2327

применяют металлическую спираль), навита лента 2 из фильтрующей бумаги. Поверх бумаги плотно и крестообразно навита хлопча& тобумажная пряжа 3. Трубка должна утопать относительно торцов элемента на 2–5 мм. Диаметр фильтрующего элемента 48 2,01,0 мм. Шаг

фильтрующей навивки 65+2,0 мм. Шаг навивки укороченного фильтрующего элемента равен 58 мм.

В последнее время для улучшения качества очистки топлива стали применять фильтры типа ТФ с бумажными фильтрующими эле& ментами.

Рис. 4.15. Ххлопчатобумажный фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки топлива:

1 – трубка, или спираль; 2 – лента; 3 – хлопчатобумажная пряжа

131

топливные насосы распределительного типа, у которых один насосный элемент подает топливо в несколько цилиндров двигателя.

Рядные (многоплунжерные) топливные насосы состоят из одного или нескольких насосных элементов, каждый из которых имеет следующие основные детали: плунжер 13 (рис. 4.17), представляющий собой ци& линдрический стержень, втулку 14 плунжера, кулачковый вал 1, толкатель плунжера 19 с пружиной 15 и нагнетательный клапан 8.

Рис. 4.17. Насосный элемент:

1 – кулачковый вал; 2 – отсечная кромка; 3 – головка топливного насоса; 4 и 11 – продольные каналы в головке насоса; 5 – отсечное окно;

6 – пружина нагнетательного клапана; 7 – штуцер; 8 – нагнетательный клапан; 9 – седло нагнетательного клапана; 10 – впускное окно; 12 – установочный винт; 13 &плунжер; 14 – втулка; 15 – пружина; 16 – тарелка пружины; 17 – регулировочный болт; 18 – контргайка;

19 – толкатель плунжера; 20 – ролик толкателя; а и г – канавки;

б– радиальное сверление; в – паз; д – разгружающий поясок;

е– запирающий конус; ж – пространство в штуцере над клапаном

133

Насосный элемент действует следующим образом. При вращении кулачкового вала плунжер совершает возвратно&поступательное дви& жение (перемещается вверх и вниз). Вверх он поднимается кулачком вала 1, вниз опускается пружиной 15, которая при опускании кулачка разжимается.

Во втулке имеется два окна: впускное 10 и перепускное (отсечное) 5. Через окно 10 во втулку поступает топливо, которое затем впрыски& вается в цилиндр. Через перепускное окно из втулки выпускается излишек топлива в конце впрыска. В верхней части плунжера имеется поперечная кольцевая канавка а, которая соединена с пазом в, идущим вдоль плунжера вверх до встречи с радиальным сверлением б в плун& жере. В верхней части этот паз узкий, а несколько ниже он расши& ряется. Плунжер в насосе устанавливают так, чтобы, в случае необхо& димости, его можно было бы повернуть на некоторый угол вокруг оси. Втулка плунжера 14 при работе насоса неподвижна. На торец втулки опирается седло нагнетательного клапана 9, в котором находится нагнетательный клапан 8. Пружина 6 прижимает клапан к седлу.

Нагнетательный клапан представляет собой сложную цилиндри& ческую фигуру. В нижней части это цилиндр, вдоль которого проходят несколько канавок г, расположенных на одинаковом расстоянии одна от другой. Затем идет небольшой уступ, на котором имеется ци& линдрический поясок д, называемый разгружающим. За ним располо& жен конус е, называемый запирающим. Конус герметически разобщает пространство над плунжером от пространства ж над клапаном, которое соединено трубопроводом высокого давления с форсункой, подающей топливо в цилиндр.

Топливо в цилиндр подается следующим образом. Когда плунжер движется вниз, то надплунжерное пространство через канал 11 (рис. 4.18,а) и окно 10 заполняется топливом. При движении вверх плунжер перекрывает окно 10. Топливо, заключенное в надплунжер& ном пространстве, сжимается. Когда давление достигает примерно 1 МПа (10 кГ/см2), топливо приподнимает нагнетательный клапан 8 (рис. 4.18,б), преодолевая усилие пружины 6. Движущийся плунжер продолжает сжимать топливо. При достижении давления примерно 14&16 МПа (140&160 кГ/см1) топливо автоматически впрыскивается форсункой. Впрыск тем продолжительнее, чем больше подается то& плива за один ход плунжера.

134

Рис. 4.18. Схема подачи топлива:

21 – осевое отверстие в плунжере; 22 – радиальное сверление в плунжере; 23 – вертикальная канавка плунжера; 24 – цилиндрический поясок нагнетательного клапана (названия остальных позиций те же,

что и на рис. 4.17)

По мере движения плунжера вверх наступает момент, когда отсеч& ная кромка 2 на плунжере встретится с окном 5 (см. рис. 4.17). Обра& зуется отверстие, через которое сжатое топливо с большой скоростью устремляется в канал 4 (рис. 4.18,в). Вследствие того, что гидравли& ческое сопротивление отверстия мало, через него вытечет больше топлива, чем подает плунжер, и давление над плунжером быстро снизится. Клапан 8 опустится под действием пружины 6 и более высокого давления топлива над клапаном, чем под клапаном.

В момент, когда нижняя кромка разгрузочного пояска клапана входит в его седло, надплунжерное пространство отделяется от пространства над клапаном и топливо не может перетекать из одного пространства в другое. Разгрузочный поясок, опускаясь в гнездо клапана, увеличивает объем пространства над ним.

Топливо при сжатии изменяет свой объем незначительно, а расши& рение трубопроводов в момент сжатия топлива над клапаном большого влияния на изменение объема не оказывает, поэтому даже небольшое увеличение пространства вследствие опускания разгрузочного пояска приводит к резкому снижению давления топлива в этом пространстве. Резкое снижение давления в системе топливоподачи способствует резкой отсечке и быстрому прекращению подачи топлива через форсунку.

135

Топливный насос дизелей ЯМЗ. Подкачивающий насос поршнево& го типа, его устройство и работа подобны устройству и работе подкачи& вающего насоса, устанавливаемого на топливных насосах 4ТН&8.5 10. Приводится в действие от эксцентрика, расположенного на кулачковом валу насоса высокого давления. Эксцентрик перемещает толкатель на расстояние 10 мм. В чугунном корпусе подкачивающего насоса на эпоксидном клее ввернута втулка штока (стержня) толкателя и запрессованы стальные седла (гнезда) клапанов. Клапаны – грибковые, изготовлены из капрона типа «корд». Цилиндр ручного насоса снабжен прокладкой из маслобензостойкой резины, к которой после подкачки прижимают поршень насоса, герметически разъединяя полость ци& линдра и полость впускного клапана.

Производительность насоса 2,2 л/мин при 1050 об./мин и противо& давлении 0,13&0,15 Мн/м2 (1,3&1,5 кГ/см2). Максимальное давление, развиваемое насосом, 0,4 Мн/м2 (4 кГ/см2); максимальное разрежение 380 мм рт. ст.

Насос высокого давления. Корпус насоса блочной конструкции изготовлен из алюминиевого сплава АЛ10В. Расстояние между осями плунжеров равно 40 мм. Кулачковый вал имеет симметричные кулачки тангенциального профиля, вращается на двух радиально&упорных подшипниках ГПЗ&6204. В середине кулачковый вал поддерживается опорой, изготовленной из специального алюминиевого сплава. Ход плунжера – 10 мм, диаметр плунжера – 9 мм. На головке плунжера изготовлены два винтовых паза: один из них рабочий, он образует отсечную кромку, а другой служит для уравновешивания бокового давления топлива на плунжер. Направление отсечной кромки правое, угол наклона кромки относительно плоскости, перпендикулярной оси плунжера, равен 35 16 25 . Устройство насосного элемента показано на рис. 4.19. На втулку плунжера 7 свободно надета поворотная втулка 11. На ней неподвижно укреплен стяжным винтом зубчатый венец 10, постоянно находящийся в зацеплении с рейкой 9 механизма управле& ния подачей топлива. В нижней части поворотной втулки имеются пазы, в которые заходят выступы плунжера 8. На заплечики хвостови& ка плунжера посажена нижняя тарелка 14 пружины 13 плунжера. Верхняя тарелка 12 пружины установлена на втулку 11.

При работе насоса пружина 13 через тарелку 14 перемещает плун& жер вниз. При помощи зубчатого венца и втулки осуществляется поворот плунжера и управление подачей топлива регулятором при изменении нагрузки на двигатель. Толкатель плунжера имеет ролик и втулку ролика; удерживается он от поворота хвостовиками оси ролика, которые заходят в направляющие пазы корпуса насоса.

136

Рис. 4.20. Муфта опережения впрыска: а – устройство; б – схема работы;

1 – ведущая полумуфта; 2 – пружина; 3 – ось груза; 4 – груз; 5 – ведомая полумуфта; 6 – уплотнительное кольцо; 7 и 9 – сальники;

8 – корпус; 10 – винт&заглушка; 11 – регулировочная шайба; – угол поворота ведомой полумуфты относительно ведущей полумуфты;

I – исходное положение грузов; II – положение грузов при увеличении числа оборотов двигателя

Одноплунжерные топливные насосы. Рядные (многоплунжерные) топливные насосы дороги и сложны в изготовлении и срок их службы мал. В процессе эксплуатации у этих насосов быстро нарушается равномерность подачи топлива в цилиндры, изменяется угол начала подачи топлива и снижается производительность насоса. В связи с этим созданы насосы, работающие по иному принципу.

Наибольшее распространение получили одноплунжерные топлив& ные насосы распределительного типа, характеризующиеся небольшими весом и размерами. У них значительно меньше деталей и их проще обслуживать. В этих насосах топливо по всем цилиндрам двигателя нагнетается и распределяется одним плунжером. По способу дозиро& вания (изменения количества подаваемого топлива) одноплунжерные насосы дизелей делятся на насосы: а) с перепуском излишка топлива после окончания впрыска; б) с дросселированием топлива на впуске путем изменения поперечного сечения впускного канала.

К первому типу относятся насосы, у которых, независимо от ве& личины подачи, перед каждым впрыском одинаковое количество то& плива сжимается до высокого давления. Количество топлива, впрыски& ваемого насосом за один ход плунжера, зависит от продолжительности впрыска. Чем больше подача, тем продолжительнее впрыск и тем позже его конец. Начало подачи остается практически неизменным при любой подаче. Достоинством этого типа насосов является то, что они

138

позволяют сравнительно легко получить требуемую характеристику впрыска при сохранении момента начала подачи.

Основным недостатком насосов этого типа является низкий срок службы прецизионных пар. В первую очередь изнашиваются те элементы, которые участвуют в отсечке конца впрыска и распределении топлива.

Ко второму типу насосов распределительного типа относятся на& сосы, у которых топливо дозируется на впуске. Потребная доза топлива отмеривается до того, как оно попадает в надплунжерное пространство. При каждом ходе плунжера все топливо, поступающее в надплунжер& ное пространство, впрыскивается в цилиндр дизеля. Чем меньше подача, тем меньше топлива поступает в надплунжерное пространство. В связи с этим начало впрыска у насосов этого типа является пере& менным и происходит тем раньше, чем больше подача. При малой подаче часть хода плунжера тратится на заполнение пространства, не заполненного топливом, поэтому подача начинается позже, чем при большой подаче. Это является недостатком данного типа насоса. Срок службы прецизионных пар этих насосов выше, чем у насосов с дозированием на перепуске.

ТНВД распределительного типа применяется для 3, 4, 5 и 6&ци& линдровых дизельных двигателей легковых автомобилей, тракторов и грузовых автомобилей мощностью до 20 кВт на цилиндр. Насосы распределительного типа для двигателей с непосредственным впрыс& ком (рис. 4.21) обеспечивают давление до 700 бар при частоте вра& щения до 2400 мин–1.

Рис 4.21. Схема системы впрыскивания топлива

снасосом распределительного типа:

1 – топливный бак; 2 – линия подачи топлива; 3 – топливный фильтр: 4 – насос распределительного типа; 5 – трубка высокого давления;

6 – форсунка; 7 – трубка возврата топлива

139

Топливоподкачивающий насос лопастного типа служит для подачи топлива из бака и вместе с нагнетательным регулирующим клапаном создает давление, которое возрастает прямо пропорционально частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Насос высокого давления (рис. 4.22) распределительного типа включает только один плунжерно&втулочный комплект для питания всех цилиндров. Плунжер не только создает требуемое давление топлива во время его рабочего хода, но и одновременно, вращаясь, распределяет его по отдельным выходным отверстиям. Во время одного оборота ведущего вала плунжер совершает количество тактов, равное числу цилиндров двигателя. Ведущий вал вращает кулачковую шайбу и плунжер, с которым она соединена. Выступы на кулачковой шайбе обеспечивают осевое перемещение плунжера и его вращение (распределение и подачу топлива). Насос продолжает подачу топлива во время рабочего хода до тех пор, пока выпускное отверстие плунжера остается закрытым, и прекращает подачу топлива, как только выпуск& ное отверстие совмещается с отверстием в регулирующей втулке. Регулятор определяет положение регулирующей втулки, которая перемещается на плунжере.

Шаровая цапфа обеспечивает соединение между регулирующей втулкой и рычагами регулятора, которые, в свою очередь, перемещают& ся под действием центробежной силы, вызываемой вращающимися грузами с учетом противодействия пружины регулятора. Скоростной режим устанавливается регулированием натяжения пружины рычагом. Регулировочный винт полной нагрузки используется для установки системы рычаг&регулятор для получения максимальной мощности. Могут быть установлены дополнительные пружины для адаптиро& вания к холостому ходу и переходным характеристикам.

ТНВД распределительного типа, оснащенные двухрежимными регуляторами, управляются посредством микровыключателя или потенциометра.

Механические вспомогательные устройства управления исполь& зуются в целях обработки дополнительных рабочих параметров для регулирования количества впрыскиваемого топлива (компенсатор давления во впускном патрубке, гидравлические и механические средства адаптации к полной нагрузке) и для управления закрытием отверстия (начало подачи топлива).

140