Система питания автомобиля ПАЗ 4230

2. Система питания автомобиля ПАЗ 4230

 

2.1 Описание конструкции, принципа работы системы и основных элементов.

 

Система питания дизеля топливом (рис. 1) состоит из топливного насоса высокого давления 5, форсунок 10, трубопроводов низкого 3 и высокого 9 давления, впускного 7 и выпускного коллекторов, топливных фильтров грубой 2 и тонкой 11 очистки, топливного бака 1, трубопроводов и шлангов.

Рис 1. Схема системы питания

1 - топливный бак, 2 - фильтр грубой очистки топлива, 3 - трубки топливные низкого давления, 4 - подкачивающий насос, 5 - топливный насос высокого давления, 6 - трубка пневмокорректора, 7 - впускная труба, 8 - трубка перепускная, 9- трубка высокого давления, 10- форсунка первого цилиндра, 11- фильтр тонкой очистки топлива, 12- трубка сливная, 13 - клапан избыточного давления, 14 – пневмокорректор, 15 - электромагнитный клапан останова двигателя

Система питания работает следующим образом.

Топливо из топливного бака 1 засасывается топливоподкачивающим насосом 4 через фильтр 2 грубой отчистки. Из насоса 4 топливо поступает в фильтр 11 тонкой отчистки топлива, в котором оно окончательно очищается от мельчайших загрязнений и затем поступает в насос высокого давления 5 по трубопроводу 3. Из насоса 5 дозированные порции топлива под высоким давлением подаются по топливопроводам 9 высокого давления в форсунки 10 в соответствии с порядком работы двигателя для впрыска топлива в цилиндры.

Излишки топлива, подаваемого топливоподкачивающим насосом 4 к насосу высокого давления, отводя через трубку перепускного клапана 8 топливного насоса высокого давления обратно в топливный бак по трубопроводам 12.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) (рис. 2) предназначен для подачи в камеры сгорания цилиндров дизеля дозированных порций топлива под высоким давлением, в определенные моменты времени, чтобы обеспечить требуемую мощность. Эти порции топлива должны быть одинаковым у всех секций ТНВД. На дизель Д-245.9Е2 устанавливается ТНВД мод. 773-20.06 Э2 производства OAО "'ЯЗДА"

Привод ТНВД осуществляется от коленчатого вала дизеля через шестерни распределителения.

ТНВД объединен в один агрегат с всережимным регулятором 25 и подкачивающим насосом поршневого типа 16.

Рис 2. Топливный насос высокого давления

1 - секция топливного насоса. 2 - табличка; 3 - прокладка фланца, 4 - фланец; 5 - крышка подшипника; 6 - шпонка: 7 - полумуфта привода,8 - гайка крепления полумуфты; 9 - кулачковый вал; 10 - манжета крышки подшипника, 11 - прокладка крышки подшипника, 12 - подшипник; 13 - направляющий штифт толкателя; 14 - толкатель; 15 - корпус топливного насоса; 16 - топливоподкачивающий насос; 17 - шпилька кронштейна поддержки ТНВД; 18 - регулировочные параметры; 19 - кольцо подшипника; 20 - болт; 21 - кронштейн; 22 - рычаг останова; 23 - болт; 24 - корпус регулятора; 25 - крышка регулятора; 26 - крышка смотрового люка; 27 - болт регулировки минимальной частоты вращения; 28 - болт регулировки максимальной частоты крашения; 29 - рычаг управления, 30 - корректор по наддуву; 31 - шпилька; 32 - гайка; 33 - шайба.

Регулятор имеет корректор подачи топлива, автоматический обогатитель топливоподачи, работающий на пусковых оборотах, и противодымный пневмокорректор 30.

ТНВД имеет закрытый корпус, отлитый из алюминиевого сплава. Гнезда для установки секций имеют однорядное расположение. Топливоподкачивающий насос крепится с помощью накладок к корпусу ТНВД

Шарикоподшипник со стороны регулятора фиксируется наружным кольцом в корпусе регулятора, в результате чего исключается необходимость регулировки осевого люфта.

В ТНВД применяются так называемые, полумоноблочные насосные секции, которые возникают путем соединения корпуса и втулки насосной секции в одну деталь.

Секция насоса высокого давления (рис. 3) Основными деталями секции насоса являются втулка 22 и плунжер 26.

Рис 3. Насосная секция

1 - опора кулачкового вала, 2-указатель уровня масла, 3-прокладка, 4 - крышка, 5 - винт, 6, 28 - тарелки пружины клапана, 7-стяжной винт, 8 - установочный винт втулки плунжера, 9 - ввертыш, 10 - пробка-сапун, 11 - штуцер, 12 – стяжной болт, 13 - сухарь, 14 - упор клапана, 15 - уплотнительная шайба, 16 - колпачковая гайка, 17 - ниппель, 18, 27 - пружины, 19 - нагнетательный клапан, 20 - седло, 21, 25, 33 - втулки, 22 - канал, 23 - зубчатый венец, 24, 35 - стопорные винты, 26 - плунжер, 29 - регулировочный болт, 30 - контргайка, 31 - толкатель, 32 - ось, 34 - ролик.

Плунжер получает привод от кулачка распределительного вала через роликовый толкатель 34. Толкатель имеет возвратную пружину 27 и регулировочный болт 29 с контргайкой30. Пружина толкателя вторым концом упирается в тарелку 6. Втулка плунжера имеет боковые отверстия, через которые заполняется топливом из канала 22. Над плунжером установлен нагнетательный клапан 19 с пружиной 18 и упором. Сверху секция закрыта накидной гайкой с отводящим трубопроводом высокого давления. Втулка крепится в корпусе неподвижно стопорным винтом 8, а плунжер 26 через поворотную втулку и зубчатый венец 23 соединен с рейкой регулятора; такое соединение позволяет поворачивать плунжер относительно боковых отверстий втулки. Плунжер 26 имеет вертикальный канал, который соединен со сквозным горизонтальным каналом. От выходящих отверстий поперечного канала выполнены две спиральные канавки или паз переменного сечения по высоте.

Работа секции насоса показана на рис. 4. Под действием пружины 7 толкателя 5 плунжер 8 опушен вниз. Над плунжером создается разрежение, топливо через открытые боковые отверстия во втулке заполняет пространство над плунжером. При набегании кулачка валика 4 на толкатель 5 плунжер поднимается. Когда плунжер полностью перекрывает отверстие во втулке 2, давление над ним повышается, нагнетательный клапан 1 поднимается и топливо начинает поступать к форсунке. Подача топлива продолжается до тех пор, пока спиральная выточка 12 не откроет отверстия втулки. Когда это произойдет, надплунжерное пространство через вертикальным канал 11 в плунжере и отверстия втулки сообщатся с топливоподводящим каналом и начнется перепуск топлива в этот канал. Подача топлива прекращается, хотя плунжер еще продолжает двигаться вверх. Кромка выточки на плунжере выполнена по спирали, поэтому при повороте плунжера изменяется величина его хода, в течение которого отверстия втулки остаются закрытыми.

Рис. 4

Следовательно, чтобы изменить количество подаваемого топлива, нужно изменить продолжительность подачи топлива поворотом плунжера относительно боковых отверстий втулки. Поворот плунжера осуществляется при помощи рейки 8, зубчатого венца 10 и поворотной втулки 6.

В секции насоса над плунжером установлен нагнетательный клапан 1 с пружиной. Клапан разъединяет надплунжерное пространство и топливопровод высокого давления после окончания подачи топлива, препятствуя обратному перетеканию топлива из трубопровода в надплунжерное пространство насоса и разгружая трубопровод от высокого остаточного давления.

Клапан имеет разгрузочный поясок, который точно подгоняется к поверхности седла клапана. Когда нижняя кромка пояска дойдет до направляющей поверхности седла, происходит разобщение топливопровода с надплунжерным пространством втулки. При дальнейшем опускании клапана до полной посадки его в седло разгрузочный поясок освобождает небольшой объем над пояском. Вследствие этого топливо расширяется на величину освободившегося объема и давление внутри трубопровода падает. Благодаря этому происходит резкое окончание впрыска и уменьшается подтекание топлива из форсунки в цилиндр. Кольцевая выточка 9 на плунжере, заполненная топливом, обеспечивает смазку трущихся поверхностен плунжера 8 и втулки 2.

Регулятор (рис. 5) служит для управления подачей топлива топливным насосом в зависимости от частоты вращения (нагрузки) дизеля. Одновременно он защищает дизель от разноса при падении нагрузки. Просочившееся топливо улавливается в сборной канавке плунжера, откуда оно отводится по радиальному каналу втулки в сборное пространство 8 корпусе топливного насоса. Оттуда оно по трубопроводу поступает в топливный бак.

Для регулировки используется изменение величины центробежной силы вращающихся грузов. Корпус грузов 1, снабжен двумя качающимися грузами 2, опирается с помощью муфты 3, напрессованной в подшипнике регулирующей втулки, на сухарь или ролик промежуточного рычага 5, который в нижней части корпуса регулятора шарнирно закреплен на оси 6 и вторым концом с помощью тяги 7 соединен с регулирующей рейкой 8 топливного насоса. Промежуточный рычаг своей поверхностью опирается на регулируемый в осевом направлении корректор 9, встроенный в главном рычаге 10. Главный рычаг нижним концом шарнирно закреплен на совместной оси 6 вместе с промежуточным рычагом в корпусе регулятора. Верхним концом он соединен тягой 12 через нагрузочную пружину 13 с эксцентриковым валом 14. Рычагом управления, который установлен на эксцентриковом валу снаружи корпуса регулятора, через рычаги эксцентрикового вала и в них шарнирно установленную тарелку натягивается у всережимного регулятора нагрузочная пружина, в результате чего начинает действовать регулятор. Номинальная частота вращения регулятора дана настройкой упорного болта пальца рычага управления регулятора. Максимальная подача у регулятора ограничена регулируемым упором 15, ограничивающим ход главного рычага.

Рис 5. Регулятор

1 - корпус грузов; 2 - груз; 3 - муфта; 5 - ролик промежуточного рычага; 6 -ось; 7 -тяга; 8 - регулирующая рейка; 9 - корректор; 10 - главный рычаг; 12 - тяга; 13 - нагрузочная пружина.

Главный рычаг регулятора снабжен в нижней части уже отмеченным в осевом направлении регулируемым корректором 9 и в средней части упором с пружиной 16. который также регулируется в осевом направлении и палец которого отжимает с помощью пружины промежуточный рычаг от главного рычага регулятора. Эта пружина работает на холостом ходу и одновременно служит как пружина автоматического пуска. С помощью упора с пружиной можно путем его выдвигания из главного рычага отрегулировать во время работы регулятора конец автоматического пуска.

У регулятора на холостом ходу работает как нагрузочная пружина, так и пружина в главном рычаге. Для улучшения пуска, т. е. для повышения пусковой подачи топлива, регулятор укомплектован еще одной дополнительной пружиной растяжения, которая частично вводится в действие и на холостом ходу. Эта стартовая пружина закреплена одним концом в промежуточном рычаге и вторым концом в рычаге эксцентрикового вала регулятора. При отклонении рычага управления регулятора на упорный болт пальца регулятора отжимает пружина регулируемого упора промежуточный рычаг от главного рычага и одновременно со стартовой пружиной растяжения переводит промежуточный рычаг, а тем самым и регулирующую рейку в положение «СТАРТ».

Для предотвращения чрезмерной нагрузки рычажной системы регулятора и механизма регулировки топливного насоса при максимальной частоте вращения холостого хода дизеля служит регулируемый yпор, 15 в корпусе регулятора, который ограничивает крайние положения хода промежуточного рычага.

Пневмокорректор (рис. 6) предназначен для уменьшения подачи топлива при снижении числа оборотов дизеля с целью снижения дымления. Одновременно он служит в качестве упора, предотвращающего увеличение подачи топлива при резком нажатии на педаль управления подачей топлива, когда турбокомпрессор дизеля еще подает малое количество воздуха ввиду низкого числа оборотов дизеля.

Рис 6. Пневмокорректор

Двуплечий рычаг корректора избыточного давления входит в зацепление с тягой регулирующей рейки топливного насоса под действием давления смазочного масла из системы смазки дизеля.

Изменение давления воздуха, подводимого из впускного трубопровода дизеля на диафрагму пневмокорректора, передается с помощью двуплечего рычага на зуб тяги с пружиной регулирующей рейки. Таким образом, корригируется величина подачи топлива топливного насоса.

Рабочие детали топливных насосов смазываются проточным маслом, поступающим из системы смазки дизеля в корпус насоса через специальное отверстие во фланце. Слив масла из корпуса насоса в картер дизеля осуществляется по специальному сверлению во фланце.

При установке на дизель нового или отремонтированного ТНВД необходимо залить в него 200...250 см³ масла, применяемого для смазки двигателя, через маслозаливное отверстие на крышке регулятора. Все регулировки насоса и разборка его для замены деталей производятся в специальной мастерской высококвалифицированными специалистами.

Перепускной клапан служит для создания необходимого давления (1,2 1,9 кгс/см²) в каналах низкого давления ТНВД. Избыточное топливо, подаваемое топливоподкачивающим насосом, через перепускной клапан поступает на слив. При неработающем двигателе перепускной клапан обеспечивает герметичность полости низкого давления ТНВД, что является необходимым условием для надежного пуска двигателя.

Форсунка (рис. 7) предназначена для впрыска топлива в цилиндр дизеля с обеспечением необходимого распыла топлива и ограничения начала и конца подачи. На дизеле применяется форсунка с осевым подводом топлива и пятидырчатым распылителем закрытого типа 455.1112010-50 (ОАО "ЯЗДА") или 1721112010-11.01 производства ЗАО "АЗПИ". Форсунка имеет маркировку "455-10", а распылитель форсунки "135-120". Маркировка наносится на корпус форсунки и на корпус распылителя. Разборка и регулировка форсунки производятся на специальном стенде в мастерской квалифицированными специалистами. Все детали форсунки собраны в корпусе 8.

Рис 7. Форсунка

К нижнему концу корпуса форсунки гайкой 4 присоединен корпус распылителя 3, внутри которого находится запорная игла 2. Игла и корпус представляют пару. Корпус распылителя имеет четыре сонливых отверстия 1 диаметром 0,32 мм. В верхнем конце корпуса распылителя имеется топливораспределительный канал 6, соединенный с полостью корпуса распылителя тремя наклонивши каналами 5. Нижний конец штанги 9 упирается в хвостовик иглы 2 распылителя. Сверху на штангу напрессована опорная тарелка 10, в которую упирается пружина 11 форсунки. Усилие затяжки пружины регулируется винтом 12, ввернутым в гайку пружины 18, На гайку пружины навернут колпак 14 форсунки с шайбой 15. Топливо к форсунке подается через штуцер 17 и фильтр 16 и далее поступает через канал 7 к топливораспределительному каналу 6 в полость распылителя 3.

Когда давление топлива превысит усилие, создаваемое пружиной 11, игла 2 поднимается вверх, открывает проход к сопловым отверстиям 1 и происходит впрыск топлива в камеру сгорания. Когда снизится давление в насосе высокого давления, игла 2 резко закрывает через штангу 9 сопловые отверстия 1 и этим предотвращает подтекание топлива в цилиндр двигателя в конце впрыска. Топливо, просачивающееся через зазоры между иглой 2 и корпусом распылителя 3, отводится из форсунки через отверстия в регулировочном винте 12 и колпаке 14. Форсунки устанавливают в латунный стакан головки цилиндров и крепят скобой. Под торец гайки распылителя подкладывают медную гофрированную шайбу для уплотнения от прорыва газов.

Фильтр грубой очистки (рис 8.) предназначен для предварительной очистки топлива от механических примесей и воды. Он состоит из корпуса 2, отражателя 1 с сеткой, рассеивателя 11, стакана 12 с успокоителем. Слив отстоя из фильтра производится через отверстие в нижней части стакана, закрываемое пробкой 14.

Фильтр тонкой очистки (рис. 9) предназначен для окончательной очистки топлива перед поступлением в ТНВД. Фильтр имеет сменный бумажный фильтрующий элемент 6.

Рис 8. Фильтр грубой очистки топлива

1 - отражатель с сеткой; 2 - корпус; 3 - кольцо, 4,6,13 - кольцо уплотнительное; 5 - втулка защитная, 7 - болт поворотного угольника 8 - гайка, 9 - шайба; 10 - болт; 11 - рассеиватель; 12 - стакан; 14 - пробка.

Топливо, проходя сквозь шторки бумажного фильтрующего элемента, очищается от механических примесей. В нижней части корпуса фильтра находится отверстие с пробкой 2 для слива отстоя. Для удаления воздуха из системы питания на крышке фильтра 9 расположена специальная пробка 12.

Рис 9. Фильтр тонкой очистки топлива

1 - болт поворотного угольника, 2 - пробка 3,5 - кольцо уплотнительное, 4-втулка защитная, 6-элемент фильтрующий 7- корпус 8- прокладка. 9 - крышка фильтра, 10 - гайка. 11 - шайба, 12 - пробка для удаления воздуха

 

Топливопроводы высокого давления во избежание поломок скрепляются специальными скобами и зажимами и имеют одинаковую длину от насоса высокого давления до всех форсунок двигателя.

Топливоподкачивающий насос низкого давления поршневого типа, предназначен для подачи топлива от бака через фильтры грубой и тонкой очистки к ТНВД. Насос 4 (рис.1) установлен на корпусе ТНВД и приводится в действие эксцентриком кулачкового вала ТНВД. При неработающем двигателе топливоподкачивающий насос приводится в действие рукой для заполнения топливом системы питания удаления воздуха из нее перед пуском дизеля. Прокачка осуществляется движением рукоятки вверх-вниз.

Внимание! Не допускается работа топливной системы без фильтрующего элемента или с засоренным топливным фильтром

Воздушный фильтр сухого типа со сменными бумажными фильтрующими элементами служит для очистки поступающего в цилиндры воздуха.

Воздушный фильтр (рис. 10) состоит из корпуса 5, двух фильтрующих элементов 6 и 7, крышки 4. Для обеспечения герметичности имеются резиновые прокладки. Назначение малого (внутреннего) фильтрующего элемента - обеспечение очистки воздуха в случае механического разрушения наружного фильтрующего элемента.

Внимание! Подсос неочищенного воздуха в цилиндры двигателя, возникающий из-за разгерметизации впускного тракта, приводит к резкому снижению срока службы двигателя.

 

Рис 10. Воздушный фильтр

1 - уплотнительное кольцо; 2 - гайка барашек, 3 - шайба; 4 - крышка, 5 - корпус, 6 - контрольный фильтрующий элемент, 7 - основной фильтрующий элемент.

Для облегчения контроля засоренности воздушного фильтра установлен датчик между фильтром и турбокомпрессором, а на панели приборов - сигнализатор. По мере засорения фильтра растёт разряжение во впускном трубопроводе и по достижении величины 4.5 кПа срабатывает сигнализатор, а на панели приборов загорается контрольная лампа «Засоренности воздушного фильтра». При загорании лампы следует очистить или заменить фильтрующий элемент.

Турбокомпрессор (рис. 11) с центробежным одноступенчатым компрессором и с радиальной центростремительной турбиной крепится на выпускной коллектор и соединяется патрубками и трубопроводами с охладителем наддувочного воздуха.

Принцип работы турбокомпрессора заключается в том, что выхлопные газы из цилиндров под давлением поступают через выхлопной коллектор в камеры газовой турбины. Расширяясь, газы вращают колесо центробежного турбокомпрессора. Центробежный турбокомпрессор через воздушный фильтр всасывает воздух, сжимает его и подаёт под давлением в цилиндры дизеля.

Регулирование наддува происходит путем перепуска части отработавших газов мимо колеса турбины при превышении давления наддува определенного значения.

Подвод масла к подшипниковому узлу турбокомпрессора осуществляется из главной маслят магистрали. Слив масла происходит в картер двигателя.

Рис 11. Турбокомпрессор

1 - ротор, 2 - корпус турбины; 3 - корпус подшипника; 4 - корпус компрессора; 5 - исполнительный механизм. 6-кронштейн крепления исполнительного механизма, 7 - воздухопровод.

Турбокомпрессор не требует специального обслуживания в процессе эксплуатации. Состоят турбокомпрессора можно проверить по люфту ротора со стороны компрессора. Если лопатки компрессора задевают за корпус, турбокомпрессор требует замены.

 

2.2 Описание отказов, их причин и способов устранения в системе

Неисправности	Причины	Способы устранения
Дизель не запускается.	Воздух в топливной системе. Неисправен топливный насос.	Прокачайте систему насосом ручной подкачки топлива. Устраните подсос воздуха в топливной системе. Снимите топливный насос с дизеля и оправьте в мастерскую для ремонта.
Дизель не развивает мощности.	Рычаг управления топливным насосом не доходит до упора. Засорился фильтрующий элемент фильтра тонкой отчистки топлива. Неисправны форсунки. Снизилось давление наддува. Неисправен топливный насос.	Отрегулируйте тяги управления топливным насосом. Замените фильтрующий элемент фильтра тонкой отчистки топлива. Выявите неисправные форсунки, промойте распылители и прочистите их силовые отверстия, при необходимости замените распылители. Снимите турбокомпрессор с дизеля и отправьте в мастерскую для ремонта. Снимите топливный насос с дизеля и оправьте в мастерскую для ремонта.
Дизель не устойчиво работает на холостом ходу.	Попадание воздуха в топливную систему. Неисправен топливный насос.	Удалите воздух из топливной системы. Снимите топливный насос с дизеля и оправьте в мастерскую для ремонта.
Дизель дымит на всех режимах работы.	Зависла игла распылителя форсунки.	Выявите неисправные форсунки, промойте или замените распылитель, отрегулируйте форсунку.

2.3 Техническое обслуживание заданной системы

 

ТО-1 (4000км.)

1. Слив отстоя из фильтра грубой очистки топлива

ТО-2 (12000км.)

1. Слив отстоя из фильтра тонкой очистки топлива

2. Промывка фильтра грубой очистки топлива (через одно ТО-2)

3. Замена фильтрующего элемента фильтра тонкой очистки топлива (через одно ТО-2)

4. Обслуживание воздушного фильтра (через одно ТО-2)

5. Проверка и регулировка угла опережения впрыска топлива (через 4ТО-2)

6. Проверка герметичности соединений впускного тракта

СТО (24000км.)

1. Проверка форсунок на давление начала впрыска и качество распыла топлива. (Один раз в год при осеннем СТО)

2. Обслуживание ТНВД (один раз в год при СТО, или пробеге не более 60000км.)

 

Список использованной литературы:

 

Книги и журналы:

Каталог деталей и сборочных единиц автобуса Паз 4230

Руководство по эксплуатации (журнал) ПАЗ-4230

Интернет ресурсы:

http://www.autosoft.ru/directory/info/paz/paz/

http://self.bus.ru/paz.

http://www.autoussr.ru/zavod15.

http://www.rol.ru/news/tech/autonews/03/04/17_005