4. Правила техніки безпеки при обслуговуванні системи живлення дизельного двигуна
До системи живлення дизелів входять: паливний бак; фільтри грубої та тонкої очистки палива; паливопроводи; паливний насос високого тиску; всережимний регулятор частоти обертання; і автоматична муфта випередження впорскування палива; форсунка; підкачувальні насоси.
Паливопідкачувальний насос 10 дизеля КамАЗ (рис. 1.1) засмоктує паливо з бака 1 крізь фільтри грубої 4 й тонкої 18 очистки.
Паливопроводами низького тиску 2, 7, 11 і 13 паливо надходить з насоса високого тиску 12, який розміщено між рядами циліндрів Відповідно до порядку роботи циліндрів дизеля насос 12 подає паливо паливопроводами 8 високого тиску до форсунок 6, розташованих у головках циліндрів. Форсунки розпилюють і впорскують паливо в камери згоряння. Паливопідкачувальний насос 10 подає до насоса 12 більше палива, ніж потрібно для роботи дизеля, тому надлишкове паливо, а з ним і повітря, що потрапило до системи, дренажними паливопроводами 17 і 20 відводяться з насоса 12 і фільтра тонкої очистки 18 назад у паливний бак. Паливо, що просочилося крізь зазор між корпусом розпилювача та голкою форсунки, зливається в бак паливопроводами 5, 15, і 21 [1].
Паливний бак автомобіля КамАЗ місткістю 125, 170 або 250 л має заливну горловину, яку обладнано висувною трубою із сітчастим фільтром. Горловина закривається герметичною кришкою. В нижній частині бака є кран для зливання відстою. Рівень палива можна контролювати за покажчиком, сигнали до якого надходять від реостатного датчика, розташованого в баці.
Фільтр грубої очистки (відстійник) автомобіля КамАЗ, який попередньо очищає паливо, встановлено з лівого боку автомобіля на рамі. Фільтр (рис.1.2) складається з корпусу 7, стакана 2, фільтрувальної сітки 4, заспокоювача 3 й відбивача 5. Для ущільнення між корпусом і стаканом ставиться кільце. Знизу в стакані 2 є зливальна пробка 1. Паливо з бака надходить у фільтр підвідним штуцером і стікає в стакан. Великі сторонні частинки й вода збираються в нижній частині стакана. З верхньої частини паливо крізь фільтрувальну сітку 4 подається відвідним штуцером до паливопідкачувального насоса.
Рис. 1.2
Фільтр грубої очистки палива:
1 – зливальна пробка; 2 – стакан; 3 – заспокоювач; 4 – фільтрувальна сітка;
5 – відбивач; 6 – розподільник; 7 – корпус
Фільтр тонкої очистки (рис. 1.3) остаточно очищає паливо перед його надходженням у насос високого тиску. Його встановлено в найвищій точці системи живлення для збирання й відведення в бак крізь спеціальний клапан-жиклер 10 повітря, що потрапило до системи разом із частиною палива.
Рис. 1.3
Фільтр тонкої очистки палива:
1 – корпус; 2 – болт; 3 –ущільнювальна шайба; 4,8– пробки;
5– фільтрувальний елемент, 6 – ковпак; 7, 11 –пружини; 9 – стержень;
10–клапан-жиклер; 12 – пробка клапана
Фільтр автомобіля КамАЗ складається з двох секцій, що мають спільний корпус 1. До кожної секції входить ковпак 6 із привареним до нього стержнем 9 і паперовий фільтрувальний елемент 5. Знизу в стержень вкручено зливальну пробку 8. Ковпаки з'єднано з корпусом болтами 2 й ущільнено шайбами 3. У фільтрі є зливальний клапан, відрегульований на тиск 0,15 МПа. Клапан регулюється добиранням регулювальних шайб, розташованих усередині клапана. Розняття фільтра ущільнено прокладками.
Паливопроводи високого тиску (понад 20 МПа) між насосом високого тиску й форсунками виготовлено зі сталевих трубок, кінці яких мають конус і притиснуті накидними гайками через шайби до конусних гнізд штуцерів насоса й форсунок. Щоб запобігти поломкам паливопроводів унаслідок вібрацій, їх кріплять скобами й кронштейнами.
Паливний насос високого тиску призначається для подавання в циліндри двигуна (через форсунки) в певні моменти часу потрібних порцій палива. Цей насос – найскладніший вузол системи живленню дизеля.
Паливний насос дизеля КамАЗ (рис. 1.4) складається з восьми однакових секцій відповідно до кількості циліндрів двигуна. До секції входять корпус 1, втулка 9 плунжера, плунжер 6, поворотна втулка 4, нагнітальний клапан 11, який штуцером 12 притиснутий до втулки плунжера. Під дією кулачка вала й пружини 5 плунжер здійснює зворотно-поступальний рух.
Рис. 1.4
Паливний насос високого тиску дизеля КамАЗ-740:
1 – корпус; 2 – ролик штовхача; 3 – тарілка пружини штовхача; 4 – поворотна втулка; 5 – пружина штовхача; 6 – плунжер; 7 – установочний штифт; 8 – рейка;
9 – втулка плунжера; 10 – корпус секції; 11 – нагнітальний клапан; 12 – штуцер;
13 – ручний підкачувальний насос; 14 – корпус паливопідкачувального насоса;
15 – ролик штовхача паливопідкачувального насоса
Під час руху плунжера вниз (під дією пружини) в порожнині втулки виникає розрідження, й коли відкривається впускне вікно 2, порожнина заповнюється паливом (рис. 1.5. а). Під час руху плунжера вгору (під дією кулачка) в надплунжерному просторі різко підвищується тиск (впускне вікно перекрите), й паливо крізь нагнітальний клапан 4, що відкрився, подається в паливопровід високого тиску (рис. 1.5 б). При цьому мінімальний зазор між втулкою та плунжером дорівнює приблизно 1 мкм; тиск подачі палива досягає 20 МПа. Коли скісна кромка 5 плунжера відкриє відсічне вікно 1, тиск палива у втулці плунжера різко знизиться, нагнітальний клапан 4 під дією пружини швидко закриється, й подача палива припиниться. Оскільки в цей момент плунжер ще рухається вгору, то паливо, яке витискається ним, крізь осьову 3 й радіальну просвердлини в плунжері перетікає у відсічне вікно 1, минаючи виточку на плунжері (рис. 5.1 в).
Рис. 1.5
Схема роботи секції паливного насоса високого тиску:
а – всмоктування палива; б – подавання палива; в – кінець подавання;
1,2 – відповідно відсічне й впускне вікна; 3 – осьова просвердлина в плунжері;
4 – нагнітальний клапан; 5 – скісна кромка плунжера
Кількість палива, що подається секцією паливного насоса високого тиску до форсунки, регулюється повертанням плунжера за допомогою зубчастої рейки 8 (див. рис. 1.4), втулки 4 та повідка, що зв'язує їх. Обидві зубчасті рейки переміщуються вздовж корпусу насоса під дією педалі керування подачею палива або регулятора частоти обертання колінчастого вала.
Залежно від кута повороту плунжера змінюється відстань, яку він проходить від моменту перекриття впускного вікна 2 до моменту відкриття скісною кромкою 5 відсічного вікна 1 (див. рис. 1.5 в). У результаті змінюється тривалість впорскування, а отже, порція палива, що подається в циліндр.
Для зупинки двигуна треба перекрити подачу палива. Для цього плунжер установлюють рейкою в таке положення, щоб радіальна просвердлина в ньому виявилася повернутою до відсічного вікна. Коли плунжер переміщатиметься вгору, все паливо з надплунжерного простору просвердлиною 3 й виточкою на плунжері перетікатиме до вікна 1, а потім – у паливний бак; у циліндр паливо не подається [2].
Всережимний регулятор частоти обертання автоматично підтримує задану частоту обертання колінчастого вала зміною (залежно від навантаження) кількості впорскуваного в циліндр палива. Регулятор дизеля КамАЗ розміщується в розвалі корпусу паливного насоса високого тиску й приводиться в дію від його кулачкового валика. Під час роботи двигуна з частотою обертання колінчастого вала, що відповідає даному положенню педалі керування подачею палива, відцентрові сили тягарців регулятора зрівноважені зусиллям пружини. Якщо навантаження на двигун зменшиться (наприклад, автомобіль поїде на спуск) частота обертання колінчастого вала почне зростати, тягарці регулятора, долаючи опір пружини, трохи розійдуться й перемістять рейку паливного насоса – подача палива зменшиться, що не дасть змоги дизелю істотно збільшити частоту обертання вала. В разі зниження частоти обертання вала відносно тієї, що відповідає положенню педалі керування подачею палива, відцентрова сила тягарців зменшиться й регулятор під дією зусилля пружини перемістить рейку в зворотному напрямі – подача палива збільшиться, а частота обертання колінчастого вала зросте до заданого положенням педалі значення.
Автоматична муфта випередження впорскування палива призначається для зміни моменту початку впорскування палива залежно від частоти обертання колінчастого вала, що поліпшує пускові якості дизеля й підвищує його економічність. Ведена півмуфта (рис. 1.6) кріпиться на конічній поверхні переднього кінця кулачкового валика паливного насоса шпонкою та гайкою, а ведуча півмуфта 1 – на маточині веденої (може повертатися на ній). Між маточиною та півмуфтою 1 установлено втулку 3. Ведуча півмуфта приводиться в дію розподільною проміжною шестірнею через вал із гнучкими сполучними муфтами. На ведену півмуфту обертання передається двома тягарцями 11, які коливаються в площині, перпендикулярній до осі обертання муфти, на осях 16, запресованих у ведену, півмуфту. Проставка 12 ведучої півмуфти впирається одним кінцем у палець тягарця, а іншим – у профільний виступ. Пружини 8 намагаються втримати тягарці на упорі у втулку 3 ведучої пів муфти.
У разі збільшення частоти обертання колінчастого вала тягарці під дією відцентрових сил розходяться, в результаті чого ведена муфта повертається відносно ведучої в напрямі обертання кулачкового валика, що збільшує кут випередження впорскування палива. В разі зменшення частоти обертання колінчастого вала тягарці під дією пружини сходяться. Ведена півмуфта повертається разом із валиком паливного насоса в бік, протилежний напряму обертання валика, що зменшує кут випередження впорскування палива [3].