 |
Основные теоретические положения
|
|
|
|
Лабораторная работа № 21
Изучение процесса проверки и регулировки топливного насоса высокого давления на стенде.
Цели занятия:
обучающая: приобретение навыков регулировки ТНВД на стенде;
воспитательная: воспитание внимательности, аккуратности, дисциплинированности, умений работать в команде и чувства коллективной ответственности и взаимопомощи;
развивающая: развитие памяти и технического мышления.
Основные теоретические положения
Назначение стенда.
Стенд КИ-22205 предназначен для испытания и регулировки топливной аппаратуры автотракторных и комбайновых дизельных двигателей в ремонтных предприятиях. Стенд позволяет выполнять следующие операции:
1 Испытание и регулирование рядных топливных насосов с количеством секций до 8, а также с количеством насосов распределительного типа с количеством штуцеров до 8 по следующим показателям:
-величина подачи насосными элементами;
- угол начала подачи топлива методом проливки от стендового насоса;
- угол начала впрыскивания топлива через форсунку;
- давление подъема нагнетательных клапанов и геометрическая продолжительность подачи;
2 Испытание топливоподкачивающих насосов по следующим показателям:
-производительность;
-максимальное развиваемое давление;
3 Испытание топливных фильтров по следующим показателям:
- герметичность;
- пропускная способность.
Устройство стенда.
Стенд состоит из следующих основных частей: корпуса, привода с механическим вариатором, блока электроники с датчиком фотоэлектрическим, системы топливоподачи, электрооборудования и приборов(рисунок 1).
1-подставка для блока электроники, 2-кнопки управления приводом стендового насоса, 3-кнопки управления приводом стенда, 4-тумблер включения стенда в сеть: 5-удлинитель; 6- устройство для зажима испытываемого подкачивающего насоса, 7- блок электроники; 8- клавиша угол; 9- клавиша подача: 10- индикаторные лампы частота вращения: 11- кнопка ПУСК, 12- кнопка СТОП, 13 индикаторные лампы число циклов, угол НАЧАЛА ВПРЫСКИВАНИЯ; 14-тумблер включения блока в сеть; 15-переключатель циклов; 16-устройство для испытания подкачивающих насосов шестеренчатого типа: 17-манометр, 18 кронштейн крепления топливных фильтров; 19- кожух; 20- передний бак;21- Планка с трубками; 22-панель управления датчиками, 23- датчики начала впрыскивания; 24-маховик прижима кожуха, 25- стрелка-указатель, 26- мост мензурок: 27- контрольная риска, 28- рукоятка для поворота кожуха; 29-рукоятка поворота моста мензурок; 30-фотодатчик, 31- панель передняя, 32-маховичок изменения частоты вращения приводного вала; 33-главный вал с присоединительной муфтой; 34-прижим датчиков начала впрыскивания; 35-боковина, 36-электрошкаф; 37-манометр; 38-рукоятка вентиля. 39-рукоятка крана распределителя; 40- стол стенда; 41- заземляющее устройство.
|
|
|
Рисунок 1 - Стенд КИ-22205.
Для испытуемых насосов используется кронштейны(рисунок 2)
1- для насоса Д-10; 2-для насоса Нд-21, 4TH-8,5x10; 3- для нacocа УТН-5; 4- для насосаЯЗТА-238
Рисунок 2 кронштейны крепления топливных насосов
Кулачковый вал испытуемого насоса соединяется с валом привода стенда соединительными муфтами(рисунок 3).
1-к насосу Д-108; 2- к насосу ЯЗТА-238; 3 к насосу НД-22; 4- к насосу 4ТН-8,5х10; 5- к насосу УТН-5; 6-соединительная шайба для насоса ЯЗТА-238 с муфтой опережения; 7-соеденительная шайба приводного вала.
Рисунок 3 – Соединительные муфты и шайбы
Схема соединения топливопроводов при обкатке, а также при испытании топливных насосов на производительность и угол начала впрыскивания приведена на рисунке 4
1,2,4-топливопровод низкого давления; 3- топливопровод низкого давления; 5- топливопровод высокого давления
I-штуцер от бака; II- штуцер от фильтра; III-штуцер к фильтру; V-давление 2,5 Мпа; VI- для насоса Д-108
Рисунок 4 – Схема соединения топливопроводов при обкатке,а также при испытании топливных насосов и производительность и угол начала впрыскивания
|
|
|
Схема соединения топливопроводов при испытании топливных насосов нагнетанием топлива в головку насоса под высоким давлением приведена на рисунке 5
1-топливопровод высокого давления;2-топливопровод низкого давления;3-планка с трубками
Рисунок 5- Схема соединения топливопроводов при испытании топливных насосов нагнетанием топлива в головку насоса под высоким давлением
Топливный насос высокого давления ЯМЗ представлен на рисунке 6
1 - автоматическая муфта опережения впрыскивания топлива; 2 - гайка; 3 ~ шпонка; 4 - втулка; 5 - винт-ограничитель; 6 - рейка; 7 - перепускной клапан; 8 - корпус насоса; 9 - втулка плунжера; 10 - плунжер; 11 - ниппель; 12 и 29 - пробки; 13 - сапун; 14 - корпус регулятора; 15 - кулачковый вал; 16 - самоподжимной сальник; 17 - конический роликоподшипник; 18 - топливоподкачивающий насос; 19 - кулачок; 20 - регулировочная прокладка; 21 - крышка подшипника; 22 - указатель уровня масла; 23 - крышка; 24 - винт крепления крышки; 25 - верхняя тарелка пружины; 26 - зубчатый венец; 27, 37 и 45-винты: 28,(аналотвода топлива; 30 - штуцер; 31 - упор клапана; 32 - колпачковая гайка; 33 - пружина нагнетательного клапана; 34 -нагнетательный клапан; 35 - седло нагнетательного клапана; 36 - канал подвода топлива; 38 - поворотная втулка; 39 - пружина; 40 - нижняя опорная тарелка пружины; 41 - регулировочный болт; 42 - контргайка; 43 - толкатель; 44 - ролик толкателя; 46 - промежуточная опора кулачкового вала.
Рисунок 6 – Топливный насос высокого давления ЯМЗ
Качество распыливания дизельного топлива во многом предопределяет процесс его горения а значит и образования токсичных компонентов в отработавших газах. Более качественного распыливания можно достигнуть при высоком давлении порядка 1600…2000 кrc/cм2, однако стандартные системы топливоподачи не могут обеспечить подачу топлива к форсункам под таким давлением поэтому настоящее время более широкое распространение имеют топливные системы с электронным управлением«коммонрейл»,насос- форсунки и системы насос-форсунка-трубопровод.
|
|
|
Главной отличительной особенностью аккумуляторных топливных систем с электронным управлением « коммонрейл » является разделение узла создающего давление (ТНВД – аккумулятор) и узла впрыска (форсунки). Аккумуляторные топливные системы применялись еще в 50-е годы на двигателях морских судов. Первым промышленным образцом аккумуляторной топливной системы с электронным управлением без мультипликаторов давления, названный коммонрейл (CommonRail) (общий путь, т.е. общая для форсунок магистраль, аккумулятор, явилась совместная разработка фирм RobertBoschGmbH, Fiat, Elasis. В настоящее время работы по применению систем «коммонрейл» ведутся практически во всех фирмах-производителях ТПА (R.Bosch, Lucas, Siemens, L’Orange). На серийных автомобилях с применением электронного управления они появились в 1997 году. По сравнению с обычным дизелем система «коммонрейл» позволяет снизить расход топлива до 40% при уменьшении токсичности отработавших газов и снижении шумности при работе на 10 %.
ТНВД фирмы «Бош» показан на рисунке 7.
Насос имеет компоновку в виде звездообразной схемы (радиально-плунжерный) и состоит из эксцентрикового приводного вала 1, трех плунжеров 3, расположенных под углом 120°, впускного трубопровода с предохранительным клапаном 14 и противодренажным отверстием, впускного клапана 5 с электромагнитом, выпускного шарикового клапана 7 и регулятора давления с клапаном 10. Применение насоса с тремя плунжерами, позволяет произвести три рабочих хода за один оборот при небольших затратах мощности на привод и обеспечивает равномерную подачу топлива.
При вращении вала 1, эксцентрик вала, набегая или сбегая передвигает толкатель вместе с плунжером 3. При движении плунжера вниз в надплунжерном пространстве создается разрежение и топливо через впускной топливопровод и открытый при этом впускной клапан 5 поступает в надплунжерное пространство. При движении плунжера вверх над ним создается высокое давление за счет относительно короткого хода плунжера и подбора его диаметра, впускной клапан при этом закрывается, а шариковый выпускной клапан 7 открывается и топливо поступает в гидроаккумулятор. Давление, производимое насосом не зависит от количества топлива подаваемого в цилиндры. Насос крепится на двигателе и приводится в действие с помощью зубчатой передачи, цепью или ременной передачей с максимальной частотой вращения 3000 об/мин. Смазка внутренних движущихся деталей насоса производится от поступающего топлива.
|
|
|
1 – эксцентриковый вал; 2 – кулачок; 3 – плунжер со втулкой; 4 – камера над плунжером; 5 – впускной клапан; 6 – электромагнитный клапан отключения плунжерной секции; 7 – выпускной клапан; 8 – уплотнения; 9 – штуцер магистрали, ведущей к аккумулятору высокого давления; 10 – клапан регулирования давления; 11 – шариковый клапан; 12 – магистраль обратного слива топлива; 13 – магистраль подачи топлива к ТНВД; 14 – предохранительный клапан с дроссельным отверстием; 15 – перепускной канал низкого давления; а – продольный разрез; б – поперечный разрез
Рис. 9 Радиально-плунжерный ТНВД фирмы «Бош»
При превышении давлении в системе в электромагнит регулятора давления поступает соответствующий сигнал от блока управления и якорь электромагнита в зависимости от величины сигнала перемещается на определенную величину передвигает клапан регулирования давления 10, открывая необходимое сечение канала слива топлива.
Для обеспечения необходимой производительности насоса на различных режимах работы двигателя одна из секций насоса может выключаться с помощью электромагнитного клапана 6. Шток клапана по сигналу блока управления выдвигается и блокирует впускной клапан 5, поэтому при движении плунжера вверх давление над плунжером не возрастает и топливо в гидроаккумулятор не подается. Электромагнитный клапан может также дросселировать (изменять проходное сечение) прохождение топлива на входе. Дросселирование и выключение секций насоса необходимо для снижения затрат мощности, так как применение стравливания топлива с использованием регулятора давления приводит к непроизводительным потерям мощности. Фирма «Сименс» использует аналогичные насосы, но в них используются электромагнитный клапан позволяющий дросселировать прохождение топлива на входе в каждую секцию.
ТОПЛИВОПОДКАЧИВАЮЩИЕ НАСОСЫ.
В качестве топливоподкачивающих насосов в системах коммонрейл инасос-форсунках применяются шестеренчатые с механическим приводом (внешнего зацепления), роторные (роликовые) насосы с автономным электроприводом и лопастного типа с отдельно расположенными лопатками. Топливоподкачивающие насосы могут быть объединены с ТНВД или устанавливаться отдельно, в том числе погруженных в топливный бак. Давление топлива подаваемого топливоподкачивающими насосами составляет 5…8 кгс/см2. Принцип действия шестеренчатых насосов аналогичен насосам, устанавливаемым в системе смазки, роторных – устанавливаемых в системах впрыска бензиновых двигателей.
|
|
|
|
|
|
