Система питания топливом.

Система питания топливом обеспечивает очистку топлива и равномерное распределе­ние его по цилиндрам двигателя строго до­зированными порциями. На двигателях КамАЗ применена система питания топливом раз­деленного типа, состоящая из топливного насоса высокого давления, форсунок, филь­тров грубой и тонкой очистки, топливоподкачивающего насоса низкого давления, топливопроводов низкого и высокого давления, топливных баков, электромагнитного клапана, факельных свечей и электрофакельного пускового устройства.

Характеристика топлив­ной аппаратуры.

Топливный насос высокого давления	мод. 334
Порядок работы секции.	8–4–5–7–3–6–2–1
Направление вращения ку­лачкового вала (со стороны привода)	правое
Диаметр плунжера, мм	9
Ход плунжера, мм	10
Цикловая подача при (1300±10) об/мин кулач­кового вала, мм3/цикл	96
Частота вращения кулачко­вого вала насоса при упоре рычага управления регуля­тором в болт ограничения максимального скоростного режима, об/мин:	1300
при полном выключении регулятором подачи топ­лива через форсунки	1480¸1555
в начале выключения	1335¸1355
Угол начала подачи топли­ва восьмой секцией насоса до оси симметрии кулачка, град	42°¸43°
Чередование начала подачи топлива по углу поворота кулачкового вала	(0–45–90–135–180–270–315)°
Максимальное усилие на рычаге управления регуля­тором при номинальном ре­жиме работы насоса на пле­че 50 мм, Н (кгс)	127,5 (13)

 

Топливоподкачивающий насос низкого давления
Диаметр поршня, мм	22
Ход поршня, мм	8
Номинальная производи­тельность[1]. л/мин, не менее	2,5
Давление, создаваемое топливоподкачивающим насо­сом при закрытом нагнета­тельном трубопроводе к фильтру тонкой очистки и при частоте вращения ку­лачкового вала 1290¸1310 об/мин, кПа (кгс/см2), не менее	392 (4)

 

Форсунка	мод. 271
Число распыливающих отверстий	4
Диаметр распыливающих отверстий, мм	0,32
Давление начала подъема иглы, МПа (кгс/см2)
при эксплуатации	³21,5 (215)
первоначальное при за­водском регулировании	23,5¸24,2 (235¸242)

 

Система питания работает следующим об­разом. Топливо из бака 1 (рис. 15) через фильтр 2 грубой очистки засасывается топливоподкачивающим насосом и через фильтр 17 тонкой очистки по топливопроводам 3, 9, 15, 21 низкого давления подается к топ­ливному насосу высокого давления; соглас­но порядку работы цилиндров двигателя на­сос распределяет топливо по трубопроводам 6 высокого давления к форсункам 5. Фор­сунки распыляют и впрыскивают топливо в камеры сгорания. Избыточное топливо, а вмес­те с ним и попавший в систему воздух через перепускной клапан топливного насоса высо­кого давления и клапан-жиклер фильтра тон­кой очистки по дренажным топливопрово­дам 16 и 18 отводится в топливный бак. Топ­ливо, просочившееся через зазор между корпусом распылителя и иглой, сливается в бак через сливные топливопроводы 4, 14, 20.

Фильтр грубой очистки (отстойник) (рис. 16) пред­варительно очищает топливо, поступающее в топливоподкачивающий насос низкого давле­ния. Он установлен на всасывающей маги­страли системы питания с левой стороны автомобиля на раме.

Стакан 2 фильтра соединен с кор­пусом 10 четырьмя болтами 7 и уплотнен кольцом 9. Снизу в бобышку колпака ввер­нута сливная пробка 1. Топливо, поступающее из топливного бака через подводящий шту­цер, стекает в стакан. Крупные частицы и вода собираются в нижней части стакана. Из верхней части через фильтрующую сетку 4 по отводящему штуцеру и топливопрово­дам топливо подается к топливоподкачивающему насосу.

Фильтр тонкой очистки, (рис. 18) окончательно очи­щающий топливо перед поступлением в топ­ливный насос высокого давления, установлен в самой высокой точке системы питания для сбора и удаления в бак проникшего в систе­му питания воздуха вместе с частью топлива через клапан-жиклер, закреплённый в кор­пусе 1. Начало сдвига клапана-жиклёра (рис. 17) происходит при давлении в полости 24,5¸44,1 кПа (0,25¸0,45 кгс/см²), а начало перепуска топлива из полости А в Б – при давлении в полости А 196,2¸235,3 кПа (2,0¸2,4 кгс/см²). Регулируется клапан подбором регулировочных шайб 1 внутри пробки клапана.

Топливопроводы подразделяются на топливопроводы низкого [329¸1961 кПа (4¸20 кгс/см²)] и высокого [более 19614 кПа (200 кгс/см²)] давления. Топливопроводы высокого давления изготовлены из стальных трубок, концы которых выполнены конусообразными, прижаты накидными гайками через шайбы к конусным гнёздам штуцеров топливного насоса и форсунок. Во избежание поломок от вибрации, топливопроводы закреплены скобками и кронштейнами.

 

Рис. 15. Схема системы питания двигателя топливом:

1 – топливный бак; 2 – фильтр грубой очистки топлива; 3 – подводящий топливопровод к насосу низкого давления; 4 – сливной дренажный топливопровод форсунок левого ряда; 5 – форсунка; 6 – топливопровод высокого давления; топливопровод к электромагнитному клапану; 7 – топливоподкачивающий насос низкого давления; 8 – ручной топливоподкачивающий насос; 9 – трубка топливная отводящая насоса низкого давления; 10 – топливный насос высокого давления; 11 – клапан электромагнитный; 12 – трубка топливная к электромагнитному клапану; 13 – свеча факельная; 14 – трубка топливная дренажная; форсунок правых головок; 15 – трубка топливная подводящая ТНВД; 16 – трубка топливная отводящая ТНВД; 17 – фильтр тонкой очистки топлива; 18 – трубка топливная фильтра тонкой очистки топлива; 19 – тройник крепления топливных трубок; 20 - трубка топливная сливная; 21 – топливопровод к фильтру грубой очистки; 22 – труба приёмная с фильтром.

 

 

Рис. 16. Фильтр грубой очистки топлива:

1 – сливная пробка; 2 – стакан; 3 – успокоитель; 4 – фильтрующая сетка; 5 – отражатель; 6 - рас­пределитель; 7 – болт; 8 – фланец; 9 – уплотнительное кольцо; 10 – корпус.

 

Рис. 17. Клапан-жиклер фильтра тонкой очистки топлива:

1 – регулировочные шайбы; 2 – пробка клапана; 3 – пружина; 4 – клапан-жиклер; А – полость нагнетания; Б – полость к топливному баку.

 

 

Топливный насос высокого давления (ТНВД) предназначен для подачи к форсункам двигателя в определенные моменты време­ни дозированных порций топлива под высо­ким давлением.

В корпусе 1 (рис. 19) установлены восемь секций, каждая состоит из корпуса 17, втулки 16 плунжера, плунжера 11, поворот­ной втулки 10, нагнетательного клапана 19, прижатого через уплотнительную прокладку 18 к втулке плунжера штуцером 20. Плунжер совершает возвратно-поступательное движе­ние под воздействием кулачка вала 48 и пружины 8. Толкатель от проворачивания в корпусе зафиксирован сухарем 6. Кулачко­вый вал вращается в роликоподшипниках 50, установленных в крышках и прикреплен­ных к корпусу насоса. Осевой зазор кулач­кового вала регулируется прокладками 44. Величина зазора должна быть не более 0,1 мм.

 

 

Рис. 18. Фильтр тонкой очистки топлива:

1 – корпус; 2 – болт; 3 – шайба уплотнительная; 4 – пробка; 5, 6 – прокладки уплотнительные; 7 – элемент фильтрующий; 8 – колпак; 9 – пружина фильтрующего элемента; 10 – пробка сливная; 11 – стержень.

 

 

Для увеличения подачи топлива плунжер 11 поворачивают втулкой 10. соединенной через ось поводка с рейкой 15 насоса. Рейка пере­мещается в направляющих втулках 35. Выступающий ее конец закрыт пробкой 38. С противоположной стороны насоса находит­ся винт, регулирующий подачу топлива всеми секциями насоса. Этот винт закрыт пробкой и запломбирован.

Топливо к насосу подводится через спе­циальный штуцер, к которому болтом крепит­ся трубка низкого давления. Далее по кана­лам в корпусе оно поступает к впускным отверстиям втулок 16 плунжеров.

На переднем торце корпуса, на выходе топлива из насоса установлен перепускной клапан 36. открытие которого происходит при давлении 58,8¸78,5 кПа (0,6¸0,8 кгс/см²). Давление от­крытия клапана регулируется подбором регу­лировочных шайб внутри пробки клапана.

Смазка насоса – циркуляционная, пуль­сирующая, под давлением от общей системы смазки двигателя.

На двигателе с турбонаддувом установлен топливный насос высокого давления мод. 334 с повышенной энергией впрыскивания, с противодымным корректором и номинальной цикловой подачей топлива 96 мм³/цикл. Корректор, уменьшая подачу топлива, позволяет снизить дымление двигателя на ма­лой частоте (1000¸1400 об/мин) вращения коленчатого вала.

Регулятор частоты вращения (рис. 20) – всережимный, прямого действия, изменяет количество топлива, подаваемого в цилиндр, в зависи­мости от нагрузки, поддерживая заданную частоту. Регулятор размещен в развале кор­пуса ТНВД. На кулачковом валу насоса уста­новлена ведущая шестерня 21 регу­лятора, вращение на которую передается че­рез резиновые сухари 22. Ведомая шестерня выполнена как одно целое с державкой 9 грузов, вращающейся на двух шарикопод­шипниках. При вращении державки грузы 13, качающиеся на осях 10. под действием центробежных сил расходятся и через упор­ный подшипник 11 перемещают муфту 12. Муфта, упираясь в палец 14. в свою очередь перемещает рычаг 33 муфты грузов. Рычаг одним концом закреплен на оси 34, а другим – через штифт соединен с рейкой 28 топлив­ного насоса.

 

Рис. 19. Топливный насос:

1 – корпус; 2 – ролик толкателя; 3 – ось ролика; 4 – втулка ролика; 5 – пята толкателя; 6 – сухарь; 7 – тарелки пружины толкателя; 8 – пружина толкателя; 9, 41, 47, 49, 58 – шайбы; 10 – поворотная втулка; 11 – плунжер; 12, 13, 37, 45 – уплотнительные кольца; 14 – установочный штифт; 15 – рейка; 16 – втулка плунжера; 17 – корпус секции; 18 – прокладка нагнетательного клапана; 19 – клапан нагнетательный; 20 – штуцер; 21 – фланец корпуса секции; 22 – ручной топливоподкачивающий насос; 23 – пробка пружины толкателя; 24, 44 – прокладки; 25 – корпус насоса низкого давления; 26 – топливоподкачивающий насос низкого давления; 27 – втулка штока; 28 – пружина толкателя; 29 – толкатель; 30 – стопорный винт; 31 – ось ролика; 32 – ролик толкателя; 33 – регулировочные прокладки; 34 – ось рычага реек; 35 – втулка рейки; 36 – перепускной клапан; 38 – пробка рейки; 39 – муфта опережения впрыска топлива; 40, 59 – гайки; 42, 56 – шпонки: 43, 51 – крышки под­шипников; 45 – манжета с пружиной; 48 – кулачковый вал; 50 – подшипник; 52 – упорная втулка; 53 – ведущая шестерня регулятора; 54 – сухарь ведущей шестерни регулятора; 55 – фланец ведущей шестерни регулятора: 57 – эксцентрик привода насоса низкого давления.

 

 

Рис. 20. Регулятор частоты вращения:

1 – задняя крышка; 2 – гайка; 3 – шайба; 4 – подшипник; 5 – регулировочная прокладка; 6 – промежу­точная шестерня; 7 – прокладка задней крышки регулятора; 8 – стопорное кольцо; 9 – державка грузов; 10 – ось груза; 11 – упорный подшипник; 12 – муфта; 13 – груз; 14 – палец; 15 – корректор; 16 – возврат­ная пружина рычага останова; 17 – болт; 18 – втулка; 19 – кольцо. 20 – рычаг пружины регулятора; 21 – ведущая шестерня; 22 – сухарь ведущей шестерни; 23 – фланец ведущей шестерни; 24 – ограни­чивающая гайка; 25 – регулировочный болт подачи топлива; 26 – рычаг стартовой пружины; 27 – пружи­на регулятора; 28 – рейка; 29 – стартовая пружина; 30 – штифт; 31 – рычаг реек; 32 – рычаг регулятора; 33 – рычаг муфты грузов; 34 – ось рычагов регулятора; 35 – болт крепления верхней крышки.

 

 

На оси 34 закреплен рычаг 32, другой конец которого перемещается до упора в ре­гулировочный болт 25 подачи топлива. Ры­чаг 33 передает усилие рычагу 32 через корректор 15.

Рычаг управления подачей топлива 1 (рис. 20) жестко связан с рычагом 20 (см. рис. 19). К рычагам 20, 32 присоединена пру­жина 27, к рычагам 26, 31 – стартовая пру­жина 29.

Во время работы регулятора в заданном режиме центробежные силы грузов уравно­вешены усилием пружины 27. При увеличении частоты вращения коленчатого вала грузы регулятора, преодолевая сопротивление пру­жины 27, перемещают рычаг 33 с рейкой топливного насоса, и подача топлива уменьшается. При уменьшении частоты вращения коленчатого вала центробежная сила гру­зов уменьшается, рычаг 32 регулятора с рей­кой топливного насоса под действием усилия пружины перемещается в обратном направле­нии, и подача топлива, и частота вращения коленчатого вала увеличиваются.

Подача топлива выключается поворотом рычага 3 останова (см. рис. 21) до упора в болт 6. При этом рычаг 3, преодолев усилие пружины 27 (см. рис. 20), через штифт 30 повернет рычаги 32 и 33; рейка переместится до полного выключения подачи топлива. При снятии усилия с рычага останова под дейст­вием пружины 16 рычаг возвратится в рабо­чее положение, а стартовая пружина 29 че­рез рычаг 31 вернет рейку топливного насоса в положение, обеспечивающее максимальную подачу топлива, необходимую для пуска.

 

 

Рис. 21. Крышка регулятора частоты враще­ния:

1 – рычаг управления подачей топлива (регуля­тором); 2 – болт ограничения минимальной час­тоты вращения; 3 – рычаг останова; 4 – пробка за­ливного отверстия; 5 – болт регулировки пус­ковой подачи; 6 – болт ограничения хода рычага останова; 7 – болт ограничения максимальной частоты вращения.

 

 

Топливный насос низкого давления поршне­вого типа предназначен для подачи топлива от бака через фильтры грубой и тонкой очистки к впускной полости насоса высокого давления. Насос установлен на задней крышке регу­лятора и приводится в действие от эксцентри­ка кулачкового вала ТНВД.

В корпусе 25 (см. рис. 19) установлены поршень, пружина поршня, втулка 27 штока и шток толкателя, во фланце корпуса – впускной клапан и пружина клапана. Эксцентрик кулачкового вала топливного насоса высокого давления через ролик 32, толка­тель 29 и шток сообщает поршню топливоподкачивающего насоса возвратно-посту­пательное движение.

 

Рис. 22. Схема работы топливного насоса низкого давления и ручного топливоподкачивающего насоса:

1 – нагнетательный клапан; 2, 5, 7, 8 – пружины; 3 – поршень; 4 – поршень ручного топливоподкачивающего насоса; 6 – впускной клапан; 9 – толка­тель, 10 – эксцентрик; А – полость всасывания; Б – подача от фильтра грубой очистки топлива; В – нагнетательная полость; Г – подача к топлив­ному насосу высокого давления.

 

 

Схема работы насоса показана на рис. 22. При опускании толкателя поршень 3 под действием пружины 7 движется вниз. В полости А всасывания создается разреже­ние, и впускной клапан 6, сжимая пружину 5, пропускает в полость топливо. Одновре­менно топливо, находящееся в нагнетающей полости Б, вытесняется в магистраль, минуя нагнетательный клапан 1, соединенный кана­лами с обеими полостями. В свободном по­ложении нагнетательный клапан закрывает канал всасывающей полости.

При движении поршня 3 вверх топливо, заполнившее всасывавшую полость, через нагнетательный клапан 1 поступает в полость Б под поршнем, при этом впускной клапан 6 закрывается. При повышении давления в нагнетательной магистрали поршень не со­вершает полного хода вслед за толкателем, а остается в положении, которое определя­ется равновесием сил от давления топлива с одной стороны и от усилия пружины – с другой.

Топливоподкачивающим ручным насосом система заполняется топливом и из нее уда­ляется воздух. Насос поршневого типа закреп­лен на фланце топливного насоса низкого давления уплотнительной медной шайбой и со­стоит из корпуса, поршня, цилиндра, руко­ятки в сборе со штоком, опорной тарелки и уплотнения.

Топливную систему прокачивают движени­ем рукоятки со штоком и поршнем вверх-вниз. При движении рукоятки вверх в подпоршневом пространстве создается разрежение. Впускной клапан 6 (см. рис. 22), сжимая пружину 5, открывается, и топливо поступает в полость А топливного насоса низкого давления. При движении рукоятки вниз нагнетательный клапан 1 открывается и топливо под давлением поступает в нагне­тательную магистраль.

После прокачки рукоятку наворачивают на верхний резьбовой хвостовик цилиндра. При этом поршень прижимается к резиновой про­кладке и уплотняет всасывающую полость топливного насоса низкого давления.

Автоматическая муфта опережения впрыс­ка топлива (рис. 23) изменяет начало пода­чи топлива в зависимости от частоты враще­ния коленчатого вала двигателя. Применение муфты обеспечивает оптимальное для рабочего процесса начало подачи топлива по всему диапазону скоростных режимов, чем дости­гается необходимая экономичность и прием­лемая жесткость процесса в различных ско­ростных режимах работы двигателя.

Ведомая полумуфта 13 закреплена на конической поверхности переднего конца ку­лачкового вала топливного насоса шпонкой и гайкой с шайбой, ведущая полумуфта 1 – на ступице ведомой полумуфты (может пово­рачиваться на ней). Между ступицей и полу­муфтой установлена втулка 3. Грузы 11 ка­чаются на осях 16, запрессованных в ведомую полумуфту, в плоскости, перпендикулярной к оси вращения муфты. Проставка 12 ведущей полумуфты упирается одним концом в палец груза, другим – в профильный выступ. Пружина 8 удерживает груз на упоре во втулку 3 ведущей полумуфты.

При увеличении частоты вращения колен­чатого вала грузы под действием центробеж­ных сил расходятся, вследствие чего ведомая полумуфта поворачивается относительно ве­дущей полумуфты в направлении вращения кулачкового вала, что вызывает увеличение угла опережения впрыска топлива. При умень­шении частоты вращения коленчатого вала грузы под действием пружин сходятся, ве­домая полумуфта поворачивается вместе с валом насоса в сторону, противоположную направлению вращения вала. что вызывает уменьшение угла опережения подачи топ лива.

 

Рис. 23. Автоматическая муфта опережения впрыска топлива:

1 – ведущая полумуфта; 2, 4 - манжеты; 3 - втулка ведущей полумуфты; 5 – корпус; 6 – регулировочные прокладки; 7 – стакан пружины; 8 – пружина; 9, 15 – шайбы; 10 – кольцо; 11 – груз с пальцем; 12 – проставка с осью; 13 - ведомая полумуфта; 14 – уплотнительное кольцо; 16 – ось грузов.

 

Форсунка (рис. 24) – закрытого типа с многодырчатым распылителем и гидравличес­ки управляемой иглой. Все детали форсунки собраны в корпусе 6. К, нижнему торцу кор­пуса форсунки гайкой 2 присоединены проставка 3 и корпус 1 распылителя, внутри которого находится игла 14. Корпус и игла распылителя составляют прецизионную пару. Распылитель имеет четыре сопловых отвер­стия. Проставка 3 и корпус зафиксированы относительно корпуса 6 штифтами 4. Пружи­на 13 одним концом упирается в штангу 5, которая передает усилие на иглу распылите­ля, другим – в набор регулировочных шайб 11, 12.

Топливо к форсунке подается под высоким давлением через штуцер 8, в котором уста­новлен сетчатый фильтр 9. Далее по каналам корпуса 6, проставки 3 и корпуса 1 распыли­теля топливо поступает в полость между кор­пусом распылителя и иглой 14 и, отжимая иглу, впрыскивается в цилиндр. Просочив­шееся через зазор между иглой и корпусом распылителя топливо отводится через каналы в корпусе форсунки. Форсунка установлена в головке цилиндра и закреплена скобой. То­рец гайки распылителя уплотнен от прорыва газов гофрированной шайбой. Уплотнительное кольцо предохраняет полость между фор­сункой и головкой цилиндров от попадания пыли и воды.

На двигателе КамАЗ-7403.10 установлена форсунка мод. 271 с повышенной пропускной способностью и диаметром сопловых отверстий 0,32 мм.

 

Рис. 24. Форсунка:

1 – корпус распылителя; 2 – гайка распылителя; 3 – проставка; 4 - установочные штифты; 5 – штан­га; 6 - корпус; 7 – уплотнительное кольцо; 8 – штуцер; 9 – фильтр; 10 – уплотнительная втул­ка; 11, 12 – регулировочные шайбы; 13 – пружина; 14 – игла распылителя.

Привод управления подачей топлива (рис. 25) – механический, состоит из педали, тяг, рычагов и поперечных валиков. Преду­смотрен также ручной привод подачи топлива и останова двигателя. Педаль 17 управления подачей топлива связана с рычагом 4 управ­ления регулятором частоты вращения. Руко­ятки ручного привода смонтированы на уплот­нителе рычага коробки передач: левая 2 (для включения постоянной подачи топлива) связа­на гибким тросом в защитной оболочке с ры­чагом управления регулятором частоты вра­щения, правая 1 (для останова двигателя) – тросом с рычагом останова, который нахо­дится на крышке регулятора частоты враще­ния.

 

Рис. 25. Привод управления подачей топлива:

1 – ручка тяги останова двигателя. 2 – ручка тяги управления подачей топлива; 3 – болт ограничения максимальной частоты вращения коленчатого вала; 4 – рычаг управления регулятором; 5 – болт ог­раничения максимальной частоты вращения коленчатого вала; 6 – тяга; 7, 10 – рычаги; 8 – поперечный валик; 9 – задний кронштейн; 11 – оттяжная пружина; 12 – промежуточная (длинная) тяга; 13 – передний рычаг; 14 – передний кронштейн; 15 – тяга педали (короткая); 16 – уплотнитель педали; 17 – педаль.