2.8.3. Элементы системы питания

Топливоподкачивающий насос служит для прокачивания топлива через фильтры и подачи его под давлением к топливному насосу. Для большинства дизелей применяют топливоподающий насос поршневого типа.

Работает топливоподкачивающий насос следующим образом. При перемещении под действием пружины 5 (рис. 2.52) поршня вниз по направлению к эксцентрику кулачкового вала 1 в полости А создается разрежение, в результате которого топливо, пройдя через впускной клапан 7, будет заполнять полость А над поршнем. В это время топливо, находящееся под поршнем в полости Б, выталкивается в топливопровод, ведущий к фильтру тонкой очистки. При обратном ходе поршня под действием вращающегося эксцентрика и толкателя 2 давление в полости А увеличивается. Закрывается выпускной клапан, и топливо через нагнетательный клапан 6 будет выталкиваться в полость Б. После этого работа поршня повторяется.

Топливоподкачивающий насос с приводом от эксцентрика вала топливного насоса

Рис. 2.52. Топливоподкачивающий насос с приводом от эксцентрика вала топливного насоса: 1— кулачковый вал топливного насоса; 2 — толкатель; 3 — пружина толкателя; 4 — поршень; 5 — пружина поршня; 6 — нагнетательный клапан; 7 — впускной клапан; 8 — насос ручной подкачки; 9 — поршень; 10 — корпус; А, Б — полости; → — направление движения топлива; —–→ — направление вращения кулачкового вала

На корпусе топливоподкачивающего насоса над всасывающим клапаном смонтирован насос 8 ручной подкачки поршневого типа, при помощи которого система питания заполняется топливом или при необходимости из нее удаляется воздух при затрудненном пуске дизеля. При ручном перемещении рукоятки с поршнем 9 вверх топливо под действием разрежения заполняет полость А, при движении поршня вниз давление в полости А растет, впускной клапан закрывается, а нагнетательный клапан открывается и топливо подается в фильтр тонкой очистки.

Топливные фильтры обеспечивают очистку топлива от механических примесей и отделение воды. Они входят в систему топливоподачи и подразделяются на фильтры предварительной, грубой и тонкой очистки.

Фильтры предварительной очистки устанавливают в горловине топливного бака. Данные фильтры предназначены для удержания крупных механических частиц и изготовлены в виде сетки.

Фильтры грубой очистки топлива (рис. 2.53) применяют для удержания относительно крупных (около 70 мкм) частиц. Их устанавливают перед топливоподающим насосом, они задерживают до 20% механических примесей и до 60% влаги. Фильтрующими элементами являются набранные на стержень круглые с продолговатыми отверстиями и звездообразные с выступами металлические конусные пластины или гофрированный металлический стакан с плотно навитой латунной лентой, имеющей с одной стороны выступы толщиной 0,07 мм.

Фильтр грубой очистки топлива

Рис. 2.53. Фильтр грубой очистки топлива:
1 — пробка для слива отстоя; 2 — успокоитель; 3 — пластмассовый стакан; 4 — фильтрующий элемент; 5 — отражатель; 6— корпус; 7— диск; 8— штуцер вывода топлива; 9 — штуцер ввода топлива; 10 — стяжной болт

Фильтры тонкой очистки топлива (рис. 2.54) тракторного дизеля обеспечивают высокую степень очистки топлива. С их помощью осуществляется отсев частиц крупностью до 2… 5 мкм, они задерживают 96…97 % примесей. Фильтрующим элементом в фильтрах служит длинноволокнистая некрученая хлопчатобумажная пряжа, бумажные или картонные фильтрующие элементы. Бумажные фильтрующие элементы выполняются в виде спиральной гармошки из свернутой гофрированной полосы. Однако бумажные фильтрующие элементы быстро забиваются, и часть топлива в дальнейшем не фильтруется, поэтому в настоящее время все большее распространение получают картонные фильтры тонкой очистки.

Фильтры тонкой очистки топлива тракторного дизеля

Рис. 2.54. Фильтры тонкой очистки топлива тракторного дизеля:
а — основной; б — контрольной; 1 — сливной болт; 2 — стяжной болт; 3 — пружина; 4 — войлочная прокладка; 5, 10 — жестяные крышки; 6 — фильтрующая штора; 7 — картонная обечайка; 8 — корпус; 9 — стяжная шпилька; 11 — прокладка; 12 — паронитовая прокладка; 13, 14 — крышки; 15 — болт для выпуска воздуха; 16— стяжная гайка; 17— продувочный вентиль; 18— болт; 19 — таблица; 20 — узел промывки (трехходовой кран); → — направления движения топлива

Число фильтров тонкой очистки зависит от часового расхода топлива. Чем он больше, тем большее число фильтров тонкой очистки должно быть подключено на параллельную работу. В ряде конструкций фильтров тонкой очистки для их промывки в крышках расположен двух- или трехходовой кран.

При прокачке систем питания открывают вентиль и ручным насосом качают до появления сплошной струи топлива без наличия в ней пузырьков воздуха и воды.

Топливный бак изготовляют штамповкой из листовой стали. Сверху бак имеет заправочную горловину, внутри которой установлен сетчатый фильтр, а у тракторных двигателей еще и мерная линейка.

Горловина закрывается крышкой, являющейся одновременно клапаном-сапуном. На баке установлены заборная трубка для подвода топлива к двигателю, а внизу расположен кран для слива топлива или его отстоя. К баку могут подходить трубопроводы, перепускающие избыток топлива из системы.

Воздухоочиститель обеспечивает очистку воздуха, поступающего в камеру сгорания двигателя. На дизелях тракторов применяется двухступенчатый воздухоочиститель сухого типа или с масляной ванной. В воздухоочистителях
сухого типа первой ступенью служит моноциклон, а вторая ступень выполнена в виде цилиндра с двумя бумажными фильтрами. В моноциклоне поток воздуха получает вращательное движение, и частицы за счет центробежной силы отбрасываются к стенкам и попадают в бункер, из которого отсасывается с выхлопными газами. У автомобильных дизелей (на двигателях КамАЗ) преимущественно применяются одно- или двухступенчатые воздушные фильтры (рис. 2.55) со сменными бумажными фильтрующими элементами.

Воздушный фильтр двигателя КамАЗ

Рис. 2.55. Воздушный фильтр двигателя КамАЗ:
1 — корпус фильтра; 2 — фильтр; 3 — гайка-барашек; 4 — крышка фильтра; 5 — серьга крепления крышки

Турбокомпрессор предназначен для принудительного нагнетания в цилиндры дизеля воздуха под определенным давлением, что способствует эффективному сгоранию увеличенной дозы впрыскиваемого топлива и обеспечивает повышение мощности дизеля. Турбокомпрессор представляет собой одноступенчатый центробежный компрессор с приводом от радиальной центростремительной турбины, работающей от энергии потока отработавших газов. Турбокомпрессоры установлены на многих современных дизелях.

Турбокомпрессор состоит из двух колес (колесо турбины 16 (рис. 2.56) и колесо компрессора 22) и трех корпусов (корпус турбины 10, корпус компрессора 3 и средний корпус 20). Ротор турбокомпрессора подвергается динамической балансировке, так как при номинальной частоте вращения коленчатого вала дизеля он совершает до 40 тыс. оборотов в минуту.

Турбокомпрессор

Рис. 2.56. Турбокомпрессор:
1,13 — кольца уплотнительные; 2 — диск уплотнения компрессора; 3 — корпус компрессора; 4 — кольцо стопорное; 5 — щиток; 6 — подшипник; 7 — гайка крепления корпуса турбины; 8 — диск уплотнения турбины; 9 — экран; 10 — корпус турбины; 11 — вставка турбины; 12 — кольца уплотнения соединения с выпускной трубой; 14 — втулка уплотнения; 15 — вал ротора; 16 — колесо турбины; 17 — венец сопловый; 18 — прокладка; 19 — гайка крепления корпуса компрессора; 20 — средний корпус; 21 — вставка компрессора; 22 — колесо компрессора; 23 — маслоотражатель; 24 — гайка специальная

Вал 15 ротора вращается в бронзовом подшипнике 6. Смазка подшипника осуществляется моторным маслом, поступающим из смазочной системы дизеля через дополнительный масляный фильтр турбокомпрессора.

Отработавшие газы из цилиндров дизеля, пройдя по выпускному коллектору, поступают через сопловый венец 17 на лопатки колеса 16 турбины, приводя его во вращение вместе с валом 15 ротора и колесом 22 компрессора. Из турбины отработавшие газы выходят через выпускную трубу в атмосферу.

Колесо 22 компрессора, вращаясь с большой скоростью, со здает разрежение во вставке 21 и воздух, всасываясь через воздухоочиститель, поступает на лопатки колеса 22 компрессора. Под действием центробежной силы воздух под давлением нагнетается через впускной коллектор в цилиндры дизеля. Турбокомпрессор при номинальной частоте вращения коленчатого вала дизеля н а гнетает воздух в цилиндры под давлением 0,005…0,006 МПа.