Система питания дизелей
Система питания дизеля состоит из систем питания топливом и воздухом.
Эта система служит для очистки топлива от вредных примесей и равномерного его распределения дозированными порциями в цилиндры двигателя. В данную систему входят топливный бак 2, фильтры грубой 4 и тонкой 8 очистки, топливоподкачивающий насос 7, ТНВД 5, форсунки 11 и топливопроводы 7, 9, 10 (рис. 11).
Рис. 11. Схема системы питания дизеля топливом: 1 – топливоприемник; 2 – бак; 3, 9, 10 – топливопроводы; 4, 8 – фильтры; 5,7 – насосы; 6 – рукоятка;11 – форсунка; 12 – цилиндр
Топливоподкачивающий насос 7 (рис. 11) подает топливо из бака 2 через фильтры грубой 4 и тонкой 8 очистки к ТНВД 5. В соответствии с порядком работы цилиндров двигателя насос высокого давления подает топливо к форсункам 11, которые распыляют и впрыскивают топливо в цилиндры 12 двигателя. Топливоподкачивающий насос 7 подает к ТНВД топлива больше, чем необходимо для работы двигателя. Избыточное топливо отводится по топливопроводу 3 в топливный бак или обратно на вход подкачивающего насоса. По топливопроводу 10 в бак отводится топливо, просочившееся из форсунок через прецизионные пары распылителя. ТНВД служит для подачи через форсунки в цилиндры двигателя под большим давлением (20 .50 МПа) требуемых порций топлива в определенные моменты времени.
Типичный ТНВД состоит из одинаковых по конструкции секций, число которых равно числу цилиндров двигателя. Каждая секция насоса соединена топливопроводом 13 (рис. 12) с форсункой 16. Плунжер 6 и гильза 5 секций насоса изготовлены с высокой точностью и чистотой поверхности. Зазор между ними часто не превышает двух микрон. На плунжере имеются вертикальный паз 9, винтовая кромка 11 и кольцевая проточка 7. Зубчатый венец 2, закрепленный на плунжере, находится в зацеплении с зубчатой рейкой 3, перемещением которой поворачивается плунжер в гильзе. Пружина 4 прижимает плунжер к кулачку 1 кулачкового вала насоса, который приводится во вращение от коленчатого вала. В гильзе имеются впускное 8 и выпускное (отсечное) 10 отверстия, а в верхней ее части установлен нагнетательный клапан 12, предназначенный для поддержания в трубопроводе высокого давления определенного остаточного давления.
Рис. 12. Схема подачи топлива в цилиндр дизеля: 1 – кулачок; 2 – зубчатый венец; 3 – рейка; 4, 14 – пружины; 5 – гильза; 6 – плунжер; 7 – проточка; 8, 10 – отверстия; 9 – паз;
11 – кромка; 12 – клапан; 13 – топливопровод; 15 – игла; 16 – форсунка; 17 – полость; 18 – сопло
Пружина 14 через штангу (на схеме не показана) прижимает иглу 15 форсунки к седлу сопла 18 и закрывает полость 17, которая заполнена топливом. При нижнем положении плунжера 6 отверстия 8 и 10 открыты и через них над плунжером циркулирует топливо. Нагнетательный клапан 12 в этом случае закрыт и в полости 17 форсунки поддерживается избыточное давление топлива. При движении плунжера вверх при вращении кулачка перекрывается выпускное отверстие 10, а затем впускное отверстие 8. Под давлением топлива открывается клапан 12 и в полости 17 форсунки создается высокое давление. При этом игла 15 форсунки преодолевает сопротивление пружины 14, поднимается вверх, и через открывшееся сопло 18 или несколько сопловых отверстий топливо впрыскивается в цилиндр двигателя.
Впрыск топлива заканчивается, когда кромка 11 открывает выпускное отверстие 10. При этом давление топлива над плунжером резко уменьшается, игла 15 опускается вниз на седло и закрывает сопло 18. Закрывается клапан 12, и в полости 17 форсунки топливо остается под избыточным давлением.
Поворотом плунжера 6 в гильзе 5 изменяют момент конца топливоподачи (ее продолжительность) и, следовательно, количество топлива, подаваемого за один ход плунжера при его движении из нижнего крайнего положения в верхнее. Подача топлива прекращается при совмещении вертикального паза 9 с выпускным отверстием 10, и двигатель останавливается.
С ТНВД соединены муфта опережения впрыска топлива, всережимный регулятор частоты вращения коленчатого вала двигателя и топливоподкачивающий насос с насосом ручной подкачки топлива.
Муфта опережения впрыска топлива служит для автоматического изменения угла Θ – опережения впрыска топлива в зависимости от частоты n. Эта муфта позволяет улучшить экономичность дизеля при различных режимах работы и улучшает его пуск. Она устанавливается на переднем конце кулачкового вала топливного насоса высокого давления и через нее ТНВД приводится в действие.
На взаимное положение ведущих и ведомых частей муфты оказывают влияние грузы 2 (рис. 13), находящиеся в корпусе 1. Эти грузы установлены на осях 3 и поджимаются пружинами 4, которые упираются в проставки 5. При работе двигателя и увеличении частоты n грузы под действием центробежных сил преодолевают сопротивление пружин и расходятся, поворачивая при этом кулачковый вал насоса высокого давления по ходу его вращения. В результате этого увеличивается угол Θ опережения впрыска топлива, и оно поступает в цилиндры раньше (относительно ВМТ). При уменьшении частоты n грузы сходятся под действием пружин и поворачивают кулачковый вал насоса в сторону, противоположную его вращению, что уменьшает угол Θ.