Схема газового двигателя камаз

Схема газодизельной системы автомобилей семейства КамАЗ

Схема газодизельной системы автомобилей семейства КамАЗ приведена на рис. 14. Данная система обеспечивает работу дизеля КамАЗ-740 как на смеси дизельного топлива и ПГ, так и на дизельном топливе. СПГ содержится в восьми (десяти) стальных баллонах 10, размещенных поперек рамы автомобиля. На бортовых автомобилях баллоны укреплены на продольных брусьях платформы с помощью кронштейнов и хомутов; на седельном тягаче — за кабиной на держателе, который прикреплен к раме стремянками.

На автомобиле-самосвале шесть баллонов размещены на кронштейне крепления баллонов, 10 — за кабиной и четыре баллона — под платформой на опоре.

Баллоны соединены последовательно трубопроводами и разделены на две группы. Для заполнения системы СПГ на крестовине размещен наполнительный вентиль 8. Каждая группа цилиндров снабжена вентилем 9. При открытии расходного вентиля 7 на распределительной крестовине СПГ по трубопроводу направляется в подогреватель 6 и далее в редуктор 5 высокого давления, где давление СПГ понижается до 0,95. 1,1 МПа. Из редуктора 5 газ по гибкому шлангу подается к электромагнит-ному клапану 4, на входе которого установлен съемный войлочный фильтр, закрытый алюминиевым колпаком.

При включении электромагнитного клапана 4 газ поступает на вход двухступенчатого редуктора 11 низкого давления, в котором давление понижается до атмосферного. Из редуктора 11 поступает в газовый дозатор 13, обеспечивающий подачу необходимой массы газа в диффузор, расположенный во впускном тракте дизеля за воздушным фильтром. Газовоздушная смесь из смесителя 14 поступает во впускной трубопровод и далее в цилиндры двигателя, сжимается поршнем, в конце сжатия в неё через серийную форсунку впрыскивается небольшой объем дизельного топлива. Запальную дозу топлива подают в цилиндр двигателя так, чтобы она воспламенялась раньше, чем газ, и поджигала всю массу газовоздушной смеси.

Газодизельный двигатель оборудован топливным насосом высокого давления с двухрежимным регулятором, привод рычага управления подачей топлива которого снабжен гибким звеном. На крышке топливного насоса размещен ограничитель 1 запальной дозы топлива, снабженный электромагнитным приводом. При переводе питания двигателя на газовое топливо ограничитель 1 переключает топливный насос высокого давления на режим подачи запальной дозы дизельного топлива для воспламенения газовоздушной смеси.

Работу газовой аппаратуры контролируют манометром низкого давления, размещенным в кабине водителя. Давление после первой ступени редуктора должно быть в пределах 0,2. 0,22 МПа. Давление в баллонах 10 контролируют маномет-ром 3, имеющим предел измерений до 25 МПа и установленным на первом баллоне газобаллонной установки.

Для ограничения максимальной частоты вращения коленчатого вала предусмотрена система, уменьшающая подачу газа, когда коленчатый вал двигателя достигает максимальной частоты вращения. Система состоит из зубчатого венца, электромагнитного датчика частоты вращения, электромагнитного реле, трехходового электромагнитного клапана 12, соединяющего полость диффузора смесителя с мембранным механизмом ограничения подачи газа и связанного с осью заслонок дозатора 13 газа.

Рис. 14. Схема газодизельной системы питания автомобилей семейства КамАЗ

При максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя, равной 2600 мин-1, сигнал от датчика частоты вращения подается к электронному реле, которое включает трехходовой электромагнитный клапан, соединяя полость диффузора с мембранным механизмом дозатора газа.

Под действием вакуума мембранный механизм срабатывает, прикрывая заслонку дозатора газа. При снижении частоты вращения датчик подает сигнал реле, и трехходовой электромагнитный клапан закрывается. Ось дроссельной заслонки дозатора под действием пружины вновь поворачивается, открывая подачу газа.

В системе питания газового дизеля предусмотрена блокировка, исключающая подачу одновременно газа и полной дозы запального топлива. Блокировка работает следующим образом. При нахождении подвижного упора 16 в положении, соответствующем работе на режиме дизеля, он максимально отдален от ограничителя 1 запальной дозы топлива и не воздействует на датчик 15 блокировки (не разъединяет посредством реле цепь питания электромагнитного клапана 4 подачи газа). При установке переключателя в положение, соответствующее работе двигателя в газодизельном режиме, подвижный упор перемещается ограничителем 1 подачи запальной дозы в положение, при котором подача запальной дозы жидкого топлива ограничивается. При этом подвижный упор воздействует на датчик блокировки, который размыкает цепь питания реле, управляющего включением электромагнитного клапана подачи газа.

Таким образом, если топливный насос высокого давления подает полную дозу дизельного топлива (например, при внезапном выходе из строя электромагнитного клапана, при работе в режиме дизеля), газовый электромагнитный клапан закрывается и подача газа автоматически отключается. Это исключает возможность разрушения двигателя в результате одновременной полной подачи дизельного топлива и газа.

Система защиты предусматривает также автоматический переход с газодизельного режима на дизельный в случае внезапного прекращения подачи газа (повреждение газовой магистрали, израсходование СПГ и др.), которое при работе двигателя под нагрузкой может вызвать аварию при движении автомобиля на дороге.

Для предотвращения аварийных ситуаций при работе по газодизельному циклу в системе подвода газа установлен датчик 2 давления газа, который при давлении ниже 0,45 МПа срабатывает и отключает ограничитель I запальной дозы. Подача газа в этом случае прекращается и система питания двигателя переходит в режим подачи дизельного топлива. При этом отключается электромагнитный клапан 4 и перекрывается подача газа.

При переходе двигателя с дизельного режима на газодизельный должен быть выполнен комплекс следующих операций: прогрев двигателя до температуры не менее 50 . 60 °С; проверка по манометру высокого давления наличия СПГ в баллонах; открытие вентилей на баллонах (до упора); медленное открытие расходного вентиля на крестовине (до упора); установка клавиши «Газ — дизель» в положение «Газ» (утопить). По манометру низкого давления нужно убедиться, что электромагнитный клапан открылся и газ поступает в первую ступень редуктора низкого давления. После выполнения упомянутых операций на щитке приборов в кабине водителя загорается контрольная лампа, сигнализирующая о готовности двигателя к работе в газодизельном режиме. В этом случае при нажатии на педаль подачи топлива рычаг управления регулятором топливного насоса высокого давления может перемещаться от положения минимального холостого хода до положения, когда цикловая подача соответствует запальной дозе.

Для уменьшения цикловой подачи при переходе двигателя с дизельного режима на газодизельный служит механизм дистанционной установки запальной дозы. Этот механизм с помощью кронштейна закреплен на топливном насосе высокого давления. При включении электромагнита подвижный упор устанавливают в положение, при котором он препятствует дальнейшему перемещению рычага управления топливным насосом высокого давления.

Регулятор на всем скоростном режиме обеспечивает необходимую подачу топлива. Такое положение при двухрежимном регуляторе насоса соответствует частоте вращения 850 . 950 мин-1. Дальнейшее изменение частоты вращения коленчатого вала и мощности двигателя зависит только от массы поступающего во впускной трубопровод газа. Происходит это при нажатии на педаль подачи топлива. Кроме того, на топливном насосе высокого давления закреплен выключатель, исключающий подачу одновременно газа и максимальной дозы запального топлива.

При работе двигателя в режиме дизеля топливная аппаратура работает в обычном режиме. В этом случае газ не поступает

во впускной трубопровод, так как канал подачи газа перекрыт при помощи электромагнитного клапана.

Система управления, защиты и регулирования двигателя обеспечивает работу двигателя в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов на дизельном и газодизельном режимах без аварийных ситуаций.

Газовые двигатели с факельным зажиганием пока широко не распространены.

Ниже приведены параметры дизеля ЗИЛ-645 и конвертируемого газового аналога.

Двигатель Камаз-740.50-360. Состав двигателя, устройство и работа

ДВИГАТЕЛЬ КАМA3-740.50-360 И ЕГО СИСТЕМЫ

Двигатели четырехтактные с воспламенением от сжатия, жидкостного охлаждения, с V-образным расположением восьми цилиндров, с турбонаддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха (ОНВ) типа «воздух-воздух».

По выбросам вредных веществ с отработавшими газами двигатель 740.50-360 соответствуют требованиям правил ЕЭК ООН (EURO-2).

Общий вид, продольный и поперечный разрезы двигателей приведены на рис. 15. 19.

Рис. 15. Общий вид двигателя.

Рис. 16. Продольный разрез двигателя:

1 — ТНВД; 2 — привод ТНВД; 3 — компрессор; 4 — фильтр тонкой очистки топлива; 5 — картер агрегатов; 6 — турбокомпрессор; 7 — маховик; 8 — картер маховика; 9 — коленчатый вал; 10 — масляный картер; 11 — форсунка охлаждения поршня; 12 — масляный насос; 13 — гаситель крутильных колебаний; 14 — шкив привода водяного насоса и генератора; 15 — вентилятор с вязкостной муфтой; 16 — кронштейн крепления обечайки вентилятора; 17 — обечайка вентилятора; 18-шестерня привода насоса масляного откачивающего.

Рис. 17. Поперечный разрез двигателя:

1 — коллектор выпускной; 2 — головка цилиндра; 3 — блок цилиндров; 4 — поршень; 5 — стартер; 6 — фильтр масляный; 7 — водомасляный теплообменник; 8 — форсунка; 9 — коллектор впускной; 10 — труба подводящая; 11 — привод управления регулятором ТНВД; 12 — маслоналивная горловина; 13 — бачок насоса гидроусилителя руля.

Рис. 18. Двигатель, вид спереди:

1 — труба отвода воздуха в охладитель наддувочного воздуха; 2 — бачок насоса гидроусилителя руля; 3 — корпус водяных каналов; 4 — водяной насос, 5 — выпускной коллектор;6 — ремень привода водяного насоса и генератора; 7 -стартер; 8 — передняя крышка; 9 — масляный картер; 10 — фильтр масляный; 11 — водомасляный теплообменник; 12 — генератор; 13 — патрубок отвода охлаждающей жидкости из двигателя; 14-крышка головки цилиндра; 15 — патрубок соединительный.

Техническая характеристика двигателей

Наименование параметра, характеристика и единица измерения

четырехтактный, с воспламенением от сжатия

V-образное, с углом развала 90°

Порядок работы цилиндров

Направление вращения коленчатого вала

правое (против часовой стрелки, если

смотреть со стороны маховика)

Диаметр цилиндров и ход поршня, мм

Рабочий объем, л.

Номинальная мощность, кВт (л.с.)

Максимальный крутящий момент, Н м (кгс-м)

Установочный угол опережения впрыскивания топлива, град.

Частота вращения коленчатого вала, мин -1 :

— при максимальном крутящем моменте на холостом ходу:

Количество клапанов в головке цилиндра

2 (впускной и выпускной)

Зазоры на холодном двигателе, между коромыслами и стержнями клапанов:

впускных — 0,25. 0,30 мм; выпускных — 0,35. 0,40 мм.

Давление масла в прогретом двигателе при частоте вращения коленчатого вала, кПа (кгс/см 2 ):

— минимальной холостого хода, не менее

с распылителем производства «ЯЗДА»

с распылителем производства ф. «БОШ»

Давление начала впрыскивания форсунки, МПа (кгс/см 2 )

DLLA 148 S 1380

23,73. 24.90 (242. 254)

Топливный насос высокого давления (ТНВД) модели

газотурбинная, с двумя турбокомпрессорами и ОНВ типа «воздух-воздух».

Генератор мод. 6582.3701:

— номинальный ток. А:

— номинальное выпрямленное напряжение, В;

— номинальная мощность, кВт.

— номинальная мощность, кВт

постоянного тока, последовательного возбуждения, с электромагнитным приводом.

Коробка передач модели ZF — 16S151 фирмы «ZAHNRADFABR1K»

Механическая, шестнадцатиступенчатая. включает основную четырехступенчатую коробку с встроенным двухступенчатым делителем, расположенным впереди основной коробки и с двухступенчатым планетарным демультипликатором, расположенным сзади основной коробки.

Маркирование и пломбирование

Каждый двигатель должен иметь маркировку, которая наносится на блоке цилиндров с правой стороны сверху в передней части двигателя.

— код года изготовления 1 знак и порядковый номер двигателя 7 знаков. Маркировка наносится ударным способом.

Товарный знак завода-изготовителя, сведения о сертификации и модель двигателя нанесены на информационную табличку, которая прикрепляется к левому воздушному коллектору.

Маркировка может выполняться на табличке, которая прикрепляется к блоку цилиндров с правой стороны сверху в передней части двигателя и содержит следующие данные:

— товарный знак предприятия-изготовителя;

— условное обозначение модели двигателя, состоящее из 10 знаков, 740.50-360;

— порядковый номер двигателя, состоящий из 7 знаков;

— дата (месяц и год) выпуска, состоящее из 4 знаков;

— международный знак официального утверждения в соответствии с Правилами ЕЭК ООН. состоящий из:

— круга, в котором проставлена буква «Е» и цифры 22;

— номера Правил ЕЭК ООН и номера официального утверждения (сертификата), расположенных справа от круга.

Порядковый номер двигателя и дата изготовления наносятся ударным способом.

Модель топливного насоса высокого давления и дата выпуска выбиты на табличке, прикрепленной к корпусу насоса с левой стороны.

Порядковый номер ТНВД выбит на заднем торце корпуса ТНВД с правой стороны.

На топливном насосе высокого давления в сборе с регулятором частоты вращения устанавливаются восемь пломб завода-изготовителя:

— на обе крышки секций ТНВД;

— на винт регулировки цикловой подачи и болт крепления крышки мембраны корректора по давлению наддувочного воздуха;

— на винт регулировки корректора по давлению наддувочного воздуха;

— на болт крепления крышки мембраны корректора по давлению наддувочного воздуха и болт крепления крышки регулятора;

— на болт ограничения максимальной частоты вращения;

— на болт регулировки пусковой подачи и болт крепления крышки регулятора;

— на болт ограничения хода рычага останова и болт крепления крышки регулятора.

Снятие пломб категорически запрещается.

Состав двигателя, устройство и работа

Блок цилиндров является основной корпусной деталью двигателя и представляет собой отливку из чугуна.

Отливку подвергают искусственному старению для снятия термических напряжений, что позволяет блоку сохранить правильные геометрические формы и размеры в процессе эксплуатации.

Два ряда полублоков под гильзы цилиндров, отлитых как одно целое с верхней частью картера, расположены под углом 90° один к другому.

Левый ряд расточек под гильзы смещен относительно правого вперед (к вентилятору) на 29,5 мм, что обусловлено установкой на каждую шатунную шейку коленчатого вала двух шатунов.

Каждая расточка имеет два соосных цилиндрических отверстия, выполненные в верхнем и нижнем поясах блока, по которым центрируются гильзы цилиндра, и выточки в верх нем поясе, образующие кольцевые площадки под бурты гильз. Чтобы обеспечить правильную посадку гильзы в блоке, параметры плоскостности и перпендикулярности упорной площадки под бурт гильзы относительно оси центрирующих расточек выполняются с высокой точностью.

На нижнем поясе выполнены две канавки под уплотнительные кольца, которые предотвращают попадание охлаждающей жидкости из полости охлаждения блока в полость масляного картера двигателя.

Бобышки отверстий под болты крепления головок цилиндров выполнены в виде приливов к поперечным стенкам, образующим рубашку охлаждения, равномерно распределены вокруг каждого цилиндра.

Картерная часть блока связана с крышками коренных подшипников коренными и стяжными болтами. Центрирование крышек коренных подшипников производится горизонтальными штифтами 8 (рис. 24), которые запрессованы на стыке между блоком и крышками, но большей частью входящими в блок для предотвращения их выпадения при снятии крышек.

Кроме того, крышка пятой коренной опоры центрируется в продольном направлении двумя вертикальными штифтами, обеспечивающими точность совпадения расточек под упорные полукольца коленчатого вала на блоке и на крышках.

Порядок затяжки болтов крепления крышек коренных опор в соответствии с приложением 8.

Расточка блока цилиндров под вкладыши коренных подшипников производится в сборе с крышками, поэтому крышки коренных подшипников невзаимозаменяемы и устанавливаются в строго определенном положении. На каждой крышке нанесен порядковый номер опоры, нумерация которых начинается с переднего торца блока.

В картерной части развала блока цилиндров в виде бобышек выполнены направляющие толкателей клапанов. Ближе к заднему торцу между четвертым и восьмым цилиндрами, для улучшения циркуляции охлаждающей жидкости, выполнена перепускная труба полости охлаждения. Одновременно она придает блоку еще и дополнительную жесткость. Параллельно оси расточек под подшипники коленчатого вала выполнены расточки под втулки распределительного вала увеличенной размерности.

Диаметры масляных каналов в блоке цилиндров увеличены.

В нижней части цилиндров отлиты, заодно с блоком, бобышки под форсунки охлаждения поршней.

С целью установки на блок фильтра с теплообменником на правой стороне увеличина. по сравнению с двигателем 740.10, площадка под фильтр, введены два дополнительных крепежных отверстия и сливное отверстие из фильтра.

Гильзы цилиндров (рис. 19) «мокрого» типа, легкосъемные имеют маркировку 740.50-1002021 на конусной части внизу гильзы. Установка гильз с другой маркировкой недопустима из-за возникающего контакта с шатуном. Гильзы двигателей 740.50-360 отличаются меньшей на 3 мм высотой от гильз других моделей двигателей КАМАЗ размерности 120×120.

Гильза цилиндра изготавливается из серого специального чугуна упрочненного объемной закалкой.

В соединении гильза — блок цилиндров полость охлаждения уплотнена резиновыми кольцами круглого сечения. В верхней части установлено кольцо 5 в проточке гильзы, в нижней части — два кольца 4 в расточки блока цилиндров.

Микрорельеф на зеркале гильзы представляет собой редкую сетку впадин и площадок с мелкими рисками под углом к оси гильзы. При работе двигателя масло удерживается во впадинах, что улучшает прирабатываемость деталей цилиндро-поршневой группы.

При сборке двигателя на нерабочем выступе торца гильзы наносится номер цилиндра и индекс варианта исполнения поршня.

Рис. 19. Установка гильзы цилиндра п уплотнительных колец

1 — трубка форсунки; 2 — корпус форсунки охлаждения поршня; 3 — корпус клапана; 4 — кольцо уплотнительное гильзы нижнее; 5 — кольцо уплотнительное верхнее; 6 — гильза цилиндра; 7 — блок цилиндров.

Привод агрегатов (рис. 20) осуществляется прямозубыми шестернями и служит для привода механизма газораспределения, топливного насоса высокого давления, компрессора и насоса гидроусилителя руля автомобиля.

Механизм газораспределения приводится в действие от шестерни 10, установленной на хвостовике коленчатого вала, через блок промежуточных шестерен, которые вращаются на двух рядах роликов 3, разделённых промежуточной втулкой 4 и расположенных на оси 1, закреплённой на заднем торце блока цилиндров.

На конец распределительного вала напрессована шестерня, угловое расположение которой относительно кулачков вала определяется шпонкой.

Шестерня 15 привода топливного насоса высокого давления (ТНВД) установлена на валу 13 привода ТНВД и фиксируется шпонкой 14.

Шестерни устанавливаются на двигатель в строго определенном положении по метке «0» на шестерне привода распределительного вала, метке «Е» на шестерне привода ТНВД и рискам, выбитым на зубчатых колесах, как показано на рис. 23.

Привод ТНВД осуществляется от шестерни 15, находящейся в зацеплении с шестерней распределительного вала. Вращение от вала к ТНВД передается через ведущую и ведомую полумуфты с упругими пластинами, которые компенсируют несоосность установки валов ТНВД и шестерни. С шестерней привода ТНВД находятся в зацеплении шестерни привода компрессора и насоса гидроусилителя руля.

Рис. 20. Привод агрегатов

1 — ось ведущей шестерни привода распределительного вала; 2 — болт крепления оси; 3 — ролики 5,5×15,8 в количестве 62 шт.; 4 — втулка промежуточных роликов; 5 — шестерня ведущая; 6 — шпонка; 7 — шайба упорная; 8 — шайба замковая; 9 — болт M12x1,25×90 крепления насыпного подшипника; 10 — ведущее зубчатое колесо коленчатого вала; 11 — шестерня промежуточная; 12 — шарикоподшипники; 13 — вал колеса привода ГНВД; 14 — шпонка; 15 — шестерня привода ТНВД; 16- втулка; 17 — распределительный вал в сборе с шестерней.

К заднему торцу блока цилиндров крепится картер агрегатов. В верхней части картера агрегатов есть расточки, в которые устанавливаются компрессор и насос гидроусилителя руля. По бокам картера агрегатов выполнены бобышки с отверстиями для слива масла из турбокомпрессоров и отверстием под указатель уровня масла.

Привод агрегатов закрыт картером маховика, закреплённым к заднему торцу блока цилиндров через картер агрегатов.

На картере маховика справа предусмотрено место для установки фиксатора маховика, применяемого для установки угла опережения впрыскивания топлива и регулирования тепловых зазоров в механизме газораспределения. Ручка фиксатора при работе двигателя должна находиться в верхнем положении.

В нижнее положение ее переводят при регулировочных работах, в этом случае фиксатор находится в зацеплении с маховиком. В верхней части картера маховика выполнена расточка, в которую устанавливается корпус заднего подшипника. Внизу в левой части картера имеется расточка, в которую устанавливается стартер. В середине картера выполнена расточка под манжету коленчатого вала.

В верхней части картера слева выполнен прилив, предназначенный для установки коробки отбора мощности (КОМ). В случае отсутствия КОМ внутренние поверхности прилива не обрабатываются. Задний фланец картера маховика выполнен с присоединительными размерами по SAE1.