Агрегаты и приборы системы питания

Топливный бак служит для создания необходимого запаса топлива, обеспечивающего бесперебойную работу двигателя с полной нагрузкой в течение не менее 10 часов.

Сверху бак имеет заливную горловину с линейкой для замера уровня топлива и сетчатым фильтром. Горловина закрывается крышкой с отверстием и проволочной набивкой для очистки воздуха, поступающего внутрь бака. В нижней части бака имеются сливной и расходный краны.

Топливопроводы служат для соединения и подачи топлива из бака к отдельным приборам топливной системы. Они бывают низкого и высокого давления.

Топливопроводы низкого давления предназначены для подвода топлива от топливного бака к насосу высокого давления.

Их изготавливают из латунных или медных трубок и присоединяют к агрегатам и приборам системы питания с помощью накидных гаек с цилиндрическим, коническим или ступенчатым зажимом.

Топливопроводы высокого давления предназначены для подвода топлива от топливного насоса высокого давления к форсункам.

Их изготавливают из толстостенных цельнотянутых стальных трубок.

Для плотного присоединения к форсункам и секциям топливного насоса концы трубок путём высадки её стенок выполнены в виде конуса и на трубку надевают уплотнительную шайбу.

Топливные фильтры предназначены для очистки топлива от механических примесей и воды. Различают фильтры грубой и тонкой очистки.

Сетчатый фильтр грубой очистки служит для очистки топлива от грубых механических примесей и устанавливается между топливным баком и топливоподкачивающим насосом. Он имеет сетчатый фильтрующий элемент, состоящий из отражателя и латунной сетки с ячейками размером 0,09 мм.

Кроме сетчатого фильтра грубой очистки, применяются ленточнощелевые, пластинчато-щелевые, фильтры-отстойники.

Фильтр тонкой очистки очищает топливо от мельчайших механических примесей и воды.

Он имеет несколько топливно-фильтрующих элементов из цилиндрических картонных элементов, заключённых в жестяные крышки каркасов с отверстиями для прохода топлива, и фильтрующих штор, изготовленных из специальной бумаги в виде многогранной гармошки, установленных в корпусе.

В нижней части корпуса предусмотрено отверстие, закрытое сливной пробкой, для слива отстоенного топлива из фильтра.

Топливоподкачивающий насос (подкачивающая помпа) служит для подачи топлива к насосу высокого давления, прокачивая его через фильтры и обеспечивая его нормальную работу на всех режимах работы двигателя.

Наибольшее распространение на дизельных двигателях получили топливоподкачивающие насосы поршневого типа. Их устанавливают на корпусе топливного насоса (рис. 20, а).

В действие он приводится от кулачкового вала 1 топливного насоса (рис. 20, б).

Основой подкачивающей помпы служит корпус 10, внутри цилиндрической части которого помещен поршень 8.

Схема устройства и работы топливоподкачивающего насоса

Рис. 20. Схема устройства и работы топливоподкачивающего насоса:

а - место установки; б, в - схемы устройства и работы; 1 - кулачковый вал; 2 - толкатель; 3 - нагнетательный канал; 4 - нагнетательный клапан; 5 - пружина; 6 - впускной клапан; 7 - насос ручной подкачки; 8 - поршень; 9 - шток; 10 - корпус; 11 - впускной канал

С наружной стороны в поршень упирается пружина 5, а с внутренней - шток 9 толкателя 2.

Впускным каналом 11, закрываемым впускным клапаном 6, цилиндр связан с впускным отверстием, через которое в насос поступает топливо, и вторым каналом - с нагнетательным каналом 3, закрытым нагнетательным клапаном 4, по которому топливо выходит из цилиндра.

Работает помпа следующим образом. При вращении вала (рис. 20, б) топливного насоса кулачок перемещает толкатель 2 вперед (на схеме вверх). Это движение через шток 9 передаётся поршню 8. Давление топлива над поршнем при этом возрастает, а под поршнем снижается, поэтому впускной клапан 6 закрывается, а нагнетательный 4 открывается, и топливо из полости над поршнем перетекает в полость под поршнем. Когда кулачок при дальнейшем вращении вала начнёт отходить от ролика толкателя 2 (рис. 20, в), пружина 5, воздействуя на поршень, перемещает его вниз.

При этом открывается впускной клапан 6 и топливо, поступая из фильтра грубой очистки, заполняет полость над поршнем. В этом случае нагнетательный клапан остаётся закрытым, а топливо из-за давления при этом под поршнем, начинает выходить из насоса по нагнетательному каналу 3. После прихода поршня вниз и при дальнейшем вращении вала 1 процесс повторяется. Для подачи топлива в фильтры при неработающем двигателе служит насос ручной подкачки 7. Он служит также для прокачки топливной системы в случае попадания в неё воздуха с целью его удаления.

Топливный насос высокого давления предназначен для подачи в камеры сгорания цилиндров дизельного двигателя точно отмеренных порций топлива под высоким давлением и в заданный момент времени.

На тракторных дизельных двигателях устанавливаются топливные насосы двух типов - многоплунжерные и одноплунжерные распределительного типа.

Основное применение на тракторах, используемых в питомниках и тепличных комплексах, нашли многоплунжерные насосы.

Многоплунжерный топливный насос состоит из корпуса 1 (рис. 21), служащего основой насоса.

Внутри корпуса расположены насосные секции 14, количество которых соответствует количеству цилиндров.

Каждая секция устроена и работает одинаково.

В нижней части корпуса на шарикоподшипниках установлен кулачковый вал 4 с кулачками 5, количество которых соответствует количеству секций. На кулачковом валу имеется эксцентрик 3 для привода топливоподкачивающего насоса 2. Над каждым кулачком 5 вала располагается толкатель 7 с роликом. При вращении кулачкового вала ролик катится по профилю кулачка и заставляет толкатель совершать возвратно-поступательное движение.

На верхней части корпуса укреплена головка насоса с П-образным каналом. В головке установлены секции 14, включающие в себя гильзы 13 с плунжерами 12, соединённые в нижней части с пружинами плунжеров 9. Над гильзами находятся нагнетательные клапаны 15. Насос крепится в передней части двигателя болтами, пропущенными через отверстия в плите

6. Вращение кулачкового вала от двигателя передаётся через шлицевую втулку 8.

Топливный насос работает следующим образом.

При вращении кулачкового вала 4 и при набегании кулачка 5 на толкатель 7 перемещается вверх и передвигает плунжер 12 также вверх, одновременно сжимая пружину плунжера 9. Когда кулачок начнёт уходить вниз, пружина 9 заставляет плунжер также перемещаться вниз. Таким образом, во время работы насоса плунжер всё время совершает возвратнопоступательные движения.

Многоплунжерный топливный насос высокого давления

Рис. 21. Многоплунжерный топливный насос высокого давления:

  • 1 - корпус насоса; 2 - топливоподкачивающий насос; 3 - эксцентрик; 4 - кулачковый вал; 5 - кулачок кулачкового вала; 6 - плита крепления насоса к двигателю; 7 - толкатель; 8 - шлицевая вту лка привода кулачкового вала; 9 - пружина плунжера; 10 - поворотная втулка; 11 - зубчатый сектор; 12 - плунжер; 13 - гильза; 14 - секция насоса;
  • 15 - нагнетательный клапан; 16 - штуцер; 17 - пружина нагнетательного клапана; 18 - корпус нагнетательного клапана; 19 - зубчатая рейка; 20 - сливная трубка с пробкой выпуска воздуха; 21 - ручной насос; 22 - регулятор частоты вращения коленчатого вала двигателя

Плунжеры всех насосных секций поворачиваются одновременно с помощью зубчатой рейки 19. В зацеплении с ней находятся зубчатые секторы 11 с поворотными втулками 10, соединённые с плунжерами 12.

Основными элементами создания высокого давления в секции насоса является плунжерная пара - плунжер 12 и гильза 13. Они изготовлены из легированной стали и подогнаны друг к другу с высокой точностью.

В верхней части гильзы 13 (рис.22) имеются два отверстия: верхнее впускное с впускным окном ?, предназначенное для заполнения полости гильзы топливом, и перепускное Б, расположенное ниже, на противоположной стороне гильзы, и предназначенное для отвода топлива из полости гильзы в П-образный канал. В верхней части плунжера предусмотрена кольцевая выточка, верхняя кромка в которой срезана по винтовой линии для возможности регулировки количества топлива, подаваемого насосом, и носит название отсечной кромки. Кольцевая выточка с полостью гильзы

13 соединяется радиальным Г и осевым отверстиями Д, просверленными в верхней части плунжера.

Схема работы многоплунжерного топливного насоса высокого давления (обозначения позиций те же, что и на рис. 21)

Рис. 22. Схема работы многоплунжерного топливного насоса высокого давления (обозначения позиций те же, что и на рис. 21):

А - топливоотводящий канал; Б - перепускное окно; В - винтовая канавка; Г - радиальное отверстие; Д - осевое отверстие; Е - впускное окно; Ж - топливоподводящий канал

Насосная секция работает следующим образом.

Топливо, подаваемое топливоподкачивающим насосом 2 поступает в топливоподводящий канал Ж топливного насоса. При нахождении плунжера 12 (рис. 22,а) впускное окно Е гильзы 13 открыто. Пространство над плунжером заполнено топливом, поступившим из топливоподводящего канала Ж головки насоса. При набегании кулачка кулачкового вала 4 на толкатель 7, последний двигаясь вверх и сжимая пружину нагнетательного клапана 17, будет перемещать вверх также плунжер 12. Последний, перекрыв верхней кромкой впускное окно Е (рис. 22,6), начнёт сжимать топливо в над плунжерном пространстве в гильзе 13. При достижении определённого давления открывается нагнетательный клапан 15 и топливо через штуцер 16 по топливопроводу высокого давления поступает к форсунке. Как только верхняя кромка винтовой канавки В совпадёт с перепускным окном Б в гильзе 13 (рис. 22,в), топливо станет перетекать из осевого Д и радиального Г отверстий в верхней части плунжера 12, а также через перепускное окно Б гильзы 13 в топливоотводящий канал Л. Из него топливо по сливной трубке 20 поступает в топливоподкачивающий насос 2. При этом нагнетательный клапан 15 под действием пружины 17 опустится в седло корпуса нагнетательного клапана 18 и перекроет выход топливу в штуцер 16.

При дальнейшем кулачкового вала 4 (см. рис. 21) вершина кулачка 5 начинает сходить с толкателя. Плунжер 12 под действием пружины 9 перемещается вниз. При этом в гильзе 13 увеличивается разрежение и при открытии впускного окна Е (рис. 22,а) в гильзу поступает топливо, залолняя над плунжерное пространство. При движении вверх плунжер снова начинает нагнетать топливо и процесс повторяется.

Увеличение или уменьшение количества топлива, подаваемого в камеры сгорания двигателя, осуществляется поворотом плунжера вокруг своей оси перемещением зубчатой рейки 21 через зубчатый сектор 11. При этом момент начала подачи топлива остаётся постоянным, а момент прекращения подачи (отсечки) изменяется, поскольку верхняя (отсечная) кромка винтовой канавки В (рис. 22, а) устанавливается против перепускного окна Б гильзы в разные моменты времени. В процессе работы двигателя рейка перемещается автоматически (в зависимости от нагрузки на коленчатый вал двигателя) регулятором частоты вращения 22 (см. рис. 21).

Форсунки (Рис. 23) служат для распиливания топлива и равномерного его распределения в камере сгорания цилиндра.

В зависимости от принятого на двигателе смесеобразования, формы и размеров камер сгорания применяются однодырчатые штифтовые форсунки (рис. 23, а) - при вихревом смесеобразовании и форсунки с многодырчатым распылителем (рис. 23, б).

Форсунки каждого типа имеют некоторые конструктивные особенности и предназначены для конкретных двигателей.

Форсунка состоит из корпуса 9, к нижней части которого гайкой 10 прикреплён корпус распылителя 2 с иглой 1. Игла своим конусом плотно закрывает выходное отверстие внизу корпуса распылителя. Сверху на иглу опирается штанга 3, на которую нажимает пружина 4. Сжатие пружины изменяется с помощью регулировочного винта 7 с контргайкой 8, ввинченного в стакан 5. Сверху форсунка закрыта колпаком, в центре которого ввёрнут полый болт, через который по трубке 6 топливо, просочившееся сквозь зазоры между’ иглой 1 и корпусом распылителя 2 и прошедшее через отверстие в стакане 5, направляется на слив (положение Б).

Топливо по трубке 6 (положение А) подводится от топливного насоса. Пройдя сквозь сетку 11 (устанавливается только у многодырчатых форсунок), оно по каналу в корпусе 9 поступает в нижнюю часть корпуса распылителя 2. Благодаря высокому давлению топливо, преодолевая силу сжатой пружины 4, поднимает иглу 1 и образует узкую кольцевую щель между концом иглы и корпусом распылителя (рис. 23, I) или открывает путь топливу к каналу, на конце которого имеются отверстия (рис. 23, II). Топливо, выходя через узкую щель или небольшие отверстия, будет впрыскиваться в камеру сгорания в виде мелких капель.

Форсунки устанавливаются в латунные стаканы головки блока цилиндров двигателя, омываемого по бокам охлаждающей жидкостью, и крепятся гайками, навинченными на шпильки.

Регулятор. Для поддержания постоянной частоты вращения коленчатого вала двигателя при различных нагрузках необходимо с увеличением нагрузки увеличивать подачу топлива путем поворота плунжеров

Форсунки

Рис. 23. Форсунки:

I - однодырчатая штифтовая; II - с многодырчатым распылителем; 1 - игла; 2 - корпус распылителя; 3 - штанга; 4 - пружина трубка; 5 - стакан; 6 - трубка; 7 - регулировочный винт; 8 - контргайка; 9 - корпус форсунки; 10 - гайка; 11 - сетка; А - подвод топлива; Б - отвод топлива

топливного насоса, а при её снижении уменьшать подачу топлива. Эту работу автоматически выполняет всережимный регулятор частоты вращения или просто регулятор.

Регулятор дизельного двигателя устанавливается непосредственно на топливном насосе (рис. 24, а).

Все сборочные единицы регулятора расположены в корпусе 10 (рис. 24, б), закрытый сверху крышкой.

Внутрь корпуса входит конец кулачкового вала 3 топливного насоса. На валу 3 жёстко закреплена упорная шайба 4, связанная упругим звеном со ступицей 2 грузиков 1, свободно сидящей на кулачковом валу.

На конце кулачкового вала свободно посажена муфта 12 с упорным шариковым подшипником 13. Муфта упирается в ролик, сидящий на оси, установленной в промежуточном рычаге 11, который тягой 7 соединён с рейкой 6 топливного насоса. На одной оси вместе с промежуточным рычагом помещён основной рычаг 9. Оба рычага соединены болтом. Основной рычаг 9 связан с пружиной 8, второй конец которой прикреплён к рычагу, сидящему на одной оси с рычагом 5 управления регулятором.

Действие всережимного регулятора заключается в следующем. При

Схема устройства и работы веережимного регулятора

Рис. 24. Схема устройства и работы веережимного регулятора:

а - место установки; б - устройство; 1 - грузик; 2 - ступица; 3 - кулачковый вал; 4 - упорная шайба; 5 - рычаг; 6 - рейка; 7 - тяга; 8 - пружина; 9 - основной рычаг; 10 - корпус; 11 - промежуточный рычаг; 12 - муфта; 13 - упорный подшипник; А - уменьшение подачи; Б - увеличение подачи

вращении кулачкового вала 3 грузики 1 под действием центробежных сил расходятся в разные стороны от центра их вращения и перемещают муфту 12 вправо. При этом муфта поворачивает промежуточный рычаг 11 по часовой стрелке и через тягу 7 передвигает рейку 6 вправо, поворачивая плунжеры на уменьшение подачи топлива. При установившейся частоте вращения вала рейка будет неподвижна и топливо будет подаваться в строго определённом количестве.

При уменьшении нагрузки на двигатель, т.е. при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя, а следовательно, и кулачкового вала 3 насоса, центробежные силы грузиков окажутся больше силы натяжения пружины 8. Тогда промежуточный 11 и основной 9 рычаги будут поворачиваться по часовой стрелке дальше и одновременно передвигать рейку 6 дальше, уменьшая подачу топлива до тех пор, пока не установится частота вращения кулачкового вала. При этом рейка 6 остановится и двигатель начнет работать в новом режиме.

При увеличении нагрузки частота вращения коленчатого вала двигателя, а следовательно, и кулачкового вала 3 будет уменьшаться, грузики 1 за счет уменьшения центробежных сил будут сходиться, промежуточный рычаг 11 будет поворачиваться против часовой стрелки и передвигать рейку 6 влево на увеличение подачи топлива.

С помощью поворота рукоятки в положения А или Б через рычаг 5 можно изменять натяжение пружины 8. При этом будет изменяться и сила её упругости, давая возможность при каждой перестановке рукоятки задавать двигателю новый режим работы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >