Линия подачи топлива высокого давления дизельного двигателя. Часть 1.

Линия подачи топлива высокого давления дизельного двигателя. Часть 1.

Линия подачи топлива высокого давления дизельного двигателя ЯМЗ-236, ЯМЗ-740

Часть 1

Для обеспечения хорошего распыления топлива, впрыскиваемого в среду плотно сжатого воздуха, необходимо подавать его под высоким давлением. С этой целью дизельные двигатели имеют насос высокого давления, который вместе с форсунками и трубопроводами образует линию высокого давления.

В цилиндры дизельного двигателя под действием насоса высокого давления через форсунки закрытого типа в строго определенных дозах (в зависимости от нагрузки двигателя и режима его работы) впрыскивается топливо. Таким образом, топливный насос высокого давления прежде всего отмеряет определенные дозы топлива, подаваемые в каждый цилиндр за один рабочий ход. Так как эти дозы должны быть весьма незначительными и одинаковыми для каждого цилиндра, насосы высокого давления выполняют с большой степенью точности.

Топливо подают топливным насосом высокого давления в строго определенный момент, за очень короткий промежуток времени, с возможностью изменения момента опережения впрыска по отношению к проходу поршня через в.м.т. в конце хода сжатия. Топливный насос обслуживает все цилиндры двигателя.

Топливные насосы высокого давления, применяемые у современных автомобильных дизельных двигателей, относятся к плунжерному типу с отдельной секцией на каждый цилиндр двигателя. Все секции объединены в одном корпусе и приводятся в действие от общего кулачкового вала, получающего вращение через шестеренчатый привод от распределительного вала двигателя.

У большинства насосов высокого давления все плунжерные секции расположены в один ряд, у некоторых насосов, например устанавливаемых на двигателях ЯМЗ-740, плунжерные секции располагаются в два ряда под углом 75° одна к другой.

Устройство насоса высокого давления показано на рис. 30. Он состоит из корпуса 7 насоса, плунжерных секций, кулачкового вала 1, регулятора частоты вращения и муфты опережения впрыска. Каждая секция насоса представляет собой гильзу 11 с движущимся внутри нее плунжером 12.

Поперечный разрез насоса высокого давления дизельного двигателя
Рис. 30. Поперечный разрез насоса высокого давления дизельного двигателя: 1 — кулачковый вал- 2 — нижняя тарелка- 3 — поворотная втулка- 4 — верхняя тарелка- 5 — зубчатый сектор- 6 — стопорный винт- 7 — корпус- 8 — штуцер- 9 — пружина нагнетательного клапана- 10 — нагнетательный клапан- 11 — гильза- 12 — плунжер- 13 — винт ограничения хода рейки- 14 — пальцы ведущей полумуфты- 15 — пружина- 16 — регулировочный винт- 17 — контргайка- 18 — толкатель- 19 — ось ролика- 20 — плавающая втулка- 21 — ролик- А и Б — каналы отвода и подвода топлива

Гильзы установлены в расточках корпуса насоса и фиксируются в нем стопорными винтами 6. Верхнее отверстие в гильзе впускное, оно сообщается с каналом Б подвода топлива в корпусе насоса. Нижнее (перепускное) отверстие в гильзе соединено с каналом А отвода топлива. На наружной поверхности верхней части плунжера имеется круговая проточка. Выше нее расположен фасонный паз, начинающийся снизу винтовой канавкой и заканчивающийся прямолинейной вертикальной канавкой. Этот паз соединяет пространство над плунжером с кольцевой полостью, образуемой круговой выточкой на плунжере. Сверху к гильзе прилегает седло нагнетательного клапана 10, которое прижимается к торцевой поверхности гильзы штуцером 8, ввернутым в корпус насоса. К штуцеру присоединен нагнетательный трубопровод высокого давления.

Плунжеры всех секций приводятся в движение от общего кулачкового вала 1, расположенного в нижней части корпуса и установленного на конических роликовых подшипниках. Кулачок действует на плунжер 12 через роликовый толкатель 18, который постоянно прижимается к кулачку пружиной 15. Под действием этой пружины, опирающейся на тарелку 2, плунжер движется вниз. Проворачиванию толкателя препятствует ось 19 ролика, которая имеет выступы, входящие в пазы на расточках корпуса. Ролик 21 толкателя установлен на плавающей втулке 20. Для регулировки момента начала подачи топлива в толкатель 18 ввернут регулировочный винт 16, фиксируемый в определенном положении контргайкой 17.

Рассмотрим работу насоса высокого давления. Когда плунжер 2 (рис. 31) опускается (положение 1), пространство над ним заполняется топливом, поступающим через отверстие Д в гильзе 1 и канал Б (см. рис. 30) подвода топлива. При движении плунжера вверх (рис. 31, положение II) это отверстие перекрывается торцевой кромкой плунжера и давление в пространстве над плунжером повышается. С увеличением давления до 1,2-1,8 МПа открывается нагнетательный клапан 10 (см. рис. 30) и топливо через штуцер канала А отвода топлива и трубопровод высокого давления поступает к форсунке. Плунжер продолжает подниматься и соответственно повышает давление. Когда его величина достигает 15 МПа, поднимается игла форсунки и доза топлива, поданная насосом, впрыскивается в цилиндр двигателя. При подходе плунжера к в.м.т. (рис. 31, положение III) его кромка открывает перепускное отверстие Б гильзы, соединяющее полость гильзы с отводящим каналом, в результате чего давление над плунжером и в трубопроводе, ведущем к форсунке, падает. Нагнетательный клапан закрывается, и поступление топлива в цилиндр прекращается. Для более совершенного процесса сгорания необходимо, чтобы подача топлива завершалась четкой отсечкой. Для этого на нагнетательном клапане 5 делают разгрузочный поясок Г, увеличивающий объем в топливопроводе между форсункой и клапаном.

Плунжер форсунки дизельного двигателя
Рис. 31. Плунжер форсунки дизельного двигателя: а — схема работы: б — нагнетательный клапан- 1 — гильза- 2 — плунжер- 3 — рабочая винтовая канавка плунжера- 4 — корпус нагнетательного клапана- 5 — нагнетательный клапан- А а Б — перепускные отверстия плунжера и гильзы- В и Е — топливные каналы в корпусе насоса- Г — разгрузочный поясок клапана- Д — входное отверстие- Ж — горизонтальное отверстие плунжера- 3 — нерабочая винтовая канавка плунжера- I — заполнение гильзы топливом- II и III — положения плунжера в начале и конце средней подачи- IV и V — положения плунжера при полной и нулевой подачах

Величина дозы впрыскиваемого топлива зависит от продолжительности подачи, т. е. от момента открытия кромкой винтовой канавки и плунжера перепускного отверстия Б. Чем позднее открывается перепускное отверстие, тем большее количество топлива впрыскивается в цилиндр. Более раннее открытие перепускного отверстия уменьшает количество впрыскиваемого топлива.

Для изменения продолжительности впрыска плунжер поворачивают так, чтобы кромка винтообразной канавки раньше или позже открыла перепускное отверстие.

Для поворота плунжера в гильзе каждой секции имеется втулка. В верхней части эта втулка несет на себе зубчатый венец, удерживаемый стяжным винтом, а в нижней части выполнены два вертикальных паза, в которые входят поводки плунжера. Благодаря большой длине пазов поводки могут перемещаться в них на всю длину хода плунжера.

С зубчатыми венцами всех секций находится в зацеплении зубчатая рейка, установленная в корпусе насоса высокого давления, и приводимая системой тяг от центробежного регулятора, управляющего подачей топлива.

Продольное перемещение рейки вызывает поворот втулок на гильзах и соответствующее изменение положения плунжеров. Вдвигая рейку в корпус насоса, увеличивают подачу топлива, а выдвигая — уменьшают.

Момент подачи топлива в цилиндр должен быть связан с положением его поршня. Поступление топлива в цилиндр должно завершаться к приходу поршня в в.м.т. С увеличением частоты вращения вала двигателя уменьшается время каждого хода поршня. Соответственно должен изменяться и момент подачи топлива, чтобы вся порция впрыснутого топлива успела воспламениться и сгореть в то время, когда поршень находится около в.м.т.

Угол опережения подачи топлива изменяется поворотом кулачкового вала насоса. При повороте кулачкового вала по направлению его вращения угол опережения подачи топлива увеличивается, против — уменьшается. Изменяется угол опережения автоматически под действием центробежной муфты, установленной на переднем конце кулачкового вала насоса.

Между моментом начала подачи топлива насосом, определяемым открытием нагнетательного клапана, и моментом впрыска топлива форсункой имеется небольшая разница во времени. Это объясняется некоторой деформацией топливопровода высокого давления и сжимаемостью топлива.



Возврат к списку