Файл: Учебное пособие издание второе, дополненное рекомендовано Министерством общего и профессионального.pdf

улучшению наполнения камер сгорания цилиндров и получению более высокой мощности двигателя;
• улучшение продувки цилиндров за счет использова- ния возможности более длительного периода перекры- тия клапанов (когда одновременно открыты впускные и выпускные клапаны),
• улучшение качества приготовления рабочей смеси за счет продувки камер сгорания чистым воздухом без примеси паров топлива;
• более точное по составу смеси распределение топлива по цилиндрам, что дает возможность использования бензина с более низким октановым числом;
• значительно большая степень оптимизации состава ра- бочей смеси на всех режимах работы двигателя с уче- том его технического состояния.
К недостаткам системы впрыска топлива по сравнению с карбюраторной системой питания двигателя следует отнес- ти значительно более высокую степень сложности изготов- ления деталей инжекторной системы и ее насыщенность элек- тронными приборами, что на сегодняшний день приводит к удорожанию в изготовлении и обслуживании двигателя при эксплуатации.
Система распределенного впрыска топлива относится к наиболее современным и совершенным. Основным функци- ональным элементом системы является электронный блок управления (ЭБУ), который, по существу, представляет со- бой бортовой компьютер автомобиля. Используя сигналы множества датчиков, ЭБУ осуществляет оптимальное уп- равление механизмами и системами двигателя, обеспечивая наиболее эффективную и экономичную работу двигателя на всех режимах с максимальной экологической защитой.
Система распределенного впрыска топлива включает в себя:
• подсистему подачи воздуха с дроссельной заслонкой;
76

• подсистему подачи топлива с форсунками по одной на каждый цилиндр;
• систему дожигания отработавших газов;
• систему улавливания и сжижения паров бензина.
Управление подачей воздуха производится непосрсд- ственно водителем путем воздействия на дроссельную зас- лонку. ЭБУ в зависимости от степени подачи воздуха обес- печивает оптимальную для различных режимов работы двигателя подачу топлива.
Помимо непосредственно управляющих функций ЭБУ имеет функции самообучения, закладывая в память и учи- тывая предыдущие параметры и характеристики работы дви- гателя, изменение его технического состояния, а также диа- гностические и самодиагностические функции.
Система центрального одноточечного впрыска топлива имеет главное отличие от рассмотренной выше системы: в ней отсутствует отдельный для каждого цилиндра (распре- деленный) впрыск бензина. Подача топлива в этой системе осуществляется с помощью центрального модуля впрыска с одной электромагнитной форсункой. Далее дроссельной зас- лонкой осуществляется регулировка подачи топливовоздуш- ной смеси. Распределение горючей смеси по цилиндрам про- исходит аналогично карбюраторной системе.
Состав и функции остальных элементов данной системы такие же, как и в системе распределенного впрыска топлива.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что называется обедненной горючей смесью ?
2. Какие режимы работы двигателя вы знаете?
3. Назвать составляющие системы питания карбюраторно-
го двигателя.
4. Назвать основные устройства и системы карбюратора.
5. Какие существуют системы инжекторного впрыска бен-
зина и в чем их отличие?
77

Система питания дизельного двигателя
Система питания дизельного двигателя должна созда- вать высокое давление впрыска топлива в камеру сгорания цилиндра; дозировать порции топлива в соответствии с на- грузкой двигателя; производить впрыск топлива в строго определенный момент, в течение заданного промежутка вре- мени и с определенной интенсивностью; хорошо распылять и равномерно распределять топливо по объему камеры сго- рания; надежно фильтровать топливо перед его поступлени- ем в насосы и форсунки.
Дизельное топливо представляет собой смесь керосино- вых, газойлевых и соляровых фракций после отгона из не- фти бензина. К основным свойствам дизельного топлива относятся: воспламеняемость, оцениваемая октановым чис- лом; вязкость; чистота и температура застывания, по кото- рым различают дизельное топливо по сортам: ДЛ — летнее,
ДЗ — зимнее, ДА — арктическое.
Система питания дизельного двигателя (рис. 34) состоит из:
• топливного бака;
• фильтров грубой и тонкой очистки воздуха;
• топливоподкачивающего насоса;
• топливного насоса высокого давления с регулятором частоты вращения и автоматической муфтой опереже- ния впрыска топлива;
• форсунок;
• трубопроводов высокого и низкого давления;
• воздушного фильтра;
• выпускного газопровода;
• глушителя шума отработавших газов.
Система питания дизеля разделяется на топливо- и воз- духоподводяшую аппаратуру. Наибольшее распространение
78

Рис. 34. Схема системы питания дизельного двигателя КамАЗ-740

получила топливоподводящая аппаратура раздельного типа, когда топливный насос и форсунки выполнены отдельно.
Топливоподача осуществляется по двум магистралям: низкого и высокого давления. Назначение магистрали низ-
кого давления состоит в хранении топлива, его фильтрации и подачи под малым давлением к топливному насосу высо- кого давления. Назначение магистрали высокого давления состоит в обеспечении подачи и впрыскивания необходимо- го количества топлива в цилиндры двигателя в строго опре- деленный момент.
Топливоподкачивающий насос дизеля подает топливо из бака через фильтры грубой и тонкой очистки по топливопро- водам низкого давления к топливному насосу высокого дав- ления (ТНВД), который в соответствии с порядком работы цилиндров по топливопроводам высокого давления подает топливо к форсункам. Форсунки, расположенные в голов- ках цилиндров, впрыскивают и распыляют топливо в каме- ры сгорания двигателя. Так как топливоподкачивающий на- сос подает к ТНВД топлива больше, чем необходимо, то его избыток, а с ним и попавший в систему воздух, по дренаж- ным трубопроводам отводится обратно в бак.
Топливный насос высокого давления служит для подачи в камеры сгорания двигателя через форсунки требуемых пор- ций топлива. Состоит из одинаковых секций (рис. 35) по количеству цилиндров двигателя.
Секция состоит из :
• корпуса;
• втулки плунжера (гильзы);
• плунжера;
• поворотной втулки;
• нагнетательного клапана, который прижат штуцером к гильзе плунжера через прокладку.
Под действием кулачка вала и пружины плунжер совер- шает возвратно-поступательное движение.
80

Рис. 35. Схема работы плунжерной пары секции ТНВД: а — впрыск
(всасывание); б — начало подачи; в — конец подачи
1 — отсечное окно; 2 — нагнетательный клапан; 3 — впускное окно;
4 — косая кромка плунжера; 5 — осевое сверление в плунжере
При движении плунжера вниз внутреннее пространство гильзы наполняется топливом, и одновременно оно подает- ся насосом низкого давления в подводящий канал корпуса насоса. При этом открывается впускное отверстие, и топли- во поступает в надплунжерное пространство. Затем под дей- ствием кулачка плунжер начинает подниматься вверх, пере- пуская топливо обратно в подводящий канал, до тех пор, пока верхняя кромка плунжера не перекроет впускное отвер- стие гильзы. После перекрытия этого отверстия давление топлива резко возрастает и топливо через зазор между втул- кой и плунжером примерно в один микрон, преодолевая уси- лие пружины, поднимает нагнетательный клапан и посту- пает в топливопровод.
Дальнейшее перемещение плунжера вверх вызывает по- вышение давления выше уровня давления, создаваемого пружиной форсунки, в результате чего игла форсунки при-
81

поднимается и происходит впрыскивание топлива в камеру сгорания. Подача топлива продолжается до тех пор, пока винтовая кромка плунжера не откроет выпускного отверстия в гильзе. В результате давление над плунжером резко пада- ет, нагнетательный клапан под действием пружины закры- вается и надплунжерное пространство разъединяется с топ- ливопроводом высокого давления. При дальнейшем движе- нии плунжера вверх топливо перетекает в сливной канал через продольный паз и винтовую кромку плунжера.
Количество топлива, подаваемого в форсунку, регули- руется поворотом плунжера (рис. 36) с помощью зубчатой рейки, втулки и связывающего поводка.
В зависимости от угла поворота плунжера изменяется расстояние, проходимое плунжером от момента перекрытия впускного отверстия до момента открытия винтовой кром- кой выпускного отверстия. В результате изменяется про- должительность впрыскивания соответствующих порций топлива, подаваемых в цилиндры двигателя.
Для остановки двигателя необходимо прекратить подачу топлива. Для этого устанавливают плунжер рейкой в такое положение, чтобы винтовая канавка оказалась обращенной к выпускному отверстию. В этом случае при перемещении
Рис. 36. Этапы регулировки количества подаваемого топлива
82

плунжера вверх все топливо над ним по канавке через вы- пускное (отсечное) отверстие и топливопроводы попадает в бак.
Всережимный регулятор частоты вращений автомати- чески поддерживает заданную частоту вращения коленчато- го вала (рис. 37). Регулятор находится в развале корпуса
ТНВД и приводится в движение от его кулачкового валика.
Во время работы двигателя с частотой вращения колен- чатого вала, соответствующей данному положению педали управления подачи топлива, центробежные силы грузиков регулятора уравновешены усилием пружин. Если нагрузка на двигатель уменьшится (на спуске), то частота вращения коленчатого вала начнет возрастать и грузы регулятора, пре- одолевая сопротивление пружины, несколько разойдутся и переместят рейку ТНВД в положение, уменьшающее пода- чу топлива. Если частота вращения уменьшается, то центро-

бежная сила грузов также уменьшается и регулятор под дей- ствием силы пружины переместит рейку в обратном направ- лении, тогда подача топлива увеличится.
Автоматическая муфта опережения впрыскивания топ-
лива (рис. 38) предназначена для изменения момента начала впрыскивания топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, что обеспечивает улучшение пусковых качеств двигателя и его экономичность.
Ведомая полумуфта крепится на конической поверхнос- ти переднего конца кулачкового валика ТНВД шпонкой и фиксируется гайкой, а ведущая полумуфта — на ступице ве- домой (и может поворачиваться на ней). Между ступицей и полумуфтой установлена втулка. Ведущая полумуфта при- водится в действие распределительной промежуточной шес- терней через вал с гибкими соединительными муфтами. На ведомую полумуфту вращение передается двумя грузами.
Рис. 38. Автоматическая муфта опережения впрыскивания топлива
84

Грузы качаются в плоскости, перпендикулярной оси муф- ты, на полуосях, запрессованных в ведомую полумуфту.
Проставка ведущей полумуфты упирается одним кон- цом в палец груза, а другим — в профильный выступ. Пру- жины стремятся удержать грузы на упоре во втулке ведущей полумуфты. При увеличении частоты вра- щения коленчатого вала двигателя под действием центробежных сил грузы расходятся, в результате чего ведомая полумуфта поворачивается относи- тельно ведущей в направ- лении вращения кулачко- вого валика, что увеличи- вает угол опережения впрыска топлива. При уменьшении частоты вра- щения грузы под действи- ем пружин сходятся. Ве- домая полумуфта повора- чивается вместе с валиком топливного насоса в противоположную сторо- ну вращения, что умень- шает угол опережения впрыска топлива.
Форсунки служат для впрыскивания и распыле- ния топлива, а также для распределения его частиц по объему камеры сгора- ния (рис. 39).
Рис. 39. Форсунка:
1 — корпус распылителя; 2 — гайка
распылителя; 3 — проставка; 4 —
установочные штифты; 5 — штанга;
6 — корпус форсунки; 7 — уплот-
нительное кольцо; 8 — штуцер; 9 —
фильтр; 10 — уплотняющая втулка;
11, 12 — регулировочные шайбы;
13 — пружина; 14 — игла распыли-
теля
85