Топливоподкачивающий насос дизельного двигателя

Топливоподкачивающий насос в ступени низкого давления

Топливоподкачивающий насос в ступени низкого давления топлива служит для обеспечения требуемой подачи топлива к элементам ступени высокого давления. В работе топливоподкачивающего насоса предусматривается:

независимость от режима работы двигателя;
минимальный шум;
обеспечение необходимого давления;
ресурс работы, соответствующий полному сроку службы автомобиля.

В настоящее время существуют два варианта топливоподкачивающих насосов: стандартный вариант — электрический роторный (роликовый) насос, и альтернативный — шестеренчатый насос с механическим приводом.

Электрический топливоподкачивающий насос

Рис. Схема электрического топливоподкачивающего насоса: А — насосная секция. В — электромотор. С — крышка.

1 — сторона нагнетания; 2 — якорь электромотора; 3 — роликовый насос; 4 — перепускной клапан; 5 — сторона всасывания.

Топливоподкачивающий насос с автономным электрическим приводом используется только в двигателях легковых и легких коммерческих автомобилей. Этот насос служит не только для подачи топлива в ТНВД, но и в составе системы текущего контроля прекращает подачу топлива в случае аварии.

Рис. Насосная секция роликового топливоподкачивающего насоса с электрическим приводом: 1 — сторона всасывания, 2 — ротор, 3 — ролик, 4 — опорная плита, 5 — сторона нагнетания.

Начиная с прокручивания двигателя стартером, электрический топливоподкачивающий насос работает с постоянной частотой вращения, независимо от частоты вращения двигателя. Это означает, что насос постоянно подает топливо из топливного бака в ТНВД через фильтр тонкой очистки топлива. Излишнее топливо направляется обратно в бак через перепускной клапан.

Контур безопасности служит для прекращения подачи топлива в случае, когда зажигание включено при неработающем двигателе.

Существуют два варианта установки топливоподкачивающих насосов с электрическим приводом — в линию низкого давления между топливным баком и фильтром тонкой очистки топлива, и внутри топливного бака. Первые крепятся к кузову автомобиля, а вторые устанавливаются на специальных опорах внутри топливного бака. Кроме наружных электрических и гидравлических соединений, на этих опорах также крепится фильтр-топливоприемник, индикатор уровня топлива и тангенциальная полость, служащая как резервуар топлива.

Электрический топливоподкачивающий насос включает в себя три функциональных элемента:

насосную секцию (А);
электромотор (В);
крышку (С).

Имеется множество различных вариантов насосных элементов, применяемых в зависимости от конкретной области применения насоса. В топливной системе CR используется роторный топливоподкачивающий насос роликового типа (насос прямого вытеснения). Такой тип насоса включает в себя эксцентрично расположенную камеру с установленным в ней ротором и роликами, которые могут перемещаться в прорезях ротора. Вращение ротора вместе с создаваемым давлением топлива заставляют ролики перемещаться на периферию прорези, прижимаясь к рабочим поверхностям. В результате ролики действуют как вращающиеся уплотнители, посредством чего между роликами соседних прорезей и внутренней, рабочей поверхностью корпуса насоса, образуется камера.

Создание давления определяется тем, что при закрытии входной серпообразной полости объем камеры постоянно уменьшается, и когда выходное отверстие открывается, топливо течет через электромотор и выходит из штуцера в крышке на нагнетательной стороне насоса.

Электромотор включает в себя постоянный магнит и якорь, конструкция которого определяется требуемой величиной подачи при данном давлении в линии низкого давления. Электромотор и насосный элемент расположены в общем корпусе. При работающем насосе они постоянно омываются топливом, так что постоянно охлаждаются. Такая конструкция позволяет получить хорошую характеристику электромотора без необходимости создания сложных уплотнительных элементов между насосной секцией и электромотором.

Крышка на нагнетательной стороне имеет электрические выводы и штуцер для гидравлического соединения. В ней также могут быть установлены помехоподавляющие элементы.

Топливоподкачивающий насос шестеренчатого типа

Рис. Схема топливоподкачивающего насоса шестеренчатого типа: 1 — сторона всасывания, 2 — ведущая шестерня, 3 — сторона нагнетания.

На легковых, коммерческих и вседорожных автомобилях с топливной системой Common Rail используются топливоподкачивающие насосы шестеренчатого типа. Они могут быть интегрированы в корпус ТНВД и, следовательно, иметь общий с ним привод или непосредственно устанавливаться на двигатель и иметь свой привод. Обычно применяются шестеренчатый привод или зубчатый ремень.

Основными элементами шестеренчатого насоса являются два шестеренчатых колеса, которые находятся в зацеплении между собой, посредством чего топливо «захватывается» в камеру, образующуюся между зубьями шестерен и стенкой корпуса насоса, и направляется к выходу на стороне нагнетания. Контактные поверхности между зубьями вращающихся шестерен обеспечивают уплотнение между сторонами всасывания и нагнетания и, таким образом, предотвращают перетекание топлива снова на всасывание.

Величина подачи шестеренчатым насосом практически пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя, поэтому величина подачи уменьшается дросселем на всасывающей стороне или ограничивается перепускным клапаном на стороне нагнетания.

Шестеренчатые насосы не требуют технического обслуживания. Для удаления воздуха из топливной системы перед пуском или в случае, когда топливный бак оказывается пустым, непосредственно на топливо-подкачивающем насосе или в линии низкого давления может быть установлен насос ручной подкачки топлива.

(1 голосов, средний: 5,00 из 5)

Топливоподкачивающий насос двигателя ЯМЭ-236 поршневого типа

Топливоподкачивающий насос двигателя ЯМЭ-236 поршневого типа. Он обеспечивает подачу топлива к насосу высокого давления.

Поршень насоса перемещается вверх под действием ролика толкателя, приводимого от эксцентрика кулачкового вала топливного насоса высокого давления, а вниз — усилием пружины поршня.

При движении поршня вниз над ним создается разрежение и топливо через впускной клапан поступает в полость над поршнем. Нагнетательный клапан при этом закрыт.

Во время подъема поршня давлением топлива открывается нагнетательный клапан. Топливо поступает к фильтру тонкой очистки и частично в полость под поршнем. При последующем движении поршня вниз топливо из-под поршня вытесняется в фильтр тонкой очистки и далее к топливному насосу высокого давления.

При малом расходе топлива под поршнем насоса создается избыточное давление и он не доходит до крайнего нижнего положения. Следовательно, подача топлива автоматически уменьшается.

Дренажный канал отводит топливо, стекающее по штоку во всасывающую полость насоса. Этим предотвращается разжижение масла в картере топливного насоса высокого давления.

Ручным насосом заполняют систему питания топливом при неработающем двигателе и удаляют воздух из системы.

Топливный насос высокого давления служит для подачи под большим давлением (до 165 кгс/см2) одинаковых порций топлива в цилиндры двигателя в соответствии с порядком их работы.

Основными деталями каждой секции насоса являются плунжер и гильза, подобранные с зазором в сопряжении 0,001 — 0,002 мм. Плунжер перемещается вверх при помощи роликового толкателя при повороте кулачкового вала. В исходное положение плунжер возвращается пружиной. Кулачковый вал имеет шестеренчатый привод от распределительного вала двигателя.

Рис. 1. Схема работы топливоподкачивающего насоса: а — всасывание, б — нагнетание; 1—эксцентрик кулачкового вала насоса высокого давления, 2 — ролик толкателя, 3 — поршень толкателя, 4, 7, 9, 11 — пружины, 5 — шток, б — впускной клапан, 8 — дренажный канал, 10 — поршень насоса, 12 — нагнетательный клапан, 13 — ручной насос; А — из топливного бака, Б — к фильтру тонкой очистки

Рис. 2. Топливный насос высокого давления: 1 — топливоподкачивающий насос, 2 — кулачковый вал, 3— роликовый толкатель, 4 — автоматическая муфта опережения впрыска топлива, 5 — груз муфты, 6 — пружина плунжера, 7 — зубчатая рейка, 8 — зубчатый сектор, 9 — плунжер, 10 — гильза, 11 — нагнетательный клапан, 12 — штуцер, 13 — пробка для выпуска воздуха, 14 — ручной насос, 15 — регулятор частоты вращения коленчатого вала двигателя

При нижнем положении плунжера входное отверстие гильзы открыто и топливо, нагнетаемое топливоподкачивающим насосом, заполняет надллунжерное пространство. Когда плунжер при перемещении вверх перекроет отверстие гильзы, в надплунжерном пространстве резко повысится давление, откроется нагнетательный клапан, топливо поступит в форсунку.

Подача топлива продолжается до момента подхода верхней кромки винтовой канавки плунжера к выходному отверстию гильзы. При дальнейшем движении плунжер вытесняет топливо из надплунжер-ного пространства через канал и винтовую канавку в отверстие, а из него по каналу в корпусе насоса высокого давления через перепускной клапан в топливный бак. Давление топлива в гильзе резко снижается, и нагнетательный клапан 6 под действием пружины и давления топлива быстро закроется. Когда плунжер опускается вниз, торец его открывает входное отверстие гильзы, и надплун-жерное пространство заполняется топливом.

Количество топлива, подаваемого секцией топливного насоса высокого давления к форсунке, изменяется поворотом плунжера в гильзе при помощи зубчатой рейки и зубчатых секторов, связанных с плунжерами. Зубчатая рейка перемещается вдоль корпуса насоса от воздействия регулятора частоты вращения коленчатого вала и педали управления подачей топлива. Рейка при перемещении поворачивает зубчатые секторы, а следовательно, и плунжеры.

В зависимости от угла поворота плунжера изменяется расстояние, проходимое плунжером от момента перекрытия входного отверстия гильзы до момента открытия отсечной кромкой винтовой канавки выходного отверстия гильзы. В результате изменяется продолжительность впрыска и, следовательно, количество топлива, подаваемого в цилиндр двигателя.

Рис. 3. Схема работы секции топливного насоса высокого давления: а — заполнение гильзы топливом, б — начало подачи, в — конец подачи, г — полная подача, д — подачи топлива нет; 1 — гильза, 2 — плунжер, 3— винтовая канавка ппунжера, 4— вертикальный канап плунжера, 5 — выходное отверстие гильзы, 6 — нагнетательный клапан, 7 — входное отверстие гильзы, 8 — горизонтальный канал плунжера

Для остановки двигателя прекращают подачу топлива. При этом при помощи зубчатой рейки устанавливают плунжеры в гильзах так, чтобы горизонтальный канал плунжера был обращен к выходному отверстию гильзы. В этом случае при перемещении плунжера вверх все топливо перетекает из надплунжерного пространства по каналу к отверстию, а затем — в топливный бак.

Автоматическая муфта опережения впрыска изменяет момент впрыска топлива в цилиндры в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. При увеличении частоты вращения грузы расходятся под действием центробежной силы и кулачковый вал насоса поворачивается по направлению вращения. Этим достигается более ранний впрыск топлива в цилиндры двигателя.

Муфта начинает работать с 1000 об/мин . коленчатого вала двигателя и при 2100 об/мин увеличивает угол опережения впрыска топлива на 10—14° (по кулачковому валу насоса высокого давления на 5—7°).

Всережимный центробежный регулятор частоты вращения автоматически изменяет подачу топлива при изменении нагрузки двигателя. Водитель педалью управления подачей топлива устанавливает необходимую частоту вращения коленчатого вала двигателя. Во время работы двигателя заданная частота вращения коленчатого вала поддерживается регулятором, который изменяет количество подаваемого топлива насосом высокого давления при изменении нагрузки.

Рис. 4. Форсунка: 1 — распылитель, 2 — игла, 3 — кольцевая камера, 4 — гайка распылителя, 5 — корпус, 6 — шток, 7 — опорная шайба, 8 — пружина, 9 — гайка, 10 — регулировочный винт, 11 — контргайка, 12 — колпачок, 13 — резиновый уплотнитель, 14 — сетчатый фильтр, 15 — топливный канал

Форсунка служит для впрыска в цилиндр топлива, подаваемого насосом высокого давления. Топливо подается через сетчатый фильтр форсунки в топливный канал и далее в кольцевую камеру. Под давлением топлива на коническую поверхность игла немного приподнимается. Через четыре отверстия распылителя топливо впрыскивается в камеру сгорания. По окончании нагнетания топлива пружина через шток быстро опускает иглу и закрывает отверстия распылителя.

На дизелях ЯМЗ-740 устанавливают V-об-разный восьмисекционный топливный насос высокого давления. Устройство и действие плунжерных пар секций, топливоподкачивающего насоса, двух насосов ручной подкачки (по одному на каждый ряд секций) и форсунок аналогичны описанным выше механизмам дизелей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238. Давление подъема иглы форсунки — 180 кгс/см2.

Воздушный фильтр на автомобилях КамАЗ сухого типа, двухступенчатый, с инерционной решеткой, автоматическим отсосом пыли и сменным картонным фильтрующим элементом.

—

В системе питания дизеля ЯМЗ-236 и дизеля автомобиля КамАЭ-5320 применяют фильтры грубой и тонкой очистки топлива, включенные в систему последовательно. Очистка топлива от различных примесей имеет большое значение для всех двигателей, но для дизелей — особенно. От чистоты топлива и его соответствия окружающим температурным условиям зависит надежность работы двигателя, так как топливная аппаратура смазывается самим топливом. Оно довольно густое и его труднее очистить от механических примесей, чем бензин. Мельчайшие примеси могут вывести из строя плунжерные пары, нагнетательные клапаны, форсунки и т. д. Поэтому на нефтебазах дизельное топливо отстаивают прежде чем отпускать потребителям.

Фильтр грубой очистки топлива дизеля ЯМЭ-236. Фильтр имеет сменный фильтрующий элемент, вставленный в корпус, закрытый крышкой. Фильтрующий элемент состоит из хлопчатобумажной пряжи, намотанной на каркас, который изготовлен в виде трубки с большим количеством отверстий. При установке фильтрующего элемента в корпус направляющая розетка, приваренная к днищу корпуса, входит в отверстие элемента. Кроме того, плотное соединение фильтрующего элемента с корпусом и крышкой достигается тем, что трехгранные кольцевые ребра крышки и днища корпуса вдавливаются в мягкие торцовые поверхности.

Рис. 5. Топливные фильтры грубой очистки: а — дизеля ЯМЗ-236; б — дизеля ав. томобилн КамАЭ-5320: 1 и 16—сливные пробки; 2 — фильтрующий элемент; 3 и 15 — корпуса; 4. 7 и 17 — отверстия; 5 и 9 — крышки; 6 — пробка; 8 и 10 — прокладки; 11 — распылитель; 12 — отражатель; 13 — фильтрующая сетка; 14 — успокоитель

Топливо, подаваемое к фильтру грубой очистки, проходит через отверстие и заполняет пространство между корпусом и фильтрующим элементом. Пройдя через слои пряжи, очищенное топливо поступает внутрь каркасной трубки, поднимается вверх и по каналам крышки проходит через отверстие 4 в отводящий трубопровод. На внешней поверхности фильтрующего элемента и на днище корпуса осаждаются механические примеси. При заполнении системы питания топливом воздух из фильтра удаляется через отверстие, закрываемое пробкой 6.

Фильтр грубой очистки дизеля автомобиля КамАЗ-5320. Фильтр установлен с левой стороны на раме автомобиля и состоит из корпуса, крышки, распылителя, отражателя, фильтрующей сетки и успокоителя.

В крышке есть пробка для удаления воздуха из фильтра и два отверстия, в которые ввертывают штуцера для подвода и отвода топлива. Топливо, поступающее к фильтру грубой очистки, подается к распылителю и стекает по отражателю в корпус. Крупные механические примеси и вода осаждаются на дне корпуса, а топливо, которое прошло фильтрующую сетку, поступает по центральному отверстию в топливопровод и к топливоподкачи-вающему насосу.

Фильтр тонкой очистки топлива дизеля ЯМЗ-236. Сменный фильтрующий элемент фильтра надет на стержень, приваренный к корпусу. Корпус фильтра закрыт крышкой, удерживаемой болтом, ввернутым в стержень. Фильтрующий элемент представляет собой перфорированный металлический каркас, обмотанный ситцевой лентой. На этом каркасе сформирована фильтрующая масса из древесной муки, пропитанной пульвер-бакелитом. Чтобы топливо не могло миновать фильтрующий элемент, он пружиной прижат к крышке, имеющей отверстия для подвода топлива и его отеодэ. Топливо, подаваемое топливоподкачивающим насосом, заполняет все пространство между корпусом и фильтрующим элементом, просачивается через пористую фильтрующую массу, поднимается вдоль стержня и проходит к отводящему штуцеру крышки, а затем подводится к насосу высокого давления. В крышку ввернут штуцер с калиброванным отверстием, через которое сливается в бак топливо и выходит воздух, попавший в него.

Рис. 6. Топливные фильтры тонкой очистки: а — дизеля ЯМЗ-236; 6 — дизеля автомобиля КамАЭ-5320: 1 и 20 — сливные пробки; 2 и 19 — пружины фильтрующих элементов; 3, 11, 15 и 16 — прокладки; 4 и 17 — фильтрующие элементы; 5 и 18 — корпуса; 6 и 21 — стержни; 7 и 12 — крышки; 8, 13 к 14 — пробки; 9 — штуцер с калиброванным отверстием; 10 — болт

Фильтр тонкой очистки топлива дизеля автомобиля КамАЭ-5320. Фильтр установлен в верхней части системы питания (на правой задней стороне двигателя). В нем собирается воздух, проникший в систему питания и удаляемый в бак вместе с частью топлива, подаваемого насосом. Фильтр тонкой очистки состоит из крышки, двух корпусов с приваренными к ним стержнями, фильтрующих элементов, поджатых к крышке пружинами. В стержни ввернуты сливные пробки 20. Корпуса соединены с крышкой пробками, навернутыми на стержни. Фильтрующие элементы, изготовленные из специальной бумаги, работают параллельно. В крышке фильтра имеется сливной клапан, открывающийся при избыточном давлении 130— 170 кН/м2 (1,3—1,7 кгс/см2).

С течение времени фильтрующие элементы засоряются и их гидравлическое сопротивление возрастает. Поэтому фильтрующие элементы необходимо периодически заменять, а сетку очищать и промывать.

Топливоподкачивающий насос. Для подачи топлива из топливного бака через фильтры к насосам-форсункам и форсункам применяют подкачивающие насосы шестеренного (двигатель ЯАЗ-М206) или поршневого (дизель ЯМЗ-236 и дизель автомобиля КамАЭ-5320) типа. Насос, расположенный между фильтрами грубой и тонкой очистки топлива, состоит из следующих деталей: корпуса; поршня с пружиной, удерживаемой пробкой толкателя с осью и роликом пружины толкателя; штока впускного и выпусного клапанов с пружинами соответственно. В корпус насоса ввернут цилиндр насоса ручной подачи топлива, размещенный над впускным клапаном. Внутри цилиндра находится поршень и шток. Втулка штока ввернута в корпус насоса. Эти детали, изготовленные с очень большой точностью, составляют прецизионную пару, раскомплектовка которой недопустима.

Топливоподкачивающий насос имеет два привода: ручной и механический. Ручным приводом пользуются для заполнения топливом фильтров, топливопроводов и удаления из системы питания воздуха. Если возникают трудности с пуском дизеля (например, в систему попал воздух), то необходимо также воспользоваться ручным приводом. При перемещении поршня рукояткой вверх в цилиндре создается разрежение, открывается впускной клапан и топливо поступает внутрь цилиндра. При перемещении поршня вниз он давит на топливо, впускной клапан закрывается, а выпускной клапан открывается и топливо подается к фильтру тонкой очистки. После прокачки системы ручным насосом поршень опускают вниз и навертывают рукоятку на резьбовой хвостовик цилиндра; поршень плотно прижимается к прокладке.

При работе дизеля действует механический привод топливоподкачиваю-щего насоса. Вращающийся эксцентрик набегает на ролик толкателя, вследствие чего сжимается пружина и перемещается шток с поршнем, сжимая пружину. Под действием давления топлива в полости А над поршнем внускной клапан прижимается к седлу, а выпускной клапан открывается; топливо перетекает по перепускному каналу в полость Б под поршень.

Рис. 7. Топливоподкачивающий насос поршневого типа: а — конструкция; б — схема перепуска топлива в полость Б\ в — схема поступления топлива в насос и подачи его к фильтру тонкой очистки; А — полость над поршнем; Б — полость под поршнем; 1 — втулка; 2 — шток толкателя; 3, 8, 18, 22 — пружины; 4 — толкатель; 5 — ось ролика; 6 — ролик; 7 — выпускной клапан; 9 и 16 — прокладки; 10 и 23 — пробки; 11 — корпус цилиндра; 12 — цилиндр; 13 — поршень; 14 — шток поршня; 15 — рукоятка; 17 — втулка цилиндра ручного насоса; 19 — впускной клапан; 20 — поршень; 21 корпус насоса; 24 — эксцентрик; 25 и 26 — каналы

Рис. 8. Топливный насос высокого давления дизеля ЯМЭ-236: 1 — автоматическая муфта опережения впрыска топлива; 2 — гайка; 3 — шпонка; 4 — втулка; 5 — винт-ограничитель; 6 — рейка; 7 — перепускной клапан; 8 — корпус насоса; 9 — гильза плунжера; 10 — плунжер; И — ниппель; 12 и 29 — пробки; 13 — сапун; 14 — корпус регулятора; 15 — кулачковый вал; 16 — самоподжимной сальник; 17 — конический роликоподшипник; 18 — топливоподка-чивающий насос; 19 — кулачок; 20 — регулировочные прокладки; 21 — крышка подшипника; 22 — указатель уровня масла; 23 — крышка; 24 — винт крепления крышки; 25 — верхняя тарелка пружины; 26 — зубчатый венец; 27, 37 и 45 — винты; 28 — канал отвода топлива; 30 — штуцер; 31 — упор клапана; 32 — колпачковая гайка; 33 — пружина нагнетательного клапана; 34 — нагнетательный клапан; 35 — седло нагнетательного клапана; 36 — канал подвода топлива; 38 — поворотная втулка; 39 — пружина; 40 — нижняя опорная тарелка пружины; 41 — регулировочный болт; 42 — контргайка; 43 — толкатель; 44 — ролик толкателя; 46 — промежуточная опора кулачкового вала

Когда эксцентрик сходит с ролика толкателя, пружина возвращает толкатель в исходное положение. Одновременно пружина, разжимаясь, перемещает поршень в обратную сторону. Над поршнем в полости А создается разрежение, а под поршнем в полости Б повышенное давление. Выпускной клапан садится на седло, и топливо из полости Б по каналам насоса и трубопроводу поступает к фильтру тонкой очистки. Вследствие наличия разрежения над поршнем открывается впускной клапан, и топливо заполняет полость А. При следующем набегании эксцентрика на ролик толкателя рассмотренные процессы повторяются.

Топливоподкачивающий насос подает топлива больше, чем необходимо для работы двигателя. Если ход поршня насоса будет все время постоянным, то давление в топливопроводе сильно возрастает. При уменьшении расхода топлива двигателем давление в полости Б повышается и сжатая пружина не сможет преодолеть противодавления топлива. Вследствие этого ход поршня уменьшается и соответственно снижается подача топлива насосом. Толкатель 4 при этом свободно перемещается в обе стороны. По мере, увеличения расхода топлива двигателем давление в полости Б уменьшается, ход поршня увеличивается и подача топлива насосом возрастает.

В системе питания дизеля автомобиля КамАЗ-5320 имеются два топливо-подкачивающих насоса подобного типа, лишь незначительно конструктивно отличающиеся.

Топливный насос высокого давления. Насос подает через форсунки в камеру сгорания необходимые порции топлива в строго определенные моменты. По принципу действия топливные насосы, применяемые на дизелях, относятся к золотниковому типу с постоянным ходом плунжера и регулировкой конца подачи топлива. Число секций топливного насоса соответствует числу цилиндров двигателя. Каждая секция обслуживает один цилиндр. Топливный насос дизеля ЯМЭ-236 имеет шесть насосных секций, а топливный насос дизеля автомобиля КамАЭ-5320 — восемь секций, объединенных в общем корпусе.

Топливные насосы высокого давления дизелей ЯМЗ-236 и дизеля автомобиля КамАЭ-5320 расположены между рядами цилиндров и приводятся в действие от шестерен распределительного вала. На одном конце вала привода топливного насоса установлена шестерня, а другой конец вала соединен с центробежной муфтой опережения впрыска топлива. За два оборота коленчатого вала кулачковый вал насоса делает один оборот, и топливо подается во все цилиндры.

На корпусе топливного насоса высокого давления дизеля ЯМЗ-236 укреплен топливоподкачивающий насос. Автоматическая муфта опережения впрыска топлива и регулятор частоты вращения коленчатого вала объединены с насосом в один агрегат. Кулачковый вал насоса вращается на роликовых конических подшипниках, выходные концы вала уплотнены самоподжимными сальниками. Горизонтальная перегородка делит корпус на две части: верхнюю и нижнюю. В нижней части расположены кулачковый вал и толкатели, а в верхней — плунжерные пары. В горизонтальной перегородке есть шесть отверстий и пазы для установки и направления движения толкателей. Кулачковый вал приводит в движение плунжеры через ролики толкателей. В нижнюю часть корпуса насоса наливают масло через отверстие, закрытое сапуном, уровень которого контролируют указателем.

Плунжер и гильза являются основными деталями отдельной секции насоса. Соединенные вместе, они образуют плунжерную пару. Плунжер имеет диаметр 9 мм и ход 10 мм. Для создания высокого давления зазор между плунжером и гильзой не должен превышать 0,0015— 0,0020 мм. Положение гильзы в насосе фиксировано стопорным винтом. В верхней части гильзы (рис. 9) имеется впускное и перепускное отверстие. Плунжер может перемещаться внутри гильзы в вертикальном направлении и повертываться при помощи двух направляющих выступов, входящих в пазы поворотной втулки. Последняя в свою очередь повертывается закрепленным на ней зубчатым венцом, находящимся в зацеплении с рейкой 6. В продольный паз рейки входит стопорный винт, определяющий ее положение.

Рис. 9. Плунжерные пары: а — плунжер с продольной и отсечной кромками; б — плунжер с двумя спиральным» канавками; в — работа плунжерной пары; 1 и IV — впуск топлива; II и V — начало подачи; III и VI — конец подачи; VII — максимальная подача; VIII — средняя подача; IX — отсутствие подачи; 1 — впускное отверстие; 2 — надплунжерное пространство; 3 — плунжер; 4 — гильза плунжера; 5 — нагнетательный клапан; 6 — штуцер; 7 — седло нагнетательного клапана; 8 — разгрузочный поясок клапана; 9 — прокладка; 10 — продольный паз плунжера; 11 — отсечная кромка плунжера; 12 — кольцевая проточка; 13 — перепускное отверстие; 14 — осевое отверстие в плунжере; 15 — диаметральное отверстие в плунжере; 16 — спиральные канавки на плунжере

Головка плунжера может иметь кольцевую проточку, два симметрично расположенных продольных паза и две отсечных кромки. У других насосов на головке плунжера профрезерованы две спиральные канавки. При наличии спиральных канавок или двух отсечных кромок давление топлива с обеих сторон плунжера одинаковое (во время подачи топлива), и долговечность насосных секций увеличивается.

На нижнем конце плунжера сделана кольцевая проточка для опорной тарелки пружины. Другой конец пружины упирается в верхнюю тарелку, установленную в кольцевой выточке корпуса. В верхней части каждой секции насоса помещен штуцер с седлом нагнетательного клапана, пружиной и упором клапана. От штуцера через ниппель топливо поступает в топливопровод, ведущий к форсунке. Плунжер, гильза, нагнетательный клапан и его седло с высокой точностью изготовлены из высококачественной стали, т. е. являются прецезионными парами, и раскомплектовывать их нельзя. Для выпуска воздуха из насоса служит отверстие, закрываемое пробкой.

Работа насоса высокого давления. Все секции топливного насоса высокого давления работают одинаково, поэтому рассмотрим работу только одной из них. При вращении кулачкового вала насоса кулачок набегает на ролик толкателя, который, поднимаясь, сжимает пружину и перемещает плунжер вверх в гильзе. Во время дальнейшего поворота вала кулачок выходит из-под ролика толкателя и пружина опускает плунжер вниз. При движении плунжера вверх секция подает топливо; при движении плунжера вниз происходит ход всасывания. Перемещение рейкн 6 вызывает повертывание плунжера на некоторый угол. Таким образом, плунжер совершает сложное движение — возвратно-поступательное и вращательное одновременно.

Топливо поступает из фильтра тонкой очистки в канал насоса высокого давления и при нижнем положении плунжера через впускное отверстие подается внутрь гильзы, заполняет надплунжерное пространство и кольцевую проточку по продольному пазу и отсечной кромке. При подъеме плунжера (схема II) топливо вначале вытесняется из надплунжерного пространства через впускное отверстие обратно в топливоподводящий канал. Затем, когда это отверстие перекроет плунжер, топливо сжимается в надплунжерном пространстве. При достижении давления 1000—1800 кН/м2 (10—18 кгс/см2) нагнетательный клапан поднимается вверх, сжимает пружину и пропускает топливо из надплунжерного пространства в штуцер, откуда оно поступает к форсунке. Дальнейшее движение плунжера вверх сопровождается повышением давления до 16 500+50° кН/м2 (165+5 кгс/см2), при котором игла форсунки, приподнимаясь, открывает проход топливу, впрыскиваемому в камеру сгорания.

Впрыск топлива из форсунки в камеру сгорания продолжается до тех пор, пока отсечная кромке движущегося вверх плунжера не начнет открывать перепускное отверстие (схема III), соединяющее надплунжерное пространство с топливоотводящим каналом. Давление в надплунжерном пространстве резко снижается, топливо перетекает в указанный канал, и нагнетательный клапан под действием пружины садится в седло.

Для устранения подтекания топлива в камеру сгорания между распылителем и иглой форсунки необходима быстрая посадка иглы в седло, т. е. четкая отсечка подачи топлива. Это обеспечивается нагнетательным клапаном, имеющим разгрузочный поясок, который при посадке клапана на седло способствует увеличению объема пространства за ним, что приводит к резкому снижению давления в трубке между клапаном и форсункой. Поясок клапана и седло (при опускании клапана) работают как поршневая пара.

Топливный насос, имеющий плунжеры с двумя спиральными канавками, работает с некоторым отличием. Подача топлива плунжером к форсунке продолжается до тех пор, пока верхняя кромка левой спиральной канавки 16 не начнет открывать перепускное отверстие (схема V/). Топливо из надплунжерного пространства по осевому и диаметральному отверстиям и спиральной канавке перетекает через отверстие в топливо-отводящий канал. Работа нагнетательного клапана не изменяется. Режим работы дизеля зависит от изменения количества топлива, подаваемого в цилиндры секциями насоса за один ход плунжера, что происходит при повороте плунжеров в гильзах на некоторый угол.

Если смотреть на плунжер сверху, то поворот его против часовой стрелки сопровождается увеличением количества подаваемого топлива. При движении рейки внутрь насоса плунжеры всех секций одновременно повертываются в положение, соответствующее максимальной подаче (схема VII). В этом случае расстояние А от отсечной кромки плунжера до перепускного отверстия будет наибольшим. При повороте плунжера по часовой стрелке подача топлива снижается (схема VIII), так как перепускное отверстие открывается раньше. Подача топлива плунжерной парой прекращается, если продольный паз на головке плунжера находится в одной плоскости с перепускным отверстием (схема IX).

При повороте плунжера также изменяется количество подаваемого топлива. При совмещении диаметрального отверстия плунжера с перепускным прекращается подача топлива. Таким образом, при повороте плунжера изменяется момент окончания подачи и количество подаваемого топлива, а момент начала подачи топлива насосом остается неизменным. Момент начала подачи топлива регулируют болтом, ввернутым в толкатель. Если болт вывертывать, то при повороте кулачкового вала толкатель раньше будет поднимать плунжер и топливо будет раньше поступать к форсунке, т. е. угол начала подачи топлива насосной секцией увеличится. При ввертывании болта в толкатель этот угол уменьшается. Такую регулировку насоса выполняют на специальном стенде, где можно отрегулировать и равномерность подачи топлива отдельными секциями, для чего необходимо ослабить крепление зубчатого венца на втулке, чтобы можно было повертывать плунжер (вместе со втулкой при неподвижной рейке) в ту или иную сторону,

Если повертывать кулачковый вал, то можно изменять угол опережения подачи топлива для всего насоса. При повороте кулачкового вала в сторону вращения угол опережения подачи топлива увеличивается, а при повороте этого вала против хода вращения указанный угол уменьшается. В процессе работы двигателя кулачковый вал повертывается автоматически — центробежной муфтой опережения впрыска топлива. Насос начинает подавать топливо в цилиндр еще тогда, когда кривошип коленчатого вала не доходит на некоторый угол до в. м. т. Этот угол называют углом начала подачи топлива или углом опережения подачи топлива насосом. Форсунка позднее насоса начинает подавать топливо в цилиндр двигателя из-за некоторого расширения топливопроводов, незначительной сжимаемости топлива и небольших его утечек в насосе и форсунке.

Топливный насос высокого давления дизеля автомобиля КамАЭ-5320. Этот насос также золотникового типа, он он V-образный и несколько иной конструкции. При использовании на многоцилиндровых двигателях рядных насосов выявляется их недостаток — увеличение длины. Применение на двигателях V-образных насосов позволяет уменьшить длину кулачкового вала, повысить его жесткость и увеличить давление впрыска топлива до 70 000 кН/м2 (700 кгс/см2).

Угол развала секций насоса составляет 75°. В корпусе насоса на роликоподшипниках установлен кулачковый вал, уплотняемый самоподжимным сальником. На переднем конце (со стороны привода) кулачкового вала на шпонке укреплена муфта регулировки опережения впрыска топлива, удерживаемая от смещения гайкой, а на заднем конце — ведущая шестерня. На шпонке установлены фланец ведущей шестерни и эксцентрик привода топливоподкачивающего насоса; гайка удерживает эти детали от смещения. Движение от фланца к ведущей шестерне передается через резиновые сухари, промежуточную шестерню, укрепленную на пальце к шестерне привода всережимного регулятора. Задний торец насоса закрыт крышкой регулятора, на которой расположен топливоподкачивающий насос. На переднем торце корпуса насоса установлен перепускной клапан. Сверху насос закрыт крышкой, на которой находится рычаг управления регулятором. В насосе имеются две рейки — левая и правая, соединенные общим рычагом. По числу цилиндров двигателя в корпусе насоса расположено восемь секций, установленных в отдельных корпусах.

В насосную секцию входят следующие детали и узлы: роликовый толкатель, пята, тарелка, пружины, опорная втулка, поворотная втулка, плунжер, гильза, нагнетательный клапан с седлом и шайбой, штуцер, ввернутый в корпус секции, установленной в корпусе насоса. Уплотнение между корпусом насосной секции и корпусом насоса высокого давления осуществлено кольцами, сделанными из бензомаслостойкой резины. Гильза плунжера, фиксированная в корпусе насосной секции штифтом, имеет два отверстия: впускное и перепускное. Плунжер в верхней части имеет осевое и диаметральное отверстия и две спиральные канавки. Насосная секция работает так же, как и насосная секция топливного насоса высокого давления дизеля ЯМЭ-236-, с той лишь разницей, что давление впрыска топлива увеличено до 18 000+50° кН/м2 (180+5 кгс/см2).

Рис. 10. Насос высокого давления дизеля автонобиля КамАЭ-5320: а – продольный разрез; 6 — поперечный разрез: 1 — корпус; 2 – ведущая шестерня; 3 – сухарь; 4 — фланец ведущей шестерни; 5 н 25 — шпонки; 6 — эксцеи. трик привода топливонодкачивающего насоса; 7 и 24 – гайки; 8 – промежуточная шестерня: 9 — палец; , 10 — крышка регулятора; 11 — шестерня регулятора; 12 – державка грузов: 13 – ось грузов; 14 — груз; 15 — упорный шарикоподшипник; 16- муфта; 17 — палец; 18 — верхняя крышка; 19 — рычаг пружины; 20 — перепускной клапан- 21 — втулка рейки; 22 — рейка;’ 2.3 — муфта регулировки опережения впрыска топлива; 25 — самоподжимной сальник: 27 — крышка под-шипника; 28 — роликонодшишшк; 29 — кулачковый вал; 30 — ролик толкателя; 31 — упорная втулка; 32 — пята толкателя; 33 — пружина; J4 — плунжер; 35 — впускное отверстие; iff — корпус секции; 37 нагнетательный клапан; — штуцер; 39 — гильза (втулка) плунжера; 40 — рычаг реек

Рис. 11. Насосная секция 1 — кулачок распределительного вала; 2 — корпус насоса; 3 — ролик толкателя; 4 — толкатель; 5 — пята толкателя; 6 — тарелка пружины; 7 — пружина; 8 — опорная шайба; 9 — опорная втулка; 10 — плунжер; 11 — штифт; 12 — впускное отверстие; 13 — гильза плунжера; 14 — нагнетательный клапан; 15 — штуцер; 16 и 21 — уплотнительные кольца насосной секции; 17 — корпус насосной секции; 18 — шайба; 19 — спиральная канавка плунжера; 20 — перепускное отверстие; 22 — рейка; 23 — поворотная втулка плунжера

Форсунка. Насос подает топливо в камеру сгорания через форсунки, которые обеспечивают поступление топлива в камеру сгорания при определенном давлении и в мелкораспыленном виде. На дизелях применяют форсунки нескольких типов: открытые или закрытые, с распылителем, имеющим одно отверстие (сопло) или несколько. Закрытые форсунки могут быть штифтовые или бесштифтовые. На дизеле ЯМЗ-236 и дизеле автомобиля КамАЗ-5320 применяют закрытые бесштифтовые форсунки. Форсунку называют закрытой, так как сопла в распылителе закрыты иглой и только в момент впрыска топлива сообщаются с камерой сгорания. Для выхода топлива распылитель имеет четыре сопла диаметром 0,34 мм.

Форсунку на дизеле устанавливают в латунный стакан головки блока. Под торец накидной гайки крепления распылителя установлена медная шайба, предотвращающая прорыв газов. Каждая форсунка укреплена скобой, имеющей лапки, которые опираются на буртик колпака. В месте соединения штуцера форсунки с головкой блока и колпаком головки установлен резиновый уплотнитель. Накидная гайка прижимает тщательно притертые поверхности торцов распылителя и корпуса форсунки, обеспечивая необходимую герметичность соединения. Внутри корпуса форсунки проходит штанга, на верхнем конце которой закреплена тарелка. Пружина, упираясь одним концом в винт, а другим в тарелку, через штангу прижимает иглу к распылителю. В штангу с нижней стороны запрессован шарик для плотной посадки иглы на седло. Винт ввернут в стакан пружины, закреплен от самоотвертывания контргайкой и закрыт колпаком. В корпус форсунки запрессовано два штифта для правильной установки распылителя.

Топливо подводится к форсунке через штуцер с сетчатым фильтром и поступает по наклонному каналу в кольцевую проточку распылителя. Затем топливо по трем каналам проходит в кольцевую полость, расположенную под утолщенной частью иглы. Топливо, поступающее в полость, находится под давлением, создаваемым насосом, и в свою очередь давит на нижний конус иглы. Сопла распылителя открываются тогда, когда давление топлива в полости и на нижнем конце иглы превысит сопротивление пружины И. В этот момент топливо впрыскивается в камеру сгорания. После впрыска топлива давление в полости снижается и под действием пружины игла плотно садится на седло в распылителе.

Затяжку пружины можно изменять регулировочным винтом при ослабленной контргайке. Более сильная затяжка пружины приводит к повышению давления и запаздыванию впрыска, а менее сильная — к уменьшению давления и опережению впрыска. Топливо, которое просочилось между иглой и распылителем, отводится в полость пружины, затем через отверстие в стакане поступает в сливную трубку, соединенную с отверстием колпака форсунки. Форсунка дизеля автомобиля КамАЭ-5320 устроена и работает аналогично рассмотренной.

Система подачи и очистки воздуха дизеля автомобиля КамАЗ-5820. На этом дизеле применен , фильтрующего элемента, крышки, соединенной с корпусом защелками. Фильтрующий элемент имеет два защитных кожуха (наружный и внутренний), между которыми размещен гофрированный картон. Сверху и снизу фильтрующий элемент плотно закрыт двумя основаниями, выполненными из листовой стали и залитыми клеем, плотно соединяющим кожухи и фильтрующий картон.

При работе двигателя воздух через сетку в колпаке проходит по трубам в воздухоочиститель. По входному патрубку воздух попадает в первую ступень очистки с инерционной решеткой и резко изменяет направление. Крупные механические частицы отделяются от воздуха и под влиянием разрежения, которое передается через патрубок, отсасываются отработавшими газами в атмосферу. Для этой цели в выхлопной трубе двигателя установлен эжектор, соединенный трубопроводом с патрубком 6. Далее воздух проходит через микропоры картона (вторая ступень) и уже очищенный по трубе 7 поступает во впускной трубопровод 3 двигателя. Ориентировочный срок службы фильтрующего элемента около 1000 ч. Для оценки состояния фильтрующего элемента на левом впускном трубопроводе установлен индикатор 2. При засорении фильтрующего картона во впускном трубопроводе возрастает разрежение (более 700 мм вод. ст.), индикатор срабатывает и его красный флажок фиксируется напротив окна, указывая на необходимость замены или промывки фильтрующего элемента.

Рис. 12. Форсунки: а — дизеля ЯМЭ-236; б — дизеля автомобиля КамАЭ-5320; 1 и 26 — иглы распылителей; 2 — медная шайба; 3 и 27 — кольцевые полости; 4 и 28 — распылители; 5 и 29 — накидны

Дата добавления: 2016-12-27; просмотров: 2261; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Насос дизельного двигателя: устройство и принцип действия

На пути дизельного топлива возникает довольно большое давление. Это связано с прохождением топлива через фильтры и различные элементы топливной системы, которые необходимы для обеспечения работы двигателя с заданными параметрами. При этом у рассматриваемой конструкции есть весьма большое количество особенностей, о которых далее поговорим подробно.

Содержание

Почему проводится установка топливных насосов Насос однократного действия Насос двукратного действия Разновидности топливных насосов высокого давления

Почему проводится установка топливных насосов

Несмотря на то, что многие насосы предназначены для именно для перекачки жидкости, задача конструкции весьма обширна. Среди особенностей предназначения можно выделить следующие моменты:

При движении топлива может происходить выделение пузырьков воздуха и паров легких фракций. Это связано с тем, что практически все разновидности топлива имеют примеси, которые и становятся причиной возникновения самых различных процессов. Избыточное давление позволяет избегать самых различных проблем.
Наибольшее количество проблем возникает в летнее время, когда бак и вся топливная система нагревается до высоких температур. За счет этого проводится образование паров и газа, которые могут стать причиной повышения взрывоопасности и возникновения многих других проблем.
Топливные насосы предназначены не только для перекачки топлива из бака к мотору, но и для его дозирования. За счет этого конструкция существенно усложняется.
Среди основных показателей следует выделить значение производительности. Она подбирается в зависимости от особенностей мотора.

Насос дизельного мотора может производится самыми различными компаниями, в том числе и теми, что занимаются производством ДВС.

Насос однократного действия

У этой конструкции есть весьма много особенностей. Конструкция представлена следующими элементами

Крепление всех элементов проводится в корпусе, который также выступает в качестве защиты. При его изготовлении используются материалы, которые могут выдерживать высокую влажность, химические вещества, а также давление и температуру. Производители современных конструкций стараются существенно уменьшить размеры насоса, чтобы упростить их установку и эксплуатацию. Как правило, корпус изготавливается из чугуна или высокоуглеродистой стали. Поверхность покрывается специальными веществами, которые могут существенно повысить устойчивость материала к самым различным воздействиям.
Шток и поршень – основные конструктивные элементы, которые проводят перекачку топлива. Поршень образует поверхность, она имеет площадь поперечного сечения, равную площади поперечного сечения камеры. Через шток осуществляется передача давления.
Клапана необходимы для того, чтобы исключить вероятность обратного хода топлива. Они срабатывают на цикле всасывания и выталкивания топлива.
Для осуществления перекачки топлива проводится установка привода от эксцентрика. Вал кулачкового типа передает требующееся усилие.
Зачастую обратный ход осуществляется за счет установленной пружины.

Конструкция достаточно проста, и встречается очень часто из-за низкой стоимости и высокой надежности. Насос однократного действия может устанавливаться для обеспечения постоянного давления.

Насос двукратного действия

Основные составляющие устройства в целом не отличаются от тех, что устанавливаются в насосе однократного действия. Однако принцип работы несколько изменился. Среди особенностей конструкции можно выделить следующие моменты:

Входное и выходное отверстие имеют два впускных и выпускных клапана с пружинами.
Стоит учитывать, что полости над поршнем и под поршнем не имеют связи, работают автономно.
Как и предыдущая конструкция, рассматриваемая работает от привода, представленного эксцентриковым кулачком.
Обратный ход поршня осуществляется за счет установленной пружины.
На момент движения поршня в нижнюю мертвую точку под действием штока образуется разряженное давление, которое подается и в зону всасывания. На данный момент верхний выпускной клапан открывается, а выпускной закрывается.
При движении поршня в верхнюю часть клапан, расположенный в верхней части, закрывается.

В целом можно сказать, что конструкция также весьма проста и надежна. При ее изготовлении могут использовать самые различные материалы, в основном те, которые могут выдерживать воздействие повышенной влажности и различных химических веществ.

Разновидности топливных насосов высокого давления

По конструктивным особенностям выделяют довольно много различных насосов, которые могут применяться для перекачки топлива. Примером назовем нижеприведенный список:

Рядный.
Распределительный.
Магистральный.

Рассматривая область применения следует отметим, что топливные насосы высокого давления встречаются преимущественно в системах подачи дизельного топлива. Что касается бензиновых ДВС, то насосы применяются зачастую только при непосредственном впрыске топлива. Эти разновидности моторов сегодня встречаются крайне часто, так как обладают повышенной мощностью и показателем КПД.

Рядный ТНВД

Эта конструкция получила сегодня весьма большое распространение несмотря на то, что имеет большие размеры. Среди особенностей конструкции отметим нижеприведенные моменты:

Конструкция оснащается плунжерными парами, которые расположены в ряд. За счет этого данному типу насоса было дано соответствующее название.
Если насос устанавливается для ДВС, то количество плунжерных пар соответствует количеству рабочих цилиндров. Этот момент определяет то, что одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива в один цилиндр.
Как и многие другие насосы, рассматриваемый работает от привода кулачкового вала. Кроме этого передача вращения осуществляется за счет коленчатого вала.
Кулачковый вал при вращении воздействует на толкатели плунжеров. За счет этого они двигаются внутри конструкции.
Конструкция сделана так, что впускные и выпускные отверстия открываются в нужное время.

Рассматриваемый рядный насос состоит из следующих элементов:

Седло.
Штуцер напорной магистрали.
Пружина.
Корпус секции давления.
Нагнетательный клапан.
Плунжер.
Втулка.
Впускные и выпускные отверстия.
Рычаги управления.
Пружинный толкатель.
Роликовый толкатель.
Кулачок.
Зубчатая рейка.
Возвратная пружина.

В целом можно сказать, что конструкция состоит из довольно большого количества элементов и при этом надежная, позволяет избежать проблем с подачей топлива.

Распределительный ТНВД

В зависимости от объема установленного ДВС конструкция ТНВД может иметь один или два плунжера. Кроме этого количество плунжеров связано с тем, какой объем топлива должен перекачиваться. При этом выделяют две основные разновидности конструкции:

Торцовый кулачковый привод.
Внутренний кулачковый привод.

Оба насоса имеют свои особенности, которые следует учитывать.

Конструкция торцового ТНВД распределительного типа имеет следующие элементы:

Выходное и входное отверстие.
Шестерня привода.
Винт регулировки.
Запорный клапан электромагнитного типа.
Распределительный блок.
Кулачковая шайба.
Плунжер распределитель.
Штуцер нагнетательной камеры.
Ролик.
Фланец.
Подвижный элемент с лопастями.

Кулачковый привод состоит из следующих элементов:

Плунжер.
Подкачивающий элемент с лопастями.
Обойма кулачкового типа.
Плунжер.
Головка.
Распределительный вал.
Блок управления конструкцией.
Клапан электромагнитного типа для дозирования топлива.
Дроссель нагнетателя.
Ролик.
Клапан, который регулирует опережение впрыска.
Приводной вал.
Муфта опережения впрыска.
Шток привода кулачковой обоймы.

Конструкция весьма сложная, но может выдерживать высокую нагрузку.

Магистральный ТНВД

Устанавливается насос в том случае, если топливо сначала накапливается в топливной рампе, только после этого поступает к форсункам. Следует учитывать, что конструкция может выдерживать давление свыше 180 МПа. Состоит конструкция из следующих элементов:

Ролика.
Кулачкового вала, выступающего в качестве привода.
Плунжер и плунжерная пружина.
Штуцер напорной магистрали.
Впускной и выпускной клапаны.
Фильтр очистки.
Клапан электромагнитного типа для дозирования количества подаваемого топлива.
Перепускной клапан.
Штуцера.

При рассмотрении магистрального ТНВД стоит учитывать, что он может быть с одним, двумя или тремя плунжерами.

Топливоподкачивающие насосы

Чтобы обеспечить беспрерывную подачу топлива из расходных цистерн к топливным насосам высокого давления, в топливную систему включают топливоподкачивающие насосы. Благодаря создаваемому ими давлению топлива (0,02—0,5 МПа) обеспечивается устойчивая работа топливной системы.

В судовых дизелях применяются поршневые, шестеренные и роторные топливоподкачивающие насосы.

Поршневые саморегулируемые насосы. На вспомогательных высокооборотных двигателях устанавливают поршневые топливоподкачивающие насосы, обладающие свойством саморегулирования (рис. 109).

Нагнетательный ход поршня 5 (рис. 109, а) происходит в момент, когда кулачковая шайба 1 не воздействует на толкатель 2. Последний отжимает пружина 12, и шток 4 отходит, от поршня 5. Топливо, находящееся в полости 6 и вытесняемое поршнем, направляется в дизель. Поршень 5 перемешается под действием пружины 7 лишь по мере расходования топлива. Во время работы дизеля под нагрузкой большой расход топлива, т. е. оно покидает полость б быстро, без нагрузки — медленно. В первом случае скорость перемещения поршня 5 под действием пружины 7 будет выше, чем во втором. Значит, насос подает столько топлива, сколько его расходует двигатель. Таким образом, насос является саморегулируемым, не нуждающимся в перепускном клапане. При рассмотренном направлении движения поршня 5 в полости а создается разрежение, поэтому в нее через клапан а - нагнетательный ход: б - подготовительный ход поступит топливо из расходной цистерны.

Рис. 109. Схема поршневого саморегулируемого топливоподкачивающего насоса:

Когда кулачковая шайба 1 набежит на ролик 2 толкателя 3 (рис. 109,6), поршень 5 будет перемещаться в обратном направлении, сжимая пружину 7. Топливо из полости а начнет выходить через клапан 6 в полость б. Часть топлива направится на дизель, но основная его масса перейдет из полости а в полость б. Иными словами, ход поршня 5 под действием кулачковой шайбы является подготовительным, т е. поршень возвращается в исходное положение начала нагнетательного хода.

К топливоподкачивающему насосу присоединен топливопрокачивающий для предпускового прокачивания топливной системы дизеля.

При разборке и сборке топливной аппаратуры в систему может попасть воздух. Для его удаления и для предпускового прокачивания топлива головку 8 (см. рис. 109, а) вывинчивают из крышки цилиндра и начинают перемещать вверх - вниз поршень 10. При движении поршня 10 вверх топливо из расходного бака засасывается в цилиндр 9 через клапан 11, при перемещении поршня вниз оно через полость а, клапан 6 пойдет к двигателю.

После прокачивания головку 8 ввинчивают в крышку цилиндра 9 и поршень 10, сместившись вниз, перекроет канал (отверстие), соединяющий цилиндр 9 с пространством под клапаном 11.

На рис. 110 изображен продольный разрез насоса двигателя 6Л160ПНС, работающего по рассмотренному принципу. Поршень 18 нагружен с передней стороны пружиной 14, упирающейся в пробку 13, ввернутую в корпус 6 насоса. С задней стороны поршня предусмотрен колпачок 4, внутри которого заключен нагнетательный клапан 1. Через колпачок 4 на поршень 18 воздействует толкатель 2, примыкающий другим торцом к эксцентрику 3 кулачкового вала блочного топливного насоса. В нижней части корпуса 6 помещены всасывающий клапан 15 и сетка 16. Под ними находится отстойник 17, в который по трубе, не изображенной на рисунке, поступает топливо.

Рис. 110 Топливоподкачивающий насос двигателя 6Л160ПНС

Когда эксцентрик 3 сбегает с торца толкателя 2, поршень 18 под действием пружины 14 движется влево, вытесняя топливо из полости а через штуцер 5 к двигателю. Справа от поршня, т. е в полости в, создается разрежение и топливо из отстойника 17 засасывается в нее через сетку 16 и клапан 15. При набегании эксцентрика 3 на толкатель 2 поршень 18 движется вправо, снимая пружину 14 Всасывающий клапан 15 закрывается, и топливо из полости в через нагнетательный клапан 1 вытесняется в полость а. Просачивающееся вдоль толкателя топливо по каналу б стекает в отстойник.

Для заполнения системы топливом при неработающем двигателе предусмотрен ручной насос, цилиндр 10 которого ввернут в корпус 6. При необходимости прокачать систему, головку 7 штока 9 вывертывают из пробки 8, после чего за эту головку начинают перемещать поршень 11 попеременно вверх и вниз. При движении поршня 11 вверх топливо засасывается через клапан 15 и полость в в цилиндр 10, при движении его вниз топливо поступает через полость в, клапан 1 полость а и штуцер 5 к двигателю. После прокачивания головку 7 ввертывают в пробку 8 и поршень 11 прижимается к прокладке 12, благодаря чему герметизируется полость в.

Шестеренные насосы.

Наиболее часто для подачи топлива применяют шестеренные топливоподкачивающие насосы вследствие их простоты. В корпусе 1 насоса (рис 111, а) находятся ведущая 2 и ведомая 4 шестерни, сцепленные между собой Ведущая шестерня 2 насажена на вал 3 с помощью шпонки и приводится во вращение от коленчатого вала Шестерня 4 свободно сидит на оси 5. Ведомая шестерня вращается против часовой стрелки, а ведущая 2 — по часовой. Каждая из шестерен при вращении переносит топливо во впадинах зубьев в направлении справа налево. Значит, топливо к шестерням должно быть подведено через отверстие д, а отведено от них через отверстие а.

Переносимое между зубьями шестерен — во впадинах топливо будет накапливаться в левой части корпуса насоса. При этом в ней будет создано давление, а в первой части — разрежение.

При конструировании насоса стремятся обеспечить избыток поступления топлива по сравнению с его расходованием. Для перепуска избыточного топлива предусмотрен клапан 6, нагруженный пружиной 7. В связи с избытком поступления топлива давление слева от клапана 6 возрастает, он отжимается от седла и топливо по каналам б, в и г перетекает в правую полость.

Как видно из рассмотренного, для нереверсивного насоса всасывающий и нагнетательный клапаны не нужны, тогда как у реверсивного насоса их должно быть по два всасывающие 12, 17 (рис 111,6) и нагнетательные 13, 15. Полостью всасывания служит канал ж с отверстием е для подвода топлива, полостью нагнетания — канал в с отверстием г для штуцера, через который топливо отводится.

Если щестерни 14 и 18 будут вращаться по направлению сплошных стрелок, над клапаном 17 будет разрежение Топливо, двигаясь по каналу д поднимет клапан 17 и пройдет к шестерням, перемещаясь по каналу в, оно поднимет клапан 13 и поступит к выходному отверстию г. При обратном направлении вращения шестерен путь топлива изображен пунктирными стрелками В этом случае шестерни его будут переносить слева направо. Всасывающий клапан 12 откроется, и из канала ж чёрез полость а топливо поступает к шестерням.

Рис. 111 Шестеренные насосы

Нагнетаемое топливо поднимет клапан 15 и направится на выход из насоса через отверстие г.

Избыточное топливо перепускает клапан 11, к которому подходит канал б. Давление, создаваемое насосом, можно регулировать натяжением пружины 10 посредством пробок 9, 8 На всех клапанах предусмотрены ограничители подъема 16.

Роторный насос.

В быстроходных двигателях применяют роторные топливоподкачивающие насосы. На двигателях ЗД6 устанавливают роторный насос БНК-12ТК (рис 112).

В корпусе 5 помещен неподвижный стакан 1, во внутренней полости которого эксцентрично вращается ротор 4 с четырьмя лопатками 2, вставленными свободно в его пазы. Внутренние грани лопаток упираются в плавающий палец З, а внешние соприкасаются с цилиндрической поверхностью стакана 1. В верхней части ротор 4 плотно прилегает к внутренней поверхности стакана 1.

При вращении ротора по часовой стрелке его лопатки нагнетают топливо в направлении, изображенном сплошными стрелками. Избыточное топливо перепускает клапан 6, как показано пунктирными стрелками. Перепускной клапан 6 нагружен пружиной 7. Натяжение ее, а следовательно, и давление, создаваемое насосом, можно изменять с помощью пробки 5, ввернутой в крышку 11 насоса. При регулировке натяжения пробку 8 поворачивают квадратным стержнем 10, на головке 9 которого предусмотрен шлиц для отвертки.

Под тарелкой перепускного клапана 6 помещен заливочный клапан 12 со слабой пружиной 13. Он служит для пропуска топлива в систему при подготовке двигателя к пуску. Под давлением топлива из расходного бака клапан 12 опускается и через отверстия в тарелке перепускного клапана 6 поступает в полость насоса. Во время работы насоса вследствие давления топлива заливочный клапан прижимается к тарелке перепускного.

Рис. 112 Роторный насос

Как и шестеренные, роторные насосы могут быть реверсивными, если их оборудовать всасывающими и нагнетательными клапанами или золотником.

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

Смотрите также

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости

Отзывы о Питер-АТ

Спасибо нашим клиентам за отзывы о нас:
repmy.ru
Отзывы на Яндексе
Акция на ремонт вариаторных трансмиссий
Замена масла в двигателе в подарок

При замене масла в АКПП замена масла в двигателе бесплатно!
Клиенту на заметку

Как не попасть на некачественный ремонт АКПП.
Контрактные АКПП в СПб