Система питания дизельного двигателя ЗИЛ-645 включает в себя системы питания двигателя топливом и воздухом и систему выпуска отработавших газов.
Система питания двигателя топливом. Топливная система (рис. 4.11) —раздельного типа. Она состоит из топливного бака, фильтров грубой и тонкой очистки топлива, топливоподкачивающего насоса низкого давления, насоса ручной подкачки топлива, топливного насоса высокого давления, регулятора частоты вращения коленчатого вала двигателя, автоматической муфты опережения впрыска топлива и топливопроводов. Топливо из бака 5 засасывается топливоподкачивающим насосом 8 низкого давления через фильтр грубой 7 и тонкой 11 очистки топлива и подается по топливопроводам низкого давления к топливному насосу 4 высокого давления (ТНВД), который подводит топливо к форсункам по топливопроводам 2 высокого давления. Форсунки 1 впрыскивают топливо в распыленном состоянии в камеры сгорания цилиндров двигателя. Избыточное топливо вместе с воздухом отводится через перепускной клапан ТНВД по сливным топливопроводам 3 и 10 в топливный бак 5.
Рис. 4.11. Топливная система дизельного двигателя:
1 — форсунка; 2 — топливопровод высокого давления; 3 и 10 — сливные топливопроводы; 4 — топливный насос высокого давления; 5 — топливный бак; 6 — пробка наливной горловины; 7 — фильтр грубой очистки топлива; 8 — топливоподкачивающий насос; 9 — насос ручной подкачки топлива; 11 — фнльтрь тонкой очистки топлива; 12 — муфта опережения впрыска топлива (стрелки означают пути движения топлива)
Топливный бак (см. рис. 4.11), изготовленный из освинцованной листовой стали, имеет внутренние перегородки, приемную трубку с сетчатым фильтром, датчик указателя уровня топлива, герметичную пробку заливной горловины и пробку для слива отстоя.
Фильтр грубой очистки топлива (рис. 4.12,а) крепится к кронштейну топливного бака. Топливо в фильтр подается из топливного бака через распределитель 6, очищается сетчатым фильтрующим элементом 4 и поступает к топливоподкачивающему насосу. Находящиеся в топливе тяжелые частицы осаждаются в колпаке 2 фильтра.
Рис. 4.12. Топливные фильтры грубой (а) и тонкой (б) очистки топлива:
1 — пробка сливного отверстия; 2 — колпак; 3 — успокоитель; 4 — фильтрующий элемент; 5—корпус фильтрующего элемента; 6 — распределитель топлива; 7 и 10 — болты; 8 — корпус; 9 — сменные фильтрующие элементы; 11-клапан-жиклер; 12 — пробка клапана; 13— регулировочная шайба; 14 и 15 — пружины
Фильтр тонкой очистки топлива (рис. 4.12,б) состоит из корпуса 8, двух сменных фильтрующих элементов 9 и колпаков 2. Внутри колпаков приварены болты крепления к корпусу фильтра, в которые вворачиваются сливные пробки 1. В корпусе имеется клапан-жиклер 11, открывающийся при избыточном давлении в полости фильтра, равном 0,15±0,02 МПа, который регулируется путем подбора толщины регулировочной шайбы 13.
Топливоподкачивающий насос низкого давления (рис. 4.13) поршневого типа установлен на корпусе ТНВД и приводится в действие от эксцентрика кулачкового вала 4 ТНВД. Под действием кулачка толкатель 5 и поршень 2 совершают ход всасывания, и топливо заполняет пространство над поршнем. Возврат поршня осуществляется под действием пружины 7. При этом топливо подается через насос ручной подкачки топлива и фильтр тонкой очистки в ТНВД.
Рис. 4.13. Топливоподкачивающий насос:
1 — корпус насоса; 2 — поршень; 3.— направляющая толкателя; 4 — кулачковый вал ТНВД с эксцентриком; 5 — толкатель; 6 — нагнетательный клапан; 7—пружина; 8 — впускной клапан; 9— корпус клапана; 10— крышка
Насос ручной подкачки топлива (рис. 4.14) поршневого типа предназначен для заполнения топливного фильтра и удаления воздуха из систем питания перед пуском двигателя. Для подкачки топлива отворачивают и вытягивают вверх рукоятку 2. Одновременно перемещается связанный с рукояткой поршень, и топливо через впускной клапан 9 заполняет полость под поршнем. При нажатии на рукоятку топливо подается к фильтру тонкой, очистки топлива. После подкачки рукоятку снова заворачивают.
Рис. 4.14. Насос ручной подкачки топлива:
1 — цилиндр; 2 — рукоятка насоса с поршнем; 3 и 5 — штуцера; 4 — корпус; 6 — пружина; 7 — нагнетательный клапан; 8 — пластинчатая пружина; 9 — впускной клапан
Топливный насос высокого давления (ТНВД) (рис. 4.15) имеет восемь секций, автоматическую муфту опережения впрыска топлива и механический регулятор частоты вращения. В корпусе 14 насоса установлен кулачковый вал 17, вращающийся в подшипниках 16. При вращении кулачкового вала усилие передается на роликовый толкатель 13, прижатый к кулачку пружиной 12, и далее через регулировочные прокладки 18 на плунжер насосной секции.
Рис. 4.15. Топливный насос высокого давления:
1 и 3 — штуцера топливного насоса; 2—вытеснитель топлива; 4 — пружина нагнетательного клапана; 5 — нагнетательный клапан; 6 — плунжер; 7 — гильза плунжера; 8—винт выпуска воздуха; 9—поворотная втулка плунжера; 10 — зубчатый сектор; 11 — зубчатая рейка; 12 — пружина; 13 — толкатель; 14 — корпус насоса; 15 — ролик толкателя; 16—шарикоподшипник; 17 — кулачковый вал; 18 — регулировочные прокладки; 19— .крышка насоса; 20 — топлнвопод- качивающий насос; 21 — муфта опережения впрысю топлива; 22 — муфта привода топливного насоса
Секция насоса состоит из плунжера 6, гильзы 7 плунжера, поворотной втулки 9, штуцера 3, ввернутого в корпус насоса и нагнетательного клапана с седлом (рис. 4.16). Гильза 5 и плунжер 10 являются прецизионной парой, распаривание которой не допускается. К верхнему торцу гильзы штуцером прижато седло 4 нагнетательного клапана 3, который прижат к седлу пружиной 2. Топливо поступает из топливопровода низкого давления через штуцер 1 (см. рис. 4.15) к отверстиям гильз насосных секций.
Рис. 4.16. Нагнетательный клапан:
1 — штуцер; 2 — пружина; 3 — клапан; 4 — седло клапана; 5 — гильза плунжера; 6 — коническая фаска клапана; 7 — разгрузочный поясок; 8 — кольцевая проточка; 9 — направляющая клапана; 10 — плунжер
При движении плунжера вниз под действием пружины топливо поступает в подплунжерную полость. При движении плунжера вверх давление в результате закрытия впускного отверстия гильзы возрастает, открывается нагнетательный клапан 5 и топливо по топливопроводу высокого давления подается к форсунке. Движущийся вверх плунжер в это время продолжает сжимать топливо. Как только давление превысит 18,5 МПа, игла форсунки под действием давления топлива преодолеет усилие пружины, поднимется и обеспечит тем самым впрыск топлива в цилиндр двигателя.
По мере движения плунжера вверх его отсечная кромка достигает отверстия в гильзе, что приводит к резкому падению давления в надплунжерной полости, в результате чего нагнетательный клапан под действием пружины опускается и перекрывает подачу топлива к форсунке.
Привод топливного насоса осуществляется от шестерни распределительного вала через приводной валик, который вращается в двух шарикоподшипниках с одинаковой частотой с распределительным валом. Крутящий момент от приводного валика на кулачковый вал насоса передается через муфту 22, состоящую из ведущей и ведомой полу муфт. Овальные пазы ведущей полумуфты позволяют ведомой полумуфте поворачиваться вместе с автоматической муфтой 21 опережения впрыска и кулачковым валом насоса относительно коленчатого вала двигателя и изменять тем самым начало подачи топлива в цилиндры. Для регулировки начала подачи топлива на корпусе ТНВД и муфты имеются метки.
Регулятор частоты вращения (рис. 4.17) — двухрежимный, устанавливает минимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя, равную 600 об/мин, и ограничивает максимальную частоту вращения до 2800 об/мин. В этом диапазоне частоты вращения подача топлива осуществляется водителем через педаль подачи топлива. При частоте свыше 2800 об/мин центробежные силы перемещают грузы 13 регулятора, преодолевая сопротивление пружин 20, и передвигают рейку 22 топливного насоса, резко уменьшая подачу топлива, в результате чего частота вращения коленчатого вала двигателя снижается.
Рис. 4.17. Регулятор частоты вращения коленчатого вала:
1 — насос высокого давления; 2— верхняя крышка; 3 — регулировочный болт; 4 — крышка регулятора; 5 — кулиса; 6 — палец направляющего ползуна; 7 — нижний ползун; 8 — ось кулисы; 9 — ползун углового рычага; 10 — угловой рычаг регулятора;11 — корпус регулятора; 12 — ось груза; 13 — груз регулятора; 14 и 16 — крестовины; 15 — демпфер; 17 — гайка фиксации крестовины; !8 — упорная шайба; 19 — ось крестовины; 20 — пружины; 21 — тарелка пружины; 22 — рейка топливного насоса
Автоматическая муфта опережения впрыска топлива (рис. 4.18) состоит из соединенной с приводным валиком ведущей 1 и двух ведомых 6 и 9 полумуфт, которые установлены на переднем конце кулачкового вала насоса. При увеличении частоты вращения коленчатого вала под действием центробежных сил грузы 2 расходятся, и ведомые полумуфты поворачиваются относительно ведущей полумуфты в направлении вращения кулачкового вала насоса, что вызывает увеличение угла опережения впрыска топлива. При уменьшении частоты вращения вала грузы под действием пружины 5 сходятся и поворачивают полумуфты в обратную сторону.
Рис. 4.18. Автоматическая муфта опережения впрыска топлива:
1 — ведущая полумуфта; 2 — груз; 3 — ось груза; 4 — подвижная опора пружины; 5 — пружина; 6 и 9 — ведомые полумуфты; 7 — ролик; 8 — ось ролика; 10 — крышка; 11 — конусная муфта; 12 — манжета; 13 — пробка
Форсунка (рис. 4.19) состоит из корпуса 1, к нижнему торцу которого гайкой 8 присоединены проставка 6 и корпус распылителя 7. Корпус распылителя с иглой 10 составляет прецизионную пару и не может быть распарен. Распылитель имеет 2 сопловых отверстия. Топливо подводится к форсунке от ТНВД через щелевой фильтр 2, по каналам поступает в кольцевую полость 9, отжимает иглу 10 и впрыскивается в цилиндр.
Форсунка закрепляется в гнезде головки цилиндра скобой. Торец гагйки 8 уплотняют от прорыва газов медной шайбой.
Рис. 4.19. Форсунка:
1 — корпус форсунки; 2 — фильтр форсунки; 3 — уплотнительное кольцо; 4 — тарелка пружины; 5 — пружина; 6 — проставка; 7 — корпус распылителя; 8 — гайка распылителя; 9 — кольцевая полость; 10 — игла; 11 — регулировочный винт
Топливопроводы низкого давления — пластмассовые, высокого давления — металлические. Топливопроводы присоединяются к приборам системы питания при помощи штуцеров.
Система питания двигателя воздухом. Данная система (рис. 4.20) включает в себя воздухозаборник 3, воздушный фильтр 2 и эжектор 8 для отсоса пыли, с заслонкой 6.
Рис. 4.20. Система питания двигателя воздухом с автоматической очисткой от пыли воздушного фильтра:
1- впускная труба; 2 — воздушный фильтр; 3 — воздухозаборник, 4 крышка фильтрующего элемента; 5 — труба отсоса пыли; 6 — заслонка; 7 — рукоятка заслонки; 8 — эжектор
Воздушный фильтр (рис. 4.21) — двухступенчатый, с инерционной решеткой, автоматическим отсосом пыли и сменным бумажным фильтрующим элементом, состоит из корпуса 8, фильтрующего элемента 3 и крышки 5. Крышка крепится к корпусу четырьмя защелками 7. Воздух через воздухозаборник 1 подается в первую ступень фильтра с инерционной решеткой. В результате резкого изменения направления воздуха в инерционной решетке крупные частицы пыли отделяются и под действием разрежения в патрубке, соединенном с эжектором глушителя, выбрасываются с отработавшими газами в атмосферу. Затем предварительно очищенный воздух поступает во вторую ступень с бумажным фильтрующим элементом, проходя через который оставляет на нем мелкие частицы пыли, и поступает в двигатель. Попадание воды в воздушный фильтр недопустимо, так как при попадании ее в цилиндры двигателя может произойти гидравлический удар, сопровождающийся поломкой деталей кривошипно-шатунного механизма.
Рис. 4.21. Воздушный фильтр:
1 — воздухозаборник; 2 — распорная пружина; 3 — фильтрующий элемент; 4 — уплотнитель; 5 — крышка; 6 — винт; 7 — защелка; 8 — корпус; 9 — патрубок отсоса пыли; 10 — кронштейн; 11 — воздухопровод двигателя; 12 — шплинт; 13 — центробежный воздухоочиститель; 14 — хомутик
В системе питания двигателя воздухом на впускном трубопроводе установлен индикатор засоренности воздушного фильтра, который при засорении фильтра под действием возрастающего разрежения во впускных трубопроводах двигателя сигнализирует о необходимости промывки фильтра или замены бумажного фильтрующего элемента.
Система выпуска отработавших газов (рис. 4.22). Она состоит из двух выпускных трубопроводов, двух приемных труб 2, гибкого металлического рукава, глушителя 5, на выпускной трубе которого установлен эжектор 8 отсоса пыли. Глушитель представляет собой ряд соединенных последовательно акустических камер, поглощающих энергию отработавших газов.
Рис. 4.22. Система выпуска газов:
1 — уплотнительное кольцо; 2 — приемные трубы; 3 — тройник; 4 — задняя приемная труба; 5 — глушитель; 6 — выпускная труба; 7 — рукоятка заслонки; 8— эжектор; 9 — газоотборный патрубок; 10—корпус заслонки; 11 — патрубок отсоса пыли; 12 — пневматический цилиндр вспомогательной тормозной системы; 13 — тормозной механизм вспомогательной тормозной системы (моторный тормоз)
Система электрофакельного подогревателя (рис. 4.23) (термостарт) предназначена для ускорения пуска холодного двигателя при температуре окружающего воздуха до минус 25 °С. При испарении и воспламенении топлива на электросвечах 4 возникает факел, который подогревает поступающий в цилиндры двигателя воздух.
Рис. 4.23. Электрофакельный предпусковой подогреватель дизельного двигателя (термостарт):
1 — топливопровод, идущий к электромагнитному клапану; 2 — топливный насос высокого давления; 3 — впускной трубопровод, 4 — электросвеча; 5 -топливопровод, идущий к свече; 6 — электромагнитный топливный клапан; 7 — термореле; 8 — включатель термостарта; 9 — сигнальная лампа; 10 — реле шунтирования добавочного резистора термореле
Свечи ввернуты во впускные трубопроводы и соединены топливопроводами с электромагнитным топливным клапаном. Топливо к клапану подводится из системы питания двигателя.
При нажатии на кнопку включателя 8 термостата напряжение подается на спирали свечей через добавочный резистор термореле 7, которое установлено в кабине за приборной панелью. Как только свечи нагреваются до необходимой температуры, замыкаются контакты термореле, в результате чего открывается электромагнитный топливный клапан 6. Одновременно загорается лампа 9 в левом блоке контрольных ламп, сигнализируя о готовности системы к пуску двигателя. При включении стартера топливоподкачивающий насос подводит топливо через электромагнитный клапан к раскаленным свечам, где топливо испаряется и воспламеняется. Одновременно срабатывает термореле, и на спирали свечей подается полное напряжение аккумуляторной батареи. Добавочный резистор термореле при этом отключается. Специальное реле отключает обмотку возбуждения генератора на все время пуска двигателя при помощи термостарта, предохраняя тем самым спирали свечей от перегрева.
Привод управления подачей топлива (рис. 4.24) осуществляется водителем от подвесной педали 9 управления подачей топлива при помощи валика с рычагом через пневматический цилиндр 11, промежуточный двуплечий рычаг 14 и тягу 13 к рычагу всережимного регулятора топливного насоса высокого давления.
Управление подачей топлива может также осуществляться при помощи ручки 6 тяги ручного управления, находящейся на кронштейне тяг.
Рис. 4.24. Привод управления подачей топлива:
1 — топливный насос высокого давления; 2 — тяга коррекции пусковых, подач; 3 — кронштейн крепления тяг; 4 — ручка тяги управления корректором пусковых подач; 5 — ручка тяги ручного останова двигателя; 6— ручка тяги ручного управления подачи топлива; 7 — тяга привода ручного останова двигателя; 8 — тяга привода ручного управления подачей топлива; 9— педаль управления подачей топлива; 10 — установочный болт хода педали топлива; 11- пневматический цилиндр; 12 — оттяжная пружина; 13 — промежуточная тяга; 14 — промежуточный рычаг