Система питания дизеля состоит из аккумуляторной системы впрыска Common RAIL, топливопроводом низкого и высокого давления, впускного и выпускного коллекторов; турбокомпрессора; фильтров тонкой и грубой очистки топлива, воздухоочистителя, топливного бака, охладителя надувочного воздуха
Схема системы питания: 1 - топливный бак; 2 - фильтр грубой очистки топлива; 3 - ручной топливоподкачивающий насос; 4 - топливный насос высокого давления; 5 - электромагнитный регулятор давления, 6 - фильтр тонкой очистки топлива; 7 - аккумулятор топлива под высоким давлением; 8 - форсунка; 9 - впускной коллектор; 10 - охладитель надувочного воздуха 11 - турбокомпрессор; 12 - датчик засоренности воздушного фильтра; 13 - выпускной коллектор; 14 - головка цилиндров; 15 - свеча накаливания; 16 - датчик температуры и давления наддувочного воздуха; 17 - датчик высокого давления топлива: 18 - датчик температуры и давления топлива; 19 - датчик частоты вращения распределительного вала; 20 - воздухоочиститель; 21 - глушитель; 22 - подогреватель топлива; 23 - клапан ограничения давления; 24 - болт поворотный угольника; 25 - пробка для выпуска воздуха; 26 - пробка
Аккумуляторная система впрыска Common RAIL состоит из топливного насоса, форсунки, аккумулятора топлива под высоким давлением, датчиков частоты вращения (коленчатого вала и распределительного вала), датчиков состояния рабочей среды (давления и температуры топлива и воздуха), электромагнитных исполнительных механизмов (регулятор давления топлива, электромагнитные клапаны форсунок), электронного блока, цепей контроля управления и связи, панели контроля и диагностики.
Схема цепей контроля и управления COMMON RAIL: 1 - датчик частоты вращения коленчатого вала; 2 - датчик частоты вращения распределительного вала; 3- датчик температуры и давления топлива; 4 - датчик температуры и давления масла; 5 - датчик температуры и давления наддувочного воздуха; 6 - датчик высокого давления топлива; 7- датчик температуры охлаждающей жидкости; 8 - форсунки; 9 - регулятор давления; 10 - электронный блок управления; Б - в схему бортовой сети автобуса
Схема цепей контроля и управления системы питания COMMON RAIL изображена на рис. 2.
Топливный насос высокого давления (ТНВД, мод. СР3.3, рис. 3) предназначен для создания резерва топлива, поддержания и регулирования давления в топливном аккумуляторе.
Топливный насос высокого давления СРЗ.З: 1 - топливный насос высокого давления; 2 - топливоподкачивающий насос; 3 - электромагнитный регулятор давления; 4 - штуцер подвода топлива от фильтра грубой очистки топлива; 5 - штуцер отвода топлива к топливному фильтру тонкой очистки; 6 - штуцер подвода топлива от топливного фильтра тонкой очистки; 7 - штуцер отвода топлива к аккумулятору топлива; 8 - штуцер отвода топлива в бак; 9 - вал привода; 10 - шестерня привода; 11 - гайка; 12 - пробка
На корпусе ТНВД закреплены топливоподкачивающий насос 2, имеющий привод от вала 9, и электромагнитный регулятор давления 3.
Схема ТНВД: 1 - корпус ТНВД; 2 - защитный клапан с дроссельным отверстием; 3 - вал привода; 4 - ротор кулачковый; 5 - плунжер; 6 - канал подводящий; 7- выпускной клапана; 8 - клапан регулирования давления; 9 - шарик; 10 - якорь; 11 - электромагнит; 12 - клеммы электромагнита; 13 - уплотнение; 14 - клапан впускной
В корпусе ТНВД радиально с интервалом угла 120° расположены три плунжера 5 (Рис. 4.), а на валу привода 3 установлен ротор кулачковый 4 (кулачки расположены через 120° по окружности ротора).
Вал привода ТНВД с кулачковым ротором имеет шестеренный привод от редуктора, входной вал которого, через полумуфту привода находится в кинематической связи с коленчатым валом дизеля через шестерни распределения.
Топливо, прошедшее топливный фильтр грубой очистки с влагоотделителем, подается под давлением 0,8-0,9 мПа топливоподкачивающим насосом через фильтр тонкой очистки топлива к приемному штуцеру ТНВД.
Смазка и охлаждение деталей ТНВД осуществляется дизельным топливом, поступающим в ТНВД.
Под воздействием созданного давления подкачки защитный клапан 2 открывает доступ топливу через подводящий канал 6 в надплунжерные пространства.
Набегающий кулачок ротора перемещает плунжер вверх при этом входное отверстие впускного канала перекрывается и при дальнейшем подъеме плунжера топливо сжимается в над плунжерном пространстве.
Когда возрастающее давление достигнет уровня, соответствующего тому, что поддерживается в аккумуляторе высокого давления, открывается выпускной клапан 7.
Сжатое топливо поступает в контур высокого давления.
Плунжер подает топливо до тех пор, пока не достигнет ВМТ (ход подачи).
Затем давление падает, выпускной клапан закрывается. Плунжер начинает движение вниз. За один оборот вала каждый (из трех) плунжер совершает один насосный ход.
Так как ТНВД рассчитан на большую величину подачи, то на холостом ходу и при частичных нагрузках возникает избыток сжатого топлива, которое через клапан регулирования давления 8 и магистраль обратного слива возвращается в топливный бак.
Клапан регулирования давления устанавливает величину давления в аккумуляторе высокого давления в зависимости от нагрузки на двигатель, частоты вращения и теплового состояния двигателя.
При слишком высоком давлении в аккумуляторе клапан открывается, и часть топлива из аккумулятора
отводится через магистраль обратного слива назад к топливному баку.
Клапан регулирования давления крепится через фланец к корпусу ТНВД.
Якорь 10 прижимает шарик клапана 9 к седлу под действием пружины клапана так, чтобы разъединить контуры высокого и низкого давления.
Включенный электромагнит 11 перемещает якорь, прикладывая дополнительное усилие к прижатию шарика к седлу.
Весь якорь омывается топливом, которое смазывает трущиеся поверхности и отводит лишнее тепло.
Аккумулятор топлива высокого давления (рампа): 1- аккумулятор топлива высокого давления; 2 - штуцеры отводящие; 3 - штуцер подводящий; 4 - штуцер обратного слива; 5 - клапан ограничения давления; 6 - запорный конус сердечника клапана; 7 - датчик давления топлива
Аккумулятор топлива под высоким давлением (Rail) является объемным накопителем топлива под высоким давлением (рис. 5).
Одновременно аккумулятор сглаживает колебания давления, которые возникают из-за пульсирующей подачи топлива от ТНВД, а также из-за работы форсунок во время впрыскивания за счет не синхронности импульсов давления доз топлива, поступающих от ТНВД и расходуемых через форсунки, а также за счет превышения массы топлива, находящейся в аккумуляторе и играющей роль демпфера для импульсов малых доз топлива поступающих и расходуемых.
Аккумулятор 1 в общем виде имеет форму трубы, в торцах которой установлены датчик давления топлива 7 и клапан ограничения давления 5.
По образующей периметра трубы расположены штуцер подключения топливопроводов высокого давления 2; 3 и штуцер обратного слива 4.
Топливо из ТНВД направляется через магистраль высокого давления к впускному штуцеру 3 рампы
Аккумулятор топлива сообщается с форсунками посредством топливопроводов высокого давления, подсоединенных к отводящим штуцерам аккумулятора.
Объем аккумулятора постоянно наполнен топливом, находящимся под давлением.
Величина этого давления поддерживается на постоянном уровне может регулироваться клапаном 8 (рис. 5) в зависимости от параметров работы дизеля.
Клапан ограничения давления поддерживает определенную величину давления в аккумуляторе, выполняя роль редукционного (предохранительного) клапана.
Корпус клапана со стороны аккумулятора имеет канал, запираемый конусом сердечника клапана 6.
Пружина плотно прижимает конус к седлу клапана при нормальном рабочем давлении, так что аккумулятор остается закрытым.
В случае, когда величина давления в аккумуляторе превысит рабочее значение, конус под действием давления отходит от седла и находящееся под высоким давлением топливо отводится в магистраль обратного слива. В результате давление топлива в аккумуляторе снижается.
Форсунка (рис. 6) предназначена для впрыскивания топлива в цилиндр дизеля и обеспечения необходимого распыла топлива.
На дизелях применены форсунки типа CRIN2 производства фирмы «BOSH» (Германия).
Требуемые момент начала впрыскивания и величина подачи топлива обеспечиваются действием электромагнитного клапана форсунки.
Момент начала впрыскивания в координатах «угол-время» устанавливается системой электронного управления работой дизеля.
Формирование электронным блоком сигналов управления форсунками происходит на основании "считывания" сигналов формируемых датчиками частоты вращения коленчатого вала и первичного вала редуктора привода ТНВД (датчики 1 и 2 на рис. 2.), установленных в согласованной взаимосвязи по определенной схеме.
Принципиальная схема работы форсунки: 1 - магистраль обратного слива топлива; 2 - клеммы электрического подсоединения; 3 - электромагнитный клапан; 4 - магистраль высокого давления; 5 - шарик клапана; 6 - дроссельное отверстие отвода топлива; 7 - дроссельное отверстие подачи топлива; 8 - камера управляющего клапана; 9 - поршень, управляющий клапаном; 10 - канал подвода топлива к распылителю; 11 - игла и распылитель
Принцип работы форсунки представлен на рисунке 7.
Топливо подается по магистрали высокого давления через подводящий канал 4 к распылителю форсунки 11, а также через дроссельное отверстие подачи топлива 7 - в камеру управляющего клапана 8. через дроссельное отверстие отвода топлива, которое может открываться электромагнитным клапаном, камера соединяется с магистралью обратного слива 1.
При закрытом дроссельном отверстии 6 гидравлическая сила, действующая сверху на поршень управляющего клапана, превышает силу давления топлива снизу на конус иглы распылителя.
Вследствие этого игла прижимается к седлу распылителя и плотно закрывает отверстия распылителя. В результате топливо не попадает в камеру сгорания.
При срабатывании электромагнитного клапана 3 якорь электромагнита сдвигается вверх, открыв дроссельное отверстие 6.
Соответственно снижаются как давление в камере управляющего клапана, так гидравлическая сила, действующая на поршень управляющего клапана.
Под действием давления топлива на конус игла распылителя отходит от седла, так что топливо через отверстия распылителя попадает в камеру сгорания цилиндра.
Управляющая подача - это дополнительное количество топлива, предназначенного для подъема иглы, которое после использования отводится в магистраль обратного слива топлива.
Кроме управляющей подачи существуют утечки топлива через иглу распылителя и направляющую поршня управляющего клапана.
Все это топливо отводится в магистраль обратного слива, к которой присоединены все прочие агрегаты системы впрыска, и возвращается в топливный бак
Количество впрыснутого топлива пропорционально времени включения электромагнитного клапана и величине давления в рейле, и не зависит ни от частоты вращения коленчатого вала двигателя, ни от режима работы ТНВД (впрыскивание, управляемое по времени).
Когда электромагнитный клапан, обесточивается, якорь силой пружины запирания клапана прижимается вниз и шарик клапана 5 запирает дроссельное отверстие.
После перекрытия дроссельного отверстия отвода топлива давление в камере управляющего клапана вновь достигает той же величины, что и в аккумуляторе.
Это повышенное давление смещает вниз поршень управляющего клапана вместе с иглой распылителя.
Когда игла плотно примыкает к седлу распылителя и запирает его отверстия, впрыскивание прекращается.
Фильтр грубой очистки топлива служит для предварительной очистки топлива от механических примесей и воды.
В связи с тем, что ТНВД двигателя не оборудован ручным топливоподкачивающим насосом, необходимым для заполнения топливной системы топливом без воздуха, конструкция фильтра должна содержать ручной топливоподкачивающий насос.
Фильтр грубой очистки топлива «Pre Line 270»: 1 - фильтр грубой очистки топлива; 2 - ручной топливоподкачивающий насос; 3 - подогреватель топлива; 4 - влагоотделитель; 5 - кран выпуска воды; 6 - пробка для выпуска воздуха
На рис. 8 изображен фильтр грубой очистки топлива с ручным топливоподкачивающим насосом «Pre-Line 270».
Слив отстоя из фильтра производится через кран 5, расположенный в нижней части влагоотделителя 4.
При эксплуатации дизеля в условиях температуры окружающей среды ниже -25°С корпус фильтра должен быть укомплектован подогревателем 3 подводимого топлива.
Напряжение питания подогревателя – 24 в, мощность - 350 Вт.
Подключение: плюс и масса. Подогреватель работает автономно, включается и выключается автоматически при температуре ниже +5°С.
Фильтр тонкой очистки топлива служит для окончательной очистки топлива. Фильтр тонкой очистки неразборный.
Топливо, проходя сквозь шторы бумажного фильтрующего элемента, очищается от механических примесей.
Система питания дизеля воздухом (рис. 9) состоит из воздушного фильтра, турбокомпрессора, охладителя наддувочного воздуха, патрубков, трубопроводов и хомутов крепления.
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 обеспечения герметичности имеются резиновые прокладки.
Малый (внутренний) фильтрующий элемент обеспечивает очистку 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.
Для облегчения контроля засорённости воздушного фильтра установлен датчик между фильтром и турбокомпрессором, а на панели приборов - сигнализатор.
По мере засорения фильтра растёт разряжение во входном трубопроводе и по достижении величины 6,5 кПа срабатывает сигнализатор, а на панели приборов загорается контрольная лампа «Засоренность воздушного фильтра».
При загорании лампы следует очистить или заменить фильтрующий элемент.
Турбокомпрессор (рис. 11) состоит из центробежного одноступенчатого компрессора и радиальной центростремительной турбины.
Регулирование наддува происходит путем перепуска части отработавших газов мимо колеса турбины при превышении давления наддува определенного значения.
В корпус турбины регулируемого турбокомпрессора встроен перепускной клапан.
Рычаг перепускного клапана соединен регулируемой тягой с исполнительным механизмом, связанным воздухопроводом с выходным патрубком корпуса компрессора.
Изменение длины тяги исполнительного механизма турбокомпрессора в процессе эксплуатации не допускается.
Разборка и ремонт турбокомпрессора в процессе эксплуатации не допускаются и должны производиться в условиях специализированной ремонтной мастерской.