Для того щоб будь-який двигун працював як годинник в ідеальному стані повинні бути всі його деталі. Мало того, системи, що забезпечують його функціонування, не можуть давати збої. Вихід з ладу хоча б однієї з них призведе до нестабільного функціонування пристрою. При найгіршому розвитку подій це може привести до ДТП.
Однією з найважливіших систем обслуговування ДВС є система харчування. Вона поставляє паливо всередину, де воно запалюється і перетворюється в механічну енергію.
ДВС існує величезна безліч. За час розвитку автомобілебудування вченими було придумано безліч конструкцій, кожна з яких представляла собою черговий виток розвитку індустрії. Далеко не всі з них пішли в серійне виробництво. Проте за майже сто років безперервної еволюції були виділені такі основні конструкції:
- дизельна,
- інжекторна,
- карбюраторних.
Кожна з них має свої переваги і недоліки, мало того, система харчування ДВС в кожній конструкції різна.
дизель
Система харчування дизельного ДВС
Коли паливо потрапляє в камеру згоряння, система харчування для дизельного ДВС створює потрібний тиск. Також в її коло завдань входить:
- дозування палива;
- впорскування потрібної кількості паливної рідини за певний часовий період;
- розпорошення і розподіл;
- фільтрація паливної рідини перед надходженням в насос.
Щоб краще зрозуміти будову системи харчування дизельного двигуна, Потрібно знати, що собою являє дизельне паливо само собою. За своєю структурою це суміш гасу і солярки після спеціальної обробки. Ці речовини утворюються, коли з нафти виділяється бензин. По факту - це залишки від основного виробництва, які автомобілебудівники навчилися ефективно використовувати.
Дизельне паливо, що циркулює в системі ДВС має такі параметри:
- октанове число,
- в'язкість,
- температура застигання,
- чистота.
Дизельне паливо в системі ДВС ділиться на три сорти в залежності від описаних вище параметрів:
- літнє,
- зимовий,
- арктичне.
Насправді класифікація може відбуватися за кількома критеріями і бути куди більш глибокої. Проте якщо брати до уваги загальноприйнятий стандарт, то він буде саме таким.
Тепер розглянемо докладніше структуру системи ДВС, Вона складається з таких елементів:
- паливного бака,
- насоса,
- насоса високого тиску,
- форсунки,
- трубопроводу з низьким і високим тиском,
- випускного газопроводу,
- повітряного фільтра,
- глушника.
Всі ці елементи складають загальну систему харчування, яка забезпечують стабільну роботу двигуна. Якщо брати до уваги конструкцію, то вона ділиться на дві підсистеми: ту яка забезпечує подачу повітря, і іншу, що реалізує надходження палива.
Паливо циркулює по двом магістралях.Одна має низький тиск. У ній зберігається і фільтрується паливна рідина, після чого направляється до насоса з високим тиском.
Безпосередньо в камеру згоряння паливо потрапляє через магістраль з високим тиском. Саме через неї в певний момент проходить впорскування паливної субстанції всередину камери.
Важливо! У насосі є два фільтри. Один забезпечує грубу очистку, а другий тонку.
ТНВД здійснює харчування форсунок. Режим його роботи безпосередньо залежить від режиму функціонування циліндрів двигуна. У паливному насосі завжди парна кількість секцій. Мало того, їх число безпосередньо залежить від кількості циліндрів. Точніше, один параметр відповідає іншому.
Форсунки встановлені в голівках циліндрів. Саме вони здійснюють харчування камери згоряння шляхом розпилення паливної субстанції всередині. Але є один маленький нюанс. Справа в тому, що насос подає палива набагато більше, ніж потрібно. Простіше кажучи, обсяг харчування занадто великий. До того ж всередину потрапляє повітря, який може перешкодити всій роботі.
Увага! Щоб не було збоїв у роботі існує дренажний трубопровід. Саме він відповідає за те, щоб повітря відводився назад в паливний бак.
Форсунки в конструкції, що відповідає за харчування ДВС, можуть бути закритими і відкритими. У першому випадку закриття отворів відбувається завдяки запірної голці. Щоб це стало можливим - внутрішня порожнину деталей з'єднується з камерою згоряння. Ось тільки відбувається це при уприскуванні рідини.
Головним елементом в конструкції форсунки є розпилювач. Він може мати як одне, так і декілька соплових отворів. Завдяки їм структура харчування ДВС створює своєрідний факел.
Щоб підвищити потужність до системи живлення ДВС додають турбіну. Вона дозволяє автомобілю значно швидше набирати обертів. До речі, раніше подібні пристрої встановлювалися тільки на гоночних і вантажних автомобілях. але сучасні технології дозволили не тільки зробити виріб в рази дешевше, але і значно зменшили габарити конструкції.
Турбіна здатна подавати повітря через систему харчування ДВС всередину циліндрів. За наддув відповідає турбокомпресор. Для своєї роботи він використовує відпрацьовані гази. Всередину камери згоряння повітря потрапляє під тиском від 0,14 до 0,21 МПа.
Роль турбокомпресора полягає в наповнення циліндрів за потрібне для роботи об'ємом повітря. Якщо ж говорити про характеристики потужності, то даний елемент в системі харчування ДВС дозволяє домогтися приросту до 25-30 відсотків.
Важливо! Турбіна збільшує навантаження на деталі.
можливі несправності
Незважаючи на ряд видимих \u200b\u200bпереваг системи харчування ДВС, вона все ж має ряд вагомих недоліків, які можуть вилитися в цілий ряд несправностей, до найпоширеніших можна зарахувати:
- Двигун не бажає запускатися. Зазвичай подібна несправність вказує на неполадки в топливоподкачивающем насосі. Але можливі й інші варіанти, наприклад, неналежний стан форсунок, системи запалювання, плунжерних пар або нагнітального клапана.
- Нерівномірне робота двигуна вказує на неполадки з окремими форсунками. Негерметичність в клапані може призвести до таких же результатів. Також в процесі експлуатації авто може спостерігатися ослаблення кріплення плунжера.
- Двигун не дає заявленої виробником потужності. Найчастіше даний дефект пов'язаний все з топливоподкачивающим насосом. Форсунки і обрив сопла можуть привести до такого ж результату.
- Стук при роботі мотора, дим з-під капота. Таке трапляється тоді, коли паливо подається всередину системи занадто рано, або ж воно має не відповідає, заявленим виробниками нормам цетанове число.
- Неголосні хлопки. Причина подібної несправності в системі живлення ДВС криється в підсосі повітря.
- Стук муфти. Таке відбувається в тому випадку, якщо занадто зношені деталі пристрою і спостерігається сильна усадка пружин.
Як бачите, несправностей системи ДВС може бути більш ніж достатньо. Саме тому, щоб точно визначити в чому справа необхідно провести комплексну діагностику. Причому для деяких маніпуляцій необхідне спеціальне обладнання.
Практично всі описані вище несправності можна виправити. повна заміна системи живлення ДВС потрібна лише в крайніх випадках. Мало того, навіть просте регулювання може повністю відновити працездатність автомобільного вузла.
Методи відновлення ДВС, що працює на дизелі
Щоб відновити працездатність пристрою потрібно очистити продувні вікна від нагару, якщо він там присутній. Перевірте чи достатньо всередині муфти мастила. Якщо кількість мастильного речовини мінімально - додайте його до прийнятного обсягу
Найчастіше двигун стукає і димить в тих випадках, коли заливається вам паливо має мале цетанове число. На щастя, рецепт виходу з цієї ситуації досить простий. Досить поміняти паливну рідину на ту, в якій даний показник буде більше 40.
інжекторний двигун
Система харчування інжекторного двигуна
Інжекторниє системи харчування стали застосовуватися спочатку 80-х років минулого століття. Вони прийшли на зміну конструкцій з карбюраторами. У пристрої, що працює з інжектором, кожен циліндр має свою форсунку.
Форсунки прикріплені до паливної рамі. Усередині даної конструкції паливна рідина знаходиться під тиском, яке забезпечує насос. Чим довший період часу відкрита форсунка, тим більше кількості палива впорскується всередину.
Період, який форсунки знаходяться у відкритому положенні, контролює електронний контролер. Це своєрідний блок управління з чітко збудованим алгоритмом управління. Він погоджує момент відкриття з показаннями датчиків. Робота електронної начинки не припиняється ні на секунду. Завдяки цьому забезпечується стабільна подача палива.
Важливо! За витрата повітря відповідає спеціальний датчик. Саме по циклам розраховується наповнення циліндрів.
Навантаження для дросельної заслінки визначає окремий датчик. Точніше він проводить підрахунки. Після чого відправляє дані контролеру, де відбувається звірка і здійснюються корективи при необхідності.
Якщо говорити про інжекторних систему харчування ДВС то вона практично повністю працює за рахунок показників безлічі датчиків. До найважливішим можна зарахувати датчики, які відповідають за такі параметри:
- температуру,
- становище колінчастого вала,
- концентрацію кисню,
- контроль детонації при запалюванні.
Мало того, це тільки основні датчики. Насправді в системі харчування ДВС їх набагато більше.
несправності
Як було сказано вище, система харчування ДВС практично повністю побудована на роботі датчиків. Найбільшої шкоди може завдати поломка датчика, відповідального за колінчастий вал. Якщо таке станеться, то ви навіть не доїдете до гаража. Теж трапиться і при відмові бензонасоса.
Важливо! Якщо ви збираєтеся в тривалу поїздку візьміть з собою запасний бензонасос. Це друге серце вашого авто.
Якщо ж говорити про найбезпечніші несправності системи живлення ДВС, то це, безумовно, поломка датчика фази. Цей дефект завдасть найменшої шкоди авто. До того ж, ремонт займе мінімум часу.
Важливо! Про несправності датчика фази говорить нестабільна робота форсунок. Зазвичай про це свідчить різкий стрибок витрат на бензин.
карбюраторні двигуни
Система харчування
Перший карбюраторний двигун був створений в минулому столітті Готлібом Даймлером. Система харчування карбюраторного двигуна не відрізняється особливою складністю і складається з таких елементів, як:
- паливний бак,
- насос,
- паливна магістраль,
- фільтри,
- карбюратор.
Місткість бака зазвичай становить близько 40-80 літрів в автомобілях з карбюраторними системами харчування ДВС. Цей пристрій в більшості випадків монтується в задній частині машини для більшої безпеки.
З паливного бака бензин надходить в карбюратор. Поєднує ці два пристрої паливна магістраль. Вона проходить під днищем транспортного засобу. У процесі транспортування паливо проходить кілька фільтрів. За подачу відповідає насос.
несправності
Конструкція є найстарішою з усіх трьох. Незважаючи на це її простота допомагає значно зменшити ризик будь-якої поломки. На жаль, від несправностей не застрахована жодна система харчування ДВС, в тому числі і карбюраторних, з нею можуть статися такі дефекти:
- збіднення паливної суміші,
- припинення подачі палива,
- протікання бензину.
Патьоки легко помічаються неозброєним оком. Припинення подачі паливної рідини не дозволить авто зрушити з місця. Якщо карбюратор чхає, значить, паливна суміш є збідненої.
підсумки
За роки розвитку автомобільної індустрії було створено безліч систем харчування ДВС. Першою була карбюраторна. Вона найпростіша і невибаглива. Її спадкоємиця є дизельна і інжекторна.
Призначення, пристрій і робота системи живлення паливом
Система харчування двигуна паливом призначена для розміщення запасу палива на автомобілі, очищення, розпилення палива і рівномірного розподілу його по циліндрах відповідно до порядку роботи двигуна.
У двигуні КамАЗ-740 застосована система живлення паливом роздільного типу (т. Е. Функції паливного насоса високого тиску і форсунки розділені). Вона включає в себе (рис. 37) паливні баки, паливний фільтр грубої очистки, паливний фільтр тонкого очищення, Топливоподкачивающий насос * низького тиску, насос ручний прокачування палива, паливний насос високого тиску (ТНВД) з всережимним регулятором і автоматичною муфтою випередження впорскування палива, форсунки, паливопроводи високого і низького тиску і контрольно-вимірювальні прилади.
Паливо з паливного бака під дією розрідження, створюваного топливоподкачивающим насосом, через фільтри грубого і тонкого очищення по топливопроводам низького тиску подається до паливного насоса високого тиску. Відповідно до порядку роботи двигуна (1-5-4-2-6-3-7-8) ТНВД подає паливо під високим тиском і певними порціями через форсунки в камери згоряння циліндрів двигуна. Форсунками паливо розпорошується. Надлишки палива, а разом з ними і потрапив в систему повітря через перепускний клапан ТНВД і клапан-жиклер фільтра тонкого очищення відводяться в паливний бак. Паливо, що просочилося через зазор
Мал. 37. Система харчування двигуна паливом:
1 - бак паливний; 2 - паливо провід до фільтру грубого очищення; 3 - трійник; 4 - фільтр грубого очищення палива; 5 - зливний дренажний паливопровід форсунок лівого ряду; 6 - форсунка; 7 - підвідний паливопровід до насоса низького тиску; 8 - паливопровід високого тиску; 9 - річний топливоподкачивающий насос; 10 - топ-лівоподкачівающій насос низького тиску; 11 - паливопровід до фільтру тонкого очищення; 12 - паливний насос високого тиску; 13 - паливопровід до електромагнітного клапану; 14 - електромагнітний клапан; / 5-зливний дренажний паливопровід форсунок правого ряду; 16 - свічка факельна; П - дренажний паливопровід насоса високого тиску; 18 - фільтр тонкого очищення палива; 19 - підвідний паливопровід до насоса високого тиску; 20 - дренажний паливопровід фільтра тонкого очищення палива; 21 - зливний паливопровід; 22 - кран розподільний
Мал. 38. Паливний бак:
1 - дно; 2 - перегородка; 3 - корпус; 4 - пробка зливного крана; 5 - наливна труба; 6 - пробка наливної труби; 7 -стяжная стрічка; 8 - кронштейн кріплення бака
Паливні баки (рис. 38) призначені для розміщення і зберігання на автомобілі определенного.запаса палива. На автомобілі КамАЗ-4310 встановлено два баки ємністю по 125 л кожен. Розташовані вони по обидва боки автомобіля на лонжеронах рами. Бак складається з двох половин, виштампуваними-них з листової сталі і сполучених зварюванням; для запобігання від корозії освинцьованої зсередини.
Усередині бака є дві перегородки, які служать для пом'якшення гідравлічних ударів палива об стінки при русі автомобіля. Бак обладнаний заливний горловиною з висувною трубою, що фільтрує сіткою і герметичною кришкою. У верхній частині бака встановлені датчик покажчика рівня палива реостатного типу, трубка, яка виконує роль повітряного клапана. У нижній частині бака розміщені для огорожі трубка і штуцер з краном для зливу відстою. На кінці забірної трубки є сітчастий фільтр.
Фільтр грубої очистки палива (рис. 39) призначений для попереднього очищення палива, що надходить в топлівопод-качівающій насос. Встановлено з лівого боку на рамі автомобіля. Він складається з корпусу, відбивача з фільтрує сіткою, розподільника, успокоителя, склянки фільтра, на початку та вкінці штуцерів з прокладками. Стакан з кришкою з'єднується чотирма болтами через гумову уплотнітель- «ую прокладку. У нижню частину склянки ввертається зливна пробка.
Паливо, яке надходить через підвідний штуцер з паливного бака, подається до розподільника. Великі сторонні частинки і вода збираються в нижній частині стакана. З верхньої частини паливо через сітчастий фільтр підводиться до відводить штуцера, а з нього - до топлівопод-качівающему насосу.
Фільтр тонкого очищення палива (рис. 40) призначений для остаточного очищення палива перед надходженням його в паливний насос високого тиску. Фільтр встановлений в задній частині двигуна в найвищій точці системи живлення. Така установка забезпечує збір повітря, що потрапив в систему харчування, і його видалення в паливний бак через клапан-жиклер. Фільтр складається з корпусу,
двох фільтруючих елементів, двох ковпаків з привареними стержнями, клапана-жиклера, на початку та вкінці штуцерів з ущільнювальними прокладками, елементів ущільнення. Корпус відлитий з алюмінієвого сплаву. У ньому виконані канали для підведення і відведення палива, порожнину для установки клапана-жиклера і кільцеві проточки для установки ковпаків.
Змінні картонні фільтруючі елементи виготовлені з високопористого картону типу ЕТФЗ. Торцеве ущільнення елементів здійснюється верхніми і нижніми ущільнювачами. Щільне прилягання елементів до корпусу фільтра забезпечується пружинами, встановленими на стрижні ковпаків.
Клапан-жиклер призначений для видалення повітря, що потрапив в систему харчування. Він встановлений в корпусі фільтра і складається з ковпака, пружини клапана, пробки, регулювальної шайби, ущільнювальної шайби. Клапан-жиклер відкривається, коли тиск в порожнині перед клапаном одно 0,025 ... 0,045 МПа (0,25 ... 0,45 кгс / см2), а при тиску 0,22 ± 0,02 МПа (2,2 ± 0,2 кгс / см2) починає перепускає паливо.
Паливо під тиском від топливоподкачивающего насоса заповнює внутрішню порожнину ковпака і продавлюється через фільтруючий елемент, на поверхні якого залишаються механічні домішки. Очищене паливо з внутрішньої порожнини фільтруючого елемента подається до впускний порожнини ТНВД.
Мал. 39. Фільтр грубої очистки палива:
1 - пробка зливна; 2 - стакан; 3 - заспокоювач; 4 - сітка фільтрувальна; 5 - відбивач; 6 - розподільник; 7- болт; 8- фланець; 9-кільце ущільнювача; 10 - корпус
Топливоподкачивающий насос низького тиску призначений для подачі палива через фільтри грубого і тонкого очищення до впускний порожнини ТНВД. насос поршневого типу з приводом від ексцентрика кулачкового валу ТНВД. Тиск подачі 0,05 ... 0,1 МПа (0,5 ... 1 кгс / см2). Насос встановлений на задній кришці ТНВД. Топливоподкачивающий насос (рис. 41, 42) складається з корпусу, поршня, пружини поршня, штовхача поршня, штока штовхача, пружини штовхача, що направляє втулки штока, впускного клапана, нагнітального клапана.
Корпус насоса чавунний. У ньому виконані канали та порожнини для поршня і клапанів. Порожнини під поршнем і над поршнем з'єднані каналом через нагнітальний клапан.
Штовхач призначений для передачі зусилля від ексцентрика кулачкового вала поршню. Штовхач роликового типу.
Ексцентрик кулачкового валу ТНВД через штовхач і шток повідомляє поршню насоса (див. Рис. 41) зворотно-поступальний рух.
Мал. 40. Фільтр тонкого очищення палива:
1 - корпус; 2 - болт; 3 - шайба ущільнювача; 4 - пробка; 5, 6 - прокладки; 7 - елемент фільтруючий; 8 - ковпак; 9 - пружина фільтруючого елемента; 10 - пробка зливна; 11 - стрижень
При опусканні штовхача поршень під дією пружина рухається вниз. У всмоктувальній порожнини а створюється розрідження, впускний клапан відкривається і пропускає паливо в над-поршневу порожнину. Одночасно паливо з подпоршневую порожнини через фільтр тонкого очищення надходить у впускні канали ТНВД. При русі поршня вгору впускний клапан закривається і паливо з надпоршневій порожнини через нагнітальний клапан надходить в порожнину під поршнем. Коли тиск в нагнетательной магістралі б підвищується, поршень припиняє слідом за штовхачем рухатися вниз, а залишається в положенні, яке визначається рівновагою сил від тиску палива з одного боку і зусилля пружини з іншого. Таким чином, поршень робить не повний хід, а частковий. Тим самим продуктивність насоса буде визначатися витратою палива.
Ручний топливоподкачивающий насос (див. Рис. 42) призначений для заповнення системи паливом і видалення з неї повітря. Насос поршневого типу, кріпиться на корпусі палив-воподкачівающего насоса через ущільнюючу мідну шайбу.
Насос складається з корпусу, поршня, циліндра, штока поршня і рукоятки, опорної тарілки, впускного клапана (спільного з топливоподкачивающим насосом).
Заповнення і прокачування системи здійснюється рухом рукоятки зі штоком вгору-вниз. При русі рукоятки вгору в підпоршневу просторі створюється розрідження. Впускний клапан відкривається і паливо надходить в порожнину над поршнем топливоподкачивающего насоса. При русі рукоятки вниз нагнітальний клапан топливоподкачивающего насоса відкривається і паливо під тиском надходить в нагнетательную магістраль. Далі процес повторюється.
Після прокачування рукоятка повинна бути щільно навернена на верхній різьбовий хвостовик циліндра. При цьому поршень яріжімается до гумовій прокладці, Ущільнюючи вхідну порожнину топливоподкачивающего насоса.
Мал. 41. Схема роботи топливоподкачивающего насоса низького тиску і ручного топливоподкачивающего насоса:
1 - ексцентрик приводу насоса; 2 - штовхач; 3 - поршень; л - впускний клапан; 5 - ручний насос; 6 - нагнітальний 4 клапан
Паливний насос високого тиску (ТНВД) призначений для подачі дозованих порцій палива під високим тиском в циліндри двигуна відповідно до порядку їх роботи.
Мал. 42. Топливоподкачивающий насос:
1 - ексцентрик приводу насоса; 2 - ролик штовхача; 3 - корпус (циліндр) насоса; 4 - пружина штовхача; 5 - шток штовхача; 6 - втулка штока; 7 - поршень; 8 - пружина поршня; 9 - корпус насоса високого тиску; 10 - сідло впускного клапана; 11- корпус топливоподкачивающего насоса низького тиску; 12 - впускний клапан; 13 - пружина клапана; / 4 - ручний насос, що підкачує; 15 - шайба; 16 - пробка нагнітального клапана; 17 - пружина нагнітального клапана; 18 - нагнітальний клапан паливного насоса низького тиску
Мал. 43. Паливний насос високого тиску: 1 - задня кришка регулятора; 2, 3 - провідна і проміжна шестерні регулятора частоти обертання; 4 ведена шестерня регулятора з державкою вантажів; 5 - вісь вантажу; 6 - вантаж; 7-муфта вантажів; 8 - палець важеля; 9 - коректор; 10 - важіль пружини регулятора; 11 - рейка; 12 - втулка рейки; 13 - редукційний клапан; 14 - пробка рейки; 15 - иуфта випередження впорскування палива; 16 - кулачковий вал; 17, - корпус насоса; 18 - насосна секція
Насос встановлений в розвалі блоку циліндрів і приводиться в дію від шестерні розподільного вала через шестерню привода насоса. Напрямок обертання кулачкового вала з боку привода - праве.
Насос складається з корпусу, кулачкового вала (див. Рис. 43), восьми насосних секцій, всережимного регулятора частоти обертання, муфти випередження впорскування палива і приводу паливного насоса.
Корпус ПНВТ призначений для розміщення насосних секцій, кулачкового вала і регулятора частоти обертання. Відлитий з алюмінієвого сплаву, в ньому виконані впускний і отсечной канали та порожнини для установки і кріплення насосних секцій, кулачкового вала з підшипниками, шестерень приводу регулятора, підвідних і відвідних паливних штуцерів. На задньому торці корпусу насоса кріпиться кришка регулятора, в якій розташований топливоподкачивающий насос низького тиску з насосом ручного підкачування палива. Зверху кришки ввертається штуцер з маслоподводящие трубкою для змащення деталей ТНВД під тиском. Масло з насоса зливається по трубці, що з'єднує нижній отвір кришки регулятора з отвором в розвалі блоку. Верхня порожнину корпусу ТНВД закривається кришкою (див. Рис. 44), на якій розташовані важелі управління регулятором частоти обертання і два захисних кожуха паливних секцій насоса. Кришка встановлюється на двох штифтах і кріпиться болтами, а захисні кожухи - двома гвинтами. На передньому торці корпусу насоса на виході з отсечного каналу ввернуть штуцер з перепускним клапаном кулькового типу, що підтримує надлишковий тиск палива в насосі 0,06 ... 0,08 МПа (0,6 ... 0,8 кгс / см2). У нижній частині корпусу насоса виконана порожнина для установки кулачкового вала.
Кулачковий вал призначений для повідомлення руху плунжера насосних секцій і забезпечення своєчасної подачі палива в циліндри двигуна. Кулачковий вал виготовляється зі сталі. Робочі поверхні кулачків і опорних шийок цементуються на глибину 0,7 ... 1,2 мм. Завдяки К-про-різної конструкції насоса кулачковий вал має меншу довжину і, отже, має більш високу жорсткість. Вал обертається в двох конічних підшипниках, внутрішні обойми яких напресовані на шийки валу. Осьової зазор кулачкового вала 0,1 мм регулюється прокладками, що встановлені під кришку підшипника. Для ущільнення кулачкового вала в кришці є гумова манжета. На передньому конусном кінці кулачкового вала на сегментной шпонке встановлюється автоматична муфта кута випередження впорскування палива. На задньому кінці кулачкового валу монтується наполеглива втулка, провідна шестерня регулятора в зборі, а на призматической шпонке - фланець провідної шестерні регулятора. Фланець виконаний разом з ексцентриком приводу топлівопод-качівающего насоса. Крутний момент від кулачкового вала на провідну шестерню регулятора передається через фланець за допомогою гумових сухарів. При обертанні кулачкового валу зусилля передається на роликові штовхачі і через п'яти штовхачів на плунжери насосних секцій. Кожен штовхач від повороту фіксується сухарем, виступ якого входить в паз корпусу насоса. За рахунок зміни товщини п'яти регулюється початок подачі палива. При установці п'яти більшої товщини паливо починає подаватися раніше.
Мал. 44. Кришка регулятора:
1 - болт регулювання пускової подачі; 2 - важіль зупинки; 3 - біл * регулювання ходу важеля зупинки; 4 - болт обмеження максимальної частоти обертання; 5 - важіль управління регулятором (рейкою паливного насоса); 6 - болт обмеження мінімальної частоти обертання; I - робота; It - вимкнено
Насосна секція (рис. 45, а) - частина паливного насоса високого тиску, що здійснює дозування і подачу палива до форсунки. Кожна насосна секція складається з корпуРЗ, плунжерній пари, поворотною втулки, пружини плунжера, нагнітального клапана, штовхача.
Корпус секції має фланець, за допомогою якого секція кріпиться на шпильках, вкручених в корпус насоса. Отвори у фланці під шпильки мають овальну форму. Це дозволяє повертати насосну секцію для регулювання рівномірності подачі палива окремими секціями. При повороті секції проти годинникової стрілки цикловая подача збільшується, по зворотному напрямі - зменшується. У корпусі секції виконані два отвори для проходу палива з каналів в насосі до отворів в плунжерній втулці (А, Б), отвір для установки штифта, що фіксує положення втулки і плунжера щодо корпусу секції, і проріз для розміщення повідця поворотною втулки.
Плунжерная пара (рис. 45, б) - вузол насосної секції, безпосередньо призначений для дозування і подачі палива. Плунжерная пара включає втулку плунжера і плунжер. Вони являють собою прецизионную пару. Виготовляються з хромомолібденової стали, піддаються загартуванню з подальшою обробкою глибоким холодом для стабілізації властивостей матеріалу. Робочі поверхні втулки і плунжера азотіруют.
Мал. 45. Секція паливного насоса високого тиску:
а - конструкція; б - схема верхньої частини плунжерній пари; А - порожнину нагнітання паливного насоса; Б - порожнину відсічення; 1 - корпус насоса; 2 штовхач секції; 3 - п'ята штовхача; 4 - пружина: 5, 14- плунжер секції; 6, 13 - втулка плунжера; 7 - нагнітальний клапан; 8 - штуцер; 9 - корпус секції; 10 - відсічна кромка гвинтовий канавки плунжера; 11 - рейка; 12 - поворотна втулка плунжера
Плунжер є рухомий деталлю плунжерній пари і виконує роль поршня. Плунжер в верхній частині має осьовий свердління, дві спіральні канавки, виконані з двох сторін плунжера, і радіальне свердління, що з'єднує осьовий свердління і канавки. Спіральна канавка призначена для зміни циклової подачі палива за рахунок повороту плунжера, а отже, і канавки щодо отсечного отвори втулки плунжера. Поворот плунжера щодо втулки здійснюється рейкою паливного насоса через шипи плунжера. На зовнішній поверхні одного шипа є мітка. При складанні секції мітка на шпильці плунжера і проріз в корпусі секції для установки повідця поворотною втулки повинні перебувати з одного боку. Наявність другої канавки забезпечує гідравлічну розвантаження плунжера від бічних зусиль. За рахунок цього підвищується надійність роботи насосної секції.
Ущільнення між втулкою і корпусом секції забезпечується кільцем з маслобензостойкой гуми, встановленим в кільцеву канавку втулки.
Нагнітальний клапан і його сідло виконуються зі сталі, гартуються і обробляються глибоким холодом. Клапан і сідло складають прецизионную пару, в якій заміна однієї деталі на однойменну з іншого комплекту не допускається.
Нагнітальний клапан розташований на верхньому кінці втулки і притиснутий до сідла пружиною. Сідло нагнітального клапана притиснуто до втулки плунжера торцевою поверхнею штуцера через ущільнювальну текстолітову прокладку.
Нагнітальний клапан грибкового типу з циліндричною напрямною частиною. Радіальний отвір діаметром 0,3 мм служить для коригування циклової подачі при частоті обертання кулачкового валу 600 ... 1000 хв-1. Коригування здійснюється за рахунок зростання дросселирующего дії клапана в період відсічення подачі, в результаті чого знижується кількість палива, що перетікає з паливопроводу високого тиску в надплунжерний простір. Розвантаження паливопроводу від високого тиску здійснюється за рахунок переміщення при посадці направляючої клапана в каналі сідла. Верхня частина направляє виконує роль поршенька, що відсмоктує паливо з паливопроводу.
Всережімний регулятор частоти обертання. двигуни внутрішнього згоряння повинні працювати на заданому сталому (рівноважному) режимі, яке характеризується постійністю частоти обертання колінчастого вала, температури охолоджуючої рідини і інших параметрів. Такий режим роботи може підтримуватися тільки за умови рівності крутного моменту двигуна моменту опору руху. Однак в процесі експлуатації це рівність часто порушується внаслідок зміни навантаження або задається режиму, тому значення параметрів (частоти обертання і ін.) Відхиляється від заданих. Для відновлення порушеного режиму роботи двигуна застосовується регулювання. Регулювання може здійснюватися вручну шляхом впливу на орган управління (рейку паливного насоса) або за допомогою спеціального приладу, званого автоматичним регулятором частоти обертання. Таким чином, регулятор частоти обертання призначений для підтримки заданої водієм частоти обертання колінчастого вала шляхом автоматичної зміни циклової подачі палива в залежності від навантаження.
На двигуні КамАЗ встановлений всережімний відцентровий регулятор частоти обертання прямої дії. Він розміщений в розвалі корпусу ТНВД, а управління виведено на кришку насоса.
Регулятор має наступні елементи (рис. 46):
- задає пристрій;
- чутливий елемент;
- порівнює пристрій;
- виконавчий механізм;
- привід регулятора.
В задає пристрій входять важіль управління регулятором, важіль пружини, пружина регулятора, важіль регулятора, важіль з коректором, регулювальні болти обмеження частоти обертання.
До чутливого елемента відносяться вал регулятора з державкою вантажів, вантажі з роликами, завзятий підшипник, муфта регулятора з п'ятої.
До порівнювати пристрою відноситься важіль муфти вантажів, за допомогою якого передається рух муфти регулятора виконавчого механізму (Рейкам).
До виконавчого механізму відносяться рейки паливного насоса, важіль рейок (диференційний важіль).
У привід регулятора входять провідна шестерня регулятора, проміжна шестерня 6, шестерня регулятора, виконана за одне ціле з валом всережимного регулятора.
Для зупинки двигуна є пристрій, в яке входять важіль зупинки, пружина важеля зупинки, стартова пружина, обмежувальний болт регулювання ходу важеля зупинки, болт регулювання пускової подачі.
Управління подачею палива здійснюється за допомогою ножного і ручного приводів.
Обертання ведучої шестірні регулятора передається через-гумові сухарі. Сухарі, будучи пружними елементами, гасять коливання, пов'язані з нерівномірністю обертання валу. Зменшення високочастотних коливань призводить до зниження зносу сполучень основних деталей регулятора. Від провідної шестерні обертання до відомою шестерні передається через проміжну шестерню.
Відома шестерня виконана заодно з державкою вантажів, що обертається на двох кулькових підшипниках. При обертанні державки вантажі під дією відцентрових сил розходяться і через завзятий підшипник переміщають муфту, муфта, впираючись в палець, в свою чергу, переміщує важіль муфти вантажів.
Важіль муфти вантажів одним кінцем кріпиться на осі важелів регулятора, іншим через штифт з'єднаний з рейкою паливного насоса. На осі також кріпиться важіль регулятора, інший кінець якого переміщається до упору в регулювальний болт подачі палива. Важіль муфти вантажів впливає на важіль регулятора через коректор. Важіль управління регулятором жорстко пов'язаний з важелем пружини регулятора.
Мал. 46. \u200b\u200bРегулятор частоти обертання:
1 - кришка задня; 2 - гайка; 3 - шайба; 4 - підшипник; 5 - прокладка регулювальна; 6 - шестерня проміжна; 7 - прокладка задньої кришки регулятора; 8 - кільце стопорне; 9-державка вантажів; 10 - вісь вантажу; 11 - підшипник завзятий; 12 - муфта; 13 - вантаж; 14 - палець; 15 - коректор; 16 - поворотна пружина важеля зупинки; 17 - болт; 18 - втулка; 19 - кільце; 20 - важіль пружини регулятора; 21 - шестерня ведуча: 22 - сухар провідною шестерні; 23 - фланець провідної шестерні; 24 - регулювальний болт подачі палива; 25 - важіль стартовою
Стартова пружина приєднана до важеля стартовою пружини і важеля рейок. Рейки, в свою чергу, пов'язані з поворотними втулками насосних секцій. Зниження ступеня нерівномірності регулятора на малих частотах обертання колінчастого вала досягається за рахунок зміни плеча прикладання зусилля пружини регулятора до важеля регулятора.
Підвищення чутливості регулятора забезпечується якісною обробкою, що труться рухомих деталей регулятора і насоса, надійної мастилом їх і збільшенням кутової швидкості обертання муфти вантажів в два рази па відношенню до кулачковому валу насоса за рахунок передавального числа приводних шестерень регулятора.
На двигуні встановлений регулятор частоти обертання з коректором димності, який вбудований в важіль муфти вантажів. Коректор, зменшуючи подачу палива, дозволяє знизити димлення двигуна на малій частоті обертання колінчастого вала (1000 ... 1400 хв).
заданий швидкісний режим роботи двигуна встановлюється важелем управління регулятором, який повертається і через важіль пружини збільшує її натяг. Під впливом цієї пружини важіль через коректор впливає на важіль муфти, який переміщує рейки, пов'язані з поворотними втулками плунжерів, в бік збільшення подачі палива. Частота обертання колінчастого вала збільшується.
Відцентрова сила обертових вантажів через завзятий підшипник, муфту і важіль муфти вантажів передається на рейку паливного насоса, яка через диференційний важіль з'єднана з іншого рейкою. Переміщення рейок відцентровою силою вантажів викликає зменшення подачі палива.
Регульований швидкісний режим залежить від співвідношення сили пружини регулятора і відцентрової сили вантажів при встановленій частоті обертання колінчастого вала. Чим більше натягнута пружина регулятора, тим при більш високому швидкісному режимі його вантажі можуть змінити положення важеля регулятора в бік обмеження подачі палива в циліндри двигуна. Стійкий режим роботи двигуна буде в тому випадку, якщо відцентрова сила вантажів буде дорівнює силі пружини регулятора. Кожному положенню важеля керування регулятором відповідає певна частота обертання колінчастого вала.
При заданому положенні важеля керування регулятором у разі зменшення навантаження на двигун (рух на спуск) частота обертання колінчастого вала, а отже, і вала приводу регулятора підвищується. В цьому випадку відцентрова сила вантажів зростає і вони розходяться.
Вантажі впливають на завзятий підшипник і, долаючи зусилля пружини, заданий водієм, повертають важіль регулятора і переміщують рейки в сторону зменшення подачі по тих пір, поки не встановиться подача палива, параметри яких відповідають умовам руху. Заданий швидкісний режим роботи двигуна відновиться.
Зі збільшенням навантаження (рух на підйом) частота обертання, а отже, і відцентрові сили вантажів зменшуються. Зусилля пружини через важелі 31, 32, впливаючи на муфту, переміщує її і зближує вантажі. При цьому рейки переміщуються в бік збільшення подачі палива до тих пір, поки частота обертання колінчастого вала не досягне величини, заданої умовами руху.
Таким чином, всережімний регулятор підтримує будь-який заданий водієм режим руху.
При роботі двигуна на номінальній частоті обертання і повній подачі палива Г-подібний важіль 31 впирається в регулювальний болт 24. У разі збільшення навантаження частота обертання колінчастого вала і вала регулятора починає знижуватися. При цьому порушується рівновага між силою пружини регулятора і відцентровою силою його вантажів, наведеної до осі важеля регулятора. І за рахунок надлишкової сили пружини коректора плунжер коректора переміщує важіль муфти в бік збільшення подачі палива.
Таким чином, регулятор частоти обертання не тільки підтримує роботу двигуна на заданому режимі, але і забезпечує подачу в циліндри додаткових порцій палива при роботі з перевантаженням.
Вимкнення подачі палива (останов двигуна) здійснюється поворотом важеля зупинки до упору в болт регулювання ходу важеля зупинки. Важіль, долаючи зусилля пружини (встановленої на важелі), поверне за палець важіль регулятора. Рейки переміщаються до повного виключення подачі палива. Двигун зупиняється. Після зупинки важіль зупинки під дією поворотної пружини повертається в положення РОБОТА, а стартова пружина через важіль рейок поверне рейки паливного насоса в бік пусковий подачі палива (195 ... 210 мм 3 / цикл).
Автоматична муфта випередження впорскування палива. У дизелях паливо впорскується в повітряний заряд. Паливо не може миттєво спалахнути, а має пройти підготовчу фазу, під час якої здійснюється перемішування палива з повітрям і його випаровування. При досягненні температури самозаймання суміш запалюється і швидко починає горіти. Цей період супроводжується різким наростанням тиску і підвищенням температури. Для того щоб отримати найбільшу потужність, необхідно, щоб згоряння палива відбулося в мінімальному обсязі, т. Е. Коли поршень знаходиться в ВМТ. З цією метою паливо завжди впорскується ще до приходу поршня в ВМТ.
Кут, що визначає положення колінчастого вала щодо ВМТ в момент початку впорскування палива, називається кутом випередження впорскування палива. Конструкція приводу паливного насоса дизеля КамАЗ забезпечує впорскування палива за 18 ° до приходу поршня в ВМТ при такті стиснення.
Зі збільшенням частоти обертання колінчастого вала двигуна час на підготовчий процес зменшується і займання може початися після ВМТ, що призведе до зниження корисної роботи. Для того щоб отримати найбільшу роботу зі збільшенням частоти обертання колінчастого вала, паливо необхідно вводити раніше, т. Е. Збільшувати кут випередження впорскування палива. Це можна зробити за рахунок повороту кулачкового вала в сторону його обертання щодо приводу. Для цієї мети між кулачковим валом ПНВТ і його приводом встановлюється муфта випередження впорскування палива. Застосування муфти значно покращує пускові якості дизеля і його економічність на різних швидкісних режимах.
Таким чином, муфта випередження впорскування палива призначена для зміни моменту початку подачі палива в залежності від частоти обертання колінчастого вала двигуна.
На КамАЗ-740 застосована автоматична муфта відцентрового типу прямої дії. Діапазон регулювання кута випередження впорскування палива 18 ... 28 °.
Муфта встановлена \u200b\u200bна конічному кінці кулачкового валу ТНВД на сегментной шпонке і кріпиться кільцевою гайкою з пружинною шайбою. Вона змінює момент упорскування палива за рахунок додаткового повороту кулачкового вала насоса під час роботи двигуна щодо валу приводу насоса високого тиску (рис. 47).
Автоматична муфта (рис. 47, а) складається з корпусу, провідної напівмуфти з пальцями, що її веде напівмуфти з осями вантажів, вантажів з пальцями, проставок, склянок пружин, пружин, регулювальних прокладок і наполегливих шайб.
Корпус муфти чавунний. На передньому торці виконано два різьбових отвори для заповнення муфти моторним маслом. Корпус навертається на провідну полумуфту і стопориться. Ущільнення між корпусом і провідною напівмуфтою і маточиною відомою напівмуфти здійснюється двома гумовими манжетами, а між корпусом і відомою напівмуфтою - кільцем з маслобензостойкой гуми.
Провідна полумуфта встановлена \u200b\u200bна ступиці відомою і може повертатися щодо неї. Привід муфти здійснюється від приводного вала ТНВД (рис. 47, б). У провідній напівмуфті виконано два пальця, на яких встановлені проставки. Проставка впирається одним кінцем в палець вантажу, а іншим ковзає по профільному виступу вантажів.
Відома полумуфта встановлена \u200b\u200bна конусної частини кулачкового валу ТНВД. У полумуфту запресовані дві осі вантажів і мають позначку для установки кута випередження впорскування палива. Вантажі гойдаються на осях в площині, перпендикулярній осі обертання муфти. У вантажах є профільні виступи та пальці. На вантажі діють зусилля пружин.
Мал. 47. Автоматична муфта випередження впорскування палива:
а - автоматична муфта: 1 - провідна полумуфта; 2, 4 - манжети; 3 - втулка провідної напівмуфти; 5 - корпус; 6 - регулювальна прокладка; 7 - стакан пружини; 8 - пружина; 9, 15 - шайби; 10 - кільце; 11 - вантаж з пальцем; 12 - про-ставка з віссю; 13 - відома полумуфта; 14 - кільце ущільнювача; 16 - вісь вантажів
б - привід автоматичної муфти і установка її по мітках; 1 - мітка ня задньому фланці напівмуфти; II - мітка на муфті випередження вприскування; III - мітка на корпусі паливного насоса; 1 - автоматична муфта випередження впорскування; 2 - відома полумуфта приводу; 3 - болт; 4 - фланець напівмуфти приводу
При мінімальній частоті обертання колінчастого вала відцентрова сила вантажів невелика і вони утримуються зусиллям пружин. У цьому випадку відстань між осями вантажів (на відомою напівмуфті) і пальцями провідної напівмуфти буде максимальним. Ведена частина муфти відстає від провідної на максимальний кут. Отже, кут випередження впорскування палива буде мінімальний.
Зі збільшенням частоти обертання колінчастого вала вантажі під дією відцентрових сил, долаючи опір пружин, розходяться. Проставки ковзають по профільним виступам вантажів і повертаються навколо осей пальців вантажів. Так як в отвір проставок входять пальці ведучої напівмуфти, то розбіжність вантажів призводить до того, що відстань між пальцями провідної напівмуфти і осями вантажів буде зменшуватися, т. Е. Буде зменшуватися і кут відставання відомою напівмуфти від ведучої. Відома полумуфта повертається щодо провідною на деякий кут по ходу обертання муфти (напрямок обертання праве). Поворот відомою напівмуфти викликає проворачивание кулачкового валу ТНВД, що призводить до більш раннього упорскуванню палива щодо ВМТ.
При зменшенні частоти обертання колінчастого вала двигуна відцентрова сила вантажів зменшується і вони під дією пружини починають сходитися. Відома полумуфта повертається щодо провідною в сторону, протилежну обертанню, зменшуючи кут випередження впорскування палива.
Форсунка призначена для впорскування палива в циліндри "двигуна, розпилення та розподілу його по об'єму камери згоряння. На двигуні КамАЗ-740 встановлюються форсунки закритого типу з многодирочним розпилювачем і гідравлічно керованою голкою. Тиск початку підйому голки 20 ... 22,7 МПа (200 ... 227 кгс / см2). Форсунка встановлюється в гніздо головки циліндра і кріпиться скобою. Ущільнення форсунки в гнізді головки циліндра здійснюється у верхньому поясі гумовим кільцем 7 (рис. 48), в нижньому - конусом гайки розпилювача і мідною шайбою. Форсунка складається з корпусу 6, гайки розпилювача 2, розпилювача, проставки 3, штанги 5, пружини, опорної і регулювальних шайб і штуцера форсунки з фільтром.
Корпус форсунки виготовлений зі сталі. У верхній частині корпусу виконані різьбові отвори для установки штуцера з фільтром і штуцера дренажного трубопроводу (див. Рис. 37). У корпусі виконані топлівоподводящій канал і канал для відведення палива, що просочується у внутрішню порожнину корпусу.
Мал. 48. Форсунка:
а - з регулювальними шайбами; б -з зовнішньої регулюванням; 1 - корпус розпилювача; 2 - гайка розпилювача; 3 - проставка; 4 - установочні штифти; 5 - штанга; 6 - корпус; 7 і 16 - ущільнювальні кільця; 8 - штуцер; 9 - фільтр; 10 - прокладка втулка; 11 і 12 - регулювальні шайби; 13 - пружина; 14 - голка розпилювача; 15 - упор пружини ;. 17 - ексцентрик
Гайка розпилювача призначена для з'єднання розпилювача з корпусом форсунки.
Розпилювач - вузол форсунки, що здійснює розпорошення і формування струменів палива, що впорскується.
Корпус розпилювача і голка складають прецизионную пару, в якій заміна однієї якої-небудь деталі не допускається. Корпус виготовлений з хромонікелеванадіевой стали і підданий спеціальній термообробці (цементація, гарт з подальшою обробкою глибоким холодом) для отримання високої твердості і зносостійкості робочих поверхонь. У корпусі розпилювача виконані кільцева канавка і канал для підведення палива в порожнину корпусу розпилювача, а також два отвори для штифтів, що забезпечують фіксацію корпусу розпилювача щодо корпусу форсунки. У нижній частині корпусу виконані чотири соплових отвори. Їх діаметр 0,3 мм. Для забезпечення рівномірного розподілу палива по об'єму камери згоряння соплові отвори виконані під різними кутами. Це викликано тим, що форсунка щодо осі циліндра розташована під кутом 21 °.
Голка розпилювача призначена для замикання розпилюють отворів після уприскування палива. Голка виконана з інструментальної сталі і також піддана спеціальній обробці. З метою підвищення терміну служби розпилювача і голки запірна частина голки виконана двоконусну.
Проставка призначена для фіксації корпуса розпилювача щодо корпусу форсунки.
Штанга - рухома деталь форсунки, призначена для передачі зусилля від пружини форсунки до голки розпилювача.
Пружина форсунки призначена для забезпечення необхідного тиску підйому голки. Натяг пружини здійснюється регулювальними шайбами, які встановлюються між опорною шайбою і торцем внутрішньої порожнини корпусу форсунки. Зміна товщини шайб на 0,05 мм призводить до зміни тиску початку підйому голки на 0,3 ... 0,35 МПа (3 ... 3,5 кгс / см2). У форсунках другого типу (рис. 48,6) регулювання пружини виробляється поворотом ексцентрика 17.
Спільна робота насосної секції ТНВД і форсунки. Водій, впливаючи на педаль подачі палива через систему тяг і важелів, що задає пристрій всережимного регулятора, рейки паливного насоса, поворотні втулки, повертає плунжер. Тим самим встановлює певну відстань між відсічним отвором і отсечной кромкою гвинтовий канавки, забезпечуючи певну цикловую подачу палива.
Плунжер під дією кулачкового вала здійснює зворотно-поступальний рух. При русі плунжера вниз нагнітальний клапан, навантажений пружиною, закритий і в надплунжерний порожнини створюється розрідження.
Після відкриття верхньою кромкою плунжера впускного отвору у втулці паливо з паливного каналу під тиском 0,05 ... 0,1 МПа (0,5 ... 1 кгс / см2) від топливоподкачивающего насоса надходить в надплунжерний простір (рис. 49, а).
На початку руху (рис. 49, б) плунжера вгору частина палива витісняється через впускний і відсічні отвори втулки в топлівоподводящій канал. Момент початку подачі палива визначається моментом перекриття впускного отвору втулки верхньою кромкою плунжера. З цього моменту при русі плунжера вгору відбувається стиснення палива в надплунжерний порожнини, а після досягнення тиску, при якому відкривається нагнітальний клапан, - в трубопроводі високого тиску і форсунки.
Мал. 49. Схема роботи насосної секції:
а - заповнення надплунжерний порожнини; б - початок подачі; в - кінець подачі
Коли тиск палива в зазначеній порожнини стає більше 20 МПа (200 кгс / см2), голка розпилювача піднімається вгору і відкриває доступ палива до сопловим отворів розпилювача, через які і відбувається вприскування палива під високим тиском в камеру згоряння.
При русі плунжера вгору, коли відсічна кромка гвинтовий канавки досягне рівня отсечного отвори, настає момент закінчення подачі палива (рис. 49, а). При подальшому русі плунжера вгору надплунжерний порожнину через вертикальний канал, діаметральний канал, кручені канавку повідомляється з відсічним каналом. В результаті цього тиск в надплунжерний порожнини падає, нагнітальний клапан під дією пружини і тиску палива в штуцері насоса сідає в сідло і надходження палива до форсунки припиняється, хоча плунжер ще може рухатися вгору. Зі зниженням тиску в топливопроводе нижче зусилля, створюваного мружіноі, голка розпилювача під дією пружини опускається вниз і перекриває доступ палива до сопловим отворів розпилювача, припиняючи тим самим подачу палива в циліндр двигуна. Просочилося через зазор в парі голка - корпус розпилювача паливо відводиться через канал в корпусі форсунки до дренажного трубопроводу і далі в паливний бак.
Система харчування паливом бензинового двигуна ⭐ призначена для розміщення та очищення палива, а також приготування горючої суміші певного складу і подачі її в циліндри в необхідній кількості відповідно до режиму роботи двигуна (за винятком двигунів з безпосереднім уприскуванням, система харчування яких забезпечує надходження бензину в камеру згоряння в необхідній кількості і під достатнім тиском).
бензин, Як і дизельне паливо, є продуктом перегонки нафти і складається з різних вуглеводнів. Число атомів вуглецю, що входять в молекули бензину, становить 5 - 12. На відміну від дизелів в бензинових двигунах паливо не повинно інтенсивно окислюватися в процесі стиснення, так як це може призвести до детонації (вибуху), що негативно позначиться на працездатності, економічності і потужності двигуна. Детонаційна стійкість бензину оцінюється октановим числом. Чим більше воно, тим вище детонаційна стійкість палива і допустимий ступінь стиснення. У сучасних бензинів октанове число становить 72-98. Крім антидетонаційній стійкості бензин повинен також володіти низькою корозійною активністю, малою токсичністю і стабільністю.
Пошук (виходячи з екологічних міркувань) альтернатив бензину як основного палива для ДВС привів до створення етанолового палива, що складається в основному з етилового спирту, який може бути отриманий з біомаси рослинного походження. Розрізняють чистий етанол (міжнародне позначення - Е100), який містить виключно етиловий спирт; і суміш етанолу з бензином (найчастіше 85% етанолу з 15% бензину; позначення - Е85). За своїми властивостями етанолове паливо наближається до високооктановому бензину і навіть перевершує його по октановим числом (Більше 100) і теплотворної здатності. Тому даний вид палива може з успіхом застосовуватися замість бензину. Єдиний недолік чистого етанолу - його висока корозійна активність, що вимагає додаткового захисту від корозії паливної апаратури.
До агрегатів і вузлів системи живлення паливом бензинового двигуна пред'являються високі вимоги, основні з яких:
- герметичність
- точність дозування палива
- надійність
- зручність в обслуговуванні
В даний час існують два основних способи приготування горючої суміші. Перший з них пов'язаний з використанням спеціального пристрою - карбюратора, в якому повітря змішується з бензином в певній пропорції. В основу другого способу покладено примусовий впорскування бензину у впускний колектор двигуна через спеціальні форсунки (інжектори). Такі двигуни часто називають інжекторними.
Незалежно від способу приготування горючої суміші її основним показником є \u200b\u200bспіввідношення між масою палива і повітря. Суміш при її запаленні повинна згоряти дуже швидко і повністю. Цього можна досягти лише при хорошому змішуванні у певній пропорції повітря і парів бензину. Якість горючої суміші характеризується коефіцієнтом надлишку повітря а, який являє собою відношення дійсної маси повітря, що припадає на 1 кг палива в даній суміші, до теоретично необхідної, що забезпечує повне згорання 1 кг палива. Якщо на 1 кг палива припадає 14,8 кг повітря, то така суміш називається нормальної (а \u003d 1). Якщо повітря трохи більше (до 17,0 кг), суміш збіднена, і а \u003d 1,10 ... 1,15. Коли повітря більше 18 кг і а\u003e 1,2, суміш називають бідною. Зменшення частки повітря в суміші (або збільшення частки палива) називають її збагаченням. При а \u003d 0,85 ... 0,90 суміш збагачена, а при а< 0,85 - богатая.
Коли в циліндри двигуна надходить суміш нормального складу, він працює стійко з середніми показниками потужності і економічності. При роботі на збідненої суміші потужність двигуна дещо знижується, але помітно підвищується його економічність. На бідній суміші двигун працює нестійкий, його потужність падає, а питома витрата палива зростає, тому надмірне збіднення суміші небажано. При надходженні в циліндри збагаченої суміші двигун розвиває найбільшу потужність, але і витрата палива також збільшується. При роботі на багатій суміші бензин згоряє неповністю, що призводить до зниження потужності двигуна, зростання витрати палива і появі кіптяви в випускному тракті.
Карбюраторні системи харчування
Розглянемо спочатку карбюраторні системи харчування, які ще недавно були широко поширені. Вони більш прості і дешеві в порівнянні з інжекторними, не вимагають висококваліфікованого обслуговування в процесі експлуатації і в ряді випадків більш надійні.
Система харчування паливом карбюраторного двигуна включає в себе паливний бак 1, фільтри грубої 2 і тонкої 4 очистки палива, топливоподкачивающий насос 3, карбюратор 5, впускний трубопровід 7 і топлівопроводи. При роботі двигуна паливо з бака 1 за допомогою насоса 3 подається через фільтри 2 і 4 до карбюратора. Там воно в певній пропорції змішується з повітрям, що поступає з атмосфери через очисник повітря 6. Новоутворена в карбюраторі горюча суміш по впускному колектору 7 потрапляє в циліндри двигуна.
паливні баки в силових установках з карбюраторними двигунами аналогічні баків систем живлення дизелів. Відмінністю баків для бензину є лише їх краща герметичність, що не дозволяє бензину витекти навіть при перекиданні ТЗ. Для сполучення з атмосферою в кришці наливної горловини бака зазвичай встановлюють два клапана - впускний і випускний. Перший з них забезпечує надходження в бак повітря в міру витрати палива, а другий, навантажений сильнішою пружиною, призначений для повідомлення бака з атмосферою, коли тиск в ньому вище атмосферного (наприклад, при високій температурі навколишнього повітря).
Фільтри карбюраторних двигунів аналогічні фільтрам, вживаним в системах живлення дизелів. На вантажних автомобілях встановлюються пластинчато-щілинні і сітчасті фільтри. Для тонкого очищення використовують картон і пористі керамічні елементи. Крім спеціальних фільтрів в окремих агрегатах системи є додаткові фільтруючі сітки.
топливоподкачивающий насос служить для примусової подачі бензину з бака в поплавцеву камеру карбюратора. На карбюраторних двигунах зазвичай застосовують насос діафрагмового типу з приводом від ексцентрика розподільного вала.
Залежно від режиму роботи двигуна карбюратор дозволяє готувати суміш нормального складу (а \u003d 1), а також збіднення і збагачену суміші. При малих і середніх навантаженнях, коли не потрібно розвивати максимальну потужність, слід готувати в карбюраторі і подавати в циліндри обедненную суміш. При великих навантаженнях (тривалість їх дії, як правило, невелика) необхідно готувати збагачену суміш.
Мал. Схема системи живлення паливом карбюраторного двигуна:
1 - паливний бак; 2 - фільтр трубою очищення палива; 3 - топливоподкачивающий насос; 4 - фільтр тонкого очищення; 5 - карбюратор; 6 - очисник повітря; 7 - впускний колектор
У загальному випадку до складу карбюратора входять головне дозуюче і пусковий пристрої, системи холостого ходу і примусового холостого ходу, економайзер, прискорювальний насос, балансувальне пристрій і обмежувач максимальної частоти обертання колінчастого вала (у вантажних автомобілів). Карбюратор може містити також еконостат і висотний коректор.
Головне дозуючий пристрій функціонує на всіх основних режимах роботи двигуна при наявності розрідження в дифузорі змішувальної камери. Основними складовими частинами пристрою є камера змішувача з дифузором, дросельна заслінка, поплавкові камера, паливний жиклер і трубки розпилювача.
пусковий пристроївпро призначене для забезпечення пуску холодного двигуна, коли частота обертання провертати стартером колінчастого вала невелика і розрідження в дифузорі мало. В цьому випадку для надійного пуску необхідно подати в циліндри сильно збагачену суміш. Найбільш поширеним пусковим пристроєм є повітряна заслінка, що встановлюється в приймальному патрубку карбюратора.
Система холостого ходу служить для забезпечення роботи двигуна без навантаження з малою частотою обертання колінчастого вала.
Система примусового холостого ходу дозволяє економити паливо під час руху в режимі гальмування двигуном, т. е. тоді, коли водій при включеній передачі відпускає педаль акселератора, пов'язану з дросельною заслінкою карбюратора.
економайзер призначений для автоматичного збагачення суміші при роботі двигуна з повним навантаженням. У деяких типах карбюраторів крім економайзера для збагачення суміші використовують еконостат. Це пристрій подає додаткову кількість палива з поплавкової камери в змішувальну тільки при значному розрідженні у верхній частині дифузора, що можливо лише при повному відкритті дросельної заслінки.
прискорювальний насос забезпечує примусовий впорскування в змішувальну камеру додаткових порцій палива при різкому відкритті дросельної заслінки. Це покращує прийомистість двигуна і відповідно ТС. Якби прискорювального насоса в карбюраторі не було, то при різкому відкритті заслінки, коли витрата повітря швидко зростає, через інерційності палива суміш в перший момент сильно збіднює б.
Балансувальне пристрій служить для забезпечення стабільності роботи карбюратора. Воно являє собою трубку, яка з'єднує приймальний патрубок карбюратора з повітряною порожниною герметизированной (ви не змішувалися з атмосферою) поплавковою камери.
Обмежувач максимальної частоти обертання колінчастого вала двигуна встановлюється на карбюраторах вантажних автомобілів. Найбільш широко поширений обмежувач пневмоцентробежного типу.
Інжекторниє паливні системи
Інжекторниє паливні системи в даний час застосовуються набагато частіше карбюраторних, особливо на бензинових двигунах легкових автомобілів. Впорскування бензину у впускний колектор інжекторного двигуна здійснюється за допомогою спеціальних електромагнітних форсунок (інжекторів), встановлених в головку блоку циліндрів і керованих по сигналу від електронного блоку. При цьому виключається необхідність в карбюраторі, так як горюча суміш утворюється безпосередньо у впускному колекторі.
Розрізняють одно- і багатоточкові системи упорскування. У першому випадку для подачі палива використовується тільки одна форсунка (з її допомогою готується робоча суміш для всіх циліндрів двигуна). У другому випадку число форсунок відповідає числу циліндрів двигуна. Форсунки встановлюють в безпосередній близькості від впускних клапанів. Паливо впорскують в дрібно розпорошеної вигляді на зовнішні поверхні головок клапанів. атмосферне повітря, Захоплюємося в циліндри внаслідок розрідження в них під час впуску, змиває частки палива з головок клапанів і сприяє їх випаровуванню. Таким чином, безпосередньо у кожного циліндра готується топливовоздушная суміш.
У двигуні з багатоточковим уприскуванням при подачі електроживлення до електричного паливного насоса 7 через замок 6 запалювання бензин з паливного бака 8 через фільтр 5 подається в паливну рампу 1 (рампу інжекторів), загальну для всіх електромагнітних форсунок. Тиск в цій рампі регулюється за допомогою регулятора 3, який в залежності від розрідження у впускному патрубку 4 двигуна направляє частину палива з рампи назад в бак. Зрозуміло, що все форсунки знаходяться під одним і тим же тиском, рівним тиску палива в рампі.
Там, де необхідно подати (впорснути) паливо, в обмотку електромагніту форсунки 2 від електронного блоку системи упорскування протягом строго певного проміжку часу подається електричний струм. Сердечник електромагніта, пов'язаний з голкою форсунки, при цьому втягується, відкриваючи шлях паливу у впускний колектор. Тривалість подачі електричного струму, т. Е. Тривалість уприскування палива, регулюється електронним блоком. Програма електронного блоку на кожному режимі роботи двигуна забезпечує оптимальну подачу палива в циліндри.
Мал. Схема системи живлення паливом бензинового двигуна з багатоточковим уприскуванням:
1 - паливна рампа; 2 - форсунки; 3 - регулятор тиску; 4 - впускний патрубок двигуна; 5 - фільтр; 6 - замок запалювання; 7 - паливний насос; 8 - паливний бак
Для того щоб ідентифікувати режим роботи двигуна і відповідно до нього розрахувати тривалість уприскування, в електронний блок подаються сигнали від різних датчиків. Вони вимірюють і перетворять в електричні імпульси значення наступних параметрів роботи двигуна:
- кут повороту дросельної заслінки
- ступінь розрідження у впускному колекторі
- частота обертання колінчастого вала
- температура всмоктуваного повітря і охолоджуючої рідини
- концентрація кисню в відпрацьованих газах
- атмосферний тиск
- напруга акумуляторної батареї
- та ін.
Двигуни з уприскуванням бензину у впускний колектор мають ряд незаперечних переваг перед карбюраторними двигунами:
- паливо розподіляється по циліндрах більш рівномірно, що підвищує економічність двигуна і зменшує його вібрацію, внаслідок відсутності карбюратора знижується опір впускної системи і поліпшується наповнення циліндрів
- з'являється можливість трохи підвищити ступінь стиснення робочої суміші, так як її склад в циліндрах більш однорідний
- досягається оптимальна корекція складу суміші при переході з одного режиму на інший
- забезпечується краща прийомистість двигуна
- у відпрацьованих газах міститься менше шкідливих речовин
Разом з тим системи харчування з уприскуванням бензину у впускний колектор мають ряд недоліків. Вони складні і тому відносно дорогі. Обслуговування таких систем вимагає спеціальних діагностичних приладів і пристосувань.
Найбільш перспективною системою живлення паливом бензинових двигунів в даний час вважається досить складна система з безпосереднім уприскуванням бензину в камеру згоряння, що дозволяє двигуну тривалий час працювати на сильно збідненої суміші, що підвищує його економічність і екологічні показники. У той же час через існування ряду проблем системи безпосереднього вприскування поки не набули широкого поширення.
Зовнішній вигляд карбюратора:
1 - блок підігріву зони дросельної заслінки;
2 - штуцер вентиляції картера двигуна;
3 - кришка прискорювального насоса;
4 - електромагнітний запірний клапан;
5 - кришка карбюратора;
6 - шпилька кріплення повітряного фільтра;
7 - важіль керування повітряною заслінкою;
8 - кришка пускового пристрою;
9 - сектор важеля приводу дросельних заслінок;
10 - колодка дроти датчика-гвинта ЕПХХ;
11 - регулювальний гвинт кількості суміші холостого ходу;
12 - кришка економайзера;
13 - корпус карбюратора;
14 - штуцер подачі палива;
15 - штуцер відводу палива;
16 - регулювальний гвинт якості суміші холостого ходу (по стрілці);
17 - штуцер для подачі розрідження до вакуумного регулятора запалювання
Для роботи двигуна необхідно приготувати горючу суміш повітря і парів палива, яка повинна бути гомогенної, Т. Е. Добре перемішаної і мати певний склад, щоб забезпечити найбільш ефективне згорання. Система харчування бензинового ДВС з іскровим запалюванням служить для приготування горючої суміші і подачі її в циліндри двигуна і видалення з циліндрів відпрацьованих газів.
Процес приготування горючої суміші називають карбюрація. Довгий час в якості основного пристрою для приготування суміші бензину і повітря і подачі її в циліндри двигуна використовувався агрегат, званий карбюратором.
Принцип роботи найпростішого карбюратора:
1 - паливо провід;
2 - голчастий клапан;
3 - отвір в кришці поплавкової камери;
4 - розпилювач;
5 - повітряна заслінка;
6 - дифузор;
7 - дросель;
8 - камера змішувача;
9 - паливний жиклер;
10 - поплавок;
11 - поплавкові камера
У найпростішому карбюраторі паливо знаходиться в камері поплавця, де підтримується постійний рівень палива. Поплавковая камера пов'язана каналом зі змішувальної камерою карбюратора. У камері змішувача є дифузор - місцеве звуження камери. Дифузор дає можливість збільшити швидкість проходить через змішувальну камеру повітря. В саму вузьку частину дифузора виведений розпилювач, З'єднаний каналом з поплавковою камерою. У нижній частині камери змішувача є дросельна заслінка, Яка повертається при натисканні водієм педалі «газу».
Коли двигун працює, через змішувач карбюратора проходить повітря. У дифузорі швидкість повітря збільшується, а перед розпилювачем утворюється розрідження, яке призводить до стікання палива в змішувальну камеру, де воно змішується з повітрям. Таким чином, карбюратор, що працює за принципом пульверизатора, створює паливно-повітряну горючу суміш. Натискаючи педаль «газу», водій повертає дросельну заслінку карбюратора, змінює кількість суміші, що надходить в циліндри двигуна, а отже, його потужність і обороти.
Через те що бензин і повітря мають різну щільність, при повороті дросельної заслінки змінюється не тільки кількість що подається в камери згоряння горючої суміші, а й співвідношення між кількістю палива і повітря в ній. Для повного згоряння палива суміш повинна бути стехиометрической.
При пуску холодного двигуна необхідно збагачувати суміш, оскільки конденсація палива на холодних поверхнях камери згоряння погіршує пускові властивості двигуна. Деякий збагачення горючої суміші потрібно при роботі на холостому ходу, при необхідності отримання максимальної потужності, різких прискорень автомобіля.
За принципом своєї роботи найпростіший карбюратор в міру відкриття дросельної заслінки постійно збагачує паливно-повітряну суміш, тому його неможливо використовувати для реальних двигунів автомобілів. Для автомобільних двигунів використовуються карбюратори, що мають кілька спеціальних систем і пристроїв: систему пуску (повітряна заслінка), систему холостого ходу, економайзер або еконостат, прискорювальний насос і ін.
У міру підвищення вимог до економії палива і зниження токсичності відпрацьованих газів карбюратори істотно ускладнювалися, в крайніх випадках карбюраторів з'явилися навіть електронні пристрої.
впорскування палива
Епоха карбюратора змінюється епохою інжекторного двигуна, система харчування якого заснована на уприскуванні палива. Її основними елементами є: електричний паливний насос (розташований, як правило, в паливному баку), форсунки (або форсунка), блок управління ДВС (так звані «мізки»).
Принцип роботи зазначеної системи харчування зводиться до розпорошення палива через форсунки під тиском, створюваним паливним насосом. Якість суміші варіюється в залежності від режиму роботи двигуна і контролюється блоком управління.
Важливим компонентом такої системи є форсунка. Типологія інжекторних двигунів ґрунтується саме на кількості використовуваних форсунок і місця їх розташування. 
Так, фахівці схильні виділяти наступні варіанти інжектора:
- з розподіленим уприскуванням;
- з центральним уприскуванням.
Система розподіленого уприскування передбачає використання форсунок за кількістю циліндрів двигуна, де кожен циліндр обслуговує власна форсунка, що бере участь в підготовці горючої суміші. Система центрального уприскування в своєму розпорядженні тільки одною форсункою на всі циліндри, розташованої в колекторі.
Особливості дизельного двигуна
Як би особняком стоїть принцип дії, на якому ґрунтується система харчування дизельного двигуна. Тут паливо впорскується безпосередньо в циліндри в розпиленому вигляді, де і відбувається процес утворення суміші (змішування з повітрям) з подальшим займанням від стиснення горючої суміші поршнем.
Залежно від способу уприскування палива, дизельний силовий агрегат представлений трьома основними варіантами:
- з безпосереднім уприскуванням;
- з віхрекамерним уприскуванням;
- з передкамерним уприскуванням.
Віхрекамерний і передкамерний варіанти припускають впорскування палива в спеціальну попередню камеру циліндра, де воно частково запалюється, а потім переміщається в основну камеру або власне циліндр. Тут пальне, змішуючись з повітрям, остаточно згорає. Безпосередній же уприскування передбачає доставку палива відразу ж в камеру згоряння з подальшим його змішуванням з повітрям і т.д. 
Ще одна особливість, якої відрізняється система харчування дизельного двигуна, полягає в принципі загоряння горючої суміші. Це відбувається не від свічки запалювання (як у бензинового двигуна), а від тиску, створюваного поршнем циліндра, тобто шляхом самозаймання. Іншими словами, в цьому випадку немає необхідності застосовувати свічки запалювання.
Однак холодний двигун не зможе забезпечити належний рівень температури, необхідний для займання суміші. І використанням свічок розжарювання дозволить здійснити необхідний підігрів камер згоряння.
Режими роботи системи харчування
Залежно від цілей і дорожніх умов водій може застосовувати різні режими руху. Їм відповідають і певні режими роботи системи живлення, кожному з яких притаманна паливно-повітряна суміш особливої \u200b\u200bякості.
- Склад суміші буде багатим при запуску холодного двигуна. При цьому споживання повітря мінімально. У такому режимі категорично виключається можливість руху. В іншому випадку це призведе до підвищеного споживання пального і зносу деталей силового агрегату.
- Склад суміші буде збагаченим при використанні режиму «холостого ходу», який застосовується при русі «накатом» або роботі заведеного двигуна в прогрітому стані.
- Склад суміші буде збідненим при русі з частковими навантаженнями (наприклад, по рівнинній дорозі зі середньою швидкістю на підвищеній передачі).
- Склад суміші буде збагаченим в режимі повних навантажень при русі автомобіля на високій швидкості.
- Склад суміші буде збагаченим, наближеним до багатого, при русі в умовах різкого прискорення (наприклад, при обгоні).
Вибір умов роботи системи живлення, таким чином, повинен бути виправданий необхідністю руху в певному режимі.
Несправності і сервісне обслуговування
В процесі експлуатації транспортного засобу паливна система автомобіля відчуває навантаження, що призводять до її нестабільного функціонування або виходу з ладу. Найбільш поширеними вважаються наступні несправності.
Недостатнє надходження (або відсутність надходження) пального в циліндри двигуна
Неякісне паливо, тривалий термін служби, вплив довкілля призводять до забруднення і засмічення паливопроводів, бака, фільтрів (повітряного і паливного) і технологічних отворів пристрою приготування горючої суміші, а також поломки паливного насоса. Система потребує ремонту, який полягатиме в своєчасній заміні фільтруючих елементів, періодичної (раз в два-три роки) прочищення паливного бака, карбюратора або форсунок інжектора і заміні або ремонті насоса.
Втрата потужності ДВС
несправність паливної системи в даному випадку визначається порушенням регулювання якості та кількості горючої суміші, що надходить в циліндри. Ліквідація несправності пов'язана з необхідністю проведення діагностики пристрою приготування горючої суміші.
витік пального
Витік пального - явище дуже небезпечне і категорично не допустиме. Дана несправність включена в «Перелік несправностей ...», з якими забороняється рух автомобіля. Причини проблем криються в втрати герметичності вузлами і агрегатами паливної системи. Ліквідація несправності полягає або в заміні пошкоджених елементів системи, або в підтягуванні кріплень топливопроводов.
Таким чином, система харчування є важливим елементом ДВС сучасного автомобіля і відповідає за своєчасну і безперебійну подачу палива до силового агрегату.
