Методическая разработка Оборудование системы питания дизельного двигателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методическая разработка

по МДК.01.01 Устройство автомобилей

на тему

 «Оборудование системы питания дизельного двигателя»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2019

 

Цели занятия:

1.   Изучить принцип работы приборов системы питания дизельного двигателя топливом и воздухом, а также неисправности системы питания двигателя КамАЗ-740 топливом, их признаки, причины, способы обнаружения и устранения.

2.   Воспитывать у обучающихся чувство личной ответственности за безаварийную эксплуатацию АТТ.

3.   Развивать интерес к изучению автомобильной техники, память, целеустремлённость. 

Время: 2 часа.

 

Место: кабинет по устройству и эксплуатации АТТ

Учебно - материальное обеспечение: Плакаты:  «Система питания двигателя КамАЗ-740», «Приборы системы питаниядвигателя КамАЗ-740», двигатель КамАЗ-740 в разрезе, стенд «Система питания дизельного двигателя», приборы системы питания.

 

Распределение времени занятия:

Вступительная часть                                        5 мин;

Проверка подготовки обучающихся к занятию     10 мин;

Учебные вопросы занятия:

1.     Приборы магистрали высокого давления двигателя

КамАЗ-740 25 мин;

2.     Назначение, устройство и работа системы питания двигателя

 воздухом                           25 мин;

3. Неисправности системы питания двигателя КамАЗ-740, их признаки, причины и способы их обнаружения и устранения                  20 мин;

Заключение                                    5мин.

 

Содержание занятия

 

Вступительная часть

 

-      принять рапорт дежурного по группе;

-      проверить наличие обучающихся и их готовность к занятию;

-      ответить на вопросы, которые возникли при подготовке к занятию на самостоятельной работе;

-      провести опрос по ранее изученному материалу:

Опрос рекомендуется провести устно, задавая вопросы и вызывая одного-двух обучающихся для ответа,

 

Методические рекомендации:

При подготовке к занятию изучить учебные вопросы, содержание методической разработки, ознакомиться с методическими рекомендациями. По завершению личной теоретической подготовки составить и утвердить план проведения занятия.

Накануне занятияподготовить к показу электронный демонстрационный материал, приобрести навыки его использования с компьютером и проектором или подготовить ассистента, который будет управлять компьютером.

Во вступительной части принять рапорт дежурного по группе, проверить наличие и внешний вид обучаемых, наличие учебников и конспектов. Объявить тему, цели и учебные вопросы занятия, порядок его проведения.

При изложении учебного материала использовать слайды, приводить примеры из практической деятельности и жизни. Для активизации обучающихся задавать вопросы, направленные на, самостоятельное уяснение устройства или функции механизмов, общее устройство транспортного средства.

–                       при рассмотрении первоговопроса, особое внимание следует уделить принципу работы приборов магистрали высокого давления двигателя КамАЗ-740.

_    при рассмотрении второго вопроса необходимо особое внимание уделить общему принципу работы системы питания двигателя воздухом.

–                       при изучении третьего вопроса обратить внимание обучающихся на способы устранениянеисправностей системы питания.

подводя итоги по каждому учебному вопросу необходимо выделить главное, подчеркнув необходимость изучения данного вопроса, напомнив курсантам о необходимости своевременного и качественного  технического обслуживания.

В заключении представить перспективные направления развития и конструирования автомобильной техники, подвести итоги занятия, сделать вывод о достижении учебных целей, дать задание на самостоятельную работу.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Назначение, устройство и работа приборов магистрали высокого давления двигателя КамАЗ-740.

 

К приборам магистрали высокого давления относятся:

-                     топливный насос высокого давления (ТНВД);

-                     форсунки;

-                     топливопроводы.

ТНВД предназначен для точного дозирования топлива в соответствии с режимом работы двигателя и обеспечения его подачи в определённые моменты рабочего цикла к форсункам в соответствии с порядком работы цилиндров.

Насос плунжерного типа, с V- образным расположением секций, установлен в развале блока цилиндров.

Он состоит из:

-                     корпуса;

-                     кулачкового вала;

-                     восьми топливных секций;

-                     регулятора частоты вращения коленчатого вала двигателя;

-                     муфты опережения впрыска.

В корпусе насоса выполнены впускной и отсечной топливные клапаны. В нижней части корпуса установлен кулачковый вал. Количество кулачков вала соответствует числу секций насоса, а их взаимное расположение порядку чередования подач секциям. При вращении кулачкового вала усилие передаётся на роликовый толкатель и через пяту толкателя на плунжер секций.

В корпусе ТНВД имеется два ряда отверстий, в которых установлено восемь топливных секций.

Каждая топливная секция состоит из :

-                     корпуса;

-                     втулки плунжера;

-                     нагнетательного клапана прижатого через прокладку к втулке плунжера;

-                     плунжера;

-                     поворотной втулки;

-                     пружины.

 Плунжер совершает возвратно-поступательное движение под действием кулачка вала и пружины топливной секции. Поворот плунжера относительно втулки для изменения количества подаваемого топлива осуществляет рейкой топливного насоса через поворотную втулку секций. Рейка перемещается в направляющих втулках по каналу, который закрыт пробкой.

Топливо под действием топливоподкачивающего насоса поступает в полость А (впускной канал) топливного насоса и далее через входное отверстие во втулке плунжера в надплунжерное пространство. При движении плунжера вверх и перекрытии входного отверстия втулки его верхней кромкой топливо подвергается сжатию, вследствие чего открывается нагнетательный клапан и топливо поступает в топливопровод высокого давления к форсунке через отверстие штуцера, завёрнутого в корпус секций. Дальнейшее движение плунжера вверх приводит к росту давления в топливопроводе, и по достижении величины 180+5 кгс/см² происходит впрыск топлива форсункой в камеру сгорания.

В момент открытия выходного отверстия во втулке отсечной кромкой плунжера давление над плунжером резко уменьшается и нагнетательный клапан секций закрывается, что приводит к резкому падению давления в топливопроводе. Вследствие этого игла распылителя форсунки совершает быструю посадку в седло и резкую отсечку подачи топлива в цилиндр. При движении плунжера вниз под действием пружины полость над ним заполняется топливом и процесс повторяется.

Количество подаваемого плунжером топлива определяется длинной хода нагнетания, которая зависит от положения винтовой отсечной кромки плунжера относительно выходного отверстия втулки и изменяется с поворотом плунжера.

 

     1       2        3       4

 

 

8    7     6       5

4      3    2      1

 

      5       6       7        8

 

на крышке регулятора отлиты цифры 1,4,5,8 указывающие расположение соответствующих секций. Номера форсунок и схема подсоединения секций к форсункам двигателя приведены на схеме. Для правильной установки топливного насоса и его привода, а также для проведения регулировок и проверок на заднем фланце соединительной полумуфты, автоматической муфты и корпусе насоса имеются метки |, ||, |||.

Регулятор частоты вращения коленчатого вала изменяет количество топлива, подаваемого в цилиндры, в зависимости от нагрузки и поддерживает заданную частоту вращения коленчатого вала двигателя.

Регулятор всережимный, механический, прямого действия установлен в развале корпуса ТНВД и приводится в действие от кулачкового вала насоса с помощью шестерен.

Основными частями регулятора являются:

-                     ведомая шестерня, выполненная как одно целое с державкой грузов;

-                     грузы;

-                     муфта грузов;

-                     рычаги;

-                     пружины;

-                     детали привода регулятора.

Необходимый скоростной режим работы двигателя устанавливается рычагом управления регулятором, который тягами связан с педалью управления подачей топлива. Каждому положению рычага управления регулятором соответствует определённая частота вращения коленчатого вала двигателя.

Поворот рычага управления регулятором, происходящий под действием нажатия на педаль подачи топлива вызывает натяжение пружины. Под действием пружины на систему рычагов рейки перемещаются в сторону увеличения подачи топлива, и частота вращения коленчатого вала двигателя возрастает. Это происходит до установления устойчивого режима работы двигателя, т.е. пока центробежная сила грузов не уравновесит силу натяжения пружины регулятора.

В случае повышения частоты вращения коленвала, двигателя при заданном положении рычага управления регулятором и уменьшении нагрузки на двигатель возрастает частота вращения державки грузов. Грузы, качающиеся на осях, под действием центробежной силы расходятся и через упорный подшипник, муфту и систему рычагов перемещают рейки топливного насоса в сторону уменьшения подачи топлива. При увеличении нагрузки на двигатель частота вращения коленчатого вала и центробежная сила грузов уменьшаются, и рейка через систему рычагов под действием пружины перемещается в обратном направлении; подача топлива и частота вращения коленчатого вала увеличивается.

Следовательно, независимо от нагрузки, регулятор частоты вращения коленчатого вала автоматически поддерживает скоростной режим работы двигателя.

Остановка работающего двигателя производится с помощью рычага остановка, который связан гибким тягой с головкой ручного управления подачей топлива, установленной в кабине.

Автоматическая муфта опережения впрыска топлива автоматически изменяет начало впрыска топлива в цилиндры в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Муфта центробежного типа. Начальный установочный угол опережения впрыска топлива составляет 18º. Изменение установочного угла начала впрыска топлива в цилиндры производится муфтой за счёт дополнительного поворота кулачкового вала насоса во время работы в ту или другую стороны относительно вала привода насоса. Муфта состоит из двух полумуфт: ведомой и ведущей.

Ведомая муфта с корпусом закреплена на конической поверхности переднего конца кулачкового вала шпонкой и гайкой. На ступице ведомой полумуфты размещена неподвижно относительно ступицы втулка.

Ведущая полумуфта установлена на ступице ведомой через промежуточную втулку с возможностью вращения относительно ведомой. Привод ведущей полумуфты осуществляется от шестерни распределительного вала через шестерню привода топливного насоса и вал с гибкими соединительными полумуфтами.

Вращение от ведущей полумуфты на ведомую, передаётся двумя грузами, качающиеся на осях, запрессованных в ведомую полумуфту.

Проставка ведущей полумуфты упирается одним концом в палец груза, другим в профильный выступ.

Пружины своим усилием стремятся удержать грузы на упоре во втулку ведущей полумуфты.

С увеличением частоты вращения коленчатого вала грузы под действием центробежных сил, преодолевая сопротивление своих пружин, расходятся, вследствие чего ведомая полумуфта вместе с кулачковым валом ТНВД проворачивается относительно ведущей в направлении вращения кулачкового вала, что вызывает увеличение угла опережения впрыска топлива. С уменьшением частоты вращения коленчатого вала, а следовательно, и центробежных сил грузы под действием пружины сходятся. Ведомая полумуфта проворачивается вместе с валом насоса в сторону, противоположную направлению вращения, что вызывает уменьшение угла впрыска.

Форсунка предназначена для впрыска и распыливания топлива и равномерного его распределения по объёму камеры сгорания. Форсунка закрытого типа с гидравлическим подъёмом иглы и многодырчатым фиксированным распылителем.

Давление начала подъёма иглы 180+5 кгс/см².

Она состоит из:

-                     корпуса распылителя;

-                     иглы распылителя;

-                     проставки;

-                     штанги фильтра;

-                     пружины;

-                     регулировочные шайбы;

-                     корпуса;

-                     гайки.

Корпус распылителя и запорная игла представляют собой прецизионную пару, и раскомплектовка их в процессе эксплуатации недопустима. Распылитель имеет четыре сопловых отверстия. Проставка и корпус распылителя зафиксированы относительно корпуса форсунки штифтами. Пружина одним концом упирается в штангу, передающую усилие на иглу распылителя, а другим в набор регулировочных шайб.

Топливо под высоким давлением подводится к штуцеру и далее через сетчатый фильтр по каналам корпуса форсунки, проставки и корпуса распылителя поступает в полость между корпусом распылителя и иглой. По достижении в указанной полости давления топлива, превышающего усилие пружины форсунки, запорная игла распылителя под действием избыточного давления поднимается вверх и происходит впрыск топлива в камеру сгорания через сопловые отверстия распылителя. Когда давление в топливопроводе становится ниже усилия, создаваемого пружиной, игла распылителя под действием пружины опускается вниз и подача топлива в цилиндры двигателя прекращается. Просочившееся топливо через зазор между иглой и корпусом распылителя отводится из форсунки через каналы в корпусе.

Привод управления подачей топлива механический. По способу управления привод подразделяется на ножной и ручной. Рычаги управления подачей топлива расположены на крышке регулятора частоты вращения ТНВД.

Ножной привод служит для управления скоростным режимом двигателя.

Он состоит из :

-                     педали;

-                     тяг;

-                     рычагов;

-                     поперечных валиков.

Ручной привод служит для установления постоянной подачи топлива и останова двигателя. Кнопки ручного привода установлены на уплотнителе рычага коробки передач: левая для включения постоянной подачи связана гибким тросом с рычагом управления рейкой ТНВД, правая для останова двигателя тросом с рычагом останова.

 

Вывод.ТНВД самый сложный элемент в системе питания дизельного двигателя, так как именно он обеспечивает точное дозирование топлива в соответствии с режимом работы двигателя.

 

Ответить на вопросы.

 

 

 

2. Назначение, устройство и работа системы питания двигателя воздухом.

 

Система питания двигателя воздухом обеспечивает забор воздуха из атмосферы, очистку его от пыли и распределение очищенного воздуха по цилиндрам двигателя.

Она состоит из:

-     воздушного фильтра;

-     уплотнителя;

-     воздухозаборника;

-     впускных коллекторов;

-     эжектора;

-     индикатора;

-     патрубков;

-     трубопроводов соединяющих воздухозаборник, фильтр, впускные коллектора и эжектор отсоса.

По конструкции системы питания воздухом двигателей автомобилей КамАЗ-5320, КамАЗ-4310, Урал-4320 в основном аналогичны, за исключением отдельных конструктивных изменений.

Уплотнитель представляет собой гофрированный резиновый патрубок, внутрь которого вставлен нажимной диск, служащий опорой для распорной пружины. Пружина обеспечивает герметичность соединения уплотнителя с трубой воздухозаборника или с переходником.

Эжектор обеспечивает отсос пыли из воздушного фильтра за счёт энергии выхлопных газов. Он представляет трубку диаметром 30 мм, один конец которой установлен внутри выхлопного патрубка глушителя в зоне максимального разрежения, другой конец соединён с патрубком отбора пыли с воздушного фильтра. Эжектор снабжён заслонкой имеющей два положения: «открыто» или «закрыто». Заслонка закрывается только при преодолении брода.

Индикатор сигнализирует о необходимости обслуживании воздушного фильтра. По мере засорения последнего возрастает разрежение во впускных коллекторах, снижающее мощность двигателя и ухудшающее работу. По достижении предельно допустимой засорённости воздушного фильтра, что соответствует разрежению во впускных коллекторах 700 мм.вод.ст, срабатывает индикатор, установленный на левом впускном коллекторе двигателя.

Воздушный фильтр сухого типа, двухступенчатый, с автоматическим отсосом пыли обеспечивает очистку поступающего в двигатель воздуха от пыли.

Он состоит из:

-     корпуса;

-     крышки;

-     фильтрующего элемента.  

Герметичность соединения крышки с корпусом обеспечивается уплотнительным кольцом. Крышка крепится к корпусу тягами.

Очистка воздуха в воздушном фильтре двухступенчатая. Первая ступень очистки моноциклон, состоит из заслонки, обеспечивающего вращение воздушного потока вокруг фильтрующего элемента, таким образом, очищает воздух от пыли, которая собирается в бункере, пылесборный бункер образован крышкой и съёмной заглушкой.

Вторая ступень очистки фильтрующий элемент, который состоит из наружного и внутреннего кожухов, изготовленных из перфорированной стали и гофрированного фильтрующего картона, соединённых по торцам металлическими крышками, которые прикреплены специальным клеем. Фильтрующий элемент плотно прижимает к днищу корпуса и уплотняется двумя торцовыми резиновыми кольцами.

Впускные коллекторы служат для распределения воздуха по цилиндрам. Через паронитовые прокладки они крепятся на боковых поверхностях головок цилиндров двигателя и соединяются между собой переходником. Стыки соединений уплотнены резиновой прокладкой.

Работа системы питания двигателя воздухом заключается в следующем. При пуске и работе двигателя воздух под действием разрежения, создаваемого в цилиндрах, засасывается через воздухозаборник, одновременно проходя предварительную очистку в сетке воздухозаборника, и через трубу воздухозаборника поступает в воздушный фильтр. Очистка воздуха в воздушном фильтре двух ступенчатая. Пыль, собирающаяся в бункере в результате очистки воздуха в первой ступени, под действием разрежения эжектора выбрасывается с выпускными газами в атмосферу. Вторую ступень очистки воздух проходит в картонном фильтрующем элементе. Проходя через поры картона, воздух на его поверхности оставляет мелкие частицы пыли. Очищенный воздух через патрубок и соединительные трубы попадает в коллекторы, распределяющие воздух по цилиндрам двигателя.

 

Вывод.Работа системы питания двигателя воздухом заключается в том, что воздух под действием разрежения, создаваемого в цилиндрах, засасывается через воздухозаборник в воздушный фильтр ипроходя очистку попадает в коллекторы, распределяющие воздух по цилиндрам двигателя..

 

Ответить на вопросы.

 

 

 

3. Неисправности системы питания двигателя КамАЗ-740, изпризнаки, причины, способы обнаружения и устранения.

 

 

Причины неисправности	Способы устранения неисправностей
Двигатель не запускается
Нет топлива в баках	Заполнить топливные баки, прокачать систему питания.
Наличие воздуха в топливной системе	Устранить негерметичность и прокачать систему
Засорились трубопроводы или заборник в топливном баке	Промыть заборник, промыть и продуть топливопроводы
Замерзание воды в топливопроводах или на сетке заборника топливного бака	Осторожно прогреть топливные трубки, фильтры, бак, ветошью, смоченной горячей водой
Загустевание топлива в трубопроводах при низких температура	Заменить топливо другим, соответствующим сезону, и прокачать систему питания
Засорение фильтрующих элементов топливных фильтров	Заменить фильтрующие элементы и прокачать систему питания
Не работает топливоподкачивающий насос	Устранить неисправность в топливоподкачивающем насосе
Заедание рейки топливного насоса высокого давления	Снять топливный насос и отправить в ремонт
Затруднённое перемещение рейки топливного насоса из-за загустевания смазки	Прогреть топливный насос паром или теплым воздухом
Двигатель не развивает необходимой мощности, дымит
Засорился воздушный фильтр или колпак воздухозаборника	Обслужить воздушный фильтр или очистить сетку воздухозаборника
Рычаг управления регулятором не доходит до болта ограничения максимальной частоты вращения коленчатого вала	Проверить и отрегулировать привод рычага
Наличие воздуха в топливной системе	Устранить негерметичность и прокачать систему питания
Нарушилась регулировка угла начала подачи топлива	Отрегулировать угол начала подачи топлива
Засорение форсунки или нарушение её регулировок	Промыть форсунку, проверить и при необходимости отрегулировать в мастерской
Загрязнение клапанов или поломка пружины топливоподкачивающего насоса	Промыть клапана или заменить пружину
Поломка пружин толкателей, нагнетательных клапанов топливного насоса высокого давления	Заменить пружины, отрегулировать насос на стенде в специальной мастерской
Зависание плунжера топливного насоса высокого давления	Заменить плунжерную пару и отрегулировать насос на стенде в специальной мастерской
Недостаточная подача топлива	Заменить фильтрующие элементы тонкой очистки топлива, промыть фильтр грубой очистки топлива, подтянуть соединения в топливопроводах
Двигатель стучит
Ранний впрыск топлива в цилиндры двигателя	Отрегулировать угол начала впрыска топлива
Повышенная цикловая подача топлива (вышел из зацепления фиксатор рейки)	Заменить рейку топливного насоса высокого давления
Двигатель работает неравномерно
Ослабло крепление трубки высокого давления или трещина трубки	Подтянуть гайку крепления или заменить трубку
Нарушение равномерности подачи топлива к секциям насоса высокого давления	Отрегулировать равномерность подачи топлива к секциям на секционном стенде
Неудовлетворительная работа отдельных форсунок	Снять форсунки и проверить в специализированной мастерской
Неудовлетворительная работа регулятора частоты вращения коленчатого вала	Устранить неисправность в специализированной мастерской

 

Даже незначительный износ деталей топливной аппаратуры резко сказывается на работе двигателя.

Износ пары плунжер-гильза приводит к падению мощности двигателя и затрудняет его пуск; износ иглы и корпуса распылителя вызывает подтекание топлива, ухудшает смесеобразование; износ нагнетательного клапана в ТНВД влечёт за собой падение мощности двигателя и подтекание топлива из форсунок. Все указанные детали надо менять только в комплекте (плунжер-гильза, игла-корпус распылителя, клапан-гнездо).

Серьёзное влияние на работу двигателя оказывает правильная регулировка приборов подачи топлива; момент начала впрыска, давление впрыска, равномерного впрыска во все цилиндры; очень важно правильно отрегулировать регулятор на минимальные и максимальные обороты коленчатого вала.

Долговечность топливной аппаратуры и надёжность работы системы питания во многом зависит от частоты используемого топлива

Вывод.Своевременное и качественное техническое обслуживание системы питания двигателя продляет срок его службы, обеспечивая бесперебойную работу автомобиля в целом.

 

Ответить на вопросы.

 

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

-      подвести итоги занятия;

-      напомнить тему, цели и учебные вопросы;

-      объявить оценки;

-      ответить на вопросы;

-      отметить активность и дисциплину на занятии;

-      дать задание на самоподготовку.

 

Используемая литература при составлении методической разработки:

1.        Передерий В. П. Устройство автомобиля [Электронный ресурс]: учебное пособие / В.П. Передерий. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2014. - 288 с.:- (Профессиональное образование). - www.znanium.com

2.        Стуканов В. А.Устройство автомобилей [Электронный ресурс]:   учебное пособие / В.А. Стуканов, К.Н. Леонтьев. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2017. - 496 с.- (Профессиональное образование). - www.znanium.com

3.        Автомобильные эксплуатационные материалы. Лабораторный практикум : учеб. пособие / В.А. Стуканов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2018. — 304 с. — (Среднее профессиональное образование). - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/93