Система живлення дизеля складається з акумуляторної системи впорскування Common RAIL, паливопроводом низького та високого тиску, впускного та випускного колекторів; турбокомпресора; фільтрів тонкого та грубого очищення палива, очищувача повітря, паливного бака, охолоджувача надувного повітря
Схема системи живлення: 1 – паливний бак; 2 - фільтр грубої очистки палива; 3 - ручний паливопідкачувальний насос; 4 – паливний насос високого тиску; 5 - електромагнітний регулятор тиску; 6 - фільтр тонкого очищення палива; 7 – акумулятор палива під високим тиском; 8 – форсунка; 9 - впускний колектор; 10 - охолоджувач надувного повітря; 11 - турбокомпресор; 12 - датчик засміченості повітряного фільтра; 13 – випускний колектор; 14 – головка циліндрів; 15 - свічка розжарювання; 16 - датчик температури та тиску наддувного повітря; 17 - датчик високого тиску палива; 18 - датчик температури та тиску палива; 19 - датчик частоти обертання розподільчого валу; 20 - очищувач повітря; 21 - глушник; 22 - підігрівач палива; 23 – клапан обмеження тиску; 24 - болт поворотний косинця; 25 – пробка для випуску повітря; 26 - пробка
Акумуляторна система упорскування Common RAIL складається з паливного насоса, форсунки, акумулятора палива під високим тиском, датчиків частоти обертання (колінчастого валу та розподільчого валу), датчиків стану робочого середовища (тиску та температури палива та повітря), електромагнітних виконавчих механізмів (регулятор тиску палива, електромагнітні клапани форсунок), електронного блоку, ланцюгів контролю керування та зв'язку, панелі контролю та діагностики.
Схема ланцюгів контролю та управління COMMON RAIL: 1 - датчик частоти обертання колінчастого валу; 2 - датчик частоти обертання розподільчого валу; 3 - датчик температури та тиску палива; 4 - датчик температури та тиску масла; 5 - датчик температури та тиску наддувного повітря; 6 – датчик високого тиску палива; 7 - датчик температури охолоджувальної рідини; 8 – форсунки; 9 – регулятор тиску; 10 – електронний блок управління; Б - у схему бортової мережі автобуса
Схему ланцюгів контролю та управління системи живлення COMMON RAIL зображено на малюнку 2.
Паливний насос високого тиску (ТНВД, мод. СР3.3, рис. 3) призначений для створення резерву палива, підтримки та регулювання тиску в паливному акумуляторі.
Паливний насос високого тиску СРЗ.З: 1 - паливний насос високого тиску; 2 - паливопідкачуючий насос; 3 – електромагнітний регулятор тиску; 4 - штуцер підведення палива від фільтра грубого очищення палива; 5 - штуцер відведення палива до паливного фільтра тонкого очищення; 6 - штуцер підведення палива від паливного фільтра тонкого очищення; 7 - штуцер відведення палива до акумулятора палива; 8 – штуцер відведення палива в бак; 9 – вал приводу; 10 – шестерня приводу; 11 – гайка; 12 - пробка
На корпусі ТНВД закріплені паливопідкачувальний насос 2, що має привід від валу 9, та електромагнітний регулятор тиску 3.
Схема ТНВД: 1 – корпус ТНВД; 2 – захисний клапан з дросельним отвором; 3 – вал приводу; 4 – ротор кулачковий; 5 – плунжер; 6 - канал, що підводить; 7 - випускний клапан; 8 – клапан регулювання тиску; 9 - кулька; 10 - якір; 11 – електромагніт; 12 - клеми електромагніту; 13 – ущільнення; 14 - впускний клапан
У корпусі ТНВД радіально з інтервалом кута 120° розташовані три плунжери 5 (Рис. 4.), а на валу приводу 3 встановлений кулачковий ротор 4 (кулачки розташовані через 120° по колу ротора).
Вал приводу ТНВД із кулачковим ротором має шестеренний привід від редуктора, вхідний вал якого через напівмуфту приводу знаходиться в кінематичному зв'язку з колінчастим валом дизеля через шестерні розподілу.
Паливо, що пройшло паливний фільтр грубого очищення з вологовідділювачем, подається під тиском 0,8...0,9 мПа паливопідкачуючим насосом через фільтр тонкого очищення палива до приймального штуцера ТНВД.
Змащення та охолодження деталей ТНВД здійснюється дизельним паливом, що надходить у ТНВД.
Під впливом створеного тиску підкачування захисний клапан 2 відкриває доступ паливу через канал 6, що підводить, в надплунжерні простори.
Кулачок ротора, що набігає, переміщає плунжер вгору при цьому вхідний отвір впускного каналу перекривається і при подальшому підйомі плунжера паливо стискається над плунжерним простором.
Коли зростаючий тиск досягне рівня, що відповідає тому, що підтримується в акумуляторі високого тиску, відкривається випускний клапан 7.
Стисне паливо надходить у контур високого тиску.
Плунжер подає паливо доти, доки не досягне ВМТ (хід подачі). Потім тиск знижується, випускний клапан закривається.
Плунжер починає рухатися вниз. За один оберт валу кожен (з трьох) плунжер здійснює один насосний хід.
Оскільки ТНВД розрахований на велику величину подачі, то на холостому ході та при часткових навантаженнях виникає надлишок стисненого палива, яке через клапан регулювання тиску 8 та магістраль зворотного зливу повертається в паливний бак.
Клапан регулювання тиску встановлює величину тиску в акумуляторі високого тиску в залежності від навантаження на двигун, частоти обертання та теплового стану двигуна.
При надто високому тиску в акумуляторі клапан відкривається, а частина палива з акумулятора
відводиться через магістраль зворотного зливу назад до паливного бака.
Клапан регулювання тиску кріпиться через фланець до корпусу ТНВД.
Якір 10 притискає кульку клапана 9 до сідла під дією пружини клапана так, щоб роз'єднати контури високого та низького тиску.
Включений електромагніт 11 переміщує якір, прикладаючи додаткове зусилля до притискання кульки до сідла.
Весь якір омивається паливом, яке змащує поверхні, що труться, і відводить зайве тепло.
Акумулятор високого тиску (рампа): 1 - акумулятор високого тиску; 2 - штуцери, що відводять; 3 - штуцер, що підводить; 4 – штуцер зворотного зливу; 5 – клапан обмеження тиску; 6 - запірний конус осердя клапана; 7 - датчик тиску палива
Акумулятор палива під високим тиском (Rail) є об'ємним накопичувачем палива під високим тиском (рис. 5).
Одночасно акумулятор згладжує коливання тиску, які виникають через пульсуючу подачу палива від ТНВД, а також через роботу форсунок під час упорскування за рахунок не синхронності імпульсів тиску доз палива, що надходять від ТНВД і витрачаються через форсунки, а також за рахунок перевищення маси палива, що знаходиться в акумуляторі і грає роль демпфера для імпульсів малих доз палива, що надходять і витрачаються.
Акумулятор 1 у загальному вигляді має форму труби, в торцях якої встановлено датчик тиску палива 7 та клапан обмеження тиску 5.
По утворюючій периметрі труби розташовані штуцер підключення паливопроводів високого тиску 2; 3 та штуцер зворотного зливу 4.
Паливо з ТНВД прямує через магістраль високого тиску до впускного штуцера 3 рампи
Акумулятор палива повідомляється з форсунками за допомогою паливопроводів високого тиску, приєднаних до відвідних штуцерів акумулятора.
Об'єм акумулятора постійно наповнений паливом, що знаходиться під тиском.
Розмір цього тиску підтримується на постійному рівні може регулюватися клапаном 8 (рис. 5) залежно від параметрів роботи дизеля.
Клапан обмеження тиску підтримує певну величину тиску в акумуляторі, виконуючи роль редукційного (запобіжного) клапана.
Корпус клапана з боку акумулятора має канал, що замикається конусом сердечника клапана 6.
Пружина щільно притискає конус до сідла клапана при нормальному робочому тиску, тому акумулятор залишається закритим.
У випадку, коли величина тиску в акумуляторі перевищить робоче значення, конус під дією тиску відходить від сідла і паливо, що знаходиться під високим тиском, відводиться в магістраль зворотного зливу. Внаслідок цього тиск палива в акумуляторі знижується.
Форсунка: 1 клапан електромагнітний; 2 - клапан керуючий; 3 - голка розпилювача; 4 - розпилювач; 5 - клеми
Форсунка (рис. 6) призначена для впорскування палива в циліндр дизеля та забезпечення необхідного розпилу палива.
На дизелях застосовані форсунки типу CRIN2 виробництва фірми «BOSH» (Німеччина).
Потрібний момент початку впорскування та величина подачі палива забезпечуються дією електромагнітного клапана форсунки.
Момент початку впорскування в координатах «кут-час» встановлюється системою електронного керування роботою дизеля.
Формування електронним блоком сигналів управління форсунками відбувається на підставі "зчитування" сигналів, що формуються датчиками частоти обертання колінчастого валу і первинного валу редуктора приводу ТНВД (датчики 1 і 2 на рис. 2.), встановлених у узгодженому взаємозв'язку за певною схемою.
Принципова схема роботи форсунки: 1 - магістраль зворотного зливу палива; 2 – клеми електричного під'єднання; 3 – електромагнітний клапан; 4 – магістраль високого тиску; 5 - кулька клапана; 6 - дросельний отвір відведення палива; 7 - дросельний отвір подачі палива; 8 - камера керуючого клапана; 9 - поршень, керуючий клапаном; 10 - канал підведення палива до розпилювача; 11 - голка та розпилювач
Принцип роботи форсунки представлено на малюнку 7.
Паливо подається по магістралі високого тиску через підвідний канал 4 до розпилювача форсунки 11, а також через дросельний отвір подачі палива 7 - в камеру керуючого клапана 8. через дросельний отвір відведення палива, яке може відкриватися електромагнітним клапаном, камера з'єднується зливу 1.
При закритому дросельному отворі 6 гідравлічна сила, що діє зверху на поршень клапана, що управляє, перевищує силу тиску палива знизу на конус голки розпилювача.
Внаслідок цього голка притискається до сідла розпилювача і щільно закриває отвори розпилювача. Внаслідок цього паливо не потрапляє в камеру згоряння.
При спрацьовуванні електромагнітного клапана 3 якір електромагніту зсувається вгору, відкривши дросельний отвір 6.
Відповідно знижуються як тиск у камері керуючого клапана, так і гідравлічна сила, що діє на поршень керуючого клапана.
Під дією тиску палива на конус голка розпилювача відходить від сідла, тому паливо через отвори розпилювача потрапляє в камеру згоряння циліндра.
Керуюча подача - це додаткова кількість палива, призначеного для підйому голки, яка після використання відводиться в магістраль зворотного зливу палива.
Крім керуючої подачі існують витікання палива через голку розпилювача та направляючу поршня керуючого клапана.
Все це паливо відводиться в магістраль зворотного зливу, до якої приєднані всі інші агрегати системи упорскування, і повертається в паливний бак
Кількість впораненого палива пропорційно часу включення електромагнітного клапана та величині тиску в рейлі, і не залежить ні від частоти обертання колінчастого валу двигуна, ні від режиму роботи ТНВД (впорскування, кероване за часом).
Коли електромагнітний клапан знеструмлюється, якір силою пружини замикання клапана притискається вниз і кулька клапана 5 замикає дросельний отвір.
Після перекриття дросельного отвору відведення палива тиск у камері клапана, що управляє, знову досягає тієї ж величини, що і в акумуляторі.
Це підвищений тиск зміщує вниз поршень керуючого клапана разом з голкою розпилювача.
Коли голка щільно примикає до сідла розпилювача та замикає його отвори, упорскування припиняється.
Фільтр грубого очищення палива служить для попереднього очищення палива від механічних домішок та води.
У зв'язку з тим, що ТНВД двигуна не обладнаний ручним паливопідкачуючим насосом, необхідним для заповнення паливної системи паливом без повітря, конструкція фільтра повинна містити ручний паливопідкачувальний насос.
Фільтр грубої очистки палива «PreLine 270»: 1 - фільтр грубої очистки палива; 2 - ручний паливопідкачувальний насос; 3 - підігрівач палива; 4 - вологовідділювач; 5 – кран випуску води; 6 - пробка для випуску повітря
На рис. 8 зображено фільтр грубої очистки палива з ручнім паливопідкачуючим насосом «PreLine 270».
Злив відстою з фільтра здійснюється через кран 5, розташований в нижній частині відокремлювача 4.
При експлуатації дизеля в умовах температури навколишнього середовища нижче -25°С корпус фільтра повинен бути укомплектований підігрівачем 3 палива, що підводиться.
Напруга живлення підігрівача – 24 в, потужність – 350 Вт. Підключення: плюс та маса.
Підігрівач працює автономно, вмикається та вимикається автоматично при температурі нижче +5°С.
Фільтр тонкого очищення палива служить для остаточного очищення палива. Фільтр тонкої очистки нерозбірний.
Паливо, проходячи крізь штори паперового фільтруючого елемента, очищається від механічних домішок.
Система живлення дизеля повітрям (рис. 9) складається з повітряного фільтра, турбокомпресора, охолоджувача наддувного повітря, патрубків, трубопроводів та хомутів кріплення.
Система живлення двигуна повітрям: 1 - труба повітропідвідна; 2 – хомути; 3 – труба; 4 – патрубок; 5 - охолоджувач наддувного повітря; 6 - повітряний фільтр; 7 - датчик сигналізатора засміченості фільтра; 8 - турбокомпресор
Повітряний фільтр сухого типу зі змінними паперовими фільтруючими елементами служить для очищення повітря, що надходить у циліндри.
Повітряний фільтр (рис. 10) складається з корпусу 5, двох фільтруючих елементів 6 і 7, кришки 4 забезпечення герметичності є гумові прокладки.
Повітряний фільтр: 1 - кільце ущільнювальне; 2 – гайка баранчиків; 3 – шайба; 4 – кришка; 5 – корпус; 6 - елемент контрольний, що фільтрує; 7- елемент фільтруючий основний
Малий (внутрішній) фільтруючий елемент забезпечує очищення повітря у разі механічного руйнування зовнішнього фільтруючого елемента.
Увага! Підсмоктування неочищеного повітря в циліндри двигуна, що виникає через розгерметизацію впускного тракту, призводить до різкого зниження терміну служби двигуна.
Для полегшення контролю засміченості повітряного фільтра встановлено датчик між фільтром та турбокомпресором, а на панелі приладів - сигналізатор.
У міру засмічення фільтра зростає розрядження у вхідному трубопроводі та після досягнення величини 6,5 кПа спрацьовує сигналізатор, а на панелі приладів загоряється контрольна лампа «Засміченість повітряного фільтра».
При загорянні лампи слід очистити або замінити фільтруючий елемент.
Турбокомпресор (рис. 11) складається з відцентрового одноступеневого компресора та радіальної доцентрової турбіни.
Регулювання наддуву відбувається шляхом перепуску частини відпрацьованих газів повз колесо турбіни при перевищенні тиску наддуву певного значення.
Турбокомпресор: 1 - ротор; 2 – корпус турбіни; 3 – корпус підшипника; 4 – корпус компресора; 5 – виконавчий механізм; 6 – кронштейн кріплення виконавчого механізму; 7 - повітропровід
У корпус турбіни регульованого турбокомпресора вбудований перепускний клапан.
Важіль перепускного клапана з'єднаний регульованою тягою з виконавчим механізмом, пов'язаним повітропроводом з вихідним патрубком корпусу компресора.
Зміна довжини тяги виконавчого механізму турбокомпресора в процесі експлуатації не допускається.
Розбір та ремонт турбокомпресора в процесі експлуатації не допускаються і повинні проводитися в умовах спеціалізованої ремонтної майстерні.
