Строительные машины и оборудование, справочник






Cистема питания дизелей


Категория:
   Техническое обслуживание автомобилей


Cистема питания дизелей

В отличие от карбюраторных двигателей, в цилиндры которых поступает готовая горючая смесь из карбюратора, горючая смесь у дизелей образуется непосредственно в цилиндрах, куда топливо и воздух подаются раздельно. Это -отличие определяет особенности устройства системы питания дизелей.

Вследствие особенностей рабочего процесса и главным образом применением высокой степени сжатия дизели выгодно отличаются от карбюраторных двигателей меньшим (на 30…35%) расходом топлива. Этим объясняется широкое распространение дизелей на тяжелых грузовых автомобилях.

На отечественные дизельные автомобили МАЗ, КрАЗ и БелАЗ устанавливают четырехтактные V-образные дизели Ярославского моторного завода (ЯМЗ) — 6-цилиндровые ЯМЗ-236, 8-цилиндровые ЯМЭ-238 и 12-цилиндровые ЯМЗ-240 мощностью соответственно 103, 176 и 220 кВт (180, 240 и 300 л. е.). Все эти дизели унифицированы, т.е. многие детали кривошипно-шатунного и газоргепределительного механизмов (гильзы цилиндров, поршни, шатуны, вкладыши, клапаны), а также некоторые приборы системы питания у них одинаковые.



На автомобилях КамАЗ устанавливают также четырехтактные 8-цилиндровые дизели ЯМЗ-740 мощностью 154 кВт (210 л. е.).

По устройству системы питания все эти дизели близки друг к другу.

Дизельное топливо. Как и бензин, дизельное топливо представляет собой смесь получаемых при переработке нефти жидких углеводородов с различными температурами кипения. Дизельное топливо должно удовлетворять следующим основным требованиям: иметь определенные фракционный состав и вязкость, возможно низкую температуру застывания и самовоспламенения, возможно меньший период задержки воспламенения, малое содержание органических кислот и серы, отсутствие механических примесей и воды.

Для обеспечения хорошего смесеобразования дизельное топливо должно иметь определенный фракционный состав.

Определенная вязкость дизельного топлива необходима для обеспечения смазки топливной аппаратуры; при недостаточной вязкости ухудшаются условия смазки ее трущихся деталей. Чрезмерно высокая вязкость затрудняет подачу и впрыск топлива в цилиндры дизеля.

Низкая температура застывания обеспечивает надежность работы автомобиля зимой, а низкая температура самовоспламенения — легкий пуск холодного двигателя.

Для обеспечения мягкой работы дизеля необходимо, чтобы при сгорании топлива давление в цилиндрах нарастало плавно, что возможно при воспламенении топлива сразу же после поступления в цилиндры первых его частиц. Запаздывание воспламенения ведет к одновременному сгоранию значительного количества топлива, вызывающему резкое нарастание давления и жесткую работу двигателя.

Период задержки воспламенения топлива оценивается цетановым числом. Цетановым числом дизельного топлива называется процентное (по объему) содержание цетана в такой смеси его с альфаме-тилнафталином, которая равноценна испытуемому топливу в отношении жесткости работы двигателя. Цетан — углеводород с наименьшим, а альфаметилнафталин — углеводород с наибольшим, принимаемыми за эталон пределами задержки воспламенения топлива. Чем больше цетановое число, тем мягче работает дизель.

Коррозийные свойства топлива зависят от содержания в нем органических кислот и серы, процентное содержание которых строго ограничивается.

Содержание механических примесей и воды в дизельном топливе недопустимо, так как первые вызывают усиленный износ трущихся деталей топливной аппаратуры и засорение форсунок, а вторая приводит к образованию льда в топливопроводах в холодное время года.

Основные марки автомобильного дизельного топлива в СССР — ДА (арктическое), ДЗ (зимнее) и ДЛ (летнее). Они отличаются друг от друга в основном фракционным составом и температурой застывания: чем ниже окружающая температура, тем должно быть больше в топливе легких фракций и ниже температура его застывания.

Система питания дизеля ЯМЗ-236. К прибором, узлам и деталям, обеспечивающим подачу топлива в цилиндры дизеля ЯМЭ-236, относятся топливный бак, подкачивающий насос, фильтры грубой и тонкой очистки топлива, насос высокого давления, форсунки, топливопроводы низкого и высокого давления.

Подкачивающий насос засасывает топливо из бака через фильтр грубой очистки и псдает его через фильтр тонкой очистки к насосу высокого давления, от которого топливо поступает к форсункам, распиливающим его в камерах сгорания цилиндров.

Атмосферный воздух поступает в цилиндры дизеля через воздушный фильтр и впускной трубопровод. Отработавшие газы отводятся из цилиндров в атмосферу через выпускной трубопровод и глушитель.

Топливные баки дизельных автомобилей устроены так же, как и баки автомобилей с карбюраторными двигателями.

Топливные фильтры. Топливо, поступающее к насосу высокого давления и форсункам, не должно содержать механических примесей, могущих вызвать повреждение или повышенный износ изготовленных с высокой точностью деталей топливной аппаратуры. Поэтому в системе питания дизелей топливо многократно фильтруют. У дизеля ЯМЭ-236 имеются следующие топливные фильтры: сетчатый, на конце топливо-заборной трубки в баке; грубой очистки, установленный в баке; тонкой очистки, помещенный между подкачивающим насосом и насосом высокого давления; во входном отверстии форсунок.

Вфильтре грубой очистки установлен фильтрующий элемент, состоящий из сетчатого каркаса, на который навит в несколько слоев ворсистый хлопчатобумажный шнур, ав фильтре тонкой очистки — фильтрующий элемент с набивкой из минеральной ваты, пропитанной клеящим веществом. Фильтр тонкой очистки снабжен перепускным клапаном, пружина которого рассчитана на давление 160…170 кПа (1,6…1,7 кгс/см2). Если давление в фильтре превышает эту величину, клапан открывается и перепускает часть топлива из фильтра через присоединенную к нему трубку 10 в топливный бак. Благодаря этому в фильтре и топливопроводе, соединяющем фильтр с насосом высокого давления, поддерживается приблизительно постоянное давление.

Воздушный фильтр по устройству и принципу действия аналогичен инерционно-масляным воздушным фильтрам карбюраторных двигателей.

Топливный насос высокого давления подает под высоким давлением в цилиндры дизеля требуемое количество топлива в строго определенные моменты. У двигателя ЯМЭ-236 насос установлен между правым и левым рядами цилиндров. Вал насоса приводится во вращение валом привода, шестерня которого находится в зацеплении с шестерней распределительного вала дизеля. Частота вращения вала насоса вдвое меньше частоты вращения коленчатого вала дизеля. За два оборота коленчатого вала, в течение которых в каждом из цилиндров дизеля произойдет по одному рабочему ходу, вал насоса повернется на один оборот и насос осуществит впрыск топлива во все цилиндры.

В корпусе (рис. 29, а) насоса высокого давления установлен на шариковых (у насосов последних выпусков — на роликовых) подшипниках кулачковый вал 32.

Каждый из кулачков вала приводит в действие секцию насоса, представляющую собой одноплунжерный насос высокого давления, обуживающий один цилиндр дизеля. Секция состоит из гильзы, три которой помещается плунжер, нагнетательного клапана и роликового толкателя. Плунжер может перемещаться в гильзе вверх и вниз. На проточке нижнего конца плунжера установлена опорная шайба пружины, которая верхним концом упирается через шайбу в головку насоса. Давлением пружины опорная шайба прижата к регулировочному болту толкателя, а ролик толкателя — к кулачку вала насоса.

Рис. 29. Топливный насос высокого давления.
а — поперечный разрез; б — схема работы секции насоса; в — продольный разрез; 1 — корпус насоса ручной подкачки; 2 — поршень насоса ручной подкачки; 3 — цилиндр; 4 — шток; 5 — рукоятка; 6 — зубчатый венец; 7 — плунжер; 8 — винт крепления гильзы; 9 и 18 — перепускное и впускное отверстия гильзы; 10 и 19 — топливные каналы насоса; 11 — гильза; 12 — вентиль для выпуска воздуха; 13 — седло нагнетательного клапана; 14 — клапан; 15 — пружина клапана; 16 — штуцер топливопровода высокого давления; 17 — корпус насоса; 20 и 21—осевое и радиальное сверления плунжера; 22 —спиральные канавки; 23 — зубчатая рейка; 24—поворотная втулка; 25—выступ (поводок) плунжера; 26 — пружина плунжера; 27 — опорная шайба пружины; 28 — регулировочный болт; 29 — толкатель; 30 — ролик толкателя; 31 — кулачок; 32 — вал насоса; 33 — толкатель подкачивающего насоса; 34 — пружина толкателя; 35 — шток; 36 — поршень; 37 — пружина поршня; 38 — корпус подкачивающего насоса; 39 — муфта автоматического опережения впрыска; 40 — колпак перепускного клапана; 41 — корпус центробежного регулятора; 42 — скоба останова.

Когда выступ кулачка подходит под ролик, толкатель поднимается, сжимая пружину, и перемещает плунжер насоса вверх. По мере того как выступ кулачка, повертываясь, выходит из-под ролика толкателя, пружина возвращает плунжер и толкатель в исходное положение. Таким образом, во время работы дизеля плунжер движется возвратно-поступательно вверх и вниз.

В верхней части плунжер имеет осевое и радиальное сверления. Когда плунжер находится в гильзе, эти сверления соединяют над-плунжерное пространство с двумя спиральными канавками, профре-зерованными на боковой поверхности плунжера.

Нагнетание топлива продолжается до момента, когда верхняя кромка левой спиральной канавки плунжера подойдет к перепускному отверстию гильзы (положение III). После этого топливо из над-плунжерного пространства будет перетекать через сверления плунжера, спиральную канавку и перепускное отверстие гильзы в канал корпуса насоса. Давление в надплунжерном пространстве резко снизится, нагнетательный клапан закроется, и подача топлива в цилиндр прекратится (произойдет отсечка подачи топлива).

Количество подаваемого в цилиндр топлива регулируется поворотом плунжера вокруг его оси, вследствие чего изменяется момент конца подачи топлива секцией при неизменном моменте начала подачи. При повертывании плунжера по часовой стрелке (если смотреть сверху) кромка его спиральной канавки раньше подходит к перепускному отверстию гильзы, вызывая прекращение нагнетания топлива к форсунке, и количество подаваемого в цилиндр топлива уменьшается. Поворот плунжера по ходу часовой стрелки до совпадения радиального сверления плунжера с отверстием гильзы вызывает полное прекращение подачи топлива секцией (нулевая подача). При повертывании плунжера против движения часовой стрелки кромка спиральной канавки плунжера позже достигает отверстия 9 гильзы, и количество топлива увеличивается.

Для повертывания плунжера служат зубчатая рейка и надетая на гильзу поворотная втулка, зубчатый венец которой зацеплен с рейкой. Через регулятор частоты вращения коленчатого вала зубчатая рейка связана с педалью управления подачей топлива, помещенной в кабине водителя.

Перемещение рейки вдоль ее оси вызывает поворот втулки, которая, в свою очередь, действуя через выступы, повертывает плунжер. Движение рейки вызывает одновременный поворот плунжеров всех секций насоса на одинаковый угол.

Гильзы всех шести секций укреплены в общем корпусе насоса винтами. Сверху в корпус ввернуты штуцеры, прижимающие к гильзам седла нагнетательных клапанов. Снаружи к штуцерам крепят топливопроводы, соединяющие секции насоса высокого давления с форсунками.

Кулачки расположены на валу насоса так, что обеспечивается подача топлива секциями в соответствии с порядком работы цилиндров дизеля и принятыми интервалами между рабочими ходами в разных цилиндрах. Вал насоса соединен с валом привода посредством центробежной муфты автоматического опережения впрыска; которая увеличивает угол опережения впрыска топлива в цилиндры по мере повышения частоты вращения коленчатого вала дизеля. По принципу действия эта муфта аналогична центробежному регулятору опережения зажигания карбюраторных двигателей.

На заднем конце вала насоса установлена шестерня, сообщающая вращение валу, расположенному в корпусе 41 всережимного центробежного регулятора частоты вращения коленчатого вала дизеля. Регулятор поддерживает постоянным любую частоту вращения коленчатого вала, установленную водителем путем нажатия (или отпускания) педали управления подачей топлива и, кроме того, ограничивает максимальную частоту вращения коленчатого вала (2250…2275 мин-1).

Подшипники, кулачки вала насоса и толкатели, а также детали регулятора смазываются дизельным маслом, заливаемым в корпуса насоса и регулятора. Плунжерные пары насоса смазываются топливом.

Управляют работой насоса с места водителя при помощи педали, соединенной системой тяг и рычагов с рычагом регулятора. Регулятор, в свою очередь, воздействует на рейку топливного насоса. Для остановки дизеля служит кнопка, соединенная тросом со скобой останова. При вытягивании кнопки скоба повертывается вниз и через рычажную систему регулятора передвигает рейку до отказа в сторону уменьшения подачи топлива, вследствие чего плунжеры всех секций насоса устанавливаются в положение нулевой подачи.

Рис. 30. Схема работы подкачивающего насоса двигателя ЯМЭ-236:

Подкачивающий насос. В системе питания дизеля ЯМЭ-236 установлен поршневой подкачивающий насос. Его корпус прикреплен к корпусу насоса высокого давления. В корпусе подкачивающего насоса помещены поршень с пружиной, шток и роликовый толкатель с пружиной.

Подкачивающий насос работает следующим образом (рис. 30). Внутреннее пространство цилиндра насоса делится поршнем на полости А и Б. Полость А сообщается с впускным каналом, перекрытым впускным клапаном 44, и с выпускным каналом, перекрытым выпускным клапаном. Оба клапана удерживаются в положении закрытия пружинами. Участок выпускного канала после клапана сообщен перепускным каналом с полостью Б.

Поршень приводится в действие кулачком вала насоса высокого давления. Когда выступ кулачка набегает на ролик толкателя, толкатель, шток и поршень перемещаются в сторону полости А. После того как выступ кулачка повернется и перестанет действовать на ролик толкателя, пружины и возвращают поршень, толкатель и шток в первоначальное положение.

Двигаясь вверх, поршень вытесняет топливо из полости А через выпускной клапан, открывающийся под давлением топлива, и перепускной канал в полость Б, объем которой вследствие перемещения поршня вверх увеличивается. При движении вниз поршень вытесняет топливо из полости Б к выходному отверстию насоса, откуда оно по топливопроводу поступает в фильтр тонкой очистки и далее к насосу высокого давления. Одновременно объем полости А увеличивается, и в ней создается разрежение, впускной клапан под давлением топлива со стороны входного отверстия открывается и через него полость А заполняется топливом, поступающим из бака. При последующих ходах поршня описанный цикл работы насоса повторяется.

Давление, создаваемое подкачивающим насосом, зависит от силы упругости пружины поршня и при закрытом выходном отверстии насоса может достигать 600 кПа (6 кгс/см2). В топливной системе после подкачивающего насоса поддерживается давление 160…170кПа (1,6…1,7кгс/см2).

Сверху на корпусе подкачивающего насоса установлен насос ручной подкачки топлива, который служит для наполнения системы топливом и удаления случайно попавшего в нее воздуха.

Этот насос состоит из корпуса, цилиндра, поршня со штоком и рукоятки. Когда поршень перемещают рукояткой вверх, в полость А подкачивающего насоса и в цилиндр. Всасывается через клапан топливо из бака. При перемещении вниз поршень вытесняет топливо из цилиндра через полость А и выпускной клапан подкачивающего насоса в топливопровод, соединенный через фильтр тонкой очистки с насосом высокого давления.

После пользования насосом рукоятку навертывают до отказа на резьбу цилиндра при этом поршень, плотно прижимаясь к прокладке, разобщает полости подкачивающего насоса и цилиндра насоса ручной подкачки, что устраняет возможность подсоса воздуха в систему через насос ручной подкачки.

Форсунки тонко распыливают топливо, подаваемое в камеры сгорания цилиндров дизеля насосом высокого давления.

К корпусу форсунки (рис. 31) прикреплен гайкой распылитель с четырьмя распыливающими отверстиями, в котором помещена игла. Силой упругости пружины, передаваемой через штангу, игла прижата к внутренней конической поверхности распылителя и перекрывает выход топливу из полости к отверстиям распылителя.

Рис. 31. Форсунка двигателя ЯМЗ-236:
А — кольцевая полость; 1 — распыливающие (сопловые) отверстия; 2 — игла распылителя; 3 — распылитель; 4 — гайка крепления распылителя; 5 — корпус форсунки; 6 — штанга пружины; 7 — пружина; 8 — регулировочный винт; 9 — контргайка; 10 — колпак; И — фильтр; 12 — входной штуцер; 13— резиновый уплотнитель; 14 — канал.

При нагнетательном ходе плунжера насоса высокого давления топливо от насоса поступает через входной штуцер, фильтр и канал в кольцевую полость А распылителя. Под давлением топлива игла приподнимается и полость распылителя сообщается с распыливающи-ми отверстиями, через которые топливо впрыскивается в цидиндр. В момент отсечки конца подачи топлива насосом давление в полостях форсунки падает и пружина опускает иглу, прекращая дальнейший выход топлива из отверстий распылителя.

Давление начала впрыска топлива в цилиндры дизеля ЯМЭ-236 должно быть 15 МПа (150 кгс/см2). Давление регулируют, изменяя натяжение пружины вращением винта при снятом колпаке и ослабленной контргайке.

Форсунки крепят в отверстиях головок цилиндров дизеля накладными скобами и болтами, штуцеры форсунок проходят через отверстия в стыке головок и крышек цилиндров; в отверстиях установлены резиновые уплотнители. К штуцерам присоединяют топливопроводы высокого давления, а к отверстиям в торцах колпаков — дренажные трубки для отвода из полостей в верхней части корпуса форсунок топлива, просочившегося через зазоры между иглой и распылителем. По трубке топливо из дренажных трубок сливается в бак автомобиля.

Неисправности в системе питания дизелей. При возникновении неисправностей в системе питания затрудняется пуск, снижается мощность дизеля и повышается расход топлива, возникают перебои в работе цилиндров, увеличивается дымность выпуска. Основные причины этого: утечка топлива или подсос в систему питания воздуха из-за негерметичности соединений топливопроводов и приборов; засорение топливных фильтров; неисправность подкачивающего насоса; износ плунжеров и гильз насоса высокого давления; нарушение момента начала и равномерности подачи топлива секциями насоса; уменьшение силы упругости пружины иглы форсунки; негерметичность или зависание иглы; засорение отверстий распылителя форсунки.

Читать далее:

Категория: - Техническое обслуживание автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины