Строительные машины и оборудование, справочник






Топливные насосы тракторов высокого давления


Категория:
   Тракторы-2


Топливные насосы тракторов высокого давления

Топливный насос высокого давления предназначен для нагнетания дозированных порций топлива в цилиндры дизеля. На изучаемых дизелях устанавливают рядный или распределительный насос.

Рядные топливные насосы высокого давления. Основные детали рядного насоса — плунжер и его втулка. При повороте кулачкового вала плунжер вместе с роликовым толкателем перемещается вверх, а в исходное положение возвращается пружиной. Топливо поступает в надплунжерную полость В из канала Д и через нагнетательный клапан подается в штуцер, к которому с помощью топливопровода подсоединена форсунка.

Схема действия рядного топливного насоса. При вращении вала насоса выступ кулачка отходит от толкателя, плунжер пружиной опускается, и топливо, пройдя наполнительное отверстие Г, поступает в надплунжерную полость В. Поворачиваясь, кулачок поднимает толкатель, и плунжер вытесняет часть топлива обратно в канал Д. Когда плунжер закроет наполнительное отверстие, давление оставшегося топлива, запертого в надплунжерной полости, резко возрастает и передается нагнетательному клапану. Когда сила давления превысит усилие пружины, клапан поднимется. Поясок Е клапана выходит из канала седла, и в топливопровод под давлением плунжера начинает поступать доза топлива. В тот момент, когда давление топлива на входе в форсунку станет достаточным для поднятия ее иглы, доза топлива начинает впрыскиваться из форсунки в цилиндр. Нагнетание топлива будет продолжаться до тех пор, пока отсечная кромка не подойдет к нижней



Рис. 1. Схема секции топливного насоса высокого давления: 1 — кулачок вала насоса; 2 — толкатель; 3 — пружина плунжера; 4 — плунжер; 5 — втулка плунжера; 6 — нагнетательный клапан; 7 — штуцер; 8 — пружина нагнетательного клапана; 9 — седло клапана

части отсечного отверстия Б втулки, соединив надплунжерную полость с отводящим каналом А. В этот момент происходит отсечка (быстрое прекращение впрыскивания) топлива. Давление в над-плунжерной полости резко падает, оставшееся в ней топливо перетекает по каналу М, пазу К в отсечное отверстие Б и отводится в канал А. Из этого канала топливо возвращается через перепускной клапан и топливопровод в подкачивающий насос. Одновременно с этим нагнетательный клапан под действием пружины 8, совершая разгрузочный ход, опускается в свое седло. Поясок Е клапана при этом разобщает полость топливопровода высокого давления и надплунжерную полость. Давление в нем резко падает, впрыскивание топлива из форсунки мгновенно прекращается.

Количество топлива, подаваемого насосом за каждый цикл, зависит от нагрузки двигателя, и его регулируют изменением момента окончания подачи (отсечки). Для уменьшения дозы топлива отсечное отверстие нужно открыть раньше, а для увеличения— позже.

Расстояние, проходимое плунжером, при котором обеспечивается цикловая подача топливного насоса, называется активным ходом. Этот ход соответствует расстоянию по высоте от нижней части отсечного отверстия Б до отсечной кромки в тот момент, когда плунжер перекрывает наполнительное отверстие Г. При полной подаче это расстояние х составляет около 2 мм. Если плунжер повернуть вправо, его активный ход сократится до величины, отсечка наступит раньше и топлива будет подано меньше. Если еще повернуть плунжер в ту же сторону, паз К расположится против отсечного отверстия Б, и надплунжерная полость на всем протяжении хода плунжера окажется сообщенной с этим отверстием. Поэтому топливо подаваться не будет — подача выключена.

Топливный насос УТН-5А дизеля Д-240 унифицированный четырехплунжерный, диаметр плунжера — 8,5 мм, ход — 8 мм, состоит из корпуса, плунжеров с втулками, нагнетательных клапанов с седлами (корпусами), кулачкового вала, толкателей и механизма поворота плунжеров (рейки, зубчатого венца с поворотной втулкой).

Рис. 2. Схема действия секции топливного насоса: а — заполнение надплунжерной полости топливом; б — вытеснение части топлива из полости; в — момент начала нагнетания топлива плунжером; г — нагнетание топлива в форсунку; д — момент отсечки подачи топлива; 1 — кулачок вала насоса; 2 — толкатель.

Рис. 3. Схема изменения подачи топлива насосом: а — полная подача; б — малая подача; в одача выключена

Корпус насоса отлит из алюминиевого сплава. Спереди винтами к нему присоединена чугунная плита, с помощью которой насос крепят к дизелю, сзади на фланце закреплен корпус регулятора. На левой стенке установлены подкачивающий насос, перепускной клапан и пробка отверстия для удаления воздуха, а на правой стенке имеется люк с крышкой. Снизу в корпус запрессованы заглушки, а сверху в головку корпуса ввинчены штуцера. Внутри корпус разделен на две камеры горизонтальной перегородкой, в отверстия которой вставлены толкатели. В верхней камере расположены детали секции топливного насоса, а нижняя, где находится кулачковый вал с эксцентриком Д привода подкачивающего насоса, служит ванной для масла. Масло заливают в корпус нагнетателем или оно подается из смазочной системы дизеля.

Детали плунжерной пары очень точно изготовлены из легированной стали и термически обработаны до высокой твердости. Эти детали индивидуально подобраны одна к другой с зазором, который в десятки раз меньше толщины человеческого волоса, и образуют подвижное соединение, предотвращающее утечку из над плунжерной полости топлива при его нагнетании. Такая пара деталей называется прецизионной (особо точной); замена одной детали другой не допускается.

Втулка плунжера установлена в корпусе сверху и от проворачивания удерживается штифтом. Продольные каналы Б и Г соединены между собой поперечным сверлением. По ним через перепускной клапан непрерывно циркулирует топливо, препятствуя скоплению в каналах воздуха, который бы нарушил работу насоса.

Перепускной клапан шариковый, поддерживает давление в каналах в пределах от 0,07 до 0,12 МПа. Плунжер поворачивается во втулке рейкой через зубчатый сектор. Осевой канал плунжера радиальными отверстиями сообщен с двумя винтовыми пазами К. Верхняя кромка тщательно обработанного паза называется отсечной. Противоположный, менее точно обработанный паз служит для выравнивания бокового давления топлива на плунжер и снижает тем самым изнашивание его и втулки. Кольцевая проточка задерживает просочившееся топливо и распределяет его, как смазку, по втулке.

Выступы М плунжера перемещаются в пазу поворотной втулки. Пружина плунжера одним концом упирается через верхнюю тарелку в корпус насоса, а другим концом — в нижнюю тарелку, которая захватывает хвостовик плунжера и прижимает его к болту толкателя, не препятствуя при этом свободному повороту плунжера вокруг своей оси.

Рис. 4. Топливный насос высокого давления УТН-5А: 1 — сливная трубка; 2 — корпус насоса; 3 — болт, удерживающий толкатель от проворачивания; 4 – крышка люка; 5 — нижняя тарелка; 6 — возвратная пружина; 7 поворотная втулка; 8 верхняя тарелка; 9 — плунжер; 10—штифт; 11 — втулка плунжера; 12 — седло клапана; 13 — нагнетательный клапан; 14 — пружина клапана; 15 — перепускной клапан; 16 регулировочный болт; 17 — толкатель; 18—кулачковый вал; 19 шлицевая втулка; 20 — специальная гайка; 21 —установочный фланец; 22 — плита; 23 — рейка; 24 втулка рейки; 25 — заглушка (пробка) канала; 26 — штуцер; 27 зажим; 28 — шарикоподшипник; 29 — стакан подшипника; 30 заглушка; 31 — зубчатый венец со стяжным винтом; 32 — регулировочные прокладки

Рис. 5. Насосная секция топливного насоса УТН-5А

Нагнетательный клапан и его седло тоже прецизионная пара, отсоединяющая надплунжерную полость втулки от топливопровода, который подает топливо к форсунке. Клапан имеет посадочный конус Е, поясок Ж и хвостовик. Пружина упирается в нажимной штуцер и другим концом прижимает клапан к седлу. Между штуцером и корпусом седла установлена капроновая прокладка, обеспечивающая герметичность надплунжерной полости.

На кулачковом валу имеются четыре кулачка и эксцентрик привода подкачивающего насоса. Вал установлен в двух шарикоподшипниках.

На переднем конце вала шпонкой и гайкой закреплена шлицевая втулка, которая с помощью шлицевой шайбы соединена с шестерней привода топливного насоса. На втором конце вала крепят детали привода регулятора.

Механизм регулирования количества подаваемого топлива состоит из зубчатого венца с рейкой и поворотной втулкой, венец на которой закреплен стяжным винтом. Перемещение рейки приводит к одновременному повороту всех плунжеров на одинаковый угол. Если рейку передвинуть вперед — к плите, подача топлива увеличится, а если назад — уменьшится или прекратится. Равномерность подачи топлива во все форсунки регулируют поворотом каждой втулки относительно своего зубчатого венца. Предварительно нужно ослабить стяжной винт, а после регулирования затянуть его.

Шестерня кулачкового вала вращается от вдвое меньшей (по диаметру) шестерни коленчатого вала. Такое соотношение размеров шестерен нужно для того, чтобы за цикл работы дизеля (два оборота коленчатого вала) кулачковый вал насоса совершил только один оборот и в каждый цилиндр насос через форсунку подал одну дозу топлива.

Момент начала подачи топлива в каждой плунжерной секции устанавливают, регулируя болтом рабочую длину толкателя. Предварительно момент начала подачи во все цилиндры дизеля устанавливают соединением шестерен по меткам, а затем уточняют, изменяя положение шестерни относительно кулачков вала насоса.

Топливный насос 4ТН-9Х ЮТ дизелей А-41 и СМД-18Н (диаметр плунжера 9 мм, ход— 10 мм) действует аналогично насосу УТН-5, но имеет большие размеры и массу и некоторые отличия в конструкции.

Корпус насоса чугунный, головка, отлитая отдельно от корпуса, крепится на нем двумя шпильками и гайками. Подача топлива каждой секцией изменяется тоже поворотом плунжера во втулке, но механизм поворота другой конструкции. Он состоит из гладкой рейки, четырех вильчатых хомутов, закрепленных на рейке стяжными винтами, и поводков, напрессованных на нижние цилиндрические концы плунжеров.

При продольном перемещении рейки все плунжеры поводками поворачиваются на своих втулках на одинаковый угол.

Пружины плунжеров верхними концами упираются в головку насоса, а нижними через тарелки — в планку, прикрепленную к головке насоса двумя шпильками и гайками. Роликовые толкатели сухарями, входящими в пазы корпуса насоса, удерживаются от проворачивания.

На конце вала, обращенного к регулятору, шпонкой и гайкой закреплена втулка со свободно надетой шестерней привода регулятора. Вращение от втулки передается шестерне через резиновые сухари амортизатора. Резиновые сухари предохраняют зубья шестерни и другие детали регулятора от поломок при резких изменениях частоты вращения вала насоса.

Топливный насос высокого давления дизеля ЯМЗ-240Б имеет 12 плунжерных секций (диаметр плунжера 9 мм, ход— 10 мм). Корпус насоса отлит из алюминиевого сплава за одно с головкой насоса. На валу под углом 45° один относительно другого расположены 12 кулачков, но нет эксцентрика для привода подкачивающих насосов.

Рис. 6. Детали топливного насоса 4ТН-9Х10Т: а — механизм поворота плунжеров; б — детали насосной секции; в детали привода вала насоса; 1 — рейка; 2 – - поводок; 3 — стяжной винт хомута; 4 вильчатый хомут; 5 — плунжер; 6 — тарелка пружины плунжера; 7 — втулка плунжера; 8 – установочный винт; 9 стопорное кольцо; 10 — регулировочный болт толкателя; 11 — корпус толкателя; 12 — сухарь толкателя; 13 – втулка шестерни; 14 – резиновый сухарь; 15 – шестерня привода насоса

Вал насоса опирается на два конических роликовых подшипника, регулируемых прокладками, и пять промежуточных подшипников скольжения, изготовленных из специального алюминиевого сплава. Каждый подшипник состоит из двух половин (нижней, уложенной в постели корпуса, и верхней), стянутых винтами. От проворачивания и осевого смещения эти подшипники удерживаются винтами корпуса насоса. На переднем конце вала установлена автоматическая муфта опережения впрыскивания топлива, а на заднем свободном посажена шестерня привода вала регулятора. Она вращается валом насоса с помощью резиновых сухарей, как и у насоса типа ТН. Толкатели удерживаются от проворачивания выступающими концами оси ролика, входящими в продольные пазы корпуса.

Корпус насоса подсоединен к общей смазочной системе дизеля. Масло поступает по маслопроводу через штуцер, ввинченный в одну стенку корпуса, а отводится в систему через штуцер, ввинченный в противоположную стенку. В поперечном канале, соединяющем продольные каналы для подвода и отвода топлива, имеется специальная пробка (с осевым и боковым сверлениями), отвинчивая которую можно выпустить воздух из этих каналов.

Насосные секции по конструкции подобны секциям насоса УТН-5. На плунжере выполнены две кольцевые канавки для просочившегося топлива, которое отводится из канавок всех плунжеров по специальному дренажному каналу корпуса насоса и топливопроводу в бак.

Нагнетательный клапан каждой секции не имеет отсасывающего пояска, как у других рядных насосов. Хвостовик клапана цилиндрический. В нем выполнены сообщающиеся между собой осевое А и радиальное Б сверления, и он перемещается в корпусе седла с малым зазором.

Когда клапан под давлением топлива поднимается и радиальное сверление выходит из седла, топливо через сверления клапана проходит в штуцер и нагнетается по топливопроводу к форсунке. В тот момент, когда отсечной кромкой плунжера открывается отсечное отверстие В втулки, топливо перестает давить на торец хвостовика клапана, он опускается, давление в штуцере и топливопроводе падает. А когда радиальное сверление Б полностью перекроется кромкой седла, клапан, опускаясь, начинает отсасывать топливо из штуцера, поэтому подача к форсунке прекращается резко, происходит отсечка топлива. Упор, расположенный в штуцере, предотвращает чрезмерный подъем клапана и уменьшает объем полости штуцера, что способствует быстрой отсечке.

Рис. 7. Детали (а) и схема действия (б и в) нагнетательного клапана топливного насоса дизеля ЯМЗ-240Б: 1 — штуцер; 2 — упор; 3 — нагнетательный клапан; 4 — седло клапана; 5 — плунжерная втулка; 6 — плунжер

Подробное устройство топливного насоса и его привода изучается на лабораторно-практических занятиях.

Топливный насос высокого давления дизеля КамАЗ-740 двухрядный, V-образный, секционный, установлен в развале дизеля. Диаметр и ход плунжера — 9 мм. На заднем торце насоса размещен регулятор и подкачивающий насос с насосом ручной прокачки. Кулачковый вал топливного насоса установлен в двух конических подшипниках. На переднем конце вала закреплена муфта опережения впрыскивания топлива, а на заднем имеются шестерня регулятора и эксцентрик привода подкачивающего насоса.

Каждая из восьми плунжерных секций, расположенных в корпусе насоса, удерживается фланцем, который закреплен двумя шпильками с гайками. Устройство плунжера, его втулки, седла нагнетательного клапана, пружины и других деталей секции подобно таким же деталям насоса типа УТН-5.

На нагнетательном клапане нет разгрузочного пояска. При опускании клапана до посадки в седло объем полости над ним увеличивается, что приводит к резкому падению давления в топливопроводе, обеспечивая отсечку топлива при выходе его из форсунки.

На толкателе плунжера вместо регулировочного болта имеется пята. Подбором ее толщины регулируют момент начала нагнетания топлива каждой секцией. Подачу топлива в зависимости от нагрузки регулируют поворотом плунжера втулкой, но она перемещается не венцом с зубчатым сектором, а шипом, входящим в зацепление с рейкой.

Общее устройство и принцип действия топливоподкачивающего насоса такие же, как и у других рядных топливных насосов.

Распределительные топливные насосы типа НД по конструкции и принципу действия отличаются от рядных. В рядных (многоплунжерных) топливных насосах плунжер каждой секции, перемещаясь, подает топливо только в один цилиндр дизеля, а плунжер секции распределительного топливного насоса высокого давления, перемещаясь, одновременно вращается вокруг своей оси, и поочередно нагнетает топливо в несколько цилиндров.

Устройство распределительных насосов. Базовая модель распределительных насосов — НД-21/4. Его ставят на дизелях Д-144. В нем имеется одна секция высокого давления на четыре цилиндра дизеля. В насосе НД-22/6Б4, установленном на дизеле СМД-62, выполнены две секции. Каждая подает топливо в три цилиндра.

В трех камерах корпуса насоса, отлитого из алюминиевого сплава, расположены секции насоса, регулятор с механизмом управления и кулачковый вал с эксцентриком привода подкачивающего насоса.

В секции топливного насоса высокого давления имеются втулка с головкой, плунжер-распределитель, дозатор (регулировочная втулка), пружина с тарелкой и зубчатая втулка. Головка, соединенная с втулкой штифтами и гайкой, крепится в корпусе насоса четырьмя шпильками. В головку ввинчены три штуцера с нагнетательным и обратным (разгрузочным) клапанами и пружинами. Полированный плунжер-распределитель входит во втулку с очень малым зазором (0,0010…0,0022 мм), а между дозатором и плунжером-распределителем еще меньший зазор—0,0002…0,0013 мм. На наружной поверхности дозатора имеется паз. С помощью поводка, входящего в этот паз, дозатор перемещается по плунжеру-распределителю вверх и вниз, что и обеспечивает изменение подачи топлива.

Рис. 8. Распределительный топливный насос НД-22/6: 1 — корпус насоса; 2 — автоматическая муфта опережения впрыскивания топлива; 3 — толкатель; 4 — дозатор; 5 гайка головки; 6 — головка секции; 7 — штуцер; 8 — плунжер-распределитель; 9 —втулка плунжера-распределителя; 10—сапун; 11 —зубчатая втулка; 12 — промежуточная шестерня; 13 — эксцентрик; 14 — вал регулятора; 15 — конические шестерни; 16 — вал насоса; 17— ппужина; 18 — регулировочная тяга; 19 —вильчатый Рычаг привода дозатора

Рис. 9. Схема работы распределительного насоса типа НД:

Топливная камера насоса отделена от масляной уплотнительными резиновыми кольцами. В масляной камере расположены кулачковый вал и толкатели. От проворачивания в корпусе толкатели удерживаются направляющими винтами. Вал насоса опирается на два шарикоподшипника и приводится во вращение от распределительных шестерен дизеля через автоматическую муфту опережения впрыскивания топлива. Заодно с валом выполнены две кулачковые шайбы (каждая для своей секции) с тремя выступами А.

Плунжер-распределитель поднимается выступами кулачка, а опускается пружиной. Одновременно с этим он поворачивается вокруг своей оси. Вращение ему передается через пару конических шестерен, вал регулятора с его цилиндрической шестерней, промежуточную шестерню и зубчатую втулку, надетую на квадрат нижней части плунжера-распределителя. Во втулке секции выполнены наполнительное Ж и три распределительных Г отверстия, которые сообщаются с нагнетательными каналами Д, ведущими к штуцерам. Осевой канал И плунжера-распреде-лителя через распределительный паз В соединяет надплунжерную полость Е поочередно с нагнетательными каналами Д. Через отсечное отверстие К (когда оно не закрыто дозатором) канал И соединяется с отсечной полостью Б.

Схема работы насосов. В работе распределительных топливных насосов различают ход всасывания и ход нагнетания.

Ход всасывания (схема I) совершается при опускании плунжера-распределителя. Отсечное отверстие К перекрыто дозатором и в надплунжерной полости Е создается разрежение. В тот момент, когда плунжер открывает наполнительное отверстие Ж, в надплунжерную полость втулки из полости низкого давления насоса поступает топливо.

Ход нагнетания (схема II): плунжер-распределитель, поворачиваясь, поднимается толкателем, и часть топлива вытесняется обратно в полость низкого давления. Когда плунжер-распределитель перекроет наполнительное отверстие Ж, в надплунжерной полости создается давление, а распределительный паз В вращающегося плунжера-распределителя приближается к распределительному отверстию Г втулки. Когда паз подойдет к этому отверстию, из полости Е, пройдя канал И, паз В и отверстие Г, топливо поступает в нагнетательный канал Д. Здесь оно поднимает клапаны и по топливопроводу нагнетается в форсунку. Подача топлива продолжается до начала выхода отсечного паза К из дозатора (схема III) — происходит отсечка: нагнетательный клапан опускается в седло, и обратное движение топлива прекращается. Однако П°Д Действием избыточного давления в топливопроводе небольшая часть топлива поступает по сверлению к обратному клапану, тжимает его от нагнетательного клапана (схема IV) и выходит в подклапанную полость, разгружая тем самым топливопровод от избыточного давления.

Количество подаваемого насосом топлива регулируется перемещением дозатора по плунжеру-распределителю (чем выше установлен дозатор, тем больше подается топливо, потому что увеличивается активный ход плунжера-распределителя, и отсечка наступает позже). Самая большая подача соответствует крайнему верхнему положению дозатора. При перемещении его в крайнее нижнее положение наполнительное отверстие Ж втулки перекроется плунжером-распределителем лишь тогда, когда отсечное отверстие К уже вышло из дозатора. Поэтому подачи не будет, а топливо из полости Е через полость Б возвратится в подкачивающий насос.

Распределительные топливные насосы высокого давления проще в эксплуатации, чем многоплунжерные рядные насосы. В рядных насосах для нормальной работы всех цилиндров дизеля нужно регулировать одинаковый момент начала подачи каждой секцией и равномерность подачи всеми секциями. Распределительные насосы не нуждаются в таких регулировках, потому что несколько цилиндров дизеля обслуживаются одним плунжером-распределителем. Однако вследствие более частых нагнетаний плунжерная пара изнашивается быстрее и утрачивает требуемую плотность.

Рис. 9. Механизм привода топливного насоса дизелей:
1 — шестерня привода насоса; 2 — шлицевой фланец; 3 — соединительный болт; 4 — шли-цевая втулка; 5 — установочный фланец; 6 — опора шестерни; 7 — проставка с овальными отверстиями; 8 — штуцер; 9 — топливный насос; 10 — муфта опережения; 11—текстолитовая шайба; 12 — вал привода насоса; 13 — ведущая полумуфта; 14 — фланец полумуфты с установочными рисками; 15 — болт крепления фланца; 16 — стяжной болт; А — цетановая метка.м

На топливных насосах дизелей СМД-62 и СМД-72 с пуском от электростартера устанавливают ограничитель дымления отработавших газов.

Привод топливных насосов высокого давления. Топливные насосы всех изучаемых дизелей приводятся в действие с помощью распределительных шестерен.

В топливных насосах УТН-5 типа ТН, НД-21/4 ведущая шестерня соединена со шлицевой втулкой установочным шлицевым фланцем. Фланец крепится к ступице шестерни двумя болтами. На дизеле СМД-62 ведущая шестерня, находящаяся на опоре, вращает вал топливного насоса через текстолитовую шайбу и два кулачка муфты опережения, входящих в пазы этой шайбы. Топливный насос дизеля ЯМЗ-240Б приводится шестерней на валу. Привод топливного насоса дизеля КамАЗ-740 такой же, как на дизеле ЯМЗ-240Б.

Читать далее:

Категория: - Тракторы-2

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины


Администрация: Бердин Александр -
© 2007-2017 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.

  © Все права защищены.
Копирование материалов не допускается.


RSS