Система питания дизеля

Если повертывать кулачковый вал, то можно изменять угол опережения подачи топлива для всего насоса. При повороте кулачкового вала в сторону вращения угол опережения подачи топлива увеличивается, а при повороте этого вала против хода вращения указанный угол уменьшается. В процессе работы двигателя кулачковый вал повертывается автоматически — центробежной муфтой опережения впрыска топлива. Насос начинает подавать топливо в цилиндр еще тогда, когда кривошип коленчатого вала не доходит на некоторый угол до в. м. т. Этот угол называют углом начала подачи топлива или углом опережения подачи топлива насосом. Форсунка позднее насоса начинает подавать топливо в цилиндр двигателя из-за некоторого расширения топливопроводов, незначительной сжимаемости топлива и небольших его утечек в насосе и форсунке.

Топливный насос высокого давления дизеля автомобиля КамАЗ-5320. Этот насос также золотникового типа, он он V-образный и несколько иной конструкции. При использовании на многоцилиндровых двигателях рядных насосов выявляется их недостаток — увеличение длины. Применение на двигателях V-образных насосов позволяет уменьшить длину кулачкового вала, повысить его жесткость и увеличить давление впрыска топлива до 70 000 кН/м2 (700 кгс/см2).

Угол развала секций насоса (рис. 93) составляет 75°. В корпусе 1 насоса на роликоподшипниках 28 установлен кулачковый вал 29, уплотняемый самоподжимным сальником 26. На переднем конце (со стороны привода) кулачкового вала на шпонке 25 укреплена муфта 23 регулировки опережения впрыска топлива, удерживаемая от смещения гайкой 24, а на заднем конце — ведущая шестерня 2. На шпонке 5 установлены фланец 4 ведущей шестерни и эксцентрик 6 привода топливоподкачивающего насоса; гайка 7 удерживает эти детали от смещения. Движение от фланца к ведущей шестерне передается через резиновые сухари 3, промежуточную шестерню 8, укрепленную на пальце 9 к шестерне 11 привода всережимного регулятора. Задний торец насоса закрыт крышкой 10 регулятора, на которой расположен топливоподкачивающий насос. На переднем торце корпуса насоса установлен перепускной клапан 20. Сверху насос закрыт крышкой 18, на которой находится рычаг управления регулятором. В насосе имеются две рейки — левая и правая 22, соединенные общим рычагом 40. По числу цилиндров двигателя в корпусе насоса расположено восемь секций, установленных в отдельных корпусах 36. В насосную секцию (рис. 9) входят следующие детали и узлы: роликовый толкатель 4, пята 5, тарелка 6, пружины 7, опорная втулка 9, поворотная втулка 23, плунжер 10, гильза 13, нагнетательный клапан 14 с седлом и шайбой 18, штуцер 15, ввернутый в корпус 17 секции, установленной в корпусе 2 насоса. Уплотнение между корпусом насосной секции и корпусом насоса высокого давления осуществлено кольцами 16 и 21, сделанными из бензомаслостойкой резины. Гильза 13 плунжера, фиксированная в корпусе насосной секции штифтом 11, имеет два отверстия: впускное 12 и перепускное 20. Плунжер в верхней части имеет осевое и диаметральное отверстия и две спиральные канавки 19. Насосная секция работает так же, как и насосная секция топливного насоса высокого давления дизеля ЯМЗ-236, с той лишь разницей, что давление впрыска топлива увеличено до 18 000+500 кН/м2 (180+5 кгс/см2). Форсунка. Насос подает топливо в камеру сгорания через форсунки, которые обеспечивают поступление топлива в камеру сгорания при определенном давлении и в мелкораспыленном виде. На дизелях применяют форсунки нескольких типов: открытые или закрытые, с распылителем, имеющим одно отверстие (сопло) или несколько. Закрытые форсунки могут быть штифтовые или бесштифтовые. На дизеле ЯМЗ-236 и дизеле автомобиля КамАЗ-5320 применяют закрытые бесштифтовые форсунки (рис. 95). Форсунку называют закрытой, так как сопла в распылителе 4 закрыты иглой 1 и только в момент впрыска топлива сообщаются с камерой сгорания. Для выхода топлива распылитель имеет четыре сопла диаметром 0,34 мм.

Рис. 8. Насос высокого давления дизеля автомобиля КамАЗ-5320:

а — продольный разрез; б — поперечный разрез; 1 — корпус; 2 — ведущая шестерня; 3 — сухарь; 4 — фланец ведущей шестерни; 5 и 25 — шпонки; 6 — эксцентрик привода топливоподкачивающего насоса; 7 и 24 — гайки; 3 — промежуточная шестерня; 9 — палец; 10 — крышка регулятора; 11 — шестерня регулятора' 12 — державка грузов; 13 — ось грузов; 14 — груз; 15 — упорный шарикоподшипник; 16— муфта; 17 — палец; 18 — верхняя крышка; 19 — рычаг пружины; 20 -L перепускной клапан; 21 — втулка рейки; 22 — рейка; 23 — муфта регулировки опережения впрыска топлива; 25 — самоподжимной сальник; 27 — крышка подшипника; 28 — роликоподшипник; 29 — кулачковый вал; 30 — ролик толкателя; 31.— упорная втулка; 32 — пита толкателя; 31 — пружина; 34 — плунжер; 35 — впускное отверстие; 36 — корпус секции; 37 — нагнетательные клапан; 33 — штуцер; 39 — гильза (втулка) плунжера; 40 — рычаг реек

Рис. 9. Насосная секция:

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 — гильза плунжера; 14 — нагнетательный клапан; 15 — штуцер; 16 и 21 — уплотнительные кольца насосной секции; 17 — корпус насосной секции; 18 — шайба; 19 — спиральная канавка плунжера; 20 — перепускное отверстие; 22 — рейка; 23 — поворотная втулка плунжера

Форсунку на дизеле устанавливают в латунный стакан 24 головки 25 блока. Под торец накидной гайки 5 крепления распылителя установлена медная шайба 2, предотвращающая прорыв газов. Каждая форсунка укреплена скобой, имеющей лапки, которые опираются на буртик колпака 15. В месте соединения штуцера 20 форсунки с головкой блока и колпаком головки установлен резиновый уплотнитель 19. Накидная гайка 5 прижимает тщательно притертые поверхности торцов распылителя и корпуса 8 форсунки, обеспечивая необходимую герметичность соединения. Внутри корпуса форсунки проходит штанга 9, на верхнем конце которой закреплена тарелка 10. Пружина 11, упираясь одним концом в винт 12, а другим в тарелку 10, через штангу 9 прижимает иглу 1 к распылителю. В штангу с нижней стороны запрессован шарик 7 для плотной посадки иглы на седло. Винт 12 ввернут в стакан 13 пружины, закреплен от самоотвертывания контргайкой 14 и закрыт колпаком 15. В корпус 8 форсунки запрессовано два штифта 6 для правильной установки распылителя.

Топливо подводится к форсунке через штуцер 20 с сетчатым фильтром 18 и поступает по наклонному каналу 21 в кольцевую проточку 22 распылителя. Затем топливо по трем каналам 23 проходит в кольцевую полость 3, расположенную под утолщенной частью иглы. Топливо, поступающее в полость 3, находится под давлением, создаваемым насосом, и в свою очередь давит на нижний конус иглы. Сопла распылителя открываются тогда, когда давление топлива в полости 3 и на нижнем конце иглы превысит сопротивление пружины 11. В этот момент топливо впрыскивается в камеру сгорания. После впрыска топлива давление в полости 3 снижается и под действием пружины игла плотно садится на седло в распылителе.

Затяжку пружины 11 можно изменять регулировочным винтом 12 при Ослабленной контргайке 14. Более сильная затяжка пружины приводит к повышению давления и запаздыванию впрыска, а менее сильная — к уменьшению давления и опережению впрыска. Топливо, которое просочилось между иглой и распылителем, отводится в полость пружины, затем через отверстие в стакане 13 поступает в сливную трубку, соединенную с отверстием колпака 15 форсунки. Форсунка дизеля автомобиля КамАЗ-5320 устроена и работает аналогично рассмотренной.

Система подачи и очистки воздуха дизеля автомобиля КамАЗ-5320. На этом дизеле применен воздухоочиститель (рис. 11, а и б) без масла, двухступенчатый, с инерционной решеткой, автоматическим отсосом пыли и сменным фильтрующим элементом. Колпак 1 для забора воздуха установлен сзади кабины 9, а воздухоочиститель 5 укреплен к левому лонжерону рамы. Воздухоочиститель состоит из корпуса 10, фильтрующего элемента 11, крышки 17, соединенной с корпусом защелками 15. Фильтрующий элемент имеет два защитных кожуха (наружный 12 и внутренний 23), между которыми размещен гофрированный картон. Сверху и снизу фильтрующий элемент плотно закрыт двумя основаниями 18 и 22, выполненными из листовой стали и залитыми клеем, плотно соединяющим кожухи и фильтрующий картон.

При работе двигателя воздух через сетку в колпаке 1 проходит по трубам в воздухоочиститель 5. По входному патрубку 13 воздух попадает в первую ступень очистки с инерционной решеткой и резко изменяет направление. Крупные механические частицы отделяются от воздуха и под влиянием разрежения, которое передается через патрубок 6, отсасываются отработавшими газами в атмосферу. Для этой цели в выхлопной трубе двигателя установлен эжектор, соединенный трубопроводом с патрубком 6. Далее воздух проходит через микропоры картона (вторая ступень) и уже очищенный по трубе 7 поступает во впускной трубопровод 3 двигателя. Ориентировочный срок службы фильтрующего элемента около 1000 ч. Для оценки состояния фильтрующего элемента на левом впускном трубопроводе установлен индикатор 2. При засорении фильтрующего картона во впускном трубопроводе возрастает разрежение (более 700 мм вод. ст.), индикатор срабатывает и его красный флажок фиксируется напротив окна, указывая на необходимость замены или промывки фильтрующего элемента.

Система выпуска отработавших газов дизеля автомобиля КамАЗ-5320. Отработавшие газы по выпускным 2 (рис. 12) трубопроводам поступают в приемные трубы 3 и 4, которые соединены в тройнике 7. К глушителю 9 газы подходят по гибкому металлическому рукаву 8. В корпусе 14 глушителя есть три камеры 17, где газы расширяются, их давление и скорость уменьшаются, и по патрубку 15 газы выходят в атмосферу.

Рис. 10. Форсунки:

а — дизеля ЯМЗ-236; б — дизеля автомобиля КамАЗ-5320; 1 и 26 - иглы распылителей; 2 — медная шайба; 3 и 27 — кольцевые полости; 4 и 28 — распылители; 5 и 29 — накидные гайки; 31 и 6 — штифты; 7 — шарик; 8 и 33 — корпуса; 9 и 32 — штанги; 10 — тарелка пружины; 11 и 40 — пружины; 12 — регулировочный винт; 13 — стакан пружины; 14 — контргайка; 15 — колпак; 16 — прокладка; 17 и 37 — втулки; 18 и 36 — сетчатые фильтры; 19 — уплотнитель штуцера; 20 и 35 — штуцера; 21 и 23 — каналы; 22 — кольцевая проточка на распылителе; 24 — латунный стакан; 25 — головка блока; 30 — проставка; 34 - уплотнительное кольцо; 38 — регулировочные шайбы; 39 - опорная шайба

Рис. 11. Система подачи и очистки воздуха дизеля автомобиля КамАЗ-5320:

С — система подачи воздуха; 6 — воздухоочиститель; 1 — колпак; 2 — индикатор; 3 — впускной трубопровод; 4 и 7 — трубы; 5 — воздухоочиститель; 6 — патрубок отсоса пыли; 8 — борт кузова; 9 — кабина; 10 — корпус воздухоочистителя; 11 - фильтрующий элемент; 12 и 23 — наружный и внутренний кожухи; 13 — входной патрубок; 14,— уплотнительное кольцо; 15 — защелка крепления крышки; 16 — рычаг; 17 — крышка; 18 и 22 — основания фильтрующего элемента; 19 — гайка-барашек; 20 - шпилька; 21 - кронштейн; 24 — выходной патрубок

Автоматическая муфта опережения впрыска топлива. Автоматическая муфта (рис. 13) изменяет угол опережения впрыска топлива в зависимости от частота вращения коленчатого вала. При использовании автоматической муфты повышается экономичность дизеля при различных режимах работы, и улучшаются условия его пуска. Муфта установлена на переднем конце кулачкового вала топливного насоса высокого давления (дизель ЯМЗ-236 и дизель автомобиля КамАЗ-5320).

Муфта опережения впрыска топлива (дизель ЯМЗ-236) состоит из следующих деталей: ведущей полумуфты 5 с пальцами 14 и шипами 11; ведомой полумуфты 1 с осями 2 грузов 15; корпуса 13; двух пружин 4 с шайбами.

Рис. 12. Система выпуска отработавших газов дизеля автомобиля КамАЗ-5320:

1 — двигатель; 2 — выпускной трубопровод; 3 и 4 — левая и правая приемные трубы; 5 — пневмати­ческие цилиндры тормоза; 6 — моторные тормоза; 7 — тройник; 8 — гибкий металлический рукав; 9 — глушитель; 10 — рама; 11 — перфорированная труба; 12 — фланец приемного патрубка; 13 и 16 - передняя и задняя стенки корпуса глушителя; 14 — корпус глушителя; 15 — выпускной патрубок; 17 — расширительная или резонаторная камера

Рис. 13. Автоматическая муфта опережения впрыска топлива:

а — детали муфты; б — муфта в сборе; 1 — ведомая полумуфта; 2 — ось груза; 3 — уплотнительное кольцо; 4 — пружина; 5 — ведущая полумуфта; 6 — винт; 7 — втулка ведущей полумуфты; 8 и 12 — самоподжимные сальники; 9 — гайка крепления муфты; 10 — ступица ведомой полумуфты; 11 — шип; 13 — корпус; 14 — палац ведущей полумуфты; 15 — груз; 16 — пружинная шайба; 17 — шпонка; 18 - кулачковый вал топливного насоса; 19 - проставка; 20 - криволинейная поверхность груза

Ведущая полумуфта надета на ступицу 10 ведомой полумуфты и может на ней повертываться. В ведущую полумуфту запрессованы втулка 7 и самоподжимной сальник 8. При сборке муфты корпус 13 навертывают на ведо­мую полумуфту. Для уплотнения соединения ведущей полумуфты с корпусом в него запрессован самоподжимной сальник 12. Два груза, шарнирно установленные на осях 2, имеют криволинейную поверхность 20, на которую через проставки 19 опираются пальцы 14 ведущей полумуфты. Движение от ведущей полумуфты на ведомую передается Через два груза. Ведомая полумуфта, укрепленная на кулачковом валу топливного насоса при помощи шпонки 17, удерживается от смещения гайкой 9, навернутой на конец вала 18. Во время работы дизеля ведущая полумуфта пальцами 14 через проставки 19 нажимает на криволинейную поверхность 20 грузов 15. Вследствие этого сила через оси 2 передается ведомой полумуфте 1, а от нее кулачковому валу насоса. При увеличении частоты вращения коленчатого вала грузы, преодолевая сопротивление пружин, расходятся под действием возникающих центробежных сил. При расхождении грузы повертываются вокруг осей ведомой полумуфты и проставки скользят по криволинейной поверхности грузов. В этом случае расстояние между осями грузов и пальцами ведущей полумуфты уменьшается, пружины сжимаются и ведомая полумуфта повертывается по ходу вращения вместе с кулачковым валом. В результате этого топливо раньше поступает в цилиндры двигателя, т. е. увеличивается угол опережения впрыска топлива.

При уменьшении частоты вращения коленчатого вала грузы сходятся, пружины разжимаются и повертывают ведомую полумуфту в противоположную сторону (против вращения кулачкового вала), что вызывает уменьшение угла опережения впрыска топлива.

Автоматическая муфта увеличивает угол опережения впрыска топлива на 10—14° по сравнению с углом поворота коленчатого вала и на 5—7° по сравнению с углом поворота кулачкового вала насоса. На дизеле автомобиля КамАЗ-5320 топливный насос высокого давления имеет такую же муфту опережения впрыска топлива, но с некоторыми изменениями в конструкции. Обе муфты работают одинаково.

Регулятор частоты вращения коленчатого вала. Этот регулятор изменяет подачу топлива в зависимости от нагрузки двигателя, поддерживая заданную водителем частоту вращения коленчатого вала. Регулятор называется всережимным, так как может автоматически поддерживать любую заданную водителем частоту вращения коленчатого вала и ограничивать максимальную. Ограничение максимальной частоты вращения коленчатого вала вызвано необходимостью предохранить детали дизеля от быстрого износа и чрезмерных нагрузок, а ограничение слишком малой частоты вращения — ухудшением подачи топлива и смесеобразования. Карбюраторные двигатели редко работают при режиме максимальных нагрузок, поэтому применять на них всережимные регуляторы не имеет смысла.

Устройство всережимного регулятора следующее. Привод вала 4 (рис. 14) регулятора осуществлен от кулачкового вала 2 топливного насоса через ускорительную шестеренную (шестерни 1 и 3) передачу, поэтому вал регулятора вращается с большей частотой вращения, чем вал топливного насоса. Это позволяет уменьшить массу грузов и повысить чувствительность регулятора к изменению нагрузки. Вращение от вала топливного насоса к ведущей шестерне 1 регулятора передается не непосредственно, а через втулку, посаженную на валу на шпонке, и резиновые сухари 36. Последние, являясь упругими элементами, гасят колебания, возникающие при нерав­номерном вращении кулачкового вала топливного насоса.

Ведомая шестерня 3 изготовлена как одно целое с валом регулятора. Вал вместе с напрессованной на него державкой 7 грузов 35 вращается в шарикоподшипниках, установленных в стакане 5. Ролики грузов упираются в подвижную муфту 34, которая во время работы регулятора может перемещаться

Рис. 14. Всережимный регулятор дизеля ЯМЗ-236:

а — устройство; б — схема работы; І — скоба кулисы в положении «Работа»; ІІ — скоба кулисы в по­ложении «Стоп»; 1 и 3 — шестерни; 2 — кулачковый вал топливного насоса; 4 — вал регулятора; 5 — стакан; 6 — ось грузов; 7 — державка; 8 — вал рычагов; 9 — рычаг пружины; 10 — рейка топливного насоса; 11 — тяга; 12 — стартовая пружина рычага репки; 13 — болт ограничителя максимальной частоты вращения; 14 — рычаг управления регулятором; 15 — болт ограничителя минимальной ча­стоты вращения холостого хода; 16 — крышка смотрового люка; 17 — ось двуплечего рычага; 18 — двуплечий рычаг; 19 — пружина регулятора; 20, 22 и 29 — регулировочные винты; 21 — регулиро­вочный болт; 23 — упорная пружина; 24 — серьга; 25 — корректор; 26 — силовой рычаг; 27 — рычаг рейки; 28 — скоба; 30 — палец; 31 — кулиса; 32 — пята; 33 — пробка отверстия для слива масла из регулятора; 34 - подвижная муфта; 35 - грузы; 36 - резиновые сухари