Топливные баки служат для хранения на автомобиле или тракторе дизельного топлива и обладают емкостью, обеспечивающее работу дизеля с нагрузкой в течение 10-12 ч.
Топливные фильтры предназначены для очистки топлива от механических примесей и воды. Топливо очищается в фильтрах грубой и тонкой очистки.
Фильтр грубой очистки очищает от крупных частиц (40-80 мкм) механических примесей. Он включается в систему между баком и топливоподкачивающим насосом. Фильтр грубой очистки (рис. 3) состоит из корпуса 4, крышки 1, фильтрующего элемента 3 и крана 6 для слива отстоя. Фильтрующий элемент состоит из сетчатого металлического каркаса с навитым на него ворсистым хлопчатобумажным шнуром. Правильность установки фильтрующего элемента обеспечивается розеткой 5. Между корпусом 4 и крышкой 1 установлена прокладка 2.
Топливо, поступающее в корпус фильтра, проходит между витками хлопчатобумажного шнура, оставляя на его ворсинках механические примеси. Очищенное топливо поступает во внутреннюю полость фильтрующего элемента и далее в отводящий топливопровод.
Фильтры тонкой очистки обеспечивают очистку топлива от механических частиц небольшого размера (4-6 мкм). Их включают в систему питания между топливоподкачивающим насосом и насосом высокого давления. Фильтрующие элементы фильтров тонкой очистки устанавливаемых на автотракторных дизелях, изготовляют из хлопчатобумажной нити или минеральной шерсти.
Рис. 3. Фильтр грубой очистки топлива
питание топливо форсунка дизельный карбюраторный
Топливоподкачивающие насосы предназначены для непрерывной подачи топлива из бака в насос высокого давления под постоянным избыточным давлением (ОД-0,3 МПа). Топливоподкачивающие насосы, применяемые на дизелях, по конструкции делят на поршневые, шестеренчатые и коловратные. В автотракторных дизелях широко применяют поршневые насосы, которые устанавливают на корпус топливного насоса высокого давления и приводят в действие от его кулачкового вала.
Рис. 4. Топливоподкачивающий насос: а, б - разрезы; в, г, - схемы действия.
Топливоподкачивающий насос (рис. 4, а, б) состоит из корпуса 13, поршня 20 с пружиной 21, роликового толкателя 17 со штоком 16 и пружиной 15, всасывающего 12 и нагнетательного 2 клапанов с пружинами 3 и пробок 4 и 22. Нагнетательный клапан 2 центрируется в пробке 4. Над всасывающим клапаном расположен насос для ручной прокачки топлива, имеющий отверстие для центрирования всасывающего клапана.
Насос ручной прокачки топлива служит для заполнения топливом системы питания при пуске дизеля. Он состоит из цилиндра с крышкой 6. В цилиндре движется поршень 8 со штоком 5 и рукояткой 7. На дне цилиндра имеется уплотнительное кольцо 10, которое зажимается при навинчивании рукоятки штока на крышку цилиндра. Топливо в насос подводится по каналу 11, а отводится по топливопроводу 1.
4. Топливные насосы высокого давления
Топливный насос предназначен для подачи под давлением к форсунке каждого цилиндра одинаковой точно отмеренной порции топлива, соответствующей режиму работы дизеля, в момент, обеспечивающий хорошие условия смесеобразования и сгорания. В автотракторных дизелях наиболее распространены топливные насосы золотникового типа с постоянным ходом плунжера. В этих насосах количество подаваемого топлива регулируют поворотом плунжера.
В качестве примера рассмотрим конструкцию топливного насоса 4ТН9ХЮ (четырехплунжерный топливный насос с диаметром плунжера 9 мм и ходом плунжера 10 мм).
Устройство насоса. Он (рис. 5) состоит из корпуса 18, кулачкового вала 19, головки 6, четырех секций насоса и механизма регулирования количества подаваемого топлива.
Корпус представляет собой отлитую из чугуна коробку, к которой крепят головку с помощью болтов 7 и в которой размещают узлы и детали насоса. Корпус внутри имеет горизонтальную перегородку, которая делит его на верхнюю и нижнюю полости. В верхней полости размещены механизм регулирования количества подаваемого топлива и выступающие из головки части плунжерных пар, а в нижней - кулачковый вал 19. В горизонтальной перегородке имеются четыре отверстия, в которых установлены толкатели 14. С правой стороны корпуса имеется прилив для установки топливоподкачивающего насоса. К заднему торцу корпуса крепят регулятор частоты вращения, ж переднему торцу - плиту 17 и установочный фланец 16.
Кулачковый вал служит для периодического перемещения плунжеров из нижнего положения, в верхнее. Вал установлен на шариковых подшипниках. Он имеет четыре кулачка тангенциального профиля и эксцентрик для привода в действие топливоподкачивающего насоса. Вал приводился во вращение от шестерни, установленной на фланец К. Шестерня соединяется с валом с помощью шлицевой втулки 15, которая насажена на его конический хвостовик. На конце вала со стороны регулятора закреплена шестерня, с помощью которой приводится во вращение механизм регулятора. Кулачковый вал у четырехтактных дизелей вращается в два раза медленнее коленчатого вала. Вал изготовляют штамповкой из углеродистой стали.
Головка 6 представляет собой фасонную отливку из чугуна, в которой размещены детали секций насоса, два продольных канала 21 и 26 (рис. 6, а), соединенных между собой поперечным каналом, и шариковый перепускной клапан. Топливо из фильтра тонкой очистки поступает в канал 26, а из него - в канал 21. Головка насоса соединена с корпусом шпильками (рис. 5).
Секция насоса (рис. 5, 6, а) состоит из гильзы 2, плунжера 3, пружины плунжера 11, нагнетательного клапана 4 с седлом 24 и пружиной 23, штуцера 5, толкателя 14 с роликом 30 и регулировочным болтом 13.
Гильза (рис. 6, а, б) представляет собой цилиндр, в верхней утолщенной части которого расположены два сквозных отверстия: верхнее - впускное 25 и нижнее - перепускное 22. Впускное отверстие каждой гильзы соединено с каналом 26, а перепускное - с каналом 21. Гильзу устанавливают в головке 6 насоса в определенном положении и фиксируют от проворачивания установочным винтом 27.
Плунжер предназначен для подачи топлива под давлением к форсунке и является золотником для регулирования количества подаваемого топлива соответственно нагрузке дизеля. В верхней части плунжер имеет кольцевую выточку 35 (рис. 6, б) и вертикальный паз 34, имеющий с одной стороны спиральную отсечную кромку 20 для регулирования количества подаваемого плунжером топлива. Головка плунжера имеет центральное вертикальное 32 и радиальное 33 отверстия. На цилиндрической части плунжера предусмотрена кольцевая выточка 36 для распределения смазки по трущимся поверхностям плунжера и гильзы. В нижней части плунжера имеется выступ 31, на который устанавливают тарелку 28 плунжера. На конце плунжера напрессован поводок 8. Плунжер перемещается в гильзе, как поршень в цилиндре.
Нагнетательный клапан (рис. 6, г, д) служит для периодического разобщения внутренней полости топливопровода высокого давления с над-плунжерным пространством. Клапан имеет коническую запорную фаску 38, цилиндрический разгрузочный поясок 37 и хвостовик с продольными пазами. Седло клапана (рис. 6, а), установленное на торец гильзы 2, прижимается к ней с помощью штуцера 5, ввертываемого в головку насоса. Гильза, плунжер, нагнетательный клапан и седло клапана изготовляют из легированной стали.
Толкатель (рис. 5, 6, а) служит для передачи движения от кулачкового вала 19 к плунжеру 3. Он представляет собой тонкостенный стальной стакан. Сверху в толкатель ввернут регулировочный болт 18 с контргайкой 29. В нижней части корпуса толкателя запрессована ось ролика 30.
Механизм регулирования количества подаваемого топлива (рис. 5) предназначен для увеличения или уменьшения количества топлива, подаваемого в цилиндры, при изменении режима работы дизеля. Механизм состоит из рейки 12, на которой стяжными болтами 10 закреплены хомутики 9 и скобы 1. В пазы хомутиков входят поводки 8 плунжеров. Рейка 12 с помощью скобы 1 связана с регулятором частоты вращения.
Трущиеся поверхности подвижных деталей топливного насоса, кроме гильзы и плунжера, смазываются дизельным маслом, которое находится в нижней полости корпуса насоса.
Рис. 5. Топливный насос 4ТН9Ч10 Рис. 6 Конструкция принцип действия секции топливного насоса
5. Форсунки
Форсунка предназначена для впрыска топлива в камеру сгорания и распыливания его на мелкие частицы. Форсунки, применяемые на дизелях, разделяют на закрытые и открытые.
Закрытыми называют такие форсунки, у которых топливопровод высокого давления в период между впрысками топлива разобщен с камерой сгорания специальной запорной иглой.
Управление иглой в форсунках осуществляется механическим или гидравлическим приводом. В автотракторных дизелях широко распространены форсунки с гидравлическим управлением (под действием давления топлива). Закрытые форсунки в зависимости от способа смесеобразования имеют различную конструкцию распиливающего устройства. По конструкции распылители бывают игольчатые с одним или несколькими сопловыми отверстиями и штифтовые с одним сопловым отверстием и коническим или цилиндрическим штифтом на конце иглы. Игольчатые распылители с несколькими сопловыми отверстиями (4-10) применяют, как правило, в дизелях с неразделенными камерами сгорания. Штифтовые распылители, как и игольчатые распылители с одним сопловым отверстием, обычно применяют в дизелях с разделенными камерами сгорания.
В качестве примера рассмотрим конструкцию и принцип действия закрытой штифтовой форсунки с гидравлическим управлением иглой.
Рис. 7. Форсунки
Форсунка (рис. 7) состоит из стального корпуса 15, к которому гайкой 16кре-пится распылитель 18 с запорной иглой 17. Игла запарным конусом 23 прижимается к коническому седлу в распылителе посредством пружины 14 и штанги 2. На нижнем конце иглы 17 имеется конический штифт 24, который выступает из соплового отверстия. Нижний торец пружины 14 упирается в тарелку штанги 2, а верхний - в тарелку регулировочного винта 12, который ввернут в гайку 13, завернутую до упора в корпус форсунки. Положение регулировочного винта фиксируется контргайкой 11. Регулировочный винт сверху закрывается колпаком 10, навернутым на гайку 13.
Колпак 10 уплотняется с корпусом с помощью медной прокладки 6. Распылитель и иглу изготовляют из легированной стали и подвергают термической обработке. Чтобы обеспечить требуемую герметичность в прецизионной паре распылитель - игла, их трущиеся поверхности притирают друг к другу. Замена деталей в паре - не разрешается.
При работе двигателя топливо из насоса по топливопроводу 5 высокого давления, присоединенному накидной гайкой 4 к корпусу 15, поступает через каналы 3 в корпусе 15 форсунки, кольцевую канавку 21 и канал 1 в распылителе в полость 19. При нагнетательном ходе плунжера давление топлива в полости 19 возрастает. Это давление передается на коническую поверхность 22 иглы. В момент, когда давление топлива на иглу преодолевает усилие пружины, игла распылителя приподнимается и топливо впрыскивается в камеру сгорания через узкую кольцевую щель между сопловым отверстием распылителя 18 и штифтом 24 иглы. Топливо под большим давлением, проходя через кольцевую щель, приобретает большую скорость и распыливается на мелкие частицы. Штифт придает струе распыленного топлива форму конуса, что обеспечивает хорошее смесеобразование. После окончания подачи топлива насосом давление в полости 19 упадет и игла под действием пружины прижимается конусом 23 к седлу, разобщая полость 19 и камеру сгорания.
Несмотря на герметичность прецизионной пары распылитель - игла, небольшое количество топлива прорывается через зазор между деталями пары. Просочившееся топливо поступает в сливную трубку 8 через отверстие 7 в гайке 13 и сверленый болт 9.
Форсунку крепят к головке цилиндров с помощью двух шпилек. При установке форсунки для лучшего уплотнения под гайку 16 устанавливают медную прокладку 20.
Открытыми называют такие форсунки, у которых отсутствует запорное устройство между трубопроводом высокого давления и камерой сгорания. Открытые форсунки по сравнению с закрытыми имеют ряд существенных недостатков: подтекание топлива через сопловое отверстие из-за недостатка чёткого начала и конца впрыска топлива при малой частоте вращения коленчатого вала вследствие резкого уменьшения давления впрыска. Из-за указанных недостатков открытые форсунки на дизелях применяют редко.
6. Система питания карбюраторного двигателя
Система питания предназначена для очистки топлива и воздуха, приготовления горючей смеси требуемого качества, подачи ее в цилиндры двигателя в необходимом количестве и отвода из цилиндров отработавших газов.
Система питания (рис. 8) состоит из топливного бака 2, топливного фильтра 1, топливного насоса 6, воздухоочистителя 4, карбюратора 7. глушителя отработавших газов 10, топливопроводов 5, впускного 8 и выпускного трубопроводов. Бензин из бака 2 через фильтр 1 подается топливным насосом 6 в карбюратор 7 по топливопроводу 5. В карбюраторе бензин распиливается на мельчайшие капли, смешивается с воздухом, поступившим из атмосферы через воздухоочиститель 4, и частично испаряется. В результате этого в карбюраторе образуется горючая смесь. Горючая смесь во время такта впуска поступает из карбюратора к цилиндрам двигателя по впускному трубопроводу 8. Во время такта выпуска отработавшие газы из цилиндра через выпускной трубопровод 9 и глушитель 10 отводятся в атмосферу. Бензин в бак заливают через трубку 3.