Система питания дизеля

 

Цель работы: изучение системы питания дизельного двигателя и её  основных элементов.

Задачи работы:

× ознакомление с назначением, классификацией, принципами действия и с устройством системы в целом, а также её приборов и устройств.

× изучение конструкции и особенностей работы приборов, подсистем питания двигателя топливом, воздухом и отвода отработанных газов, их очистки и нейтрализации.

× изучение назначения, принципа действия, классификации, конструкции и особенностей работы ТНВД.

 

Система питания предназначена  для:

- хранения, тщательной очистки топлива и  подачи его в необходимом количестве  под давлением к форсункам;

- отвода  отработавших газов и их нейтрализацию

 

Система питания дизеля предназначена для подачи в цилиндры двигателя воздуха и топлива. Подача топлива осуществляется под давлением в определенный момент угла поворота коленчатого вала и определёнными, согласно нагрузке двигателя, порциями.

 

Система питания включает:

1. Подсистему питания двигателя топливом, состоящую из:

- магистрали  подачи топлива низкого давления

- магистрали  подачи топлива высокого давления

- трубопроводов  отвода избыточного топлива в  бак.

2. Систему управления ТНВД
3. Подсистему подачи воздуха в цилиндры двигателя
4. Подсистему выпуска отработанных газов, их очистки и нейтрализации

 

 

 

Топливная система  Камаз-740-10 

 

Система питания топливом (топливная система) Камаз-740-10 обеспечивает очистку топлива и равномерное распределение его по цилиндрам двигателя строго дозированными порциями.

На двигателях Камаз-740-10 применена система питания топливом разделенного типа, состоящая из топливного насоса высокого давления, форсунок, фильтров грубой и тонкой очистки, топливоподкачивающего насоса низкого давления, топливопроводов низкого и высокого давлений, топливных баков, электромагнитного клапана и факельных свечей электрофакельного пускового устройства.

Принципиальная схема топливной  системы Камаз-740-10 показана на рис. 1. Топливо из бака 1 через фильтр  грубой очистки 2 засасывается топливоподкачивающим насосом и через фильтр тонкой очистки 17 по топливопроводам низкого давления 3, 9, 15, 21 подается к топливному насосу высокого давления; согласно порядку работы цилиндров двигателя насос распределяет топливо по трубопроводам 6 высокого давления к форсункам 5.

 

Рис. 1. Схема топливной системы  двигателя Камаз-740-10

1 - бак топливный; 2 - фильтр грубой  очистки топлива; 3-трубка топливная  подводящая к насосу низкого  давления; 4 - трубка топливная дренажная  форсунок левых головок; 5 - форсунка; 6 - трубка топливная высокого  давления; 7 - насос топливоподкачивающий  низкого давления; 8 - насос топливоподкачивающий  ручной; 9 - трубка топливная отводящая  насоса низкого давления; 10 - насос  топливный высокого давления; 11 - клапан электромагнитный; 12-трубка топливная к электромагнитному клапану; 13 - свеча факельная; 14 - трубка топливная дренажная форсунок правых головок; 15 - трубка топливная подводящая ТНВД; 16 - трубка топливная отводящая ТНВД; 17 - фильтр тонкой очистки топлива; 18 - трубка топливная фильтра тонкой очистки топлива; 19 - тройник крепления топливных трубок; 20 - трубка топливная сливная; 21 – топливопровод к фильтру грубой очистки; 22 - труба приемная с фильтром

Форсунки Камаз-740-10 распыляют и впрыскивают топливо в камеры сгорания. Избыточное топливо, а вместе с ним и попавший в топливную систему Камаз-740-10 воздух через перепускной клапан топливного насоса высокого давления и клапан-жиклер фильтра тонкой очистки по дренажным топливопроводам 16 и 18 отводятся в топливный бак.

Топливо, просочившееся через зазор между  корпусом распылителя и иглой, сливается  в бак через сливные топливопроводы 4, 14, 20.

Фильтр грубой очистки (отстойник) Камаз-740-10 (рис. 2) предварительно очищает топливо, поступающее в топливоподкачивающий насос низкого давления.

 

Рис. 2. Фильтр грубой очистки топлива  Камаз-740-10

1 – пробка; 2 – стакан; 3 – успокоитель; 4 – сетка фильтрующая; 5 – отражатель; 6 – распределитель; 7 – болт; 8 –  фланец; 9 – кольцо уплотнительное; 10 – корпус

Фильтр  грубой очистки установлен на всасывающей  магистрали системы питания Камаз-740 с левой стороны автомобиля на раме. Стакан 2 соединен с корпусом 10 четырьмя болтами 7 и уплотнен кольцом 9.

Снизу в  бобышку колпака ввернута сливная  пробка 1. Топливо, поступающее из топливного бака через подводящий штуцер, стекает  в стаканы.

Крупные частицы и вода собираются в нижней части стакана. Из верхней части через фильтрующую сетку 4 по отводящему штуцеру и топливопроводам топливо подается к топливоподкачивающему насосу.

Фильтр тонкой очистки Камаз-740 (рис. 3), окончательно очищающий топливо перед поступлением в топливный насос высокого давления, установлен в самой высокой точке системы питания Камаз-740 для сбора и удаления в бак проникшего в систему питания воздуха вместе с частью топлива через клапан-жиклер, установленный в корпусе 1.

 

Рис. 3. Фильтр тонкой очистки топлива  Камаз-740-10

1 – корпус: 2 – болт; 3 – шайба  уплотнительная; 4 – проб-ка; 5, 6 – прокладки уплотнительные; .7 – элемент фильтрующий; 8 – колпак; 9 – пружина фильтрующего элемента; 10 – пробка сливная; 11 – стержень

Начало  сдвига клапана-жиклера 4 (рис. 4) происходит при давлении в полости 24,5... 44,1 кПа (0,25... 0.45 кгс/см²), а начало перепуска топлива из полости А в полость В — при давлении в полости А 196,2... 235,3 кПа (2,0... 2,4 кгс/см²). Регулируется клапан подбором регулировочных шайб 1 внутри пробки клапана.

 

Рис. 4. Клапан-жиклер фильтра тонкой очистки топлива Камаз-740-10

1 - шайба регулировочная; 2 - пробка  клапана; 3-пружина; 4 - клапан-жиклер

Топливопроводы Камаз-740 подразделяются на топливопроводы низкого 392... 1961 кПа (4... 20 кгс/см²) и высокого более 19614 кПа (200 кгс/см²) давления.

Топливопроводы высокого давления топливной системы Камаз-740 изготовлены из стальных трубок, концы которых выполнены конусообразными, прижаты накидными гайками через шайбы к конусным гнездам штуцеров топливного насоса и форсунок. Во избежание поломок от вибрации топливопроводы закреплены скобками и кронштейнами.

 

 

Топливоподкачивающий насос предназначен для подачи топлива из бака во впускную полость насоса высокого давления. Насос поршневого типа установлен на левой стенке насоса высокого давления и приводится в действие от эксцентрика кулачкового вала.

Подклапанное пространство всасывающего клапана соединено отверстием с топливоподкачивающим трубопроводом, а надклапанное - каналом с поршневой полостью насоса. Подклапанное пространство нагнетательного клапана соединяется каналом с поршневой полостью, а надклапанное - через нагнетательный канал с топливопроводом подачи топлива к фильтру тонкой очистки.

Рис.5. Топливоподкачивающий насос: 1 - цилиндр топливоподкачивающего насоса; 2 - шток поршня; 3 - корпус цилиндра; 4, 5 - седла клапанов; 6 - клапан; 7 - пружина; 8 - пробка клапана; 9 -поршень топливоподкачивающего насоса; 10 - ролик толкателя; 11- стопорное кольцо толкателя; 12 -толкатель поршня; 13 - втулка штока; 14 - корпус топливоподкачивающего насоса; 15 - пробка пружины; 16 - пружина поршня; 17 - поршень топливоподкачивающего насоса; 18 - шток толкателя; 19 - сухарь толкателя

 

Магистраль  подачи топлива высокого давления:

- топливный насос высокого давления

- муфта опережения впрыскивания

- форсунки 

- топливопроводы.

 

Топливный насос высокого давления (ТНВД) Камаз-740-10 предназначен для подачи в цилиндры двигателя в определенные моменты времени строго дозированных порций топлива под высоким давлением.

В корпусе ТНВД Камаз-740-10 (рис. 6) установлены восемь секций, каждая состоит из корпуса 17, втулки 16 плунжера 11, поворотной втулки 10, нагнетательного клапана 19, прижатого через уплотнительную прокладку 18 к втулке плунжера штуцером 20. Плунжер совершает возвратно-поступательное движение под действием кулачка вала 44 и пружины 8.

Толкатель от проворачивания в корпусе топливного насоса ТНВД Камаз-740-10 зафиксирован сухарем 6. Кулачковый вал вращается в роликоподшипниках 42, установленных в крышках и прикрепленных к корпусу насоса. Осевой зазор кулачкового вала регулируется прокладками 48. Величина зазора должна быть не более 0,1 мм.

Для увеличения подачи топлива плунжер 11 поворачивают втулкой 10, соединенной  через ось поводка с рейкой 15 насоса. Рейка перемешается в направляющих втулках 57. Выступающий ее конец  закрыт пробкой 54.

С противоположной стороны ТНВД Камаз-740  находится винт, регулирующий подачу топлива всеми секциями насоса. Этот винт закрыт пробкой и запломбирован.

Топливо к насосу ТНВД Камаз-740-10 подводится через специальный штуцер, к которому болтом крепится трубка низкого давления. Далее по каналам в корпусе оно поступает к впускным отверстиям втулок 16 плунжеров.

На  переднем торце корпуса топливного насоса ТНВД Камаз-740-10 и на выходе топлива из него установлен перепускной клапан 56, открытие которого происходит при давлении 58,8... 78,5 кПа (0,6... 0,8 кгс/см²). Давление открытия клапана регулируется подбором регулировочных шайб внутри пробки клапана. Смазывание насоса циркуляционное, под давлением от обшей системы смазывания двигателя.

Рис. 6 Топливный насос высокого давления дизеля КАМаз-740:

1 - корпус; 2 - ведущее зубчатое колесо; 3 - сухарь; 4 - фланец ведущего зубчатого  колеса; 5 и 25 - шпонки; 6 - эксцентрик  при вода топливоподкачивающего  насоса; 7 и 24 - гайки; 8 - промежуточное  зубчатое колесо; 9 и 17 - пальцы; 10 - крышка регулятора; 11 - зубчатое  колесо регулятора; 12 - державка грузов; 13 - ОСЬ грузов; 14 - груз; 15 - упорный днем торце корпуса насоса установлен перепускной клапан 20; 19. шарикоподшипник; 16 - муфта; 18 - верхняя крышка; 19 - рычаг пружины; 20 - перепускной клапан; 21 - втулка рейки; 22 - рейка; 23 - муфта регулировки опережения впрыскивания топлива; 26 - самоподжимной сальник; 27 - крышка подшипника; 28 - роликоподшипник; 29 - кулачковый вал; 30 – роликоподшипник толкателя; 31 - упорная втулка; 32 - пята толкателя; 33 - пружина; 34 - плунжер; 35 - впускное отверстие; 36 - корпус секции; 37 - нагнетательный клапан; 38 - штуцер; 39 - втулка плунжера; 40 - рычаг реек.

 

Рис. 7 Секция насоса:

1 - кулачок  распределительного вала; 2 - корпус  насоса; 3 - ролик толкателя; 4 - толкатель; 5 - пята толкателя; 6 - тарелка пружины;7 - пружина; 8 - опорная шайба; 9 - опорная  втулка; 10 - плунжер; 11 - штифт; 12 - впускное  отверстие; 13 - втулка плунжера; 14 - нагнетательный  клапан; 15 - штуцер; 16 и 21 - уплотнительные  кольца секции; 17 - корпус секции  насоса; 18 - шайба; 19 - спиральная канавка плунжера; 20 - перепускное отверстие; 22 - рейка; 23 - поворотная втулка плунжера.

 

Муфта автоматическая опережения впрыскивания топлива Камаз-740-10 (рис. 8) изменяет начало подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

 

Рис. 8. Муфта автоматическая опережения впрыскивания топлива Камаз-740-10

1 - полумуфта ведущая; 2,4 - манжеты; 3 -втулка ведущей полумуфты; 5 - корпус; 6-прокладки регулировочные; 7 - стакан  пружины; 8 - пружина; 9, 15 - шайбы; 10 - кольцо; 11 - груз с пальцем; 12 - проставка с осью; 13 - полумуфта ведомая; 14 - кольцо уплотнительное; 16 - ось грузов

Применение  муфты обеспечивает оптимальное  для рабочего процесса начало подачи топлива по всему диапазону скоростных режимов. Этим обеспечивается экономичность  и приемлемая жесткость процесса в различных скоростных режимах  работы двигателя.

Ведомая полумуфта 13 закреплена на конической поверхности переднего конца  кулачкового вала топливного насоса Камаз-740-10 шпонкой и гайкой с шайбой, ведущая полумуфта 1 — на ступице ведомой полумуфты (может поворачиваться на ней).

Между ступицей и полумуфтой установлена  втулка 3. Грузы 11 качаются на осях 16, запрессованных в ведомую полумуфту, в плоскости, перпендикулярной оси вращения муфты. Проставка 12 ведущей полумуфты упирается одним концом в палец груза, другим — в профильный выступ. Пружина 8 стремится удержать груз на упоре во втулку 3 ведущей полумуфты.

При увеличении частоты вращения коленчатого  вала Камаз-740 грузы под действием  центробежных сил расходятся, вследствие чего ведомая полумуфта поворачивается относительно ведущей в направлении  вращения кулачкового вала, что вызывает увеличение угла опережения впрыскивания топлива.

При уменьшении частоты вращения коленчатого  вала грузы под действием пружин сходятся, ведомая полумуфта поворачивается вместе с валом насоса в сторону, противоположную направлению вращения вала, что вызывает уменьшение угла опережения подачи топлива.

Форсунка Камаз-740-10 (рис. 9) закрытого типа с многодырчатым распылителем и гидравлически управляемой иглой. Все детали форсунки собраны в корпусе 6.

 

Рис. 9. Форсунка Камаз-740-10

1- корпус распыли-теля; 2-гайка распылителя; 3 - проставка распылителя; 4 - штифты установочные; 5 – штанга форсунки; 6 - корпус форсунки; 7 - кольцо уплотнительное; 8 - штуцер; 9, 10 –шайбы регулировочные; 11 – пружина форсунки; 12 

К нижнему торцу корпуса форсунки гайкой 2 присоединены проставка 3 и корпус 1 распылителя, внутри которого находится игла. Корпус и игла распылителя составляют прецизионную пару.

Распылитель имеет четыре сопловых отверстия. Проставка 3 и корпус 1 зафиксированы относительно корпуса штифтами. Пружина 11 одним концом упирается в штангу 5, которая передает усилие на иглу распылителя, другим – в упор.

Топливо к форсунке Камаз-740-10 подается под  высоким давлением через штуцер 8. Далее по каналам корпуса 6, проставки 3 и корпуса 1 распылителя топливо поступает в полость между корпусом распылителя и иглой и, отжимая ее, впрыскивается в цилиндр.

Просочившееся через зазор между иглой и  корпусом распылителя топливо отводится  через каналы в корпус форсунки. Форсунка Камаз-740 установлена в  головке, цилиндра и закреплена скобой. Торец гайки распылителя уплотнен от прорыва газов гофрированной  шайбой.

Уплотнительное  кольцо предохраняет полость между  форсункой и головкой цилиндров  от попадания пыли и воды. На двигателе  Камаз-740-10 с турбонаддувом форсунка модели 271 с повышенной пропускной способностью топлива и диаметром сопловых отверстий 0,32 мм.

Регулятор частоты вращения ТНВД Камаз-740-10 (рис. 10) всережимный, прямого действия, изменяет количество топлива, подаваемого в цилиндр в зависимости от нагрузки, поддерживая заданную частоту.

 

Рис. 10. Регулятор частоты вращения Камаз-740-10

1 - крышка задняя; 2 - гайка; 3 - шайба; 4 - подшипник; 5 -прокладка регулировочная; 6-шестерня промежуточная; 7 - прокладка  задней крышки регулятора; 8 - кольцо  стопорное; 9 - державка грузов; 10 - ось  груза; 11 -подшипник упорный; 12-муфта; 13-груз; 14-палец; 15-корректор; 16-пружина  возвратная рычага останова; 17-болт; 18-втулка; 19-кольцо; 20-рычаг пружины  регулятора; 21-шестерня ведущая; 22-сухарь  ведущей шестерни; 23-фланец ведущей  шестерни; 24-болт регулировочный  подачи топлива; 25- рычаг стартовой  пружины; 26 -пружина регулятора: 27 - рейка; 28 - пружина стартовая; 29 - штифт; 30 - рычаг  реек; 31 - рычаг регулятора; 32 -рычаг  муфты грузов; 33 - ось рычагов регулятора; 34 - болт крепления верхней крышки