Das Kraftstoffsystem gewährleistet die Filterung des Kraftstoffs und seine gleichmäßige Verteilung auf die Zylinder des Motors in dosierten Portionen zu streng festgelegten Zeitpunkten.
Am Motor wird ein Kraftstoffsystem getrennter Bauart verwendet, bestehend aus dem Kraftstofftank, den Niederdruckleitungen, den Grob- und Feinfiltern für Kraftstoff, der Förder- und der Kraftstoffpumpe, der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (HD-Kraftstoffpumpe), den Hochdruckleitungen, den Einspritzdüsen, dem Magnetventil und den Stiftsglühkerzen der elektrischen Flammvorwärmeanlage (EFVA).
Der Kraftstofftank, der Grobfilter für Kraftstoff und die Förderpumpe müssen am Erzeugnis installiert werden, an dem der Motor verwendet wird; alle übrigen Elemente des Kraftstoffsystems sind direkt am Motor installiert.
Das Schema des Kraftstoffsystems des Motors ist in Abbildung 1 dargestellt.
Der Kraftstoff aus dem Tank 26 wird über den Grobfilter 29 und die Förderpumpe 30 von der Kraftstoffförderpumpe 18 durch die Leitung 13 in den Feinfilter 16 gefördert.
Aus dem Feinfilter gelangt der Kraftstoff durch die Niederdruckleitung 14 in die HD-Kraftstoffpumpe 21, die entsprechend der Zündfolge der Zylinder den Kraftstoff über die Hochdruckleitungen 1–8 zu den Einspritzdüsen 10 verteilt.
Die Einspritzdüsen spritzen den Kraftstoff in die Brennräume ein.
Überschüssiger Kraftstoff sowie die in das System gelangte Luft werden über das Umgehungsventil 24 und das Ventil 23 in den Kraftstofftank abgeführt.
Die Einspritzdüse der Modelle 273-20 oder 273-50, geschlossener Bauart, mit fünf Spritzöffnungen und hydraulischer Steuerung des Nadelhubs, ist in Abbildung 2 dargestellt.
Alle Teile der Einspritzdüse sind im Gehäuse 6 zusammengebaut. An die untere Stirnfläche des Düsengehäuses ist durch die Mutter 2 über das Zwischenstück 3 der Düsenkörper 1 angepresst, in dem sich die Nadel 12 befindet. Düsenkörper und Nadel bilden ein Präzisionspaar.
Die Winkelfixierung des Düsenkörpers gegenüber dem Zwischenstück und des Zwischenstücks gegenüber dem Düsengehäuse erfolgt durch die Stifte 4.
Auf das obere Ende der Düsennadel wirkt über die Stange 5 die Feder 11 mit Druck.
Die erforderliche Vorspannung dieser Feder wird durch einen Satz Einstellscheiben 9, 10 erreicht, die zwischen der Feder und der Stirnfläche des Innenraums des Düsengehäuses installiert werden.
Der Kraftstoff wird der Einspritzdüse unter hohem Druck über den Stutzen 8 mit integriertem Spaltfilter 13 zugeführt, weiter über die Kanäle des Gehäuses 6, des Zwischenstücks 3 und des Düsenkörpers 1 — in den Raum zwischen Düsenkörper und Nadel 12 und wird, indem er sie anhebt, in den Zylinder des Motors eingespritzt.
Der durch den Spalt zwischen Nadel und Düsenkörper durchgesickerte Kraftstoff wird über die Kanäle im Düsengehäuse abgeführt und über die Drainageleitungen 9 und 11, die in Abbildung 1 dargestellt sind, in den Tank abgelassen.
Die Einspritzdüse ist im Zylinderkopf installiert und durch Bügel fixiert, die mit einer Mutter befestigt sind. Die Stirnfläche der Düsenmutter ist gegen Gasdurchbruch durch eine gewellte Kupferdichtung abgedichtet.
Der Dichtungsring 7 (Abbildung 2) verhindert das Eindringen von Staub und Flüssigkeiten in den Raum zwischen Einspritzdüse und Zylinderkopf.
Der Einbau von Einspritzdüsen anderer Modelle ist kategorisch verboten!
Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (Abbildung 3) dient dazu, den Zylindern des Motors zu bestimmten Zeitpunkten streng dosierte Kraftstoffmengen unter hohem Druck zuzuführen.
Am Motor in Automobilausführung wird eine HD-Kraftstoffpumpe mit Allbereichsregler eingebaut.
Kennwerte der HD-Kraftstoffpumpe
- Typ: 337
- Arbeitsfolge der Sektionen: 8-4-5-7-3-6-2-1
- Drehrichtung der Nockenwelle (von der Antriebsseite): rechts
- Plungerdurchmesser, mm: 11
- Plungerhub, mm: 13
- Nenndrehzahl der Nockenwelle: 1100 min-1
Drehzahl der Nockenwelle der Pumpe beim Anschlag des Reglersteuerhebels am Bolzen zur Begrenzung des maximalen Drehzahlbereichs, min-1:
- bei vollständiger Abschaltung der Kraftstoffzufuhr durch den Regler über die Einspritzdüsen, nicht mehr als: 1280
- zu Beginn der Abschaltung der Kraftstoffzufuhr durch den Regler über die Einspritzdüsen: 1140–1160
Vorhub des Plungers (vom Beginn seiner Bewegung bis zum geometrischen Förderbeginn in der achten Sektion), mm: 5,65 ± 0,05
Wechsel des Förderbeginns nach dem Drehwinkel der Nockenwelle, Grad: 0–45–90–135–180–225–270–315
Maximale Kraft am Steuerhebel des Reglers im Nennbetrieb der Pumpe auf einem Hebelarm von 50 mm, N (kgf): 127,5 (13)
Nennfördermenge pro Zyklus, mm³/Zyklus:
- für die HD-Kraftstoffpumpe Modell 337-20.03: 132–137
- für die HD-Kraftstoffpumpe Modell 337-20.04: 147–152
Im Gehäuse 1 der HD-Kraftstoffpumpe (Abbildung 3) sind acht Sektionen installiert, jede bestehend aus dem Gehäuse 6, der Plungerbuchse 8, dem Plunger 7, der Drehbuchse 4, dem Druckventil 11, dessen Sitz durch den Stutzen 12 an die Plungerbuchse 8 angepresst wird.
Der Plunger führt eine hin- und hergehende Bewegung unter der Wirkung der Nocke der Welle 46 und der Feder 3 des Stößels aus.
Der Stößel ist gegen Verdrehen im Gehäuse durch den Keil 14 gesichert.
Die Nockenwelle dreht sich in Rollenlagern 45, die in in das Pumpengehäuse eingepresste Stahlringe eingebaut und durch Deckel angepresst sind.
Die Vorspannung der Lager der Nockenwelle muss 0,05–0,15 mm betragen und wird durch Beilagen 44 eingestellt.
Zur Änderung der Kraftstoffzufuhr wird der Plunger 7 mit Hilfe der Buchse 4 gedreht, die über die Achse des Mitnehmers mit der Zahnstange 5 der Pumpe verbunden ist. Die Zahnstange bewegt sich in den Führungsbuchsen 40.
Die Öffnungen für die Führungsbuchsen im Gehäuse der HD-Kraftstoffpumpe sind von der Antriebsseite durch Verschlussschrauben 39 verschlossen.
Auf der gegenüberliegenden Seite der Pumpe befindet sich der Kraftstoffmengenkorrektor nach Ladedruck 24.
Auf der vorderen Stirnfläche des Gehäuses, an der Stelle des Kraftstoffaustritts aus der Pumpe, ist das Umgehungsventil 38 installiert, das den Druck vor den Einlassöffnungen der Plunger in den Arbeitsbereichen auf 0,13–0,19 MPa (1,3–1,9 kgf/cm²) gewährleistet.
Die Schmierung der Pumpe ist eine Umlaufschmierung unter Druck aus dem gemeinsamen Schmiersystem.
Der Drehzahlregler der HD-Kraftstoffpumpe (Abbildung 4) ist ein Allbereichsregler direkter Wirkung; er ändert die den Zylindern zugeführte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Last und hält die vorgegebene Drehzahl der Kurbelwelle aufrecht.
Der Regler ist im Inneren des Gehäuses der HD-Kraftstoffpumpe installiert. Auf der Nockenwelle der Pumpe ist das Antriebsrad des Reglers 16 (Abbildung 3) installiert, dessen Drehung über die Gummikeile 17 übertragen wird.
Das angetriebene Rad ist einstückig mit dem Gewichtsträger 28 ausgeführt, der auf zwei Kugellagern dreht.
Bei der Drehung des Gewichtsträgers spreizen sich die auf den Achsen 29 schwingenden Gewichte 31 unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte und verschieben über das Drucklager 30 die Hülse 32 des Reglers, die, sich an den Zapfen 34 anlehnend, ihrerseits die Hebel 2, 8 und 9 des Reglers (Abbildung 4) verschiebt und dabei die Kraft der Feder 5 überwindet.
Der Hebel 2 ist über einen Stift mit der rechten Zahnstange 3 der Kraftstoffpumpe verbunden. Die rechte Zahnstange ist über den Hebel der Zahnstangen 7 mit der linken Zahnstange 11 verbunden.
Das Schema der Wirkungsweise des Drehzahlreglers ist in Abbildung 5 dargestellt.
Der Steuerhebel 16 des Reglers ist starr mit dem Hebel 12 verbunden. Am Hebel 12 ist die Feder 13 des Reglers befestigt, an den Hebeln 14 und 11 — die Startfeder 15.
Während des Betriebs des Reglers werden die Zentrifugalkräfte der Gewichte durch die Kraft der Feder 13 ausgeglichen.
Bei Erhöhung der Drehzahl der Kurbelwelle verschieben die Gewichte, den Widerstand der Feder 13 überwindend, die Hebel 2, 4 und 9 und mit ihnen die Zahnstangen der HD-Kraftstoffpumpe — die Kraftstoffzufuhr verringert sich.
Bei Verringerung der Drehzahl der Kurbelwelle verringert sich die Zentrifugalkraft der Gewichte, und die Hebel mit der Zahnstange der HD-Kraftstoffpumpe bewegen sich unter der Wirkung der Feder in die entgegengesetzte Richtung — die Kraftstoffzufuhr und die Drehzahl der Kurbelwelle erhöhen sich.
Beim Anschlag des Hebels 9 des Reglers am Bolzen 6 und einer Drehzahl der Kurbelwelle unter 1800 min-1 verschiebt die Feder 10 des direkten Korrektors die Zahnstangen der Pumpe (über die Hebel 2 und 4) in Richtung Erhöhung der Kraftstoffzufuhr und gewährleistet den erforderlichen Wert des maximalen Drehmoments des Motors.
Die Feder 3 des umgekehrten Korrektors verschiebt bei einer Drehzahl unter 1400 min-1 den Hebel 4 mit den Zahnstangen in Richtung Verringerung der Kraftstoffzufuhr und begrenzt die maximale Rauchentwicklung der Abgase des Motors.
Die Kraftstoffzufuhr wird durch Drehen des Hebels 3 (Abbildung 6) der Motorabstellung bis zum Anschlag am Bolzen 5 unterbrochen.
Dabei dreht der Hebel 3, nachdem er die Kraft der Feder des Hebels 33 (Abbildung 3) und der Feder 5 (Abbildung 4) überwunden hat, über den Stift 14 die Hebel 2, 8 und 9, die Zahnstangen verschieben sich bis zur vollständigen Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr.
Die Prüfung und Einstellung der HD-Kraftstoffpumpe sowie der Austausch der Plungerpaare, der Dichtungsringe der Sektionen der HD-Kraftstoffpumpe müssen in einer spezialisierten Werkstatt von einem qualifizierten Spezialisten durchgeführt werden.
Es ist verboten, an den Motoren 740.50-360 und 740.51-320 HD-Kraftstoffpumpen anderer Modelle als der oben genannten zu installieren, um einen Ausfall des Motors zu vermeiden!
Der Kraftstoffmengenkorrektor nach Ladedruck (Abbildung 7) verringert die Kraftstoffzufuhr, wenn der Ladedruck unter 40–45 kPa (0,4–0,45 kgf/cm²) sinkt, und gewährleistet dadurch den Wärmeschutz des Motors und begrenzt die Rauchentwicklung der Abgase.
Im Korrektorgehäuse 1 ist der Kolben 26 mit dem Schieber 2 installiert. Auf den Kolben wirkt die Feder 27, die durch den Teller 25 und den Ring 3 fixiert ist.
In den Kolben ist der Stehbolzen 29 mit dem Ende 31 eingeschraubt und durch die Mutter 28 gekontert; das Ende bildet den Nennanschlag im Regler.
Das Ende ist durch die Mutter 30 gekontert. Auf den Schieber 2 wirkt die Feder 7, deren Vorspannung durch die Einstellschraube 11 geändert werden kann.
Am Korrektorgehäuse 1 ist über die Dichtung 4 das Membrangehäuse 8 befestigt.
In dieses ist die Baugruppe der Membran mit Stange (Teile 24, 16, 17, 23, 22, 19, 18) eingebaut. Die Membran ist zwischen dem Gehäuse 8 und dem Deckel 21 eingespannt.
Im Membrangehäuse 8 ist auf der Achse des Hebels 13 der Korrektorhebel 12 installiert, dessen Drehung durch die Einstellschraube 15 begrenzt wird.
Der Kraftstoffmengenkorrektor ist nicht direkter Wirkung: bei Änderung des Ladedrucks im Membranraum ändert sich die Position des Schiebers, der seinerseits die Position des Korrektorkolbens bestimmt.
In den Raum « А » zwischen dem Korrektorgehäuse 1 und dem Kolben 26 wird durch eine Gewindeöffnung und eine Düse von 0,7 mm im Korrektorgehäuse (in der Abbildung nicht dargestellt) Öl unter Druck aus dem Schmiersystem des Motors zugeführt.
Der Kolben bewegt sich unter der Wirkung dieses Drucks, die Feder 27 zusammendrückend, nach links, bis sich die Fenster im Kolben und im Schieber öffnen und das Öl zum Ablauf gelangt.
Dabei stellt sich ein konstanter Öldurchsatz durch den Korrektor ein.
Bei Änderung der Position des Schiebers bewegt sich der Kolben ihm nach (Folgesystem).
Durch die Gewindeöffnung des Deckels 21 wird in den Membranraum Luft aus dem Ansaugkrümmer des Motors zugeführt.
Bei Absinken des Luftdrucks unter 0,05 MPa (0,5 kgf/cm²) wird die Kraft der Korrektorfeder 7, die auf den Schieber wirkt, größer als die Kraft, die durch den Ladedruck auf die Membran erzeugt und über die Membranstange und den Korrektorhebel ebenfalls auf den Schieber übertragen wird.
Der Schieber bewegt sich nach rechts, bis das Gleichgewicht der auf ihn wirkenden Kräfte erreicht ist.
Dem Schieber folgend bewegt sich auch der Kolben mit dem Stehbolzen 29 und dem Ende 31 nach rechts und verschiebt den sich an ihn anlehnenden Hebel des Reglers 8 (Abbildung 4) nach rechts.
Dem Hebel des Reglers folgend bewegen sich unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte der Gewichte die Hebel 9, 2 und 7 mit den Zahnstangen der Pumpe in Richtung Verringerung der Kraftstoffzufuhr.
Einstellung des Korrektors
Der Korrektor hat zwei äußere Einstellungen — die Schrauben 11 und 15 (Abbildung 7).
Mit der Schraube 11 wird die Vorspannung der Korrektorfeder 7 geändert, dabei ändert sich der Beginn des Ansprechens des Korrektors.
Wenn der Wert des Ladedrucks erhöht werden muss, bei dem der Korrektor zu wirken beginnt, wird die Schraube 11 eingedreht und die Vorspannung der Feder 7 erhöht.
Mit der Schraube 15 wird die Nennfördermenge pro Zyklus eingestellt. Beim Herausdrehen der Schraube 15 erhöht sich die Kraftstoffzufuhr.
Wenn der Korrektor abgenommen werden muss, ist zuvor das Vorstehen des Stehbolzenendes 31 gegenüber der hinteren Stirnfläche des Gehäuses der HD-Kraftstoffpumpe zu messen; nach dem Wiedereinbau des Korrektors ist dieser Vorstandwert wiederherzustellen und das Ende mit der Mutter 30 zu kontern.
Der Antrieb der HD-Kraftstoffpumpe ist in Abbildung 8 dargestellt. Er besteht aus der Antriebswelle 6 der HD-Kraftstoffpumpe mit den Paketen der vorderen 7 und hinteren 8 Ausgleichsplatten, der angetriebenen Halbkupplung 2, dem Flansch 3 der angetriebenen Halbkupplung, dem Zentrierflansch 4, der treibenden Halbkupplung 9 und den Zentrierbuchsen 5.
Jedes Paket der Ausgleichsplatten besteht aus 5 Platten von je 0,5 mm Dicke.
Alle Bolzen im Antrieb der HD-Kraftstoffpumpe außer dem Bolzen Pos. 10 müssen der Festigkeitsklasse R100 entsprechen und mit einem Drehmoment von 65–75 N·m (6,5–7,5 kgf·m) angezogen werden.
Das Anziehen aller Bolzen muss mit einem Drehmomentschlüssel kontrolliert werden. Vor dem Einbau der Bolzen ist das Vorhandensein der Zentrierbuchsen zu prüfen.
Eine Verformung (Biegung) der vorderen und hinteren Ausgleichsplatten ist nicht zulässig. Der Bolzen 10 der treibenden Halbkupplung muss zuletzt mit einem Drehmoment von 78,4–84,3 N·m (8–8,6 kgf·m) angezogen werden.
Der Feinfilter für Kraftstoff ist in Abbildung 9 dargestellt. Er dient der endgültigen Reinigung des Kraftstoffs von feinen Partikeln vor dem Eintritt in die HD-Kraftstoffpumpe.
Der Filter ist am höchsten Punkt des Kraftstoffsystems installiert, um Luft zusammen mit einem Teil des Kraftstoffs über das Ventil (Abbildung 10), das am Überlauf aus dem Filter installiert ist, zu sammeln und in den Tank abzuführen.
Beim Austausch der Filterelemente sind die Regeln für die Wartung des Kraftstoffsystems strikt einzuhalten.
Lassen Sie keine Verunreinigungen in das System gelangen und verwenden Sie nur Filterelemente der folgenden Modelle: 740.1117040-01, 740.1117040-02, 740.1117040-04.90.
Das Ventil ist in Abbildung 10 dargestellt.
Bei Erreichen eines Drucks im Raum « А » der Kraftstoffzufuhr von 25–45 kPa (0,25–0,45 kgf/cm²) verschiebt sich die Kugel 4 und der Kraftstoff fließt aus dem Raum « А » in den Raum « Б » über die Düse 5 des Ventils.
Die Kraftstoffförderpumpe 13 (Abbildung 3) vom Kolbentyp dient der Förderung des Kraftstoffs aus dem Tank über die Grob- und Feinfilter und die Förderpumpe zur Einlasskammer der HD-Kraftstoffpumpe.
Die Pumpe ist am hinteren Reglerdeckel installiert, ihr Antrieb erfolgt vom Exzenter 19, der sich am hinteren Ende der Nockenwelle der HD-Kraftstoffpumpe befindet.
Im Gehäuse der Pumpe sind der Kolben, die Kolbenfeder, die Buchse der Stange 47 und die Stange 48 des Stößels, das Einlass- und das Druckventil mit Federn untergebracht.
Der Exzenter 19 versetzt über die Rolle 49, den Stößel 15 und die Stange 48 den Kolben der Kraftstoffförderpumpe in eine hin- und hergehende Bewegung.
Das Schema der Wirkungsweise der Pumpe ist in Abbildung 11 dargestellt. Beim Absenken des Stößels 9 bewegt sich der Kolben 1 unter der Wirkung der Feder 4 nach unten.
Im Raum « А » entsteht ein Unterdruck und das Einlassventil 2 lässt, die Feder 3 zusammendrückend, den Kraftstoff in den Raum « А » durch.
Gleichzeitig wird der im Druckraum « В » befindliche Kraftstoff in die Leitung « Г » verdrängt, wobei das Ventil 5 unter der Wirkung der Feder 6 schließt und ein Überströmen des Kraftstoffs aus dem Raum « В » in den Raum « А » ausschließt.
Bei der Bewegung des Kolbens 1 nach oben gelangt der den Raum « А » füllende Kraftstoff über das Druckventil 5 in den Raum « В » unter dem Kolben, wobei das Einlassventil schließt.
Bei Erhöhung des Drucks in der Druckleitung führt der Kolben keinen vollen Hub dem Stößel folgend aus, sondern bleibt in der Position, die durch das Gleichgewicht der Druckkraft des Kraftstoffs einerseits und der Federkraft andererseits bestimmt wird.
Die Förderpumpe 10 (Abbildung 11) vom Kolbentyp dient dem Füllen des Kraftstoffsystems mit Kraftstoff vor dem Start des Motors und der Entfernung von Luft daraus.
Die Pumpe besteht aus dem Gehäuse, dem Kolben, dem Zylinder, dem Einlass- und dem Druckventil.
Das Kraftstoffsystem ist mit Hilfe des Pumpenkolbens zu entlüften, nachdem dieser durch Drehen gegen den Uhrzeigersinn entriegelt wurde.
Bei der Bewegung des Kolbens 11 nach oben entsteht im Raum unter ihm ein Unterdruck. Das Einlassventil 12 öffnet, die Feder 14 zusammendrückend, und der Kraftstoff gelangt in den Raum « Д » der Pumpe.
Bei der Bewegung des Kolbens nach unten schließt das Einlassventil und das Druckventil 13 öffnet; der Kraftstoff gelangt unter Druck in die Druckleitung und gewährleistet die Entfernung von Luft aus dem Kraftstoffsystem des Motors über das Ventil des Feinfilters für Kraftstoff und das Umgehungsventil der HD-Kraftstoffpumpe.
Nach dem Entlüften des Systems ist der Kolben abzusenken und durch Drehen im Uhrzeigersinn zu verriegeln.
Dabei legt sich der Kolben über eine Gummidichtung an die Stirnfläche des Zylinders an und dichtet den Ansaugraum der Förderpumpe ab.
Es ist nicht zulässig, den Motor bei nicht verriegeltem Kolben zu starten, da die Möglichkeit des Ansaugens von Luft über die Kolbendichtung besteht.
Die Kraftstoffleitungen werden in Niederdruckleitungen — 0,4–2 MPa (4–20 kgf/cm²) — und Hochdruckleitungen — mehr als 20 MPa (200 kgf/cm²) — unterteilt.
Die Niederdruckleitungen sind aus einem Stahlrohr mit einem Querschnitt von 10 mm mit gelöteten Endstücken gefertigt.
Die Hochdruckleitungen gleicher Länge (l = 595 mm) sind aus Stahlrohren mit einem Innendurchmesser von 2+0,05 mm durch Ausformen von Anschlusskegeln an den Enden mit Quetschscheiben und Überwurfmuttern zur Verbindung mit den Stutzen der HD-Kraftstoffpumpe und der Einspritzdüsen gefertigt.
Um Brüche durch Vibration zu vermeiden, sind die Kraftstoffleitungen durch Bügel an den Ansaugkrümmern befestigt.
