Топливная система

  Двигатели ЯМЗ имеют раздельную систему питания, т.е. функции топливного насоса высокого давления и форсунки разделены.

Основными элементами системы питания являются: топливный бак, фильтр предварительной очистки, топливный подкачивающий насос, фильтр тонкой очистки, топливный насос высокого давления и форсунки.

Особенностью конструкции элементов топливной аппаратуры двигателя является объединение в одном агрегате топливных насосов низкого и высокого давления, а также регулятора числа оборотов и автоматической муфты опережения впрыска топлива.

Во время работы двигателя топливо из топливного бака в силу разрежения, создаваемого топливоподкачивающим насосом, подаётся по трубке в фильтр предварительной очистки. Освободившись в фильтре от сравнительно крупных загрязнений, топливо по трубке поступает в топливоподкачивающий насос. Далее из насоса топливо поступает в фильтр тонкой очистки. Здесь, окончательно очистившись от мельчайших загрязнений, топливо по трубке поступает в насос высокого давления. Из насоса топливо подаётся в форсунки, а от туда в цилиндр двигателя.

Топливодкачивающий насос подаёт к насосу высокого давления топлива больше, чем это необходимо для работы двигателя.

Излишки топлива, накапливающиеся в насосе высокого давления, после подачи его в форсунки отводятся через клапан обратно в топливный бак. Назначение этого клапана, отрегулированного на давление топлива 1,5-1,7 кг/см², состоит в создании некоторого постоянного давления топлива в каналах насоса, что обеспечивает хорошие условия заполнения надплунжерного пространства топливом независимо от числа оборотов коленчатого вала двигателя.

Капельки топлива, просачивающиеся между корпусом форсунки и её иглой, отводятся в топливный бак по трубке.

Часть топливопровода, расположенная между топливным баком и топливоподкачивающим насосом, находится под разрежением, другая часть, расположенная между топливоподкачивающим насосом и насосом высокого давления, находится под давлением, а остальная часть после насоса высокого давления – под высоким давлением.

Форсунка отрегулирована на давление подъёма иглы 150⁺⁵ кг/см².

Для обеспечения надёжной работы форсунок и для улучшения качества распыла топлива топливные насосы у распылителей форсунок развивают большое давление.

Топливный бак: На автомобилях устанавливаются два топливных бака по 225 л, расположенных по обеим сторонам автомобиля. Баки сообщаются между собой топливопроводном.

Топливо поступает в двигатель из правого бака.

Для разъединения баков в случае необходимости на топливопроводе у правого бака под рамой расположен одноходовой кран.

Фильтр предварительной очистки топлива: предназначен для очистки топлива от относительно крупных механических частиц. Он состоит из стального штампованного цилиндрического корпуса, литой чугунной крышки и фильтрующего элемента. Геометричность внутренней полости фильтра достигается установкой между крышкой и корпусом мягкой прокладки, уплотняемой фланцем четырьмя болтами.

К днищу корпуса приварена лепестковая крестовина, которая обеспечивает правильное положение фильтрующего элемента при его установке в корпус. В крышке фильтра имеется пробка для первоначального заполнения фильтра топливом. В нижней части корпуса установлен краник для выпуска отстоя топлива.

Топливо из бака подводится к фильтру через входной штуцер и заполняет кольцевое пространство между корпусом и наружной поверхностью элемента. Пройдя через боковую поверхность фильтрующего элемента, топливо поступает во внутреннюю его полость, а затем через центральное отверстие в крышке и канал отводится из фильтра в топливопровод. Посторонние включения, находящиеся в топливе, войдя в фильтр, опускаются на дно корпуса и удаляются через сливной краник при техническом обслуживании или при замене фильтрующего элемента.

Фильтр тонкой очистки топлива: Фильтр предназначен для очистки топлива от очень мелких частиц, не задержанных фильтром предварительной очистки. Основными элементами фильтра являются: стальной штампованный корпус, литая чугунная крышка и фильтрующий элемент. В центре корпуса снизу вварен стальной стержень, в который завёрнут краник для слива отстоя топлива.Фильтрующий элемент состоит из стального сварного каркаса с фланцами на концах, внутри которого помещена трубка с большим количеством отверстий. трубка обмотана слоем ткани, на который наложен толстый слой древесной муки, пропитанной связующими минеральным веществом – пульвербакелитом, благодаря чему образуется пористая твёрдая масса. Поверхность этой массы обмотана слоем марлевой ленты.  

Топливо из топливоподкачивающего насоса поступает в фильтр через верхний канал и заполняет кольцевое пространство между корпусом и наружной поверхностью фильтрующего элемента. Отсюда топливо просачивается через пористую массу во внутреннюю полость элемента. Из внутренней полости очищенное топливо отводится к насосу высокого давления через боковой канал.

В крышке корпуса на выходе топлива из фильтра установлен перепускной клапан. Клапан отрегулирован на давление топлива 1,5-1,7 кг/см². При повышении давления топлива в выходном канале насоса выше этой величины клапан, преодолевая сопротивление пружины, открывается, и излишки топлива по каналу штуцера и далее по трубке отводится в топливный бак.

Фильтр тонкой очистки топлива расположен на верхней правой стороне двигателя.

Топливный насос высокого давления: Назначение топливного насоса состоит в том, чтобы подавать в цилиндры двигателя в определённые моменты времени строго необходимое количество топлива в зависимости от режима его работы.

Насос имеет восемь насосных секций, объединённых в общем алюминиевом блоке – корпусе, с приводом их от общего кулачкого вала. Вместе с насосом высокого давления в этом агрегате объединены муфта автоматического опережения впрыска топлива, регулятор числа оборотов и топливоподкачивающий насос.

Основными элементами насосной секции являются втулка и плунжер, осуществляющий подачу топлива к форсунке. Плунжеры и втулки изготовлены с высокой точностью и спарены друг с другом методом селективной сборки.

Каждый топливный насос комплектуется  плунжерными парами только одной группы.

На верхнем торце втулки помещается нагнетательный клапан, прижимаемый к корпусу пружиной. Клапан, имеющий сложную форму, внизу имеет четыре продольных прорези, упирающиеся в цилиндрический поясок, называемы разгрузочным. Верхняя часть клапана заканчивается упорным конусом.

Так же клапаны по гидроплотности подразделяются на две группы. Топливные насосы комплектуют нагнетательными клапанами одной группы.

Корпус нагнетательного клапана прижимается к притёртой поверхности втулки плунжера штуцером, завёрнутым в корпус насоса. К штуцеру через ниппель присоединён топливопровод, идущий к форсунке.

На поворотной втулке стяжным винтом закреплён зубчатый венец, находящийся в зацеплении с рейкой топливного насоса. Передвижение этой рейки производится регулятором, при этом одновременно повёртываются плунжеры всех секций насоса.

Под действием кулачка вала насоса и пружины плунжер совершает во втулке возвратно-поступательное движение.

В нижнюю часть картера насоса через отверстие, закрываемое колпачком, заливают масло для смазки шариковых подшипников и кулачков. Уровень масла в картере проверяют щупом, прикреплённым к колпачку.

Топливо от фильтра тонкой очистки поступает в насос по продольному каналу и заполняет его. При вращении кулачкового вала плунжер под действием пружины, прижимаясь к болту, движется вниз вместе с толкателем. При этом топливо из канала по верхнему отверстию во втулке плунжера поступает в надплунжерное пространство втулки и заполняет его. При движении плунжера вверх топливо будет перетекать обратно через входное отверстие в топливопроводящий канал. Как только плунжер перекроет отверстие, топливо, оставшееся во втулке, начнёт сжиматься, а давление возрастать.

Когда давление достигнет 10-18 кг/см², нагнетательный клапан, преодолевая сопротивление пружины, поднимется, и топливо по прорезям клапана начнёт поступать через штуцер по топливопроводу высокого давления к форсунке. Плунжер, движущийся вверх, будет продолжать сжимать топливо. Как только давление в топливопроводе достигнет величины 150⁺⁵ кг/см², игла форсунки давлением топлива приподнимется и начнёт впрыск топлива в цилиндр двигателя.

При дальнейшем движении плунжера вверх наступает момент, когда спиральная кромка плунжера начнёт открывать отверстие втулки, соединённое с отводным каналом, тогда топливо по прорези на плунжере с большой скоростью начнёт перетекать из надплунжерного пространства в отводной канал.

По мере открывания отверстия давление топлива над плунжером резко уменьшается, и нагнетательный клапан под действием пружины начнёт закрываться. По мере опускания разгрузочного пояска клапана в отверстие объём пространства за клапаном за счёт объёма, занимаемого пояском, будет увеличиваться, что будет сопровождается падением давления топлива на участке между клапаном и форсункой.

Ввиду того что увеличение этого объёма по времени протекает очень быстро, давление топлива за клапаном резко уменьшается. Это приведёт к мгновенному опусканию иглы в гнездо форсунки и, как следствие этого, резкой отсечке подачи топлива в цилиндр.

Это обстоятельство является весьма важным, так как при этом устраняются возможности повторного подъёма иглы и подтекания топлива.

Для увеличения подачи топлива плунжер поворачивают втулкой, соединенной через ось поводка с рейкой  насоса. Рейка перемещается, а направляющих втулках. Выступающий ее конец закрыт пробкой. С противоположной стороны насоса находится винт, регулирующий подачу топлива всеми секциями насоса. Этот винт закрыт пробкой и запломбирован.

Топливодкачивающий насос: Предназначен для подачи топлива из бака к насосу высокого давления. Крепится к корпусу насоса высокого давления с левой стороны и приводится в действие от эксцентрика кулачкового вала через роликовый толкатель.

Регулятор числа оборотов: Центробежный всережимный регулятор прямого действия с повышающей передачей, дающими возможность автоматически поддерживать заданные обороты коленчатого вала двигателя.

Назначение повышающей передачи, при которой вал регулятора делает больше оборотов, чем вал насоса, состоит в том, чтобы на малых оборотах коленчатого вала двигателя получить увеличенную перестановочную силу регулятора. Это даёт возможность уменьшить массу и тем самым создать более компактную конструкцию регулятора.

Валик регулятора делает столько же оборотов, что и коленчатый вал двигателя.

Воздушный фильтр: Установлен в развале между рядами цилиндров на переходнике впускных трубопроводов. Инерциально-масляного типа состоит из корпуса, крышки и фильтрующего элемента. Корпус воздушного фильтра выполнен с двойной стенкой, между которыми образована камера, поглощающая шумы при всасывании воздуха.