4. Елементи паливної системи.

Загальна схема:

Мал. 1: 1 - фільтр тонкого очищення палива; 15-18 і 23-28 - паливопроводи; 5 - насос високого тиску; 6 - форсунка; 8 - фільтр грубого очищення палива; 9 - паливний бак; 11 і 28 - паливопідкачуючі насоси; 19 - кран відбору палива до підігрівача, 21 і 22 - трійники

У паливній системі дизеля КАМАЗ-740 застосовують фільтри грубого і тонкого очищення палива. Очищення палива для дизелів має особливо велике значення, оскільки ДТ досить густе і його важче очистити від механічних домішок, чим бензин. Від чистоти палива залежить надійність роботи двигуна, оскільки паливна апаратура змащується самим паливом. Найдрібніші домішки можуть вивести з ладу плунжерні пари, нагнітальні клапани, форсунки і так далі Тому на нафтобазах ДТ відстоюють, перш ніж відпускати споживачам.

А) Фільтр грубого очищення палива

На малюнку 2 для порівняння приведені креслення фільтрів грубого очищення палива двигунів ЯМЗ-236 (а) і КАМАЗ-740 (б). Я розгляну будову тільки КамАЗ-івського фільтру:

Мал. 2 1 - зливна пробка; 2 - елемент, що фільтрує; 3 - корпус; 4, 7 і 13 - отвори; 5 - кришка; 6 - пробка; 8 - прокладка; 9 - розпилювач: 10 - відбивач; 11 - сітка, що фільтрує; 12 - заспокоювач.

Фільтр встановлений з лівого боку на рамі автомобіля. У кришці є пробка для видалення повітря і два отвори, в яких вкручують штуцера для підведення і відведення палива. Паливо, що поступає до фільтру грубого очищення, подається до розпилювача 9 і закінчується по відбивачеві 10 в корпус 3. Крупні механічні домішки і вода осідають на дні корпусу, а паливо, яке пройшло через сітку, що фільтрувала 11, поступає по центральному отвору в паливопровід і до паливопідкачуючого насосу.

Б) Фільтр тонкого очищення палива

Мал. 3 а - ЯМЗ-236; би - КАМАЗ-740;

1 - зливна пробка; 2 - пружина елементу, що фільтрує; 3б 11б 13 і 14 - прокладки; 4 - елемент, що фільтрує; 5 - корпус; 6 - стрижень; 7 - кришка; 8 і 12 - пробки; 9 - штуцер з отвором, що калібрується; 10 - болт.

Фільтр встановлений у верхній частині паливної системи (на правій задній стороні двигуна). У нім збирається повітря, що проникло в систему і видалялося в бак разом з частиною палива, що подається насосом.

Елементи, що фільтрують, виготовлені із спеціального паперу, працюють паралельно. У кришці фільтру є зливний клапан, що відкривається при надмірному тиску 130-170 кПа.

Фільтруючі елементи з часом засмічуються і їх гідравлічний опір зростає. Тому їх треба періодично міняти, а сітку фільтру грубого очищення палива - очищати і промивати.

В) Паливопідкачуючий насос поршневого типу

Мал. 4 а - конструкція; б - схема перепускання палива; у - схема надходження палива в насос і подачі його до фільтру тонкого очищення.

1 - втулка; 2 - шток штовхача; 3, 8, 18 і 22 - пружини; 4 - штовхач; 5 - вісь ролика; 6 - ролик; 7 - випускний клапан; 9 і 16 - прокладки; 10 і 23 - пробки; 11 - корпус циліндра; 12 - циліндр; 13 - поршень; 14 - шток поршня; 15 - рукоятка; 17 - втулка циліндра ручного насоса; 19 - впускний клапан; 20 - поршень; 21 - корпус насоса; 24 - ексцентрик; - 25 і 26 - канали; А - порожнина під поршнем; Б - порожнина над поршнем.

Для подачі палива з бака через фільтри до насоса високого тиску в двигуні КамАЗ-740 застосовують два паливопідкачуючих насоса поршневого типу.

Паливопідкачуючий насос, встановлений на скриньці перештовхувачів, має тільки ручний привід, а той, що встановлений на насосі високого тиску ручний і механічний. Ручним приводом користуються для заповнення паливом фільтрів, паливопроводів і видалення повітря з системи. Якщо виникають проблеми з пуском дизеля, то потрібно скористатися ручним приводом паливопідкачуючого насоса:

При переміщенні поршня 13 рукояткою 15 вгору в циліндрі 12 створюється розрідження, відкривається впускний клапан 19, і паливо поступає всередину циліндра. При переміщенні поршня 13 вниз він тисне на паливо, впускний клапан закривається, а випускний клапан 7 відкривається, і паливо подається до фільтру тонкого очищення. Після прокачування системи ручним насосом поршень 13 опускають вниз і намотують рукоятку 15 на різьбовий хвостик циліндра; поршень щільно притискається до рукоятки 16.

При роботі двигуна діє механічний привід паливопідкачуючого насосу. На мал. 4 (би і в) показаний шлях палива при роботі механічного приводу, в якому задіяний ексцентрик 24, ролик 6 штовхача 4 поршень 20 і клапани 7 і 19.

Паливопідкачуючий насос подає палива більше, ніж необхідно для роботи двигуна. Якщо хід поршня насоса буде весь час постійним, то тиск в паливопроводі сильно зросте. При зменшенні витрати палива двигуном тиск в порожнині Б підвищується, і стисла пружина не може долати протитиск палива. Внаслідок цього хід поршня зменшується, і відповідно знижується подача палива насосом. Штовхач 4 при цьому вільно переміщається в обидві сторони. У міру збільшення витрати палива двигуном тиск в порожнині Б зменшується, хід поршня збільшується, і подача палива насосом зростає.

Г). Паливний насос високого тиску

Мал. 5 1- корпус; 2- провідне зубчате колесо; 3- сухар; 4- фланець провідного зубчатого колеса; 5 і 25- шпонки; 6-ексцентрік приводу паливопідкачуючого насосу; 7 і 24- гайки; 8- проміжне зубчате колесо; 9 і 17- пальці; 10- кришки регулятора; 11- зубчате колесо регулятора; 12- державки вантажів; 13- осі вантажів; 14- груз; 15- наполегливий шарикопідшипник; 16- муфти; 18- верхня кришка; 19- важеля пружини; 20- перепускний клапан; 21- втулки рейки; 22- рейки; 23- муфти регулювання випередження уприскування палива; 26- самопіджимний сальник; 27- кришки підшипника; 28 - роликопідшипник; 29- кулачковий вал; 30- ролик штовхача; наполеглива втулка; 32- п'яти штовхача; 33- пружини; 34- плунжер; 35- впускний отвір; 36- корпус секції; 37- нагнітальний клапан; 38- штуцери; 39- втулки плунжера; 40- важелі рейок

Насос подає через форсунки в камеру згорання необхідні порції палива в строго певні моменти. За принципом дії насоси, вживані на дизелях, відносяться до золотникового типу з постійним ходом плунжера і регулюванням кінця подачі палива. Число секцій паливного насоса відповідає числу циліндрів двигуна. Кожна секція обслуговує один циліндр. Паливний насос дизеля КамАЗ-740 має вісім секцій об'єднаних в одному корпусі. Він розташований між рядами циліндрів і приводиться в дію від зубчатого колеса колінчастого валу. На одному кінці валу приводу паливного насоса встановлено зубчате колесо, а інший кінець валу сполучений з відцентровою муфтою випередження уприскування палива. За два обороти коленвала кулачковий вал насоса робить один оборот, і паливо подається у всі циліндри.

Паливний насос високого тиску дизеля КАМАЗ-740 відноситься до насосів золотникового типу. На відміну від насосів на 6-циліндрових дизелях, цей насос V-образный, а отже, має деякі конструктивні особливості. При використанні рядних насосів на багатоциліндрових двигунах виявляється їх недолік - збільшення довжини насосів. Застосування V-подібних насосів дозволяє зменшити довжину кулачкового валу, підвищити його жорсткість і збільшити тиск уприскування палива 70 МПа.

Кут розвалу насоса = 75˚. Робота насоса високого тиску дуже складна і не стосується моєї спеціалізації, тому я детально її описувати не буду. У скороченні його робота виглядає таким чином: При обертанні кулачкового валу куркульок набігає на ролик штовхача, який переміщає плунжер у втулці вгору, при цьому здійснюючи складний «зворотно-поступально-обертальний» рух; при русі плунжера вниз відбувається наповнення паливом надплунжерного простору, а при русі вниз - подача палива через паливопровід до форсунки під великим тиском (18 МПа). Залежно від навантаження двигуна кулачковий вал провертається на деякий кут уздовж своєї осі за допомогою муфти випередження подачі палива, розташованої на протилежній від приводу насоса стороні кулачкового валу.

Режим роботи дизеля залежить від кількості палива, що подається в циліндри секціями насоса за один хід плунжера. При повороті плунжерів у втулках на деякий кут змінюється кількість палива, що подається.

Повертаючи кулачковий вал можна змінювати кут випередження подачі палива для всього насоса. При повороті валу у напрямі його обертання цей кут зменшується, а у зворотному напрямі - збільшується. В процесі роботи дизеля кулачковий вал повертається на деякий кут автоматично - відцентровою муфтою випередження уприскування палива. Насос починає подавати паливо в камеру згорання ще тоді, коли кривошип коленвала не доходить на деякий кут до Верхньої Мертвої Точки (ВМТ). Цей кут називають кутом початку подачі палива насосом. Форсунка подає паливо в камеру згорання циліндра трохи пізніше за насос унаслідок деякого розширення паливопроводів, незначної стисливості палив і невеликих витоків в насосі і форсунці.

Правильна величина кута випередження дуже важлива для надійної і економічної роботи двигуна. При зміні його в будь-яку сторону зменшується потужність двигуна і зростає знос його деталей. Наприклад, його збільшення на 8˚. (рання подача палива) жорсткість роботи двигуна зростає в 1,5 - 2 рази, а знос циліндрів - майже в 2,5 разу! Тому потрібно своєчасно перевіряти і, якщо необхідно, регулювати кут випередження подачі палива насосом.

Д) Форсунка

Для порівняння приведено 2 форсунки: дизеля ЯМЗ-236 - (а) і КАМАЗ-740 - (б).

Мал. 6 1- голки розпилювача; 2- мідна шайба; 3- кільцева порожнина; 4- розпилювача; 5- накидна гайка; 6- штифта; 7- кульки; 8- корпусу; 9- штанги; 10- тарілки пружини; 11- пружини; 12- регулювальний гвинт; 13- стакана пружини; 14- контргайки; 15- ковпака; 16- прокладки; 17- втулки; 18- сітчастий фільтр; 19- ущільнювача штуцера; 20- штуцера; 21 і 23- каналів; 22- кільцева проточка; 24- місячний стакан; 25- головки блоку циліндрів; 26- проставка; 27- кільце ущільнювача; 28- регулювальні шайби; 29- опорна шайба.

Насос подає паливо в камеру згорання при певному тиску і в дрібнорозпиленому вигляді. На дизелях застосовують форсунки декількох типів; відкриті або закриті, з розпилювачем, що має одне або декілька отворів. Закриті форсунки можуть бути штифтові або безштифтові. На дизелі КАМАЗ-740 застосовують закриті безштифтові форсунки. Такі форсунки називають закритими, оскільки форсунки (сопла) в розпилювачі закриті голкою і лише у момент уприскування палива сполучаються з камерою згорання. Для виходу палива розпилювач має чотири отвори діаметром 0.34 мм.

Принцип роботи форсунки полягає в наступному: паливо поступає у форсунку через штуцер 20 і йде по каналу до кінця голки 1; коли сила тиску в порожнині 3 перевищує силу опору пружини 11, голка піднімається, відкриваючи сопла - у цей момент відбувається уприскування палива в камеру згорання. Коли тиск в порожнині 3 падає, голка опускається, щільно притискаючись до сідла в розпилювачі.

Паливо, яке просочилося між голкою і розпилювачем, відводиться в порожнину пружини, потім через отвір поступає в зливну трубку, сполучену з отворами ковпака форсунки.