Давления:

а-впуск (всасывание); б-начало подачи; в-конец подачи

В виду того, что все секции насосов высокого давления ра­ботают одинаково и в этом смысле различные насосы конст­руктивно принципиально не отличаются, рассмотрим работу насоса на примере одной из секции.

При движении плунжера 1 (рис. 8.8) вниз внутреннее про­странство гильзы 12 наполняется топливом, и одновременно оно подается насосом низкого давления в подводящий канал 10 корпуса 11 насоса. При этом открывается впускное отверстие 9, и топливо поступает в надплунжерное пространство 8. Затем под действием кулачка плунжер начинает подниматься вверх (рис. 8.8,6), 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.

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 ка-

меру сгорания. Подача топлива продолжается до тех пор, пока винтовая кромка 13 (рис. 8.8,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 13 плунжера.

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.

Перемещение плунжера во втулке с момента закрытия впус­кного отверстия до момента открытия выпускного отверстия называется активным ходом плунжера, который в основном и определяет количество подаваемого топлива за цикл работы топливной секции.

Рис.8.9. Схема изменения подачи топлива

Изменение количества топлива, подаваемого секцией за один цикл, происходит в результате поворота плунжера 1 зубчатой рейкой. При различных углах поворота плунжера благодаря винтовой кромке смещаются моменты открытия выпускного отверстия. При этом, чем позднее открывается выпускное от­верстие, тем большее количество топлива может быть подано к форсункам.

На рис. 8.9 показаны следующие положения винтовой кром­ки плунжера за цикл работы топливной секции:

• положение А - максимальная подача топлива и наибольший активный ход плунжера 1. В этом случае расстояние h от винтовой кромки 5 плунжера до выпускного отверстия 2 будет наибольшим;

• положение Б - промежуточная подача, так как при пово­роте плунжера по часовой стрелке расстояние h уменьшается и выпускное отверстие открывается раньше;

• положение В - нулевая подача топлива. Плунжер повёрнут так, что его продольный паз 3 расположен против выпускного отверстия 2 (h=0), в результате чего при перемещении плунжера вверх топливо вытесняется в выпускной канал, подача топ­лива прекращается и двигатель останавливается.

Автоматическая муфта опережения впрыскивания 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.

Ведомая полумуфта 13 (рис.8.10) закреплена на конической поверхности переднего конца кулачкового вала топливного насоса шпонкой и гайкой с шайбой, ведущая полумуфта 1 - на ступице ведомой (может поворачиваться на ней). Между сту­пицей и полумуфтой установлена втулка 3. Грузы 11 качаются на осях 16, запрессованных в ведомую полумуфту, в плоскости, перпендикулярной оси вращения муфты. Проставка 12 ведущей полумуфты упирается одним концом в палец груза, другим - в профильный выступ. Пружина 8 стремится удержать груз на упоре во втулку 3 ведущей полумуфты.

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

Рис8.10. Автоматическая муфта опережения впрыскивания топлива

1-полумуфта ведущая; 2 и 4-манжеты; 3-втулка ведущей полумуфты; 5-корпус; 6-регулировочные прокладки; 7-стакан пружины; 8-пружина; 9 и 15-шайбы; 10-кольцо; 11- груз с пальцем; 12-проставка с осью; 13-полу-муфта ведомая; 14-копьцо уплотнительное; 16-ось грузов

Форсунки. Для впрыскивания и распыливания топлива, а также для распределения его частиц по объему камеры сгора­ния служит форсунка. Основным конструктивным элементом форсунки является распылитель, имеющий одно или несколь­ко выходных (сопловых) отверстий, формирующих факел впрыскиваемого топлива. Существуют форсунки открытого и закрытого типа. В четырехтактных дизелях применяют форсун­ки закрытого типа, сопловые отверстия которых закрываются запорной иглой, поэтому внутренняя полость в корпусе распы­лителей форсунок сообщается с камерой сгорания только в пе­риод впрыскивания топлива.

Форсунки закрытого типа по конструкции запорного уст­ройства распылителей делятся на бесштифтовые и штифтовые. У бесштифтовых форсунок (рис. 8.11) 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.), где недостаточное вихревое движение воздуха восполняется хоро­шим распыливанием топлива форсункой.

Рис. 8.11. Форсунка дизеля ЯМЗ (а); типы распылителей (6 и в) и схема работы форсунки (г)

У штифтовых форсунок (рис. 8.11, б) на конце запорной иглы 2 имеется фасонный штифт, входящий в сопловое отвер­стие распылителя 1, что придает струе распыленного топлива конусообразность и строго определенную направленность. Та­кие форсунки чаще применяются на дизелях с разделенной ка­мерой сгорания.

На дизелях КАМАЗ-740 применяются форсунки закрытого типа с гидравлическим подъемом иглы и фиксированным распылите­лем. Все детали форсунки собраны в корпусе 6 (рис. 8.12). К ниж­нему торцу корпуса форсунки гайкой 2 присоединены проставки 3 и корпус 1 распылителя, 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 1 распылителя топ­ливо поступает в полость меж­ду корпусом распылителя и иг­лой 14 и, отжимая её, 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 конусо-

образными, прижаты накид­ными гайками через шайбы к конусным гнездам штуцеров топливного насоса и форсу­нок. Во избежание поломок от вибрации топливопроводы закреплены скобами и крон­штейнами

Рис.8.12.Форсунка дизеля КАМАЗ-740:

1-корпус распылителя; 2-гайка рас­пылителя; 3-проставка; 4-установоч-ные 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

Регулятор частоты вращения коленчатого вала

Автомобильные дизели работают при переменных нагрузках и частотах вращения коленчатого вала. Нагрузка и частота враще­ния коленчатого вала дизеля зависят от скорости движения авто­мобиля, массы перевозимого им груза и сопротивления дороги. Частота вращения коленчатого вала не должна превышать допус­тимую, так как это может привести к перегрузке подвижных дета­лей механизмов дизеля и, кроме того, коленчатый вал дизеля не должен останавливаться, работая с малой частотой вращения на холостом ходу во время кратковременных стоянок автомобиля. С этой целью на дизелях устанавливают регуляторы частоты враще­ния коленчатого вала, которые позволяют автоматически поддер­живать заданную скорость движения автомобиля, облегчают уп­равление и повышают эффективность использования дизеля.

В автомобильных дизелях, как правило, применяют центро­бежные регуляторы, которые подразделяют на всережимные и двухрежимные. Первые обеспечивают устойчивую работу ди­зеля на всех задаваемых скоростных режимах, включая мини­мальную частоту вращения коленчатого вала дизеля на холос­том ходу, и ограничивают максимальную частоту вращения коленчатого вала; вторые поддерживают минимально устойчи­вое вращение коленчатого вала на холостом ходу и ограничи­вают его максимальную частоту вращения, т.е. действуют на двух предельных скоростных режимах работы двигателя.

На четырехтактном дизеле КАМАЗ-740 установлен (рис. 8.13) всережимный регулятор частоты вращения прямого действия, который изменяет количество топлива, подаваемого в цилинд­ры, в зависимости от нагрузки, поддерживая заданную частоту. Регулятор установлен в развале корпуса топливного насоса высокого давления. На кулачковом валу насоса установлена ведущая шестерня 21 регулятора, вращение на которую пере­дается через резиновые сухари 22. Ведомая шестерня выполне­на заодно с державкой 9 грузов, вращающейся на двух шарико­подшипниках. При вращении державки грузы 13, качающиеся на осях 10, под действием центробежных сил расходятся и че­рез упорный подшипник 11 перемещают муфту 12; муфта, упи­раясь в палец 14, в свою очередь, перемещает рычаг 32 муфты грузов. Рычаг 32 одним концом закреплен на оси 33, а другим, через штифт, соединен с рейкой топливного насоса. На оси 33 также закреплен рычаг 31, другой конец которого перемещает­ся до упора в регулировочный болт 24 подачи топлива. Рычаг 32 передает усилие рычагу 31 через корректор 15

23 22 21

32 31 30 29 28 27 26 25

Рис.8.13.Регулятор частоты вращения:

7-задняя крышка; 2-гаика; 3-шайба; 4-подшипник; 5-регулировочная про­кладка; 6-промежуточная шестерня; 7-прокладка задней крышки регуля­тора; 8-стопорное кольцо; 9-державка грузов; 10-ось груза; 11-упорный подшипник; 12-муфта; 13-груз; 14-палец; 15-корректор; 16-возвратная пружина рычага останова; 17-болт; 18-втулка; 19-кольцо; 20-рычаг пру­жины регулятора; 21-ведущая шестерня; 22-сухарь ведущей шестерни; 23-фланец ведущей шестерни; 24-регулировочный болт подачи топлива; 25-рычаг стартовой пружины; 26-пружина регулятора; 27-рейка; 28-стар-товая пружина; 29-штифт; 30-рычаг реек; 31-рычаг регулятора; 32-ры-чаг муфты грузов; 33-ось рычагов регулятора; 34-болт крепления верх­ней крышки

Рычаг 1 (рис. 8.14) управления регулятором жестко связан с рычагом 20 (рис. 8.13). К рычагам 20 и 31 присоединена пружи­на 26; к рычагам 25 и 30 - стартовая пружина 28.

Во время работы регулятора в определенном режиме цент­робежные силы грузов уравновешенны усилием пружины 26. При увеличении частоты вращения коленчатого вала грузы, преодолевая сопротивление пружины 26, перемещают рычаг 32 регулятора с рейкой топливного насоса - подача топлива умень­шается. При уменьшении частоты вращения коленчатого вала центробежная сила грузов уменьшается и рычаг 32 регулятора с рейкой топливного насоса под действием усилия пружины перемещается в обратном направлении - подача топлива и ча­стота вращения увеличиваются.

Подача топлива выключается поворотом рычага 3 (рис. 8.14) останова до упора в болт 6, при этом рычаг 3, преодолев усилие пружины 26 (рис. 8.13) через штифт 29 повернет рычаги 31 и 32; рейка переместится до полного выключения подачи топлива. При снятии усилия с рычага останова под действием пружины 16 рычаг возвратится в рабочее положение, а стартовая пружи­на 28 через рычаг 30 вернет рейку топливного насоса в положе­ние максимальной подачи топлива, необходимой для пуска.

Рис. 8.14.Крышкам регулятора частоты вращения:

1-рычаг управления регулятором; 2-болт ограничения минимальной ча­стоты вращения; 3-рычаг останова; 4-пробка заливного отверстия; 5-болт регулировки пусковой подачи; 6-болт ограничения хода рычага ос­танова; 7-болт ограничения максимальной частоты вращения

Система питания воздухом

Система питания дизеля воздухом состоит из воздушного фильтра 4 (рис. 8. 15), 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.

Уплотнитель представляет собой гофрированный резиновый патрубок, внутрь которого вставлен нажимной дисьг, служащий опорой для распорной пружины. Последняя обеспечивает гер­метичность соединения уплотнителя с переходником.

Воздушный фильтр (рис. 8.16) сухого типа, двухступенчатый, предназначенный для очистки поступающего в двигатель воз­духа от пыли. Он состоит из корпуса 3, крышки 1, фильтрую­щего элемента 5. Герметичность соединения крышки с корпу­сом обеспечивается уплотнительным кольцом 2. Крышка кре­пится к корпусу тягами.

Рис. 8.15. Система питания дизеля КАМАЗ-740 воздухом

Очистка воздуха в воздушном фильтре двухступенчатая. Первая ступень очистки - моноциклон состоит из заслонки 4, обеспечивающей вращение воздушного потока вокруг фильт­рующего элемента 5, таким образом очищая воздух от пыли, которая собирается в бункере. Пылесборный бункер образо­ван крышкой 1 и съемной заглушкой.

Рис. 8.16. Воздушный фильтр

1 Вторая ступень очистки - фильтрующий элемент 5, который

состоит из наружного и внутреннего кожухов. Кожухи изготов­лены из перфорированной стали и гофрированного фильтрую­щего картона, соединенными 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 6.

В целях повышения эффективности очистки воздуха, посту­пающего в двигатель, и увеличения ресурса фильтрующего эле­мента предусмотрена установка в воздушный фильтр предочистителя. Предочиститель представляет собой оболочку из не­тканного фильтровального полотна, которое одевается 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. 8.17. Индикатор засоренности:

1-диск; 2-красный барабан

Индикатор засоренности воздушного фильтра (рис. 8.17) ус­тановлен на левом впускном воздухопроводе. По мере засоре­ния воздушного фильтра возрастает величина разряжения 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.