Устройство и работа систем питания дизелей
При работе дизеля топливо из бака 1 засасывается топливоподкачивающим насосом 14, проходит через фильтр 2 грубой очистки топлива, тройник 4, топливопровод 15 и поступает в насос 14. Насос нагнетает топливо по топливопроводу 11 к фильтрам 7 тонкой очистки, и топливопроводу 6 топливо подается к V-образному топливному насосу 12 высокого давления, в котором топливо сжимается, дозируется и по трубопроводам 16 высокого давления поступает к форсункам 13. С помощью форсунок осуществляется подача топлива в цилиндры под давлением 16,5 МПа, обеспечивая его мелкое распыление. Излишки топлива и попавший в систему воздух отводятся в топливный бак по трубопроводам 10, 9 и дренажному тройнику 3. Топливо, просочившееся из форсунок, сливается в топливный бак по трубопроводам 17. Топливный насос высокого давления приводится от колеса распределительного вала через муфту опережения впрыскивания и связан с регулятором частоты вращения коленчатого вала. В системе питания предусмотрен топливоподкачивающий ручной насос 5, предназначенный для прокачки и опрессовки системы при неработающем двигателе. Попавший в систему воздух удаляется через клапан 8.
Топливные насосы высокого давления. Предназначены для подачи под большим давлением равных порций топлива в цилиндры двигателя в строго определенные моменты времени его работы. Применяются насосы золотникового типа с постоянным ходом плунжера и регулировкой окончания подачи топлива. Устройство рядного насоса высокого давления показано на рис. 22. От топливоподкачивающего насоса 2 топливо к насосу
насоса. Поэтому давление топлива во втулке мгновенно снижается и его подача в цилиндры ДВС прекращается.
Под действием пружины нагнетательный клапан 7 закрывается, разделяя насосную секцию и форсунку. Цилиндрический поясок затвора клапана входит в отверстие седла клапана (как поршень насоса) и отсасывает из трубопровода высокого давления небольшой объем топлива, достаточный для того, чтобы давление в нем резко упало. В результате форсунка закрывается, подача топлива прекращается.
Количество подаваемого в цилиндры топлива регулируется поворотом плунжеров на одинаковый угол при помощи зубчатых секторов 4 и зубчатой рейки 10. При перемещении рейки вдоль корпуса насоса 5 плунжеры 9 поворачиваются и их винтовые канавки 6 открывают перепускные отверстия втулок 8. В результате изменяется продолжительность подачи и количество подаваемого к форсункам топлива. Зубчатая рейка 10 имеет привод от педали подачи топлива водителем и от регулятора частоты вращения коленчатого вала. Прекращение подачи топлива осуществляется поворотом рычага кулисы останова регулятора частоты вращения с помощью привода из кабины.
V-образные топливные насосы высокого давления (рис. 23) имеют некоторые конструктивные особенности: секции насоса установлены в корпусе с углом развала 75°, в насосе имеются две рейки: правая и левая. Топливный насос низкого давления расположен в задней части на крышке регулятора. Применение V-образных насосов позволяет уменьшить длину корпуса и кулачкового вала насоса, повысить их надежность, а также давление впрыска топлива до 18 МПа.
Регулятор частоты вращения. Он предназначен для автоматического поддержания заданной водителем частоты вращения коленчатого вала при изменении нагрузки на двигатель, а также ограничения минимально устойчивого и максимально допустимого скоростного режима работы двигателя. Такие регуляторы называются всережимными прямого действия.
Несмотря на разнообразие конструкций регуляторов частоты вращения принципы их устройства и работы одинаковы (рис. 24). Рейка топливного насоса 1 может перемещаться с помощью рычага 2 от педали б управления подачей топлива через систему тяг, рычагов и пружину 3, или от подвижных центробежных грузов 8 через соответствующую передачу. Грузы установлены на валике 9, который имеет зубчатый привод от кулачкового вала топливного насоса. При определенном режиме работы двигателя и неизменном положении педали б, силы инерции вращающихся грузов уравновешены усилием пружины 3, поэтому рычаг 2 неподвижен. При уменьшении нагрузки на двигатель частота вращения возрастает, под действием центробежных сил Q^ грузы 8 расходятся и через подпятник 7 поворачивают рычаг 2 против часовой стрелки; при этом рейка / выходит из корпуса насоса и подача топлива уменьшается. Частота вращения снижается до заданной, а центробежные силы грузов и пружины взаимно уравновешиваются. При понижении частоты вращения (увеличение нагрузки на двигатель) соответственно уменьшаются центробежные силы грузов 8. Усилие пружины 3, преодолевая силу, поворачивает рычаг 2 по часовой стрелке; зубчатая рейка 1 входит в корпус насоса.
Форсунка. Подача топлива в мелкораспыленном состоянии в цилиндр ДВС при определенном давлении осуществляется форсункой. На дизелях применяют бесштифтовые форсунки закрытого типа с многодырчатым распылителем и гидравлически управляемой иглой.
Топливо поступает в форсунку через штуцер 7 с сетчатым фильтром 8 и уплотнительной втулкой 9, а затем по каналам в корпусе 5, приставке 3 со штифтами 13 и 14 и корпусе распылителя 1 — в полость иглы. Топливо под давлением, воздействуя на нижний запорный и верхний утолщенный конические пояски иглы 15, создает на последней осевое усилие, превышающее усилие пружины 12. При этом игла поднимается вверх.
Давление подъема иглы при подаче топлива для дизелей ЯМЗ и КамАЗ составляет соответственно 16,5 и 18 МПа. После подачи давление топлива в полости иглы падает и пружина посредством регулировочных шайб 10 и 11 и штанги 4 плотно прижимает иглу к седлу распылителя. Подача топлива в цилиндр прекращается.
Форсунку закрепляют на головке цилиндра скобой. Торец гайки распылителя 2 в отверстии головки цилиндра от прорыва газов уплотняется медной гофрированной и стальной шайбами (двигатель КамАЗ-740) или стаканом из латуни и медной шайбой (двигатель ЯМЗ-2Э8); корпус имеет уплотнительное кольцо 6.
Топливные фильтры. Их устройство и работа аналогичны фильтрам карбюраторных ДВС.
Система подачи и очистки воздуха
Сухой фильтр. Он состоит из стального корпуса, фильтрующего элемента и крышки с деталями крепления. Фильтрующий элемент имеет наружный и внутренний стальные перфорированные корпуса, между которыми расположен гофрированный картон.
На корпусе имеется патрубок для присоединения системы отсоса пыли. Загрязненность воздушного фильтра определяется индикатором засоренности, установленным на впускном трубопроводе двигателя (автомобили КамАЗ-5320, КрАЗ-260 и т.п.).
Основные сборочно-регулировочные операции
Перед сборкой все детали следует тщательно очистить и промыть в чистом бензине или дизельном топливе. Недопустимо обезличивание деталей прецизионных пар (втулок и плунжеров, нагнетательных клапанов и седел насосных секций, игл и распылителей форсунок). Нарушение положения регулировочных устройств запрещено.
При нарушении герметичности соединений системы происходит подсос воздуха на участке топливозаборник - топливоподкачивающий насос (проверка осуществляется опрессовкой этого участка) и подтекание топлива в местах соединений системы на участке, находящемся при работе двигателя под давлением (топливоподкачивающий насос - форсунки). Воздух из системы удаляется путем прокачки ее топливоподкачивающим насосом при одновременном при открытии пробок для выпуска воздуха в начале на фильтре тонкой очистки, а затем на головке насоса высокого давления до выхода из отверстия струи топлива без пузырьков воздуха. При сборке воздухоочистителя особое внимание обращают на состояние и правильную установку уплотнительных прокладок.
Форсунки регулируют на определенное давление начала подъема иглы на специальном приборе, например (КП-1609) изменением предварительного сжатия пружины путем подбора числа регулировочных шайб (двигатели КамАЗ) или положения регулировочного винта (двигатели ЯМЗ). Качество распыливания считается удовлетворительным, если топливо впрыскивается в атмосферу в туманообразном состоянии и равномерно распределяется по поперечному сечению конуса струи и каждого отверстия распылителя. В конце подачи подтекание топлива из сопла распылителя не допускается. Перед сборкой форсунки распылитель и иглу промывают
в чистом бензине и смазывают профильтрованным дизельным топливом. В пригодной паре игла, выдвинутая из распылителя на одну треть длины направляющей поверхности, при плавном наклоне распылителя до утла 45 должна полностью опуститься под действием собственной массы.
Привод управления подачей топлива регулируется таким образом, чтобы при свободном положении педали рычаг регулятора упирался в винт минимальной частоты вращения, при полном нажатии педали - в винт максимальной частоты регулятора. Регулировка выполняется путем изменения длины тяг и положения рычагов привода.
Выполняемые работы
По указанию преподавателя необходимо осуществить разборку и сборку форсунки.
Порядок разборки (сборки) форсунки
1. Вывинтить штуцер 7 форсунки (см. рис. 25)
2. Отвернуть гайку 2 корпуса распылителя 1. Снять распылитель с иглой 15, приставку 3 и штангу 4.
3. Извлечь из корпуса 5 пружину 12 и регулировочные прокладки 10 и 11.
4. Вынуть иглу 11 из распылителя 1, замена одной из деталей в данном случае не допускается, так как это прецизионная пара.
5. При необходимости очистить детали форсунки от нагара (снаружи латунной щеткой), промыть в бензине. Сопловые отверстия прочистить стальной проволокой.
6. Сборку форсунки производить в обратном порядке.
Момент затяжки динамометрическим ключом гайки распылителя
должен быть равен 70—80 Н • м; штуцера 80-100 Н м.
Составление отчета
По результатам практического занятия составить отчет в соответствии задания и указаниями, данными во "Введении", и ответить на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы
1. Объясните и покажите на двигателе устройство системы питания дизеля.
2. Объясните работу (с показом на модели разреза) топливного насоса высокого давления.
3. Каковы принципы работы форсунки?
4. Каким образом можно удалить воздух из системы питания?
5. Назовите основные характеристики системы питания дизеля базовой модели.