В последние годы стали все шире использовать дизельные двигатели на автомобилях. В канун 1977 г. (29.12.1976 г.) введена в эксплуатацию первая очередь Камского комплекса (КамАЗ) по производству большегрузных автомобилей с дизельными двигателями.

В связи с увеличением выпуска дизелей некоторые автомобильные заводы страны (ЗИЛ, ГАЗ, ЛАЗ, ЛиАЗ, Уральский и др.) проводят испытания новых моделей автомобилей и автобусов с дизельными двигателями, чтобы в ближайшее время заменить ими карбюраторные двигатели. Следует признать, что использование карбюраторных двигателей на грузовых автомобилях в современных условиях с экономической точки зрения нецелесообразно, а также нежелательно вследствие большого загрязнения атмосферы токсичными веществами.

Хорошие технико-экономические показатели дизелей способствуют их широкому применению на автомобилях. В перспективе намечено использование дизелей на всех грузовых автомобилях, автобусах и на значительной части легковых автомобилей.

ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО

Для дизелей используют более дешевые, чем бензины, сорта нефтяных топлив (керосино-газойлевые и соляровые фракции). Согласно существующим стандартам дизельное топливо получают двух видов: из малосернистых (ГОСТ 4749—73) и сернистых (ГОСТ 305—73) нефтей. Дизельное топливо выпускается следующих марок: ДА, ДЗ, ДЛ и ДС (ГОСТ 4749—73) и А, ЗС, Л и С (ГОСТ 305—73).

Арктические топлива ДА и А предназначены для питания дизелей при температуре окружающего воздуха ниже —30° С (ДА) и при —50° С и выше (А); зимние топлива ДЗ и ЗС (зимнее северное) — при температуре выше —30° С; летние топлива ДЛ и Л — при температуре воздуха 0° С и выше; ДС и С — специальные дизельные топлива. Зимние и летние топлива различаются главным образом температурой застывания. Качество дизельного топлива оценивают октановым числом. Дизельное топливо сравнивают со смесью из двух топлив: цетана и альфаметилнафталина. Цетан обладает минимальным периодом запаздывания воспламенения, обеспечивает работу двигателя по мягкой характеристике, для него цетановое число условно принимают равным 100. Альфаметилнафталин обладает наибольшим, периодом запаздывания воспламенения (трудно воспламеняется) и вызывает работу двигателя по жесткой характеристике: его цетановое число условно принимают равным нулю. Если испытываемое дизельное топливо ведет себя в отношении воспламеняемости как объемная смесь, состоящая например, из 40% цетана и 60% альфаметилнафталина, то цетановое число такого топлива равно 40 и т. д. По содержанию серы дизельное топливо бывает двух видов: содержание серы не более 0,2%; содержание серы от 0,2 до 0,5%. Например, топливо Л-0,2 — летнее с содержанием серы до 0,2 %, топливо ЗС-0,5 — зимнее северное с содержанием серы до 0,5%.

ОБЩАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ

Система питания дизеля служит для подачи в цилиндры двигателя воздуха и топлива и отвода отработавших газов. Топливо подается под большим давлением, в определенные моменты (характеризуемые углом опережения по. дачи топлива) и в определенном количестве в зависимости от нагрузки двигателя. Система питания дизеля состоит из систем подачи воздуха, подачи топлива и выпуска отработавших газов.

В систему питания четырехтактного дизеля ЯМЗ-236 (рис. 1, а) входят топливный бак 9, фильтры грубой 8 и тонкой 1 очистки топлива, топливоподкачивающий насос 11, топливопроводы, форсунки 6, топливный насос 5 высокого давления с всережимным регулятором, воздухоочиститель 4 и другие приборы и детали.

Рассмотрим путь топлива в системе питания. Из бака 9 через фильтр 8 грубой очистки по топливопроводу 10 топливо поступает к топливоподкачивающему насосу 11, от которого подается по топливопроводу 12 к фильтру 1 тонкой очистки, а по топливопроводу 2 к насосу 5 высокого давления. Насос по топливопроводам 3 высокого давления подает топливо в форсунки 6 в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя (1—4—2—5—3—6). Независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя в каналах насоса поддерживается постоянное давление топлива 130—150 кН/м2 (1,3-— 1,5 кгс/см2) вследствие работы перепускного клапана 13 и жиклера фильтра тонкой очистки. Топливо, не использованное в насосе высокого давления, но топливопроводу 14 сливается в бак. Топливопроводы 7 служат для отвода в бак топлива, просочившегося между распылителем форсунки и иглой. Топливо, постоянно циркулирующее в системе питания, охлаждает головку насоса, отводит в бак топливо и воздух, попавший в систему.

Особенностью системы питания дизеля автомобиля КамАЗ-5320 является наличие в ней двух топливоподкачивающих насосов 23 и 34 (рис. 86, б). Насос 23, установленный на кронштейне коробки передач, имеет только ручной привод, а насос 34, укрепленный на корпусе насоса 17 высокого давления, имеет два привода: ручной и механический.

При работе двигателя топливо из бака 27 по топливопроводу 29 поступает в фильтр 31 грубой очистки, затем подходит к тройнику 25 и по топливопроводу S3 к топливоподкачивающему насосу 34. Насос 34 нагнетает топливо по топливопроводу 18 к фильтру 22 тонкой очистки, а из него по топливопроводу 24 к впускной полости насоса 17 высокого давления. От насоса 17 по топливопроводам 16 топливо подается в форсунки 15 в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя (1—5—4—2—6—3—7—8).

Топливо, не использованное в насосе высокого давления, и воздух, попавший в систему питания, отводятся через перепускной клапан насоса и сливной клапан фильтра тонкой очистки по топливопроводам 19 и 30 в топливный бак. Топливопроводы 32 и 28 с тройником 26 служат для отвода в бак топлива, просочившегося между распылителем и иглой.

При работе дизеля ЯАЗ-М206 топливоподкачивающий насос 14 (рис. 2) засасывает топливо из бака 2 через трубку 1, топливопровод 4, фильтр 7 грубой очистки и топливопровод 16, а затем нагнетает топливо по топливопроводу 15 через фильтр 8 тонкой очистки и топливопровод 9 к насосам-форсункам 12 в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя (1 — 5—3—6—2—4). Избыток топлива, непрерывно идущего через насосы-форсунки, охлаждает их и по топливопроводам 11 и 13 отводится в топливный бак. В конце отводящего топливопровода 11 установлен штуцер 10 с дроссельным отверстием, создающим сопротивление, что способствует поддержанию необходимого давления в системе питания.

Рис. 1. Схемы систем питания четырехтактных дизелей:

а — дизеля ЯМЗ-236; б — дизеля автомобиля КамАЗ-5320; 1 и 22 — фильтры тонкой очистки топлива; 2, 3, 7, 10, 12, 14, 16, 18, 19, 20, 24, 28, 29, 30, 32 и 33 — топливопроводы; 4 — воздухоочиститель; 5 к 17 — насосы высокого давления; 6 и 15 - форсунки; 8 и 31 — фильтры грубой очистки топлива; 9 и 27 — топливные баки; 11, 23 и 34 — топлнвоподкачивающяе насосы; 13 — перепускной клапан; 21 - кран отбора топлива к подогревателю; 25 и 26 - тройники

Система питания четырехтактных дизелей ЯМЗ-236 и дизеля автомобиля КамАЗ-5320 имеет много общего с системой питания двухтактного дизеля ЯАЗ-М206. Однако есть и отличия: системы питания четырехтактных дизелей разделенного типа, т. е. насос высокого давления и форсунка выполнены в виде отдельных агрегатов; между насосом высокого давления и форсунками

Рис. 2. Схема системы питания двухтактного двигателя ЯАЗ-М206:

1 — топливозаборная трубка; 2 — топливный бак; 3 — наливная горловина; 4, 9, 11. 13, 15 и 16 — топливопроводы; 5 — датчик указателя уровня топлива в баке; 6—указатель уровня топлива в баке; 7 — фильтр грубой очистки топлива; 8 — фильтр тонкой очистки топлива; 10 — штуцер с дроссельным отверстием; 12 - насос-форсунка; 14 — топливоподкачивающий насос

установлены трубопроводы высокого давления; к корпусу насоса высокого давления присоединен корпус всережимного регулятора. Системы питания двухтактных дизелей — неразделенного типа; т. е. насос высокого давления и форсунка объединены в один агрегат — насос-форсунку; нет топливопроводов высокого давления, что позволило поднять давление впрыска топлива, а его распыление сделать более тонким; регулятор двухрежимный т.е. устойчиво поддерживает минимальную частоту вращения холостого хода и ограничивает максимальную частоту вращения.

В системе питания двигателей, работающих на сжатом и сжиженном газах, как и в карбюраторном двигателе, смесь такого газа с воздухом приго­тавливается в карбюраторе-смесителе. У таких двигателей предусмотрена кратковременная работа и на бензине. Горючая смесь в дизелях образуется внутри рабочих цилиндров. В конце такта сжатия в цилиндры дизеля под вы­соким давлением через форсунку впрыскивается топливо, которое распыли­вается и самовоспламеняется вследствие высокой температуры сжатого воз­духа.

Основной агрегат системы питания дизелей - топливный насос 5 (см. рисунок 4.2, б). Он служит для подачи топлива под давлением к форсункам (в определенный момент) и дозирования топлива в соответствии с режимом ра­боты двигателя. Большинство автотракторных двигателей имеет секционные (рядные или V-образные) топливные насосы. Каждая насосная секция рабо­тает следующим образом.

При движении вниз плунжера 10 (рисунок 4.4) топливо с момента от­крытия отверстия 6 в гильзе 4 поступает в надплунжерное пространство. При движении плунжера вверх в начальный период топливо вытесняется из гиль­зы через отверстие 6. Когда верхняя кромка плунжера 10 перекроет это окно, в надплунжерном пространстве гильзы начинает повышаться давление. Под действием повышенного давления открывается нагнетательный клапан 1 и топливо по топливопроводу подается в форсунку.

Рисунок 4.4 Схема работы секции топливного насоса дизеля: а - заполнение топливом надплунжерного пространства; б - нагнетательный ход плунжера; в - прекращение подачи топлива (отсечка); г - крайние положения плунжера; I -максимальная подача топлива; II - подача топлива отключена; 1 - нагнетательный (обрат­ный) клапан; 2 - седло клапана; 3 - медное уплотнительное кольцо; 4 - гильза плунжера; 5 - корпус насосной (топливной) секции; 6 - боковое отверстие в гильзе; 7 - отсечная кром­ка плунжера; 8 - кольцевая выточка; 9 - продольный паз; 10 - плунжер; 11 - разгрузочный поясок.

При дальнейшем движении плунжера отсечная кромка 7 открывает от­верстие 6 и топливо вытекает из надплунжерного пространства (это про­странство высокого давления) через продольный паз 9, кольцевую выточку 8

и боковое отверстие 6. Давление в надплунжерном пространстве резко пада­ет, и под действием избыточного давления в топливопроводе нагнетательный клапан 1 прижимается к седлу 2. В результате этого разъединяются плун­жерное пространство и топливопровод.

Цилиндрический поясок нагнетательного клапана 1 называют разгру­зочным. При движении плунжера этот поясок действует как поршень, осво­бождая часть объема топливопровода высокого давления, что приводит к резкому снижению давления в топливопроводе и быстрой посадке иглы рас­пылителя форсунки, а следовательно, к резкой отсечке впрыска топлива.

Количество подаваемого топлива зависит от активного (рабочего) хода плунжера. На рисунке 4.4 (положение I ) показана максимальная подача топ­лива. При повороте плунжера по ходу часовой стрелки (если смотреть свер­ху) подача уменьшается, а против хода часовой стрелки - увеличивается. Ес­ли плунжер повернуть так, что продольный паз 9 плунжера будет находиться против отверстия 6, то подачи топлива не будет (рисунок 4.4, положение II ).