Ім'я файлу: дизельний двигун.doc
Розширення: doc
Розмір: 912кб.
Дата: 30.11.2023
скачати
Пов'язані файли:
пиріжки смажені.doc
Розширення: doc
Розмір: 912кб.
Дата: 30.11.2023
скачати
Пов'язані файли:
пиріжки смажені.doc
Зміст.
Вступ.
І. Історія
ІІ. Принцип роботи
2.1. Двотактний цикл
2.2. Варіанти конструкції
2.3. Реверсивні двигуни
2.4. Переваги і недоліки
ІІІ. ДВИГУН КамАЗ-7403.10
3.1. Технічний опис.
3.2. Блок циліндрів і привід агрегатів.
3.3. Кривошипно-шатунний механізм.
3.4. Система живлення паливом.
3.5. Система охолодження.
Список використаної літератури.
Вступ.
Рудольф Дізель (Rudolf Christian Karl Diesel) ( 18 березня 1858, Париж, — 29 вересня 1913) — німецький інженер, винахідник, створив двигун внутрішнього згорання, названого на його честь.
В 1897 в Ауґсбурзі Дизель побудував двигун, заснований на принципі попереднього стиснення повітря і самозапалювання палива в циліндрі наприкінці такту стиснення. Двигун відрізнявся порівняно високим ККД, але працював на дорогому гасі та мав ряд конструкційних дефектів. Після деяких вдосконалень, внесених у 1898-99, двигун став надійно працювати на дешевому паливі — нафті й одержав широке застосування в промисловості і на транспорті.
Ди́зельний двигу́н, двигун внутрішнього згорання, у якому використовується легке нафтове паливо. Це поршневий двигун типу бензинового, але тільки повітря (а не паливо-повітряна суміш) заходить у циліндр при першому такті поршня. Поршень піднімається і стискає повітря до дуже високої температури. У цей момент насос вприскує паливо, і через високу температуру повітря, воно загорається. Поки воно горить, поршень опускається вниз (робочий хід). Двигун економічний, названий іменем свого винахідника, Рудольфа Дизеля. Цикл роботи ДВЗ складається з процесів стиску, згорання, розширення, випуску відпрацьованих газів. У теоретичних циклах приймається, що впуск паливної суміші відбувається моментально, що відповідає точці початку стиску.
Цикли карбюраторних та дизельних двигунів відрізняються характером процесу підводу тепла(згоряння). Слід відмітити, що на практиці цикл реальних ДВЗ відповідає комбінованому циклу або узагальнюючому, в якому частка тепла підводиться при V=пост., а друга при Р=пост.
Дизельні двигуни мають більший ресурс до капітального ремонту - 200-800 тим. км.
Характерним є звук насосу, що під тиском вприскує паливо в циліндри.
І. Історія
Стаціонарний одноциліндровий дизельний двигун, Німеччина, Аугсбург, 1906
Патент, виданий Рудольфу Дизелеві на його винахід
У 1890 році Рудольф Дизель розвив теорію «економічного термічного двигуна», що завдяки сильному стискові в циліндрах значно поліпшує свою ефективність. Цікаво, що в написаній їм книзі як ідеальне паливо пропонувався кам'яновугільний пил. Експерименти ж показали неможливість використання вугільного пилу як паливо — насамперед через високі абразивні властивості як самого пилу, так і золи, що виходить при згорянні; а також великі проблеми з подачею пилу в циліндри. Зате була відкрита дорога до використання як паливо важких нафтових фракцій. Хоча Дизель і був першим, котрий запатентував такий двигун із запаленням від стиску, інженер по імені Экройд Стюарт висловлював раніше схожі ідеї. Він запропонував двигун, у якому повітря втягувалося в циліндр, стискувався, а потім нагнітався (наприкінці такту стиску) у ємність, у яку впорскувалося паливо. Для запуску двигуна ємність нагрівалася лампою зовні, і після запуску самостійна робота підтримувалася без підведення тепла зовні.
Экройд Стюарт не розглядав переваги роботи від високого ступеня стиску, він просто експериментував з можливостями виключення з двигуна свіч запалювання, тобто він не звернув уваги на найбільшу перевагу — паливну ефективність. Може, це і було причиною того, що використовується термін «двигун Дизеля», «дизельний двигун» або просто «дизель», тому що теорія Рудольфа Дизеля стала основою для створення сучасних двигунів із запаленням від стиску. Надалі близько 20—30 років такі двигуни широко застосовувалися в стаціонарних механізмах і силових установках морських судів, однак існуючі тоді системи упорскування палива не дозволяли застосовувати дизелі у високо-спритних агрегатах. Невелика швидкість обертання, значна вага повітряного компресора, необхідного для роботи системи упорскування палива унеможливили застосування перших дизелів на автотранспорті.
У 20-і роки XX століття німецький інженер Роберт Бош удосконалив убудований паливний насос високого тиску, пристрій, що широко застосовується й у наш час. Використання гідравлічної системи для нагнітання й упорскування палива дозволило відмовитися від окремого повітряного компресора й уможливило подальше збільшення швидкості обертання. Затребуваний у такому виді высокооборотистый дизель став користуватися усе більшою популярністю як силовий агрегат для допоміжного і суспільного транспорту, однак доводи на користь двигунів з електричним запалюванням (традиційний принцип роботи, легкість і невелика ціна виробництва) дозволяли їм користуватися великим попитом для установки на пасажирському і невеликому вантажному автомобілях, У 50 — 60-і роки дизель встановлюється у великих кількостях на вантажні автомобілі й автофургони, а у 70-і роки після різкого росту цін на паливо, на нього звертають серйозну увагу світові виробники недорогих маленьких пасажирських автомобілів.
В подальші роки відбувається ріст популярності дизеля на легкових і вантажних автомобілях, не тільки через економічність і довговічність дизеля, але також через меншу токсичність викидів в атмосферу. Усі ведучі європейські виробники автомобілів у даний час пропонують як мінімум по одній моделі з дизельним двигуном.
ІІ. Принцип роботи
При першому такті (такт впуску, поршень йде вниз) свіжа порція повітря втягується в циліндр через відкритий впускной клапан.
При другому такті (такт стиску, поршень йде нагору) впускной і випускний клапани закриті, і повітря стискується в обсязі приблизно в 17 разів (від 14:1 до 24:1), тобто обсяг стає менше в 17 разів у порівнянні з загальним обсягом циліндра, і повітря стає дуже гарячим.
Безпосередньо перед початком третього такту (такт робочого ходу, поршень йде вниз) паливо впорскується в камеру згоряння через розпилювач форсунки. При упорскуванні паливо розпорошується на дрібні частки, що рівномірно перемішуються зі стисненим повітрям для створення самозаймистої суміші. Енергія вивільняється при згорянні, коли поршень починає свій рух у такті робочого ходу. Упорскування продовжується, що викликає підтримку постійного тиску спаленного палива на поршень.
Випускний клапан відкривається, коли починається четвертий такт (такт випуску, поршень йде нагору), і вихлопні гази проходять через випускний клапан.
У залежності від конструкції камери згоряння, існує кілька типів дизельних двигунів:
Дизель з нерозділеною камерою («дизель з безпосереднім упорскуванням»): камера згоряння виконана в поршні, а паливо впорскується в надпоршневий простір. Головне достоїнство мінімальна витрата палива. Недолік — підвищений шум. В даний час ведуться інтенсивні роботи з усунення зазначеного недоліку.
Дизель з розділеною камерою: паливо подається в додаткову камеру. У більшості дизелів така камера (вона називається вихровий) зв'язана з циліндром спеціальним каналом так, щоб при стиску повітря, потрапляючи у вихрову камеру, інтенсивно закручувався. Це сприяє гарному перемішуванню палива, що впорскується, і повітря і самозапалюванню суміші. Така схема вважалася оптимальної і широко використовувалася. Однак унаслідок гіршої економічності в останні два десятиліття йде активне витиснення таких дизелів двигунами з безпосереднім упорскуванням палива.
2.1. Двотактний цикл
Крім вищеописаного чотиритактного циклу, використовується двотактний цикл.
Нехай поршень знаходиться в нижній мертвій крапці і циліндр наповнений повітрям. Під час ходу поршня нагору повітря стискується; поблизу верхньої мертвої крапки відбувається упорскування палива, що самозаймається. Потім відбувається робочий хід — продукти згоряння розширюються і передають енергію поршневі, що рухається вниз. Поблизу нижньої мертвої крапки відбувається продувка — продукти згоряння заміщаються свіжим повітрям. Цикл завершується.
Для здійснення продувки в нижній частині циліндра влаштовуються продувні вікна. Коли поршень знаходиться внизу, вікна відкриті. Коли поршень піднімається, він перекриває вікна.
Вікна можуть використовуватися і для випуску газів, що відробили, і для впуску свіжого повітря; така продувка називається щілинний. Існує також клапанно-щілинна продувка, що коли відробили гази випускаються через клапан у голівці циліндра, а вікна використовуються тільки для впуску свіжого повітря. Є ще двигуни, де в кожнім циліндрі знаходяться два зустрічно рухаються поршня (оппозитная схема); кожен поршень керує своїми вікнами — один впускными, іншої випускними (така система використовувалася на тепловозах ТЭ3 і ТЭ10, танкових двигунах 4ТПД, 5ТД(Ф) (Т-64), 6ТД (Т-80), 6ТД-2 (Т-84), в авіації — на бомбардувальниках Юнкерс).
Оскільки в двухтакном циклі робочі ходи відбуваються вдвічі частіше, те можна екати істотного підвищення потужності в порівнянні з чотиритактним циклом. На практиці ж це не вдається реалізувати. В даний час двотактні дизелі широко застосовуються тільки на великих морських судах з безпосереднім (безредукторним) приводом гребного гвинта. При неможливості підвищення частоти обертання двотактний цикл виявляється вигідним; такі тихохідні дизелі мають потужність до 100 000 л. с.
2.2. Варіанти конструкції
Двигуни можуть бути тронковыми (коли шатун безпосередньо приєднується до поршня) і крейцкопфными (коли верхня частина шатуна приєднується до крейцкопфа — спеціальної ковзної конструкції, що з'єднується з поршнем штоком. Крейцкопфные двигуни дозволяють знизити знос циліндра і поршня, оскільки вони звільнені від бічних зусиль; зате тронковые двигуни набагато менше по розмірі і вазі. В даний час крейцкопфные двигуни використовуються тільки на великих морських судах.
Крейцкопфные двигуни можуть бути подвійної дії, коли робочі порожнини влаштовуються по обидва боки поршня. Через складність конструкції двигуни подвійної дії майже не використовують.
2.3. Реверсивні двигуни
Більшість ДВС розраховані на обертання тільки в одну сторону; якщо потрібно одержати на виході обертання в різні сторони, то використовують передачу заднього ходу в коробці зміни передач або окремий реверс-редуктор. Електрична передача також дозволяє змінювати напрямок обертання на виході.
Однак на судах із твердим з'єднанням двигуна з гребним гвинтом фіксованого кроку приходиться застосовувати реверсивні двигуни, щоб мати можливість рухатися заднім ходом. Для цього потрібно змінювати фази відкриття клапанів і упорскування палива. Звичайно розподільні вали забезпечуються подвійною кількістю кулачків; при зупиненому двигуні спеціальний пристрій піднімає толкатели клапанів, що дає можливість пересунути распредвалы в нове положення.
Реверсивні двигуни також застосовувалися на ранніх тепловозах із твердим з'єднанням вала двигуна з колісьми.
2.4. Переваги і недоліки
Бензиновий двигун є досить неефективним і здатний перетворювати усього лише близько 20-30% енергії палива в корисну роботу. Стандартний дизельний двигун, однак, звичайно має коефіцієнт корисної дії в 30-40%, дизелі з турбонаддувом і проміжним охолодженням до 50%. Дизельне паливо, як правило, дешевше.
Дизельний двигун видає високий момент, що крутить, у широкому діапазоні оборотів, що робить автомобіль з дизельним двигуном більш «гнучким» у русі, чим такий же автомобіль з бензиновим двигуном. Це є перевагою також і в двигунах морських судів, тому що високий момент, що крутить, при низьких оборотах робить більш легким ефективне використання потужності двигуна.
У порівнянні з бензиновими двигунами, у вихлопних газах дизельного двигуна, як правило, менше окису вуглецю (З), але тепер, у зв'язку з застосуванням каталітичних конвертерів на бензинових двигунах, ця перевага не так помітна. Основні токсичні гази, що присутні у вихлопі в помітних кількостях —це вуглеводні (НС або СН) , окисли азоту (Nох) і сажа (або її похідні) у формі чорного диму. Вони можуть привести до астми і раку легень. Більше всего забруднюють атмосферу дизелі вантажівок і автобусів, що часто є старими і невідрегульованими.
Іншим важливим аспектом, що стосується безпеки, є те, що дизельне паливо нелетуче (тобто легко не випаровується) і, таким чином, імовірність загоряння в дизельних двигунів набагато менше, тим більше що в них не використовується система запалювання. Звичайно, існують і недоліки, серед яких характерний стукіт дизельного двигуна при його роботі і маслянисте паливо. Однак вони помічаються в основному власниками автомобілів з дизельними двигунами, а для сторонньої людини практично непомітні.
Явними недоліками дизельних двигунів є необхідність використання стартера великої потужності, помутніння і застывание дизельного палива при низьких температурах, складність у ремонті паливної апаратури, тому що насоси високого тиску є пристроями, виготовленими з високою точністю. Також дизель-мотори вкрай чуттєві до забруднення палива механічними частками і водою. Дані забруднення дуже швидко виводять паливну апаратуру з ладу. Ремонт дизель-моторів, як правило, значно дорожче ремонту бензинових моторів аналогічного класу. Літрова потужність дизельних моторів також, як правило, уступає аналогічним показникам бензинових моторів, хоча дизель-мотори мають більш рівний момент, що крутить, у своєму робочому діапазоні. Екологічні показники дизельних моторів значно уступали до останнього часу моторам бензиновим. На класичний дизель-мотор з механічно керованим упорскуванням практично неможливо установити сучасний нейтралізатор газів, що відробили, («каталізатор» у просторечье) через нестабільний склад цих самих відпрацьованих газів. Ситуація початку мінятися лише в останні роки в зв'язку з упровадженням дизелів так називаної «Common-rail» системи. У даному типі дизелів упорскування палива здійснюється электрически керованими форсунками. Подачу керуючого електричного імпульсу здійснює електронний блок керування, що одержує сигнали від набору датчиків. Датчики ж відслідковують різні параметри двигуна, що впливають на тривалість і момент подачі паливного імпульсу. Так що по складності сучасний — і екологічно такий же чистий, як і бензиновий — дизель-мотор нічим не уступає своєму бензиновому побратимові, а по ряду параметрів складності і значно його перевершує. Так, наприклад, якщо тиск палива у форсунках звичайного дизеля з механічним упорскуванням складає від 100 до 400 бар, то в новітніх «Common-rail» воно знаходиться в діапазоні від 1000 і до 2500 бар, що спричиняє не маленькі проблеми. Також каталітична система сучасних транспортних дизелів значно складніше бензинових моторів, тому що каталізатор повинний «уміти» працювати в умовах не стабільного складу вихлопних газів, а в частині випадків потрібне введення так називаного «сажевого фільтра». «Сажевый фільтр» являє собою подібну звичайному каталітичному нейтралізаторові структуру, установлювану між вихлопним колектором дизеля і каталізатором у потоці вихлопних газів. У сажевом фільтрі розвивається висока температура, при якій часточки сажі здатні окислитися залишковим киснем, що утримується у вихлопних газах. Однак, частина сажі не завжди окисляється, і залишається в "сажевом фільтрі", тому програма блоку керування періодично переводить двигун у режим очищення "сажевого фільтра" шляхом так називаної "постинжекции", тобто упорскування додаткової кількості палива в циліндри наприкінці фази згоряння з метою підняти температуру газів, і, відповідно, очистити фільтр шляхом спалювання сажі, що нагромадилася. Стандартом де-факто в конструкціях транспортних дизель-моторів стала наявність турбонагнетателя, а в останні роки — і так називаного "интеркулера" — тобто пристрою, що прохолоджує стиснутий турбонагнетателем повітря. Нагнітач дозволив підняти питомі мощностные характеристики масових дизель-моторів, тому що дозволяє пропустити за робочий цикл більша кількість повітря через циліндри, і, відповідно, упорснути більше палива.
Основна конструкція дизельного двигуна подібна конструкції бензинового двигуна. Однак однакові деталі в дизеля звичайно тяжчі і більш стійкі до більш високих тисків стиску, що має місце в дизеля. Голівки поршнів, однак, спеціально розроблені під особливості згоряння в дизельних двигунах і часто (але не завжди) під підвищений ступінь стиску і голівки поршнів знаходяться вище верхньої площини блоку циліндрів, коли поршень знаходиться у верхній крапці свого ходу. У багатьох випадках голівки поршнів містять у собі камеру згоряння.
ІІІ. ДВИГУН КамАЗ-7403.10
3.1. Технічний опис.
На автомобілях Камаз-53212 і -54112 може бути встановлений чотиритактний восьмицилиндровый V-образний дизельний двигун Камаз-7403.10 (мал. 1), що відрізняється високою потужністю, надійністю і підвищеним ресурсом завдяки застосуванню:
поршнів, відлитих з высококремнистого алюмінієвого сплаву з чавунної упрочняющей вставкою під верхнє компресійне кільце і колоїдно-графітним приработочным покриттям спідниці;
поршневих кілець із хромовим і молібденовим покриттям бічних поверхонь;
азотированного або зміцненого індукційним загартуванням колінчатого вала;
тришарових тонкостінних сталебронзовых вкладишів корінних і шатунних підшипників;
закритої системи охолодження, заповнюваної низкозамерзающей охолодною рідиною, з автоматичним регулюванням температурного режиму, гідромуфтою приводу вентилятора і термостатами;
високоефективних паперових фільтруючих елементів для фільтрації олії, палива і повітря;
гільз циліндрів, объемно-закаленных і оброблених плосковершинным хонингованием;
электрофакельного пристрою підігріву повітря, що забезпечує надійний пуск двигуна при негативних температурах навколишнього повітря до -25( С.
3.2. Блок циліндрів і привід агрегатів.
Блок циліндрів відлитий з легованого сірого чавуна заодно з верхньою частиною картера. Картерная частина блоку зв'язана з кришками корінних опор поперечними болтами-стяжками, що додає міцність конструкції. Для збільшення подовжньої твердості зовнішні стінки блоку виконані криволінійними. Бобышки болтів кріплення голівок циліндрів являють собою припливи на поперечних стінках, що утворять водяну сорочку блоку.
Лівий ряд циліндрів зміщений щодо правого вперед на 29,5 мм, що викликано установкою на одній кривошипній шийці колінчатого вала двох шатунів.
Попереду до блоку кріпиться кришка, що закриває гідромуфту приводу вентилятора, позаду – картер маховика, що служить кришкою механізму приводу агрегатів, розташованого на задньому торці блоку.
Гільзи циліндрів - "мокрого" типу, легкосъемные, виготовлені зі спеціального чавуна відцентровим литтям, об'ємно загартовані для підвищення зносостійкості.
Дзеркало гільзи оброблене плосковершинным хонингованием для одержання сітки западин і площадок під кутом до осі гільзи. Така обробка сприяє утриманню олії в западинах і кращій припрацьовуваності гільзи.
У з'єднанні гільза – блок циліндрів водяна порожнина ущільнена гумовими кільцями круглого перетину. У верхній частині встановлене кільце під бурт у проточку гільзи, у нижній частині – два кільця в розточення блоку.
Привід агрегатів – шестереночный із прямозубими шестірнями (мал. 3). Газорозподільний механізм приводиться в дію від ведучої шестірні 24, установленої з натягом на хвостовику колінчатого вала, через блок проміжних шестірень 2 і 21 який обертається на здвоєному конічному роликопідшипнику. Шестірня 13 розподільного вала встановлена на хвостовик вала з натягом. При зборці треба стежити, щоб мітки на торці шестірень, що знаходяться в зачепленні, були сполучені.
Привід паливного насоса високого тиску здійснюється від шестірні 12, що знаходиться в зачепленні із шестірнею розподільного вала. Обертання до паливного насоса високого тиску передається через ведучі і відому напівмуфти з пружними пластинами, що компенсують неспіввісність.
Із шестірнею приводу паливного насоса знаходяться в зачепленні шестірня приводу компресора і шестірня приводу насоса гідропідсилювача рульового керування.
Моменти затягування болтів кріплення осі проміжних шестірень дорівнює 49,1(60,8 Н*м (5(6,2 кгс*м), болта кріплення роликопідшипника 88,3(98,1 Н*м (9(10 кгс*м).
Окружний зазор у шестірнях приводу агрегатів 0,10,3 мм.
3.3. Кривошипно-шатунний механізм.
Колінчатий вал (мал. 4) – сталевою, виготовлений гарячим штампуванням, зміцнений азотуванням або загартуванням струмами високої частоти шатунних і корінних шийок. Він має п'ять корінних опор і чотири шатунні шейки. У шатунних шейках вала виконані внутрішні порожнини, закриті заглушками 3, де олія піддається додатковому відцентровому очищенню. Для збору забруднень установлені втулки 8. Порожнини шатунних шийок повідомляються похилими отворами з поперечними каналами в корінних шейках.
На носку і хвостовику колінчатого вала встановлена: шестірня 2 приводи масляного насоса і ведуча шестірня 5 у зборі з маслоотражателем 6. Выносные противаги 1 і 4 знімні, закріплені на валові пресовою посадкою.
Осьові переміщення колінчатого вала обмежені чотирма сталеалюминевыми півкільцями, встановленими в проточках задньої корінної опори так, щоб сторона з канавками прилягала до завзятих торців вала, а вус кільця входив у паз на кришці заднього корінного підшипника. Хвостовик колінчатого вала ущільнений гумовим самопідтискним сальником, встановленим у картері маховика.
Рис. 1. Колінчатий вал у зборі:
1 – передня противага; 2 – шестірня приводу масляного насоса; 3 – заглушка; 4 – задня противага; 5 – ведуча шестірня; 6 – маслоотражатель; 7 – колінчатий вал; 8 – втулка; 9 – гвинт-заглушка.
На зовнішній поверхні маховика мається паз під фіксатор маховика, що використовується при регулюванні двигуна.
Шатуни– сталеві, двотаврового перетини; нижня голівка виконана з прямим плоским розніманням. Шатун остаточно оброблений у зборі з кришкою, тому кришки шатунів невзаємозамінні. На кришці і шатуні нанесені влучні спареності у виді тризначних порядкових номерів. При зборці мітки на шатуні і кришці повинні знаходитися з однієї сторони. Крім того, на кришці шатуна вибитий порядковий номер циліндра. На кожній шатунній шийці колінчатого вала встановлено по двох шатуна. Підшипниками ковзання служать втулка з біметалічної стрічки у верхній голівці шатуна і знімні взаємозамінні вкладиші – у нижній. Кришка шатуна закріплена двома шатунними болтами з гайками .
Рис. 2. Шатунно-поршнева група:
1 – поршень; 2 – втулка верхньої голівки шатуна; 3 – шатун; 4 – болт шатунний; 5 – кришка шатуна; 6 – гайка; 7 – мітка спареності; 8 – вкладиш нижньої голівки шатуна; 9 – кільце стопорне; 10 – палець; 11 – кільце маслосъемное; 12 – кільця компресійні.
3.4. Система живлення паливом.
Система живлення паливом забезпечує очищення палива і рівномірний розподіл його по циліндрах двигуна строго дозованими порціями. На двигунах КамАЗ застосована система живлення паливом розділеного типу, що складає з паливного насоса високого тиску, форсунок, фільтрів грубого і тонкого очищення, топливоподкачивающего насоса низького тиску, топливопроводов низького і високого тиску, паливних баків, електромагнітного клапана, смолоскипових свіч і электрофакельного пускового пристрою.
Система живлення працює в такий спосіб. Паливо з бака через фільтр грубі очищення засмоктується топливоподкачивающим насосом і через фільтр тонкого очищення по топливопроводам низькі тиски подається до паливного насоса високого тиску; відповідно до порядку роботи циліндрів двигуна насос розподіляє паливо по трубопроводах високого тиску до форсунок. Форсунки розпорошують і впорскують паливо в камери згоряння. Надлишкове паливо, а разом з ним і повітря, що потрапило в систему, через пропускний клапан паливного насоса високого тиску і клапан-жиклер фільтра тонкого очищення по дренажним топливопроводам приділяється в паливний бак. Паливо, просочившееся через зазор між корпусом розпилювача і голкою, зливається в бак через зливальні топливопроводы.
Фільтр грубого очищення (відстійник) попередньо очищає паливо, що надходить у топливоподкачивающий насос низького тиску. Він установлений на усмоктувальній магістралі системи живлення з лівої сторони автомобіля на рамі.
Фільтр тонкого очищення, остаточно очищає паливо перед надходженням у паливний насос високого тиску, встановлений у найвищій крапці системи живлення для збору і видалення в бак живлення повітря, що проникнув у систему, разом з частиною палива через клапан-жиклер, закріплений у корпусі. Початок зрушення клапана-жиклера відбувається при тиску в порожнині 24,544,1 кПа (0,250,45 кгс/див2), а початок перепуску палива з порожнини А в Б – при тиску в порожнині А 196,2235,3 кПа (2,02,4 кгс/див2). Регулюється клапан підбором регулювальних шайб 1 усередині пробки клапана.
Топливопроводы підрозділяються на топливопроводы низького [3291961 кПа (420 кгс/див2)] і високого [більш 19614 кПа (200 кгс/див2)] тиску. Топливопроводы високого тиску виготовлені зі сталевих трубок, кінці яких виконані конусоподібними, притиснуті накидними гайками через шайби до конусних гнізд штуцерів паливного насоса і форсунок. Щоб уникнути поломок від вібрації, топливопроводы закріплені дужками і кронштейнами.
Р
ис.. Фільтр грубого очищення палива:1 – зливальна пробка; 2 – склянка; 3 – заспокоювач; 4 – фільтруюча сітка; 5 – відбивач; 6 - розподільник; 7 – болт; 8 – фланець; 9 – ущільнювальне кільце; 10 – корпус.
Рис. . Клапан-жиклер фільтра тонкого очищення палива:
1 – регулювальні шайби; 2 – пробка клапана; 3 – пружина; 4 – клапан-жиклер; А – порожнина нагнітання; Б – порожнина до паливного бака.
Паливний насос високого тиску (ТНВД) призначений для подачі до форсунок двигуна у визначені моменти часу дозованих порцій палива під високим тиском.
У корпусі установлені вісім секцій, кожна складається з корпуса, втулки плунжера, плунжера , поворотної втулки, нагнітального клапана, притиснутого через ущільнювальну прокладку до втулки плунжера штуцером. Плунжер робить зворотно-поступальний рух під впливом кулачка вала і пружини . Штовхальник від провертання в корпусі зафіксований сухарем. Кулачковый вал обертається в роликопідшипниках, встановлених у кришках і прикріплених до корпуса насоса. Осьовий зазор кулачкового вала регулюється прокладками. Величина зазору повинна бути не більш 0,1 мм.
Для збільшення подачі палива плунжер повертають втулкою з'єднаної через вісь повідця з рейкою насоса. Рейка переміщається в направляючих втулках. Виступаючий її кінець закритий пробкою. З протилежної сторони насоса знаходиться гвинт, що регулює подачу палива всіма секціями насоса. Цей гвинт закритий пробкою і запломбований.
Паливо до насоса підводиться через спеціальний штуцер, до якого болтом кріпиться трубка низького тиску. Далі по каналах у корпусі воно надходить до впускным отворів утулок 16 плунжерів.
На передньому торці корпуса, на виході палива з насоса встановлений пропускний клапан. відкриття якого відбувається при тиску 58,878,5 кПа (0,60,8 кгс/див2). Тиск відкриття клапана регулюється підбором регулювальних шайб усередині пробки клапана.
Змащення насоса – циркуляційна, пульсуюча, під тиском від загальної системи змащення двигуна.
На двигуні з турбонаддувом установлений паливний насос високого тиску мод. 334 з підвищеною енергією упорскування, із противодымным коректором і номінальною цикловою подачею палива 96 мм3/цикл. Коректор, зменшуючи подачу палива, дозволяє знизити дымление двигуна на малій частоті (10001400 об/хв) обертання колінчатого вала.
Регулятор частоти обертання (мал. 20) – усережимний, прямого дії, змінює кількість палива, подаваного в циліндр, у залежності від навантаження, підтримуючи задану частоту. Регулятор розміщений у розвалі корпуса ТНВД. На кулачковом валові насоса установлена ведуча шестірня регулятора, обертання на яку передається через гумові сухарі 22. Ведена шестірня виконана як одне ціле з державкой вантажів, що обертається на двох шарикоподшипниках. При обертанні державки вантажі, що качаються на осях під дією відцентрових сил розходяться і через завзятий підшипник переміщають муфту. Муфта, упираючись у палець у свою чергу переміщає важіль муфти вантажів. Важіль одним кінцем закріплений на осі, а іншим – через штифт з'єднаний з рейкою паливного насоса.
Рис. . Паливний насос:
1
– корпус; 2 – ролик штовхальника; 3 – вісь ролика; 4 – втулка ролика; 5 – п'ята штовхальника; 6 – сухар; 7 – тарілки пружини штовхальника; 8 – пружина штовхальника; 9, 41, 47, 49, 58 – шайби; 10 – поворотна втулка; 11 – плунжер; 12, 13, 37, 45 – ущільнювальні кільця; 14 – установочний штифт; 15 – рейка; 16 – втулка плунжера; 17 – корпус секції; 18 – прокладка нагнітального клапана; 19 – клапан нагнітальний; 20 – штуцер; 21 – фланець корпуса секції; 22 – ручний топливоподкачивающий насос; 23 – пробка пружини штовхальника; 24, 44 – прокладки; 25 – корпус насоса низького тиску; 26 – топливоподкачивающий насос низького тиску; 27 – втулка штока; 28 – пружина штовхальника; 29 – штовхальник; 30 – стопорний гвинт; 31 – вісь ролика; 32 – ролик штовхальника; 33 – регулювальні прокладки; 34 – вісь важеля рейок; 35 – втулка рейки; 36 – пропускний клапан; 38 – пробка рейки; 39 – муфта випередження упорскування палива; 40, 59 – гайки; 42, 56 – шпонки: 43, 51 – кришки підшипників; 45 – манжета з пружиною; 48 – кулачковый вал; 50 – підшипник; 52 – завзята втулка; 53 – ведуча шестірня регулятора; 54 – сухар ведучої шестірні регулятора; 55 – фланець ведучої шестірні регулятора: 57 – ексцентрик приводу насоса низького тиску.Р
ис.. Регулятор частоти обертання:1
– задня кришка; 2 – гайка; 3 – шайба; 4 – підшипник; 5 – регулювальна прокладка; 6 – проміжна шестірня; 7 – прокладка задньої кришки регулятора; 8 – стопорне кільце; 9 – державка вантажів; 10 – вісь вантажу; 11 – завзятий підшипник; 12 – муфта; 13 – вантаж; 14 – палець; 15 – коректор; 16 – поворотна пружина важеля останова; 17 – болт; 18 – втулка; 19 – кільце. 20 – важіль пружини регулятора; 21 – ведуча шестірня; 22 – сухар ведучої шестірні; 23 – фланець ведучої шестірні; 24 – обмежуюча гайка; 25 – регулювальний болт подачі палива; 26 – важіль стартової пружини; 27 – пружина регулятора; 28 – рейка; 29 – стартова пружина; 30 – штифт; 31 – важіль рейок; 32 – важіль регулятора; 33 – важіль муфти вантажів; 34 – вісь важелів регулятора; 35 – болт кріплення верхньої кришки.На осі закріплений важіль, інший кінець якого переміщається до упора в регулювальний болт подачі палива. Важіль передає зусилля важелеві через коректор.
Важіль керування подачею палива жорстко зв'язаний з важелем. До важелів приєднана пружина, до важелів – стартова пружина.
Під час роботи регулятора в заданому режимі відцентрові сили вантажів урівноважені зусиллям пружини. При збільшенні частоти обертання колінчатого вала вантажі регулятора, переборюючи опір пружини, переміщають важіль з рейкою паливного насоса, і подача палива зменшується. При зменшенні частоти обертання колінчатого вала відцентрова сила вантажів зменшується, важіль регулятора з рейкою паливного насоса під дією зусилля пружини переміщається в зворотному напрямку, і подача палива, і частота обертання колінчатого вала збільшуються.
Подача палива виключається поворотом важеля остановадо упора в болт 6. При цьому важіль, переборовши зусилля пружини, через штифт поверне важелі; рейка переміститься до повного вимикання подачі палива. При знятті зусилля з важеля останова під дією пружини важіль повернеться в робоче положення, а стартова пружина через важіль поверне рейку паливного насоса в положення, що забезпечує максимальну подачу палива, необхідну для пуску.
Р
ис.. Кришка регулятора частоти обертання:1 – важіль керування подачею палива (регулятором); 2 – болт обмеження мінімальної частоти обертання; 3 – важіль останова; 4 – пробка заливного отвору; 5 – болт регулювання пускової подачі; 6 – болт обмеження ходу важеля останова; 7 – болт обмеження максимальної частоти обертання.
Паливний насос низького тиску поршневого типу призначений для подачі палива від бака через фільтри грубого і тонкого очищення до впускной порожнини насоса високого тиску. Насос установлений на задній кришці регулятора і приводиться в дію від ексцентрика кулачкового вала ТНВД.
У корпусі установлені поршень, пружина поршня, втулка штока і шток штовхальника, у фланці корпуса – впускной клапан і пружина клапана. Ексцентрик кулачкового вала паливного насоса високого тиску через ролик, штовхальник і шток повідомляє поршневі топливоподкачивающего насоса зворотно-поступальний рух.
Рис.. Схема роботи паливного насоса низького тиску і ручного топливоподкачивающего насоса:
1 – нагнітальний клапан; 2, 5, 7, 8 – пружини; 3 – поршень; 4 – поршень ручного топливоподкачивающего насоса; 6 – впускной клапан; 9 – штовхальник, 10 – ексцентрик; А – порожнина усмоктування; Б – подача від фільтра грубого очищення палива; У – нагнітальна порожнина; Г – подача до паливного насоса високого тиску.
При опусканні штовхальника поршень під дією пружини рухається вниз. У порожнини А усмоктування створюється розрідження, і впускной клапан, стискаючи пружину, пропускає в порожнину паливо. Одночасне паливо, що знаходиться в нагнітаючій порожнині, витісняється в магістраль, минаючи нагнітальний клапан, з'єднаний каналами з обома порожнинами. У вільному положенні нагнітальний клапан закриває канал усмоктувальної порожнини.
При русі поршня нагору паливо, що заповнило порожнину, що всмоктувала, через нагнітальний клапан надходить у порожнину під поршнем, при цьому впускной клапан 6 закривається. При підвищенні тиску в нагнітальній магістралі поршень не робить повного ходу слідом за штовхальником, а залишається в положенні, що визначається рівновагою сил від тиску палива з однієї сторони і від зусилля пружини – з іншої.
Топливоподкачивающим ручним насосом система заповнюється паливом і з неї віддаляється повітря. Насос поршневого типу закріплений на фланці паливного насоса низького тиску ущільнювальною мідною шайбою і складається з корпуса, поршня, циліндра, рукоятки в зборі зі штоком, опорної тарілки й ущільнення.
Паливну систему прокачивают рухом рукоятки зі штоком і поршнем униз. При русі рукоятки нагору в подпоршневом просторі створюється розрідження. Впускной клапан, стискаючи пружину, відкривається, і паливо надходить у порожнину А паливний насос низького тиску. При русі рукоятки вниз нагнітальний клапан 1 відкривається і паливо під тиском надходить у нагнітальну магістраль.
Після прокачування рукоятку наворачивают на верхній різьбовий хвостовик циліндра. При цьому поршень притискається до гумової прокладки й ущільнює усмоктувальну порожнину паливного насоса низького тиску.
Автоматична муфта випередження упорскування палива змінює початок подачі палива в залежності від частоти обертання колінчатого вала двигуна. Застосування муфти забезпечує оптимальне для робочого процесу початок подачі палива по всьому діапазоні швидкісних режимів, чим досягається необхідна економічність і прийнятна твердість процесу в різних швидкісних режимах роботи двигуна.
При збільшенні частоти обертання колінчатого вала вантажі під дією відцентрових сил розходяться, унаслідок чого відома напівмуфта повертається щодо ведучої напівмуфти в напрямку обертання кулачкового вала, що викликає збільшення кута випередження упорскування палива. При зменшенні частоти обертання колінчатого вала вантажі під дією пружин сходяться, відома напівмуфта повертається разом з валом насоса убік, протилежну напрямкові обертання вала. що викликає зменшення кута випередження подачі палива.
Форсунка– закритого типу з многодырчатым розпилювачем і гидравлически керованою голкою. Паливо до форсунки подається під високим тиском через штуцер, у якому встановлений сітчастий фільтр. Далі по каналах корпуса, проставки і корпуса розпилювача паливо надходить у порожнину між корпусом розпилювача і голкою і, віджимаючи голку, впорскується в циліндр. Просочившееся через зазор між голкою і корпусом розпилювача паливо приділяється через канали в корпусі форсунки. Форсунка встановлена в голівці циліндра і закріплена скобою. Торець гайки розпилювача ущільнений від прориву газів гофрованою шайбою. Ущільнювальне кільце охороняє порожнина між форсункою і голівкою циліндрів від улучення пилу і води.
Н
а двигуні КамАЗ-7403.10 установлена форсунка мод. 271 з підвищеною пропускною здатністю і діаметром соплових отворів 0,32 мм.Рис.. Форсунка:
1 – корпус розпилювача; 2 – гайка розпилювача; 3 – проставка; 4 - установочні штифти; 5 – штанга; 6 - корпус; 7 – ущільнювальне кільце; 8 – штуцер; 9 – фільтр; 10 – ущільнювальна втулка; 11, 12 – регулювальні шайби; 13 – пружина; 14 – голка розпилювача.
Привід керування подачею палива – механічний, складається з педалі, тяг, важелів і поперечних валиків. Передбачений також ручний привід подачі палива й останова двигуна. Педаль керування подачею палива зв'язана з важелем керування регулятором частоти обертання. Рукоятки ручного приводу змонтовані на ущільнювачі важеля коробки передач: ліва 2 (для включення постійної подачі палива) зв'язана гнучким тросом у захисній оболонці з важелем керування регулятором частоти обертання, права 1 (для останова двигуна) – тросом з важелем останова, що знаходиться на кришці регулятора частоти обертання.
Рис. 25. Привід керування подачею палива:
1 – ручка тяги останова двигуна. 2 – ручка тяги керування подачею палива; 3 – болт обмеження максимальної частоти обертання колінчатого вала; 4 – важіль керування регулятором; 5 – болт обмеження максимальної частоти обертання колінчатого вала; 6 – тяга; 7, 10 – важелі; 8 – поперечний валик; 9 – задній кронштейн; 11 – відтяжна пружина; 12 – проміжна (довга) тяга; 13 – передній важіль; 14 – передній кронштейн; 15 – тяга педалі (коротка); 16 – ущільнювач педалі; 17 – педаль.
3.5. Система охолодження.
Система охолодження двигуна рідинна, закритого типу, із примусовою циркуляцією охолодної рідини. Основними елементами системи є: водяник насос, радіатор, термостати, вентилятор, гідромуфта приводу вентилятора, вимикач гідромуфти, розширювальний бачок, пропускні труби, жалюзі.
Під час роботи двигуна циркуляція охолодної рідини в системі створюється відцентровим насосом. Рідина нагнітається у водяну порожнину лівого ряду циліндрів, а через трубку 3 – у водяну порожнину правого ряду циліндрів. Омывая зовнішні поверхні гільз циліндрів, охолодна рідина через отвори у верхніх привалочных площинах блоку циліндрів надходить у водяні порожнини голівок циліндрів, відкіля гаряча рідина по водяних трубах 17 і 19 надходить у коробку термостатів 7, з якої в залежності від температури спрямовується в радіатор або на вхід водяного насоса.
Р
ис.. Схема системи охолодження:1 – вентилятор; 2 – зливальний кран системи охолодження; 3 – труба подводящая правої статі блоку; 4 – патрубок труби, що підводить; 5 - голівка циліндрів; 6 - вимикач гідромуфти приводу вентилятора; 7 - коробки термостатів; 8 - патрубок відводу води з бачка у водяний насос; 9 - патрубок відводу води в нагрівник; 10 - кран контролю рівня охолодної рідини; 11 – труба воздухоотводящая від радіатора; 12 – бачок розширювальний; 13 – пробка паро-повітряна; 14 – трубка пропускна від двигуна до розширювального бачка; 15 – трубка сполучна від компресора до бачка; 16 – компресор; 17 – труба водозбірна права; 18 – труба водяна сполучна; 19 – труба водозбірна ліва; 20 – труба пропускна термостатів; 21 – насос водяник; 22 – коліно патрубка водяного трубопроводу, що відводить; 23 - термостат; I - у радіатор при відкритих термостатах; II - у насос при закритих термостатах; III - з радіатора.
Температура охолодної рідини в системі 8098 °С. Тепловий режим двигуна регулюється автоматично термостатами і вимикачем гідромуфти приводу вентилятора, що керують напрямком потоку рідини і роботою вентилятора в залежності від температури охолодної рідини в двигуні.
Для прискорення прогріву двигуна, а також підтримки температурного режиму двигуна в холодний час року перед радіатором установлені жалюзі,
Т
ермостати із твердим наполнителем і прямим ходом клапана призначені для автоматичного регулювання теплового режиму двигуна і розміщені в коробці 7, закріпленої на передньому торці правого ряду блоку циліндрів.Рис. . Термостат:
1, 7 – стійки; 2 – шток; 3, 12 – регулювальні гайки; 4 – гумова вставка із шайбою; 6 – підстава; 8 – балон: 9 – активна маса (церезин); 11, 13 - пружини.
На холодному двигуні вхід рідини в радіатор перекритий клапаном 5, а вхід у пропускну трубу до водяника насмокчу відкритий клапаном 10. Охолодна рідина циркулює, минаючи радіатор, що прискорює прогрів двигуна.
Коли температура охолодної рідини досягає 7882°С, активна маса (церезин) 9. укладена в балоні 8, плавиться, збільшуючись в обсязі. Балон переміщається вправо, відкриваючи клапан 5 і закриваючи клапан 10. Охолодна рідина починає циркулювати через радіатор. При температурі 8093°С охолодна рідина продовжує надходити через пропускну трубу на вхід насоса і через радіатор, при цьому клапани відкриті частково.
При температурі 9195°С відбувається повне відкриття клапана 5, при цьому вся рідина циркулює через радіатор.
Коли температура охолодної рідини знижується до 80°С и нижче, обсяг церезину зменшуються і клапани під дією пружин 11 і 13 займають первісне положення.
Гідромуфта приводу вентилятора передає момент, що крутить, від колінчатого вала до вентилятора і гасить інерційні навантаження, що виникають при різкій зміні частоти обертання колінчатого вала.
Передня кришка 1 блоку і корпус 2 підшипники з'єднані гвинтами й утворять порожнина, у якій установлена гідромуфта.
Ведучий вал 6 у зборі з кожухом 3, ведуче колесо 10, вал 12 і шків 11, з'єднані болтами, складають ведучу частину гідромуфти, що обертається в кулькових підшипниках 8 і 19. Ведуча частина гідромуфти приводиться в обертання від колінчатого вала через шлицевой вал 7. Ведене колесо 9 у зборі з валом 16, на якому закріплена маточина 15 вентилятора, складає відому частину гідромуфти, що обертається в шарикоподшипниках 4 і 13. Гідромуфта ущільнена гумовими манжетами 17, 20.
Р
ис.. Гідромуфта приводу вентилятора:1 – передня кришка; 2 – корпус підшипника; 3 – кожух; 4.8.13, 19 – шарикоподшипники; 5 – трубка корпуса підшипника; 6 – ведучий вал; 7 – вал приводу гідромуфти; 9 – ведене колесо; 10 – ведуче колесо; 11 – шків; 12 – вал шківа; 14 – втулка манжети; 15 – маточина вентилятора; 16 – відомий вал; 17, 20 – манжети з пружиною; 18 – прокладка.
На внутрішніх тороидальных поверхнях ведучого і веденого коліс відлиті радіальні лопатки. На ведучому колесі 33 лопатки, на відомому – 32. Межлопаточное простір коліс утворить робочу порожнину гідромуфти.
Передача моменту, що крутить, з ведучого колеса 10 гідромуфти на ведене колесо 9 відбувається при заповненні робочої порожнини олією. Частота обертання відомої частини гідромуфти залежить від кількості олії, що надходить у гідромуфту.
Олія надходить через вимикач 6 (див. мал. 37), що керує роботою гідромуфти приводу вентилятора. Він встановлений у передній частині двигуна на патрубку, що підводить охолодну рідину до правого ряду циліндрів.
Список використаної літератури.
1) Єршов Б.В. , Юрченко М.А.«Легкові автомобілі ВАЗ. Конструкція і технічне обслуговування»: изд.«Вища школа» 1978 р.
2) Росс Твег «Автомобіль ВАЗ 2101-2107. Експлуатація і ремонт самотужки»: м. Твер, агентство «Дайджест» 1992 р.
3) У.С. Калисский, А.И. Манзон, Г.Е. Нагулу «Автомобіль категорії «З». Підручник водія»: м. Москва «Транспорт» 1984р.
4) У.С. Калисский, А.И. Манзон, Г.Е. Нагулу «Посібник водієві-аматорові» : изд. «Техніка» Київ – 1975р.
5) ДО.С. Шестопалов «Супутник автолюбителя»: гос.издат. «Фізкультура і спорт» Москва 1963р.
6) «Посібник з експлуатації автомобілів ВАЗ 2106 21061 21063» 1989р.
7) Золотницкий В.А.«Несправності автомобілів радянських марок і методи їхнього усунення»: видавнича фірма «Ідеал» 1993р.
8) «За кермом» - 7 липень 1998м
9). Титунин Б.А.. Ремонт автомобілів КамАЗ. – 2-і изд., перераб. і доп. – М.: Агропромиздат, 1991. – 320 с., іл.
10)ралёв Ю.В. і ін. Пристрій, обслуговування і ремонт паливної апаратури автомобілів: Підручник для сред. проф.-техн. училищ / Ю.В. Буралёв, О.А. Мортиров, Е.В. Клетенников. – М.: Высш. школа, 1979. – 256 с., іл.
11) Барун В.Н., Азаматов Р.А., Машков Е.А. і ін. Автомобілі КамАЗ: Технічне обслуговування і ремонт. – 2-і изд., перераб. і доп. – М.: Транспорт, 1988. – 325 с., іл., табл.