Строительные машины и оборудование, справочник



Категория:
   Автомобили и трактора

Публикация:
   Устройство и работа многоплунжерных топливных насосов

Читать далее:




Устройство и работа многоплунжерных топливных насосов

Топливный насос служит для подачи под давлением к форсунке каждого цилиндра в определенный момент и за определенный промежуток времени одинаковой и точно отмеренной порции топлива, соответствующей данной нагрузке дизеля.

Топливные насосы модели ТН-8,5хЮ (ТН-8510), устанавливаемые на большинстве дизелей, состоят из секций насоса (насосные элементы и механизм их привода) и механизма регулирования количества подаваемого топлива. По принципу работы они относятся к плунжерным насосам золотникового типа. Их насосные элементы смонтированы в съемной головке.

Секция топливного насоса модели ТН-8510 представляет собой насос плунжерного (поршневого) типа. Всасывание и нагнетание топлива производятся плунжером при его возвратно-поступательном движении в гильзе. Коленчатый вал дизеля посредством шестерен распределения приводит во вращение кулачковый вал насоса. При этом выступающая часть кулачка, набегая на ролик, который катится по поверхности кулачка, перемещает вверх толкатель. Вместе с толкателем поднимается плунжер, прижатый к торцу регулировочного болта толкателя пружиной. Когда выступ кулачка выйдет из-под ролика, плунжер и толкатель под действием сжатой пружины опустятся и займут первоначальное положение.

При движении плунжера вверх происходит ход нагнетания топлива, при движении вниз — ход всасывания. Ход плунжера равен 10 мм, а его диаметр — 8,5 мм.

Гильза имеет два сквозных отверстия: впускное и перепускное. Впускное отверстие расположено несколько выше перепускного. Гильзы насосных секций установлены в одной общей головке, продольные каналы которой заполнены топливом, поступающим из фильтра тонкой очистки.

Впускное отверстие каждой гильзы соединено с каналом, а перепускное — с каналом.

Верхнее отверстие гильзы закрывается нагнетательным клапаном, установленным в седло. Седло прижимается к гильзе штуцером, ввернутым в головку, а нагнетательный клапан — пружиной, вставленной в штуцер.

При движении плунжера вниз топливо с момента открытия впускного отверстия поступает из канала и заполняет полость над плунжером в гильзе. При движении плунжера вверх топливо в начальный период вытесняется из гильзы через впускное отверстие обратно в канал головки. Когда верхняя кромка плунжера перекроет впускное отверстие, начнется активный ход плунжера, при котором в надплунжерной полости гильзы повышается давление. Под действием давления клапан откроется, и топливо нагнетается по топливопроводу в форсунку.

При дальнейшем движении плунжера отсечная кромка откроет перепускное отверстие. Вследствие большого давления в надплунжерной полости топливо через центральное вертикальное отверстие, радиальное отверстие и вертикальную канавку плунжера начнет перетекать по перепускному отверстию в канал головки. В результате уменьшения давления над плунжером пружина и остаточное давление в топливопроводе прижмут нагнетательный клапан к седлу, и клапан разъединит надплунжерную полость гильзы и топливопровод в период перепуска и всасывания топлива.

При опускании нагнетательного клапана в седло вначале входит его цилиндрический поясок, называемый разгрузочным. Действуя как поршень, разгрузочный поясок освобождает часть топливопровода высокого давления на величину своего объема. В результате этого давление топлива в топливопроводе высокого давления резко снижается приблизительно до 20—25 кГ]см\ и форсунка четко и быстро прекращает подачу топлива в цилиндр дизеля.

В момент открытия отсечной кромкой плунжера перепускного отверстия заканчивается активный ход — нагнетание. Дальнейшее движение плунжера вверх происходит вхолостую, так как топливо перетекает через вертикальное и горизонтальные отверстия в плунжере и перепускное отверстие в канал головки. По мере того как выступ кулачка вала выходит из-под ролика, пружина разжимается и опускает плунжер, открывая впускное отверстие. После этого весь процесс повторяется.

Изменение мощности дизеля осуществляется увеличением или уменьшением количества топлива, подаваемого в его цилиндры.

Для изменения количества подаваемого топлива нужно изменить активный ход плунжера, повернув его за поводок. Когда плунжер находится в положении, показанном на рисунке 1, е, топливо не подается, так как при подъеме плунжера оно из надплунжерной полости по вертикальному и радиальному отверстиям и далее через перепускное отверстие перетекает в продольный канал головки топливного насоса. При повороте плунжера из положения, показанного на рисунке 1, е, против часовой стрелки (если смотреть сверху) начинается подача топлива, и по мере поворота в этом направлении она будет увеличиваться. Когда плунжер из положения, показанного на рисунке, ж, поворачивают по часовой стрелке, подача топлива уменьшается.

Рис. 1. Устройство и работа секции топливного насоса ТН-8,5Х10 (ТН-8510): а — секция топливного насоса; б — пара плунжер гильза; з — впуск топлива; а —начало нагнетания топлива; д — перепуск топлива; е — отсутствие подачи топлива; w —подача топлива: 1 — кулачковый вал; 2 — кромка винтового среза (отсечная кромка); 3 — головка топливного насоса; 4 и 11 —продольные каналы в головке топливного насоса; 5 — перепускное отверстие; 6 — пружина нагнетательного клапана; 7 — штуцер; 8 — нагнетательный клапан: .9 — седло нагнетательного клапана; 10 — впускное отверстие; 12 — установочный винт; 13— плунжер; 14 — гильза; /5 —пружина; 16 — тарелка плунжера; 17 — регулировочный болт; 18 — контргайка; 19 — толкатель; 20 — ролик толкателя; 21 — центральное вертикальное отверстие в плунжере; 22 — радиальное отверстие в плунжере; 23 — вертикальная канавка плунжера; 24, 25 — кольцевые канавки на плунжере; 26— поводок; 27 — цилиндрический поясок нагнетательного клапана

Рис. 2. Топливный насос типа ЛСТН-48510 с регулятором: 1 — планка; 2 —пружина плунжера; 3 — плунжер; 4 — гильза; 5 — хомутик; 6 — рейка; 7 — нагнетательный клапан; 8 — пружина нагнетательного клапана; 9 — штуцер; 10 — топливопровод высокого давления; 11 — накидная гайка; 12 — планка; 13 — болт; 14 — трубка перепуска; 7.5 — перепускной клапан; 16 — топливопровод; 11 — головка топливного насоса; 12 —продольный канал; 19, 20— шпильки; 27 — втулка; 22 — коробчатый фланец; 23 — шестерня кулачкового вала насоса; 24 — шарикоподшипники; 25— кулачковый вал; 26 — кулачок; 27 — толкатель; 28 — эксцентрик; 29, 30 — пробки; 31— плита; 32 — установочный фланец; 33 — гайка; 34 — шлицевая втулка; 35 — корпус топливного насоса; 36 — площадка для крепления подкачивающей помпы; 37— крышка люка; 38 — подкачивающая помпа

Таким образом, поворот плунжера вокруг своей оси изменяет количество подаваемого в цилиндр дизеля топлива, а следовательно, и мощность дизеля. При этом общий ход плунжера и момент начала подачи топлива остаются постоянными, а момент окончания подачи меняется в зависимости от положения отсечной кромки плунжера относительно перепускного отверстия.

При нагнетании насосом топливо несколько сжимается, а топливопроводы немного расширяются. Поэтому для обеспечения наивыгоднейшего угла опережения впрыска топлива форсункой топливный насос должен начать подачу (нагнетание) топлива еще чуть раньше.

Угол, на который повернется коленчатый вал от положения, соответствующего началу подачи топлива насосом, до положения, когда поршень придет в в.м.т., называется углом опережения подачи топлива.

Топливный насос ЛСТН-48510 с регулятором устанавливается на дизелях СМД-14.

Корпус топливного насоса представляет собой коробчатую чугунную отливку, в которой устанавливаются все узлы и детали насоса. Внутри корпус разделен горизонтальной перегородкой на две полости: верхнюю и нижнюю. В верхней полости размещаются выступающие из головки части плунжерных пар и механизм для изменения количества подаваемого топлива.

В четырех вертикальных отверстиях горизонтальной перегородки установлены толкатели.

Крышкой закрывается отверстие в стенке корпуса для доступа к механизму регулирования подачи топлива и к толкателям.

К передней стенке корпуса привернуты плита и установочный фланец, а к задней стенке — коробчатый фланец для крепления регулятора.

Кулачковый вал насоса вращается на двух шарикоподшипниках, посаженных в расточенные гнезда установочного фланца и коробчатого фланца. Вал изготовлен из стали и имеет четыре кулачка одинакового профиля, расположенные под углом 90° друг к другу. На цилиндрической поверхности вала, вблизи первого кулачка, нанесена риска, служащая указателем положения вала при сборке насоса.

В отличие от профиля кулачков насоса ТН-8510 кулачки насоса ЛСТН-48510 имеют тангенциальный профиль и более крутой подъем. При таком профиле кулачка увеличивается скорость движения плунжера, а следовательно, сокращается продолжительность впрыска топлива форсункой и благодаря большей скорости возрастания давления впрыскиваемого топлива повышается качество распиливания топлива. Все это способствует улучшению экономичности дизеля.

Специальный эксцентрик при вращении вала приводит в действие подкачивающую помпу, которая крепится к площадке.

Шарикоподшипники кулачкового вала и трущиеся поверхности деталей, расположенных в нижней половине корпуса насоса, смазываются дизельным маслом, которое заливают через отверстие, закрываемое пробкой (до уровня кромки этого отверстия). Чтобы масло не вытекало наружу, за шарикоподшипниками поставлены самоподжимные сальники. Масло выпускается из насоса через отверстие, закрываемое пробкой.

Рис. 3. Типы профилей кулачков валов топливных насосов: а – ТН-8510; б — ЛСТН-48510, TH-85 ЮТ и УТН-5

Трущиеся поверхности гильзы и плунжера смазываются топливом, проникающим в зазор между ними. Для лучшего распределения топлива на поверхности плунжера сделана кольцевая канавка.

Рис. 4. Головка топливного насоса ЛСТН-48510: 1 — пружина плунжера; 2 — плунжер; 3 — гильза; 4, 6 — прокладки; 5 — седло нагнетательного клапана; 7 — нагнетательный клапан; 8 — пружина нагнетательного клапана; 9 — штуцер; 10 — установочный винт; 11 — топливоподводящий канал; 12 — топливоотводящий канал; 13—поводок; 14— планка; 15 — тарелка плунжера; 16— пружинное кольцо; 17 — пробка; 18—винт; 19 — планки; 20— корпус головки; 21 — перепускной клапан; 22 — гнездо перепускного клапана; 23 — топливопровод; 24-шпилька; 25 — гайка

Устройство головки топливного насоса показано на рисунке 4. Гильза, плунжер, нагнетательный клапан и его седло изготовлены из высококачественной легированной стали и термически обработаны до высокой твердости. Чтобы обеспечить необходимую герметичность в плунжерной паре при больших давлениях (200 кГ/см2 и более), трущиеся поверхности этих деталей тщательно полируют и притирают друг к другу. В паре плунжер — гильза диаметральный зазор должен быть выдержан в пределах 0,001—0,002 мм. Раскомплектовывать пару нельзя.

Гильзы устанавливаются в вертикальные отверстия корпуса головки. Каждая гильза закрепляется в определенном положении в головке при помощи установочного винта, входящего в канавку на наружной поверхности гильзы. Для уплотнения под опорный буртик гильзы установлена медная прокладка.

Чтобы удержать плунжер и пружину в собранном положении при установке головки на корпус и снятии ее с корпуса, тарелки пружин стопорятся снизу общей планкой, прикрепленной гайками к шпилькам.

Для обеспечения герметичности нагнетательный клапан и седло подбирают и притирают совместно, причем раскомплектовка их не допускается.

Между фланцем седла и нижним торцом штуцера для уплотнения установлена капроновая прокладка.

Рис. 5. Толкатель топливных насосов модели ТН-8510: 1 — ролик; 2 — ось; 3 — корпус насоса; 4 — корпус толкателя; 5 — регулировочный болт; 6 — контргайка; 7 — фиксатор

На верхнюю часть штуцера навертывается накидная гайка крепления топливопровода высокого давления, идущего к форсунке. От самоотвертывания каждая пара штуцеров удерживается двумя планками зажима, стянутыми винтом.

В головке сделаны два продольные канала, связанные между собой поперечным каналом.

Топливо из фильтра тонкой очистки поступает по топливопроводу и полому болту в канал. Для работы дизеля требуется только часть подаваемого подкачивающей помпой топлива. Поэтому в канале головки установлен перепускной клапан, который при давлении топлива 0,5—0,9 кГ/см2 открывается, и избыток топлива отводится по топливопроводу обратно в подкачивающую помпу. Перепускной клапан устанавливается в стальную втулку (гнездо), ввернутую в корпус головки. В последние годы перепускной клапан делают шариковым. Толкатель насоса состоит из корпуса, оси, ролика, регулировочного болта с контргайкой и фиксатора. Все детали толкателя изготовлены из стали и термически обработаны. Болт служит для регулирования момента (угла) начала подачи топлива секцией топливного насоса. При вывертывании болта из толкателя топливо подается раньше, то есть угол начала подачи топлива увеличивается, а при ввертывании болта топливо подается позднее (ближе к в.м.т.) и, следовательно, угол начала подачи топлива уменьшается. Фиксатор запрессован в корпус толкателя и предохраняет его от проворачивания, предотвращая тем самым повышенный износ.

В паспорте насоса для каждой модели дизеля указывается наиболее благоприятное (оптимальное) значение угла начала подачи топлива по углу поворота кулачкового вала насоса относительно верхней мертвой точки толкателя.

Количество подаваемого насосом топлива изменяется при помощи рейки, на которой стяжными болтами закреплены хомутики. В прорезь каждого хомутика входит поводок плунжера. Рейку можно перемещать вдоль оси в отверстиях передней и задней стенок корпуса насоса, и хомутики будут поворачивать плунжеры в гильзах. Передвижение рейки вперед (по направлению к приводу насоса) увеличивает подачу топлива, передвижение рейки назад уменьшает подачу. На заднем конце рейки закреплен поводок, которым она связана с тягой 8 регулятора числа оборотов.

Рис. 6. Механизм регулирования подачи топлива насосом модели ТН-8510; 1 — поводок; 2 — штифт; 3—хомутик: 4— болт; 5 — рейка; 6 — корпус топливного насоса; 7 — поводок плунжера; 8 — тяга регулятора

Рис. 7. Топливный насос УТН 5: 1 — корпус насоса; — пробка для контроля уровня масла; 5 — подкачивающая помпа; 4 — эксцентрик; 5 — кулачковый вал; 6 — плита; 7 — канал для подвода масла; 8 — установочный фланец; 9 — шлицевая втулка; 10 — гайка; 11 — толкатель; 12 — регулировочный болт: 13, 15 — тарелки; 14— пружина плунжера; 16 — поворотная втулка; 17 — рейка; 18 — зубчатый сектор; 19 — плунжер; 20— гильза; 21 — седло нагнетательного клапана; 22 — нагнетательный клапан; 23 — пружина нагнетательного клапана; 24 — штуцер; 25 — планки; 26, 52 — перепускные топливопроводы; 27 — крышка люка; 28 — топливопровод для подвода топлива к насосу; 29— канал для подвода топлива; 30 — перепускной клапан; 31 — пружина перепускного клапана; 33 — корпус регулятора; 34, 35 — пробки

Устройство механизма для изменения количества подаваемого насосом топлива дает также возможность регулировать топливный насос на равномерность подачи топлива отдельными секциями.

На дизелях Д-48ЛС, АМ-41 и АМ-01 устанавливаются топливные насосы, имеющие такое же устройство, как и базовый топливный насос ТН-48510.

Топливный насос УТН-5 устанавливают на тракторные дизели Д-37М и Д-50. Секции этих насосов работают так же, как и секции насоса ТН-48510. Основное преимущество насоса УТН-5 в сравнении с насосом ТН-48510 заключается в том, что у него уменьшены вес — примерно в два раза (за счет применения для корпуса алюминиевого сплава), а длина — в полтора раза.

В отличие от насоса ТН-48510 у насоса УТН-5 на нижней части каждой гильзы 20 установлена поворотная втулка, на которой винтом закреплен зубчатый сектор. Втулка удерживается пружиной и имеет в нижней части паз, в который входят выступы плунжера. Зубчатый сектор входит в зацепление с зубчатой рейкой.

Рис. 8. Плунжер и гильза топливного насоса УТН-5: 1 и 3 — продольные каналы в головке топливного насоса: 2 — впускное отверстие; 4 — радиальное отверстие в плунжере; 5 — разгрузочная канавка; 6 —плунжер; 7 — гильза; 8 — канавка с отсечной кромкой; 9 — центральное вертикальное отверстие в плунжере; 10 — перепускное отверстие

Если рейку перемещать, то будут поворачиваться секторы с втулками и плунжеры в гильзах и, следовательно, изменится количество подаваемого топлива.

В усовершенствованных конструкциях насоса УТН-5 верхняя часть плунжера изменена. Введена разгрузочная канавка и радиальное отверстие. При наличии разгрузочной канавки давление топлива на обе стороны плунжера 6 во время механизма изменения количества подаваемого топлива, корректора подачи топлива и ограничителя максимальной подачи топлива на период обкатки дизеля. Все узлы и детали насоса смонтированы в блоке.

нагнетания топлива одинаковое, и поэтому плунжер изнашивается меньше. Насос имеет сапун. Излишки масла из корпуса насоса сливаются через трубку.

Топливный насос дизеля Д-108 состоит из четырех съемных насосных элементов, каждый из которых смонтирован в отдельном корпусе, механизма привода плунжеров,

Гильза насосного элемента имеет впускное отверстие и фиксируется в корпусе в определенном положении винтом. В верхней части плунжера сделана продольная канавка, которая соединяет кольцевую канавку с надплунжерным пространством. Часть верхней кромки канавки, так называемая отсечная кромка, выполнена по спиральной линии. На плунжере стяжным винтом закреплен зубчатый сектор.

Нагнетательный клапан И прижимается к седлу пружиной. Назначение и устройство нагнетательного клапана те же, что и нагнетательного клапана насоса ТН-48510. Седло нагнетательного клапана прижимается к торцу гильзы штуцером, который стопорится рифленым кольцом и штифтом.

При движении плунжера вниз топливо из фильтра поступает через канал и впускное отверстие в надплунжерное пространство. При движении плунжера вверх он перекрывает впускное отверстие. Под давлением топлива открывается нагнетательный клапан, и топливо по топливопроводу высокого давления подается к форсунке. Подача топлива происходит до тех пор, пока отсечная кромка канавки не откроет впускное отверстие.

Количество подаваемого топлива изменяется поворотом плунжера при передвижении зубчатой рейки, находящейся в зацеплении с зубчатым сектором. Посредством поводка и тяги рейка соединена с регулятором.

При движении тяги вправо подача топлива увеличивается, а при движении влево — уменьшается. В крайнем левом положении тяги продольная канавка плунжера устанавливается против впускного отверстия гильзы, и подачи топлива не будет. В крайнем правом положении тяги, когда гайка-ограничитель коснется пластинчатой пружины корректирующего устройства, подача топлива будет наибольшей.

Для выпуска воздуха из топливной системы игла 29 продувочного вентиля вывертывается из корпуса. При установке насосного элемента в блок зуб сектора, отмеченный головкой заклепки, нужно ввести в зацепление с меченой впадиной рейки,

Рис. 9. Топливный насос дизеля Д-108: 1 — пластинчатая пружина корректора; 2 — гайка-ограничитель; 3 — тяга; 4 — пружина толкателя; 5 —толкатель; 6 — лоток; 7 —регулиро* вечный болт; 8— зубчатый сектор; 9— плунжер; 10 —гильза; 11 — седла; 12 — клапан; 13 — штуцер; 14 — пружина; 15 — стопорный винт; 16 — зубчатая рейка; 17 – блок; 18 — кулачковый вал; 19 — пробка; 20 — упор; 21—диск; 22 — корпус насосного элемента; 23 — заклепка; 24 — поводок; 25 — горловина; 26 — стяжной болт; 27 — канал; 28 — впускное отверстие; 29 — игла продувочного вентиля

Рис. 10. Насосный элемент и толкатель топливного насоса дизеля Д 108: а — насосный элемент; б — расположение установочных меток; 1 — метка на плунжере; 2 — зубчатый сектор; 3— защитный колпачок с пружинкой; 4 — стяжной винт; 5 — защитная заглушка; 6 — корпус; 7 — плунжер: 8 — гильза: 9 — впускное отверстие; 10 — седло нагнетательного клапана; 11 — нагнетательный клапан; 12 — медная прокладка; 13 — отверстие для выхода воздуха; 14 — игла продувочного вентиля; 15 — штифт; 16 — стопорное кольцо; 17 — пружина; 18 — защитная гайка-колпачок; 19 — штуцер; 20 — продольная канавка плунжера; 21 — стопорный винт; 22 — кольцевав канавка плунжера: 23 — отсечная кромка; 24 — заклепка; в — толкатель топливного насоса: 1— ось ролика; 2 — регулировочный болт; 3 — контргайка; 4 — топливоотводящий лоток; а — пружина; 6 — корпус; 7 — ролик

Механизм привода плунжеров состоит из четырех роликовых толкателей, установленных в направляющих отверстиях горизонтальной перегородки блока, пружин и кулачкового вала, установленного в двух бронзовых втулках. Толкатель состоит из алюминиевого корпуса, в верхний торец которого ввернут вильчатый регулировочный болт с контргайкой, топливоотводящего лотка и ролика, вращающегося на оси.

Вилка болта толкателя охватывает головку плунжера, поэтому при движении толкателя плунжер двигается вместе с ним. Пружиной толкатель прижимается к кулачку вала. Болт служит для регулирования момента начала подачи топлива секцией топливного насоса.

С целью уменьшения нагарообразования в выпускном трубопроводе при работе дизеля на холостом ходу вторая и третья секции насоса автоматически выключают подачу топлива. Это достигается тем, что плунжеры второй и третьей секций имеют более широкую продольную канавку.

Трущиеся поверхности деталей, расположенных в блоке насоса, смазываются автотракторным маслом АКп-10 (летом) или АКЗп-6 (зимой). Масло заливается через горловину до уровня верхнего обреза, а сливается через отверстие, закрываемое пробкой.

Рекламные предложения:



Читать далее:

Категория: - Автомобили и трактора

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

 



Остались вопросы по теме:
"Устройство и работа многоплунжерных топливных насосов"
— воспользуйтесь поиском.

Машины городского хозяйства
Естественная история машин
Транспортная психология
Пожарные автомобили
Автомобили-рефрижераторы
Монтаж и эксплуатация лифтов
Тракторы

Небольшой рекламный блок


Администрация: Бердин Александр -
© 2007-2019 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.

  © Все права защищены.
Копирование материалов не допускается.


RSS
Морская техника - Зарядные устройства