Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Топливоподающая аппаратура дизельных двигателей


Основные требования. Топливоподающая аппаратура дизельных двигателей должна обеспечивать:
• высокое давление впрыска, необходимое для тонкого распыливания топлива;
• равномерное распределение топлива в камере сгорания в соответствии с ее формой в целях образования равномерной смеси топлива и воздуха и эффективного использования воздуха, заполняющего камеру;
• точное дозирование впрыскиваемого топлива для подачи его в камеру сгорания, а также возможность изменения в зависимости от режима работы двигателя;
• впрыск топлива в камеру сгорания в определенный момент рабочего процесса с требуемой продолжительностью по наивыгоднейшему закону впрыска и под давлением, обеспечивающим тонкое распыливание и распределение топлива в камере;
• равные условия впрыска для всех цилиндров двигателя при различных режимах его работы (момент начала подачи, ее продолжительность и момент конца подачи — отсечка);
• последовательность подачи в соответствии с порядком работы двигателя;
• длительную работоспособность без изменения начальных регулировок и без износов, влияющих на работу двигателя.
Принципиальная схема. Топливоподающая аппаратура дизельных двигателей разделяется на две основные разновидности: разделенную (преобладающее применение) и неразделенную. Разделенная аппаратура: топливный насос высокого давления и форсунки. В неразделенной аппаратуре топливный насос высокого давления конструктивно объединен с форсункой.
В разделенных системах используются многосекционные насосы или насосы распределительного типа. Каждая секция многосекционного насоса обеспечивает нагнетание и дозирование топлива только в один цилиндр. Секция насоса распределительного типа нагнетает, дозирует и распределяет топливо в определенной последовательности.
В системе питания с разделенной аппаратурой (рис. 11.2) топливо из бака 1 через фильтр грубой (предварительной) очистки 2 поступает по топливопроводу к топливоподающему насосу низкого давления 3, который нагнетает через фильтр тонкой очистки 5 к топливному насосу высокого давления 6 и далее к форсунке 7. На топливоподающем насосе установлен насос ручной подкачки 4. К корпусу насоса примыкает регулятор частоты вращения коленчатого вала дизеля.
Топливоподающая аппаратура дизельных двигателей

На современных двигателях лесотранспортных машин применяются разделенные системы питания, в которых насос высокого давления и форсунка представляют собой отдельные агрегаты.
Топливный бак предназначен для хранения топлива, необходимого для длительной работы двигателя. Бак имеет крышку с сетчатым фильтром, топливозаборник, топливный фильтр, расходный кран.
Фильтр грубой (предварительной) очистки предназначен для предварительной очистки топлива от крупных механических примесей и влаги. На современных и перспективных двигателях лесовозных автомобилей в фильтрах грубой очистки устанавливается фильтрующий элемент, состоящий из сетчатого каркаса с навитым на него ворсистым хлопковым шнуром, или сменный фильтрующий элемент типа ФГ-75.
Фильтр тонкой очистки служит для окончательной очистки топлива от мелких механических примесей размеров более 4...5 мкм, не задержанных фильтром грубой очистки, перед поступлением его в топливный насос высокого давления. Двигатели лесотранспортных машин имеют сменные фильтрующие элементы, выполненные в виде стального каркаса с большим числом отверстий, обмотанного слоем ткани, на котором располагается фильтрующая масса или сменные бумажные (картонные) элементы. Фильтры тонкой очистки выполняют роль фильтра-отстойника. Механические примеси и вода отлагаются в нижней части корпуса, где обычно устанавливается еще и успокоитель.
Некоторые топливоподающие системы имеют предохранительные фильтры, установленные в топливопроводах высокого давления перед форсункой или в форсунке. Они изготовлены из многослойной сетки с впрессованными латунными шариками и предназначены для фильтра, очищающего топливо от технологических загрязнений. В нижней части корпуса имеется отверстие, закрытое пробкой, для слива отстоя. В крышке фильтра установлен кран или пробка для выпуска воздуха, попавшего в систему при ее заполнении или прокачивании.
Топливоподающий насос низкого давления предназначен для подачи топлива из топливного бака к топливному насосу высокого давления (ТНВД). На двигателях лесотранспортных машин устанавливаются топливоподающие насосы поршневого типа (рис. 11.3) с приводом от эксцентрика (кулачка) вала ТНВД. Эксцентрик 6 через ролик 5 и толкатель 4, сжимая пружины 7 и 8, перемещает поршень 3 (на схеме вверх), создавая давление на топливо, находящееся в полости А. Под действием давления впускной клапан 2 закрывается, а нагнетательный 1 открывается и топливо перетекает из полости А в полость Б. При движении поршня под действием пружины 8 выпускной клапан и топливо из полости Б нагнетается к выходному отверстию 9 насоса и далее через фильтр тонкой очистки к ТНВД. При этом в полости А создается разрежение, открывается впускной клапан 2 и поступает новая порция топлива из бака; цикл работы насоса повторяется. Пружина 7 исключает отрыв ролика 5 от эксцентрика 6.
Топливоподающая аппаратура дизельных двигателей

На корпусе топливоподающего насоса установлен насос ручной подкачки т о п л и в а, предназначенный для заполнения системы питания топливом и удаления из системы воздуха после проведения технического обслуживания.
Топливный насос высокого давления предназначен для точного дозирования топлива и подачи его в строго определенный момент к форсункам. Топливные насосы высокого давления обычно классифицируются по трем признакам: конструктивному исполнению, регулированию количества подаваемого топлива и числу секций. Наиболее широко применяются золотниковые многоплунжерные насосы, регулирование количества подаваемого топлива в которых достигается поворотом плунжера. Число секций насосов может или соответствовать числу цилиндров двигателя (такие насосы называют многоплунжерным), или быть кратным числу цилиндров (такие насосы бывают одно- или двухплунжерные). Шире распространены многоплунжерные насосы.
Рассмотрим в качестве примера работу одной секции многоплунжерного топливного насоса высокого давления.
Каждая секция (см. рис. 11.4) состоит из плунжерной пары, включающей плунжер 12 и гильзу (втулку) 11, нагнетательного клапана 20, поворотной втулки 3, толкателя 2, пружины 4. На головке плунжера имеется кольцевая выточка 6, продольный канал 8 с винтовым срезом кромки 9. Работа секции протекает в такой последовательности. Плунжер в гильзе совершает возвратнопоступательное движение под воздействием кулачка кулачкового вала 1 топливного насоса и пружины 4 и может поворачиваться вокруг оси на некоторый угол с помощью рейки 5, зубчатого сектора 7 и поворотной втулки 3. Рейка 5 связана через регулятор частоты вращения с педалью подачи топлива, размещенной в кабине оператора. При опускании плунжера под воздействием пружины 4 вниз с того момента, когда его верхний срез откроет впускное окно гильзы в надплунжерное пространство из подводящего канала 1 топливо поступает под давлением около 0,2 МПа.
В начальный момент подъема плунжера под действием набегающего кулачка часть топлива, заполняющего надплунжерное пространство, вытеснится через окна в канал 1. С момента закрытия впускного окна верхним срезом плунжера давление топлива в надплунжерном пространстве начинает повышаться и топливо через нагнетательный клапан 10 поступает по каналу III к форсунке. При достижении определенного давления форсунка начнет впрыскивать топливо в цилиндр, которое будет впрыскиваться до тех пор, пока винтовая кромка 9 не откроет отверстие в гильзе, связанное с каналом II. С момента открытия винтовой кромкой отверстия в гильзе под перепадом давления топливо из надплунжерного пространства по каналу 8 и кромке 9 поступит в канал II.
Вследствие падения давления в надплунжерном пространстве нагнетательный клапан под действием пружины садится в гнездо, разобщая надплунжерное пространство и топливопровод высокого давления. Наличие на клапане разгрузочного цилиндрического пояска позволяет создать резкую отсечку подачи топлива форсункой (прекращение подачи топлива), так как топливопровод высокого давления и надплунжерное пространство разъединяются еще до посадки клапана в седло, с момента входа пояска в направляющую часть седла клапана. Дальнейшее опускание клапана вызывает снижение давления в топливопроводе, так как объем возрастает. Резкое снижение давления в топливопроводе после прекращения подачи устраняет подтекание топлива из сопла форсунки.
Поворотом втулки 3 с сектором 7 изменяется цикловая подача только конкретной секции, а перемещением рейки 5 — всех секций одновременно. Толкатель 2 имеет регулировочный винт для регулирования момента подачи топлива секцией.
Топливоподающая аппаратура дизельных двигателей

Привод топливного насоса осуществляется от коленчатого вала двигателя через муфту опережения впрыска топлива, которая предназначена для автоматического изменения начала подачи топлива в цилиндры в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.
Форсунка предназначена для впрыскивания, распыливания и распределения топлива по объему камеры сгорания. Количество впрыска топлива форсункой оценивается следующими основными показателями: тонкостью и однородностью распыливания топлива; равномерным распределением частиц распыленного топлива в камере сгорания, своевременным началом и окончанием впрыска, четкой отсечкой, поддержанием требуемого давления впрыска при различных режимах работы двигателя.
По конструктивному исполнению форсунки разделяются на две группы: открытые и закрытые. Наиболее ответственным элементом форсунки является распылитель. Количество и направление сопловых отверстий распылителя выбирается в зависимости от формы камеры сгорания и способа смесеобразования. На дизельных двигателях безрельсовых лесотранспортных машин применяются форсунки закрытого типа с гидравлическим подъемом запорной иглы распылителя.
В закрытых форсунках давление, необходимое для распыли-вания топлива, зависит от скорости нагнетания топлива насосом, отношения площадей поперечного сечения плунжера и сопловых отверстий, а также давления газов, находящихся в камере сгорания. Давление, при котором запорная игла отрывается от своего седла, определяется усилием предварительной затяжки пружины, нагружающей запорную иглу, и размерами площади ее конического пояска.
Закрытые форсунки имеют распылители с одним или несколькими отверстиями. Число отверстий зависит от способа смесеобразования и формы камеры сгорания. У двигателей с непосредственным впрыском распылитель форсунки обычно имеет несколько отверстий, которые закрываются запорной иглой. Такие форсунки называют закрытыми. Форсунки двигателей с вихрекамерным смесеобразованием имеют одно отверстие. Закрытые форсунки с распылителем, имеющим одно отверстие, выполняются штифтовыми, т. е. у них запорная игла имеет на конце штифт, придающий струе топлива желаемый конус.
Топливоподающая аппаратура дизельных двигателей

Форсунки двигателя ЯМЗ-288Ф, устанавливаемого на лесовозном автомобиле KpA3-6437 (см. рис. 11.5), закрытого типа, с четырехдырчатым распылителем и гидравлическим подъемом иглы. Распылитель форсунки, состоящий из корпуса 16 и запорной иглы 14, крепится к корпусу форсунки и фиксируется от проворачивания двумя штифтами 13. Пружина 5 через штангу 12 с напрессованной тарелкой 7 прижимает запорный конус иглы к седлу распылителя. Усилие пружины можно изменять регулировочным винтом 2, который контрится гайкой 3. На гайку 4 навернут предохранительный клапан 1, имеющий резьбовое отверстие, в которое устанавливается топливопровод для отвода просочившегося из распылителя топлива. Уплотнительная шайба 6 герметизирует стык между колпаком 2 и корпусом форсунки. Из топливного насоса высокого давления топливо подводится к форсунке через штуцер 9 уплотненным в головке блока двигателя уплотнителем 10.
Топливо, пройдя фильтрацию в фильтре 8, по каналам в корпусе форсунки и распылителя поступает в кольцевую полость распылителя. С увеличением давления топлива возрастает усилие, действующее на коническую поверхность иглы распылителя, а когда это усилие превысит силу давления пружины на иглу, она поднимается и откроет сопловые отверстия. Начнется впрыск топлива в камеру сгорания. В момент отсечки топлива плунжерной парой секции ТНВД снизится давление в кольцевой полости распылителя и конус иглы сядет в седло корпуса распылителя. При этом обратный клапан секции ТНВД опустится в седло и своим разгрузочным пояском резко снизит давление топлива, тем самым создаст четкую отсечку подачи топлива форсункой.
Топливоподающая аппаратура имеет три прецизионных (высокой точности) пары: плунжерную пару, обратный клапан, распылитель форсунки.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: