Глава 9

СХЕМЫ СИСТЕМ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ. УСТРОЙСТВО ТОПЛИВНЫХ БАКОВ. ФИЛЬТРОВ И ТОПЛИВОПОДКАЧИВАЮЩИХ НАСОСОВ

§ 1. Схемы систем питания двигателей

Схема системы питания карбюраторного двигателя. Система пита- ния карбюраторного двигателя предназначена для приготовления из топлива и воздуха горючей смеси требуемого качества и подачи ее в ци- линдры двигателя в нужном количестве.

Топливо из бака 10 (рис. 89) через фильтр-отстойник 14 и топливо- провод 7 засасывается топливным насосом 18 и подается в карбюратор 3. При такте впуска воздух из атмосферы, пройдя воздушный фильтр (воздухоочиститель) 2, очищается от посторонних примесей и поступа- ет в карбюратор. Здесь топливо распыливается, смешивается с воздухом и начинает испаряться. Приготовление горючей смеси происходит и во впускной трубе, двигаясь по которой топливо продолжает испарять- ся и перемешиваться с воздухом. Этот процесс заканчивается в цилинд- рах двигателя во время тактов впуска и сжатия.

После сгорания рабочей смеси отработавшие газы через выпускной трубопровод 17, трубы 16 и глушитель 15 выбрасываются в атмосферу. Топливо заливают в бак 10 через горловину, закрываемую пробкой 11.

Схема системы питания дизеля. Система питания дизеля предназна- чена для подачи жидкого топлива (под давлением) и воздуха в цилинд- ры. Схемы системы питания тракторных дизелей мало отличаются друг от друга. Ниже в качестве примера рассматривается схема системы пи- тания дизеля Д-240 (рис. 90).

Топливо, заливаемое в бак 2, проходит сквозь фильтр бака и при открытом кране 3 засасывается топливоподкачнвающим насосом 7 че- рез топливопровод 4, фильтр грубой очистки 5, топливопровод 6 и по- дается под давлением по топливопроводу 8 к фильтру 9 тонкой очистки. В фильтре 5 топливо очищается от крупных механических частиц, а в фильтре 9 — от оставшихся примесей. По топливопроводу 10 топливо поступает в насос 12, из которого под большим давлением подается но топливопроводам 13 высокого давления к форсункам 16. Форсунки впрыскивают топливо в камеры 14 сгорания.

Топливо, просачивающееся через зазоры сопрягаемых деталей фор- сунок, по трубкам 15 отводится в бак 2. Излишки топлива из насо- са по топливопроводу попадают обратно в топливоподкачивающий насос 7.

Воздух в цилиндры дизеля поступает через воздухоочиститель 18 и впускной трубопровод 19. Отработавшие газы из цилиндров выпуска- ются в атмосферу через трубопровод 17 и глушитель /.

§ 2. Топливные баки

Топливные баки изготовляют из листовой стали. Емкость бака рас- считана на непрерывную работу двигателя с полной нагрузкой в течение не менее 10 ч.

Рис. 89. Схема спегемы инталия карбюрг»тормого двшмтс.-ш (311Л-130):

/капал подвода воздуха к воздухоочистителю; 2 ■ воздухоочиститель; X карбюратор; 4- рукоятка ручного управления воздушной заслонкой; ^г> — рукоятка ручного управления дроссельными заслонками; 6 ■ педаль иода<т топлива; 7 топливопроводы; указатель уровня чоп.'шва; 9 -- датчик указатели уровня топлива; (0- топливным бак; // пробка гор.човипы топливного бака; /2 крап; /.'i — выпускная труба глушителя; 14 — фн.чьчр- отстойник; f.'i глушитель; 16-•• приемные трубы глушителя; /7 выпускной грубиировод; /Л' няьчивный n;»coi\

Рис. 90. Схема системы питания дизеля Д-240:

1— глушитель; 2— топливный бак; 3—кран; 4, 6, 8, 10— топливопроводы; 5 — фильтр гру- бой очистки; 7 — топливоподкачивающнй насос; 9— фильтр тонкой очистки; //- - регулятор скорости; 12 — топливный насос; 13 — топливопровод высокого давления; 14 — камера сго- рания; 15 — слнвной топливопровод; 16 — форсунка; 17 — выпускной трубопровод; 18— воз- духоочиститель; 19— впускной трубопровод; 20 — электрофакельный подогреватель.

Обычно топливные баки для удобства заправки и в целях противо- пожарной безопасности устанавливают за кабиной водителя и крепят к раме или корпусу заднего моста. Устройство топливного бака тракто- ра ДТ-75М показано на рисунке 91.

Бак состоит из двух половин, сваренных между собой. Для повыше- ния жесткости бака и уменьшения колебания топлива в нем внутри каж- дой половины бака приварены две перегородки, имеющие отверстия в нижней части. В наливную горловину 5 вставлены сетчатый фильтр 2 и линейка 1 для замера уровня топлива. Горловина закрывается проб- кой 4, отверстие 3 которой сообщает полость бака с атмосферой.

Топливо из бака отбирается через трубку 6, которая с целью умень- шения возможности попадания отстоя топлива в приборы системы пи- тания расположена выше дна бака. Расходный кран 7 служит для отъе- динения бака от остальной части системы питания, а сливной кран 8— для удаления отстоя топлива. Топливные баки автомобилей оборудова- ны пробкой (рис. 92) с паровым и воздушным клапанами. Выпускной клапан 6, нагруженный пружиной 3, открывается и выпускает пары топлива в атмосферу, когда из-за испарения топлива давление в баке увеличится и превысит на 0,01—0,18 МПа атмосферное. По мере рас- ходования топлива давление в баке уменьшается. При разрежении 0,002—0,004 МПа открывается воздушный клапан 4, нагруженный сла- бой пружиной 5, и в бак поступает воздух.

Основные детали баков различных тракторов примерно те же, что и у трактора ДТ-75М. Топливный бак тракторов Т-Ю0М и Т-130 имеет приспособление для механизированной заправки топливом.

щенное топливо поступает из стаканчика через фильтрующую сетку 11 по топливопроводу в карбюратор.

У двигателей ЗМЗ-451М, ГАЭ-53, ЗИЛ-130 и других между баком и топливным насосом установлен щелевой пластинчатый фильтр-от- стойник (рис. 93, б). Его фильтрующий элемент 6 состоит из набора ла- тунных колец-пластин 11 толщиной 0,14 мм и двух опорных (верхней и нижней) пластин, надетых на стойки 7.

Рис. 93. Фильтры-отстойкпкй топлива двигателей:

а — фильтр-отстойник двигателей ПД-ЮУ и П-350: / - корпус; 2 — канал в корпусе: 3 — штуцер, ■/--трубка; 5 — фильтрующая сетка; 6 — краиик; 7 — стаканчик; в —гайка; 9 -- винт; 10 — дужка: // — фильтрующая сетка; 12 — пробковая прокладка; 13 — отверстие для штуцера; б — щелевой пластинчатый фильтр-отстойник двигателей 3M3-451, ЗИЛ-130 и ГАЗ-оЗ: / — трубка от бака; 2 — прокладка корпуса: 3— болт; 4 — трубка к топливному насосу: .5 — прокладка: 6 — фильтрующий элемент; 7 —стойка; 8— корпус: 9— пробка сливного отверстия: 10 — стержень; // — пластина фильтрующего элемента; 12 — отверстие в пластине для прохода топлива; 13—- выступы на пласти- не; 14 — отверстие в пластине для стоек; 15 — головка фильтра-отстойника: в - фильтр-отстойник двигателей ЗМЗ-451М, ЗИЛ-130 н ГАЭ-53: / — корпус; 2 — прокладка: 3 - фильтрующий элемент: 4 — пружина: 5 —стакан: 6 — дужка; г ■ фил: тр (ФГ) грубой очистки топлива дизелей: /, 2 — по- лые болты; 3 --корпус: -( — распределитель; 5 — фплырующш) элемент; 6" — стакан; 7 — успокои- тель: Л, Б, В — полости.

Фильтрующая пластина имеет два отверстия 14 для крепления на стойках, отверстия 12 для прохода очищенного топлива и выступы 13 высотой 0,05 мм. Благодаря выступам между пластинами образуются щели шириной 0,05 мм.

Топливо из бака по трубке 1 поступает в корпус 8, доверху заполняя его. Вода и крупные механические частицы оседают на дно корпуса, а топливо проходит через щели между пластинами, по отверстиям 12, об- разующим ряд вертикальных проходов, поступает в камеру головки 15 и по трубке 4 идет к топливному (бензиновому) насосу. Фильтрующий элемент задерживает частицы размером более 0,05 мм. Отстой из кор- пуса периодически сливают через отверстие, закрытое пробкой 9.

У двигателей ЗМЗ-451М, ГАЭ-53, ГАЗ-52 и ЗИЛ-130 между топлив- ным насосом и карбюратором установлен фильтр тонкой очистки топли- ва, имеющий керамический фильтрующий элемент 3 (рис. 93, в) или эле- мент, состоящий из стакана, изготовленного из алюминиевого сплава с отверстиями и ребрами, на который намотана мелкая латунная сетка.

Фильтры очистки топлива дизелей. У дизелей применяется двойная очистка топлива: последовательно в фильтрах грубой и тонкой очистки (см. рис. 90).

Фильтр грубой очистки служит для удаления из топлива крупных механических примесей и мельчайших частиц воды, а фильтр тонкой очистки — для удаления мелких твердых частиц.

На дизелях А-41, А-01М. Д-50, Д-240, Д-160, СМД-60 и СМД-14 грубой очистке топливо подвергается в фильтре-отстойнике типа ФГ (рис. 93, г), действующем следующим образом. Топливо, засасывае- мое подкачивающим насосом через полый болт 1 из бака, заполняет кольцевую полость А в корпусе 3 и через восемь отверстий диаметром 2 мм в распределителе 4 поступает в стакан 6. Потек топлива проходит через кольцевой зазор между фильтрующим элементом 5 и стаканом 6 и поступает в полость Б. Основная часть топлива, засасываемая насосом, резко меняет направление своего движения и преходит через сетку фильтрующего элемента 5, имеющую ячейки размером 0,1X0,1 мм. Ос- тальная часть топлива движется вниз вдоль стенок стакана 6. Механи- ческие примеси и микрочастицы воды, имеющие больший удельный вес, стремятся сохранить прямолинейное движение и вместе с потоком топ- лива проходят через кольцевой зазор между успокоителем 7 и стака- ном 6 в полость В отстоя. Успокоитель 7 отделяет полость Б, в которой циркулирует топливо, от полости В и обеспечивает эффективную работу фильтра при вибрации, уменьшая попадание отстой в полость Б.

На дизелях СМД-60 и А-01М установлен двухступенчатый фильтр тонкой очистки (рис. 94, а) с последовательно включен- ными первой и второй ступенями очистки.

В качестве первой ступени используется фильтр 2ТФ-3, состоящий из двух одинаковых секций. Каждая секция представляет собой пласт- массовый корпус 14, в котором размещен неразборный фильтрующий элемент 4 (ЭТФ-3). Обе секции крепятся к одной общей крышке 8.

Фильтрующий элемент 4 представляет собой штору из специаль- ной бумаги, помещенную в картонный цилиндр с отверстиями для прохода топлива. С целью создания максимальной поверхности очист- ки штора свернута в виде «гармошки». Снизу и сверху цилиндр плотно закрыт жестяными крышками. Фильтрующий элемент надет на стер- жень 5, один конец которого ввернут в штуцер 13, а второй закреплен в крышке 8 гайкой 9. Вверху фильтрующий элемент уплотняется вой- лочным кольцом 7, приклеенным к крышке, а внизу резиновым саль- ником 3, плотно надетым на стержень 5. Фильтрующие элементы при- жимаются к крышке 8 пружиной 12.

Топливо из подкачивающего насоса поступает в корпуса 14 через трехходовой кран 10 и канал в крышке 8. Оба фильтрующие элемента

ф ф ф

Лротвка Ps5cm РрсмыНна провийсекиии /евзй izwuo §

Рис 94 Фильтр тонкой очистки топлива дизеля А-01М:

а — фильтр тонкой очистки топлива; 0—положение трехходоиого крана при промывке сек- ций первой ступени очистки: / — пробка; 2- шарик; 3— резиновый сальник; — фильтру- ющий элемент: 5 — стержень; в. 11 и 17 — топливопроводы; 7 — поблочное колъио: 8 — крыш- ка фильтра; У — гаИка; 10 — трехходовой кран; 12 — пружина; 13 — штуцер; 14—корпус сек- ции фильтра; 15 ■— сливная трубка; 16 —■ рукоятка вентиля.

4 работают параллельно. Топливо, проходя через штору во внутрен- нюю полость элемента, очищается, а отфильтрованные примеси осаж- даются на наружной поверхности шторы.

Из внутренней полости элемента 4 топливо через канал в крышке 8 и топливопровод 11 направляется в фильтр ТФ-3 второй ступени, с одним фильтрующим элементом ЭТФ-3. Отсюда очищенное топливо поступает по топливопроводу 17 в топливный насос.

Изменяя положение трехходового крана 10 фильтра 2ТФ-3 (рис. 94, б) и соответственно отворачивая на 1—2 оборота пробку /, можно поочередно через каждый элемент 4 (рис. 94, а) пропускать в обратном направлении топливо, которое смывает со шторы элемента отложения и восстанавливает его фильтрующую способность. Воздух из фильтра удаляют, отвернув рукоятку 16 вентиля.

В дизелях СМД-14 и А-41 применен двухступенчатый фильтр 2СТФ-3, который аналогичен фильтру 2ТФ-3, но секции его работают последовательно, то есть все топливо очищается сначала в одной (пра- вой, если смотреть на кран), а затем в другой. Для промывки противо- током топлива правого фильтрующего элемента предусмотрен двуххо- довой кран.

На дизелях Д-240, Д-50, Д-21А1, Д-37Е для тонкой очистки топлива используют фильтр с бумажным фильтрующим элемен- том БФДТ. Конструкция такого фильтра дизеля Д-240 показана на рисунке 95, а.

В фильтре тонкой очистки топлива дизеля Д-160 (рис. 95,6) шесть фильтрующих элементов 3 надеты на стержни 5 (на два длин- ных стержня — по два элемента 3, а на два коротких — по одному). Фильтрующие элементы прикреплены к плите 16 стержнями с упорными шайбами 7 и 18, пружинами 17 и штифтами 19. Фильт- рующий элемент представляет собой сетчатый каркас 4, обернутый фильтровальной бумагой, на которую плотно намотано перекрест- ной навивкой несколько рядов ворсистого хлопчатобумажного шнура.

Топливо под давлением от подкачивающего насоса 9 поступает в корпус Ь и, проходя через намотку из пряжи, фильтровальную бумагу, очищается от примесей. Отфильтрованное топливо попадает в полость под крышкой и затем направляется в топливный насос. Отстой из фильтра сливают через отверстие в корпусе 6, закрываемое пробкой. В крышке 20 имеется вентиль для выпуска воздуха из фильтра через трубку 2. Корпус фильтра обогревается водой, поступающей из блок- картера дизеля. Это облегчает фильтрацию топлива в холодное время года.

Фильтрующие элементы очищают топливо от частиц размером 2—3 мк.

Бумажные фильтрующие элементы характеризуются небольшим гидравлическим сопротивлением и отсутствием усадки, а по качеству очистки топлива не уступают элементам из хлопчатобумажной пряжи.

В фильтрах грубой очистки топлива дизелей ЯМЗ применяют смен- ные фильтрующие элементы из хлопчатобумажного шнура такого же

Рис. 95. Фильтры тонкой очистки топлива дизелей Д-240 и Д-160:

я— фнльтр тонкой очистки дизеля Д-240: /— рукоятка вентиля; '/ — запорный шарик; 3—каналы отвода очищенного топлива; 4 — крышка фильтра; 5 — канал подвода неочищенного топлива; 6 — резиновое уплотнение; 7 — корпус фильтра: 8— трубка отвода воздуха (показано условно); 9— фильтрующие элементы; 10 —- опора фильтрующего элемента; // — пробка; б — фильтр топкой очистки дизеля Д-160: / — рукоятка вентиля: 9 — трубка отвода воздуха: 3 — фильтрующий эле- мент; •/ — сетчатый каркас; 5 — стержень: 6 — корпус фильтра; 7, 18 — шайбы; 8 — перепускной клапан; 9 — подкачивающий насос: 10 — топливопровод к подкачивающему насосу; // — указатель давления; 12 — топливопровод к укззагелю давления: 13 — полость водяной рубашки корпуса фильтра. 14— канал отвода очищенного топлива: 15 — канал подвода неочищенного топлива; 16 - плита крепления фильтрующих элементов; 17 — пружина; 19 — штифт; 20 — крышка.

Рис. 96. Конструкция указателя давления (МД218):

/ — штуцер: 2— основание; 3—мембрана; 4 — резиновая прокладка; 5 — стекло; 6 — экран; 7— рычажок; 8—штифт: 9—отверстие; 10 — пружинка; // — мостик; 12 — стрелка; 13 — циферблат.

типа, как показано на рисунке 95, б, а в фильтрах для тонкой очист- ки — сменные элементы из перфорированного металлического каркаса, с фильтрующей массой из древесной муки на пульвербакелитовой ос- нове.

К фильтрам тонкой очистки топлива некоторых дизелей (Д-160) присоединен указатель давления 11, показывающий избыточное давле- ние очищенного топлива. По показаниям этого прибора определяют степень засоренности фильтрующих элементов. Чем больше засорен фильтр, тем сильнее падает давление.

Конструкция указателя давления показана на рисунке 96. Топливо через штуцер 1 и небольшое отверстие 9 поступает в полость под мем- браной 3. При этом мембрана прогибается вправо, перемещая штифт 8, проходящий через отверстие основания 2. Штифт поворачи- вает рычажок 7, нижний конец которого действует на стрелку 12. Та- ким образом, при перемещении штифта 8 стрелка 12 поворачивается и показывает на циферблате 13 избыточное давление топлива. Если дей- ствие избыточного давления прекращается, то в нулевое положение стрелку 12 возвращает пружинка 10, закрепленная на стойке мости- ка 11. На циферблате 13 выделены три зоны: первая и третья, окра- шенные в красный цвет, — нерабочие, вторая (зеленая)--рабочая.