накаливания;
форсунка.

Подкачивающий насос забирает топливо из топливного бака и направляет его в топливный насос высокого давления (ТНВД). В нем есть несколько секций. Число секций соответствует числу цилиндров в двигателе. Каждая из секций ТНВД работает на один цилиндр дизельного двигателя.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) устроен следующим образом. Внутри насоса, по всей его длине в нижней части расположен вращающийся вал, который имеет кулачки. Вал ТНВД получает вращение от распределительного вала двигателя.

Кулачки оказывают воздействие на толкатели, которые, в свою очередь, заставляют работать плунжеры. Плунжер – это, по сути, поршень, который двигается вверх-вниз. Идя вверх, плунжер создает давление топлива внутри цилиндра. И именно это давление выталкивает топливо через топливную магистраль к форсунке.

Топливо, которое приходит в топливный насос высокого давления, находится под низким давлением и его явно не хватает, чтобы заставить топливо не только двигаться к форсунке, но и распыляться. Плунжер в нижней своей фазе подхватывает топливо и двигает его вверх секции (цилиндра). При этом давление значительно вырастает. Причем этого давления уже хватает для того, чтобы произошло качественное распыление дизтоплива внутри цилиндра. Давление топлива внутри секции топливного насоса может достигать показателя 2000 Атм.

Плунжер не только нагнетает топливо, но и регулирует количество подаваемого топлива на форсунку. Для этого у плунжера есть подвижная часть, которая может открывать или закрывать канавки внутри него. И эта подвижная часть соединена с педалью газа в кабине водителя. От угла поворота плунжера зависит степень открытия каналов прохождения топлива и зависит количество топлива, которое будет подаваться на форсунку. Поворот плунжера происходит за счет рейки, которая соединена с рычагом, который, в свою очередь, соединяется с педалью газа в кабине автомобиля.

В верхней части секции ТНВД находится клапан, который открывается под определенным давлением и закрывается, если давления недостаточно. Т.е. если плунжер находится в нижней точке, клапан закрыт и топливо из магистрали, которая идет к форсунке, не может обратно вернуться в ТНВД.

В секции создается давление, которого хватает для того, чтобы был произведен впрыск топлива в цилиндр. Топливо поступает к форсунке по магистрали. И уже форсунка, которая является управляемой, в нужный момент распыляет топливо внутри цилиндра.

Форсунки могут быть с механическим управлением или с электромагнитным управлением.

В обычной механической форсунке открытие отверстия распыления зависит от давления, которое возникло в топливной магистрали. Отверстие форсунки перекрыто иглой, которая соединена с неким подобием поршня, расположенным вверху форсунки. Пока давления нет, игла перекрывает выход топлива через отверстие распылителя. Как только топливо поступает под давлением, поршень идет вверх и тянет иглу. Происходит открытие отверстия, за которым следует распыление.

Свеча накаливания, которая находится в каждом цилиндре, не предназначена для того, чтобы непосредственно воспламенять топливную смесь. Свеча накаливания предварительно разогревает воздух в специальной камере перед тем, как этот воздух попадает в цилиндр.

Если разобраться, свеча накаливания всего лишь облегчает запуск двигателя, поскольку воздух, перед тем как попадать в цилиндр, уже нагрет до определенной температуры. В принципе в достаточно теплую погоду, или когда двигатель горячий, запуск дизеля может произойти и без предварительного подогрева воздуха. Но в холодную погоду, такое невозможно.

Более современная система питания дизельного двигателя предполагает наличие ТНВД, в котором нет секций по количеству цилиндров, зато есть общая магистраль для всех форсунок. Т.е. насос так и создает высокое давление, но оно общее для всех форсунок. И каждый цилиндр имеет индивидуальный впрыск топлива.

Форсунки, которые используются при такой системе, управляются не по механическому принципу, а посредством электрических импульсов, которые на них поступают от блока управления. По сути, в каждой форсунке стоит электромагнитный клапан, который открывает или закрывает распыление топлива.

Получает информацию с нескольких датчиков и, переварив информацию, подает сигнал на электромагнитный элемент управления форсунки.

Такая система питания дизельного двигателя наиболее современна и наиболее экономична. Так как никакая механика не сравнится с электроникой.

Система питания дизельного двигателя предназначена для обеспечения запаса топлива на автомобиле, очистки топлива и равномерного распределения его по цилиндрам двигателя строго дозированными порциями в соответствии с порядком работы, скоростным и нагрузочным режимом работы двигателя. Основные отличия дизельного двигателя от карбюраторного состоят в следующем. В дизельном двигателе чистый воздух засасывается в цилиндры и в них подвергается очень высокой степени сжатия. Вследствие этого в цилиндрах создается температура, превышающая температуру воспламенения дизельного топлива .

Когда поршень находится почти в верхней мертвой точке, в сильно сжатый, достигающий температуры +600 °C воздух впрыскивается дизельное топливо, которое состоит из смеси керосиновых, газойлевых и соляровых фракций. Дизельное топливо загорается само по себе, свечи зажигания не требуются. Чтобы достигалась высокая температура сжатого воздуха при холодном двигателе, в каждой вихревой камере двигателя находится свеча накаливания. Кроме того, дизельный двигатель оснащен ускорителем запуска в холодном состоянии, который включается кнопкой на панели приборов или автоматически.

Из топливного бака дизельное топливо засасывается насосом высокого давления через топливный фильтр, который задерживает воду и грязь. Топливо подается только в том случае, если в системе нет воздуха. В насосе создается необходимое для впрыска давление, и топливо распределяется по цилиндрам. Количество впрыскиваемого топлива регулируется нажатием педали газа. Через форсунки топливо подается в предкамеру соответствующего цилиндра. Так как дизельный двигатель не нуждается в зажигании и его цикл не прекращается при отключении напряжения в системе накального зажигания, в конструкции дизельного двигателя предусмотрен магнитный клапан. При выключении зажигания напряжение на нем исчезает и канал поступления топлива закрывается.

В систему питания дизельного двигателя грузового автомобиля (КамАЗ-740) входит топливный бак, фильтр грубой очистки воздуха, фильтр тонкой очистки воздуха, топливоподкачивающий насос, топливный насос высокого давления с регулятором частоты вращения и автоматической муфтой опережения впрыска топлива, форсунки, трубопроводы высокого давления, трубопроводы низкого давления, воздушный фильтр, выпускной газопровод, глушители шума отработанных газов.

Подача топлива осуществляется по двум магистралям: высокого и низкого давления. В магистрали низкого давления хранится топливо, происходит его фильтрация и подача под малым давлением к топливному насосу высокого давления. В магистрали высокого давления обеспечивается подача и впрыскивание необходимого количества топлива в цилиндры двигателя в определенный момент.

Топливоподкачивающий насос подает топливо из бака через фильтры грубой и тонкой очистки по топливопроводам низкого давления к топливному насосу высокого давления, который в соответствии с порядком работы цилиндров по топливопроводам высокого давления подает топливо к форсункам. Форсунки, расположенные в головках цилиндров, впрыскивают и распыляют топливо в камеры сгорания двигателя. Так как топливоподкачивающий насос подает топливному насосу высокого давления топлива больше, чем нужно, то его избыток, а с ним и попавший в систему воздух по дренажным трубопроводам отводятся обратно в бак.

Топливный насос высокого давления является основным прибором системы питания дизеля. Он предназначен для равномерной подачи строго определенной дозы топлива к форсункам двигателя под высоким давлением в течение определенного промежутка времени согласно порядку работы цилиндров двигателя. Состоит он из одинаковых секций по количеству цилиндров двигателя. Секция включает в себя корпус, втулку плунжера (гильзу), плунжер, поворотную втулку, нагнетательный клапан, который прижат штуцером к гильзе плунжера через прокладку.

Принцип работы ТНВД состоит в следующем. Под действием кулачка вала и пружины плунжер совершает возвратно-поступательное движение. При движении плунжера вниз внутреннее пространство гильзы наполняется топливом и топливо подается насосом низкого давления в подводящий канал корпуса насоса. При этом открывается впускное отверстие и топливо поступает в надплунжерное пространство. Далее под действием кулачка плунжер начинает подниматься вверх, перепуская топливо обратно в подводящий канал, до тех пор, пока верхняя кромка плунжера не перекроет впускное отверстие гильзы. После перекрытия этого отверстия давление топлива резко возрастает и топливо через зазор между втулкой и плунжером, преодолевая усилие пружины, поднимает нагнетательный клапан и поступает в топливопровод.

Продвижение плунжера вверх вызывает повышение давления выше уровня давления, которое создается пружиной форсунки. В результате этого игла форсунки приподнимается и происходит впрыскивание топлива в камеру сгорания. Подача топлива продолжается до тех пор, пока винтовая кромка плунжера не откроет выпускное отверстие в гильзе. В результате давление над плунжером резко падает, нагнетательный клапан под действием пружины закрывается и пространство над плунжером разъединяется с топливопроводом высокого давления. Далее плунжер перемещается вверх, топливо перетекает в сливной канал через винтовую кромку плунжера и продольный паз. Количество топлива подается в форсунку с помощью зубчатой рейки, втулки и связывающего поводка. Продолжительность впрыскивания соответствующих порций топлива, подаваемых в цилиндры двигателя, зависит от угла поворота плунжера, так как изменяется расстояние, проходимое плунжером от момента перекрытия впускного отверстия до момента открытия выпуского отверстия винтовой кромкой.

Чтобы остановить двигатель автомобиля, необходимо прекратить подачу топлива. В этом случае рейкой устанавливают плунжер в такое положение, чтобы винтовая канавка оказалась обращенной в выпускному отверстию, и при перемещении плунжера вверх все топливо над ним по канавке через выпускное отверстие и топливопроводы попадает в бак.

Заданную частоту вращения коленчатого вала автоматически поддерживает всережимный регулятор частоты вращения. Он находится в развале корпуса топливного насоса высокого давления и приводится в движение от его кулачкового валика. Во время работы двигателя с частотой вращения коленчатого вала, соответствующей данному положению педали управления подачи топлива, центробежные силы грузиков регулятора уравновешены усилием пружин. Если нагрузка на спуске уменьшится, то частота вращения коленчатого вала начнет возрастать и грузы регулятора, преодолевая сопротивление пружины, немного разойдутся и переместят рейку топливного насоса высокого давления в положение, уменьшающее подачу топлива. Если частота вращения уменьшается, то центробежная сила грузов также уменьшается и регулятор под действием силы пружины переместит рейку в обратном направлении, что приведет к увеличению подачи топлива.

Для изменения момента начала впрыскивания топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала предназначена автоматическая муфта опережения впрыскивания топлива. Изменяя момент впрыскивания топлива, автоматическая муфта улучшает экономичность двигателя и его пусковые качества. На конической поверхности переднего конца кулачкового валика топливного насоса высокого давления крепится шпонкой и фиксируется гайкой ведомая полумуфта.

Ведущая полумуфта крепится на ступице ведомой и может на ней поворачиваться. Между ступицей и полумуфтой установлена втулка. Ведущая полумуфта приводится в действие распределительной промежуточной шестерней через вал с гибкими соединительными муфтами.На ведомую полумуфту вращение передается двумя грузами. Они качаются в плоскости, перпендикулярной к оси муфт на полуосях, запрессованных в ведомую полумуфту.

Одним концом приставка ведущей полумуфты упирается в палец груза, а другим – в профильный выступ. Пружины стремятся удержать грузы на упоре во втулке ведущей полумуфты. Если частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается, под действием центробежных сил грузы расходятся, и в результате ведомая полумуфта поворачивается относительно ведущей в направлении вращения кулачкового валика, что увеличивает угол опережения впрыска топлива. При уменьшении частоты вращения грузы под действием пружин сходятся. Ведомая полумуфта поворачивается вместе с валиком топливного насоса в противоположную сторону вращения, что уменьшает угол опережения впрыска топлива.

Система питания дизеля служит для подачи в цилиндры двигателя воздуха и топлива и отвода отработавших газов. Топливо подается под большим давлением, в определенные моменты (характеризуемые углом опережения по. дачи топлива) и в определенном количестве в зависимости от нагрузки двигателя.

ПРИНЦИП РАБОТЫ. На первый взгляд дизельный двигатель почти не отличается от обычного бензинового - те же цилиндры, поршни, шатуны. Главные и принципиальные отличия заключаются в способе образования и воспламенения топливо-воздушной смеси. Способ образования и воспламенения топливо-воздушной смеси – непосредственно в цилиндре. В дизеле топливо воспламеняется не от искры, а вследствие высокой температуры воздуха в цилиндре. Рабочий процесс в дизеле происходит следующим образом: вначале в цилиндр попадает чистый воздух, который за счет большой степени сжатия разогревается до 700-900°С. Дизтопливо впрыскивается под высоким давлением в камеру сгорания при подходе поршня к верхней мертвой точке. А так как воздух уже сильно разогрет, после смешивания с ним происходит воспламенение топлива. Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления в цилиндре - отсюда повышенная шумность и жесткость работы дизеля. Дизель имеет больший КПД и крутящий момент. К недостаткам дизельных двигателей обычно относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую литровую мощность и трудности холодного пуска.

ТИПЫ КАМЕР СГОРАНИЯ

Камеры сгорания дизельных двигателей разделяются на два основных типа: неразделенные и разделенные . При форкамерном процессе топливо впрыскивается в специальную предварительную камеру, связанную с цилиндром несколькими небольшими каналами или отверстиями, ударяется об ее стенки и перемешивается с воздухом. Воспламенившись, смесь поступает в основную камеру сгорания, где и сгорает полностью. Сечение каналов подбирается так, чтобы при ходе поршня вверх (сжатие) и вниз (расширение) между цилиндром и форкамерой возникал большой перепад давления, вызывающий течение газов через отверстия с большой скоростью. Во время вихрекамерного процесса сгорание также начинается в специальной отдельной камере, только выполненной в виде полого шара. В период такта сжатия воздух по соединительному каналу поступает в предкамеру и интенсивно закручивается (образует вихрь) в ней. Дизельные двигатели с неразделенной камерой называют также дизелями с непосредственным впрыском. Топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр, камера сгорания выполнена в днище поршня (на низкооборотистых дизелях – грузовики). СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ

Важнейшим звеном дизельного двигателя является система топливоподачи, обеспечивающая поступление необходимого количества топлива в нужный момент времени и с заданным давлением в камеру сгорания.

Система питания Common Rail . Common Rail – это метод впрыска топлива в камеру сгорания под высоким давлением, не зависящим от частоты вращения двигателя или нагрузки. Главное отличие системы Common Rail от классической дизельной системы заключается в том, что ТНВД предназначен только для создания высокого давления в топливной магистрали. Он не выполняет функций дозировки цикловой подачи топлива и регулировки момента впрыска.

ТУРБОДИЗЕЛЬ

Эффективным средством повышения мощности и гибкости работы дизеля является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно увеличить подачу топлива на рабочем цикле, в результате чего увеличивается мощность двигателя.

Конструкция и работа системы питания дизеля воздухом

Система питания воздухом служит для забора окружающего воздуха, его очистки от пыли и распределения по цилиндрам двигателя.

Система питания воздухом (рис. 7) включает воздушный фильтр и впускной трубопровод. Она может быть с турбонаддувом или без турбонаддува.

Воздух поступает через сетку колпака 5 и трубу 4 воздухозаборника в воздушный фильтр 1. В фильтре воздух проходит через инерционную решетку 3 и резко изменяет направление движения. Сначала воздух освобождается от крупных частиц пыли, которые под действием инерции и вакуума выбрасываются через эжектор 6, установленный в выпускной трубе глушителя, в окружающий воздух. Более мелкие частицы пыли задерживаются в картонном фильтрующем элементе 2. Очищенный воздух по впускному трубопроводу подается в цилиндры 7 двигателя.

Воздушный фильтр (рис. 8) состоит из корпуса 3, крышки 1 и сменного фильтрующего элемента 2, состоящего из двух перфорированных стальных кожухов и гофрированного картона между ними. Патрубок 7 предназначен для отсоса пыли из корпуса фильтра.

Воздух поступает в фильтр через патрубок 5, очищается в нем и выходит через патрубок 6.

Наддув представляет собой подачу воздуха в цилиндры двигателя при такте впуска под давлением, создаваемым компрессором. При наддуве увеличивается количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, количество сжигаемого топлива и повышается на 20...40 % мощность двигателя.

Рис. 8. Воздушный фильтр:

1 - крышка; 2 - фильтрующий элемент; 3 - корпус; 4 - диффузор; 5, 6, 7 - патрубки

В дизелях обычно применяется газотурбинный наддув (рис. 9) турбокомпрессором. При работе двигателя воздух в цилиндры 1 нагнетается под давлением центробежным компрессором 6, рабочее колесо которого приводится во вращение турбиной 5.

Рис. 9. Схема наддува дизеля воздухом:

1 – цилиндр двигателя; 2 - мембрана; 3 – пружина; 4 - клапан; 5 - турбина; 6 - компрессор

К атегория:

1Отечественные автомобили

Система питания дизельного двигателя автомобиля

Система питания дизельного двигателя ЗИЛ -645 включает в себя системы питания двигателя топливом и воздухом и систему выпуска отработавших газов.

Система питания двигателя топливом. Топливная система (рис. 1) - раздельного типа. Она состоит из топливного бака, фильтров грубой и тонкой очистки топлива, топливоподкачивающего насоса низкого давления, насоса ручной подкачки топлива, топливного насоса высокого давления, регулятора частоты вращения коленчатого вала двигателя, автоматической муфты опережения впрыска топлива и топливопроводов. Топливо из бака засасывается топливоподкачивающим насосом 8 низкого давления через фильтр грубой и тонкой очистки топлива и подается по топливопроводам низкого давления к топливному насосу высокого давления (ТНВД ), который подводит топливо к форсункам по топливопроводам высокого давления. Форсунки впрыскивают топливо в распыленном состоянии в камеры сгорания цилиндров двигателя. Избыточное топливо вместе с воздухом отводится через перепускной клапан ТНВД по сливным топливопроводам в топливный бак.

Топливный бак, изготовленный из освинцованной листовой стали, имеет внутренние перегородки, приемную трубку с сетчатым фильтром, датчик указателя уровня топлива, герметичную пробку заливной горловины и пробку для слива отстоя.

Фильтр грубой очистки топлива (рис. 2,а) крепится к кронштейну топливного бака. Топливо в фильтр подается из топливного бака через распределитель, очищается сетчатым фильтрующим элементом и поступает к топливоподкачивающему насосу. Находящиеся в топливе тяжелые частицы осаждаются в колпаке фильтра.

Фильтр тонкой очистки топлива (рис. 2, б) состоит из корпуса, двух сменных фильтрующих элементов и колпаков. Внутри колпаков приварены болты крепления к корпусу фильтра, в которые вворачиваются сливные пробки. В корпусе имеется клапан-жиклер, открывающийся при избыточном давлении в полости фильтра, равном 0,15±0,02 МПа, который регулируется путем подбора толщины регулировочной шайбы.

Рис. 1. Топливная система дизельного двигателя: 1- форсунка; 2 - топливопровод высокого давления; 3 и 10 - сливные топливопроводы: 4 - топливный насос высокого давления; 5 - топливный бак; 6 - пробка наливной горловины; 7 - фильтр грубой очистки топлива; 8 - топливоподкачивающий насос; 9 насос ручной подкачки топлива; ill - фильтр тонкой очистки топлива; 12 - муфта опережения впрыска топлива (стрелки означают пути движения топлива)

Топливоподкачивающий насос низкого давления поршневого типа установлен на корпусе ТНВД и приводится в действие от эксцентрика кулачкового вала ТНВД . Под действием кулачка толкатель и поршень совершают ход всасывания, и топливо заполняет пространство над поршнем. Возврат поршня осуществляется под действием пружины. При этом топливо подается через насос ручной подкачки топлива и фильтр тонкой очистки в ТНВД .

Рис. 2. Топливные фильтры грубой (а) и тонкой (б) очистки топлива: 1 - пробка сливного отверстия; 2 - колпак; 3 - успокоитель; 4 - фильтрующий элемент-- корпус фильтрующего элемента; 6 - распределитель топлива; 7 и 10 - болты- 8 - корпус; 9 - сменные фильтрующие элементы; 11 - клапан-жиклер;

Рис. 3. Топливоподкачивающий насос: 1 - корпус насоса; 2 - поршень; 3 - направляющая толкателя; 4 - кулачковый вал МИД с эксцентриком; 5 - толкатель; 6 - нагнетательный клапан; 7-пружина 8 - впускной клапан; 9 - корпус клапана; 10 - крышка

Насос ручной подкачки топлива (рис. 4) поршневого типа предназначен для заполнения топливного фильтра и удаления воздуха из систем питания перед пуском двигателя. Для подкачки топлива отворачивают и вытягивают вверх рукоятку. Одновременно перемещается связанный с рукояткой поршень, и топливо через впускной клапан заполняет полость под поршнем. При нажатии на рукоятку топливо подается к фильтру тонкой, очистки топлива. После подкачки рукоятку снова заворачивают.

Топливный насос высокого давления (ТНВД ) (рис. 5) имеет восемь секций, автоматическую муфту опережения впрыска топлива и механический регулятор частоты вращения. В корпусе насоса установлен кулачковый вал, вращающийся в подшипниках. При вращении кулачкового вала усилие передается на роликовый толкатель, прижатый к кулачку пружиной, и далее через регулировочные прокладки на плунжер насосной секции.

Секция насоса состоит из плунжера, гильзы плунжера, поворотной втулки, штуцера, ввернутого в корпус насоса и наг гнетательного клапана с седлом. Гильза и плунжер являются прецизионной парой, распаривание которой не допускается. К верхнему торцу гильзы штуцером прижато седло нагнетательного клапана, который прижат к седлу пружиной. Топливо поступает из топливопровода низкого давления через штуцер к отверстиям гильз насосных секций.

При движении плунжера вниз под действием пружины топливо поступает в подплунжерную полость. При движении плунжера вверх давление в результате закрытия впускного отверстия гильзы возрастает, открывается нагнетательный клапан и топливо по топливопроводу высокого давления подается к форсунке. Движущийся вверх плунжер в это время продолжает сжимать топливо. Как только давление превысит 18,5 МПа, игла форсунки под действием давления топлива преодолеет усилие пружины, поднимется и обеспечит тем самым впрыск топлива в цилиндр двигателя.

Рис. 4. Насос ручной подкачки топлива: 1 - цилиндр; 2 - рукоятка насоса с поршнем; 3 и 5-штуцера; 4 - корпус; 6 - пружина; 7 - нагнетательный клапан; 8 - пластинчатая пружина; 9 - впускной клапан

Рис. 5. Топливный насос высокого давления: 1 и 3-штуцера топливного насоса; 2- вытеснитель топлива; 4 - пружина нагнетательного клапана; 5 - нагнетательный клапан; 6 - плунжер; 7 - гильза плунжера; 8-винт выпуска воздуха; 9- поворотная втулка плунжера; 10 - зубчатый сектор; 11- зубчатая рейка; 12-пружина; 13 - толкатель; 14 - корпус насоса; 15 - ролик толкателя; 16-шарикоподшипник; 17 - кулачковый вал; 18 - регулировочные прокладки; 19 -- крышке насоса; 20 - топливопод-качивающий насос; 21 - муфта опережения впрыска топлива; 22 - муфта привода топливного насоса

По мере движения плунжера вверх его отсечная кромка достигает отверстия в гильзе, что приводит к резкому падению давления в надплунжерной полости, в результате чего нагнетательный клапан под действием пружины опускается и перекрывает подачу топлива к форсунке.

Привод топливного насоса осуществляется от шестерни распределительного вала через приводной валик, который вращается в двух шарикоподшипниках с одинаковой частотой с распределительным валом. Крутящий момент от приводного валика на кулачковый вал насоса передается через муфту, состоящую из ведущей и ведомой полумуфт. Овальные пазы ведущей полумуфты позволяют ведомой полумуфте поворачиваться вместе с автоматической муфтой опережения впрыска и кулачковым валом насоса относительно коленчатого вала двигателя и изменять тем самым начало подачи топлива в цилиндры. Для регулировки начала подачи топлива на корпусе ТНВД и муфты имеются метки.

Регулятор частоты вращения - двухрежимный, устанавливает минимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя, равную 600 об/мин, и ограничивает максимальную частоту вращения до 2800 об/мин. В этом диапазоне частоты вращения подача топлива осуществляется водителем через педаль подачи топлива. При частоте свыше 2800 об/мин центробежные силы перемещают грузы регулятора, преодолевая сопротивление пружин, и передвигают рейку топливного насоса, резко уменьшая подачу топлива, в результате чего частота вращения коленчатого вала двигателя снижается.

Автоматическая муфта опережения впрыска топлива состоит из соединенной с приводным валиком ведущей и двух ведомых полумуфт, которые установлены на переднем конце кулачкового вала насоса. При увеличении частоты вращения коленчатого вала под действием центробежных сил грузы расходятся, и ведомые полумуфты поворачиваются относительно ведущей полумуфты в направлении вращения кулачкового вала насоса, Что вызывает увеличение угла опережения впрыска топлива. При уменьшении частоты вращения вала грузы под действием пружины сходятся и поворачивают полумуфты в обратную сторону.

Рис. 7. Регулятор частоты вращения коленчатого вала: 1 - насос высокого давления; 2- верхняя крышка; 3- регулировочный болт; 4 - крышка регулятора; 5 - кулиса; 6 - палец направляющего ползуна; 7 - нижний ползун; 8 - ось кулисы; 9 - ползун углового рычага; 10 - угловой рычаг регулятора; 11 - корпус регулятора; 12 - ось груза; 13 - груз регулятора; 14 н 16 - крестовины; 15 - демпфер; 17 - гайка фиксации крестовины; 18 - упорная шайба; 19 - ось крестовины; 20 - пружины; 21 - тарелка пружины; 22 - рейка топливного насоса

Форсунка состоит из корпуса, к нижнему торцу которого гайкой присоединены проставка и корпус распылителя. Корпус распылителя с иглой составляет прецизионную пару и не может быть распарен. Распылитель имеет сопловых отверстия. Топливо подводится к форсунке от ТНВД через щелевой фильтр, по каналам поступает в кольцевую полость, отжимает иглу и впрыскивается в цилиндр.

Форсунка закрепляется в гнезде головки цилиндра скобой. Торец гайки уплотняют от прорыва газов медной шайбой.

Рис. 8 Автоматическая муфта опережения впрыска топлива.

Рис. 9. Форсунка:

Рис. 10. Система питания двигателя воздухом с автоматической очисткой от пыли воздушного фильтра: 1 - впускная труба: 2 - воздушный фильтр; 3 - воздухозаборник; 4 - крышка фильтрующего элемента; 5 - труба отсоса пыли; 6 - заслонка; 7 - рукоятка заслонки; 8 - эжектор

Топливопроводы низкого давления - пластмассовые, высокого давления - металлические- Топливопроводы присоединяются к приборам системы питания при помощи штуцеров.

Система питания двигателя воздухом. Данная система (рис. 10) включает в себя воздухозаборник, воздушный фильтр и эжектор для отсоса пыли, с заслонкой.

Воздушный фильтр (рис. 11) -двухступенчатый, с инерционной решеткой, автоматическим отсосом пыли и сменным бумажным фильтрующим элементом, состоит из корпуса, фильтрующего элемента и крышки. Крышка крепится к корпусу четырьмя защелками. Воздух через воздухозаборник подается в первую ступень фильтра с инерционной решеткой. В результате резкого изменения направления воздуха в инерционной решетке крупные частицы пыли отделяются и под действием разрежения в патрубке, соединенном с эжектором глушителя, выбрасываются с отработавшими газами в атмосферу. Затем предварительно очищенный воздух поступает во вторую ступень с бумажным фильтрующим элементом, проходя через который оставляет на нем мелкие частицы пыли, и поступает в двигатель. Попадание воды в воздушный фильтр недопустимо, так как при попадании ее в цилиндры двигателя может произойти гидравлический удар, сопровождающийся поломкой деталей кривошипно-шатунного механизма.

В системе питания двигателя воздухом на впускном трубопроводе установлен индикатор засоренности воздушного фильтра, который при засорении фильтра под действием возрастающего разрежения во впускных трубопроводах двигателя сигнализирует о необходимости промывки фильтра или замены бумажного фильтрующего элемента.

Рис. 11. Воздушный фильтр: 1 - воздухозаборник; 2 - распорная пружина; 3 - фильтрующий элемент; 4 - уплотнитель; 5 - крышка; 6 - винт; 7 - защелка; 8 - корпус; 9 - патрубок отсоса пыли; 10 - кронштейн; 11 - воздухопровод двигателя; 12 - шплинт; 13 - центробежный воздухоочиститель; 14 - хомутик

Система выпуска отработавших газов (рис. 12). Она состоит из двух выпускных трубопроводов, двух приемных труб, гибкого металлического рукава, глушителя, на выпускной трубе которого установлен эжектор отсоса пыли. Глушитель представляет собой ряд соединенных последовательно акустических камер, поглощающих энергию отработавших газов.

Рис. 12. Система выпуска газов: 1 - уплотнительное кольцо; 2-приемные трубы; 3- тройник; 4 - задняя приемная труба; 5 - глушитель; 6 - выпускная труба; 7 - рукоятка заслонки; 8- эжектор; 9 - газоотборный патрубок; 10- корпус заслонки; 11 - патрубок отсоса пыли; 12 - пневматический цилиндр вспомогательной тормозной системы; 13 - тормозной механизм вспомогательной тормозной системы (моторный тормоз)

Система электрофакельного подогревателя (рис. 4.23) (термостарт) предназначена для ускорения пуска холодного двигателя прл температуре окружающего воздуха до минус 25 °С. При испарении и воспламенении топлива на электросвечах 4 возникает факел, который подогревает поступающий в цилиндры двигателя воздух.

Свечи ввернуты во впускные трубопроводы и соединены топливопроводами с электромагнитным топливным клапаном. Топливо к клапану подводится из системы питания двигателя.

При нажатии на кнопку включателя термостата напряжение подается на спирали свечей через добавочный резистор термореле, которое установлено в кабине за приборной панелью. Как только свечи нагреваются до необходимой температуры, замыкаются контакты термореле, в результате чего открывается электромагнитный топливный клапан. Одновременно загорается лампа в левом блоке контрольных ламп, сигнализируя о готовности системы к пуску двигателя. При включении стартера топливоподкачиваю-щий насос подводит топливо через электромагнитный клапан к раскаленным свечам, где топливо испаряется и воспламеняется. Одновременно срабатывает термореле, и на спирали свечей подается полное напряжение аккумуляторной батареи. Добавочный резистор термореле при этом отключается. Специальное реле отключает обмотку возбуждения генератора на все время пуска двигателя при помощи термостарта, предохраняя тем самым спирали свечей от перегрева.

Рис. 13. Электрофакельный предпусковой подогреватель дизельного двигателя (термостарт): 1 - топливопровод, идущий к электромагнитному клапану; 2 - топливный насос высокого давления; 3 – впускной трубопровод; 4 - электросвеча; 5 - топливопровод, идущий к свече; 6 - электромагнитный топливный клапан; 7 - термореле, 8 - включатель термостарта; 9 - сигнальная лампа; 10 - реле шунтирования добавочного резистора термореле

Рис. 14. Привод управления подачей топлива: 1 - топливный насос высокого давления; 2 - тяга коррекции пусковых подач; 3- кронштейн крепления тяг; 4 - ручка тяги управления корректором пусковых подач; 5- ручка тяги ручного останова двигателя; 6 - ручка тяги ручного управления подачи топлива; 7-тяга привода ручного останова двигателя; 8-тяга привода ручного управления подачей топлива; 9-педаль управления подачей топлива; 10 - установочный болт хода недали топлива; 11 - пневматический цилиндр; 12 - оттяжная пружина; 13 - промежуточная тяга; 14 - промежуточный рычаг

Привод управления подачей топлива осуществляется водителем от подвесной педали 9 управления подачей- топлива при помощи валика с рычагом через пневматический Цилиндр, промежуточный двуплечий рычаг и тягу к рычагу всережимного регулятора топливного насоса высокого давления.

Управление подачей топлива может также осуществляться при помощи ручки 6 тяги ручного управления, находящейся на кронштейне тяг.

К атегория: - 1Отечественные автомобили

Система питания топливом (СПТ) - предназначена для подачи топлива под большим давлением в камеры сгорания цилиндров в определенные моменты времени (характеризуемые углом опережения подачи топлива) и в определенном количестве в зависимости от нагрузки двигателя.

Система питания дизельного двигателя состоит из:

Системы питания топливом (рис. 1);

Системы питания воздухом (рис. 2);

Системы вывода отработавших газов (рис. 3).

Рис. 1. Система питания топливом.

Рис. 2. Система питания воздухом Рис. 3. Системы вывода отработавших газов.

Система питания топливом (СПТ) - предназначена для подачи топлива под большим давлением в камеры сгорания цилиндров в определенные моменты времени (характеризуемые углом опережения подачи топлива) и в определенном количестве в зависимости от нагрузки двигателя (рис. 4).

Состав СПТ: топливные баки; топливоподкачивающий насос; топливный насос низкого давления; фильтр грубой очистки (ФГО); фильтр тонкой очистки (ФТО); топливный насос высокого давления (ТНВД); форсунки; трубопроводы низкого давления; трубопроводы высокого давления; сливные трубопроводы.

Рис. 4. Состав системы питания топливом.

Принципиальная схема системы питания.

Топливо из бака через фильтр грубой очистки засасывается топливоподкачивающим насосом и через фильтр тонкой очистки по топливопроводам низкого давления подается к топливному насосу высокого давления, который в соответствии с порядком работы двигателя распределяет топливо по топливопроводам высокого давления к форсункам . Форсунки распыляют и впрыскивают топливо в камеры сгорания. Избыточное топливо, а вместе с ним и попавший в систему воздух через перепускной клапан топливного насоса высокого давления и клапан-жиклер фильтра тонкой очистки по дренажным топливопроводам отводятся в топливный бак. Топливо, просочившееся через зазор между корпусом распылителя и иглой, сливается в бак через сливные топливопроводы.

Топливный насос высокого давления предназначен для подачи в цилиндры двигателя в определенные моменты времени строго дозированных порций топлива под высоким давлением.

В корпусе установлены восемь секций, каждая состоит из корпуса, втулки плунжера, плунжера, поворотной втулки, нагнетательного клапана, прижатого через уплотнительную прокладку к втулке плунжера штуцером. Плунжер совершает возвратно-поступательное движение под действием кулачка вала и пружины. Толкатель от проворачивания в корпусе зафиксирован сухарем. Кулачковый вал вращается в подшипниках, установленных в крышках и прикрепленных к корпусу насоса. Осевой зазор кулачкового вала регулируется прокладками. Величина зазора должна быть не более 0,1 мм.

Для увеличения подачи топлива плунжер поворачивают втулкой, соединенной через ось поводка с рейкой насоса. Рейка перемещается в направляющих втулках. Выступающий ее конец закрыт пробкой. С противоположной стороны насоса находится болт, регулирующий подачу топлива всеми секциями насоса. Этот болт закрыт пробкой и запломбирован.

Топливо к насосу подводится через специальный штуцер, к которому болтом крепится трубка низкого давления. Далее по каналам в корпусе оно поступает к впускным отверстиям втулок плунжеров .

На переднем торце корпуса, на выходе топлива из насоса, установлен перепускной клапан, открытие которого происходит при давлении 0,6-0,8 кгс/см2. Давление открытия клапана регулируется подбором регулировочных шайб внутри пробки клапана.

Смазка насоса циркуляционная, пульсирующая, под давлением от общей системы смазки двигателя.

Топливные баки (рис. 5). Каждый бак состоит из корпуса, заливной горловины и выдвижной трубы с сетчатым фильтром. Заливная горловина закрывается герметичной крышкой 6 с прокладкой. С целью увеличения жесткости бака, а также уменьшения взбалтывания топлива и образования пены в баке имеются перегородки.

Рис. 5. Топливный бак:

I-III - положение крана соответственно при отключенных баках, включенном правом баке, включенном левом баке; 1 - трубка слива топлива в бак; 2 - топливораспределительный кран на линии слива; 3 - топливораспределительный кран на линии подачи топлива; 4 - фланец; 5 - топливозаборная трубка с сетчатым фильтром; 6 - крышка; 7 - заливная горловина; 8 - корпус; 9 - перегородка; 10 - дно; 11 - пробка сливного крана

В нижней части бака имеется пробка сливного крана для слива отстоя. В верхней части левого бака устанавливается топливораспределительный кран, предназначенный для включения подачи топлива из правого бака или левого, а также для отключения баков, и топливораспределительный кран на линии слива, обеспечивающий слив топлива либо в правый, либо в левый бак. Топливораспределительные краны имеют три положения. Для включения подачи топлива из правого бака необходимо установить краны в положение II, из левого бака - в положение III, для отключения баков топливораспределительный кран на линии подачи топлива установить в положение I.

Ручной подкачивающий насос - для предварительного заполнения системы питания топливом и удаления из нее воздуха.

Фильтр грубой очистки топлива КамАЗ-740 - отстойник предварительно очищающий топливо, поступающее в топливоподкачивающий насос низкого давления. Он установлен с левой стороны автомобиля на раме (рис. 6).

Рис. 6. Фильтр грубой очистки топлива дизеля Камаз-740

Фильтр грубой очистки топлива дизеля ЯМЗ-238 (рис. 7) состоит из крышки, корпуса и фильтрующего элемента. Корпус и крышка соединяются четырьмя болтами. Уплотнение между ними обеспечивается резиновой прокладкой. На корпусе имеется пробка сливного отверстия с прокладкой. Фильтр состоит из металлического каркаса с отверстиями, на который навит ворсистый хлопковый шнур.

Рис. 7. Фильтр грубой очистки топлива дизеля ЯМЗ-238

Для центровки фильтрующего элемента имеются розетка, приваренная к корпусу, и выступ на крышке. Фильтрующий элемент плотно зажимается по торцам между крышкой и дном корпуса. Отверстие в крышке, закрытое пробкой с прокладкой, служит для заполнения фильтра топливом.

Фильтр тонкой очистки топлива (рис. 8, 9) окончательно очищает топливо перед поступлением в топливный насос высокого давления, установлен в самой высокой точке системы питания для сбора и удаления в бак проникшего в систему питания воздуха вместе с частью топлива через клапан-жиклер.

Для повышения качества очистки топлива фильтр тонкой очистки снабжен двумя параллельно работающими сменными фильтрующими элементами, изготовленными из специальной бумаги и установленными в одном сдвоенном корпусе.

Фильтр тонкой очистки топлива дизеля ЯМЗ-238 состоит из корпуса с приваренным к нему стержнем, крышки и фильтрующего элемента. Сменный фильтрующий элемент состоит из перфорированного металлического каркаса, на котором сформована фильтрующая масса.

Рис. 8. Фильтр тонкой очистки топлива дизеля КамАЗ-740

1 - корпус; 2 - болт; 3 - уплотнительная шайба; 4 - пробка; 5 и 6 - прокладки; 7 - фильтрующий элемент; 8 - колпак; 9 - пружина фильтрующего элемента; 10 - пробка сливного отверстия; 11 - стержень

Рис. 9. Фильтр тонкой очистки топлива дизеля ЯМЗ-238

1 - пробка сливного отверстия; 2 - прокладка; 3 - пружина; 4 - шайба; 5 - прокладка; 6 - фильтрующий элемент; 7 - корпус; 8 - стержень; 9 - прокладка: 10 - крышка: 11 - коническая пробка; 12 - прокладка: 13 - жиклер; 14 - болт; 15 - прокладка; 16 - прокладка

Топливоподкачивающий насос . Насос по конструкции одинаковый для дизеля КамАЗ-740.11 и для ЯМЗ-238, он предназначен для подачи топлива из топливного бака к насосу высокого давления. Топливоподкачивающий насос поршневого типа приводится в действие от эксцентрика кулачкового вала насоса высокого давления. Насос установлен на корпусе ТНВД.

Рис. 10. Схемы топливоподкачивающего и топливопрокачивающего насосов: (СЛАЙД № 11)

А - полость нагнетания топливоподкачивающего насоса; Б - полость всасывания топливоподкачивающего насоса; В - к фильтру тонкой очистки топлива; Г - полость всасывания топливопрокачивающего насоса; Д - от фильтра грубой очистки топлива; 1 - поршень; 2 - впускной клапан; 3, 7 - пружины клапанов; 4 - пружина поршня; 5 - насос топливоподкачивающий; 6 - нагнетательный клапан; 8 - пружина толкателя; 9 - эксцентрик; 10 - толкатель; 11 - нагнетательный клапан; 12 - впускной клапан; 13 - пружина; 14 - топливопрокачивающий насос; 15 - поршень

Топливоподкачивающий ручной насос служит для заполнения системы питания топливом и удаления из нее воздуха. Насос поршневого типа, закреплен на фланце топливного насоса низкого давления болтом с уплотнительной медной шайбой или на фильтре тонкой очистки топлива. Насос состоит из корпуса, поршня, цилиндра, рукоятки в сборе со штоком, опорной тарелки и уплотнения.

При движении поршня 15 вниз впускной клапан 12 закрывается и открывается нагнетательный клапан 11, топливо под давлением поступает в нагнетательную магистраль, обеспечивая удаление воздуха из топливной системы двигателя через клапан 2 фильтра тонкой очистки топлива и перепускной клапан топливного насоса высокого давления.

После прокачивания системы необходимо опустить поршень15 и зафиксировать его поворотом по часовой стрелке. При этом поршень прижимается к торцу цилиндра через резиновую прокладку, уплотнив полость всасывания насоса предпусковой прокачки топлива.

После прокачки рукоятку необходимо навернуть на верхний резьбовой хвостовик цилиндра. При этом поршень прижмется к резиновой прокладке, уплотнив всасывающую полость топливного насоса низкого давления. На многих модификациях автомобилей семейства КамАЗ установлен второй однотипный насос ручной подкачки топлива. Он позволяет подкачивать топливо без опрокидывания кабины, поскольку закреплен через кронштейн на картере