Система живлення дизелів

На відміну від карбюраторних двигунів, у циліндри яких надходить з карбюратора готова пальна суміш, у дизелів пальна суміш утворюється безпосередньо в циліндрах, куди паливо і повітря подаються окремо. Ця відмінність визначає особливості будови системи живлення дизелів
Внаслідок особливостей робочого процесу і головним чином застосування високого ступеня стиску дизелі вигідно відрізняються від карбюраторних двигунів меншою (на 30-35 %) витратою палива. Цим пояснюється широке застосування дизелів на важких вантажних автомобілях.
На вітчизняні дизельні автомобілі МАЗ, КраЗ встановлюють чотиритактні V-подібні дизелі Ярославського моторного заводу (ЯМЗ) — 6-циліндрові ЯМЗ-236, 8- циліндрові ЯМЗ-238 і 12-циліндрові ЯМЗ-240, потужність яких відповідно 103,176 і 220 кВт (180, 240 і 300 к. с). Усі ці дизелі уніфіковані, тобто багато деталей кривошипио-шатунного і газорозподільного механізмів (гільзи циліндрів, поршні, шатуни, вкладиші, клапани), а також окремі прилади системи живлення в них однакові.
На автомобілях КамАЗ встановлюють також чотиритактні 8-циліндрові дизелі ЯМЗ-740, потужність яких 154 кВт (210 к. с).
За будовою системи живлення усі ці дизелі майже однакові

Дизельне паливо.

Як і бензин, дизельне паливо являє собою суміш, яку дістають внаслідок переробки нафти, рідких вуглеводнів з різними температурами кипіння. Дизельне паливо повинне відповідати таким основним вимогам: мати певний фракційний склад і в\'язкість, дуже низькі температури застигання й самозаймання, по можливості менший період затримки займання, малий вміст органічних кислот і сірки, не мати механічних домішок і води.
Для забезпечення якісного утворення суміші дизельне паливо повинне мати певний фракційний склад. Дизельне паливо повинне мати повну в\'язкість, щоб забезпечити мащення паливної апаратури. Якщо в\'язкість недостатня, погіршуються умови мащення тертьових деталей. Дуже висока в\'язкість утруднює подачу і вприскування палива в циліндри дизеля.
Низька температура застигання забезпечує надійну роб автомобіля взимку, а низька температура самозаймання — легкий запуск холодного двигуна.
Для забезпечення м\'якої роботи дизеля треба, щоб під час згоряння палива тиск у циліндрах наростав плавно, а це можливо лише тоді, коли паливо займається відразу після надходження в циліндри перших його частинок. Запізнення загоряння призводить до одночасного згоряння значної кількості палива, що спричиняє різке збільшення тиску і жорстку роботу двигуна.
Період затримки загоряння палива характеризується цетановим числом, яке визначається процентним вмістом (за об\'ємом) цетану в такій суміші його з альфаметилнафталіном, яка рівноцінна випробуваній суміші стосовно жорсткості роботи двигуна. Цетан — вуглеводень з найменшою, а альфаметилнафталін — вуглеводень з найбільшою межами затримки загоряння палива, які приймаються за еталон. Чим більше цетанове число, тим м\'якша робота двигуна»
Корозійні властивості палива залежать від кількості органічних кислот і сірки, процентний вміст яких суворо обмежений
Вміст механічних домішок і води в дизельному паливі недопустимий, оскільки перші спричиняють посилене спрацюєш тертьових деталей паливної апаратури і забруднення а друга призводить до утворення льоду в паливо-проводах у холодну пору року
Марки дизельного палива
Основні марки автомобільного дизельного палива— ДА (арктичне), ДЗ (зимове) і ДЛ (літне)» Вони відрізняються одне від одного в основному фракційним складом і температурою застигання: чим нижча навколишня температура, тим більше в паливі легких фракцій і нижча температура його застигання.

Будова системи живлення

Система живлення дизеля ЯМЗ-236 призначена для очищення палива і повітря створення високого тиску палива його дозування, та подачі палива в циліндри двигуна.
Вона складається з паливного бака , підкачувального насоса , фільтрів грубої і тонкої очистки палива, паливного насоса високого тиску (ПНВТ), форсунки , паливопроводів низького і високого тиску.
Працює: Під дією паливо підкачувального насоса паливо с паливного бака через фільтра грубої та тонкої очистки палива надходить до ПНВТ в якому тиск палива збільшується і через паливо проводи високого тиску паливо потрапляє до форсунок, через які воно впорскується в циліндри двигуна в дрібно розпиленому вигляді в кінці такту стиску і змішавшись з нагрітим до 500-600 0С повітрям (за рахунок стискання повітря) утворює пальну суміш яка самозаймається і в наслідок збільшення тиску виконується робота. В такті випуску відпрацьовані гази виводяться в атмосферу через випускний колектор і глушник
Паливні баки дизельних автомобілів
мають таку саму будову, що й баки автомобілів з карбюраторними двигунами,
Паливні фільтри.
Паливо, яке надходить до насоса високого тиску і форсунок, не повинно містити механічних домішок, що спричиняють пошкодження або підвищене спрацювання паливної апаратури, виготовленої з дуже високою точністю. Тому в системі живлення дизелів паливо багато разів фільтрують. У дизеля ЯМЗ-236 є такі паливні фільтри: сітчастий, на кінці паливної забірної трубки в баці; грубої очистки, встановлений між баком і підкачувальним насосом; тонкої очистки, розміщений між підкачувальним насосом і насосом високого тиску у вхідному отворі форсунок.
У фільтрі грубої очистки встановлено фільтруючий елемент, який має сітчастий каркас з намотаним на нього в кілька шарів ворсистим бавовняно-паперовим шнуром.
У фільтрі тонкої очистки встановлений фільтруючий елемент з набивкою мінеральної вати, просоченої клейкою речовиною. Фільтр тонкої очистки має перепускний клапан, пружина якого розрахована на 0,6...0,7 МПа (6...7 кгс/см2). Якщо тиск у фільтрі вищий від вказаного, клапан відкринасться і перепускає частину палива з фільтра через трубку, приєднану до нього, у паливний бак. Завдяки цьому у фільтрі і паливопроводі, який з'єднує фільтр з насосом високого тиску, підтримується постійний тиск.
Повітряний фільтр за будовою і принципом дії аналогічний до інерцйно-масляних повітряних фільтрів карбюраторних двигунів.
. На таких автомобілях як КаМАЗ, КрАЗ встановлені сухі паперові фільтра

Паливний насос високого тиску

Паливний насос високого тиску
Паливний насос високого тиску подає в циліндри дизеля потрібну кількість палива в строго визначені моменти. У двигуні ЯМЗ-236 насос установлено між правим і лівим рядами циліндрів. Вал насоса приводиться в дію валом привода, шестірні якого з\'єднані з шестірнями розподільного вала дизеля. Частота обертання вала насоса вдвічі менша від частоти обертання колінчастого вала дизеля. За два оберти колінчастого вала, протягом яких у циліндрах дизеля відбувається один повний цикл, вал насоса прокручується на один оберт, і насос впорскує паливо у всі циліндри.
У корпусі насоса високого тиску кулачковий вал встановлено на кулькових (у насосах останніх випусків — на роликових) підшипниках.
Кожний з кулачків вала приводить у дію секцію насоса, яка являє собою одноплунжерний насос високого тиску, що обслуговує один циліндр дизеля. [b]Секція [/b]складасться з гільзи, усередині якої вміщено плунжер , нагнітального клапана і роликового штовхача . Плунжер може переміщатися в гільзі вгору і вниз. На проточці нижнього кінця плунжера встановлено опорну шайбу пружини яка верхнім кінцем через шайбу упирається в головку насоса. Під тиском пружини опорна шайба притиснута до регулювального болта штовхача а ролик штовхача — до кулачка вала насоса.
Коли виступ кулачка підходить під ролик штовхач піднімається, стискуючи пружину , і переміщує плунжер насоса вгору. У міру того як виступ кулачка, повертаючись, виходить з-під ролика штовхача, пружина повертає плунжер і штовхач у вихідне положення.
Отже, під час роботи дизеля плунжер рухається зворотно-поступально вгору і,вниз.
У верхній частині плунжер має осьову і радіальну просвердлини. Коли плунжер знаходиться в гільзі, ці просвердлили з\'єднують надплунжерний простір з двома спіральними канавками , профрезерованими на боковій поверхні плунжера.
Під час опускання плунжера надплунжерний простір гільзи, а також просвердлини і канавки плунжера заповнюються паливом, яке надходить у гільзу з каналу у корпусі насоса через впускний отвір гільзи. Рухаючись вгору, плунжер спочатку витісняв паливо з гільзи назад в канал . Після того як плунжер перекрив отвір гільзи і паливо в гільзі буде в замкнутому просторі , дальший рух плунжера спричинить різке підвищення тиску в надплунжерному просторію Паливо відкривав нагнітальний і починає надходити через паливопровід високого тиску в циліндр дизеля.
Нагнітання палива триває доти, поки верхня кромка лівої спіральної канавки плунжера підійде до перепускного отвору гільзи. Після цього паливо з надплунжерного простору перетікатиме через просвердлини 20 і .21 у канавку 22 і перепускний отвір гільзи в канал корпусу насоса. Тиск у надплунжерному просторі різко знизиться, нагнітальний клапан закриється, і паливо в циліндр не подаватиметься.
Кількість палива, що подається в циліндр, регулюється повертанням плунжера навколо його осі, внаслідок чого змінюється момент кінця подачі палива секцією при незмінному моменті початку подачі. При повертанні плунжера за годинниковою стрілкою (якщо дивитися зверху) кромка його спіральної канавки раніше підходить до перепускного отвору гільзи, нагнітання палива до форсунки припиняється, і кількість палива, що подається в циліндр, зменшується. Якщо плунжер повернути за годинниковою стрілкою так, щоб радіальна просвердлена плунжера співпала з отвором гільзи, тоді секція припинить подачу палива (нульова подача). При повертанні плунжера проти годинникової стрілки кромка спіральної канавки пізніше досягає отвору гільзи, і кількість палива збільшується. Для прокручування плунжера призначені зубчаста рейка і надіта на гільзу поворотна втулка , зубчастий вінець в якої перебуває в зачепленні з рейкою. Через регулятор частоти обертання колінчастого вала зубчаста рейка зв\'язана з педаллю керування подачею палива. Педаль розміщена в кабіні водія» Переміщення рейки вздовж її осі зумовлює повертання втулки, яка, в свою чергу, діючи через виступи , повертає плунжер» Рух рейки викликає одночасне повертання плунжерів усіх секцій насоса на однаковий кут.
Гільзи всіх шести секцій кріпляться в загальному корпусі насоса гвинтами. Зверху в корпус вкручено штуцери , які притискають сідла нагнітальних клапанів до гільз. Зовні до штуцерів кріплять паливопроводи, які з\'єднують секції насоса високого тиску з форсунками.
Кулачки розміщені на валу насоса так, що секції забезпечують подачу палива відповідно до послідовності роботи циліндрів дизеля і визначених інтервалів між робочими ходами в різних циліндрах. ВЛ з'єднаний з валом привода за допомогою відцентрової муфти 39 автоматичного випередження впорскування , яка збільшує кут випередження впорскування палива в циліндри у міру зростання частоти обертання колінчастого вала дизеля. Ця муфта за принципом дії аналогічна до відцентрового регулятора випередження запалювання карбюраторних двигунів. На задньому кінці вала насоса встановлено шестірню, за допомогою якої обертається вал, розміщений у корпусі всережимного регулятора частоти обертання колінчастого вала дизеля. Регулятор підтримує постійною будь-яку частоту обертання колінчастого вала, яку встановлює водій шляхом натискування (або відпускання) педалі керування подачею палива і, крім того, обмежує максимальну частоту обертання колінчастого вала (2250...2275 об\\хв).
Підшипники, кулачки вала насоса і штовхачі, а також деталі регулятора змащуються дизельним маслом, яке заливають у корпуси насоса і регулятора. Плунжерні пари насоса змащуються паливом.
Керують роботою насоса, з місця водія за допомогою педалі, яка з'єднана системою тяг і важелів з важелем регулятора. Регулятор, у свою чергу, діє на рейку паливного насоса. Щоб зупинити дизель треба натиснути на кнопку, яка з\'єднана тросом із скобою зупинника. При витягуванні кнопки скоба повертається вниз і через важільну систему регулятора пересуває рейку до відказу в бік зменшення подачі палива, внаслідок чого плунжери всіх секцій насоса встановлюються в положення нульової подачі
Принцип дії паливного насоса високого тиску двигуна КамАЗ-740 такий самий, як і у вищеописаного насоса ЯМЗ-236, але насос КамАЗ має не 6, а 8 секцій, які розміщені у V-подібному корпусі в два ряди (по 4 секції в кожному) під кутом 90° один до одного.

Підкачувальний насос
2-поршень ручной підкачки, 3- корпус насоса ручной підкачки, 32- кулачковий вал насоса високого тиску, 33- роликовий штовхач, 34 пружина, 35- шток, 36- поршень, 37- пружина поршня, 38- корпус, 43- випускний клапан, 44- впускний клапан
Підкачувальний насос. У системі живлення дизеля ЯМЗ-236 установлюють поршневий підкачувальний насос. Його корпус 38 (рис. 29) кріпиться до корпусу 17 насоса високого тиску» У корпусі підкачувального насоса вміщено поршень 36 з пружиною 37, шток 35 і роликовий штовхач 33 з пружиною 34.
Підкачувальний насос працює так . Поршень 36 . поділяє внутрішній простір циліндра на порожнини А і Б. Порожнина з'єднується з впускним каналом, який перекривається впускним клапаном 44, і з випускним каналом, що перекривається випускним клапаном 43. Обидва клапани за допомогою пружин утримуються в закритому положенні. Ділянка випускного каналу після клапана сполучається перепускним каналом 46 з порожниною В, Поршень приводиться в дію за допомогою кулачкового вала 32 насоса високого тиску. Коли виступ кулачка набігає іш ролик штовхача 33, штовхач, шток 35 і поршень переміщуються бік порожнини А (рис. 29, а вгору). Після того як виступ кулачка повернеться і не діятиме на ролик штовхача, пружини 37 і 34 повертають поршень, штовхач і шток у початкове положення
Рухаючись угору, поршень витісняє паливо з порожнини А через випускний клапан 43, який відкрився під тиском палива, і перепускний клапан 46 у порожнину Б, об\'єм якої внаслідок переміщення поршня вгору збільшиться. Під час руху вниз поршень витісняє паливо з порожнини Б до вихідного отвору насоса, звідки воно по паливоироводу поступає у фільтр тонкої очистки і далі до насоса високого тиску. Одночасно об\'єм порожнини А збільшується, і в ній створюється розрідження, впускний клапан 41 під тиском палива з боку вхідного отвору відкривається і порожнина А заповнюється паливом, яке надходить з бака. Під час наступних ходів поршня описаний цикл роботи насоса повторюється.
Тиск, який створюється підкачувальним насосом, залежить від сили пружності пружини 37 поршня і при закритому вихідному отворі насоса може досягти 0,6 МПа (6 кгс/см2). У паливній системі за підкачувальним насосом підтримується тиск 0,16...0,17МПа (1,6.„.1,7 кгс/см2).
Зверху на корпусі підкачувального насоса установлено насос ручного підкачування палива, який використовують для наповнення системи паливом і видалення повітря, що випадково туди потрапило.
Цей насос складається з корпусу , циліндра , поршня з штоком і рукоятки. Коли поршень за допомогою рукоятки переміщують угору, в порожнину А підкачувального насоса і в циліндр через клапан всмоктується паливо з бака. Під час переміщення вниз поршень витісняє паливо з циліндра через порожнину А і випускний клапан підкачувального насоса в паливопровод, який через фільтр тонкої очистки з\'єднано з насосом високого тиску
Після користування насосом рукоятку накручують до відказу на різьбу циліндра ; при цьому поршень , який щільно притиснутий до прокладки , роз\'єднує порожнини підкачувального насоса, і циліндра насоса ручного підкачування, що усуває можливість підсмоктування повітря в систему через насос ручного підкачування.

Форсунки

Форсунка

• 1- розпилювальні отвори , 2- голка розпилювача, 3-розпилювач, 4- гайка кріплення розпилювача, 5- корпус форсунки, 6- штанга, 7- пружина, 8- регулювальній гвинт, 9- контргайка, 10- ковпак, 11 фільтр, 12- вхідний штуцер, 13- гумовий ущільнювач, 14- паливний канал
• 
  - Форсунки тонко розпилюють паливо, яке подає насос високого тиску в камери згоряння циліндрів дизеля. До корпусу форсунки за допомогою гайки кріпиться розпилювач з чотирма розпилювальними отворами , в який встановлена голка. Голка силою пружності пружини , яка передається через штангу , притискується до внутрішньої комічної поверхні розпилювача і перекриває вихід палива з порожнини до отворів розпилювача.
  Під час нагнітального ходу плунжера насоса високого тиску паливо від насоса поступає через вхідний штуцер 12, фільтр і канал у кільцеву порожнину розпилювача. Під тиском палива голка піднімається і порожнина розпилювача сполучається з розпилювальними отворами, через які паливо впорскується в циліндр. У момент відсікання кінця подачі палива насосом тиск у порожнинах форсунки падає і пружина опускав голку. Вихід палива з отворів розпилювача припиняється. Тиск на початку впорскування палива в циліндри дизеля ЯМЗ-236 повинен бути 15 МПа (150 кгс/см\'). Тиск регулюють, змінюючи натяг пружини обертанням гвинта , при цьому ковпак знято і контргайка послаблена.Форсунки кріплять в отворах головок циліндрів дизеля накладними скобами і болтами, штуцери форсунок проходять через отвори на стику головок і кришок циліндрів; в отворах установлено гумові ущільнювачі . До штуцерів приєднують паливопроводи високого тиску, а до отворів у торцях ковпаків — дренажні трубки для відведення з порожнин у верхній Частині корпусу форсунок палива, що просочується через зазори між голкою і розпилювачем. По трубці паливо з дренажних трубок зливається в бак автомобіля.
  Несправності в систем живлення дизелів. Якщо в системі живлення виникли несправності, то утруднюється запуск, знижується потужність дизеля, підвищується витрата палива, виникають перебої в роботі циліндрів, збільшується димність. Основними причини цього, витікання на дива або підсмоктування в систему живлення повітря через негерметичність з\'єднань паливопроводів і приладів; забруднення паливних фільтрів; несправність підкачувального насоса; спрацювання плунжерів і гільз насоса високого тиску; порушення моменту початку і рівномірності подачі палива секціями насоса; зменшення сили пружності пружини голки форсунки; негерметичність або зависання голки; забруднення отворів розпилювача форсунки.