Система питания топливом КамАЗ-5320, -55102, -55111

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 давлений, топливных баков, электромагнитного клапана и факельных свечей электрофакельного пускового устройства.

Принципиальная схема системы питания пока­зана на рис. 35. Топливо из бака 1 через фильтр грубой очистки 2 засасывается топливоподкачиваю­щим насосом и через фильтр тонкой очистки 17 по топливопроводам низкого давления 3, 9, 15, 21 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 топливо-проводам 16 и 18 отводятся в топливный бак. Топливо, просо­чившееся через зазор между корпусом распылителя и иглой, сливается в бак через сливные топливопро­воды 4, 14, 20.

Рис. 35. Схема питания двигателя топливом: 1 - бак топливный; 2 - фильтр грубой очистки топлива; 3 - трубка топливная подводящая к насосу низкого давления; 4 - трубка топливная дренажная форсунок левых головок; 5 - форсунка; 6 - трубка топливная высокого давления; 7 - насос топливоподкачивающий низкого давления; 8 - насос топливоподка­чивающий ручной; 9 - трубка топливная отводящая насоса низкого давления; 10 - насос топливный 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 приемная с фильтром

Фильтр грубой очистки (отстойник) (рис. 36) предварительно очищает топливо, поступающее в топливоподкачивающий насос низкого давления. Он установлен на всасывающей магистрали системы питания с левой стороны автомобиля на раме.

Рис. 36. Фильтр грубой очистки топлива: 1 - пробка сливная; 2 - стакан; 3 - успокоитель; 4 - сетка фильтру­ющая; 5 - отражатель; 6 - распределитель; 7 - болт: 8 - фланец; 9 - кольцо уплотнительное; 10 - корпус

Стакан 2 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 стаканы. 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. 37), 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, установленный в корпусе 1. Начало сдвига клапана-жиклера 4 (рис. 38) происходит при давле­нии в полости 24,5... 44,1 кПа (0,25... 0,45 кгс/см²), а начало перепуска топлива из полости А в полость В — 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.

Рис. 37. 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

Рис. 38. Клапан-жиклер фильтра тонкой очистки топлива: 1 - шайба регулировочная; 2 - пробка клапана; 3- пружина; 4 - клапан-жиклер

Топливопроводы подразделяются на топливопро­воды низкого 392... 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 гнездам штуцеров топливного насоса и форсунок. Во избежание поломок от вибрации топливопроводы закреплены скобками и кронштейнами.

Насос топливный высокого давления предназначен для подачи в цилиндры двигателя в определенные моменты времени строго дозированных порций топ­лива под высоким давлением. В корпусе 1 (рис. 39) установлены восемь секций, каждая состоит из кор­пуса 17, втулки 16 плунжера 11, поворотной втулки 10, нагнетательного клапана 19, прижатого через уплотнительную прокладку 18 к втулке плунжера штуцером 20. Плунжер совершает возвратно-посту­пательное движение под действием кулачка вала 44 и пружины 8. Толкатель от проворачивания в корпу­се зафиксирован сухарем 6. Кулачковый вал враща­ется в роликоподшипниках 42, установленных в крышках и прикрепленных к корпусу насоса. Осе­вой зазор кулачкового вала регулируется прокладка­ми 48. Величина зазора должна быть не более 0,1 mm.

Рис. 39. Топливный насос высокого давления: 1 - кор­пус; 2, 32 - ролики толкателей; 3, 31 - оси роликов; 4 - втулка ролика; 5 - пята толкателя; 6 - сухарь; 7 - тарелка пружины толкателя; 8 - пружина толкателя: 9, 34, 43, 45, 51 - шайбы; 10 - втулка поворотная; 11 - плунжер; 12, 13, 46, 55 - кольца уплотнительные; 14 - штифт устано­вочный; 15 - рейка; 16 - втулка плунжера; 17 - корпус секции; 18 - прокладка нагнетательного клапана; 19 - клапан нагнетательный; 20 - штуцер; 21 - фланец корпуса секции; 22 - насос ручной топливоподкачива­ющий; 23 - пробка пружины; 24, 48 - прокладки; 25 - корпус насоса низкого давления; 26 - насос топливоподкачивающий низкого давления; 27 - втулка штока; 28 - пружина толкателя; 29 - толкатель; 30 - винт стопорный; 33, 52 - гайки; 35 - эксцентрик привода насоса низкого давления; 36, 50 - шпонки; 37 - фланец ведущей шестерни регулятора; 38 - сухарь ведущей шестерни регулятора; 39 - шестерня ведущая регулято­ра; 40 - втулка упорная; 41, 49 - крышки подшипника; 42- подшипник; 44 - вал кулачковый; 47 - манжета с пружиной в сборе; 53 - муфта опережения впрыскива­ния топлива; 54 - пробка рейки; 56 - клапан перепус­кной; 57 - втулка рейки; 58 - ось рычага реек; 59 - прокладки регулировочные

Для увеличения подачи топлива плунжер 11 пово­рачивают втулкой 10, соединенной через ось повод­ка с рейкой 15 насоса. Рейка перемещается в направ­ляющих втулках 57. Выступающий ее конец закрыт пробкой 54. 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 56, 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.

Смазывание насоса циркуляционное, под дав­лением от общей системы смазывания 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.

Характеристика топливной аппаратуры

Топливный насос высокого давления рассчитан на эксплуатацию при температурах окружающего воздуха от плюс 50 до минус 50 градусов Цельсия и относительной влажности воздуха до 98% при плюс 35 градусов Цельсия.

Регулятор частоты вращения (рис. 40) всережимный, прямого действия, изменяет количество топли­ва, подаваемого в цилиндр в зависимости от нагруз­ки, поддерживая заданную частоту. Регулятор уста­новлен в развале корпуса топливного насоса высо­кого давления. На кулачковом валу насоса установ­лена ведущая шестерня 21 регулятора, вращение на которую передается через резиновые сухари 22. Ве­домая шестерня выполнена заодно 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 82 муфты грузов. Рычаг 32 одним концом закреплен на оси 33, а другим — через штифт соединен с рейкой 27 топливного насоса. На оси 33 закреплен рычаг 31, другой конец которого перемещается до упора в регулировочный болт 24 подачи топлива. Рычаг 32 передает усилие рычагу 31 через корректор 15.

Рис. 40. Регулятор частоты вращения: 1 - крышка задняя; 2 - гайка; 3 - шайба; 4 - подшипник; 5 - прокладка регулировочная; 6-шестерня промежуточ­ная; 7 - прокладка задней крышки регулятора; 8 - кольцо стопорное; 9 - державка грузов; 10 - ось груза; 11 - подшипник упорный; 12-муфта; 13-груз; 14-палец; 15- корректор; 16-пружина возвратная рычага останова; 17- болт; 18-втулка; 19-кольцо; 20-рычаг пружины регуля­тора; 21-шестерня ведущая; 22-сухарь ведущей шестер­ни; 23-фланец ведущей шестерни; 24 - болт регулировоч­ный подачи топлива; 25- рычаг стартовой пружины; 26 - пружина регулятора: 27 - рейка; 28 - пружина стартовая; 29 - штифт; 30 - рычаг реек; 31 - рычаг регулятора; 32 - рычаг муфты грузов; 33 - ось рычагов регулятора; 34 - болт крепления верхней крышки

Рычаг 1 управления подачи топлива (рис. 41) жестко связан с рычагом 20 (см. рис. 40). К рычагам 20, 31 присоединена пружина 26, к рычагам 25, 30— стартовая пружина 28.

Рис. 41. Крышка регулятора частоты вращения: 1 - рычаг управления регулятором подачи топлива; 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; I - работа; II - выключено

Во время работы регулятора в определенном режи­ме центробежные силы грузов уравновешены усили­ем пружины 26. При увеличении частоты вращения коленчатого вала регулятора, преодолевая сопротив­ление пружины 26, грузы перемещают рычаг 32 регулятора с рейкой топливного насоса — подача топлива уменьшается. При уменьшении частоты вра­щения коленчатого вала центробежная сила грузов уменьшается, и рычаг 32 регулятора с рейкой топлив­ного насоса под действием усилия пружины перемещается в обратном направлении—подача топлива и частота вращения коленчатого вала увеличиваются.

Подача топлива выключается поворотом рычага 3 останова (см. рис. 41) до упора в болт 6, при этом рычаг 3, преодолев усилие пружины 26 (см. рис. 40), через штифт 29 повернет рычаги 31 и 32; рейка переместится до полного выключения подачи топ­лива. При снятии усилия с рычага останова под действием пружины рычаг возвратится в рабочее положение, а стартовая пружина 16 через рычаг 30 вернет рейку топливного насоса в положение макси­мальной подачи топлива, необходимой для пуска.

Насос топливный низкого давления поршневого типа предназначен для подачи топлива от бака через фильтр грубой и тонкой очистки к впускной полости насоса высокого давления. Насос установлен на задней крышке регулятора. В корпусе 25 (см. рис. 39) установлены поршень, пружина поршня, втулка 27 штока и шток толкателя, во фланце корпуса — впускной клапан и пружина клапана. Эксцентрик кулачкового вала через ролик 32, толкатель 29 и шток сообщает поршню топливоподкачивающего насоса возвратно-поступательное движение.

Схема работы насоса показана на рис. 42. При опускании толкателя поршень 10 под действием пружины 4 движется вниз. В полости А всасывания создается разрежение, и впускной клапан 1, сжимая пружину 2, пропускает в полость топливо. Одновре­менно топливо, находящееся в нагнетательной по­лости В, вытесняется в магистраль, минуя нагнета­тельный клапан 8, соединенный каналами с обеими полостями. В свободном положении нагнетатель­ный клапан закрывает канал всасывающей полости.

При движении поршня 10 вверх топливо, за­полнившее всасывающую полость, через нагнета­тельный клапан 8 поступает в полость В под порш­нем, при этом впускной клапан 1 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, от усилия пружины — с другой стороны.

Рис. 42. Схема работы топливного насоса низкого давле­ния и ручного топливоподкачивающего насоса: 1 - клапан впускной; 2, 4, 5, 9 - пружины; 3 - поршень ручного топливоподкачивающего насоса; 6 - толкатель; 7 - эксцентрик; 8 - клапан нагнетательный; 10 - поршень; А - полость всасывания; В - полость нагнетающая: С - подача к топливному насосу высокого давления; Е - подача от фильтра грубой очистки топлива

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

Систему питания прокачивают движением ру­коятки со штоком и поршнем вверх-вниз. При движении рукоятки вверх в подпоршневом пространстве создается разрежение. Впускной клапан 1, сжимая пружину 2, открывается, и топливо поступает в полость А топливного насоса низкого давления. При движении рукоятки вниз нагнетательный клапан 8 открывается, и топливо под давлением поступает в нагнетательную магистраль.

После прокачки рукоятку наверните на верхний резьбовой хвостовик цилиндра. При этом поршень прижмется к резиновой прокладке, уплотнив всасыва­ющую полость топливного насоса низкого давления.

Муфта автоматическая опережения впрыскивания топлива (рис. 43) 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. Этим обеспечивается экономичность и приемлемая жест­кость процесса в различных скоростных режимах работы двигателя.

Рис. 43. Муфта автоматическая опережения впрыскива­ния топлива: 1 - полумуфта ведущая; 2, 4 - манжеты; 3 - втулка ведущей полумуфты; 5 - корпус; 6-прокладки регулировочные; 7 - стакан пружины; 8 - пружина; 9, 15 - шайбы; 10 - кольцо; 11 - груз с пальцем; 12 - проставка с осью; 13 - полумуфта ведомая; 14 - кольцо уплотнительное; 16 - ось грузов

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 оси вращения муф­ты. Проставка 12 ведущей полумуфты упирается одним концом в палец груза, другим — в профиль­ный выступ. Пружина 8 стремится удержать 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 в направлении враще­ния кулачкового вала, что вызывает увеличение угла опережения впрыскивания 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 топлива.

Форсунка (рис. 44) 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. Корпус и игла распылителя составляют прецизионную пару. Рас­пылитель имеет четыре сопловых отверстия.

Про­ставка 3 и корпус 1 зафиксированы относительно корпуса штифтами. Пружина 11 одним концом упи­рается в штангу 5, которая передает усилие на иглу распылителя, другим — в упор.

Топливо к форсунке подается под высоким давлени­ем через штуцер 8. Далее по каналам корпуса 6, простав­ки 3 и корпуса 1 распылителя топливо поступает в полость между корпусом распылителя и иглой и, отжи­мая ее, впрыскивается в цилиндр.

Просочившееся через зазор между иглой и корпусом распылителя топливо отводится через каналы в корпус 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 с турбонаддувом форсунка мод. 271 с повышенной пропускной способностью топлива и диаметром сопловых отверстий 0,32 мм.

Рис. 44. Форсунка: 1 - кор­пус распылителя; 2-гайка распылителя; 3 - проставив распылителя; 4 - штифты установочные; 5 - штанга форсунки; 6 - корпус фор­сунки; 7 - кольцо уплотни­тельное; 8 - штуцер; 9, 10 - шайбы регулировочные; 11 - пружина форсунки; 12 - игла распылителя

Привод управления подачей топлива (рис. 45) механический, с телескопическим толкателем, со­стоит из педали, тяг, рычагов и поперечных валиков. Предусмотрен также ручной привод подачи топлива и останова двигателя. Педаль 13 подачи топлива связана с рычагом 7 управления регулятором часто­ты вращения. Рукоятки тяг дистанционного управ­ления двигателем установлены в кабине на кронш­тейне в нижней части панели: левая 2 — для вклю­чения постоянной подачи топлива, связана гибким тросом в защитной оболочке с рычагом управления регулятором частоты вращения; правая 1 — для останова двигателя, соединена тросом с рычагом останова двигателя, который находится на крышке регулятора частоты вращения.

Рис. 45. Привод управления подачей топлива: 1-рукоятка тяги останова двигателя; 2-рукоятка тяги ручного управ­ления подачей топлива; 3, 10-задние рычаги; 4-тяга рычага управления регулятором; 5-ТНВД; 6-рычаг оста­нова двигателя; 7-рычаг управления регулятором; 8- поперечный валик; 9-задний кронштейн; 11-телескопическая тяга; 12-кронштейн педали; 13-педаль; 14-регулировочный болт.