Контрольная работа: Система питания дизеля
В системе питания дизеля ЯМЗ-236 и дизеля автомобиля КамАЗ-5320 применяют фильтры грубой и тонкой очистки топлива, включенные в систему последовательно. Очистка топлива от различных примесей имеет большое значение для всех двигателей, но для дизелей — особенно. От чистоты топлива и его соответствия окружающим температурным условиям зависит надежность работы двигателя, так как топливная аппаратура смазывается самим топливом. Оно довольно густое и его труднее очистить от механических примесей, чем бензин. Мельчайшие примеси могут вывести из строя плунжерные пары, нагнетательные клапаны, форсунки и т. д. Поэтому на нефтебазах дизельное топливо отстаивают, прежде чем отпускать потребителям.
Фильтр грубой очистки топлива дизеля ЯМЗ-236. Фильтр (рис. 3, а) имеет сменный фильтрующий элемент 2, вставленный в корпус 3, закрытый крышкой 5. Фильтрующий элемент состоит из хлопчатобумажной пряжи, намотанной на каркас, который изготовлен в виде трубки с большим количеством отверстий. При установке фильтрующего элемента в корпус направляющая розетка, приваренная к днищу корпуса, входит в отверстие элемента. Кроме того, плотное соединение фильтрующего элемента с корпусом и крышкой
Рис. 3. Топливные фильтры грубой очистки:
а – дизеля ЯМЗ-236; б – дизеля автомобиля КамАЗ-5320; 1 и 16 – сливные пробки; 2 – фильтрующий элемент; 3 и 15 – корпуса; 4, 7 и 17 – отверстия; 5 и 9 – крышки; 6 – пробка; 8 и 10 – прокладки; 11 – распылитель; 12 – отражатель; 13 – фильтрующая сетка; 14 – успокоитель.
достигается тем, что трехгранные кольцевые ребра крышки и днища корпуса вдавливаются в мягкие торцовые поверхности.
Топливо, подаваемое к фильтру грубой очистки, проходит через отверстие 7 и заполняет пространство между корпусом и фильтрующим элементом. Пройдя через слой пряжи, очищенное топливо поступает внутрь каркасной трубки, поднимается вверх и по каналам крышки проходит через отверстие 4 в отводящий трубопровод. На внешней поверхности фильтрующего элемента и на днище корпуса осаждаются механические примеси. При заполнении системы питания топливом воздух из фильтра удаляется через отверстие, закрываемое пробкой 6.
Фильтр грубой очистки дизеля автомобиля КамАЗ-5320. Фильтр (рис. 3, б) установлен с левой стороны на раме автомобиля и состоит из корпуса 15, крышки 9, распылителя 11, отражателя 12, фильтрующей сетки 13 и успокоителя 14.
В крышке есть пробка для удаления воздуха из фильтра и два отверстия, в которые ввертывают штуцера для подвода и отвода топлива. Топливо, поступающее к фильтру грубой очистки, подается к распылителю 11 и стекает по отражателю 12 в корпус 15. Крупные механические примеси, и вода осаждаются на дне корпуса, а топливо, которое прошло фильтрующую сетку 13, поступает по центральному отверстию в топливопровод и к топливоподкачивающему насосу.
Фильтр тонкой очистки топлива дизеля ЯМЗ-236. Сменный фильтрующий элемент 4 фильтра (рис. 4, а) надет на стержень 6, приваренный к корпусу 5. Корпус фильтра закрыт крышкой 7, удерживаемой болтом 10, ввернутым в стержень. Фильтрующий элемент представляет собой перфорированный металлический каркас, обмотанный ситцевой лентой. На этом каркасе сформирована фильтрующая масса из древесной муки, пропитанной пульвербакелитом. Чтобы топливо не могло миновать фильтрующий элемент, он пружиной 2 прижат к крышке, имеющей отверстия для подвода топлива и его отвода. Топливо, подаваемое топливоподкачивающим насосом, заполняет
Рис. 4. Топливные фильтры тонкой очистки:
а — дизеля ЯМЗ-236; б — дизеля автомобиля КамАЗ-5320: 1 и 20 - сливные пробки; 2 и 19 — пружины фильтрующих элементов; 3, 11, 15 и 16 — прокладки; 4 и 17 — фильтрующие элементы; 5 и 18 — корпуса; 6 и 21 — стержни; 7 и 12 — крышки; 8, 13 и 14 — пробки; 9 - штуцер с калиброванным отверстием; 10 — болт
все пространство между корпусом и фильтрующим элементом, просачивается через пористую фильтрующую массу, поднимается вдоль стержня и проходит к отводящему штуцеру крышки, а затем подводится к насосу высокого давления. В крышку ввернут штуцер 9 с калиброванным отверстием, через которое сливается в бак топливо и выходит воздух, попавший в него. Фильтр тонкой очистки топлива дизеля автомобиля КамАЗ-5320. Фильтр (рис. 4, б) установлен в верхней части системы питания (на правой задней стороне двигателя). В нем собирается воздух, проникший в систему питания и удаляемый в бак вместе с частью топлива, подаваемого насосом. Фильтр тонкой очистки состоит из крышки 12, двух корпусов 18 с приваренными к ним стержнями 21, фильтрующих элементов 17, поджатых к крышке пружинами 19. В стержни ввернуты сливные пробки 20. Корпуса соединены с крышкой пробками 13, навернутыми на стержни 21. Фильтрующие элементы, изготовленные из специальной бумаги, работают параллельно. В крышке фильтра имеется сливной клапан, открывающийся при избыточном давлении 130— 170 кН/м2 (1,3—1,7 кгс/см2 ).
С течение времени фильтрующие элементы засоряются и их гидравлическое сопротивление возрастает. Поэтому фильтрующие элементы необходимо периодически заменять, а сетку 13 (см. рис. 3, б) очищать и промывать. Топливоподкачивающий насос. Для подачи топлива из топливного бака через фильтры к насосам-форсункам и форсункам применяют подкачивающие насосы шестеренного (двигатель ЯАЗ-М206) или поршневого (дизель ЯМЗ-236 и дизель автомобиля КамАЗ-5320) типа. Насос (рис. 5), расположенный между фильтрами грубой и тонкой очистки топлива, состоит из следующих деталей: корпуса 21; поршня 20 с пружиной 22, удерживаемой пробкой 23; толкателя 4 с осью 5 и роликом 6; пружины 3 толкателя; штока 2; впускного 19 и выпускного 7 клапанов с пружинами соответственно 18 и 8. В корпус насоса ввернут цилиндр 12 насоса ручной подачи топлива, размещенный над впускным клапаном. Внутри цилиндра находится поршень 13 и шток 14. Втулка 1 штока 2 ввернута в корпус насоса. Эти детали, изготовленные с очень большой точностью, составляют прецизионную пару, раскомплектовка которой недопустима.
Топливоподкачивающий насос имеет два привода: ручной и механический. Ручным приводом пользуются для заполнения топливом фильтров, топливопроводов и удаления из системы питания воздуха. Если возникают трудности с пуском дизеля (например, в систему попал воздух), то необходимо также воспользоваться ручным приводом. При перемещении поршня 13 рукояткой 15 вверх в цилиндре 12 создается разрежение, открывается впускной клапан 19 и топливо поступает внутрь цилиндра. При перемещении поршня 13 вниз он давит на топливо, впускной клапан закрывается, а выпускной клапан 7 открывается и топливо подается к фильтру тонкой очистки. После прокачки системы ручным насосом поршень 13 опускают вниз и навертывают рукоятку 15 на резьбовой хвостовик цилиндра; поршень плотно прижимается к прокладке 16.
При работе дизеля действует механический привод топливоподкачивающего насоса. Вращающийся эксцентрик 24 набегает на ролик 6 толкателя 4, вследствие чего сжимается пружина 5 и перемещается шток 2 (рис. 5, б) с поршнем 20, сжимая пружину 22. Под действием давления топлива в полости А над поршнем впускной клапан 19 прижимается к седлу, а выпускной клапан 7 открывается; топливо перетекает по перепускному каналу 26 в полость Б под поршень 20.
Рис. 5. Топливоподкачивающий насос поршневого типа:
а — конструкция; б — схема перепуска топлива в полость Б; в — схема поступления топлива в насос и подачи его к фильтру тонкой очистки; А — полость над поршнем; Б — полость под поршнем; 1 — втулка; 2 — шток толкателя; 3, 8, 18, 22 — пружины; 4 — толкатель; 5 — ось ролика; 6 — ролик; 7 — выпускной клапан; 9 и 16 — прокладки; 10 я 23 — пробки; 11 — корпус цилиндра; 12 — цилиндр; 13 — поршень; 14 — шток поршня; 15 — рукоятка; 17 — втулка цилиндра ручного насоса; 19 — впускной клапан; 20 — поршень; 21 - корпус насоса; 24 — эксцентрик; 25 и 26 — каналы
Когда эксцентрик сходит с ролика толкателя, пружина 3 возвращает толкатель в исходное положение. Одновременно пружина 22, разжимаясь, перемещает поршень 20 в обратную сторону. Над поршнем в полости А создается разрежение, а под поршнем в полости Б повышенное давление. Выпускной клапан 7 садится на седло, и топливо из полости Б по каналам насоса и трубопроводу поступает к фильтру тонкой очистки (рис. 5, в). Вследствие наличия разрежения над поршнем открывается впускной клапан 19, и топливо заполняет полость А. При следующем набегании эксцентрика на ролик толкателя рассмотренные процессы повторяются.
Топливоподкачивающий насос подает топлива больше, чем необходимо для работы двигателя. Если ход поршня насоса будет все время постоянным, то давление в топливопроводе сильно возрастает. При уменьшении расхода топлива двигателем давление в полости Б повышается и сжатая пружина не сможет преодолеть противодавления топлива. Вследствие этого ход поршня уменьшается и соответственно снижается подача топлива насосом. Толкатель 4 при этом свободно перемещается в обе стороны. По мере увеличения расхода топлива двигателем давление в полости Б уменьшается, ход поршня увеличивается и подача топлива насосом возрастает.
Рис. 6. Топливный насос высокого давления дизеля ЯМЗ-236:
1 — автоматическая муфта опережения впрыска топлива; 2 — гайка; 3 — шпонка; 4 —втулка; 5 — бинт-ограничитель; в — рейка; 7 — перепускной клапан; 8 — корпус насоса; 9 — гильза плунжера; 10 — плунжер; 11 — ниппель; 12 и 29 — пробки; 13 — сапун; 14 — корпус регулятора; 15 — кулачковый вал; 16 — самоподжимной сальник; 17 — конический роликоподшипник; 18 — топливоподкачивающий насос; 19 — кулачок; 20 — регулировочные прокладки; 21 — крышка подшипника; 22 — указатель уровня масла; 23 — крышка; 24 — винт крепления крышки; 25 — верхняя тарелка пружины; 26 — зубчатый венец; 27, 37 и 45 — винты; 28 — канал отвода топлива; 30 — штуцер; 31 — упор клапана; 32 — колпачковая гайка; S3 — пружина нагнетательного клапана; 34 — нагнетательный клапан; 35 — седло нагнетательного клапана; 36 — канал подвода топлива; 38 — поворотная втулка; 39 — пружина; 40 — нижняя опорная тарелка пружины; 41 — регулировочный болт; 42 — контргайка; 43 - толкатель; 44 — ролик толкателя; 46 - промежуточная опора кулачкового вала
В системе питания дизеля автомобиля КамАЗ-5320 имеются два топливоподкачивающих насоса подобного типа, лишь незначительно конструктивно отличающиеся (см. рис. 1, б).
Топливный насос высокого давления. Насос подает через форсунки в камеру сгорания необходимые порции топлива в строго определенные моменты. По принципу действия топливные насосы, применяемые на дизелях, относятся к золотниковому типу с постоянным ходом плунжера и регулировкой конца подачи топлива. Число секций топливного насоса соответствует числу цилиндров двигателя. Каждая секция обслуживает один цилиндр. Топливный насос дизеля ЯМЗ-236 имеет шесть насосных секций, а топливный насос дизеля автомобиля КамАЗ-5320 — восемь секций, объединенных в общем корпусе.
Топливные насосы высокого давления дизелей ЯМЗ-236 и дизеля автомобиля КамАЗ-5320 расположены между рядами цилиндров и приводятся в действие от шестерен распределительного вала. На одном конце вала привода топливного насоса установлена шестерня, а другой конец вала соединен с центробежной муфтой опережения впрыска топлива. За два оборота коленчатого вала кулачковый вал насоса делает один оборот, и топливо подается во все цилиндры.
На корпусе 8 (рис. 6) топливного насоса высокого давления дизеля ЯМЗ-236 укреплен топливоподкачивающий насос 18. Автоматическая муфта 1 опережения впрыска топлива и регулятор частоты вращения коленчатого вала объединены с насосом в один агрегат. Кулачковый вал 15 насоса вращается на роликовых конических подшипниках 17, выходные концы вала уплотнены самоподжимными сальниками 16. Горизонтальная перегородка делит корпус на две части: верхнюю и нижнюю. В нижней части расположены кулачковый вал 15 и толкатели 43, а в верхней — плунжерные пары. В горизонтальной перегородке есть шесть отверстий и пазы для установки и направления движения толкателей. Кулачковый вал приводит в движение плунжеры 10 через ролики 44 толкателей 43. В нижнюю часть корпуса насоса наливают масло через отверстие, закрытое сапуном 13, уровень которого контролируют указателем 22.