 |
Урок № 1.2.65. Тема: «Конструктивные особенности V- образных ТНВД»
|
|
|
|
ТО и ремонт автомобильного транспорта
Тема 1.2 «Устройство и основы теории двигателя»
Урок № 1.2.65. Тема: «Конструктивные особенности V- образных ТНВД»
Топливный насос дизельного двигателя КамАЗ – 740 V-образный восьмисекционный.
В корпусе 1 (рис. 1) установлены восемь секций, каждая состоит из корпуса 17, втулки 16 плунжера 11, поворотной втулки 10, нагнетательного клапана 19, прижатого через уплотнительную прокладку 18 к втулке плунжера штуцером 20.
| Рис. 1. Топливный насос высокого давления: 1 - корпус; 2, 32 - ролики толкателей; 3, 31 - оси роликов; 4 -втулка ролика; 5 - пята толкателя; 6 - сухарь; 7 - тарелка пружины толкателя; 8 - пружина толкателя: 9, 34, 43, 45, 51 - шайбы; 10 - втулка поворотная; 11 - плунжер; 12, 13, 46, 55 - кольца уплотнительные; 14 - штифт установочный; 15 - рейка; 16 - втулка плунжера; 17 - корпус секции; 18 - прокладка нагнетательного клапана; 19 -клапан нагнетательный; 20 - штуцер; 21 - фланец корпуса секции; 22 - насос ручной топливоподкачива-ющий; 23 - пробка пружины; 24, 48 - прокладки; 25 -корпус насоса низкого давления; 26 - насос топливоподкачивающий низкого давления; 27 - втулка штока; 28 - пружина толкателя; 29 - толкатель; 30 - винт стопорный; 33, 52 - гайки; 35 - эксцентрик привода насоса низкого давления; 36, 50 - шпонки; 37 - фланец ведущей шестерни регулятора; 38 - сухарь ведущей шестерни регулятора; 39 - шестерня ведущая регулятора; 40 - втулка упорная; 41, 49 - крышки подшипника; 42 - подшипник; 44 - вал кулачковый; 47 - манжета с пружиной в сборе; 53 - муфта опережения впрыскивания топлива; 54 - пробка рейки; 56 - клапан перепускной; 57 - втулка рейки; 58 - ось рычага реек; 59 -прокладки регулировочные |
Плунжер совершает возвратно-поступательное движение под действием кулачка вала 44 и пружины 8. Толкатель от проворачивания в корпусе зафиксирован сухарем 6. Кулачковый вал вращается в роликоподшипниках 42, установленных в крышках и прикрепленных к корпусу насоса. Осевой зазор кулачкового вала регулируется прокладками 48. Величина зазора должна быть не более 0,1 мм. Для увеличения подачи топлива плунжер 11 поворачивают втулкой 10, соединенной через ось поводка с рейкой 15 насоса. Рейка перемещается в направляющих втулках 57. Выступающий ее конец закрыт пробкой 54. С противоположной стороны насоса находится винт, регулирующий подачу топлива всеми секциями насоса. Этот винт закрыт пробкой и запломбирован. Топливо к насосу подводится через специальный штуцер, к которому болтом крепится трубка низкого давления. Далее по каналам в корпусе оно поступает к впускным отверстиям втулок 16 плунжеров. На переднем торце корпуса, на выходе топлива из насоса установлен перепускной клапан 56, открытие которого происходит при давлении 58,8... 78,5 кПa (0,6... 0,8 кгс/см2).
|
|
|
Давление открытия клапана регулируется подбором регулировочных шайб внутри пробки клапана. Смазывание насоса циркуляционное, под давлением от общей системы смазывания двигателя. На двигателе с турбонаддувом установлен топливный насос высокого давления мод. 334 с повышенной энергией впрыскивания, с противодымным корректором и номинальной цикловой подачей топлива 96 мм3/цикл.
Работа насоса высокого давления плунжерного типа, установленного на дизелях КамАЗ-740, состоит из наполнения надплунжерного пространства топливом с частичным его перепуском, подачи топлива под высоким давлением к форсункам, отсечки и перепуска его в сливной топливопровод. При работе двигателя рейка топливного насоса перемещается в соответствии с изменением подачи топлива, при этом одновременно поворачиваются плунжеры всех секций.
В секцию насоса (рис. 2 в) входят следующие детали и узлы: роликовый толкатель 4, пята 5, тарелка 6, пружина 7, опорная втулка 9, поворотная втулка 23, плунжер 10, втулка 13, нагнетательный клапан 14 с седлом и шайбой 18, штуцер 25, ввернутый в корпус 17 секций, установленной в корпусе 2 насоса.
|
|
|
| 
в
|
Рис. 2 а - схемы работы секции насоса; б - схемы изменения количества подаваемого топлива.
I - впуск топлива; II — начало подачи; III- конец подачи; IV — максимальная подача; V — половинная подача; VI — отсутствие подачи.1 - впускное отверстие; 2 - втулка плунжера; 3 - плунжер; 4 - надплунжерное пространство; 5 - разгрузочный поясок нагнетательного клапана; 6 - нагнетательный клапан; 7 - седло нагнетательного клапана; 8 - штуцер; 9 - пружина нагнетательного клапана; 10 - канал подвода топлива; 11 - спиральная канавка на плунжере; 12 - канал отвода топлива; 13 - перепускное отверстие; 14 - осевое отверстие в плунжере; 15 - диаметральное отверстие в плунжере.
в - секция насоса:
1 - кулачок распределительного вала; 2 - корпус насоса; 3 - ролик толкателя; 4 - толкатель; 5 - пята толкателя; 6 - тарелка пружины; 7 - пружина; 8 - опорная шайба; 9 – опорная втулка; 10 - плунжер; 11 - штифт; 12 – впускное отверстие; 13 - втулка плунжера;14 - нагнетательный клапан; 15 - штуцер; 16 и 21 - уплотнительные кольца секции; 17 - корпус секции насоса; 18 - шайба; 19 - спиральная канавка плунжера; 20 - перепускное отверстие; 22 - рейка; 23 - поворотная втулка плунжера.
Уплотнение между корпусом секции насоса и корпусом насоса высокого давления осуществлено кольцами 16 и 21. сделанными из бензомаслостойкой резины. Втулка 13 плунжера, фиксированная в корпусе секции насоса штифтом 11, имеет два отверстия: впускное 12 и перепускное 20. Плунжер в верхней части имеет осевое и диаметральное отверстия и две спиральные канавки 19.
Все секции топливного насоса высокого давления работают одинаково, поэтому рассмотрим работу только одной из них. При вращении кулачкового вала (рис. 2 в) насоса кулачок 1 набегает на ролик 3 толкателя 4, который, поднимаясь, сжимает пружину 7 и перемещает плунжер 10 вверх во втулке 13 плунжера. Во время дальнейшего поворота вала кулачок выходит из-под ролика толкателя, и пружина опускает плунжер вниз. При движении плунжера вверх секция подает топливо; при движении плунжера вниз происходит наполнение надплунжерного пространства топливом. Перемещение рейки 22 вызывает поворачивание плунжера на некоторый угол. Таким образом, плунжер совершает сложное движение - возвратно-поступательное и вращательное одновременно.
|
|
|
Топливо поступает из фильтра тонкой очистки в канал 12 насоса высокого давления и при нижнем положении плунжера через впускное отверстие 1 (рис. 2, а, схема I) подается внутрь втулки 2, заполняет надплунжерное пространство 4 и проходит через осевое 14 и диаметральное 15 отверстия к спиральным канавкам 11. При подъеме плунжера 3 (схема II) 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 1 - 1,8 МПа нагнетательный клапан 6 поднимается вверх, сжимает пружину 9 и пропускает топливо из надплунжерного пространства в штуцер 8, откуда оно поступает к форсунке. Дальнейшее движение плунжера вверх сопровождается повышением давления до 16,5 МПа, при котором игла форсунки, приподнимаясь, открывает проход топливу, впрыскиваемому в камеру сгорания.
Впрыскивание топлива из форсунки в камеру сгорания продолжается до тех пор, пока отсечная кромка спиральной канавки 11 движущегося вверх плунжера не начнет открывать перепускное отверстие 13 (схема III), соединяющее надплунжерное пространство с топливоотводящим каналом. Давление в надплунжерном пространстве резко снижается, топливо перетекает в указанный канал, и нагнетательный клапан б 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 5, который при посадке клапана на седло способствует увеличению объема пространства за ним, что приводит к резкому снижению давления в трубке между штуцером и форсункой. Поясок клапана и седло (при опускании клапана) работают как поршневая пара.
|
|
|
Режим работы дизеля зависит от количества топлива, подаваемого в цилиндры секциями насоса за один ход плунжера. При повороте плунжеров во втулках на некоторый угол изменяется количество подаваемого топлива.
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 IV). 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 V), так как перепускное отверстие открывается раньше. Подача топлива плунжерной парой прекращается при совмещении диаметрального отверстия 15 плунжера с перепускным 13 (схема VI), так как при движении плунжера вверх надплунжерное пространство 4 сообщается сначала с отверстием 13, а затем с отверстием 1. Таким образом, при повороте плунжера изменяется момент окончания подачи и количество подаваемого топлива, а момент начала подачи топлива насосом остается неизменным. Момент начала подачи топлива регулируют пятой толкателя. Если увеличивать толщину пяты толкателя, то при повороте кулачкового вала толкатель раньше будет поднимать плунжер, и топливо будет раньше поступать к форсунке, т. е. угол начала подачи топлива секцией насоса увеличится. При уменьшении этот угол уменьшается. Такую регулировку насоса выполняют на специальном стенде, где можно также отрегулировать и равномерность подачи топлива отдельными секциями, для чего необходимо ослабить крепление насосной секции на корпусе 1, чтобы можно было поворачивать насосную секцию (при неподвижной рейке) в ту или иную сторону.
Поворачивая кулачковый вал, можно изменять угол опережения подачи топлива для всего насоса. При повороте кулачкового вала в направлении его вращения при работе двигателя угол опережения подачи топлива увеличивается, а при повороте этого вала в обратном направлении указанный угол уменьшается. В процессе работы двигателя кулачковый вал повертывается автоматически - центробежной муфтой опережения впрыскивания топлива. Насос начинает подавать топливо в цилиндр еще тогда, когда кривошип коленчатого вала не доходит на некоторый угол до ВМТ. Этот угол называют углом начала подачи топлива или углом опережения подачи топлива насосом. Форсунка позднее насоса начинает подавать топливо в цилиндр двигателя вследствие некоторого расширения топливопроводов, незначительной сжимаемости топлива и небольших его утечек в насосе и форсунке.
|
|
|
Автоматическая муфта опережения впрыска топлива изменяет начало подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Применение муфты обеспечивает оптимальное для рабочего процесса начало подачи топлива по всему диапазону скоростных режимов. Этим обеспечивается экономичность и приемлемая жесткость процесса при различных скоростных режимах работы двигателя. Муфта установлена на переднем конце кулачкового вала топливного насоса высокого давления.
За два оборота коленчатого вала кулачковый вал насоса делает один оборот, и топливо из секции топливного насоса высокого давления подается с порядком работы двигателя. Муфта дополнительно поворачивает кулачковый вал относительно вала привода топливного насоса высокого давления. Таким образом, обеспечиваются углы опережения впрыскивания, близкие к оптимальным, что значительно улучшает процесс пуска двигателя, а также его экономичность при работе на режимах частичных и полной нагрузок.
Муфты опережения впрыскивания топлива дизелей КамАЗ-740 и ЗиЛ-645 так же, как и муфты опережения впрыскивания топлива дизелей ЯМЗ-236, -238, автоматические, с центробежными механизмами. Они состоят из ведущих и ведомых полумуфт, связанных друг с другом через подвижные детали с упругими элементами. Принцип работы их такой же, как у муфты опережения впрыскивания дизелей ЯМЗ. Устройство муфт также не имеет существенных различий.
|
|
|
