Глава 5. СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ А-01, А-01М
и А-41
Система питания двигателя топливом предназначена для перекачки топлива
из бака к насосным секциям высокого давления, очистки топлива от
загрязнений и впрыскивания его в цилиндры двигателя с одновременным
распиливанием. Топливо должно подаваться в цилиндры строго дозированными
порциями соответственно режиму работы двигателя при определенном
положении поршня и в последовательности, соответствующей порядку работы
цилиндров.
В состав системы питания двигателя топливом входят: топливные баки,
установленные на шасси трактора или другой машины; топливоподкачивающий
насос с ручным поршневым насосом, топливный насос высокого давления,
регулятор (насосы и регулятор объединены в один блок, навешиваемый на
двигатель и приводимый в действие от коленчатого вала); форсунки,
установленные в головке блока двигателя; фильтры грубой и тонкой очистки
топлива, навешенные на двигатель; трубопроводы низкого действия,
соединяющие в определенной последовательности топливный бак, фильтры,
топливоподкачивающий
насос и головку насоса высокого давления;
трубопроводы высокого давления, соединяющие насосные секции топливного
насоса высокого давления с форсунками.
Под влиянием разрежения, создаваемого топливоподкачивающим насосом,
топливо из бака 5 (рис. 41) поступает в фильтр грубой очистки 3
(отстойник), являющийся первой ступенью очистки, а затем всасывается
топливоподкачивающим насосом, который нагнетает топливо через фильтры
тонкой очистки в продольный канал, высверленный в головке топливного
насоса высокого давления. Схема системы питания топливом двигателя А-41
подобна рассмотренной выше.
В двигателе А-01 фильтры 8 тонкой очистки состоят из трех стаканов с
бумажными фильтрующими элементами, из которых два стакана объединены
общей крышкой, включены параллельно и представляют собой вторую ступень
очистки — топливный фильтр 2ТФ-3, третий стакан подвешен отдельно и
представляет собой третью контрольную ступень очистки — топливный фильтр
9 марки ТФ-3 тонкой (контрольной) очистки.
Часовой расход топлива в двигателе А-41 ниже, чем в двигателе А-01
(приблизительно на 1/5), поэтому у него стаканы сдвоенного фильтра
(2СТФ-3) 8 включены последовательно и один из них выполняет роль второй,
а другой — третьей ступени очистки; третьего стакана нет.
После третьей ступени очистки топливо поступает, как уже говорилось, в
канал, высверленный в головке насоса высокого давления. Канал расположен
так, что в него открываются впускные отверстия втулок плунжера всех
насосных секций, и через эти отверстия топливо попадает в полости
высокого давления секций, заполняя внутреннее пространство втулок
плунжера при ходе плунжеров вниз. Таким образом, по указанному каналу
топливо, нагнетаемое в него топливоподкачивающим насосом, подводится к
насосным секциям, поэтому канал называется нагнетательным.
Головка 1 (рис. 42) топливного насоса снабжена еще одним каналом,
просверленным параллельно нагнетательному и сообщающимся с последним при
помощи поперечного сверления. В этот канал открываются отсечные
отверстия втулок плунжеров насосных секций.
Таким образом, насосные секции всасывают топливо из нагнетательного
канала, а отсечное топливо выпускается во второй канал, который
называется отсечным. Разделение на всасывание и отсечку целесообразно в
связи с тем, что отсечное топливо выбрасывается под высоким давлением,
вследствие чего возникают сильные колебания
столба топлива в канале, которые нарушают процесс
всасывания и вызывают поломки соединительных трубок.
При разделении нагнетания и отсечки колебания, возбужденные в в отсечном
канале, в какой-то мере здесь же и затухают, передаваясь в
нагнетательный канал в значительно смягченном виде.
К отсечному каналу присоединен шариковый подпружиненный перепускной
клапан 3. Клапан при помощи трубки 4 присоединен к впускному штуцеру
топливоподкачивающего насоса.
Насосные секции высокого давления засасывают только часть топлива,
которое закачивается в нагнетательный канал. Избыточное топливо по
соединительному сверлению в головке насоса перегоняется в отсечный
канал, а затем вместе с отсечным топливом через перепускной шариковый
клапан 3 и трубку 4 поступает в топливоподкачивающий насос. Таким
образом, только часть топлива попадает в систему высокого давления и
впрыскивается в цилиндры, а другая часть циркулирует в системе,
образованной топливоподкачивающим насосом, фильтрами тонкой очистки,
каналами в головке I топливного насоса и соединительными трубками. Такую
систему топливоподачи, называемую проточной (рис. 43), применяют для
получения более интенсивного охлаждения головки насоса и насосных
секций, а также для предотвращения скопления воздуха в головке насоса.
На многих двигателях различного назначения применяют несколько иную
систему топливоподачи, именуемую тупиковой, в которой нет циркуляции
избыточного топлива, и в нагнетательный канал головки насоса высокого
давления закачивается топлива ровно столько, сколько его всасывается
насосными секциями.
Большим недостатком проточной системы является то, что из-за циркуляции
избыточного топлива через фильтры прокачивается топлива больше
приблизительно в два-три раза по сравнению с тупиковой системой. В связи
с этим значительно сокращается срок службы бумажных элементов фильтров
вследствие забивания пор бумаги мылами нафтеновых кислот (мылонафтом),
содержащихся в топливе.
В отличие от проточной в тупиковой системе нет перепускного клапана 3
(заменен заглушкой 7) и трубки 4 (см. рис. 42). В канал головки 1 насоса
высокого давления топлива поступает ровно столько, сколько его подается
в цилиндры двигателя. Такое же количество топлива— приблизительно в
два-три раза меньше, чем при проточной системе,— прокачивается через
фильтры тонкой очистки.
Ручной поршневой насос введен в систему питания топливом для того, чтобы
прокачать эту систему перед запуском двигателя, за-полнить ее топливом и
удалить воздух. Необходимость в этом возникает после длительной
остановки двигателя (в течение суток, а иногда и после нескольких часов)
вследствие проникновения воздуха через отдельные неплотности и
некоторого опускания уровня топлива в полостях, каналах и трубопроводах,
расположенных в верхней части системы. На заполнение системы и удаление
воздуха в двигателе А-01 требуется около 2 мин, в двигателе А-41 —около
1,5 мин.
Во время заполнения системы топливом воздух удаляют ручным насосом,
вывинтив пробку 9 или заглушку 7 при тупиковой системе.
Топливный бак машины, на которую устанавливают двигатели А-01 и А-41,
должен быть снабжен отстойником для удаления из топлива осажденной воды
и механических загрязнений, а его приемная горловина — густой
фильтровальной сеткой.
Бак желательно располагать выше топливоподкачивающего насоса, но, если
это невозможно, высота всасывания последнего в любом случае не должна
превышать 1,0 м.
Необходимо иметь в виду, что герметичность соединений в агрегатах
системы питания топливом и в топливопроводах имеет важное значение для
надежной и долговечной работы двигателей.
Нарушение герметичности приводит к попаданию топлива в смазочное масло и
разжижению его, что вызывает ускоренный износ подшипников. Если течь
значительна, возможна авария двигателя из-за ухудшения смазки и падения
давления в масляных магистралях.
Нарушение герметичности топливопроводов низкого давления приводит к
подсасыванию воздуха внутрь топливопроводов. Попадание пузырьков воздуха
в топливопроводы высокого давления вызывает перебои двигателя, вплоть до
полной его остановки.