содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..

Система питания двигателя ЯМЗ-236 автомобилей МАЗ-500А, МАЗ-504А, МАЗ-516 - часть 3

Топливный насос высокого давления (рис. 36) — плунжерного типа, шестисекционный, предназначен для подачи в цилиндры двигателя (через форсунки) в определенные моменты времени строго необходимого количества топлива под высоким давлением в зависимости от режима работы двигателя,

Рис. 36. Топливный насос высокого давления:
1 — корпус; 2 — крышка подшипника; 3 — шариковый подшипник; 4 — сальник; 5 — кулачковый валик; 6 — ролик толкателя; 7 — ось ролика; 8 — толкатель плунжера; 9 —* контргайка; 10 — регулировочный болт; 11 — нижняя тарелка пружины толкателя; 12 — плунжер; 13 — пружина толкателя; 14 — поворотная втулка плунжера; 15 — верхняя тарелка пружины толкателя; 16 — зубчатый венец; 17 — рейка; 18 — колпачок рейки; 19 — ограничительный винт; 20 — втулка плунжера; 21 — пружина перепускного клапана; 22 ~ перепускной клапан; 23 — седло перепускного клапана; 24 — пробка для выпуска воздуха; 25 — канал для подвода топлива; 26 — штуцер; 27 — соединительный ниппель; 28 — колпачковая гайка; 29 — седло нагнетательного клапана; 30 — нагнетательный клапан; 31 — пружина нагнетательного клапана; 32 — упор нагнетательного клапана; 33 — винт держателя штуцеров; 34 — стопорный винт втулки плунжера; 35 — канал для отвода избыточного топлива; 36 — держатель штуцеров; 37 — корпус регулятора; 38 — боковая крышка; 39 — ролик толкателя поршня топливоподкачивающего насоса; 40 — топливоподкачивающий насос; 41 промежуточная опора кулачкового валика;
42 — сливная (дренажная) трубка; 43 — стяжной винт; 44 — регулировочные прокладки

Насос приводится в действие от распределительного вала через шестерню привода топливного насоса.

Насос включает в себя шесть отдельных насосных секций, объединенных в общем алюминиевом корпусе 1 с приводом их от общего кулачкового валика 5. Вместе с насосом высокого давления в этом агрегате объединены муфта автоматического опережения впрыска, которая закреплена на переднем конце кулачкового валика, регулятор числа оборотов, размещенный в корпусе 37, и топливоподкачивающий насос 40.

Основным рабочим элементом каждой насосной секции является плунжерная пара, подающая топливо к форсунке и состоящая из плунжера 12 и втулки 20, изготовленных из легированной стали со специальной термической и механической обработкой.

Плунжер и втулку обрабатывают с высокой точностью и спаривают друг с другом не путем совместной притирки, а методом селективной (выборочной по размеру) сборки. Плунжер и втулку по действительным размерам сортируют на группы, подбираемые с таким расчетом, чтобы диаметральный зазор между втулкой и плунжером был в пределах 0,5—1,5 мкм. Подобранную на заводе плунжерную пару в дальнейшем раскомплектовывать нельзя: детали заменяют только комплектно. Каждый топливный насос комплектуется плунжерными парами одной размерной группы.

Диаметр плунжера равен 9 мм, ход плунжера— 10 мм.

Втулка 20 плунжера выполнена в виде цилиндра с тремя ступеньками на наружной поверхности. В верхней части втулки имеются два поперечных отверстия, расположенных на противоположных стенках со смещением по высоте одно относительно другого. Верхнее отверстие является входным и служит для заполнения топливом надплунжерного пространства во втулке, а нижнее— выходным и предназначено для отсечки конца подачи топлива. Втулка установлена непосредственно в корпусе насоса и зафиксирована винтом 34.

Плунжер 12 представляет собой цилиндрический стержень. В верхней цилиндрической части плунжера имеются две винтовые кромки, из которых одна является отсечной рабочей, а другая служит для увеличения срока службы плунжера.

С торца головки по оси плунжера просверлено отверстие, пересекающееся с горизонтальным отверстием, соединяющим верхние концы винтовых кромок. Эти отверстия сообщают надплун-жерное пространство с пространством винтовых канавок.

Винтовая кромка позволяет регулировать количество подаваемого плунжером топлива путем поворота плунжера во втулке. Поворачиваясь во втулке, плунжер винтовой кромкой открывает раньше или позднее выходное (отсечное) отверстие втулки, вследствие чего изменяется продолжительность впрыска, а следовательно, и количество подаваемого топлива.

Нижняя часть плунжера имеет два направляющих выступа, входящих в пазы поворотной втулки 14, установленной на втулке

плунжера. На поворотной втулке стяжным винтом закреплен зубчатый венец 16, находящийся в зацеплении с рейкой 17 топливного насоса. Эта рейка передвигается регулятором; при этом одновременно повертываются все поворотные втулки, а следовательно, и плунжеры во втулках всех шести насосных секций. Таким образом изменяется количество подаваемого топлива.

Необходимое положение рейки по отношению к зубчатому венцу определяется стопорным винтом, входящим в продольный паз рейки. Угловым смещением поворотной втулки 14 относительно зубчатого венца 16 при ослабленном винте 43 регулируется подача топлива каждой секцией насоса.

Под действием пружины 13 плунжер нижней головкой через верхнюю тарелку 15 пружины толкателя плотно прижимается к головке регулировочного болта 10, ввернутого в толкатель 8 плунжера. Другой конец пружины 13 опирается на нижиою тарелку 11, установленную в кольцевой выточке корпуса насоса.

Толкатель посредством ролика 6 прижимается к кулачку валика 5. От поворота толкатель фиксируется осью 7 ролика, выступы которой входят в пазы на расточках корпуса насоса. Ролик толкателя имеет «плавающую» втулку.

Под действием кулачка валика 5 насоса и пружины 13 плунжер совершает во втулке возвратно-поступательное движение. Регулировочный болт 10, ввернутый в толкатель, стопорится контргайкой 9 п служит для регулировки начала подачи топлива. На верхнем торце втулки 14 плунжера установлен нагнетательный клапан 30, прижимаемый к седлу 29 пружиной 31. Нагнетательный клапан служит для разобщения нагнетательного и всасывающего трубопроводов при ходе плунжера вниз. Для уплотнения между седлом клапана и штуцером 26 установлена текстолитовая прокладка.

Нагнетательный клапан внизу имеет четыре продольные прорези, упирающиеся вверху в цилиндрический поясок, называемый разгрузочным. Верхняя часть клапана заканчивается упорным конусом. Нагнетательные клапаны, так же как и плунжерные пары, по гидравлической плотности делятся на две группы. Топливные насосы комплектуют нагнетательными клапанами только одной группы. Раскомплектовка пары клапан — седло в процессе эксплуатации недопустима так же, как и плунжерной пары.

Корпус нагнетательного клапана прижимается к притертой поверхности втулки плунжера штуцером 26, ввернутым в корпус насоса. К штуцеру через ниппель 27 присоединен топливопровод, идущий к форсунке.

Кулачковый валик 5 вращается в подшипниках, установленных в крышке 2, корпусе 37 регулятора и промежуточной опоре 41. Концевые шейки кулачкового валика уплотнены резиновыми сальниками. Осевое перемещение кулачкового валика в подшипниках допускается в пределах 0,01—0,07 мм. Для устранения излишнего перемещения валика служит набор регулировочных прокладок 44.

Рейка 17 топливного насоса перемещается в направляющих втулках, запрессованных в корпус насоса. Выступающий из насоса конец рейки защищен колпачком 18, в который ввернут винт 19, ограничивающий мощность двигателя во время обкатки. Этот винт законтрен проволокой и опломбирован.

В верхней части корпуса насоса имеются каналы для подвода 25 и отвода 35 топлива, по которым оно поступает к плунжерным парам. Со стороны регулятора каналы закрыты пробками с уплотнительными капроновыми шайбами. Со стороны автоматической муфты к каналу 25 для подвода топлива присоединен подводящий топливопровод. Избыточное количество топлива отводится через перепускной клапан по каналу 35. Продольные каналы в корпусе насоса соединены между собой поперечными каналами, которые закрываются двумя пробками 24, служащими для выпуска воздуха из системы питания.

В боковой крышке 38 имеется отверстие для заливки масла в топливный насос, закрытое пробкой-сапуном. Болты крепления боковой крышки опломбированы. Для контроля уровня масла в корпусе насоса служит указатель. Через сливную (дренажную) трубку 42, закрепленную на двигателе, излишки масла сливаются наружу.

Работа насосной секции происходит следующим образом (рис. 37). Топливо из фильтра тонкой очистки поступает в насос и заполняет канал 7. При движении плунжера вниз (рис. 37, а) под действием пружины происходит впуск топлива. Топливо из канала 7 через входное отверстие 8 втулки поступает в надплунжерное пространство 13 и заполняет его.

Рис. 37. Схема работы насосной секции:
а — впуск топлива; б — начало подачи ; в — конец подачи;
1 — пружина нагнетательного клапана;
2 — разгрузочный поясок нагнетательного клапана; 3 — штуцер; 4 — нагнетательный клапан; б — седло нагнетательного клапана; 6 — втулка
плунжера; 7 — канал для подвода топлива; 8 — входное отверстие втулки; 9 — плунжер; 10 — рабочая винтовая кромка плунжера; 11 — выходное отверстие втулки; 12 — канал для отвода избыточного топлива; 13 — надплунжерное пространство

При движении плунжера вверх (рис. 37, б) под действием кулачка топливо сначала перетекает обратно через входное отверстие в канал 7. Это происходит до тех пор, пока плунжер верхней кромкой не перекроет входное отверстие. Как только входное отверстие будет перекрыто, оставшееся в надгшунжерном пространстве топливо начнет сжиматься, а давление возрастать. Когда давление достигнет 10—18 кГ/см2, нагнетательный

клапан 4, преодолевая сопротивление пружины 1, поднимется и топливо начнет поступать по топливопроводу высокого давления к форсунке.

При дальнейшем движении плунжера вверх давление топлива в системе нагнетания повышается. Как только давление достигнет величины 165+5 кГ/см2, игла форсунки приподнимется и начнется впрыск топлива в камеру сгорания. Поднимаясь дальше, плунжер выталкивает заряд топлива через форсунку в камеру сгорания. Это происходит до тех пор, пока винтовая кромка плунжера не начнет открывать выходное отверстие 11 втулки. Как только это отверстие начнет открываться, топливо из над-плунжерного пространства (рис. 37, в) через вертикальное и горизонтальное отверстия в плунжере с большой скоростью начнет перетекать в канал 12.

По мере открывания отверстия давление топлива над плунжером резко уменьшается и нагнетательный клапан 4 под действием пружины 1 начнет закрываться. При закрывании нагнетательного клапана в отверстие седла сначала войдет цилиндрический разгрузочный поясок 2 клапана и только после этого конус клапана сядет в седло. При опускании разгрузочного пояска клапана в отверстие объем пространства за клапаном за счет объема, освобождаемого пояском, будет увеличиваться, что сопровождается падением давления топлива на участке между клапаном и форсункой. Иначе говоря, разгрузочный поясок вначале разобщает нагнетательный трубопровод от надплунжерного пространства, а затем, опускаясь дальше в отверстие седла, действует как плунжер, отсасывая из нагнетательного трубопровода некоторое количество топлива. Ввиду того что по времени все это протекает очень быстро, давление топлива за клапаном резко падает. Вследствие этого игла форсунки моментально садится в седло распылителя, закрывая выходные отверстия, и происходит резкая отсечка подачи топлива в камеру сгорания.

Действие разгрузочного пояска клапана является весьма важным, так как оно предотвращает гидравлические удары, которые могут возникнуть в трубках высокого давления после каждого впрыска и вызвать повторный подъем иглы форсунки, а также устраняет подтекание топлива через иглу. Запорный конус нагнетательного клапана после посадки его в седло надежно разделяет пространство, занимаемое топливом за клапаном (топливопровод и форсунка), от надплунжерного пространства.

Давление топлива за клапаном между впрысками остается небольшим, но почти всегда постоянным, что способствует получению неизменных по объему и началу впрысков топлива на определенных, но часто меняющихся режимах работы двигателя.

На этом заканчивается цикл подачи топлива в камеру сгорания и плунжер, дойдя до верхней точки вхолостую, начинает опускаться, осуществляя ход всасывания следующего цикла.

Как уже упоминалось, количество подаваемого топлива насосными секциями изменяется поворотом плунжеров вокруг собственной оси зубчатой рейкой (рис. 38), в результате чего увеличивается или уменьшается длина хода нагнетания. Положение плунжера 3, указанное на рис. 38, а, соответствует максимальной подаче топлива, так как длина хода нагнетания, определяемая расстоянием А от винтовой кромки плунжера до выходного отверстия 2 втулки, через которое отводятся излишки топлива, является наибольшей.

При движении рейки назад плунжер, поворачиваясь против часовой стрелки (если смотреть снизу), винтовой кромкой раньше откроет отверстие 2, вследствие чего длина хода нагнетания, а следовательно, и количество впрыскиваемого в камеру сгорания топлива уменьшится. Положение плунжера, показанное на рис. 38, б, соответствует половинной подаче. Из рисунка видно, что длина хода нагнетания Ах уменьшилась по сравнению с длиной хода нагнетания при максимальной подаче.

Если продолжать движение рейки назад, то плунжер, поворачиваясь против часовой стрелки, винтовой кромкой все раньше будет открывать отверстие 2 и, наконец, займет такое положение, когда горизонтальное отверстие в плунжере будет находиться в одной вертикальной плоскости с отверстиями во втулке плунжера. Это положение показано на рис. 38, в и соответствует прекращению подачи топлива и, следовательно, остановке двигателя. В этом положении плунжера хода нагнетания нет, так как на всем протяжении хода плунжера вверх надплунжерное пространство сообщается с каналами в корпусе насоса (сначала с отводящим, а затем с подводящим).

Рис. 38. Схема изменений количества подаваемого топлива: а—максимальная подача; б—половинная подача; в — подачи нет;
1 — рабочая винтовая кромка плунжера; 2 — выходное отверстие втулки; 3 — плунжер; 4 — входное отверстие втулки; 5 — нерабочая винтовая кромка.

Из описанного выше следует, что количество подаваемого топлива насосом высокого давления двигателя ЯМЗ-236 изменяется путем изменения лишь конца подачи топлива. Начало впрыска при всех поворотах плунжера остается постоянным, так как

верхняя кромка плунжера перекрывает входное отверстие все время в один и тот же момент по длине хода.

Изменение момента начала подачи топлива по углу поворота коленчатого вала достигается изменением длины толкателя 8 (см. рис. 36) при помощи регулировочного болта 10 и контргайки 9. При вывертывании болта плунжер перемещается вверх, и тогда верхняя кромка плунжера при ходе нагнетания раньше перекрывает входное отверстие втулки и, следовательно, топливо будет раньше веэдиться в цилиндр (угол опережения впрыска возрастет).

При завертывании болта, наоборот, топливо будет вводиться в цилиндр с запаздыванием (угол опережения впрыска уменьшится).

Порядок работы секций насоса соответствует порядку работы двигателя, т. е. 1—4—2—5—3—6.

 

содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..