 |
Приборы топливной системы высокого давления.
|
|
|
|
К приборам питания магистрали высокого давления дизелей относятся топливный насос высокого давления, форсунки и топливопроводы.
Топливный насос высокого давления служит для точного дозирования топлива и подачи его в определенный момент под высоким давлением к форсункам. Каждая секция топливного насоса обеспечивает работу одного из цилиндров двигателя, поэтому число секций топливного насоса определяется числом его цилиндров.
На дизеле КамАЗ-740 (рис. 11) устанавливают V-образный рядный насос высокого давления.
Рис. 11. Топливный насос высокого давления: (СЛАЙД № 12, 13)
1 - винт регулировки цикловой подачи топлива; 2 - корректор подачи топлива по давлению наддувочного воздуха; 3 - подшипник крышки регулятора; 4, 21 - регулировочные прокладки; 5 - подшипник державки грузов; 6 - державка грузов; 7 - ось грузов; 8 - упорный подшипник муфты peгулятора; 9 - груз; 10 - возвратная пружина рычага останова; 11 - муфта регулятора; 12 - прямой корректор; 13 - верхняя крышка регулятора; 14 - рычаг пружины регулятора; 15 - перепускной клапан; 16 - пробка рейки; 17 - втулка рейки; 18 - манжета; 19 - фланец ведомой полумуфты; 20 - полумуфта ведомая; 22 - подшипник кулачкового вала; 23 - кулачковый вал; 24 - шестерня регулятора ведущая; 25 - сухарь ведущей шестерни; 26 - фланец ведущей шестерни; 27 - эксцентрик привода топливоподкачивающего насоса; 28 - крышка peгyлятopa задняя; 29 - шестерня регулятора промежуточная; 30 - подшипник промежуточный шестерни регулятора
Работа насоса высокого давления плунжерного типа состоит из наполнения надплунжерного пространства топливом с частичным его перепуском, подачи топлива под высоким давлением к форсункам, отсечки и перепуска его в сливной трубопровод. При работе двигателя рейка топливного насоса перемещается в соответствии с изменением подачи топлива, при этом одновременно поворачиваются плунжеры всех секций. (СЛАЙД № 14).
|
|
|
При движении плунжера 1 (рис. 12, а) вниз внутреннее пространство гильзы 12 наполняется топливом, и одновременно оно подается насосом низкого давления в подводящий канал 10 корпуса насоса 11. При этом открывается впускное отверстие 9 и топливо поступает в надплунжерное пространство 8. Затем под действием кулачка плунжер начинает подниматься вверх (рис. 12,б), перепуская топливо обратно в подводящий канал 10 до тех пор, пока верхняя кромка плунжера 1 не перекроет впускное отверстие 9 гильзы. После перекрытия этого отверстия давление топлива резко возрастает и при 1,2-1,8 МПа топливо, преодолевая усилие пружины 5, поднимает нагнетательный клапан 6 и поступает в топливопровод.
Рис. 12. Схема работы секции топливного насоса высокого давления (СЛАЙД № 14),
а – впуск (всасывание); б – начало подачи; в – конец подачи
Дальнейшее перемещение плунжера вверх вызывает повышение давления до 17 МПа, превышающее давление, создаваемое пружиной форсунки, в результате чего игла форсунки приподнимается и происходит впрыскивание топлива в камеру сгорания. Подача топлива продолжается до тех пор, пока винтовая кромка 13 (рис. 12,в) плунжера не откроет выпускное отверстие 3 в гильзе, в результате чего давление над плунжером резко падает, нагнетательный клапан 6 под действием пружины закрывается и надплунжерное пространство разъединяется с топливопроводом высокого давления. При дальнейшем движении плунжера вверх топливо перетекает в сливной канал 4 через продольный паз 2 и винтовую кромку плунжера 13.
Нагнетательный клапан 6 разгружает топливопровод высокого давления, так как он снабжен цилиндрическим разгрузочным пояском 7, который при посадке клапана на седло обеспечивает увеличение объема топливопровода примерно на 70-80 мм3. Этим достигается резкое прекращение впрыскивания топлива и устраняется возможность его подтекания через распылитель форсунки, что улучшает процесс смесеобразования и сгорания рабочей смеси, а также повышает надежность работы форсунки. Регулятор частоты вращения коленчатого вала изменяет количество топлива, подаваемого в цилиндры в зависимости от нагрузки, поддерживая заданную частоту вращения коленчатого вала.
|
|
|
Двигатель КамАЗ-740 имеет регулятор всережимный, механический прямого действия, который установлен в развале корпуса топливного насоса высокого давления. На кулачковом валу насоса установлена ведущая шестерня, в развале корпуса установлена на двух шариковых подшипниках ведомая шестерня, которая выполнена заодно с державкой грузов.
Рис. 13. Верхняя крышка топливного насоса высокого давления (СЛАЙД № 15)
1 – рычаг управления регулятором (рейкой топливного насоса); 2 – болт ограничения минимальной частоты вращения; 3 – болт регулировки пусковой подачи; 4 – цилиндр пневматический останова двигателя; 5 – рычаг останова двигателя; 6 – болт ограничения хода рычага останова; 7 – болт ограничения максимальной частоты вращения
Подача топлива прекращается поворотом рычага 5 (рис. 13) останова двигателя до упора в болт 6. При этом рычаг 5, преодолев усилие пружины 6, через штифт 2 повернет рычаги 3, 9 и 10, рейки переместятся до полного прекращения подачи топлива.
Всережимный регулятор частоты вращения коленчатого вала ЯМЗ-238 монтируется на торце топливного насоса высокого давления и приводится от кулачкового вала посредством шестерен.
Ввиду увеличения натяжения пружины рейка насоса перемещается в сторону увеличения подачи топлива и частота вращения вала двигателя возрастает, причем обороты вала двигателя будут возрастать до тех пор, пока центробежная сила грузов не уравновесит силу натяжения пружины. При уменьшении нагрузки на двигатель топливо продолжает поступать в цилиндры в прежнем количестве, ввиду этого обороты коленчатого вала двигателя возрастают. При возрастании оборотов грузы 6 под действием центробежной силы расходятся и, действуя через систему рычагов, перемещают рейку в сторону уменьшения подачи топлива до момента, пока не наступит равновесие усилия, развиваемого центробежной силой грузов, и усилия, развиваемого пружиной. При увеличении же нагрузки на двигатель при неизменной подаче топлива обороты вала двигателя начинают уменьшаться, ввиду этого центробежная сила грузов также уменьшается, и пружина, воздействуя через систему рычагов на рейку, увеличивает подачу топлива до момента наступления равновесия усилия центробежной силы грузов и усилия пружины. Таким образом осуществляется регулирование скоростного режима работы двигателя. Пружина 26 служит для удержания рейки насоса высокого давления в положении подачи при пуске двигателя, при этом обеспечивается автоматическое обогащение рабочей смеси в цилиндре двигателя при пуске.
|
|
|
Для того чтобы остановить двигатель, необходимо скобу выключения подачи топлива повернуть вниз; при этом связанная со скобой кулиса и нижний конец рычага рейки перемещаются влево, рейка выдвигается до упора вправо, подача топлива прекращается. (СЛАЙД № 16)
Автоматическая муфта опережения впрыскивания топлива изменяет начало подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
На дизелях КамАЗ-740 и ЯМЗ-238 устанавливается автоматическая муфта опережения впрыскивания топлива центробежного типа.
При увеличении частоты вращения коленчатого вала грузы под действием центробежных сил расходятся, вследствие чего ведомая полумуфта поворачивается относительно ведущей в направлении вращения кулачкового вала, что вызывает увеличение угла опережения впрыскивания топлива. При уменьшении частоты вращения коленчатого вала грузы под действием пружин сходятся, ведомая полумуфта поворачивается вместе с валом насоса в сторону, противоположную направлению вращения вала, что вызывает уменьшение угла опережения впрыскивания топлива.
Форсунки. Предназначены для впрыскивания и распыливания топлива, а также для распределения его частиц по объему камеры сгорания. Основным конструктивным элементом форсунки является распылитель, имеющий несколько выходных (сопловых) отверстий, формирующих факел впрыскиваемого топлива. В четырехтактных дизелях применяют форсунки закрытого типа, сопловые отверстия которых в процессе между впрыскиванием топлива закрываются запорной иглой. (СЛАЙД № 17, 18)
|
|
|
Форсунки закрытого типа по конструкции запорного устройства распылителей делятся на бесштифтовые и штифтовые. У бесштифтовых форсунок УРАЛ (ЯМЗ-238) (рис. 14) конец запорной иглы 2 представляет собой конус, отделяющий сопловые отверстия от топливопровода высокого давления. Распылители 1 таких форсунок обычно имеют несколько сопловых отверстий, расположение которых зависит от формы камеры сгорания. Бесштифтовые форсунки с несколькими сопловыми отверстиями устанавливаются обычно на дизелях с неразделенными камерами сгорания (ЯМЗ, КамАЗ и др.).
 |
Рис. 14. Форсунка дизеля ЯМЗ-238 (СЛАЙД № 17)
Рис. 15. Форсунка дизеля КамАЗ-740 (СЛАЙД № 18)
1 – корпус распылителя; 2 – гайка распылителя; 3 – проставка; 4 – установочные штифты; 5 – штанга; 6 – корпус; 7 – уплотнительное кольцо; 8 – штуцер; 9 – фильтр; 10 – уплотнительная втулка; 11 и 12 – регулировочные шайбы; 13 – пружина; 14 – игла распылителя
На дизелях КамАЗ-740 применяются форсунки закрытого типа с гидравлическим управлением подъема иглы и фиксированным распылителем. Все детали форсунки собраны в корпусе 6 (рис. 15). К нижнему торцу корпуса форсунки гайкой 2 присоединены проставки 3 и корпус распылителя 1, внутри которого находится игла 14. Корпус и игла распылителя составляют прецизионную пару (индивидуально и с высокой точностью подобранные). Распылитель имеет четыре сопловых отверстия. Проставка 3 и корпус 1 зафиксированы относительно корпуса 6 штифтами 4. Пружина 13 одним концом упирается в штангу 5, которая передает усилие на иглу распылителя, другим – в набор регулировочных шайб 11. Топливо к форсунке подается под высоким давлением через штуцер 8, в котором установлен сетчатый фильтр 9. Далее по каналам корпуса 6, проставки 3 и корпуса распылителя 1 топливо поступает в полость между корпусом распылителя и иглой 14 и, отжимая ее, впрыскивается в цилиндр. Просочившееся через зазор между иглой и корпусом распылителя топливо отводится через каналы в корпусе форсунки. Форсунка установлена в головке цилиндра и закреплена скобой. Торец гайки распылителя уплотнен от прорыва газов гофрированной шайбой. Уплотнительное кольцо 7 предохраняет полость между форсункой и головкой цилиндров от попадания пыли и воды.
|
|
|
Топливопроводы. Подразделяются на топливопроводы низкого давления – 0,4-2 МПа и высокого давления – более 2 МПа. Топливопроводы высокого давления изготовлены из стальных трубок, концы которых выполнены конусообразными, прижаты накидными гайками через шайбы к конусным гнездам штуцеров топливного насоса и форсунок. Во избежание поломок от вибрации топливопроводы закреплены скобами и кронштейнами.
Система питания воздухом.
Система питания дизеля воздухом состоит из воздушного фильтра 4 (рис. 16), уплотнителя 3, воздухозаборника 1, патрубков и труб, соединяющих воздухозаборник с воздушным фильтром и воздушный фильтр с впускным коллектором. Впускные коллекторы служат для распределения воздуха по цилиндрам.
Воздушный фильтр (рис. 17) сухого типа, двухступенчатый, предназначенный для очистки поступающего в двигатель воздуха от пыли. Он состоит из корпуса 3, крышки 9, фильтрующего элемента 2. Герметичность соединения крышки с корпусом обеспечивается уплотнительным кольцом 5. Крышка крепится к корпусу тягами. Очистка воздуха в воздушном фильтре двухступенчатая. Первая ступень очистки – моноциклон – состоит из предочистителя 1, обеспечивающего вращение воздушного потока вокруг фильтрующего элемента 5, таким образом очищая воздух от пыли, которая собирается в бункере. Пылесборный бункер образован крышкой 9 и съемной заглушкой.
Рис. 16 - Система питания дизеля КамАЗ-740 воздухом (СЛАЙД № 19)
1 – воздухозаборник; 2 – соединительная труба; 3 – уплотнитель; 4 – воздушный фильтр
Вторая ступень очистки – фильтрующий элемент 2, который состоит из наружного и внутреннего кожухов. Кожухи изготовлены из перфорированной стали и гофрированного фильтрующего картона, соединенных по торцам металлическими крышками, которые приклеены специальным клеем. Фильтрующий элемент плотно прижат к днищу корпуса 3 и уплотняется двумя торцевыми резиновыми кольцами. Крепится фильтрующий элемент в корпусе самостопорящейся гайкой 12.
Рис. 17 - Фильтр воздушный (СЛАЙД № 20)
1 – предочиститель; 2 – элемент фильтрующий; 3 – корпус; 4 – завихритель; 5 – уплотнительное кольцо; 6 – защелка; 7 – гайка; 8 – заглушка; 9 – крышка; 10 – перегородка бункера; 11 – шайба плоская; 12 – гайка
Предочиститель представляет собой оболочку из нетканого фильтровального полотна, которое надевается на фильтрующий элемент перед его установкой в корпус фильтра.
Предварительно очищенный в первой ступени воздух поступает во вторую ступень со сменным картонным фильтрующим элементом для более тонкой очистки, где, проникая через поры картона, оставляет на его поверхности мелкие частицы пыли. Очищенный воздух через патрубок поступает в коллекторы, распределяющие воздух по цилиндрам.
Рис. 18 - Индикатор засоренности (СЛАЙД № 21)
1 – диск; 2 – красный барабан
Индикатор засоренности воздушного фильтра (рис. 18) установлен на левом впускном воздухопроводе. По мере засорения воздушного фильтра возрастает величина разрежения во впускных трубопроводах двигателя, в результате чего индикатор срабатывает, т. е. красный барабан закрывает окно индикатора и не возвращается после останова двигателя. Это свидетельствует о необходимости обслуживания воздушного фильтра.
Системы вывода отработавших газов предназначена для выброса в атмосферу отработавших газов, а также частичного отвода тепла от двигателя и привода турбокомпрессоров. Система состоит из двух выпускных коллекторов 1, двух приемных труб 2 (рис. 19), гибкого металлического рукава 3, глушителя 7.
Подшипниковые цапфы вала ротора закаливаются ТВЧ на глубину 1-1,5 мм. После механической обработки ротор динамически балансируется до величины 0,5 г×мм.
Рис. 19. Система вывода отработавших газов: (СЛАЙД № 22)
1 - турбокомпрессор; 2 - приемная труба; 3 - гибкий металлический рукав; 4 - труба правая; 5 - стремянка; 6 - хомут; 7 - глушитель; 8 - кронштейн выпускной трубы; 9 - труба выпускная; 10 - рама автомобиля; 11 - труба левая
При работе двигателя отработавшие газы из цилиндров двигателя поступают в выпускные коллекторы и подводятся для привода турбокомпрессоров. Далее отработавшие газы по приемным трубам, гибкому металлическому рукаву подводятся к глушителю, в котором происходит уменьшение шума выпуска отработавших газов.
Выводы по вопросу.
Учебный вопрос № 2
|
|
|
