Тема 15. Технічне обслуговування і поточний ремонт системи живлення двигунів, що працюють на газовому паливі

Газомоторний автомобіль — транспортний засіб з використанням горючого газу в якості палива, оснащений двигуном внутрішнього згоряння в якості приводу. Рушіємможе бути як звичайний бензиновий двигун, так і дизельний двигун переведений на роботу по газодизельному циклу.^[1] Використовуваним паливом можуть слугувати:стиснений "природний" газ, зріджений нафтовий газ, деревний газ, аміак, а в перспективі і ін. В таких транспортних засобах застосовуються альтернативні технології приводу.

Бензинові автомобілі на стиснутому природному або нафтовому газі

Бензинові автомобілі можуть бути модернізовані для використання стиснутого "природного" чи зрідженого нафтового газу.

Основні елементи газобалонної установки(стиснений газ)[ред. • ред. код]

• газові трубопроводи
• вентилі
• редуктор високого тиску
• підігрівник газу
• електромагнітний клапан
• газовий редуктор низького тиску
• дозувально-економайзерний пристрій
• карбюратор-змішувач

Принцип роботи системи на стисненому газі

Газобалонна установка для роботи на зрідженому газіВісім балонів, згрупованих по чотири, розміщують під платформою кузов(рами) а й кожну групу обкладають вентилем, що дає змогу витрачати газ у будь-якій групі або відразу в обох. Газом балони наповнюються крізь вентиль(10). Із балонів газ крізь витратні вентилі (9) і (14) надходить у підігрівник(18), що призначається для захисту системи від замерзання внаслідок великого зниження температури газу під час його розширення в редукторі високого тиску(20). Між підігрівником газу, що обігрівається теплотою відпрацьованих газів, і балонами встановлено основний витратний вентиль. На редукторі високого тиску(20) установлено датчик контрольної лампи, яка засвічується в разі заниження тиску газу в редукторі до значення менше ніж 0,45 мПа. Це сигналізує водієві про те, що газу в балонах залишилося на 10...12 км. Із редуктора(20) газ надходить в електромагнітний клапан(6) із фільтром. Цей клапан відкривається під час пуску двигуна, і газ трубкою(7) надходить у редуктор низького тиску(3).Редуктор(3) має два ступені й знижує тиск газу, що надходить у карбюратор – змішувач, майже до атмосферного, дозує газ для приготування суміші потрібного складу й вимикає газову лінію в разі зупинки двигуна. Під час роботи двигуна газ надходить у карбюратор – змішувач(21), а в режимі холостого ходу – шлангом безпосередньо в за дросельний простір.Робота двигуна на бензині забезпечується стандартною системою живленнябензином, яку підключено до карбюратора – змішувача(21).

На днищі(5) балона є запобіжний клапан(2), наповнювальний вентиль із зворотнім клапаном, вентиль максимального заповнення бальна й датчик рівня зрідженого газу.З балона(5) крізь витратний вентиль(19), магістральний вентиль(6) і газопровід(17) стиснений газ надходить у випарник(16), що обігрівається рідиною з системи охолодження двигуна. Потім крізь фільтр(11) газ надходить у редуктор(12), де його тиск зменшується майже до атмосферного. Контролюють робочу системи за допомогоюманометрів.Пуск і прогрівання двигуна здійснюють на паровій фазі газу. Для цього відкривають паровий(18) і магістральний(6) вентилі. На короткий час двигун зупиняють вимиканням запалювання, а в разі зупинки на 1 .2 год. перекривають магістральний вентиль.

Для заповнення балона використовують вентиль(4). Заповнюють тільки 90%, що у разі розширеного газу під час нагрівання балон не зруйнувався. Рівень різкого газу в процесі заповнення контролюється за допомогою трубки-рівня вентиля-показчика(1). Водій контролює наявність газу за допомогою показчика(3).

Технічне обслуговування

ЩТО

Оглядом перевіряється:

• кріплення газових балонів і герметичність з’єднань усієї газової системи.
• геометричність арматури балонів і витрачених вертикалів.
• з’єднання бензопроводів і електромагнітного клапана-фільтра.

ТО-1

Крім робіт, передбачених ЩТО, перевіряється:

• робота запобіжного клапана газового редуктора високого тиску
• Змащується різьба штоків магістрального, наповнювального та витратного вентилів
• герметичність газової системи
• пуск і робота двигуна на холостому ходу як на газі, так і на бензині

Обов'язкове проведення очищення й встановлення на місце фільтрувальних елементів магістрального фільтра та фільтра редуктора високого тиску.

ТО-2

Крім робіт, виконуваних під час ЩТО та ТО-1, перевіряється:

• герметичність редукторів високого й низького тисків
• тиск у першому й другому ступенях редуктора низького тиску
• робота запобіжного клапана газового балона
• робота манометрів високого й низького тисків
• кріплення карбюратора й перехідника змішувача до карбюратора.
• перевірка герметичності підігрівника
• робота заслінки та її привода

Знятття ти промивка(заміна) повітряного фільтра, залити в його ванну свіжу оливу. Якщо потрібно, відрегулювати змішувач на мінімальний вміст оксиду вуглецю у відпрацьованих газах двигуна.

СО

Передбачається розбирання, очищення й регулювання:

• карбюратора-змішувача,
• редукторів, фільтрів,
• електромагнітних запірних клапанів.

Перевіряється тиск спрацювання запобіжного клапана редуктора високого тиску. Один раз у три роки проводиться огляд газових балонів. Готуючись до зимової експлуатації, зливається відстій і промивається бензобак автомобіля.

Переваги

• Газоповітряні суміші порівняно з бензоповітряними мають вищі антидетонаційні властивості, що дає змогу підвищити ступінь стискання й поліпшити економічні показники двигуна.
• Газові двигуни характеризуються повнішим згорянням суміші й набагато нижчою токсичністю (шкідливістю) відпрацьованих газів, завдяки чому зменшується забруднення навколишнього середовища.
• У разі застосування газу не зсувається плівка оливи зі стінок гільз і поршнів, зменшується нагароутворення в камерах згоряння; через відсутність конденсації пари бензину на стінки гільз циліндрів не розрізняють олива, завдяки чому 1.5 . 2 рази збільшується термін служби двигуна й період зміни оливи.

Недоліки

• у газобалонних автомобілів складніша система живлення
• підвищуються вимоги щодо пожежо та вибухонебезпечності
• потужність газових двигунів на 10-20 % менша порівняно з бензиновими

Заходи безпеки

• До водіння й обслуговування газобалонних автомобілів, допускаються особи, які мають відповідну підготовку і склали іспити з техмінімуму та техніки безпеки. Виконувати технічне обслуговування газобалонних установок можуть тільки кваліфіковані слюсарі, які пройшли відповідну підготовку й мають посвідчення.
• Регулярні роботи з двигуном, що працює слід виконувати на спеціальному посту з місцевою вентиляцією для видалення відпрацьованих газів.
• Пускати газовий двигун, якщо є витікання газу, не допускається.
• Заправляти газобалонні установки можна тільки на газонаповнювальних станціях, коли двигун не працює. Під час заправляння балонів зрідженим газом треба берегтися обмороження.
• Експлуатація газобалонних автомобілів з несправним газовим обладнанням і витіканням газу забороняється. Коли не вдається усунути витікання газу, його випускають в атмосферу (якомога далі від людей і джерел вогню).

Дизельний двигун переведений на роботу по газодизельному циклу

Існує багато схем переобладнання дизельного двигуна в газодизель, які можуть забезпечити відповідне співвідношення робочої суміші дизельного палива та газу. Економічна ефективність застосування газодизеля обумовлюється відсотком заміщення, і всі спроби збільшити відсоток заміщення рідкого палива газом призводять до дострокового виходу з ладу циліндро-поршневої групи та двигуна в цілому.^[1] Всі відомі способи конвертування дизеля в газодизель не дають змоги визначити оптимальне співвідношення рідкого та газоподібного палив, що в свою чергу може вплинути на якісні показники роботи двигуна та економічну ефективність переобладнання дизеля в газодизель.^[1] Теоретичними дослідженнями системи регулювання газодизеля, відмічають, що відсоток заміщення дизпалива газом залежить від величини навантаження на двигун.^[1]

Інші гази

Бензинові автомобілі обладнані газобалонним устаткуванням, або автомобілі до яких додається транспортний газогенератор, можуть використовувати в якості паливасвітильний газ або деревний.^[2]

Аміак може використовуватись в двигунах з іскровим запалюванням та дизельних двигунах з незначними змінами.

Характеристика. Система живлення газових двигунів має спеціальне газове обладнання. Є також додаткова резервна система, що забезпечує при необхідності роботу газового двигуна на бензині.

У порівнянні з карбюраторними двигунами газові більш економічні, менш токсичні, працюють без детонацій, мають більш повне згоряння палива і менший знос деталей, термін їхньої служби більше в 1,5-2 рази. Проте їх потужність менше на 10 ... 20%, так як в суміші з повітрям газ займає більший об'єм, ніж бензин. У них складніше система харчування та обслуговування в експлуатації, вимагає високої техніки безпеки.

Паливо для газових двигунів

Паливом для газових двигунів є стислі і зріджені гази.

Стиснуті гази - гази, які при звичайній температурі навколишнього повітря і високому тиску (до 20 МПа) зберігають газоподібний стан.

Стислі гази є природними газами. В якості палива для газових двигунів зазвичай використовується природний газ метан.

Зріджені гази - гази, які переходять з газоподібного стану в рідкий при нормальній температурі повітря і невеликому тиску (до 1,6 МПа). Це нафтові гази.

Для газових двигунів використовуються зріджені гази наступних марок: СПБТЗ - суміш пропану і бутану технічна зимова; СПБТЛ - суміш пропану і бутану технічна річна; БТ - бутан технічний.

Газоподібне паливо менш токсична, має більш високе октанове число (100 од.), Дає менше нагарообразование і не розріджує масло в картері двигуна.

 Конструкція систем живлення газових двигунів та їх робота

У систему живлення двигуна, що працює на стиснутому газі (рис. 11), входять балони 1 для стисненого газу, наповнювальний 5, видатковий 6 і магістральний 18 вентилі, підігрівач 17 газу, манометри високого 8 ж низького 9 тиску, редуктор 11 з фільтром 10 і дозуючим пристроєм 12, газопроводи високого 3 та низького тиску 13, карбюратор-змішувач 14 і трубка 19, що з'єднує розвантажувальний пристрій з впускним трубопроводом двигуна.

Рис. 11. Схема системи живлення двигуна, що працює на стиснутому газі:

1 - балон; 2 - трійник; 3, 13 - газопроводи; 4 - хрестовина; 5, 6, 18 - вентилі; 7 - бак; 8, 9 - манометри; 10 - газовий фільтр; Л - редуктор; 12 - Дозуюче пристрій;14 - карбюратор-змішувач; 15 - паливопровід; 16 - паливний насос, 17 - підігрівач; 19 - трубка

При роботі двигуна вентилі 6 та 18 відкриті. Стиснутий газ з балонів надходить у підігрівник 17, що обігрівається відпрацьованими газами, нагрівається і через фільтр 10 проходить у двоступінчастий газовий редуктор 11. У редукторі тиск газу знижується до 0,9 .. Л, 15 МПа. З редуктора через дозуюче пристрій12 газ проходить в карбюратор-змішувач 14, де і утворюється горюча суміш (газоповітряна). Суміш під дією вакууму надходить у циліндри двигуна. Процесзгоряння суміші і відведення відпрацьованих газів, як у карбюраторних двигунах.

Редуктор 11, крім зменшення тиску газу, змінює його кількість в залежності від режиму роботи двигуна. Він швидко вимикає подачу газу у разі припинення роботи двигуна.

Окрім основної, є резервна система харчування, що забезпечує роботу двигуна на бензині в необхідних випадках (несправності системи, витрачений весь газ в балонах та ін.) При цьому тривала робота двигуна на бензині не рекомендується, так як в резервній системі харчування відсутній повітряний фільтр, що може призвести до підвищеного зношування двигуна.

У резервну систему харчування входять паливний бак 7, паливний фільтр, паливний насос 16 і топлівопроводи 15.

Рис. 12. Схема системи живлення двигуна, що працює на зрідженому газі:

1 - паливний фільтр, 2 - паливний насос; 3 - карбюратор, 4 - змішувач; 5 - випарник; 6 - газовий фільтр; 7 - дозуючий пристрій, 8 - редуктор; 9, 10 - манометри, 11, 13 - вентилі; 12 - балон; 14 - двигун; 15 - бак

Система живлення двигуна, що працює на зрідженому газі, показана на рис. 12. Зріджений газ під тиском з балона 12 надходить через видатковий 13 і магістральний 11 вентилі у випарник 5. У випарнику газ підігрівається гарячою рідиною системи охолодження двигуна і переходить у газоподібний стан. Потім газ очищається у фільтрі 6, надходить в двоступінчастий редуктор 8, де тиск газу знижується до атмосферного. З редуктора газ через дозуюче пристрій 7 проходить в змішувач 4, який готує горючу суміш у відповідності з режимом роботи двигуна.

Газовий балон має запобіжний клапан, що відкривається при тиску 1,68 МПа, наповнювальний вентиль і датчик рівня зрідженого газу. Балон заповнюється скрапленим газом лише на 90% об'єму. Це необхідно для можливості розширення газу при нагріві.

Крім основної системи живлення, двигун, що працює на зрідженому газі, має резервну систему харчування для короткочасної роботи на бензині. У резервну систему входять паливний бак 15, паливний фільтр 1, паливний насос 2 і карбюратор 3.

Тема 14. Технічне обслуговування і поточний ремонт системи живлення дизельних двигунів

СИСТЕМА ЖИВЛЕННЯ ДИЗЕЛЬНИХ ДВИГУНІВ

У сучасних дизельних двигунів, у тому числі й у всіх вітчизняних моделей, застосована роздільна система упорскування палива в циліндри. Така система передбачає установку одного об'єднаного насоса високого тиску й окремих форсунок закритого типу на кожен циліндр двигуна.

Система живлення дизельних двигунів складається з ліній низького і високого тиску. По лінії низького тиску паливо подається з основного бака до насоса високого тиску. Лінія високого тиску служить для упорскування дозованої кількості палива в циліндри двигуна відповідно до порядку їхньої роботи.

Принципова схема системи живлення дизельного двигуна показана на мал. 1. Насос низького тиску 6 (практично цей насос установлюють звичайно на корпусі насоса високого тиску) засмоктує паливо з бака 1 через фільтр грубого очищення 7 у свою порожнину усмоктування. Далі цей насос нагнітає паливо через фільтр тонкого очищення 3, у паливний насос високого тиску 4. Останній упорскує його через форсунки 2 безпосередньо в камери згоряння двигуна. Надлишкове паливо разом з повітрям, що потрапило в систему, відводяться по дренажних трубках у паливний бак. У нього також зливається паливо, що проникло в порожнини пружин форсунок. Паливні баки, застосовувані на автомобілях з дизельними двигунами, розраховані на великий запас ходу (350-400 км); установлюють їх на кронштейнах, закріплюючи хомутами.

Усередині паливних баків виконані перегородки, що підвищують їхню міцність і запобігають хлюпанню палива.

У корпус бака уварена заливна горловина з герметично закриваючоюся пробкою, у якій розташовані два клапани: впускний, що відкривається при зниженні тиску до 0,097- 0,098 МПа, і випускний, що відкривається при підвищенні тиску в баці до 0,11-0,115 МПа.

Рис. 1. Принципова схема системи живлення дизельного двигуна:

1 - паливний бак; 2 - форсунка; 3 - фільтр тонкого очищення палива; 4 - паливний насос високого тиску; 5 - регулятор; 6 - паливний насос низького тиску; 7 - фільтр грубого очищення палива

ЛІНІЯ ПОДАЧІ ПАЛИВА НИЗЬКОГО ТИСКУ

У лінію низького тиску входять фільтри грубого і тонкого очищення палива, паливоподаючий насос з додатковим насосом для ручного прокачування системи і паливопроводи низького тиску.

Фільтр грубого очищення палива призначений для затримки великих часточок, що забруднюють паливо перед його подачею в паливоподаючий насос. Будову такого фільтра показано на мал. 2. Фільтр складається з корпуса 4, у якому розташований фільтруючий елемент 3, що складається із сітчастого металевого каркаса з навитим на нього ворсистим бавовняним шнуром. Паливо, проходячи між витками шнура, залишає на його ворсинках механічні домішки. Очищене паливо надходить у внутрішню порожнину фільтруючого елемента і далі в відвідний паливопровід. У нижній частині корпуса мається зливальний отвір із пробкою 5 для зливу відстою. Зверху корпус закритий кришкою 1 з ущільнювальною прокладкою 2. У кришці виконані гнізда з різьбленням для приєднання штуцерів що підводить і відводить паливопровід.

Фільтр тонкого очищення служить для остаточного очищення палива перед його подачею в паливний насос високого тиску. Його розташовують у найвищій точці системи живлення, що полегшує збір і видалення повітря, що потрапило в паливну систему.

Пристрій фільтра тонкого очищення показано на мал. 3. Він служить для більш ретельного очищення палива. Через середину корпуса цього фільтра проходить стрижень 5, на який надітий фільтруючий елемент 4 у виді сталевого сітчастого каркаса. Усередині каркаса проходить трубка з отворами, обмотана тканиною. На тканину нанесений спеціальний состав (деревне борошно, просочене пульвербакелитом), поверх якого накладено кілька витків марлі. З торців фільтруючий елемент закритий пластинчастими фланцями. До кришки корпуса фільтра елемент притискається циліндричною пружиною 2 за допомогою шайби 3. У кришці розташований жиклер 6, через який у зливальний трубопровід проходить частина палива і повітря, що потрапила в систему. Відстій зливається через пробку 1.

В даний час використовуються фільтри зі змінним паперовим патроном, що, зокрема , застосовується на автомобілях КАМАЗ.

Паливоподаючий насос поршневого типу застосовують у більшості автомобільних дизельних двигунів. Будову такого насоса показане на мал. 4.

Рис. 2. Фільтр грубого очищення палива:

1 - кришка; 2 - прокладка; 3 - фільтруючий елемент; 4 - корпус; 5 - пробка для зливу відстою

Рис. 3. Фільтр тонкого очищення палива:

1 - пробка для зливу відстою; 2 - пружина; 3 - шайба; 4 - фільтруючий елемент; 5 - стрижень; 6 - жиклер; І - зливши палива; ІІ - до насоса високого тиску

Рис. 4. Паливоподаючий насос:

а - основний насос, що подає; б - ручний насос, що підкачує; І - корпус; 2 - дренажний канал; 3 і ІІ - поршні; 4 - возпратная пружина поршня; 5 - пробка; 6 - шток; 7 і 13 - клапани; 8 і 12 - пружини; 9 - рукоятка; 10 - цнлиндр ручного насоса

Розміщений в корпусі 1 поршень 3 переміщається в одному напрямку під дією штока 6, що піднімається ексцентриком на кулачковому валу насоса. Усередині поршня встановлена пружина 4 (опорою для неї служить виточення в пробці 5), що повертає поршень у зворотному напрямку. У корпус насоса паливо надходить через клапан 7, що відкривається під дією розрідження і закривається під тиском пружини 8. До насоса високого тиску паливо подається при відкритті клапана 13, навантаженого пружиною 12.

Робота паливоподаючого насосу показана на мал. 5. Поршень 3, переміщаючи під дією штока 4, витісняє паливо з порожнини А через нагнітальний клапан, що відкривається, 1 у порожнину Б. Коли поршень змінює напрямок свого руху і переміщається під дією пружини 8, тиск у порожнині Б підвищується і паливо подається до насоса високого тиску. Під час цього ходу під поршнем створюється розрідження, у результаті чого впускний клапан 2 відкривається і паливо надходить з бака через фільтр грубого очищення в порожнину насоса А.

Якщо треба підкачати паливо при непрацюючому двигуні, користаються насосом з ручним приводом, установленим на паливоподаючому насосі.

Паливопроводи

У лінії низького тиску використовуються трубопроводи, виготовлені зі сталі, міді чи маслобензостойкої пластмаси. У лінії високого тиску застосовують сталеві трубопроводи великої міцності, по кінцях яких зроблені висадження для утримання накидних гайок, що кріплять їх до штуцерів паливного насоса високого тиску і до форсунок.

ЛІНІЯ ПОДАЧІ ПАЛИВА ВИСОКОГО ТИСКУ

Для забезпечення гарного розпилення палива, що впорскується в середовище щільно стиснутого повітря, необхідно подавати його під високим тиском. З цією метою дизельні двигуни мають насос високого тиску, що разом з форсунками і трубопроводами утворить лінію високого тиску.

У циліндри двигуна під дією насоса високого тиску через форсунки закритого типу в строго визначених дозах (у залежності від навантаження двигуна і режиму його роботи) упорскується паливо.

Рис. 5. Схема роботи паливоподаючого насоса:

а - рух поршня вниз - паливо подається до насоса високого тиску; б - рух поршня нагору - паливо заповнює порожнину Б; 1 - нагнітальний і 2 - впускний клапани; 3 - поршень; 4 - шток; 5 - ролик; 6 - кулачок вала приводу; 7 і 8 - пружини; А и Б - порожнини

Таким чином, паливний насос високого тиску насамперед відміряє визначені дози палива, подавані в кожен циліндр за один робочий хід. Тому що ці дози повинні бути дуже незначними й однаковими для кожного циліндра. Насоси високого тиску виконують з великим ступенем точності.

Паливо подають паливним насосом високого тиску в строго визначений момент, за дуже короткий проміжок часу, з можливістю зміни моменту випередження упорскування стосовно проходу поршня через в.м.т. наприкінці ходу стиску. Паливний насос обслуговує всі циліндри двигуна.

Паливні насоси високого тиску, застосовувані в сучасних автомобільних дизельних двигунах, відносяться до плунжерного типу з окремою секцією на кожен циліндр двигуна. Усі секції об'єднані в одному корпусі і приводяться в дію від загального кулачкового вала, що одержує обертання через шестерний привід від розподільного вала двигуна.

У більшості насосів високого тиску всі плунжерні секції розташовані в один ряд, у деяких насосів, наприклад установлюваних на двигунах ЯМЗ-740, плунжерні секції розташовуються в два ряди під кутом 75° одна до іншої.

Пристрій насоса високого тиску показане на мал. 6. Він складається з корпуса 7 насоса, плунжерних секцій, кулачкового вала 1, регулятора частоти обертання і муфти випередження упорскування. Кожна секція насоса являє собою гільзу 11 із плунжером, що рухається усередині неї, 12.

Гільзи встановлені в розточеннях корпуса насоса і фіксуються в ньому стопорними гвинтами 6. Верхній отвір у гільзі впускний, він сполучається з каналом Б підведення палива в корпусі насоса. Нижній (пропускний) отвір у гільзі з'єднано з каналом А відводу палива. На зовнішній поверхні верхньої частини плунжера мається кругова проточка. Вище її розташований фасонний паз, що починається знизу гвинтовою канавкою і закінчується прямолінійною вертикальною канавкою. Цей паз з'єднує простір над плунжером з кільцевою порожниною, утвореною круговим виточенням на плунжері. Зверху до гільзи прилягає сідло нагнітального клапана 10, що притискається до торцевої поверхні гільзи штуцером 8, укрученим у корпус насоса. До штуцера приєднаний нагнітальний трубопровід високого тиску.

Плунжери всіх секцій приводяться в рух від загального кулачкового вала 1, розташованого в нижній частині корпуса і встановленого на конічних роликових підшипниках. Кулачок діє на плунжер 12 через роликовий штовхальник 18, що постійно притискається до кулачка пружиною 15. Під дією цієї пружини, що спирається на тарілку 2, плунжер рухається вниз. Провертанню штовхальника перешкоджає вісь 19 ролика, що має виступи, що входять у пази на розточеннях корпуса. Ролик 21 штовхальника встановлений на втулці, що плаває, 20. Для регулювання моменту початку подачі палива в штовхальник 18 укручений регулювальний гвинт 16, що фіксується у визначеному положенні контргайкою 17.

Рис. 6. Поперечний розріз насоса високого тиску:

1 - кулачковый вал; 2 - нижня тарілка; 3 - поворотна втулка; 4 - верхня тарілка; 5 - зубцюватий сектор; 6 - стопорний гвинт; 7 - корпус; 8 - штуцер; 9 - пружина нагнітального клапана; 10 - нагнітальний клапан; 11 - гільза; 12 - плунжер; 13 - гвинт обмеження ходу рейки; 14 - пальці ведучої напівмуфти; 15 - пружина; 16 - регулювальний БИНТ; 17 - контргайка; 18 - штовхальник; 19 - вісь ролика; 20 - втулка, що плаває; 21 - ролик; А и Б - канали відводу і підведення палива

Розглянемо роботу насоса високого тиску. Коли плунжер 2 (мал. 7) опускається (положення І), простір над ним заповнюється паливом, що надходить через отвір Д в гільзі 1 і канал Б (див. мал. 6) підведення палива. При русі плунжера нагору (мал. 7, положення ІІ) цей отвір перекривається торцевою крайкою плунжера і тиск у просторі над плунжером підвищується. Зі збільшенням тиску до 1,2-1,8 МПа відкривається нагнітальний клапан 10 (див. мал. 6) і паливо через штуцер каналу А відводу палива і трубопровід високого тиску надходить до форсунки. Плунжер продовжує підніматися і відповідно підвищує тиск.

Рис. 7. Плунжер форсунки:

а - схема роботи; б - нагнітальний клапан; 1 - гільза; 2 - плунжер; 3 - робоча гвинтова канавка плунжера; 4 - корпус нагнітального клапана; 5 - нагнітальний клапан; А и Б - пропускні отвори плунжера і гільзи; В и Е - паливні канали в корпусі насоса; Г - розвантажувальний пасок клапана; Д - вхідний отвір; Ж - горизонтальний отвір плунжера; 3 - неробоча гвинтова канавка плунжера; І - заповнення гільзи паливом; ІІ й ІІІ - положення плунжера на початку і кінці середньої подачі; ІV і V - положення плунжера при повній і нульовій подачах,

Коли його величина досягає 15 МПа, піднімається голка форсунки і доза палива, подана насосом, впорскується в циліндр двигуна. При підході плунжера до в.м.т. (мал. 7, положення ///) його крайка відкриває пропускний отвір Б гільзи, що з'єднує порожнину гільзи з каналом, що відводить, у результаті чого тиск над плунжером і в трубопроводі, що веде до форсунки, падає. Нагнітальний клапан закривається, і надходження палива в циліндр припиняється. Для більш кращого процесу згоряння необхідно, щоб подача палива завершувалася чітким відсіченням. Для цього на нагнітальному клапані 5 роблять розвантажувальний пасок Г, що збільшує обсяг у паливопроводі між форсункою і клапаном.

Величина дози палива, що впорскується, залежить від тривалості подачі, тобто від моменту відкриття крайкою гвинтової канавки і плунжера пропускного отвору Б. Чим пізніше відкривається пропускний отвір, тим більша кількість палива впорскується в циліндр. Більш раннє відкриття пропускного отвору зменшує кількість палива, що впорскується.

Для зміни тривалості упорскування плунжер повертають так, щоб крайка гвинтоподібної канавки раніш чи пізніше відкрила пропускний отвір.

Для повороту плунжера в гільзі кожної секції мається втулка. У верхній частині ця втулка несе на собі зубцюватий вінець, утримуваний стяжним гвинтом, а в нижній частині виконані два вертикальних пази, у котрі входять повідці плунжера. Завдяки великій довжині пазів повідці можуть переміщатися в них на всю довжину ходу плунжера.

З зубцюватими вінцями всіх секцій знаходиться в зачепленні зубцювата рейка, встановлена в корпусі насоса високого тиску, і приводи системою тяг від відцентрового регулятора, що керує подачею палива.

Подовжнє переміщення рейки викликає поворот утулок на гільзах і відповідне зміна положення плунжерів. Усуваючи рейку в корпус насоса, збільшують подачу палива, а висуваючи - зменшують.

Момент подачі палива в циліндр повинний бути зв'язаний з положенням його поршня. Надходження палива в циліндр повинне завершуватися до приходу поршня у в.м.т. Зі збільшенням частоти обертання вала двигуна зменшується час кожного ходу поршня. Відповідно повинний змінюватися і момент подачі палива, щоб уся порція вприснутого палива встигла запалитися і згоріти в той час, коли поршень знаходиться біля в.м.т.

Кут випередження подачі палива змінюється поворотом кулачкового вала насоса. При повороті кулачкового вала по напрямку його обертання кут випередження подачі палива збільшується, проти - зменшується. Змінюється кут випередження автоматично під дією відцентрової муфти, установленої на передньому кінці кулачкового вала насоса.

Між моментом початку подачі палива насосом, обумовленим відкриттям нагнітального клапана, і моментом упорскування палива форсункою мається невелика різниця в часі. Це пояснюється деякою деформацією паливопровода високого тиску і стискальністю палива.

Форсунки, застосовувані на сучасних дизельних двигунах, закритого типу з гідравлічним підйомом голки, тобто прохідний перетин розпилювача перекривається голкою, що піднімається тиском палива в момент упорскування.

На мал. 8 показаний пристрій форсунки закритого типу. Вона складається зі сталевого корпуса 4, до якого гайкою 3 приєднаний корпус 2 розпилювача. У корпусі розпилювача встановлена голка І, що складає разом з корпусом розподільника прецизійну пару. У нижній частині розпилювача маються чотири соплових отвори для упорскування палива.

Рис. 8. Форсунка закритого типу:

1– голка розпилювача; 2 - корпус розпилювача; 3 - гайка розпилювача; 4 - корпус; 5 - штанга; 6 - пружина; 7 - регулювальний гвинт; 8 - гайка пружини; 9 - штуцер; 10 - фільтр; А - кільцеве виточення; Б - порожнина під конічним сідлом голки

Корпус розпилювача фіксується щодо корпуса форсунки двома штифтами. У хвостовик голки упирається кінець штанги 5, верхня частина якої служить опорою для поворотної пружини 6. Ця пружина повертає голку у вихідне положення після закінчення упорскування палива.

Пружина 6 розташована у внутрішній порожнині фасонної гайки 8, що укручена своєю нижньою частиною в корпус форсунки. Попередній натяг пружини 6 може бути відрегульований підкручуванням гвинта 7, у заплечик якого упирається верхня частина пружини.

Паливо підводиться до форсунки по трубопроводу високого тиску, з'єднаному зі штуцером 9, усередині якого встановлений сітчастий фільтр 10. Пройшовши фільтр, паливо попадає у внутрішні канали корпуса форсунки і корпуси розпилювача і проходить у кільцеву порожнину навколо голки.

Упорскування відбувається, коли тиск палива, створюваний насосом, зросте і перевищить тиск пружини 6, у результаті чого голка підніметься і відкриє прохід для палива до соплових отворів розпилювача.

Після припинення подачі палива насосом тиск у кільцевій порожнині упаде, і під дією пружини 6 голка опуститься і закриє доступ паливу до соплових отворів розпилювача. Цей момент відповідає закінченню упорскування палива.

Паливо, що просочилось через зазор між голкою і корпусом форсунки, просувається по вертикальному каналі в зливальний трубопровід, що направляє його в бак. При установці форсунки в головку циліндрів повинна бути забезпечена висока герметичність. З цією метою торець гайки 3 розпилювачі ущільнений від прориву газів мідною гофрованою і сталевою шайбами й ущільнювальними кільцями.

МУФТА АВТОМАТИЧНОГО ВИПЕРЕДЖЕННЯ УПОРСКУВАННЯ ПАЛИВА

Випередження упорскування палива повинне змінюватися відповідно до зміни режиму роботи двигуна. З цією метою паливний насос високого тиску оснащують автоматичною муфтою зміни кута випередження упорскування палива в залежності від зміни частоти обертання колінчатого вала двигуна.

У більшості автомобільних дизельних двигунів застосовують автоматичні муфти, що відрізняються друг від друга окремими конструктивними елементами.

За принципом дії усі вони відносяться до відцентрових регулюючих пристроїв.

Муфта автоматичного випередження упорскування палива (мал. 9) складається з двох напівмуфт: відомої 1 і ведучої 4. На відомій напівмуфті розташовані вантажі 8, що розходяться в сторони під дією відцентрової сили. Ці вантажі встановлені шарнірно на двох осях 2. У вирізах вантажів розміщені пружини 3. На ведучій напівмуфті закріплені пальці 10, у які упираються пружини 3. Таким чином, пружини 3, спираючи з однієї сторони на осі 2, а з іншого боку - на пальці 10. зв'язують між собою ведучу і відому частини муфти.

Працює муфта як відцентровий регулятор. Зі збільшенням частоти обертання колінчатого вала двигуна, а отже, і кулачкового вала паливного насоса закріплені на муфті вантажі 8 під дією відцентрової сили прагнуть розійтися в протилежні сторони. Переміщення вантажів викликає поворот відомої напівмуфти щодо ведучої на деякий кут у напрямку обертання кулачкового вала і відповідно збільшує кут випередження подачі палива. Зі зниженням частоти обертання вала двигуна і кулачкового вала насоса зменшується відцентрова сила, у результаті чого п'ята 21 і муфта 2 зміщаються вліво, а важіль 13 і тяга 8, що керує подачею палива, усуває рейку в корпус насоса, збільшуючи подачу палива і частоту обертання колінчатого вала.

Зменшуючи натискання на педаль керування подачею палива, знижують натяг пружини і зменшують частоту обертання вала двигуна.

Рис. 9. Муфта автоматичного випередження упорскування палива

Для повного припинення подачі палива і зупинки двигуна скобу 20 опускають униз. При цьому куліса 23 переміщає важіль 13 у крайнє праве положення, рейка 7 цілком висувається з корпуса насоса і подача палива припиняється. Для зупинки двигуна в кабіні водія мається кнопка "Стоп", що зв'язана зі скобою 20, що керує кулісою 23.

Регулятор підтримує мінімальну частоту обертання колінчатого вала двигуна на холостому ходу в межах 450- 550 об/хв і обмежує максимальну частоту обертання до 2250-2275 хв^-1 . Різка зміна подачі палива запобігається буферною пружиною 16 і коректором 19.

Мінімальна і максимальна частоти обертання, підтримувані в зазначених межах, можуть бути відрегульовані болтами 9 і 11.

Для зниження мінімальної частоти обертання болт 11 викручують, а для збільшення ввертають. Максимальну частоту обертання вала двигуна регулюють болтом 9. Однак до цього регулювання прибігають лише під час перевірки насоса високого тиску на спеціальному іспитовому стенді.

ТЕХНІЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ СИСТЕМИ ЖИВЛЕННЯ

Технічне обслуговування системи живлення автомобіля включає в себе перевірку герметичності системи, надійності кріплення її окремих елементів на рамі і двигуні, промиванні і заміні фільтрів, зливі відстою.

При щоденному обслуговуванні зовнішнім оглядом перевіряється відсутність підтікання палива і, по приладах, наявність палива в баці.

При проведенні ТО1 зливається відстій з фільтра грубого очищення палива (ФГО), для чого відвернути пробку на дні склянки і зливати відстій до появи чистого палива. При заправленні автомобіля невідстояним паливом ізливання відстою робити щотижня.

При кожному другому ТО2 (через 32 000 км пробігу) промити фільтруючий елемент фільтра грубого очищення. При цьому злити паливо зі стакана ФГО, відвернути чотири болти кріплення стакана і зняти стакан. Очистити від бруду фільтруючий елемент, промити його бензином чи чистим дизельним паливом і продути стисненим повітрям. Зборку провести в зворотному порядку.

При експлуатації автомобіля в умовах підвищеної запиленості промивання фільтруючого елемента ФГО проводити через 350-400 км пробігу.

При проведенні ТО2 продути стисненим повітрям фільтруючий елемент повітряного фільтра, а у випадку сильного забруднення замінити. Злити відстій з фільтра тонкого очищення палива (ФТО). Для зливу відстою відвернути пробку в нижній частині корпуса ФТО і зливати до появи чистого палива.

Мал. 10. Агрегати системи живлення на двигуні Д-245:

1 - паливо провід від фільтра грубого очищення ; 2 - паливо підкачувальний насос; 3 - рукоятка ручного підкачування; 4 - пробка для випуску повітря з насоса високого тиску; 5 - паливо провід від фільтра тонкого очищення до паливного насоса високого тиску;6-паливо, провід високого тиску; 7 - форсунка; 8 - фільтр тонкого очищення палива; 9 - пробка для видалення повітря з фільтра тонкого очищення

При кожнім другому ТО2 заміняти фільтруючий елемент фільтра тонкого очищення палива. Для заміни фільтруючого елемента потрібно злити паливо з корпуса ФТО, відвернути гайки кріплення кришки і зняти кришку. Вийняти з корпуса фільтруючий елемент, промити корпус фільтра і поставити новий фільтруючий елемент. Зібрати фільтр, відвернути на 1-2 обороту пробки 9 і 4 на кришці фільтра і на корпусі насоса високого тиску (рис. 13). Прокачати систему рукояткою 3 насоси ручного підкачування 2. З появою палива послідовно закручувати спочатку пробку 4 на корпусі насоса, а потім пробку 9 на кришці фільтра.

Після пробігу 64 000 кілометрів (чотири ТО2) перевірити параметри паливного насоса і форсунок на стенді.

Ознаками несправного стану системи живлення дизеля є: незадовільний пуск, димність, нестійкість роботи і падіння потужності двигуна.

Двигун не запускається:

- засмічення паливопровода, паливозбірника в баці чи фільтруючих елементів паливних фільтрів, наявність повітря в паливній системі. Необхідно: промити забірник, промити і продути паливопровода, замінити змінні фільтруючі елементи;

- наявність повітря в паливній системі. Необхідно: усунути негерметичність, прокачати систему;

- заїдання рейки паливного насоса високого тиску (ТНВД). Необхідно: усунути заїдання рейки;

- раннє чи пізнє впорскування палива. Необхідно: перевірити установку ТНВД і відрегулювати початок подачі палива;

- паливо погано розпилюється. Необхідно: перевірити форсунки і герметичність трубопроводів високого тиску.

Двигун не розвиває повної потужності, димить:

- важіль керування регулятором не доходить до болта обмеження максимальної частоти обертання колінчатого вала. Необхідно: перевірити і відрегулювати привод;

- наявність повітря в паливній системі. Необхідно: усунути негерметичність, прокачати систему;

- раннє чи пізнє впорскування палива. Необхідно: перевірити установку ТНВД і відрегулювати початок подачі палива;

- порушення регулювання чи засмічення форсунки. Необхідно: перевірити і відрегулювати форсунки;

- попадання води в паливну систему (дим білого кольору). Необхідно: злити відстій з паливних фільтрів і паливного бака;

- надлишок палива, подаваного в циліндри (дим чорного чи сірого кольору). Необхідно: відрегулювати подачі палива секціями ТНВД;

- зависання плунжера ТНВД. Необхідно: замінити плунжерну пару    .

Двигун працює нерівномірно:

- ослабнуло кріплення чи лопнула трубка високого тиску. Необхідно: підтягти гайку чи замінити трубку;

- незадовільна робота окремих форсунок. Необхідно: перевірити форсунки;

- порушення рівномірності подачі палива секціями ТНВД. Необхідно: відрегулювати ТНВД на рівномірність подачі.

Двигун стукає:

- раннє впорскування палива в циліндри. Необхідно: відрегулювати початок подачі палива;

- підтікання палива в розпилювачі форсунки. Необхідно: перевірити форсунки.

Основними роботами, виконуваними при технічному обслуговуванні системи живлення дизелів є: перевірка герметичності; промивання фільтрів грубої очистки; зміна фільтруючих елементів тонкої очистки; перевірка і регулювання ТНВД на початок, величину і рівномірність подачі палива; установка кута випередження впорскування палива, перевірка і регулювання форсунок. Розподіляються ці роботи по видам ТО.

При щоденному обслуговуванні: зливають відстій з фільтрів грубої і тонкої очистки в кількості 0,10—0,15 л; перевіряють роботу двигуна протягом 3—4 хв., роботу контрольних приладів і приводів керування подачею палива. При працюючому двигуні перевіряють герметичність з’єднань паливо проводів, виявлену течу усувають.

При ТО-1: зливають відстій з паливного бака (після 6—8 год. стоянки автомобіля); розбирають фільтри грубої і тонкої очистки палива, промивають і перевіряють стан фільтруючих елементів.

При ТО-2: перевіряють кріплення і герметичність всіх елементів системи живлення; заміняють змінні фільтруючі елементи фільтрів тонкого очистки і промивають корпуса паливних фільтрів; перевіряють циркуляцію палива і при необхідності видаляють повітря із системи; перевіряють пуск двигуна і регулюють мінімальну частоту обертання колінчатого вала в режимі холостого ходу; перевіряють роботу двигуна, ТНВД, регулятора частоти обертання колінчатого вала.

При сезонному обслуговуванні: зливають паливо і промивають паливні баки; знімають форсунки, перевіряють і при необхідності регулюють їх на стенді. При підготовці до зимової експлуатації знімають ТНВД із паливопідкачуючим насосом, перевіряють і регулюють на стенді; заміняють олію в ТНВД і регуляторі частоти обертання колінчатого вала двигуна; перевіряють рівень олії в корпусі муфти випередження впорскування палива, при необхідності олію доливають.