13.2.3.2. Розподільні пнвт
Розподільні ПНВТ (13.3) отримали поширення у дизелях легкових і легких вантажних автомобілів. Вони розрізняються:
за засобом утворення високого тиску – з аксіальним рухом плунжера та радіальним рухом плунжерів;
за засобом регулювання – з механічним та електронним керуванням;
за методом керування цикловою подачею – з керуванням регулювальною кромкою та з керуванням електромагнітним клапаном.
13.3. Розподільні ПНВТ (адреса файлу Блок 4) Розподільний ПНВТ – паливний насос високого тиску, який має одну секцію, що подає паливо до усіх або групи циліндрів ДВЗ. |
Схема системи живлення з розподіленим ПНВТ з механічним керуванням наведена на рис.13.25, конструкція насоса з аксіальним рухом плунжера – на рис.13.26, а схема його роботи – на рис.13.27.
Плунжер, рухаючись до ВМТ (праворуч), здійснює хід нагнітання при набіганні виступів кулачкової шайби (їх кількість дорівнює числу циліндрів ДВЗ) на ролики. Зміну циклової подачі здійснює дозатор, який переміщується важелем керування та змінює момент відсічки.
Рисунок 13.25. Система живлення з розподіленим ПНВТ з механічним керуванням
1 – паливопровід низького тиску; 2 – тяга; 3 – педаль подачі палива; 4 – ПНВТ; 5 – електромагнітний клапан зупинки; 6 – паливопровід високого тиску; 7 – зливний паливопровід; 8 – форсунка; 9 – свіча розжарювання; 10 – паливний фільтр; 11 – паливний бак; 12 – паливопідкачувальний насос; 13 – акумуляторна батарея; 14 – ключ пуску; 15 – блок керування свічами розжарювання; 16 – ДВЗ
Рисунок 13.26. Розподільний насос з аксіальним рухом плунжера:
1 – вал привода; 2 – важіль регулятора; 3 – плунжер; 4 – дозатор; 5 – пружина; 6 – кулачкова шайба; 7 – ролик; 8 – шиберний паливопідкачувальний насос
Рисунок 13.27. Схема роботи насоса з аксіальним рухом плунжера:
а – наповнення; б – активний хід; в – відсічка; А – розподільний паз; Б – нагнітальний канал; В – впускне вікно; Г – виточення; Д – надплунжерна порожнина; Е – вікно; Ж – радіальний канал
Для відсічки використовуються нагнітальні клапани з дроселем зворотного потоку або клапан постійного тиску (рис.13.28). Обидва мають зворотні клапани, які пропускають зайве паливо при появі у паливопроводах високого тиску хвиль тиску і попереджують підвпорскування палива.
Рисунок 13.28. Нагнітальні клапани: з дроселем зворотного потоку (а) та постійного тиску (б):
1 – розвантажувальний пасок; 2 – стержень клапана; 3 – корпус клапана; 4 – шайба зворотного клапана; 5 – пружина; 6 – держатель клапана; 7 – регулювальна шайба; 8, 10 – втулка; 9 – пружина клапана постійного тиску; 11 – поршень клапана постійного тиску; 12 – шариковий клапан постійного тиску; 13 – тарілка
Регулятори частоти обертання аналогічно рядним ДВЗ можуть бути механічними і електронними (рис. 13.29), дво- і всережимними. ПНВТ можуть бути обладнані пристроями поліпшення холодного пуску, тиску у впускному колекторі тощо.
Рисунок 13.29. Регулятори частоти обертання розподільних ПНВТ – механічний (а) та електронний (б):
1 – важіль керування; 2 – відцентровий регулятор; 3 – важільний механізм; 4 – регулювальна втулка; 5 – кільцевий датчик; 6 – механізм регулювання циклової подачі; 7 – електромагнітний клапан зупинки ДВЗ; 8 – плунжер; 9 – клапан регулювання моменту подачі
Пристрій випередження впорскування (рис.13.30) – гідравлічний. Під діє тиску палива поршень пристрою зміщується, повертаючи роликове кільце, тим самим змінюючи момент впорскування.
Рисунок 13.30. Гідравлічний пристрій випередження впорскування: будова (а) та принцип дії (б):
1 – роликове кільце; 2 – ролик; 3 – опора; 4 – палець; 5 – поршень пристрою випередження впорскування; 6 – кулачкова шайба; 7 – плунжер
У ПНВТ з електронним керуванням (рис.13.31) додано: датчик кута повороту вала ПНВТ, електромагнітний клапан високого тиску та електронний блок керування.
Рисунок 13.31. Розподільний ПНВТ з електронним керуванням:
1 – датчик кута повороту вала ПНВТ; 2 – привод ПНВТ; 3 – блок керування ПНВТ; 4 – електромагнітний клапан високого тиску; 5 – нагнітальний клапан; 6 – пристрій випередження впорскування з електромагнітним клапаном
У розподільних ПНВТ з радіальним рухом плунжерів (роторних) тиск утворюється плунжерами, що рухаються у пазах ротора при набіганні штовхачів на виступи кулачкової шайби (рис.13.32). Тривалість впорскування і момент відсічки керуються електромагнітним клапаном високого тиску (рис.13.33).
Рисунок 13.32. Схема розподільного насоса з радіальним рухом поршнів:
а – наповнення; б – активний хід; в – приклади конструкції плунжерів; 1 – ротор; 2 – втулка; 3 – кулачкова шайба; 4 – штовхач; 5 – плунжери; 6 – ролики; 7 – пази штовхача; 8 – камера високого тиску; А – впускне вікно; Б – випускне вікно
Рисунок 13.33. Конструкція (а) та схема роботи (б) розподільного роторного ПНВТ:
1 – паливопідкачувальний насос; 2 – датчик кута повороту валу ПНВТ; 3 – блок керування; 4 – блок високого тиску (9 – плунжерний блок; 10 – ротор; 12 – нагнітальний клапан); 5 – пристрій випередження впорскування; 6 – електромагнітний клапан високого тиску; 7 – електромагнітний клапан встановлення моменту початку впорскування; 8 – клапан керування тиску; 11 – клапан дроселювання перепуску
28.
Форсунки призначені для розпилювання палива та утворення факела палива, що забезпечує необхідне сумішоутворення в камері згоряння. Розрізняють форсунки відкритого і закритого типів.
Відкриті форсунки являють собою одне чи кілька соплових отворів, розташованих на кінці нагнітального трубопроводу, тобто об`єм порожнини високого тиску завжди має сполучення з простором камери згоряння. Істотним недоліком форсунки є те, що в результаті розширення об`єму палива в нагнітальному трубопроводі після відсічення відбувається витікання палива через сопло при малих тисках розпилювання. Це приводить до погіршення, неповноти згоряння, закоксування форсунок. Відкриті форсунки застосовують для паливних систем з невеликим об`ємом між плунжером і сопловим отвором.
У автотракторних ДВЗ використовують лише закриті форсунки. У них, завдяки запірному органу – голці, нагнітальна порожнина з'єднується з камерою згоряння тільки в процесі впорскування палива.
Паливо розпилюється розпилювачем, що складається з корпуса і голки. Голка притискається до корпуса пружиною. Принцип дії закритої форсунки з гідравлічним керуванням (рис.13.34) полягає в тому, що, коли зусилля на конічному пояску головки, що створюється стисненим паливом, переборює силу пружини, голка розпилювача відходить від сідла, і паливо з великою швидкістю минає через соплові отвори розпилювача. При зниженні тиску у нагнітальному трубопроводі голка розпилювача під дією пружини сідає у сідло і закриває соплові отвори.
Рисунок 13.34. Закрита форсунка з пружинним запиранням:
1 – штуцер; 2 – захисний фільтр; 3 – пружина; 4 – голка розпилювача; 5 – корпус розпилювача; 6 – корпус форсунки; А – підвідний канал; Б – відвідний канал
Розпилювачі (рис.13.35) бувають з одним і декількома отворами. Останні мають від 4 до 10 отворів діаметром 0,15÷0,25 мм. До їхніх недоліків відносять засмічування і закоксовування соплових отворів, що приводять до зміни форми і напрямку факелів і повного припинення подачі палива. Розпилювачі з одним отвором звичайно застосовують у двигунах з розділеними камерами згоряння і поділяються на штифтові та безштифтові. Штифт сприяє кращому розпилюванню палива і додає необхідну форму факелу при підйомі голки. Застосовуються розпилювачі з конічним і циліндричним штифтами.
Розпилювачі, у яких голка має плоский кінець, називаються безштифтовими. Вони мають той недолік, що при експлуатації у них порушується герметичність сопла, у зв'язку з чим не забезпечується нормальне розпилювання палива. Зі збільшенням частоти обертання вала паливного насоса, а також при переході до двотактного процесу коливання стовпа палива у нагнітальному трубопроводі починають сильно позначатися на процесі впорскування. Коливання спотворюють закон подачі палива, що заданий профілем кулачка, і можуть викликати додаткове впорскування палива (підвпорскування).
Рисунок 13.35. Розпилювачі закритих форсунок: а – багатоотворовий; б – штифтовий;
1 – корпус; 2 – голка; 3 – штифт
Для реалізації двостадійного впорскування використовують двопружинні форсунки (рис. 13.36). Попереднє впорскування (при тиску 20÷22 МПа) здійснюється при стискуванні верхньої пружини, доки голка не упреться у опорну втулку. Основне впорскування (при тиску 36÷42 МПа) відбувається при стискуванні нижньої пружини, при цьому голка переміщується разом з опорною втулкою до упирання у проставку.
Рисунок 13.36. Двопружинна форсунка:
1 – корпус форсунки; 2 – регулювальні шайби; 3 – верхня натискна пружина; 4 – натискний штифт; 5 – напрямна шайба; 6 – нижня натискна пружина; 7 – натискний стержень; 8 – тарілка; 9 – проставка; 10 – опорна втулка; 11 – корпус розпилювача; 12 – гайка розпилювача; 13 – голка розпилювача; h1 – попередній хід голки; h2 – основний хід голки
Конструкція електрогідравлічної форсунки зображена на рис.13.37. При відкритті за допомогою електромагніту кульковим клапаном дросельного отвору відведення палива тиск над голкою падає, і голка підіймається. При закритті клапана тиск над голкою перевищує тиск під голкою, і форсунка закривається.
Рисунок 13.37. Електрогідравлічна форсунка: а – у закритому стані; б – у відкритому стані;
1 – магістраль зворотного зливу; 2 – штекер; 3 – електромагнітний клапан; 4 – магістраль високого тиску; 5 – кулька клапана; 6 – дросельний отвір відведення палива; 7 – дросельний отвір підведення палива; 8 – камера керівного клапана; 9 – поршень керівного клапана; 10 – канал підведення палива до розпилювача; 11 – голка розпилювача
29.