Основные сборочные единицы, входящие в систему питания (рис. 34, а), распространенную на четырехтактных дизелях, имеют следующее назначение.
Топливный бак 3 служит для содержания в нем запаса топлива в количестве, обеспечивающем непрерывную работу двигателя в течение 12— 16 ч при полной нагрузке. Топливо, залитое через горловину бака и очищенное от крупных механических примесей в сетчатом фильтре горловины, протекает самотеком через расходный кран 1 и фильтр 12 к подкачивающему насосу 10.
Подкачивающий насос подает топливо через фильтр 9, окончательно очищающий топливо, к топливному насосу 11.
Топливный насос нагнетает определенные и примерно одинаковые порции топлива в каждый цилиндр через форсунки 6 в строго установленные моменты в соответствии с порядком работы двигателя. Когда давление в форсунке достигает определенного значения, мелко распыленное топливо через форсунки впрыскивается в камеру сгорания цилиндра.
Топливный насос подает топлива значительно больше, чем расходуется в цилиндрах двигателя. Излишки топлива возвращаются по сливной трубке 4 в бак. Чтобы давление топлива оставалось постоянным и не превышало установленного предела, в топливном фильтре или в корпусе насоса устанавливают перепускной клапан.
В дизелях часто применяют два одинаковых по устройству фильтра 12 грубой очистки топлива. Один включают перед подкачивающим насосом, а другой за ним.
К фильтру 9 тонкой очистки насос 10 подает топливо под небольшим давлением. Здесь оно окончательно очищается от примесей и по каналам в корпусе перетекает в топливный насос 11.
Для надежной и длительной работы топливной аппаратуры и двигателя в целом требуется тщательная очистка топлива от твердых примесей. Попадание твердых частиц на поверхности и в зазоры трущихся точно пригнанных деталей топливного насоса и форсунок может быстро вывести их из строя.
Чтобы обеспечить совершенную очистку топлива, его подвергают многократной фильтрации на пути от заливной горловины топливного бака до форсунки. Размер частиц пыли и песка, имеющихся в воздухе, составляет в среднем от 0,09 до 0,002 мм. Из воздуха эти частицы попадают в топливо.
На многих дизелях заполняют систему топливом и удаляют из нее воздух перед запуском двигателя ручным насосом , смонтированным на корпусе подкачивающего насоса.
Манометр 7, установленный на щитке приборов, показывает давление топлива в канале головки топливного насоса. Снижение давления ниже 0,02 МПа указывает на засорение фильтрующих элементов.
Для дизелей строительных и дорожных машин, работающих в тяжелых условиях, очистка поступающего в цилиндры воздуха имеет первостепенное значение. На дизелях устанавливают воздухоочистители с многократной фильтрацией воздуха. За последние годы на многих дизелях в воздухоочистителях стали применять в качестве фильтрующих элементов брикеты из поропласта и капроновых нитей вместо металлических сеток (см. рис. 27).
Воздухоочиститель (рис. 34, б) дизеля состоит из фильтра 18 грубой очистки, корпуса 19, поддона 24 и фильтрующих элементов 20—22.
В фильтре грубой очистки воздух проходит первичную очистку.
Фильтр 18 надет сверху на внутреннюю трубу 16 и закреплен на ней стяжным хомутом 17. В верхней части корпуса фильтра 18 сделаны окна и несколько рядов круглых отверстий для прохода воздуха, а в нижней части корпуса — щели для выхода пыли. В средней части корпуса закреплен сваркой завихритель, представляющий собой штампованную деталь с несколькими лопастями и направляющим стаканом.
Корпус 19 воздухоочистителя выполнен совместно с литой из алюминиевого сплава головкой. В головку залита стальная втулка, к которой приварена труба 16. Головка имеет патрубок, с помощью которого воздухоочиститель присоединяется к впускному коллектору дизеля. На боковой поверхности корпуса 19 приварены два коробчатых ушка для установки болтов 14 крепления поддона 24 к корпусу 19. Поддон используется как резервуар для масла. Он состоит из чаши, к которой приварены ванна 13 с шестью отверстиями на боковой поверхности (благодаря чему масло в поддоне и ванне всегда находится на одном уровне) и упорное кольцо 23.
В корпусе воздухоочистителя установлены три фильтрующих элемента, плотность которых увеличивается от нижнего элемента к верхнему. Нижние элементы 21 и 22 изготовлены из капроновых нитей, причем нити элемента 22 большего диаметра, чем нити элемента 21. Благодаря добавке клеящей эмульсии и термофиксации капроновые нити имеют постоянную ориентацию в пространстве и требуемую плотность брикета. Верхний элемент 20 изготовлен из поропласта.
Все фильтрующие элементы плотно прилегают к трубе 16 и внутренней поверхности корпуса 19, что гарантирует невозможность поступления неочищенного воздуха вдоль контактируемых поверхностей. Фильтрующие элементы удерживаются пластмассовыми обоймами 15. Верхняя обойма упирается в торец головки воздухоочистителя, а нижняя поджимается упорным кольцом 23 поддона. Описанный воздухоочиститель работает следующим образом.
Под действием разрежения, создаваемого в цилиндрах дизеля при движении поршней вниз, воздух всасывается через отверстия внутрь корпуса сухого центробежного фильтра 18 грубой очистки.
Проходя через завихритель, воздух начинает интенсивно вращаться. Под действием центробежной силы частицы пыли, имеющие большую плотность, чем воздух, отбрасываются к стенкам корпуса и через щели в нижней его части выбрасываются наружу.
В таком инерционном очистителе воздух теряет более половины пыли. Затем он движется вниз по центральной трубе 16. По выходе из нее воздух ударяется о масло, находящееся в чашке поддона 24, и, резко меняя направление движения, поступает в фильтрующие элементы 20—22. При этом из воздуха выпадает часть пыли, которая, соединившись с маслом, остается в поддоне. Так осуществляется мокрая инерционная очистка воздуха.
Поднимаясь далее вверх, воздух уносит с собой часть распыленного масла, которое оседает на фильтрующих элементах, благодаря чему лучше улавливаются остатки пыли. Эта третья ступень очистки называется мокрой. Пройдя фильтрующие элементы, воз дух через головку воздухоочистителя и соединительный патрубок поступает во впускной коллектор и далее по каналам в головке цилиндров через открытые впускными клапанами горловины — в цилиндры дизеля.
В системах питания дизелей топливом преимущественно применяют сетчатые фильтры грубой очистки, а для фильтров тонкой очистки используют бумажные или хлопчатобумажные фильтрующие элементы.
Фильтры грубой и тонкой очистки монтируют в одном блоке (рис. 35). Основные рабочие детали фильтра грубой очистки — отражатель 14 с латунной сеткой и успокоитель 16.
Отражатель с помощью стальной втулки ввернут в корпус 11 фильтра. Кожух 15 фильтра прикреплен к корпусу 11 проволочной дужкой 17 с помощью винта и барашковой гайки 18. Дужка своими загнутыми концами входит в отверстия корпуса 11. Между кожухом и корпусом фильтра установлено резиновое уплотнительное кольцо 13.
Фильтр тонкой очистки состоит из корпуса 10, фильтрующих элементов 2 и кожуха 1. Бумажные фильтрующие элементы надеты на четырехгранные стержни 8, на нижних концах которых закреплены упорные пластмассовые шайбы. Верхние концы стержней 8 проходят через отверстие в плите. Пружиной 9, зажатой между плитой 5 и шайбой, закрепленной на стержне 8 штифтом 7, фильтрующий элемент плотно прижимается к плите.
Фильтрующие элементы, собранные со стержнями и плитой, представляют собой пакет, который вместе с кожухом 1 фильтра крепят шестью болтами 4 к корпусу 10 фильтра. Между плитой и корпусом фильтра, плитой и кожухом установлены паронитовые уплотнительные прокладки 3.
На левой стороне фильтра выполнены два резьбовых отверстия.
Одно, закрытое заглушкой 6, служит для подсоединения манометра замера давления топлива после фильтров, в другое ввернут стальной штуцер продувочного вентиля 21, в котором смонтированы шарик 20 и игла 23 продувочного вентиля с рукояткой. На штуцер надет поворотный угольник 22 с припаянной к нему сливной трубкой.
Поворотный угольник крепят на штуцере гайкой 19.
От подкачивающего насоса топливо по трубке низкого давления поступает сначала в корпус фильтра грубой очистки. По сверлениям в корпусе топливо попадает на направляющую шайбу 12 и стекает в кожух 15 через кольцевую щель между кожухом и отражателем 14. Часть топлива вместе с механическими примесями и водой по инерции движется под успокоитель 16, где они оседают на дно колпака. Топливо из-под успокоителя поднимается вверх и с основным потоком попадает на сетку отражателя. Благодаря конусу вода, стекая с сетки, вторично вовлекается в поток топлива, движущегося под успокоитель 16. Прошедшее через сетку топливо через отверстие в штуцере и сверление в корпусе 11 попадает в фильтр тонкой очистки. По сверлениям в корпусе 10 фильтра топливо попадает в кожух 1 фильтра. Под давлением, создаваемым подкачивающим насосом, топливо проходит через фильтровальную бумагу фильтрующих элементов тонкой очистки. Очищенное от мельчайших примесей и воды, оно поднимается в полость корпуса фильтра тонкой очистки. Из корпуса через отверстие топливо по ступает в головку топливного насоса.
Продувочный вентиль в корпусе фильтра тонкой очистки служит для выпуска воздуха, попавшего в топливную систему двигателя. При отворачивании рукоятки иглы 23 вентиля шарик 20 отходит от своего гнезда и через открывшееся отверстие полость корпуса фильтра тонкой очистки сообщается с атмосферой. Топливо, смешанное с воздухом, сливается наружу через сливную трубку.
Когда весь воздух выйдет и топливо пойдет из трубки ровной струей, рукоятку иглы 23 заворачивают, а шарик 20 перекрывает сливное отверстие.
Фильтры других типов описаны далее, при изложении материала по конкретным моделям двигателей.
На большинстве дизелей устанавливают подкачивающие насосы поршневого типа (рис. 36), монтируемые на корпусе топливного насоса. Корпус 13 подкачивающего насоса (рис. 36, а) одновременно является и цилиндром, в котором помещается поршень 5. В нижний торец поршня упирается шток 2 роликового толкателя 1. Возвратное движение поршня происходит под действием пружины 4, а возвратное движение толкателя — пружины 3. В корпусе насоса помещены также впускной 6 и перепускной 14 клапаны, нагруженные слабыми пружинами.
При вращении кулачка 16 вала топливного насоса (рис. 36, б) толкатель 1 через шток 2 поднимает поршень 5 вверх. В результате в пространстве над поршнем повышается давление. Вследствие этого впускной клапан 6 закрывается, а перепускной 14 открывается и топливо из верхней полости перетекает в нижнюю.
Когда ролик толкателя 1 начинает сходить с кулачка, поршень 5 под действием пружины 4 перемещается в обратном направлении (рис. 36, в) и тогда над поршнем давление уменьшается, а под поршнем — увеличивается. Впускной клапан 6 открывается и топливо засасывается в полость над поршнем. Одновременно из полости под поршнем топливо вытесняется в трубку, ведущую к фильтру. В целом нагнетательный ход поршня не остается постоянным.
Например, при уменьшении расхода топлива двигателем давление в системе повышается и тогда поршень перемещается вниз на меньшую величину. В результате уменьшается производительность подкачивающего насоса.
Если давление в нагнетательной линии из-за загрязнения фильтров превышает 0,15—0,17 МПа, то усилия, создаваемого пружиной 4, будет недостаточно для какого-либо перемещения поршня и подача топлива прекратится.
Ручной насос (см. рис. 36, а) состоит из цилиндра 8 с крышкой 10 и поршня 7, соединенного через шток 9 с рукояткой 11. При подъеме рукояткой поршня 7 открывается впускной клапан 6 (см. рис. 36, б) и топливо поступает в пространство под поршнем. При опускании поршня давление в пространстве под поршнем возрастает, впускной клапан 6 закрывается, а перепускной 14 открывается и топливо из цилиндра 8 по каналам в корпусе насоса нагнетается в фильтр.
Систему заполняют топливом при открытом вентиле (см. рис. 35) фильтра очистки для удаления воздуха.
По окончании работы ручным насосом его поршень 7 (см. рис. 36, а) возвращают в нижнее положение и рукоятку 11 поворачивают по резьбе хвостовика крышки до плотного перекрытия шариком 12 (см. рис. 36, в) соединительного канала в корпусе.
В противном случае во время работы подкачивающего насоса через зазоры между деталями ручного насоса будет подсасываться воздух, что нарушит нормальную работу дизеля.
На ручных насосах последнего выпуска соединительный канал уплотняют не шариком, а резиновой прокладкой.