1. Призначення, загальна будова та принцип дії системи живлення

Система живлення дизеля призначена для заощадження дизельного палива, очищення його від механічних домішок і води, дозування подачі палива у кожний циліндр залежно від навантаження на двигун, своєчасного впорскування та розпилення у камері згоряння та виведення продуктів згоряння в атмосферу, а також очищення повітря від пилу.

Система живлення містить паливний бак 1 (рис.7.1), фільтри грубої і тонкої очистки палива 4 і 8, паливопідкачувальний насос (помпу) 5, паливний насос високого тиску 6, форсунки 10 і паливопроводи низького і високого тиску 7 і 12. Повітря очищається у повітроочиснику 9.

Паливо з бака всмоктується підкачувальним насосом і через фільтр тонкої очистки подається до паливного насоса високого тиску. Між підкачувальним насосом і паливним баком розміщено фільтр грубої очистки.

Фільтри грубої і тонкої очистки звільняють паливо від домішок перед надходженням до секцій паливного насоса, звідки під тиском воно подається до форсунок. Форсунки впорскують паливо у дрібнорозпиленому вигляді у циліндри двигуна. Паливо, що пройшло крізь нещільності деталей форсунки, відводиться зливною трубкою 11 до фільтра тонкої очистки. Через трубку 13 надлишки палива з головки ПНВТ відводяться до паливопідкачувальної помпи.

Повітря всмоктується у повітроочисник, очищається там і через впускний трубопровід і відкритий клапан надходить у циліндр двигуна.

Відпрацьовані гази виводяться випускними трубопроводами і викидаються в атмосферу через вихлопну трубу.

2. Паливо для двигунів внутрішнього згоряння. Дизельне паливо

Основними видами рідкого палива для ДВЗ з іскровим запалюванням є бензин, а для дизелів — дизельне паливо.

Дизельне паливо виробляють з нафти при перегонці шляхом нагрівання до температури 200...360°С, коли википають продукти, що й утворюють це паливо.

Для швидкохідних дизельних двигунів промисловість виробляє дві марки дизельного палива залежно від сезонності: Л — літнє, яке використовується при температурі зовнішнього повітря не нижче мінус -5°С і 3 — зимове, яке використовується при температурі повітря мінус 5°С і вище.

При температурі зовнішнього повітря вище 10°С допускається використання дизельного палива обважнювального фракційного складу (ОФС) (ТУ 38.001350 — 84). Рекомендується застосовувати паливо з найменшим вмістом сірки.

Згідно із державними стандартами регламентуються такі основні фізико-хімічні показники дизельного палива: цетанове число, в’язкість, зольність, наявність сірки, механічних домішок та води, температура самозаймання, помутніння, застигання та ін.

Схильність палива до самозаймання оцінюється за цетановим числом: чим воно вище, тим коротший період затримки запалювання і легша робота дизеля.

Цетанове число визначають на спеціальній моторній установці, для автотракторних дизелів воно має бути 40...50.

Важливим фактором, який впливає на роботу паливної системи, є кінематична в’язкість (м2/с) палива. Її вимірюють у сантистоксах (сСт), якими характеризується текучість рідини. Чим густіше середовище, тим більшою кількістю одиниць оцінюється в’язкість. Підвищення температури палива зменшує в’язкість. Таким чином, застосування зимового малов’язкого палива влітку зумовить зниження продуктивності паливної групи дизеля. Тому вміст сірки у паливі для швидкохідних дизелів не може перевищувати 0,2 %.

Температура самозаймання палива характеризує його пожежонебезпечність при зберіганні, а температура застигання —можливість використання у холодних умовах без підігрівання.

Стандарти не допускають присутності у паливі механічних домішок та води. Найчастіше причинами виходу з ладу паливної апаратури є забруднення і обводнення палива під час транспортування, зберігання і заправки у польових умовах.

Перед заправкою паливо повинно відстоятися не менше 48 годин у спеціальних резервуарах, обладнаних поплавцями-забірниками. Заправка паливних баків тракторів повинна бути механізованою і провадитись закритим способом.

3. Паливо для карбюраторних двигунів

Для карбюраторних двигунів (пускових, мотоциклетних, автомобільних) основним рідким паливом є бензин. Це легкозаймиста, безбарвна рідина, що википає при температурі 35...215°С.

Важливим показником бензину є октанове число, яке характеризує антидетонаційні властивості палива. Бензини мають октанове число від 66 до 100. Чим число більше, тим вища детонаційна стійкість бензину. Октанове число визначається на спеціальному двигуні із змінним ступенем стиску двома методами: моторним і дослідним. Відрізняються вони за режимами випробувань.

Бензин випускають чотирьох марок: А-72, А-76, АИ-93, АИ-98. Буква «А» вказує, що бензин автомобільний, числа перших двох марок свідчать про мінімальне значення октанового числа, розрахованого моторним методом. Літера «И» та числа бензинів АИ-93, АИ-98 означають, що октанові числа 93 і 98 встановлені дослідним методом.

Бензин А-72 випускається неетильованим, тому його використовують не тільки для експлуатації двигунів зі ступенем стиску

6.5….6.7, але й для пускових, мотоциклетних двигунів, для забезпечення різних виробничих та побутових потреб (паяльні лампи, бензинові пальники тощо). Виробництво бензину А-72 зменшується. Основною маркою бензину, який використовується в сільському господарстві є А-76. Високооктановий бензин АИ-95 застосовується переважно для експлуатації високофорсованих легкових автомобілів зі ступенем стиску до 9,0. Бензин АИ-98 сільському господарству не постачається.

4. Сумішоутворення в дизельних двигунах

Для повного згоряння 1 кг дизельного палива теоретично необхідно 15 кг (12,5 м3) повітря. У циліндри дизеля надходить значно більше повітря ніж теоретично необхідно. Тому на кожний кілограм палива в циліндри подається не 15, а .24 кг повітря. За таких умов кожна частка палива матиме навколо себе необхідну для повного згоряння кількість кисню.

Наповнення циліндрів двигуна повітрям залежить також від способу його подачі. Застосування турбонаддуву дозволяє значно збільшити заряд повітря, який надходить у циліндри двигуна.

Підвищене наповнення циліндрів повітрям дає можливість подавати і спалювати більшу кількість палива, завдяки цьому потужність двигуна із турбонаддувом підвищується на 25...30%.

Паливо впорскується форсункою в циліндри двигуна під тиском, який в кілька разів перевищує тиск повітря в камері стиску зі швидкістю 150...500 м/с.

Суміш утворюється в циліндрах дизеля протягом тисячних часток секунди (0,002...0,003 с).

На процес приготування однорідної суміші впливає також форма камери згоряння. Нерозділена камера згоряння обмежена фасонним днищем поршня та поверхнями головки і стінок циліндра. Завдяки компактності цієї камери у дизелів з нерозділеною камерою згоряння менші теплові витрати, тому вони порівняно легко пускаються й економічніші. До однокамерних дизелів належать

тракторні двигуни Д-21А, Д-120, Д-37Е, Д-144, Д-65М, Д-240, СМД-60, ЯМЗ-240Б та ін.

Тракторні дизелі з нерозділєними камерами згоряння можуть мати об’ємне або плівкове сумішоутворення. При об’ємному сумішоутворенні паливо рівномірно розпилюється по камері згоряння, при плівковому — основна його частина подається форсункою на гарячі стінки камери згоряння у вигляді тонкої плівки. Близько 5% разової подачі розпилюється у стисненому повітрі і забезпечує займання робочої суміші.

Робоча суміш у дизелях утворюється в циліндрах двигуна. Такі двигуни ще називають двигунами з внутрішнім сумішоутворенням, а карбюраторні двигуни — із зовнішнім сумішоутворенням.

5. Карбюрація. Будова карбюратора пускового двигуна

Процес приготування пальної суміші з повітря і палива називається карбюрацією, а прилад, в якому здійснюється приготування такої суміші — карбюратором. Карбюратор готує паливну суміш певного складу залежно від режиму роботи двигуна.

Співвідношення між кількістю пального і повітря в суміші оцінюють коефіцієнтом надлишку повітря, який є відношенням дійсної кількості повітря в суміші до теоретично необхідної для спалювання кількості пального. Якщо в пальній суміші на 1 кг пального припадає 15 кг повітря (а = 15/15 = 1), то суміш називається нормальною. В такій суміші повітря і паливо згоряють повністю. Двигун працює стабільно і має середні показники потужності та економічності.

У збагаченій суміші повітря 12...15 кг, на 15...20% менше, ніж в нормальній суміші а = 0,85...0,80. Така суміш згоряє швидше, двигун розвиває найбільшу потужність, проте палива витрачається більше.

Збагачена суміш має повітря менше 12 кг, на 20...60 % менше, ніж нормальна, коефіцієнт надлишку повітря а = 0,8...0,4. Ця суміш горить повільно, потужність двигуна зменшується, витрата палива значно збільшується.

У збідненій суміші повітря витрачається 15...17 кг, на 10...15 % більше, ніж у нормальній а = 1,1...1,15. Швидкість її згоряння дещо менша від збагаченої суміші. Двигун працює економічніше, проте має меншу потужність.

Бідна суміш містить повітря більше 17 кг, на 15...30% більше, ніж нормальна а =1,15...1,3. Вона горить повільно, процес може відбуватися протягом усього такту розширення і навіть випуску. Двигун працює нестабільно, потужність його зменшується, а витрата палива — збільшується.

Найбільшу потужність карбюраторний двигун розвиває при а = 0,9, найекономічніший при а = 1.

Коефіцієнт надлишку повітря дизельних двигунів значно більший. Для дизелів з нерозділеними камерами згоряння і об’ємним сумішоутворенням а = 1,5... 1,8; з плівковим сумішоутворенням а = 1,45...1,55; з вихровими камерами і передкамерами а = 1,25... 1,45; з наддуванням а = 1,35...2,0.

Пускові двигуни більшості тракторів мають безпоплавцевий (діафрагмовий) горизонтальний карбюратор 11.1107 011 (К-06).

Карбюратор 11.1107011 (К-06) складається з корпуса 3 (рис. 7.2) і кришки 26, іцо кріпиться до корпуса шістьма гвинтами 27. Між корпусом і кришкою—мембрана 20 (діафрагма) з жорстким металевим центром. Між мембраною 20 і кришкою 26 — ущільнювальна прокладка.

У кришці 26 встановлений утоплювач 23, між якими є пружина 24, що притискує шток утоплювача до кришки. Отвір 22 з’єднує проміжок між діафрагмою і кришкою з атмосферою.

В корпусі 3 є вхідна горловина 1, дифузор 7 і змішувальна камера 9, які утворюють головний повітряний тракт карбюратора. Поперечний переріз дифузора найменший, що забезпечує збільшення швидкості руху повітря. До корпуса 3 на вісях кріпляться повітряна заслінка 2 і дросельна заслінка 8. Повітряну заслінку встановлено у вхідній горловині 1, а дросельну— у змішувальній камері 9. До корпуса повітряної заслінки 2 прикріплений шток 5, між ними — клапан 4. До заслінки він притискується пружиною 6, перекриваючи отвори 34 повітряної заслінки 2. В корпусі 3, в площині найменшого перерізу дифузора 7, встановлений жиклер-розпилювач 15, кінець якого піднятий відносно корпуса 3, а сам жиклер прикріплений гвинтом з центральним отвором. Між жиклером і гвинтом встановлений клапан 21, який запобігає надходженню повітря в паливну камеру 16 з дифузором 7 тоді, коли жиклер 15 не працює. Жиклер-розпилювач 15 і зворотний клапан 21 належать до головної дозувальної системи.

До системи холостого ходу входять повітряний канал 33, емульсійний канал 31 і паливний жиклер 19. У повітряному каналі 33 встановлений повітряний жиклер 32. Емульсійний канал має перехідний отвір ЗО і вихідний — 29. Перехідний отвір знаходиться перед дросельною заслінкою 8 змішувальної камери 9, коли заслінка повністю закрита, а вихідний отвір — за дросельною заслінкою. Прохідний отвір наливного жиклера 19 регулюється гвинтом 17, який відносно корпуса 3 фіксується пружиною 18.

Паливо з фільтра по гумовому трубопроводу надходить до штуцера 28, який болтом 10 пригвинчений до корпуса 3. Між корпусом і штуцером, штуцером і болтом встановлюють алюмінієві або мідні ущільнювальні прокладки. Попаданню палива із штуцера 28 в паливну камеру 16 запобігає паливний клапан 25, який притискується до гнізда клапана 12 лівим плечем важеля 13, на праве плече якого діє пружина 14. Важіль 13, як і гніздо клапана, встановлений на осі, закріпленій в корпусі 3.

Перед пуском двигуна повітряну заслінку, 2 закривають, а дросельну 8 — відкривають. Положення заслінок на рис. 7.2, б наведено суцільною лінією. Натискуванням на кнопку утоплювача 23 заповнюють камеру 16 паливом. Повітряну і дросельну заслінки регулюють за допомогою важеля, встановленого на осі повітряної заслінки із зовнішнього боку корпуса карбюратора. Перед пуском двигуна на цей важіль діють вручну, а після пуску він регулюється автоматично. При натискуванні на кнопку утоплювача 23 пружина 24 стискується. Шток утоплювача переміщує жорсткий центр мембрани 20 вверх, а центр діє на праве плече важеля 13, який обертається навколо осі. Праве плече важеля 13 стискує пружину 14, а ліве 13 не діє на клапан 25. Оскільки паливний бачок розташований вище карбюратора, то паливо, тиснучи на клапан 25, переміщує його від гнізда клапана 12 униз. Паливо з бачка самопливом надходить у паливну камеру 16 карбюратора. При відпусканні кнопки утоплювача пружина 24 повертає шток утеплювача в початкове положення. Пружина 14, діючи на важіль 13, повертає клапан 25 у початкове положення.

При обертанні колінчастого вала пускового двигуна розрідження з його кривошипної камери передається в головний повітряний тракт карбюратора. Внаслідок різниці тисків у головному повітряному тракті і в порожнині між діафрагмою 20 і кришкою 26 діафрагма 20 переміщується вверх. Паливо камери 16 через жиклер-розпилювач 15 головної системи і через жиклер 19 системи холостого ходу витісняється діафрагмою в змішувальну камеру 9. При цьому із жиклера-розпилювача 15 витісняється паливо, а з перехідного і вихідного отворів системи холостого ходу— емульсія. Вона утворюється в каналі 31, де паливо зустрічається з потоком повітря. Повітря в канал надходить по каналу 33, проходячи через жиклер 32. Під дією розрідження клапан 4, стискуючи пружину 6, трохи переміщується на штоку 5. Через отвори 34 повітряної заслінки і щілини між повітряною заслінкою 2 і корпусом 3 до змішувальної камери 9 надходить повітря. З емульсії палива і повітря у цій камері утворюється легкозаймиста збагачена суміш.

Після пуску двигуна розрідження за дросельною заслінкою 8 збільшується, її повітряний клапан 4 відкривається повністю. Паливо з паливного бачка через жиклери 15 і 19 надходить у змішувальну камеру 9 постійно. Це відбувається тому, що діафрагма 20 займає верхнє положення і відкриває клапан 25, Через те, що кількість повітря, яке надходить у змішувальну камеру 9, збільшується, паливна суміш збіднюється.

Після пуску двигуна його переводять на холостий хід, для цього повітряну заслінку 2 відкривають, а дросельну 8 — закривають. Швидкість потоку повітря і величина розрідження в повітряному тракті зменшується. Зворотний клапан 21 закривається. Паливо через жиклер-розпилювач 15 в змішувальну камеру 9 не надходить, а з паливної камери 16 йде через жиклер 19 в канал 31. Повітря в канал 31 надходить по каналу 33 і перехідному отвору ЗО. Емульсія з каналу 31 через вихідний отвір 29 прямує в змішувальну камеру 9. Паливо у паливну камеру 16 надходить постійно, тому що діафрагма 20 у взаємодії з важелем 13 відкриває паливний клапан 25.

Для пуску основного двигуна збільшують частоту обертання колінчастого вала пускового двигуна, повністю відкриваючи дросельну заслінку 8. Повітряна заслінка 2 при цьому залишається відкритою (на рис 7.2, б наведено пунктирною лінією). При відкриванні дросельної заслінки 8 перехідний отвір 30 залишається, за нею. Емульсія з каналу 31 потрапляє в змішувальну камеру через отвори ЗО і 29. При подальшому відкриванні заслінки 8 розрідження в дифузорі 7 збільшується. Паливо з паливної камери 16 знову починає надходити у змішувальну камеру 9 через жиклер-розпилювач 15.

При роботі двигуна при максимальній частоті обертання із повним навантаженням потік повітря з каналу 33 спрямовується не лише в канал 31, а й через паливний жиклер 19 в паливну камеру 16. Цим забезпечується зменшення розрідження біля жиклера-розгіилювача 15 і запобігається збагачення суміші. Система холостого ходу також продовжує працювати. Кількість палива, що надходить через отвори 29 і 30 в змішувальну камеру 9, при збільшенні частоти обертання колінчастого вала зменшується.

6. Паливні баки

Паливо для живлення двигуна трактора заливають у паливний бак, місткість якого розрахована на роботу трактора без дозаправки не менше 10 годин. Паливні баки виготовляють з листової сталі, форма їх залежить від місця встановлення і має відповідати сучасним вимогам компонування механізмів і вузлів трактора.

Кількість палива в баці перевіряють за допомогою пластмасової прозорої трубки, мірної лінійки (її встановлюють у заливну горловину) або електричного покажчика рівня палива. Щоб запобігти коливанням тиску в паливному баці, його внутрішня порожнина сполучається із зовнішнім повітрям.

Паливний бак тракторів типу Т-150 і ХТЗ-170, зварений з двох стальних штампованих половин. Бак розташований, у прорізі задньої частини кабіни і закріплюється двома металевими стрічками. У паливному баці встановлено вертикальні перетинки, які підвищують жорсткість конструкції і зменшують збовтування палива під час роботи трактора. У верхній частині бака є горловина з кришкою і сітчастим фільтром. В кришці є отвір для надходження повітря в бак, від пилу вона захищена дротяною плутанкою.

Поруч із заливною горловиною знаходиться отвір для пластмасової прозорої трубки.

Відбір палива відбувається через витратний кран і забірну трубку, яка виступає над днищем. Таке розташування забірної трубки запобігає всмоктуванню домішок палива, що осідають на дні. Щоб закрити кран, рукоятку крутять за стрілкою годинника до упору кульки в гніздо. Для періодичного видалення відстою призначений зливний кран, змонтований в нижній частині бака.

7. Фільтри

Фільтри грубої і тонкої очистки палива. Робота паливної апаратури значною мірою залежить від якості фільтрації палива. Його необхідно старанно очищати від води і механічних домішок, які погіршують роботу прецизійних пар, знижують їх щільність, порушують подачу палива і чіткість відсічки форсунки, ускладнюють розпилення палива. Наявність води у паливі спричинює корозію деталей, зависання голок розпилювачів форсунок, плунжерів у гільзах і поломку пружин.

Для захисту від механічних домішок і води на тракторних і комбайнових дизелях застосовують фільтри грубої і тонкої очистки.

Фільтри грубої очистки призначені для видалення з палива домішок розміром понад 0,05...0,07 мм і води. Це забезпечує тривалу і безперебійну роботу паливного насоса і форсунок. На сучасних тракторних дизелях установлюють фільтри типу ФГ, які відрізняються лише розмірами і пропускною здатністю. За конструкцією усі фільтри ФГ однакові (рис.7.3).

Паливо, яде засмоктується з бака трактора насосом через паливопровід 4 і порожнистий болт, заповнює кільцеву порожнину у корпусі 6 (порожнина розташована під розподільником 7) і через вісім отворів діаметром 2 мм у розподільнику надходить у стакан 1. Паливо проходить через кільцевий зазор між фільтруючим елементом 2 і стінкою стакана. Невелика його частина, різко змінюючи напрям, проходить через сітку фільтруючого елемента з отворами до 0,25 мм і центральний отвір й через трубопровід 5 спрямовується у підкачувальний насос. Основна частина палива, механічні домішки, краплі води за інерцією рухаються вниз, уздовж стінок стакана 1, у зону відстою по кільцевому зазору між стаканом і заспокоювачем 8.

Заспокоювач відділяє порожнину з циркулюючим паливом від зони відстою і забезпечує ефективну роботу фільтра при коливаннях і вібрації. У зоні відстою (при повороті пального на 180°) частинки механічних домішок і води осідають на дно стакана 1. Очищене паливо через центральний отвір заспокоювача надходить до сітки фільтруючого елемента. Відстій на дні стакана періодично зливається через отвір, закритий пробкою 9 у нижній частині фільтра.

Фільтри тонкої очистки призначені для очищення палива від дрібних механічних частинок. Найпоширеніші фільтри з паперовими фільтруючими елементами, які забезпечують високий ступінь очистки. Конструкцію фільтра тонкої очистки палива двигунів Д-240, Д-245 тракторів МТЗ-80, МТЗ-82, МТЗ-100 наведено на рис.7.4. У корпусі 3 встановлено три паперових фільтруючих елементи 1, які зверху і знизу ущільнені гумовими кільцями 4, а на корпусі фільтра — кришку 5 з продувним вентилем. Відстій з фільтра зливається через отвір у корпусі 3, закритий пробкою 12.

Від підкачувального насоса паливо трубкою низького тиску через отвір Б подається в корпус 3 фільтра тонкої очистки. По каналу фільтра неочищене паливо надходить у верхню частину фільтра. Під тиском, створюваним підкачувальною помпою, паливо проходить через фільтруючі елементи 1. Очищене від дрібних механічних домішок і води, воно по каналах Г потрапляє до отвору А і далі — до головки паливного насоса. Продувний вентиль складається з деталей 6, 7, 8 і 9 і призначений для випуску повітря з паливної системи двигуна. При відкручуванні вентиля 9 голка звільняє кульку 7, що відходить від свого гнізда, і через відкритий отвір порожнина корпуса фільтра сполучається із зовнішнім повітрям. Змішане з повітрям паливо зливається назовні через повітропровідну трубку 2.

На тракторних двигунах встановлюють фільтр тонкої очистки палива ФТ-150А (рис. 7.5), який складається з чавунного корпуса 7, до якого стяжними болтами 21 кріпляться дві однакові фільтруючі секції, що працюють паралельно. Кожна секція складається з паперового фільтруючого елемента ЭФТ-75, розташованою на штуцері б в стакані 4. Для ущільнення між корпусом і стаканом є кільце 20.

Внизу встановлюють запірний болт 3 з гайкою 2 і зливною трубкою 1. Такий пристрій дає змогу при технічному обслуговуванні відводити паливо, яке зливається з фільтрів.

Фільтруючі елементи ЭТФ-3 і ЭФТ-75. Фільтруючий елемент ЭФТ-3 — це паперова штора площею до 0,5 м2, складена у циліндр гармошкою. Фільтрувальний папір штори з пористою структурою для проходження палива утримує на поверхні механічні домішки розміром більше 0,002 мм. Штору приклеєно до картонної обичайки і разом з нею завальцьовано зверху і знизу жерстяними кришками. Обичайка запобігає пошкодженню штори. Для проходження палива на всій поверхні обичайки зроблено круглі отвори.

Конструкція фільтруючого елемента ЭФТ-75 аналогічна попередній, проте у ній застосовані дві паперові штори, розташовані одна в одній. Площа поверхні зовнішньої штори (основної) майже 0,5 м2, а другої (контрольної) становить 30% від першої. Наявність двох штор забезпечує надійнішу очистку палива від води і механічних домішок.

8. Підкачувальні насоси

Для забезпечення рівномірної подачі палива з бака до паливного насоса і подолання гідравлічного опору фільтрів і паливопроводів застосовують підкачувальний насос (помпу). Для видалення повіт

ря із системи живлення перед пуском і для заповнення системи паливом після складання помпа обладнана ручним підкачувальним насосом. На тракторних дизелях застосовують поршневі насоси, привод яких здійснюється від ексцентрика кулачкового вала ПНВТ.

Підкачувальний насос 21.1106010-02 (рис. 7.6) кріпиться до бокової розточки корпуса насоса високого тиску двома шпильками і складається з чавунного корпуса 3, у горизонтальній розточці якого розміщений поршень 21. Поршень притискується до штока 20 пружиною 22, яка другим кінцем впирається у пробку 6. У розточці з боку фланця по одній осі з поршнем установлено роликовий штовхач. Ролик 17 штовхача притискується до ексцентрика вала регулятора штоком 20. У нижній частині корпуса у спеціальних розточках розміщені клапани — впускний 8 і випускний 4, притиснуті до сідел пружинами 7 і пробками 5 і 9.

Схему роботи підкачувального насоса наведено на рис. 7.7.

Позиція а. При повороті ексцентрика кулачкового вала 1 ролик 2 штовхача переміщується вниз. Поршень 5 під дією пружини 3 також переміщується, вниз, в порожнині Б створюється розрідження. Клапан 7 закривається, клапан 8 відкривається, і паливо з випускного клапана потрапляє в камеру Б, заповнюючи об’єм, який звільняє поршень, рухаючись вниз. При цьому поршень витискує паливо з камери А, яке через канал 6 потрапляє у нагнітальний канал і далі до фільтра.

Позиція б. Ексцентрик кулачкового вала 1 піднімається, через ролик і шток стискує пружину 3 і переміщує поршень 5 уверх. Об’єм камери Б при цьому зменшується. При підвищенні тиску клапан 8 закривається і паливо потрапляє до каналу 6. У цей час паливом заповнюється камера А. При наступному опусканні поршня паливо з камери А через канал 6 переходить до фільтра тонкої очистки, і процес повторюється.

Позиція в. При підвищеному тиску в нагнітальному каналі 6 і в камері А пружина 3, переміщуючи поршень 5, зустрічає великий тиск з боку палива в камері А. 

Пружина не може подолати опір палива, і поршень відходить від штока 4. Розміщення поршня в цьому випадку залежить від витрати палива. Чим менше його витрата, тим вищий тиск у камері А, тим скоріше зупиниться поршень і зменшиться його робочий хід. Таким чином, обмежується максимальний тиск палива у нагнітальному каналі підкачувального насоса при різних частотах обертання кулачкового вала і різних витратах палива. При зниженні тиску палива у нагнітальній порожнині повний хід поршня знову відновлюється.

Тиск, створений підкачувальним насосом для дизелів типу СМД-60, становить 0,22...0,30 МПа при частоті обертання кулачкового вала насоса 1000... 1050 хв1. Для заповнення системи живлення дизеля паливом і видалення з неї повітря на корпусі підкачувального насоса змонтований ручний насос (рис. 7.6), внутрішніми каналами сполучений з нідклапанною порожниною впускного клапана.

Паливо прокачують зворотно-поступальним рухом поршня ручного насоса. При русі поршня вверх у підклапанній порожнині впускного клапана створюється розрідження, клапан відкривається і паливо надходить у циліндр ручного насоса, нагнітальний клапан, у цей час закритий. При русі поршня вниз під тиском палива впускний канал закривається, а випускний — відкривається, і паливо через підпоршневу порожнину підкачувального насоса надходить у нагнітальну порожнину і далі — до фільтрів тонкої очистки. При цьому разом з паливом прокачується і повітря, яке потрапило у систему при заповненні її свіжим паливом.

Якщо повітря у системі живлення немає, паливо витікає із заливної трубки фільтра при відкритому продувному вентилі без бульбашок. Після повного видалення повітря і заповнення системи живлення паливом ручний насос відключається від неї. Рукоятку 14 (рис.7.6) переміщують униз і щільно нагвинчують на кришку циліндра 11, поршень 10 опускається на гумову прокладку і перешкоджає надходженню палива у ручний насос.

9. Система очищення повітря та вилучення відпрацьованих газів

Система очищення повітря обмежує попадання в циліндри двигуна пилу, кількість якого у повітрі визначається багатьма факторами, у тому числі і видом сільськогосподарських робіт, машино-тракторним агрегатом, типом тракторного рушія і кліматичними умовами праці. В 1 м3 повітря може бути 0,0003... 1,5 г пилу, а в умовах значної запиленості—до 2 г/м3. При таких рівнях запиленості, в середньому за одну зміну (8... 10 годин) роботи трактора МТЗ-80, в циліндри двигуна Д-240 може потрапити більше 2 кг пилу, а трактора ХТЗ-17021 до 4 кг.

Пилинки мають розміри від десятих часток мікрона до сотень мікрон і складаються на 75% з кремнезему, який, потрапляючи в двигун, призводить до інтенсивного спрацювання деталей кривошипно-шатунного механізму та інших деталей. Найбільше спрацьовується дзеркало циліндрів, поршневі кільця, поршні, шийки колінчастого вала, вкладиші та ін. Якщо повітря не очищати, спрацювання тертьових поверхонь двигуна може зростати у 5...10 разів. Інтенсивність спрацювання деталей залежить від розмірів і властивостей абразиву. Найнебезпечніші частки з високою твердістю (кварцевий пил), у суміші з маслом вони діють як наждачна паста.

Щоб уникнути попадання пилу в камеру згоряння, на тракторних двигунах встановлюють повітроочисники. За способом очищення їх поділяють на інерційні, фільтруючі і комбіновані (поєднання двох перших). Тракторні повітроочисники розраховані на очищення повітря підвищеної запиленості. Вони мають багатоступінчасту очистку і збільшену висоту розміщення повітрозабирача.

На тракторних і комбайнових дизелях застосовують дво- і триступінчасті комбіновані повітроочисники. Триступінчаста система очищення повітря застосовується на дизелях Д-120, Д-240, Д-37Е, Д-144 і СМД-31Т. На останніх дизелях СМД застосовується двоступінчаста система, яка забезпечує коефіцієнт очистки повітря 99,95%.

На тракторних дизелях СМД-18Н, СМД-60 для першого ступеня очищення повітря застосовується передочисник типу моноциклон. Конструкція такого передочисника (рис.7.8) для дизелів СМД-18Н і СМД-60 практично однакова, а розміри через різні витрати повітря різні, тому вони взаємно не замінюються. Принцип дії гіередочисника: внаслідок розрідження, що виникає при такті впуску у циліндри, повітря через сітку 9 засмоктується у моноциклон, і пройшовши між лопатями завихрювана 8, набуває обертального руху.

Під дією відцентрової сили важкі частинки пилу відлітають до стінок ковпака 4 і через щілини 5 викидаються назовні, а очищене повітря, змінивши свій рух на 180°, надходить у патрубок мошщиклона 2. У такому передочиснику затримується до 60% пилу, що потрапив з повітрям. На тракторних двигунах Д-120, Д-37Е, Д-240, Д-245 встановлюють повітроочисник (рис. 7.9) комбінованого типу. Він має три послідовно розташованих ступеня очистки — інерційні і два фільтруючих.

Перший інерційний ступінь очистки (передочисник) складається з корпуса інерційної головки, труби, крильчатки і сітки.

Повітря, що засмоктується в циліндри, проходить через сітку 4 повітрозабірника і за допомогою напрямної крильчатки 3 завихрюється. Під дією відцентрових сил великі частинки пилу автоматично викидаються з повітроочисника через отвори 5. Пройшовши передочисник, через повітропровід повітря опускається вниз до масляної ванни 15. Під натиском повітряного потоку масло безперервно витискується з чаші 13 масляної ванни, частинки пилу в чаші вловлюються маслом і разом з ним переміщуються вниз. Потік повітря після контакту з маслом очищається від пилу і зволожується. Напрям руху повітря завдяки чаші різко змінюється, разом з краплинками масла воно проходить через фільтруючі елементи 12, 9 і 8. Масло зволожує фільтри і сприяє кращому очищенню повітря від дрібного пилу. З фільтруючих елементів масло стікає на стінки чаші, а далі — в піддон. Очищене повітря, пройшовши через фільтруючі елементи, проходить патрубком 7 до циліндрів двигуна.

Очищення повітря на дизелях СМД відбувається у повітроочисниках сухого типу з фільтруючими елементами, паперовими фільтрпатронами, встановленими один в одний. На тракторному дизелі СМД-18Н застосовують повітроочисники з горизонтальним розміщенням фільтр-патронів (рис.7.10), а на дизелях типу СМД-60 з вертикальним (рис.7.11).

Фільтр-патрон повітроочисника складається із зовнішньої і внутрішньої металевих стінок, паперової фільтруючої штори, замкнутої всередині сіткою і двома днищами, які герметично скріплені епоксидною смолою або поліетиленом.

Для контролю за гранично допустимим засміченням фільтр-патронів тракторних і комбайнових дизелів передбачено індикатор ИЗВ-700 (рис. 7.12). На дизелях без газотурбінного наддуву він підключається до впускного колектора, а на дизелях з наддувом — до патрубка, який з’єднує повітроочисник і турбокомпресор.

Сигнальним пристроєм індикатора є барабан 5 з яскраво-червоними смугами. При забрудненні фільтр-патронів вище допустимої норми у вікнах ковпака 3 з’являються смуги, які вказують на необхідність проведення технічного обслуговування. Після виконаної роботи барабан індикатора повертають у початкове положення, для чого диск 4 з накаткою повертають за стрілкою до упору.

Система вилучення відпрацьованих газів. Ці гази містять шкідливі для організму людини продукти згоряння палива. Крім того, відпрацьовані гази пожежонебезпечні і є однією основних причин шуму двигуна. Тому система видалення їх повинна відповідати вимогам техніки безпеки, особливо влітку при збиранні врожаю, забезпечувати ефективне глушіння шуму та відведення газів від робочого місця тракториста.

Випускна система тракторного двигуна складається з випускних колекторів, випускної труби, ежектора і глушника шуму випуску відпрацьова них газів. На сільськогосподарських тракторах найчастіше застосовують глушники з резонансною газовою камерою 6 циліндричної форми, всередині якої проходить труба 7 з кількома рядами поперечних отворів (рис.7.13). Від співвідношення об’єму камери, кількості й розмірів отворів та площі прохідного розрізу труби залежать резонансні коливання і ступінь поглинання шуму.

Рис. 7.13. Випускна труба з глушником та ежектором двигунів типу СМД-60:

1 — кільце труби глушника; 2 — глушник; 3 — кришка ежектора; 4 — ежектор; 5, 8 — хомути; 6 — резонансна камера; 7 — труба глушника; 9 — кронштейн; 10 — патрубок; 11, 12 — труба і кожух випускної труби; 13 — кільце

До труби глушника зверху стяжним хомутом 5 кріпиться ежектор 4, який являє собою трубу із змінним розрізом. У найменшому розрізі труби ежектора встановлено (отвором у напряму газів) трубку, по якій передається розрідженість у пилезбирач бункера повітроочисника. Таким чином, пил і бруд відсмоктуються із бункера і разом з випускними газами викидаються в атмосферу. Зверху ежектора встановлюється кришка З, яка при непрацюючому двигуні закриває випускну трубу, запобігаючи попаданню атмосферних опадів.

10. Турбокомпресори. Проміжне охолодження наддувного повітря

Потужність двигуна можна підвищити до 30%, якщо в його циліндри додатково подавати стиснуте повітря і відповідну кількість палива, яке повністю згорить, виділивши більшу енергію.

На тракторних дизелях встановлюють турбокомпресори, призначені для нагнітання повітря під тиском у циліндри двигуна.

Турбокомпресор складається з відцентрового компресора і газової турбіни. Відпрацьовані гази по випускному трубопроводу потрапляють у камеру газової турбіни, потім на лопаті робочого колеса 20 (рис.7.14) і примушують його обертатися разом з валом 26. Далі відпрацьовані гази викидаються в атмосферу через випускну трубу. На валу 26 з протилежного боку закріплено колесо компресора 28, яке всмоктує повітря з атмосфери через повітроочисник і під надлишковим тиском 0,045...0,085 МПа нагнітає по випускному трубопроводу в циліндри двигуна, збільшуючи наповнення їх повітрям.

Колеса турбіни і компресора на номінальному режимі роботи двигуна обертаються з частотою 45000...90000 хв1. Дизелі СМД-60, СМД-62 обладнані турбокомпресорами типу ТКР-11Н-1 з діаметром колеса компресора і турбіни ПО мм (рис.7.14). Він складається з відцентрового одноступінчастого компресора з лопатковим дифузором і радіальної доцентрової турбіни. Корпус турбіни 16 відлито з чавуну, з двома вхідними каналами з фланцями, прикріплених до випускних колекторів за допомогою компенсаторів. У корпусі знаходиться вставка 22, яка утворює з сопловим вінцем 14 і колесом турбіни 20 проточну частину для проходу випускних газів. Корпус 1 компресора, відлитий з алюмінієвого сплаву, має центральний вхідний  патру бок і спіральний канал равлик — з вихідним патрубком. У корпусі компресора розміщена алюмінієва вставка 3, виготовлена разом з лопатковим дифузором, утворює з каналом (равликом) і колесом 28 проточну частину компресора для проходження повітря із повітроочисника у ресивер дизеля. Корпус турбіни і компресора прикріплені до середнього корпуса 8, відлитого з алюмінієвого сплаву.

Вал 26 ротора турбокомпресора обертається у бронзовому підшипнику 27 типу коливної втулки. Підшипник установлений у центральній бобишці середнього корпуса з певним зазором, від обертання і осьового переміщення він утримується фіксатором 25. Шар масла у зазорі між підшипником і центральною бобишкою середнього корпуса виконує роль пружної підвіски. Колесо турбіни 20 із жаростійкого матеріалу, приварено до вала ротора 26. Колесо компресора 28 з алюмінієвого сплаву кріпиться на валу ротора спеціальною гайкою 31. Підшипник турбокомпресора змащується маслом з масляного фільтра по трубці 24. Із турбокомпресора масло по масловідвідній трубці зливається у картер дизеля.

У турбокомпресорі встановлено контактні газомасляні ущільнення, які складаються з втулок 17 і 19, масловідбивача 29, диска 4 ущільнення та ущільнювальних кілець 2 і 18. Для підвищення ефективності масляного ущільнення з боку компресора зона роботи ущільнювального кільця відокремлена від зони викиду масла із підшипника щитком 5, завальцьованим у диск ущільнення.

Гарячі відпрацьовані гази із циліндрів дизеля надходять під тиском через випускні колектори газової турбіни. Розширюючись, гази обертають колесо турбіни з валом, на другому кінці якого знаходиться колесо компресора. Із турбіни гази через випускну трубу виходять в атмосферу. Відцентровий компресор усмоктує повітря через повітроочисник і подає під тиском у ресивер дизеля.

На дизелях СМД-31Т і СМД-І8Н установлюють турбокомпресори ТРК-8,5 різних модифікацій з діаметром колеса компресора 85 мм (колесо турбіни — 76 мм). Турбокомпресори ТКР-8,5 відрізняються від турбокомпресорів ТКР-11 меншими розмірами, масою і частотою обертання ротора.

Для підвищення потужності тракторних і комбайнових дизелів застосовують проміжне охолодженнянаддувного повітря. Необхідність використання проміжного охолодження зумовлена нагріванням повітря до 120...130°С після стиску у компресорі до 0,15...0,16 МГІа. При подальшому підвищенні тиску після компресора (при форсуванні дизелів) до 0,19...0,21 МПа температура повітря значно зростає, а питома вага знижується. Для охолодження наддувного повітря і збільшення його заряду у циліндрах застосовують повітряний радіатор. Він складається з осердя з горизонтальним дворядним розміщенням плоскоовальних латунних трубок і двох бокових баків із змінною площею перерізу.

На рис.7.15 наведено систему живлення повітря з проміжним охолодженням наддувного повітря дизелівтипу СМД-60. Повітря, що нагнітається турбокомпресором, по трубопроводу 9 подається у повітряний радіатор, де охолоджується потоком повітря від вентилятора 4. Після радіатора охолоджене на 50...70°С повітря по трубопроводу 5 надходить у ресивер, а потім у циліндри дизеля. Завдяки зниженню температури наддувного повітря заряд його, який подається у циліндри, збільшується, що сприяє кращому згорянню палива і протіканню робочого процесу, забезпечує задану потужність і паливну економічність дизеля.

11. Паливний насос високого тиску

Під великим тиском, в заданий момент і відповідно до навантажувального і швидкісного режимів паливний насос високого тиску (ГІНВТ) подає до форсунок циліндрів точно визначені порції палива.

ПНВТ має розвивати тиск 30...60 МПа, інколи — до 150 МПа. Створити високий тиск може насос плунжерного типу. На тракторних дизелях застосовують насоси розподільного типу і багатоплунжерні паливні насоси з постійним повним ходом плунжера, і приводом від кулачка. У паливних насосах розподільного типу один насосний елемент, подає паливо до кількох циліндрів, почергово підключаючись до відповідних форсунок. У багатоплунжерному насосі кожна секція з’єднана з однією форсункою, а їх число відповідає числу циліндрів.

На рядних чотирициліндрових дизелях СМД установлюють багатоплунжерні паливні насоси типу ЛСТН, а на шестициліндрових рядних і У-подібних — двосекційні паливні насоси розподільного типу НД.

Рядні паливні насоси типу ТН бувають правого і лівого виконання і установлюються на дизелі відповідно з правого або лівого боку. На чотирициліндрових дизелях Д-37Е, Д-144, Д-65Н, Д-240 розміщують паливні насоси марок УТН-5А, УТН-5П. Букви і цифри у марці паливного насоса позначають: У — уніфікований; Т — паливний; Н — насос; 5 — номер модифікації; А — модернізований; П — правого виконання. Хід плунжера — 8 мм, діаметр — 10 мм. На рядних чотири-, шести- і восьмициліндрових двигунах А-41, А-01, ЯМЗ-238НБ встановлюють відповідно паливні насоси 4ТН9х10Т,

6ТН9х10 і паливні насоси ЯЗТА. Букви і цифри у марці паливного насоса позначають: 4 або 6 чотири-або шестиплунжерний; Т — паливний; Н — насос; 9 — діаметр плунжера, мм; 10 — хід плунжера, мм; Т або Б у маркуванні — модифікація.

Чотирициліндрові дизелі СМД обладнують паливними насосами марки ЛСТН410010. Позначення букв і цифр у марці паливного насоса: Л— ліве виготовлення; С — швидкісний; Т — паливний; Н — насос; 4 — чотириплунжерний; 10 — діаметр плунжера, мм; 10 — хід плунжера, мм. Паливний насос ЛСТН410010 (рис.7.16) однаковий для всіх рядних дизелів СМД.

У корпусі насоса на двох шарикопідшипниках обертається кулачковий вал 28. Вал насоса обертається від шестерні привода, яка зчеплена зі шліцевою втулкою 5 у передній частині вала. На хвостовику встановлено шестерню 21 привода регулятора, а між другим і третім кулачками — ексцентрик 29 для привода паливонідкачувального насоса. Валик насоса обертається удвічі повільніше, ніж колінчастий вал дизеля. Положення кулачків на валику відповідає порядку роботи циліндрів дизеля. Над кулачковим валом у корпусі насоса поступально переміщуються штовхані, які передають рух від кулачків плунжерам.

Чотири плунжерні пари разом із зворотними пружинами 7, нагнітальними клапанами із сідлами і штуцерами 11 вмонтовані в головці 8, що кріпиться на верхній площині корпуса насоса. Штуцери утримуються від прокручування накладками 12. До штуцерів під’єднуються паливопроводи високого тиску. Для підведення палива до плунжерних пар у головці насоса зроблений П-подібний канал 17. З одного боку до нього підведений трубопровід 16 підведення палива від фільтра тонкої очистки, з другого — трубопровід 15 перепуску надлишків палива з головки насоса у підкачувальний насос. У штуцер цього трубопроводу вмонтований перепускний клапан.

Штовхач складається з корпуса 20, всередині якого на осі 26 обертається ролик 27. Зверху в корпусі штовхача зафіксовано болт 19 з контргайкою, за допомогою якого регулюється момент початку подачі палива плунжером.

Плунжерна пара (рис.7.17) є основним насосним елементом і складається із плунжера 1 і гільзи 2, які являють собою прецизійну пару і проходять спеціальну притирку, тому розпаровувати їх не можна. На нижню частину плунжера напресовані поводки 8, які за допомогою хомутів 10 з’єднані з рейкою 9; Хомути на рейці затискуються болтами 11. Сідло 3 з нагнітальним клапаном 4 підтискується до гільзи 2 плунжера штуцером 7, у середині якого є пружина 6. Між сідлом і штуцером встановлена ущільнювальна прокладка 5. У нижній частині корпуса насоса (рис.7.16) є фланець для установки підкачувального насоса, а також отвір для заливання масла, закритий пробкою 3. Для огляду і регулювання на корпусах паливного насоса і регулятора є люки, закриті кришками.

Принцип роботи паливного насоса тину ТН такий. При обертанні кулачкового валика штовхачі під дією кулачків здійснюють зворотно-поступальний рух, від штовханів рух передається плунжерам. Коли плунжер 1 переміщується вниз (рис. 7.18) через вікно 8 у гільзі, паливо заповнює порожнину 4 над плунжером (позиція І). При русі плунжера вверх частина палива витікає назад у канал головки, поки плунжер не перекриє впускне вікно 8. Рухаючись вверх, плунжер стискує паливо. Як тільки тиск у надплунжерному про сторі буде достатнім для подолання зусилля пружини 6, нагніталь- ( ний клапан 7 підніметься, і паливо надходитиме по паливопроводу високого тиску у форсунку (позиція II), поки гвинтова кромка 13 на плунжері не відкриє перепускне вікно 3 у гільзі (позиція III), через яке надлишки палива з надплунжерної порожнини перетечуть у канал головки насоса. Тиск палива у надплунжерній порожнині різко знизиться, і нагнітальний клапан 7 під дією пружини 6 опуститься на сідло 12. При цьому розвантажувальний поясок 11 сприятиме відсмоктуванню деякої кількості палива із паливопроводу високого тиску. В результаті тиск у паливопроводі різко знижується, і подача палива у форсунку припиняється.

Таким чином, розвантажувальний поясок клапана забезпечує чітку посадку голки розпилювача форсунки.

Кількість палива, яке подається у циліндри, залежить від величини активного ходу плунжера, тобто від моменту закриття впускного вікна 8 верхньою кромкою плунжера до відкриття перепускного вікна 3 гвинтовою кромкою 13. Це досягається поворотом плунжерів на певний кут за допомогою рейки 14 (рис. 7.16).

Уніфіковані розподільні паливні насоси типу НД виготовляють для дизелів з числом циліндрів від 2 до 8. Усі вони мають підкачувальні насоси поршневого типу. Хід плунжера — 8 мм, діаметр — 10 мм. Розподільні паливні насоси шестициліндрових рядних і У-подібних дизелів СМД двосекційні, з дозуванням палива шляхом зміни кінця подачі і з механічним всережимним регулятором. Паливні насоси дизелів СМД-31/31А, СМД-66/67 і СМД-72/73 обладнані обмежувачами димлення.

Конструкцію паливного насоса НД-22/6 дизелів типу СМД-60 наведено на рис. 7.19. Ці дизелі мають широкий діапазон потужностей, які забезпечуються при різних швидкісних режимах, тому заводське регулювання паливних насосів неоднакове. Паливні насоси дизелів типу СМД-60 мають різні марки. Змащення цих насосів автономне, тобто масло заливають у корпус паливного насоса через спеціальну пробку, а під час експлуатації його періодично доливають і замінюють.

Конструкція насосів розподільного типу НД-22/6 практично однакова. Корпус насоса алюмінієвий, нерозбірний, з трьома порожнинами (насосна, регуляторна і кулачкового механізму), в яких розміщені відповідно, дві плунжерні пари з приводом, регулятор, кулачковий 37 і ексцентриковий 30 вали. Кулачковий вал насоса діє від зубчастого колеса розподільного вала дизеля за допомогою спеціального привода.

При обертанні кулачкового вала плунжер 9 (рис. 7.20) здійснює зворотно-поступальний рух. Нагнітальний хід відбувається при набіганні кулачка на ролик штовхача, а хід усмоктування — під дією зворотної пружини 20. Крім того, плунжери від вала регулятора 13 через проміжну шестерню 8 (рис. 7.19) і зубчасті втулки 3 (рис.7.20) одержують обертальний рух, виконуючи при цьому роль розподільників палива по циліндрах.

Кількість подачі палива змінюється осьовим переміщенням дозатора 8 по плунжеру, що виконується регулятором через систему важелів і поводка привода дозатора. Виключення подачі палива здійснюється примусово важелем керування або регулятором при досягненні граничної частоти обертання. В обох випадках переміщення важельної системи зумовлене зміщенням дозаторів у крайнє нижнє положення. Дві секції високого тиску подають потрібну кількість палива під тиском у циліндри дизеля у певний час і у заданій послідовності. Одна секція спрямовує паливо у правий ряд циліндрів, інша — у лівий. Секція високого тиску складається з втулки 17, плунжера 9, дозатора 8, пружини 20, зубчастої втулки 3, верхньої 4 і нижньої 21 тарілок. Секції встановлюються у вертикальних гніздах корпуса насоса.

Поетапну схему роботи секції високого тиску паливного насоса наведено на рис.7.21. У верхній частині втулки плунжера просвердлено два всмоктувальні отвори Д для надходження палива у надплунжерну порожнину. У середній частині втулки розміщено шість радіальних отворів. Три отвори Е закриті ззовні заглушками і з’єднані внутрішніми свердловинами зі штуцерами подачі палива до циліндрів дизеля, вкручених у верхню частину втулки плунжера. Три отвори К—розвантажувальні і розміщені діаметрально до трьох перших.

У плунжері є центральний канал В, який з’єднує підплунжерну порожнину з розподільним пазом Г через розподільний отвір Ж і з перепускною порожниною Б дозатора через відсічний отвір А. На поверхні плунжера напроти розподільного паза Г виконано розвантажувальний паз Л. Розвантажувальні свердловини у втулці і розвантажувальний паз запобігають заїданню плунжера у втулці, врівноважуючи його від бічних сил, що виникають при перетіканні палива.

При ході плунжера вниз (рис.7.21, а) паливо через усмоктувальні отвори Д надходить у підплунжерну порожнину. Відсічний отвір А у цей момент перекритий дозатором. При підйомі плунжера уверх частина палива з надплунжерної порожнини витісняється назад через отвори Д до тих пір, поки кромка плунжера їх не перекриє (рис. 7.21, б). Починається нагнітання палива. У цей момент внаслідок обертання плунжера розподільний канал Г співпадає з отвором Е, і паливо подається до форсунки відповідного циліндра. Подача палива відбувається до тих пір, поки відсічний отвір А своїми кромками не вийде з дозатора (відсічка) (рис.7.21, в). Тиск у підплунжерній порожнині різко зменшується і подача палива до циліндра припиняється. Потім цикл повторюється; паливо надходить до наступного циліндра.

Кількість палива, що подається у циліндр дизеля, визначається положенням дозатора. Чим вище він встановлений, тим більше палива подається до циліндра дизеля. При крайньому нижньому положенні дозатора подача палива припиняється, оскільки усмоктувальні отвори Д перекриваються плунжером після виходу із дозатора відсічного отвору А.

Таким чином, кількість палива, що надходить у циліндри, визначається тривалістю цього процесу. Початок подачі відповідає одному й тому ж моменту — перекриттю всмоктувальних отворів кромкою плунжера, а кінець — положенню дозатора. Дозатор установлюється у положення, що визначається регулятором за допомогою системи важелів і залежить від режиму роботи і навантаження дизеля.

12. Регулятори, їх призначення і типи

При роботі машинно-тракторного агрегату (МТА) навантаження на дизель постійно змінюється залежно від стану і властивостей ґрунту, рельєфу місцевості тощо. Значні коливання частоти обертання колінчастого вала призводять до зниження продуктивності МТА.

Щоб зберегти заданий швидкісний режим роботи двигуна при змінному навантаженні, необхідно відповідно до навантаження змінювати положення рейки паливного насоса або дросельної заслінки карбюратора, збільшуючи чи зменшуючи подачу палива відповідно до рівня навантаження. Це забезпечується регулятором частоти обертання колінчастого вала двигуна. На тракторних і комбайнових двигунах використовуються всережимні регулятори. За принципом дії регулятори поділяються па механічні, інерційні, пнев- матичні, гідравлічні і комбіновані. За кількістю регульованих режимів на однорежимні, дворежимні і всережимні.

Регулятори називають відцентровими, якщо для зміни положення рейки ПНВТ або дросельної заслінки карбюратора використовується відцентрова сила тягарців.

Для обмеження максимальної частоти обертання колінчастого вала на пусковому двигуні встановлюється регулятор однорежимний відцентровий кульковий (двигун ПД-8, ПД-10, П-350) або з тягарями на осях (двигун П-23). Валик 12 (рис.7.22) регулятора пускового двигуна ГЇД-10 і П-350 розміщено на двох підшипниках в розточених отворах передньої частини картера двигуна. На одному кінці валика на шпонці встановлена шестерня 17 привода регулятора. В середній частині валика виконано нарізку, на якій нерухомо кріпиться ведучий диск 16 з трьома прорізами і кульками 14. Між диском 16 і підшипником — упорна шайба 15, запресована в корпус картера. На іншому кінці валика 12 знаходиться рухомий диск 13, який притискує кульки 14 до упорної шайби 15.

В торець рухомого диска 13 вмонтовано кульку 10. З нею взаємодіє нижня частина двоплечого важеля 8. Верхня його частина взаємодіє з пружиною 3, встановленою між важелем 8 і втулкою 2 на регулювальному гвинті 5. Гвинт з контргайкою 7 загвинчується в корпус 4 регулятора. Гвинтом регулюють попередній стиск пружини 3, що змінює максимальну частоту обертання колінчастого вала, при якій регулятор закриває дросельну заслінку.

Двоттлечий важіль 8 встановлений на осі 9 в корпусі 4 регулятора, а із зовнішнього боку корпуса на цій осі—важіль 6, з’єднаний з тягою 1, яка взаємодіє з поводком важеля осі дросельної заслінки.

При обертанні валика 12 кульки 14 переміщуються в пазах ведучого вала 16. Зусилля від кульок передається на рухомий диск 13 і переміщує його вправо. Кулька 10 рухомого диска 13 тисне на нижній кінець двоплечого важеля 8, який разом з важелем 6 обертається на осі 9, а верхній кінець важеля тисне на пружину 3. Положення важелів 8 і 6, тяги 1 і дросельної заслінки залежить від величини відцентрової сили, що діє на кульки 14, і зусилля пружини 3. В разі значного збільшення частоти обертання колінчастого вала кульки 14 переміщуються на максимальну величину. Верхній кінець важеля 8 повністю стискує пружину 3, дросельна заслінка закривається, при цьому частота обертання колінчастого вала зменшується.

На тракторних дизелях застосовуються відцентрові всережимні регулятори, які забезпечують сталу роботу двигуна у будь-якому швидкісному режимі. Схему роботи регулятора насоса типу НД на різних режимах наведено на рис.7.23.

Для пуску дизеля (рис.7.23, а) важіль керування регулятором 4 встановлюється у положення максимальної подачі палива до упору в гвинт 5. Основний важіль 10 під дією пружини пуску 2 вибирає зазор у з’єднанні з віссю 9 важеля коректора 8, займає крайнє нижнє положення і через систему важелів установлює дозатори 1 у крайнє верхнє положення, забезпечуючи необхідне для пуску дизеля збільшення циклової подачі палива. Після пуску дизеля, зі збільшенням частоти обертання кулачкового вала насоса, відцентрова сила тягарців 12, долаючи зусилля пружини пуску 2 і пружини регулятора 6, переміщує муфту регулятора 11, основний важіль 10 і дозатори у бік зменшення подачі палива.

При роботі дизеля на максимальній частоті обертання холостого ходу (рис. 7.23, б) основний важіль 10 перебуває у Такому положенні, коли відцентрова сила тягарців, прикладена до нього через муфту регулятора 11, врівноважується зусиллям пружини регулятора 6 і через систему важелів установлює дозатори у положення, при якому забезпечується мінімальна подача палива. Зазор у з’єднанні основного важеля 10 осі 9 важеля регулятора вибраний і вони працюють як один важіль. Коректор у роботі участі не бере.

При збільшенні навантаження дизеля від холостого ходу до номінальної частоти обертання (рис.7.23, в) частота обертання вала дизеля і насоса зменшуються. Відцентрова сила тягарців, яка діє на основний важіль 10 через муфту 11, теж зменшується. Основний важіль 10 і важіль коректора 8 під дією пружини регулятора б переміщуються в бік збільшення подачі палива—до зіткнення важеля коректора 8 зі штоком коректора 14, а зусилля відцентрової сили тягарців урівноважується зусиллям пружини регулятора. При збільшенні навантаження важіль 8 спирається на шток коректора 14. Відповідно переміщенню важеля 10 дозатори 1 змінюють своє положення на плунжерах, змінюючи таким чином подачу палива.

При перевантаженні трактора (рис.7.23, г) відбувається помітне зниження частоти обертання дизеля і вала насоса. Відцентрові сили тягарців зменшуються, основний важіль 10 і важіль коректора 8 під дією пружини регулятора 6 переміщується в бік збільшення подачі палива, стискуючи пружину коректора 13, переміщують шток 14 до упора в обмежувач 7. При цьому дозатори 1 одержують додатковий хід, збільшуючи подачу палива, а отже, і крутний момент дизеля. Припинення подачі палива відбувається встановленням важеля керування 6 у положення «Стоп». При цьому пружина регулятора 6 штовхає вниз основний важіль 10, який встановлює дозатори 1 у крайнє нижнє положення — і подача палива до форсунок припиняється.

13. Автоматична муфта випередження впорскування палива

Автоматична муфта забезпечує оптимальний кут випередження впорскування палива залежно від частоти обертання колінчастого вала дизеля. На тракторних дизелях типу СМД-60 використовується автоматична муфта відцентрового типу, яка складається з корпуса 6 (рис. 7.24), ведучої 1 і веденої 7 півмуфтз шарнірно закріпленими між їх пальцями тягарцем 8 і пружиною 2, а також регулювальних прокладок 10. Ведена півмуфта закріплена гайкою на конічному кінці вала паливного насоса, а на її маточині вільно встановлено втулку з напресованою ведучою півмуфтою 1. Зусиллями пружин тягарці притискуються один до одного. Два шипи А з’єднують з приводом паливного насоса. При обертанні ведучої півмуфти її пальці спираються на криволінійну поверхню Б тягарців, через які зусилля передається на вісь 9. Крутний момент, який створюється при цьому на веденій півмуфті, передається кулачковому валу насоса.

Із збільшенням частоти обертання колінчастого вала дизеля тягарці під дією відцентрової сили розходяться, провертаючись навколо осей. Форма криволінійної поверхні тягарців така, щоб вони при розходженні натискали на пальці ведучої півмуфти Потім зусилля передається на пружини 2, вони стискаються, тим самим скорочуючи відстань між пальцями ведучої півмуфти і вісями веденої. У такий спосіб відбувається відносне кутове зміщення веденої півмуфти щодо ведучої, а отже, і самого кулачкового вала насоса в бік його обертання, забезпечуючи збільшення кута випередження впорскування палива.

При номінальній частоті обертання тягарці муфти розходяться до упору в стінку корпуса 6, що забезпечує найбільший кут випередження впорскування палива. При зниженні частоти обертання колінчастого вала дизеля кут автоматично зменшується.

На рис. 7.25 показано привод паливного насоса високого тиску тракторних дизелів типу СМД-60 з автоматичною муфтою, яка своїми шипами входить в пази шайби 8. Шайбу 8 за допомогою двох інших пазів, які розташовані під кутом 90° до перших, розміщають на шинах зубчастого колеса 7 приводу ПНВТ.

14. Обмежувач димлення дизеля

Для зменшення димності відпрацьованих газів і підвищення економічності дизеля на перехідних режимах і режимах розгону призначений обмежувач димлення (ОД). Встановлюють його на паливних насосах дизелів СМД-23/24, типу СМД-31, СМД-66/67 і СМД-72/73. Обмежувач має пневматичний коректор, кришку 16 регулятора (рис.7.26), рухомий упор 6, вісь 2 рухомого упора. Пнев матичний коректор складається з корпуса 9, кришки 10, діафрагми 11 зі штоком 14, пружин 7 і 8, контруючих гайок 1 і 15.

При розгоні дизеля (переміщення важеля керування в бік збільшення подачі пального) пружина 8, діючи через шток 14 і рухомий упор 6, обмежує переміщення важеля 3 коректора в бік збільшення циклової подачі палива. Обмеження переміщення важеля коректора відбувається до моменту досягнення заданого тиску наддувального повітря. Зусилля від цього повітря, що надходить з впускної порожнини дизеля трубкою 13 до порожнини 12, сприймається діафрагмою 11. Під дією тиску наддувального повітря, переборюючи зусилля пружини 8, діафрагма переміщує шток у бік регулятора і відводить рухомий упор від важеля коректора, виключаючи цим обмеження циклової подачі палива регулятором насоса. Величина обмеження максимальної подачі палива обмежувачем димлення та початок його дії встановлюється при регулюванні паливного насоса з ОД на стенді.

15. Форсунки. Паливопроводи

Форсунка призначена для розпилювання і розподілу палива у камері згоряння. Вона обмежує початок і кінець впорскування. На тракторних дизелях установлені безштифтові форсунки ФД-22 закритого типу (рис.7.27, а). Форсунка складається з корпуса 4, у нижній частині якого гайкою 3 закріплений розпилювач. У корпусі розпилювача 1 є чотири несиметрично розташовані розпилюючі отвори. Розміщено їх з розрахунком рівномірного розподілу палива у камері згоряння. Тому корпус розпилювача фіксується відносно корпуса форсунки у певному положенні двома штифтами 17. Голка 2 розпилювача притискується до замикаючого конуса корпуса пружиною 6 і штангою 5. Зусилля пружини регулюється гвинтом 9 у стакані 8. Регулювальний гвинт утримується від прокручування контргайкою 10. Ущільнення між корпусом форсунки 4 і ковпаком 11 забезпечується прокладкою 7. Корпус форсунки має фланець з двома отворами під шпильки кріплення.

Паливо, що надходить під тиском від паливного насоса, через штуцер і сітчастий фільтр 16 потрапляє каналом 18 у паливну камеру 15 корпуса розпилювача. Коли тиск у камері перевищує 17,5...18,0 МПа, голка, долаючи опір пружини 6, піднімається, і паливо через розпилюючі отвори впорскується у камеру поршня. У кінці впорскування голка розпилювача під дією пружини опускається, припиняючи подачу палива до розпилюючих отворів. Паливо, що просочилося у зазор між голкою і корпусом розпилювача, відводиться через отвір 13 у стакані 8 і далі, через отвір 12 ковпака 11 та поворотний кутник у паливопровід зливу.

Форсунку з однодірчастим розпилювачем, голка якого на кінці має конусний штифт, показано на рис. 7.27, б. Завдяки певному конусу штифта струмінь впорскуваного палива має бажаний конус розпилювання. Такі форсунки називають штифтовими.

Від паливного насоса до форсунок дизелів паливо подається під високим тиском і для цього застосовують паливопроводи високого тиску. Для їх виготовлення використовують труби зі сталі 20А, зовнішній діаметр їх 7 мм, внутрішній — 2мм. У місцях з’єднання поверхню паливопроводів ущільнюють з кутом конуса 60°. Для цього кінці висаджують, щоб одержати головки спеціальної форми. Кріплять паливопроводи високого тиску накидними гайками.

Довжину паливопроводів вибирають за максимальною відстанню від паливного насоса до четвертого і восьмого циліндра у рядних дизелів і до першого та четвертого циліндра у У-подібних. Трубки решти циліндрів, розташованих ближче до паливного насоса, мають компенсатори при такій же довжині.

Паливопроводи низького тиску виготовляють із стальної трубки (зовнішній діаметр 10 мм, внутрішній — 8 мм) та спеціального маслобензостійкого шланга. Поворотні кутники виготовляють окремо і встановлюють у трубку за допомогою спеціальних обтискуючих кілець.

Паливопроводи для зливу палива з форсунок виготовляють із стальної трубки діаметром 6 мм і товщиною 1 мм. Поворотні кутники, одинарні або подвійні, припаяні до трубки латунню.

16. Технічне обслуговування системи живлення

Надійна робота дизеля залежить від технічного стану системи живлення. Несправності паливної апаратури призводять до втрати потужності, перевитрати палива, підвищеної димності і токсичності відпрацьованих газів, зниження продуктивності машинно-тракторного агрегату і часто до виходу з ладу двигуна.

Технічне обслуговування паливних фільтрів полягає у зливанні відстою палива, промиванні фільтруючих елементів без розбирання фільтрів або з повним розбиранням фільтра грубої очистки, промиванні корпусів фільтрів тонкої очистки палива і заміни паперових фільтруючих елементів.

У процесі експлуатації необхідні періодична перевірка і заливання масла у картер ПНВТ. При виконанні ТО-3 міняють масло і промивають корпус ПНВТ дизельним паливом. Відкривати, регулювати, міняти, деталі насоса або регулятора в польових умовах забороняється. При ознаках ненормальної роботи паливного насоса чи регулятора насос треба зняти і відправити до ремонтної майстерні. При цьому трубку високого і низького тиску, штуцери насоса, форсунки треба захистити від забруднення, застосовуючи спеціальні гайки-ковпачки і захисні трубки.

Паливні насоси високого тиску регулюють на стендах СДТА-1, СДТА-2, СДТА-3 (КИ-921М), Моторпал (Чехія), Мінор (Угорщина), обладнаних паливними фільтрами і робочими еталонним форсунками. Перевірку і регулювання паливних насосів повинні виконувати кваліфіковані спеціалісти у ремонтних майстернях на спеціально обладнаних робочих місцях. Допускається регулювання ПНВТ з перевіреними форсунками, знятими з дизеля.

Догляд за форсунками полягає в періодичному очищенні їх розпилювачів від нагару і перевірці тиску на початку впорскування, а також якості розпилювання палива. Ці роботи виконують під час проведення ТО-3, якщо потреба в цьому не виникла раніше, при зниженні потужності або підвищеному димленні. У знятій з двигуна форсунці погрібно зняти гайку кріплення розпилювача, витягти його і очистити від нагару дерев’яним скребком, отвори розпилювача прочистити за допомогою спеціального пристосування. Якщо отвори не обчищаються, необхідно покласти розпилювач на кілька годин у чистий гас, потім знову очистити їх. Корпус розпилювача необхідно промити у гасі та дизельному паливі. Якщо промиванням розпилювач відновити не можна, його замінюють. На дизель встановлюють розпилювачі тільки одної групи пропускної спроможності, забороняється застосовувати розпилювачі інших марок, не призначених для цього дизеля.

Нові розпилювачі перед установкою у форсунку розконсервовують, промиваючи їх у бензині або підігрітому дизельному паливі. Голка, змочена дизельним паливом, повинна під власного вагою опускатися у своє гніздо. Щоб у розпилювач не потрапив пил, голку вставляють, зануривши у чисте дизельне паливо. Склавши форсунку, її перевіряють на тиск впорскування та на якість розпилення. Перевірку та регулювання форсунки провадять на спеціальних приладах КИ-13924А, КИ-3333, КИ-16301А (КП-1609А) (рис.7.28).

Перевірку форсунок можна виконати і на двигуні за допомогою максиметра або еталонної форсунки.

Для забезпечення нормальної роботи системи живлення дизеля повітрям потрібно своєчасно і якісно виконувати операції обслуговування. Залежно від запилення повітря, а в основному при ТО-1 або ТО-2, необхідно перевірити і очистити вихідні щілини 5 (рис.7.8) ковпака 4 і захисну сітку 9 моноциклона передочисника тракторних дизелів типу СМД-18Н і СМД-60.

При ТО-2, а у випадку спрацювання індикатора ИЗВ-700 і раніше, обов’язково здійснюють очищення фільтр-патронів повітроочисників. Для цього знімають фільтр-патрони і продувають стиснутим повітрям (рис. 7.29) спочатку усередині, а потім ззовні до повного видалення пилу, щоб не розірвати паперову штору, тиск повітря не повинен перевищувати 0,2...0,3 МПа. При цьому потік повітря слід спрямувати під кутом до бічної поверхні фільтр-патрона і регулювати тиск повітря зміною відстані від наконечника шланга до поверхні фільтр-патрона.

При відсутності стиснутого повітря, а також у випадку замащення або забруднення основних фільтр-патронів продуктами згоряння їх необхідно занурити на 2 години у миючий розчин, добре прополоскати у цьому ж розчині 20 хвилин, а потім промити чистою водою, нагрітою до температури 35...45°С, і сушити протягом 24 год. Промивають фільтр-патрони також у випадку, якщо після продування стиснутим повітрям вони не відновлюються. Миючий розчин готують з мильної пасти ОП-7 або ОП-ІО (ГОСТ 8433-81) і води, нагрітої до 40...45°С, з розрахунку 20 г пасти на 1 л води. Допускається використовувати для промивки фільтр-патронів універсальний пральний порошок, пасту, господарське мило, розведене у теплій воді (100 г мила на 10 л води). Мильний розчин необхідно профільтрувати.

Обслуговування запобіжних фільтр-патронів з паперовою фільтруючою шторою аналогічне основним фільтр-патронам. Забороняється продувати основні фільтр-патрони випускними газами або промивати дизельним паливом.

Роботу турбокомпресора перевіряють після пуску дизеля. Турбокомпресор працює нормально, якщо прослуховується характерний звук високого тону (свист). Технічний стан турбокомпресора рекомендується перевіряти також за вибігом ротора після зупинки дизеля. Для цього, після 2...З хвилин роботи дизеля на мінімальній частоті обертання холостого ходу, його виводять на максимальну частоту обертання холостого ходу, припиняють подачу палива і прослуховують вибіг ротора турбокомпресора. Рівний, поступово затихаючий звук від обертання свідчить про нормальний стан турбокомпресора. Тривала робота дизеля на холостому ходу або з незначним навантаженням не рекомендується, оскільки це призводить до замащення порожнини компресора.

Перед зупинкою дизеля після тривалої роботи і під навантаженням його на 3...5 хвилин залишають працювати на холостому ходу для охолодження деталей турбокомпресора мастилом. При різкій зупинці дизеля після зняття навантаження і без переходу на режим холостого ходу охолодження деталей турбокомпресора мастилом погіршується, що може призвести до заклинювання ротора у підшипнику, перегрівання ущільнюючих гумових кілець і втрати пружності кілець газо-масляного лабіринтового ущільнення.

Одна з причин зменшення потужності дизеля і підвищеного димлення — зниження тиску наддування внаслідок витоку стиснутого повітря або випускних газів. У цьому випадку необхідно перевірити щільність шлангового з’єднання турбокомпресора із трубопроводами повітряного радіатора, затяжку гайок, кріплення турбокомпресора до випускного колектора і стан прокладки.

Причинами підвищеного викиду масла з компресора може бути спрацювання ущільнювальних кілець і канавок ущільнення ротора турбокомпресора.

Контрольні питання і завдання

1. Яке паливо використовується для дизельних двигунів?

2. На.рис. 7.1 прослідкуйте шлях палива від бака до форсунки під час роботи двигуна.

3. З якою метою дизельний двигун обладнують турбокомпресором?

4. Для чого у кришці заливної горловини паливного бака передбачено отвір?

5. Як видалити повітря із фільтрів тонкої очистки палива?

6. Для чого потрібно перевіряти герметичність повітропровідної системи і як це зробити при працюючому дизелі?

7. Поясніть схему дії плунжерної пари рядного насоса високого тиску.

8. В чому принципова різниця розподільного і рядного насосів?

9. Як виявити несправну форсунку на працюючому двигуні?

10. Як обмежується димлення на дизелях з турбонаддувом?

11. На який тиск впорскування палива регулюються форсунки ФД-22?

12. Як перевіряють роботу турбокомпресора?