Устройство бронетанкового вооружения

2.2.2«Топливный насос высокого давления НК-12М и его привод»

2.2.2.1Топливный насос высокого давления НК-12М

Топливный насос высокого давления плунжерного типа, предназначен для подачи к форсункам строго дозированных порций топлива в последовательности, соответствующей порядку работы цилиндров, и в соответствии с нагрузкой двигателя.

Насос НК-12М с ограничителем максимальной подачи топлива, всережимным регулятором и муфтой привода закрытого типа установлен в кронштейнах на верхней площадке картера в развале между блоками.

Характеристика насоса

тип – плунжерный, многотопливный;

марка – НК-12М;

количество секций - 12;

диаметр плунжера – 12 мм;

ход плунжера – 10 мм;

давление топлива, создаваемое насосом – 60 - 70 МПа;

схема проточная из системы смазки двигателя. Топливный насос состоит:

корпуса;

кулачкового валика;

12-ти топливных секций;

12-ти толкателей;

зубчатой рейки.

Корпус насоса предназначен для монтажа в нем всех узлов, а также для обеспечения крепления его на картере двигателя. Отливается из алюминиевого сплава.

В верхней части корпуса, на уровне утолщенной части гильз плунжера, просверлен топливоподводящий канал, закрытый пробкой со стороны регулятора. От фильтра тонкой очистки топливо по трубопроводу поступает в топливный насос через два зажима. Один зажим расположен на торцовой поверхности топливного насоса со стороны передачи двигателя, а другой - на боковой поверхности топливного насоса (справа), у корпуса регулятора. Такой подвод топлива обеспечивает равномерное распределение топлива по топливоподводящему каналу топливного насоса.

Для выпуска воздуха из топливоподводящего канала предусмотрены два отверстия, закрытые пробками. В средней части топливоподводящий канал через зажим соединен с трубопроводом протока топлива.

71

Рис. 2.33. ТНВД НК-12М

Кулачковый валик служит для периодического перемещения плунжера насоса из нижнего положения в верхнее. Устанавливается в корпусе насоса на 7-ми опорах. Крутящий момент передается от коленчатого вала двигателя к приводу НК-12 ( частота вращения кулачкового в 2 раза меньше частоты вращения коленчатого вала двигателя). Он имеет 12 кулачков, расположенных под углом 30.

Толкатели служат для передачи движения от кулачкового вала плунжерам и разгрузки плунжеров от боковых усилий. Каждый толкатель состоит из плавающего пальца толкателя, ролика толкателя и роликов. Ролик уменьшает трение между кулачком и толкателем. Болт, ввернутый в толкатель и закрепленный контргайкой, предназначен для регулирования момента начала подачи топлива плунжером секции за счет изменения положения плунжера по высоте. Поверхности кулачков вала и роликов толкателей алмазно-выглажены.

Топливная секция служит для дозировки и подачи топлива к форсунке под высоким давлением.

Состоит:

плунжерной пары (гильза и плунжер);

поворотной втулки с зубчатым венцом;

пружины с 2-мя тарелками;

клапанного узла;

нажимного штуцера.

Плунжерная пара представляет собой прецизионную (очень точно изготовленную и подогнанную) пару с зазором 0,002 – 0,004 мм.

72

Рис. 2.34. Плунжерная пара

Рис. 2.35. Плунжер, гильза и поворотная гильза:

1 — зубчатая (регулирующая) рейка; 2 — зубчатый венец; 3 — поворотная гильза; 4 — стяжной винт; 5 — плунжер; 6 — гильза; а — кольцевая канавка гильзы; б — сверление в гильзе: в, г — топливоподводящие отверстия; д, к — наклонные канавки; л — кольцевая канавка плунжера; е, и — отсечные кромки; ж — радиальное сверление; з — осевое сверление

Зубчатая рейка служит для поворота всех плунжеров одновременно вокруг своих осей. Установлена в корпусе на бронзовых втулках.

Клапанный узел - служит для периодического разобщения надплунжерного пространства с полостью трубопровода высокого давления и быстрой его разгрузки.

Состоит:

73

седло клапана,

нагнетательный клапан,

ограничитель,

штуцер,

прокладка.

пружина.

Рис. 2.36. Нагнетательный клапан:

1 — клапан; 2 — седло; а — уплотнительный посадочный конус; б — разгрузочный поясок; в — канавки

Плотность стыка между седлом нагнетательного клапана и гильзой, между конусом нагнетательного клапана и седлом достигается тщательной притиркой их соприкасающихся поверхностей. На наружной поверхности седло имеет резьбу, которая служит для снятия седла с клапаном с помощью съемника.

Трехпозиционный упор рейки служит для корректировки цикловой подачи топлива в целях обеспечения мощности двигателя при использовании различных видов топлива. Он позволяет изменять величину выхода рейки путем поворота маховичка, имеющего три метки: «Д» - дизельное топливо, «К» - керосин, «Б» - бензин.

74

Рис. 2.37. Ограничитель максимальной подачи топлива:

1 — корпус ограничителя; 2 — цилиндрический штифт; 3 — маховичок; 4 — стопорная шайба; 5 — валик фиксатора; 6 — гайка; 7 — уплотнительное кольцо; 8 — втулка фиксатора; 9 — кольцо; 10 — стопорная проволока; 11 — гильза упора; 12 — колпачок; 13 — уплотнительное кольцо; 14 — упор; 15 — пружина; 16 — шарик; 17 — пружинное кольцо; а

— канал слива масла из корпуса ограничителя в корпус топливного насоса; Б, Д, К — метки

Работа ограничителя заключается в следующем: при повороте валика фиксатора за маховичок гильза упора переместится вместе с упором в положение, соответствующее увеличению или уменьшению выхода рейки топливного насоса на одном из видов топлива. Так, при работе на бензине маховичок 3 устанавливается на метку Б, тогда упор переместится настолько, что выход рейки будет наибольшим.

Работа топливного насоса высокого давления НК-12М. Кулачковый вал насоса приводится во вращение от коленчатого вала двигателя через передачу и вращается с частотой в два раза медленнее. При вращении валика кулачки, воздействуя на толкатели, перемещают плунжеры вверх.

Перемещение плунжеров вниз происходит под действием пружины.

Под действием кулачка на толкатель плунжер в начале хода вытесняет часть топлива, находящуюся над плунжером, в топ-ливоподводящий канал насоса через два отверстия в (рисунок) и г в гильзе. После того как верхняя кромка а плунжера перекроет эти отверстия, начинает резко возрастать давление топлива в надплунжерном пространстве, увеличивающееся при передвижении плунжера вверх. В определенный момент давление топлива становится больше давления, создаваемого пружиной нагнетательного клапана, остаточного давления топлива над клапаном и давления пружины затяжки штанги форсунки, связанной с иглой распылителя.

75

Рис. 2.38. Положение плунжера секции топливного насоса при работе:

I — максимальная подача; II — промежуточная подача; III — нулевая подача; 1 — начало подачи; 2 — конец подачи; а — верхняя кромка плунжера; б — сверление в теле гильзы; в, г

— топливоподводящие отверстия; д, к — наклонные канавки; е — отсечная кромка; ж — радиальное сверление; з — осевое сверление

Тогда топливо через открытый нагнетательный клапан, трубопровод высокого давления, по каналам в теле форсунки, через открытый канал иглы распылителя поступает к распыливающим отверстиям форсунки и впрыскивается в камеру сгорания.

Подача топлива продолжается до момента открытия правого отверстия г в гильзе верхней наклонной кромкой плунжера (положение I—II).

Этот момент называется отсечкой подачи топлива, а наклонная кромка носит название отсечной кромки плунжера.

После отсечки подача топлива прекратится, хотя плунжер и будет продолжать движение вверх. С этого момента топливо из надплунжерного пространства будет перетекать по осевому и ра-диальному сверлениям плунжера через отверстие в гильзе обратно в топливный канал. В надплунжерном пространстве в этот момент давление резко снижается и нагнетательный клапан под действием пружины садится в седло. При этом в направляющее отверстие седла клапана входит цилиндрический (разгрузочный) поясок б (рис. 31), и клапан начинает работать как поршень. Опускаясь дальше клапан, увеличивает объем нагнетательного трубопровода, давление в топливоподводящем канале форсунки снижается. Благодаря этому игла форсунки быстро садится в седло распылителя, что обеспечивает резкое окончание впрыска. При движении вниз (положение 1—I, рис. 30) плунжер открывает отверстия в и г и гильза вновь наполняется топливом. При повороте плунжера (положение II) верхняя отсечная кромка е меняет момент открытия отверстия г, увеличивая или уменьшая продолжительность подачи топлива в форсунку, а значит, и объем впрыснутого топлива.

Привод НК-12 служит для передач Мкр от коленчатого вала двигателя к кулачковому валику насоса.

Состоит:

верхний вертикальный валик механизма передач;

пара конических шестерен;

валик привода топливного насоса и воздухораспределителя;

корпус привода топливного насоса;

муфта привода.

76

Рис. 2.39. Привод НК-12

Смазка топливного насоса высокого давления и всережимного регулятора

– В топливном насосе и регуляторе применена проточная смазка, включенная в систему смазки двигателя. Масло к насосу подводится по трубке от верхнего отверстия подшипника верхнего вертикального валика, затем через отверстие в корпусе насоса ø1,5 мм напротив направляющей толкателя второй секции. При подъеме толкателя второй секции масло периодически впрыскивается в нижнюю полость корпуса насоса. Поступившее масло захватывается кулачками валика насоса и разбрызгивается по поверхности трущихся деталей. По двум отверстиям в стенке корпуса насоса и корпуса регулятора масло поступает в регулятор, откуда через втулку и трубку сливается в картер двигателя.

Муфта привода НК-12 предназначена для соединения валика привода с кулачковым валом, а также для регулировки угла начала подачи топлива.

Тип – 2-х позиционная, закрытая. Состоит:

маховика со шлицованной втулкой (шлицы косые), соединенной с валиком привода;

шайб с упорами;

муфты с текстолитовыми шлицованными втулками (с одной стороны шлицы косые, с другой – прямые);

пружины;

кожуха муфты;

втулки привода (шлицы прямые).

Кожух муфты с двух сторон уплотнен резиновыми кольцами. В полость кожуха заливается моторное масло МТ-16П или М-16-ИХП-3 (0,5 л). Угол начала подачи топлива установлен 33 0,5 до ВМТ поршня первого цилиндра в такте сжатия, в положении «1» установочной шайбы муфты привода топливного насоса.

77

Рис. 2.40. Муфта привода НК-12

2.2.2.2 Устройство и работа всережимного регулятора и привода управления НК-12М

Всережимный регулятор предназначен:

поддержания устойчивости работы двигателя на режимах холостого

хода;

предохранения двигателя от чрезмерного увеличения оборотов при резком уменьшении нагрузки;

автоматического поддержания заданного режима работы двигателя

вусловиях меняющейся нагрузки.

Механизм регулятора монтируется в корпусе, закрепленном на торце корпуса насоса.

Характеристика:

Тип регулятора – всережимный, центробежный прямого действия. Состоит:

корпуса с крышкой;

конической тарелки – закреплена на корпусе насоса НК-12;

крестовины с шарами – закреплена на корпусе хвостовика кулачкового валика насоса НК-12;

плоской тарелки – имеет возможность свободно перемещаться на ступице крестовины в осевом направлении;

подшипника и упора;

приводного рычага с роликом;

двух пружин, причем одна работает постоянно, вторая – с 1000 об/мин и выше;

валика привода с двумя рычагами.

В стенке корпуса имеется отверстие для подвода масла в регулятор, откуда по штуцеру оно сливается непосредственно в картер двигателя.

Работа регулятора. При неработающем двигателе и отведенном до отказа влево рычаге шары регулятора свободно лежат в пазах крестовины.

78

При пуске двигателя рычаг поворачивают вправо. Пружина регулятора тянет за собой рычаг регулятора, а через тягу перемещается и регулирующая рейка, увеличивая подачу топлива насосом. Шары усилием пружин зажимаются тарелками и переходят на определенный радиус вращения.

При работе двигателя частота вращения коленчатого вала зависит от силы растяжения пружин регулятора и нагрузки двигателя.

Как только частота вращения коленчатого вала повышается, центробежная сила шаров становится больше приведенной к оси регулятора силы пружин при данном их растяжении, и шары, перемещаясь радиально по наклонной поверхности конической тарелки от центра вращения регулятора, перемещают плоскую тарелку в осевом направлении влево. Это перемещение передается через упорный шарикоподшипник с пятой муфты регулятора и ролик рычагу, который, поворачиваясь влево, перемещает регулирующую рейку топливного насоса в сторону уменьшения подачи топлива, и частота вращения коленчатого вала уменьшается.

При уменьшении частоты вращения коленчатого вала центробежная сила грузов уменьшается и становится меньше приведенной силы пружин регулятора. Избыточная сила пружин через рычаг муфту, подшипник и тарелку, действуя на шары, перемещает их в радиальном направлении к центру вращения регулятора. Рычаг, перемещаясь вправо, перемещает рейку насоса в сторону увеличения подачи. Таким образом, частота вращения коленчатого вала двигателя автоматически поддерживается в заданных пределах.

Рис. 2.41. Всережимный регулятор

79

2.2.2.3 Характерные неисправности системы, признаки, причины, способы предупреждения и устранения

Таблица 5 – Характерные неисправности системы, признаки, причины, способы предупреждения и устранения.