Система питания дизеля

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Натему: ВлСистема питания дизеля В»

ПОЛТАВА

СОДЕРЖАНИЕ

СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЯ

ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО

ОБЩАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ

СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕ В ДИЗЕЛЯХ

ПРИБОРЫ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЯ

СИСТЕМАПИТАНИЯДИЗЕЛЯ

В последние годы стали все шире использовать дизельные двигатели на автомобилях. В канун 1977 г. (29.12.1976 г.) введена в эксплуатацию первая очередь Камского комплекса (КамАЗ) по производству большегрузных автомобилей с дизельными двигателями.

В связи с увеличением выпуска дизелей некоторые автомобильные заводы страны (ЗИЛ, ГАЗ, ЛАЗ, ЛиАЗ, Уральский и др.) проводят испытания новых моделей автомобилей и автобусов с дизельными двигателями, чтобы в ближайшее время заменить ими карбюраторные двигатели. Следует признать, что использование карбюраторных двигателей на грузовых автомобилях в современных условиях с экономической точки зрения нецелесообразно, а также нежелательно вследствие большого загрязнения атмосферы токсичными веществами.

Хорошие технико-экономические показатели дизелей способствуют их широкому применению на автомобилях. В перспективе намечено использование дизелей на всех грузовых автомобилях, автобусах и на значительной части легковых автомобилей.

ДИЗЕЛЬНОЕТОПЛИВО

Для дизелей используют более дешевые, чем бензины, сорта нефтяных топлив (керосино-газойлевые и соляровые фракции). Согласно существующим стандартам дизельное топливо получают двух видов: из малосернистых (ГОСТ 4749тАФ73) и сернистых (ГОСТ 305тАФ73) нефтей. Дизельное топливо выпускается следующих марок: ДА, ДЗ, ДЛ и ДС (ГОСТ 4749тАФ73) и А, ЗС, Л и С (ГОСТ 305тАФ73).

Арктические топлива ДА и А предназначены для питания дизелей при температуре окружающего воздуха ниже тАФ30В° С (ДА) и при тАФ50В° С и выше (А); зимние топлива ДЗ и ЗС (зимнее северное) тАФ при температуре выше тАФ30В° С; летние топлива ДЛ и Л тАФ при температуре воздуха 0В° С и выше; ДС и С тАФ специальные дизельные топлива. Зимние и летние топлива различаются главным образом температурой застывания. Качество дизельного топлива оценивают октановым числом. Дизельное топливо сравнивают со смесью из двух топлив: цетана и альфаметилнафталина. Цетан обладает минимальным периодом запаздывания воспламенения, обеспечивает работу двигателя по мягкой характеристике, для него цетановое число условно принимают равным 100. Альфаметилнафталин обладает наибольшим, периодом запаздывания воспламенения (трудно воспламеняется) и вызывает работу двигателя по жесткой характеристике: его цетановое число условно принимают равным нулю. Если испытываемое дизельное топливо ведет себя в отношении воспламеняемости как объемная смесь, состоящая например, из 40% цетана и 60% альфаметилнафталина, то цетановое число такого топлива равно 40 и т. д. По содержанию серы дизельное топливо бывает двух видов: содержание серы не более 0,2%; содержание серы от 0,2 до 0,5%. Например, топливо Л-0,2 тАФ летнее с содержанием серы до 0,2 %, топливо ЗС-0,5 тАФ зимнее северное с содержанием серы до 0,5%.

ОБЩАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ

Система питания дизеля служит для подачи в цилиндры двигателя воздуха и топлива и отвода отработавших газов. Топливо подается под большим давлением, в определенные моменты (характеризуемые углом опережения по. дачи топлива) и в определенном количестве в зависимости от нагрузки двигателя. Система питания дизеля состоит из систем подачи воздуха, подачи топлива и выпуска отработавших газов.

В систему питания четырехтактного дизеля ЯМЗ-236 (рис. 1, а) входят топливный бак 9, фильтры грубой 8 и тонкой 1 очистки топлива, топливоподкачивающий насос 11, топливопроводы, форсунки 6, топливный насос 5 высокого давления с всережимным регулятором, воздухоочиститель 4 и другие приборы и детали.

Рассмотрим путь топлива в системе питания. Из бака 9 через фильтр 8 грубой очистки по топливопроводу 10 топливо поступает к топливоподкачивающему насосу 11, от которого подается по топливопроводу 12 к фильтру 1 тонкой очистки, а по топливопроводу 2 к насосу 5 высокого давления. Насос по топливопроводам 3 высокого давления подает топливо в форсунки 6 в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя (1тАФ4тАФ2тАФ5тАФ3тАФ6). Независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя в каналах насоса поддерживается постоянное давление топлива 130тАФ150 кН/м² (1,3-тАФ 1,5 кгс/см²) вследствие работы перепускного клапана 13 и жиклера фильтра тонкой очистки. Топливо, не использованное в насосе высокого давления, но топливопроводу 14 сливается в бак. Топливопроводы 7 служат для отвода в бак топлива, просочившегося между распылителем форсунки и иглой. Топливо, постоянно циркулирующее в системе питания, охлаждает головку насоса, отводит в бак топливо и воздух, попавший в систему.

Особенностью системы питания дизеля автомобиля КамАЗ-5320 является наличие в ней двух топливоподкачивающих насосов 23 и 34 (рис. 86, б). Насос 23, установленный на кронштейне коробки передач, имеет только ручной привод, а насос 34, укрепленный на корпусе насоса 17 высокого давВнления, имеет два привода: ручной и механический.

При работе двигателя топливо из бака 27 по топливопроводу 29 поступает в фильтр 31 грубой очистки, затем подходит к тройнику 25 и по топливопроводу S3 к топливоподкачивающему насосу 34. Насос 34 нагнетает топливо по топливопроводу 18 к фильтру 22 тонкой очистки, а из него по топливопроводу 24 к впускной полости насоса 17 высокого давления. От насоса 17 по топливопроводам 16 топливо подается в форсунки 15 в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя (1тАФ5тАФ4тАФ2тАФ6тАФ3тАФ7тАФ8).

Топливо, не использованное в насосе высокого давления, и воздух, попавший в систему питания, отводятся через перепускной клапан насоса и сливной клапан фильтра тонкой очистки по топливопроводам 19 и 30 в топливный бак. Топливопроводы 32 и 28 с тройником 26 служат для отвода в бак топлива, просочившегося между распылителем и иглой.

При работе дизеля ЯАЗ-М206 топливоподкачивающий насос 14 (рис. 2) засасывает топливо из бака 2 через трубку 1, топливопровод 4, фильтр 7 грубой очистки и топливопровод 16, а затем нагнетает топливо по топливопроводу 15 через фильтр 8 тонкой очистки и топливопровод 9 к насосам-форсункам 12 в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя (1 тАФ 5тАФ3тАФ6тАФ2тАФ4). Избыток топлива, непрерывно идущего через насосы-форВнсунки, охлаждает их и по топливопроводам 11 и 13 отводится в топливный бак. В конце отводящего топливопровода 11 установлен штуцер 10 с дроссельным отверстием, создающим сопротивление, что способствует поддержанию необходимого давления в системе питания.

Рис. 1. Схемы систем питания четырехтактных дизелей:

а тАФ дизеля ЯМЗ-236; б тАФ дизеля автомобиля КамАЗ-5320; 1 и 22 тАФ фильтры тонкой очистки топВнлива; 2, 3, 7, 10, 12, 14, 16, 18, 19, 20, 24, 28, 29, 30, 32 и 33 тАФ топливопроводы; 4 тАФ воздухоочиВнститель; 5 к 17 тАФ насосы высокого давления; 6 и 15 - форсунки; 8 и 31 тАФ фильтры грубой очистки топлива; 9 и 27 тАФ топливные баки; 11, 23 и 34 тАФ топлнвоподкачивающяе насосы; 13 тАФ перепускной клапан; 21 - кран отбора топлива к подогревателю; 25 и 26 - тройники

Система питания четырехтактных дизелей ЯМЗ-236 и дизеля автомоВнбиля КамАЗ-5320 имеет много общего с системой питания двухтактного дизеля ЯАЗ-М206. Однако есть и отличия: системы питания четырехтактных дизелей разделенного типа, т. е. насос высокого давления и форсунка выВнполнены в виде отдельных агрегатов; между насосом высокого давления и форсунками

Рис. 2. Схема системы питания двухтактного двигателя ЯАЗ-М206:

1 тАФ топливозаборная трубка; 2 тАФ топливный бак; 3 тАФ наливная горловина; 4, 9, 11. 13, 15 и 16 тАФ топливопроводы; 5 тАФ датчик указателя уровня топлива в баке; 6тАФуказатель уровня топлива в баке; 7 тАФ фильтр грубой очистки топлива; 8 тАФ фильтр тонкой очистки топлива; 10 тАФ штуцер с дроссельным отверстием; 12 - насос-форсунка; 14 тАФ топливоподкачивающий насос

установлены трубопроводы высокого давления; к корпусу насоса высокого давления присоединен корпус всережимного регулятора. Системы питания двухтактных дизелей тАФ неразделенного типа; т. е. насос высокого давления и форсунка объединены в один агрегат тАФ насос-форсунку; нет топливопроводов высокого давления, что позволило поднять давление впрыска топлива, а его распыление сделать более тонким; регулятор двухрежимный т.е. устойчиво поддерживает минимальную частоту вращения холостого хода и ограничивает максимальную частоту вращения.

СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕ В ДИЗЕЛЯХ

Время, отводимое на процесс смесеобразования в дизелях, очень мало. Да и топливо, поступающее в раскаленный сжатый воздух, воспламеняется не сразу. Между началом его подачи и моментом воспламенения проходит некоторый промежуток времени, называемый периодом задержки воспламенения. В течение этого периода топливо перемешивается с воздухом, испаряется и нагревается до самовоспламенения. Задержка воспламенения зависит от сорта топлива, его физико-химических свойств и от конструктивных особенностей двигателя. Чем значительнее период задержки воспламенения, тем больше количество топлива накапливается в камере сгорания. После воспламенения оно быстро сгорает, что приводит к резкому увеличению давления газов на поршневую группу. Двигатель работает жестко, со стуками, а его детали подвергаются интенсивному износу. Мелкое распыливание топлива в завихренный воздух приводит к уменьшению периода задержки воспламенения. С увеличением частоты вращения коленчатого вала повышаются давление и температура в конце сжатия, что уменьшает период задержки воспламенения топлива. Следовательно, для быстроходных дизелей необходимо использовать топливо с повышенным цетановым числом, так как такое топливо скорее воспламеняется и быстрее сгорает.

Особенностью дизеля является раздельная подача воздуха и топлива в цилиндры.

Смесеобразование в дизелях происходит непосредственно в камере сгорания. В сжатый горячий воздух впрыскивается определенная порция топлива. Задача смесеобразовательного процесса заключается в том, чтобы мелко распылить и хорошо перемешать определенную дозу топлива с воздухом. Смесеобразование происходит почти одновременно с процессом сгорания. Если в цилиндр подавать на одну часть топлива теоретически необходимое количество воздуха, достаточное для полного сгорания топлива, то двигатель будет работать с дымлением. Объясняется это тем, что равномерно распределить мелкие частицы топлива в воздухе по всей камере сгорания дизеля очень трудно. Чтобы топливо полностью сгорело, воздуха приходится подавать в цилиндры значительно больше, чем теоретически необходимо. Однако увеличение коэффициента избытка воздуха уменьшает экономические показатели дизеля. Лучше, если сгорание топлива происходит при меньшем значении коэффициента избытка воздуха, так как полнее будет использовано тепло сгоревшего топлива. Минимальное значение коэффициента избытка воздуха, соответствующее бездымной работе дизеля с неразделенной камерой сгорания, равно 1,6тАФ1,7, а с вихревой камерой 1,3тАФ1,4.

Другой особенностью дизеля является то, что в цилиндр фактически поступает почти одно и то же количество воздуха, независимо от нагрузки. При малой нагрузке в цилиндре всегда имеется много воздуха, и топливо сгорает полностью. Коэффициент избытка воздуха в этом случае имеет большую величину. При увеличении нагрузки возрастает подача топлива, уменьшается значение коэффициента избытка воздуха и ухудшается процесс сгорания топлива.

Для улучшения смесеобразования в дизелях применяют неразделенные камеры сгорания, разделенные (на два объема) камеры сгорания (вихревые и предкамеры). В неразделенные камеры сгорания (они расположены в днище поршня) топливо подают под большим давлением 50 000тАФ100 000 кН/м² (500тАФ1000 кгс/см²). Это позволяет получить тонкое распыливание топлива, хорошее перемешивание его с воздухом, достаточную полноту сгорания, а дизель будет развивать наибольшую мощность. В разделенных камерах сгорания создается интенсивное завихрение воздуха, что способствует лучшему смесеобразованию и позволяет подавать топливо через форсунки с меньшим давлением 12 500тАФ18 500 кН/м² (125тАФ185 кгс/см ).

ПРИБОРЫ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЯ

В системе питания дизеля ЯМЗ-236 и дизеля автомобиля КамАЗ-5320 применяют фильтры грубой и тонкой очистки топлива, включенные в систему последовательно. Очистка топлива от различных примесей имеет большое значение для всех двигателей, но для дизелей тАФ особенно. От чистоты топлива и его соответствия окружающим температурным условиям зависит надежность работы двигателя, так как топливная аппаратура смазывается самим топливом. Оно довольно густое и его труднее очистить от механических примесей, чем бензин. Мельчайшие примеси могут вывести из строя плунжерные пары, нагнетательные клапаны, форсунки и т. д. Поэтому на нефтебазах дизельное топливо отстаивают, прежде чем отпускать потребителям.

Фильтр грубой очистки топлива дизеля ЯМЗ-236. Фильтр (рис. 3, а) имеет сменный фильтрующий элемент 2, вставленный в корпус 3, закрытый крышкой 5. Фильтрующий элемент состоит из хлопчатобумажной пряжи, намотанной на каркас, который изготовлен в виде трубки с большим количеством отверстий. При установке фильтрующего элемента в корпус направляющая розетка, приваренная к днищу корпуса, входит в отверстие элемента. Кроме того, плотное соединение фильтрующего элемента с корпусом и крышкой

Рис. 3. Топливные фильтры грубой очистки:

а тАУ дизеля ЯМЗ-236; б тАУ дизеля автомобиля КамАЗ-5320; 1 и 16 тАУ сливные пробки; 2 тАУ фильтрующий элемент; 3 и 15 тАУ корпуса; 4, 7 и 17 тАУ отверстия; 5 и 9 тАУ крышки; 6 тАУ пробка; 8 и 10 тАУ прокладки; 11 тАУ распылитель; 12 тАУ отражатель; 13 тАУ фильтрующая сетка; 14 тАУ успокоитель.

достигается тем, что трехгранные кольцевые ребра крышки и днища корпуса вдавливаются в мягкие торцовые поверхности.

Топливо, подаваемое к фильтру грубой очистки, проходит через отверстие 7 и заполняет пространство между корпусом и фильтрующим элементом. Пройдя через слой пряжи, очищенное топливо поступает внутрь каркасной трубки, поднимается вверх и по каналам крышки проходит через отверстие 4 в отводящий трубопровод. На внешней поверхности фильтрующего элемента и на днище корпуса осаждаются механические примеси. При заполнении системы питания топливом воздух из фильтра удаляется через отверстие, закрываемое пробкой 6.

Фильтр грубой очистки дизеля автомобиля КамАЗ-5320. Фильтр (рис. 3, б) установлен с левой стороны на раме автомобиля и состоит из корпуса 15, крышки 9, распылителя 11, отражателя 12, фильтрующей сетки 13 и успокоителя 14.

В крышке есть пробка для удаления воздуха из фильтра и два отверстия, в которые ввертывают штуцера для подвода и отвода топлива. Топливо, поступающее к фильтру грубой очистки, подается к распылителю 11 и стекает по отражателю 12 в корпус 15. Крупные механические примеси, и вода осаждаются на дне корпуса, а топливо, которое прошло фильтрующую сетку 13, поступает по центральному отверстию в топливопровод и к топливоподкачивающему насосу.

Фильтр тонкой очистки топлива дизеля ЯМЗ-236. Сменный фильтрующий элемент 4 фильтра (рис. 4, а) надет на стержень 6, приваренный к корпусу 5. Корпус фильтра закрыт крышкой 7, удерживаемой болтом 10, ввернутым в стержень. Фильтрующий элемент представляет собой перфорированный металлический каркас, обмотанный ситцевой лентой. На этом каркасе сформирована фильтрующая масса из древесной муки, пропитанной пульвербакелитом. Чтобы топливо не могло миновать фильтрующий элемент, он пружиной 2 прижат к крышке, имеющей отверстия для подвода топлива и его отвода. Топливо, подаваемое топливоподкачивающим насосом, заполняет

Рис. 4. Топливные фильтры тонкой очистки:

а тАФ дизеля ЯМЗ-236; б тАФ дизеля автомобиля КамАЗ-5320: 1 и 20 - сливные пробки; 2 и 19 тАФ пружины фильтрующих элементов; 3, 11, 15 и 16 тАФ прокладки; 4 и 17 тАФ фильтрующие элементы; 5 и 18 тАФ корпуса; 6 и 21 тАФ стержни; 7 и 12 тАФ крышки; 8, 13 и 14 тАФ пробки; 9 - штуцер с калиброванным отверстием; 10 тАФ болт

все пространство между корпусом и фильтрующим элементом, просачивается через пористую фильтрующую массу, поднимается вдоль стержня и проходит к отводящему штуцеру крышки, а затем подводится к насосу высокого давления. В крышку ввернут штуцер 9 с калиброванным отверстием, через которое сливается в бак топливо и выходит воздух, попавший в него. Фильтр тонкой очистки топлива дизеля автомобиля КамАЗ-5320. Фильтр (рис. 4, б) установлен в верхней части системы питания (на правой задней стороне двигателя). В нем собирается воздух, проникший в систему питания и удаляемый в бак вместе с частью топлива, подаваемого насосом. Фильтр тонкой очистки состоит из крышки 12, двух корпусов 18 с приваренными к ним стержнями 21, фильтрующих элементов 17, поджатых к крышке пружинами 19. В стержни ввернуты сливные пробки 20. Корпуса соединены с крышкой пробками 13, навернутыми на стержни 21. Фильтрующие элементы, изготовленные из специальной бумаги, работают параллельно. В крышке фильтра имеется сливной клапан, открывающийся при избыточном давлении 130тАФ 170 кН/м² (1,3тАФ1,7 кгс/см²).

С течение времени фильтрующие элементы засоряются и их гидравлическое сопротивление возрастает. Поэтому фильтрующие элементы необходимо периодически заменять, а сетку 13 (см. рис. 3, б) очищать и промывать. Топливоподкачивающий насос. Для подачи топлива из топливного бака через фильтры к насосам-форсункам и форсункам применяют подкачивающие насосы шестеренного (двигатель ЯАЗ-М206) или поршневого (дизель ЯМЗ-236 и дизель автомобиля КамАЗ-5320) типа. Насос (рис. 5), расположенный между фильтрами грубой и тонкой очистки топлива, состоит из следующих деталей: корпуса 21; поршня 20 с пружиной 22, удерживаемой пробкой 23; толкателя 4 с осью 5 и роликом 6; пружины 3 толкателя; штока 2; впускного 19 и выпускного 7 клапанов с пружинами соответственно 18 и 8. В корпус насоса ввернут цилиндр 12 насоса ручной подачи топлива, размещенный над впускным клапаном. Внутри цилиндра находится поршень 13 и шток 14. Втулка 1 штока 2 ввернута в корпус насоса. Эти детали, изготовленные с очень большой точностью, составляют прецизионную пару, раскомплектовка которой недопустима.

Топливоподкачивающий насос имеет два привода: ручной и механичеВнский. Ручным приводом пользуются для заполнения топливом фильтров, топливопроводов и удаления из системы питания воздуха. Если возникают трудности с пуском дизеля (например, в систему попал воздух), то необходимо также воспользоваться ручным приводом. При перемещении поршня 13 рукояткой 15 вверх в цилиндре 12 создается разрежение, открывается впускной клапан 19 и топливо поступает внутрь цилиндра. При перемещении поршня 13 вниз он давит на топливо, впускной клапан закрывается, а выпускной клапан 7 открывается и топливо подается к фильтру тонкой очистки. После прокачки системы ручным насосом поршень 13 опускают вниз и навертывают рукоятку 15 на резьбовой хвостовик цилиндра; поршень плотно прижимается к прокладке 16.

При работе дизеля действует механический привод топливоподкачивающего насоса. Вращающийся эксцентрик 24 набегает на ролик 6 толкателя 4, вследствие чего сжимается пружина 5 и перемещается шток 2 (рис. 5, б) с поршнем 20, сжимая пружину 22. Под действием давления топлива в полости А над поршнем впускной клапан 19 прижимается к седлу, а выпускной клапан 7 открывается; топливо перетекает по перепускному каналу 26 в полость Б под поршень 20.

Рис. 5. Топливоподкачивающий насос поршневого типа:

а тАФ конструкция; б тАФ схема перепуска топлива в полость Б; в тАФ схема поступления топлива в насос и подачи его к фильтру тонкой очистки; А тАФ полость над поршнем; Б тАФ полость под поршнем; 1 тАФ втулка; 2 тАФ шток толкателя; 3, 8, 18, 22 тАФ пружины; 4 тАФ толкатель; 5 тАФ ось ролика; 6 тАФ ролик; 7 тАФ выпускной клапан; 9 и 16 тАФ прокладки; 10 я 23 тАФ пробки; 11 тАФ корпус цилиндра; 12 тАФ цилиндр; 13 тАФ поршень; 14 тАФ шток поршня; 15 тАФ рукоятка; 17 тАФ втулка цилиндра ручного насоса; 19 тАФ впускной клапан; 20 тАФ поршень; 21 - корпус насоса; 24 тАФ эксцентрик; 25 и 26 тАФ каналы

Когда эксцентрик сходит с ролика толкателя, пружина 3 возвращает толкатель в исходное положение. Одновременно пружина 22, разжимаясь, перемещает поршень 20 в обратную сторону. Над поршнем в полости А создается разрежение, а под поршнем в полости Б повышенное давление. Выпускной клапан 7 садится на седло, и топливо из полости Б по каналам насоса и трубопроводу поступает к фильтру тонкой очистки (рис. 5, в). Вследствие наличия разрежения над поршнем открывается впускной клапан 19, и топливо заполняет полость А. При следующем набегании эксцентрика на ролик толкателя рассмотренные процессы повторяются.

Топливоподкачивающий насос подает топлива больше, чем необходимо для работы двигателя. Если ход поршня насоса будет все время постоянным, то давление в топливопроводе сильно возрастает. При уменьшении расхода топлива двигателем давление в полости Б повышается и сжатая пружина не сможет преодолеть противодавления топлива. Вследствие этого ход поршня уменьшается и соответственно снижается подача топлива насосом. Толкатель 4 при этом свободно перемещается в обе стороны. По мере увеличения расхода топлива двигателем давление в полости Б уменьшается, ход поршня увеличивается и подача топлива насосом возрастает.

Рис. 6. Топливный насос высокого давления дизеля ЯМЗ-236:

1 тАФ автоматическая муфта опережения впрыска топлива; 2 тАФ гайка; 3 тАФ шпонка; 4 тАФвтулка; 5 тАФ бинт-ограничитель; в тАФ рейка; 7 тАФ перепускной клапан; 8 тАФ корпус насоса; 9 тАФ гильза плунжера; 10 тАФ плунжер; 11 тАФ ниппель; 12 и 29 тАФ пробки; 13 тАФ сапун; 14 тАФ корпус регулятора; 15 тАФ кулачковый вал; 16 тАФ самоподжимной сальник; 17 тАФ конический роликоподшипник; 18 тАФ топливоподкачивающий насос; 19 тАФ кулачок; 20 тАФ регулировочные прокладки; 21 тАФ крышка подшипника; 22 тАФ указатель уровня масла; 23 тАФ крышка; 24 тАФ винт крепления крышки; 25 тАФ верхняя тарелка пружины; 26 тАФ зубчатый венец; 27, 37 и 45 тАФ винты; 28 тАФ канал отвода топлива; 30 тАФ штуцер; 31 тАФ упор клапана; 32 тАФ колпачковая гайка; S3 тАФ пружина нагнетательного клапана; 34 тАФ нагнетательный клапан; 35 тАФ седло нагнетательного клапана; 36 тАФ канал подвода топлива; 38 тАФ поворотная втулка; 39 тАФ пружина; 40 тАФ нижняя опорная тарелка пружины; 41 тАФ регулировочный болт; 42 тАФ контргайка; 43 - толкатель; 44 тАФ ролик толкателя; 46 - промежуточная опора кулачкового вала

В системе питания дизеля автомобиля КамАЗ-5320 имеются два топливоподкачивающих насоса подобного типа, лишь незначительно конструктивно отличающиеся (см. рис. 1, б).

Топливный насос высокого давления. Насос подает через форсунки в камеру сгорания необходимые порции топлива в строго определенные моменты. По принципу действия топливные насосы, применяемые на дизелях, относятся к золотниковому типу с постоянным ходом плунжера и регулировкой конца подачи топлива. Число секций топливного насоса соответствует числу цилиндров двигателя. Каждая секция обслуживает один цилиндр. Топливный насос дизеля ЯМЗ-236 имеет шесть насосных секций, а топливный насос дизеля автомобиля КамАЗ-5320 тАФ восемь секций, объединенных в общем корпусе.

Топливные насосы высокого давления дизелей ЯМЗ-236 и дизеля автомобиля КамАЗ-5320 расположены между рядами цилиндров и приводятся в действие от шестерен распределительного вала. На одном конце вала привода топливного насоса установлена шестерня, а другой конец вала соединен с центробежной муфтой опережения впрыска топлива. За два оборота коленчатого вала кулачковый вал насоса делает один оборот, и топливо подается во все цилиндры.

На корпусе 8 (рис. 6) топливного насоса высокого давления дизеля ЯМЗ-236 укреплен топливоподкачивающий насос 18. Автоматическая муфта 1 опережения впрыска топлива и регулятор частоты вращения коленчатого вала объединены с насосом в один агрегат. Кулачковый вал 15 насоса вращается на роликовых конических подшипниках 17, выходные концы вала уплотнены самоподжимными сальниками 16. Горизонтальная перегородка делит корпус на две части: верхнюю и нижнюю. В нижней части расположены кулачковый вал 15 и толкатели 43, а в верхней тАФ плунжерные пары. В горизонтальной перегородке есть шесть отверстий и пазы для установки и направления движения толкателей. Кулачковый вал приводит в движение плунжеры 10 через ролики 44 толкателей 43. В нижнюю часть корпуса насоса наливают масло через отверстие, закрытое сапуном 13, уровень которого контролируют указателем 22.

Плунжер 10 и гильза 9 являются основными деталями отдельной секции насоса. Соединенные вместе, они образуют плунжерную пару. Плунжер имеет диаметр 9 мм и ход 10 мм. Для создания высокого давления зазор между плунжером и гильзой не должен превышать 0,0015тАФ 0,0020 мм. Положение гильзы в насосе фиксировано стопорным винтом 27. В верхней части гильзы 4 (рис. 92) имеется впускное 1 и перепускное 13 отверстие. Плунжер может перемещаться внутри гильзы в вертикальном направлении и повертываться при помощи двух направляющих выступов, входящих в пазы поворотной втулки 33 (см. рис. 6). Последняя в свою очередь повертывается закрепленным на ней зубчатым венцом 26, находящимся в зацеплении с рейкой 6. В продольный паз рейки входит стопорный винт 37, определяющий ее положение.

Рис 7. Плунжерные пары!

а тАФ плунжер с продольной и отсечной кромками; б тАФ плунжер с двумя спиральными канавками; в тАФ работа плунжерной пары; РЖ и IV тАФ впуск топлива; II я V тАФ начало подачи; РЖРЖРЖ и VI тАФ конец подачи; VII тАФ максимальная подача; VIII тАФ средняя подача; IX тАФ отсутствие подачи; РЖ тАФ впускное отверстие; 2 тАФ надплунжерное пространство; 3 тАФ плунжер; 4 тАФ гильза плунжера; 5 тАФ нагнетательный клапан; 6 тАФ штуцер; 7 тАФ седло нагнетательного клапана; 8 тАФ разгрузочный поясок клапана; 9 тАФ прокладка; 10 тАФ продольный паз плунжера; 11 тАФ отсечная кромка плунжера; 12 тАФ кольцевая проточка; 13 тАФ перепускное отверстие; 14 тАФ осевое отверстие в плунжере; 15 тАФ диаметральное отверстие в плунжере; 16 тАФ спиральные каВннавки на плунжере

Головка плунжера может иметь кольцевую проточку 12 (см. рис. 7, а), два симметрично расположенных продольных паза 10 и две отсечных кромки П. У других насосов на головке плунжера профрезерованы две спиральные канавки 16 (см. рис. 7, б). При наличии спиральных канавок или двух отсечных кромок давление топлива с обеих сторон плунжера одинаковое (во время подачи топлива), и долговечность насосных секций увеличивается. На нижнем конце плунжера сделана кольцевая проточка для опорной тарелки 40 (см. рис. 6) пружины 39. Другой конец пружины упирается в верхнюю тарелку 25, установленную в кольцевой выточке корпуса. В верхней части каждой секции насоса помещен штуцер 30 с седлом 35 нагнетательного клапана 34, пружиной 33 и упором 31 клапана. От штуцера 30 через ниппель 11 топливо поступает в топливопровод, ведущий к форсунке. Плунжер, гильза, нагнетательный клапан и его седло с высокой точностью изготовлены из высококачественной стали, т.е. являются прецезионными парами, и раскомплектовывать их нельзя. Для выпуска воздуха из насоса служит отверстие, закрываемое пробкой 29.

Работа насоса высокого давления. Все секции топливного насоса высоВнкого давления работают одинаково, поэтому рассмотрим работу только одной из них. При вращении кулачкового вала 15 насоса кулачок набегает на ролик 44 толкателя, который, поднимаясь, сжимает пружину 39 и перемещает плунжер 10 вверх в гильзе 9. Во время дальнейшего поворота вала кулачок выходит изпод ролика толкателя, и пружина опускает плунжер вниз. При движении плунжера вверх секция подает топливо; при движении плунжера вниз происходит ход всасывания. Перемещение рейки 6 вызывает повертывание плунжера на некоторый угол. Таким образом, плунжер совершает сложное движение тАФ возвратно-поступательное и вращательное одновременно.

Топливо поступает из фильтра тонкой очистки в канал 36 насоса высокого давления и при нижнем положении плунжера через впускное отверстие 1 (см. рис. 7, а, схема РЖ) подается внутрь гильзы 4, заполняет надплунжерное пространство 2 и кольцевую проточку 12 по продольному пазу 10 и отсечной кромке 11. При подъеме плунжера 3 (схема РЖРЖ) топливо вначале вытесняется из надплунжерного пространства через впускное отверстие обратно в топливоподводящий канал. Затем, когда это отверстие перекроет плунжер, топливо сжимается в надплунжерном пространстве. При достижении давления 1000тАФ1800 кН/м² (10тАФ18 кгс/см²) нагнетательный клапан 5 поднимается вверх, сжимает пружину и пропускает топливо из надплунжерного пространства в штуцер 6, откуда оно поступает к форсунке. Дальнейшее движение плунжера вверх сопровождается повышением давления до 16 500⁺⁵⁰В° кН/м² (165⁺⁵ кгс/см²), при котором игла форсунки, приподнимаясь, открывает проход топливу, впрыскиваемому в камеру сгорания.

Впрыск топлива из форсунки в камеру сгорания продолжается до тех пор, пока отсечная кромке // движущегося вверх плунжера не начнет открывать перепускное отверстие 13 (схема ///), соединяющее надплунжерное пространство с топливоотводящим каналом. Давление в надплунжерном пространстве резко снижается, топливо перетекает в указанный канал, и нагнетательный клапан под действием пружины садится в седло 7.

Для устранения подтекания топлива в камеру сгорания между распылителем и иглой форсунки необходима быстрая посадка иглы в седло, т.е. четкая отсечка подачи топлива. Это обеспечивается нагнетательным клапаном, имеющим разгрузочный поясок 8, который при посадке клапана на седло способствует увеличению объема пространства за ним, что приводит к резкому снижению давления в трубке между клапаном и форсункой. Поясок клапана и седло (при опускании клапана) работают как поршневая пара.

Топливный насос, имеющий плунжеры с двумя спиральными канавками (рис. 92, б), работает с некоторым отличием. Подача топлива плунжером к форсунке продолжается до тех пор, пока верхняя кромка левой спиральной канавки 16 не начнет открывать перепускное отверстие 13 (схема V/). Топливо из надплунжериого пространства по осевому 14 и диаметральному 15 отверстиям и спиральной канавке 16 перетекает через отверстие 13 в топливоотводящий канал. Работа нагнетательного клапана не изменяется. Режим работы дизеля зависит от изменения количества топлива, подаваемого в циВнлиндры секциями насоса за один ход плунжера, что происходит при повороте плунжеров в гильзах на некоторый угол.

Если смотреть на плунжер сверху, то поворот его против часовой стрелки сопровождается увеличением количества подаваемого топлива. При движении рейки внутрь насоса плунжеры всех секций одновременно повертываются в положение, соответствующее максимальной подаче (схема VII). В этом случае расстояние А от отсечной кромки плунжера 3 до перепускного отверстия 13 будет наибольшим. При повороте плунжера по часовой стрелке подача топлива снижается (схема VIII), так как перепускное отверстие открывается раньше. Подача топлива плунжерной парой прекращается, если продольный паз 10 на головке плунжера находится в одной плоскости с перепускным отверстием 13 (схема IX).

При повороте плунжера 3 (см. рис. 7, б) также изменяется количество подаваемого топлива. При совмещении диаметрального отверстия 15 плунжера с перепускным 13 прекращается подача топлива. Таким образом, при повороте плунжера изменяется момент окончания подачи и количество подаваемого топлива, а момент начала подачи топлива насосом остается неизменВнным. Момент начала подачи топлива регулируют болтом 41 (см. рис. 6), ввернутым в толкатель 43. Если болт вывертывать, то при повороте кулачкового вала толкатель раньше будет поднимать плунжер и топливо будет раньше поступать к форсунке, т. е. угол начала подачи топлива насосной секцией увеличится. При ввертывании болта в толкатель этот угол уменьшается. Такую регулировку насоса выполняют на специальном стенде, где можно отрегулировать и равномерность подачи топлива отдельными секциями, для чего необходимо ослабить крепление зубчатого венца 26 (см. рис. 6) на втулке 38, чтобы можно было повертывать плунжер 10 (вместе со втулкой при неподвижной рейке 6) в ту или иную сторону.

Если повертывать кулачковый вал, то можно изменять угол опережения подачи топлива для всего насоса. При повороте кулачкового вала в сторону вращения угол опережения подачи топлива увеличивается, а при повороте этого вала против хода вращения указанный угол уменьшается. В процессе работы двигателя кулачковый вал повертывается автоматически тАФ центробежной муфтой опережения впрыска топлива. Насос начинает подавать топливо в цилиндр еще тогда, когда кривошип коленчатого вала не доходит на некоторый угол до в. м. т. Этот угол называют углом начала подачи топлива или углом опережения подачи топлива насосом. Форсунка позднее насоса начинает подавать топливо в цилиндр двигателя из-за некоторого расширения топливопроводов, незначительной сжимаемости топлива и небольших его утечек в насосе и форсунке.

Топливный насос высокого давления дизеля автомобиля КамАЗ-5320. Этот насос также золотникового типа, он он V-образный и несколько иной конструкции. При использовании на многоцилиндровых двигателях рядных насосов выявляется их недостаток тАФ увеличение длины. Применение на двигателях V-образных насосов позволяет уменьшить длину кулачкового вала, повысить его жесткость и увеличить давление впрыска топлива до 70 000 кН/м² (700 кгс/см²).

Угол развала секций насоса (рис. 93) составляет 75В°. В корпусе 1 насоса на роликоподшипниках 28 установлен кулачковый вал 29, уплотняемый самоподжимным сальником 26. На переднем конце (со стороны привода) кулачкового вала на шпонке 25 укреплена муфта 23 регулировки опережения впрыска топлива, удерживаемая от смещения гайкой 24, а на заднем конце тАФ ведущая шестерня 2. На шпонке 5 установлены фланец 4 ведущей шестерни и эксцентрик 6 привода топливоподкачивающего насоса; гайка 7 удерживает эти детали от смещения. Движение от фланца к ведущей шестерне передается через резиновые сухари 3, промежуточную шестерню 8, укрепленную на пальце 9 к шестерне 11 привода всережимного регулятора. Задний торец насоса закрыт крышкой 10 регулятора, на которой расположен топливоподкачивающий насос. На переднем торце корпуса насоса установлен перепускной клапан 20. Сверху насос закрыт крышкой 18, на которой находится рычаг управления регулятором. В насосе имеются две рейки тАФ левая и правая 22, соединенные общим рычагом 40. По числу цилиндров двигателя в корпусе насоса расположено восемь секций, установленных в отдельных корпусах 36. В насосную секцию (рис. 9) входят следующие детали и узлы: роликовый толкатель 4, пята 5, тарелка 6, пружины 7, опорная втулка 9, поворотная втулка 23, плунжер 10, гильза 13, нагнетательный клапан 14 с седлом и шайбой 18, штуцер 15, ввернутый в корпус 17 секции, установленной в корпусе 2 насоса. Уплотнение между корпусом насосной секции и корпусом насоса высокого давления осуществлено кольцами 16 и 21, сделанными из бензомаслостойкой резины. Гильза 13 плунжера, фиксированная в корпусе насосной секции штифтом 11, имеет два отверстия: впускное 12 и перепускное 20. Плунжер в верхней части имеет осевое и диаметральное отверстия и две спиральные канавки 19. Насосная секция работает так же, как и насосная секция топливного насоса высокого давления дизеля ЯМЗ-236, с той лишь разницей, что давление впрыска топлива увеличено до 18 000⁺⁵⁰⁰ кН/м² (180+⁵ кгс/см²). Форсунка. Насос подает топливо в камеру сгорания через форсунки, которые обеспечивают поступление топлива в камеру сгорания при определенном давлении и в мелкораспыленном виде. На дизелях применяют форсунки нескольких типов: открытые или закрытые, с распылителем, имеющим одно отверстие (сопло) или несколько. Закрытые форсунки могут быть штифтовые или бесштифтовые. На дизеле ЯМЗ-236 и дизеле автомобиля КамАЗ-5320 применяют закрытые бесштифтовые форсунки (рис. 95). Форсунку называют закрытой, так как сопла в распылителе 4 закрыты иглой 1 и только в момент впрыска топлива сообщаются с камерой сгорания. Для выхода топлива распылитель имеет четыре сопла диаметром 0,34 мм.

Вместе с этим смотрят:

Автоматизированная система оперативного управления перевозками

Автоматика и автоматизация на железнодорожном транспорте

Автомобильные дизельные топлива

Автомобильные эксплуатационные материалы

Автомобильный кран