29. Рядный топливный насос
Топливный насос служит для подачи в цилиндры двигателя точно отмеренных порций топлива в определенный момент и под высоким давлением.
На дизельных двигателях устанавливают топливные насосы двух видов —
рядные многоплунжерные и одноплунжерные распределительного типа. Рядные многоплунжерные насосы состоят из секций, число которых соответствует числу цилиндров. Рассмотрим устройство и работу одной типичной секции этого насоса.
Насосная секция (рис. 54) включает плунжерную пару, пружину 3, толкатель, кулачок 8 вала топливного насоса и нагнетательный клапан 13 с седлом 14.
Рис. 54(47). Насосная секция: 1 — рейка, 2 — винт, 3 — пружина, 4 — тарелка пружины, 5 — регулировочный болт толкателя, 6 — корпус толкателя, 7 — ролик, 8 — кулачок, 9 — втулка, 10 — зубчатый венец, 11 — гильза плунжерной пары, 12 — плунжер, 13 — нагнетательный клапан, 14 — седло нагнетательного клапана
Основой секции является плунжерная пара. Она состоит из гильзы 11 и свободно перемещающегося внутри нее плунжера 12. Гильза и плунжер изготовлены из легированной стали и подвергнуты термической обработке до высокой твердости. Во время работы в плунжерной паре создается высокое давление топлива. При рабочем движении плунжера топливо не должно просачиваться из надплунжерного пространства между трущимися поверхностями плунжерной пары, поэтому плунжер с большой точностью притирают к гильзе. Зазор между ними в десятки раз тоньше волоса (0,001—0,002 мм). Раскомплектовывать детали плунжерной пары не разрешается,
Гильза представляет собой втулку с утолщением в верхней части. В утолщенной части гильзы имеются два противоположных боковых отверстия Верхнее, впускное, отверстие служит для заполнения надплунжерного пространства топливом. Нижнее, перепускное, отверстие — для перепуска топлива. Оба отверстия гильзы соединены с П-образным каналом топливного насоса.
В верхней части плунжера находятся соединенные между собой осевой и боковой каналы и отсечной паз. Отсечной паз выполнен по винтовой линии. Он позволяет менять порции подаваемого топлива без изменения общего хода плунжера. Кольцевая выточка в средней части плунжера служит для равномерного распределения по гильзе дизельного топлива, выполняющего в данном случае роль масла.
В нижней части плунжера выполнены выступ и выточка. Выступ входит в пазы поворотной втулки 9, на которой помещен зубчатый венец 10, соединенный с рейкой насоса. Зубчатый венец зажимается на втулке винтом 2. Нижняя выточка плунжера используется для закрепления в ней тарелки 4 пружины, которая необходима для перемещения плунжера вниз.
Плунжер перемещается вверх под действием толкателя, который получает движение от кулачка валика топливного насоса. Толкатель состоит из корпуса 6, ролика 7 с осью и регулировочного болта 5 с контргайкой. Во избежание поломки деталей топливного насоса во время эксплуатации толкатели фиксируются винтами, которые ввертываются в корпус насоса против толкателей, и попарно закрепляются проволокой.
Чтобы обеспечить четкое начало и окончание подачи топлива, в цилиндр над гильзой устанавливают нагнетательный клапан, состоящий из корпуса и точно подогнанного к нему клапана 13. Под давлением пружины клапан плотно закрывает выход к форсунке.
На рис. 55 показана схема работы секции топливного насоса. Под действием толкателя и пружины плунжер совершает — возвратно-поступательное движение. При движении плунжера 7 вниз топливо из впускной части 4 П-образного канала проходит в гильзу 2 (рис. 55, а). При движении вверх плунжер перекрывает впускное отверстие гильзы (рис.55, б), и топливо. Открывая нагнетательный клапан 5, проходит под большим давлением в форсунку. Как только кромка отсечного паза совмещается с перепускным отверстием гильзы (рис. 55, в), топливо из надплунжерного пространства попадает по каналам плунжера и перепускное отверстие 7 гильзы в П-образный канал и далее через перепускной клапан к подкачивающей помпе. Под действием пружины 6 нагнетательный клапан садится в гнездо и отсасывает часть топлива из топливопровода высокого давления, что соответствует резкой отсечке топлива. Давление в топливопроводе резко падает и происходит четкое прекращение подачи топлива форсункой. Таким образом, рабочий ход плунжера длится от конца
Рис. 55(48). Схема работы секции топливного насоса: а- заполнение гильзы топливом, б — подача топлива в форсунку, в — конец подачи топлива (отсечка), г — поворот плунжера в сторону увеличения подачи, д — положение плунжера при выключенной подаче; 1 — плунжер, 2 — гильза плунжера, 3 — седло нагнетательного клапана, 4 — впускная часть П — образного канала, 5 — нагнетательный клапан, 6 — пружина, 7 — перепускное отверстие гильзы
закрытия верхней кромкой плунжера впускного окна гильзы до начала открытия перепускного окна кромкой отсечного паза.
Продолжительность рабочего хода плунжера можно менять, повернув его в гильзе на соответствующий угол (рис. 55, г). Момент начала подачи топлива при этом не изменяется, а конец подачи топлива наступает раньше или позже в зависимости от положения плунжера в гильзе. Чем ближе к верхнему торцу плунжера кромка отсечного паза, обращенная в сторону перепускного отверстия, тем раньше кончается подача топлива. Наименьшее расстояние от кромки паза до торца плунжера соответствует выключению подачи топлива (рис. 55, д).
Подачу топлива каждой секцией регулируют поворотом втулки 9 (см. рис. 54) относительно зубчатого венца 10, для чего предварительно ослабляют стяжной винт 2. Порции топлива, подаваемые всеми секциями насоса, меняют передвижением зубчатой рейки 1 насоса, которая с помощью зубчатых венцов 10 и поворотных втулок 9 поворачивает одновременно все плунжеры 12 вокруг их оси.
В некоторых многоплунжерных насосах применяется механизм поворота плунжеров (рис. 56) с гладкой рейкой, на которой стяжными винтами закреплены вильчатые хомуты 4. В прорези хомутов входят поводки 2,
Рис. 56(49). Механизм поворота плунжеров: 1 — рейка, 2 — поводок, 3 — стяжной винт хомута, 4 — вильчатый хомут, 5 — плунжер
напрессованные на нижние концы плунжеров. Подачу топлива каждой секцией в таких насосах изменяют перемещением хомутов по рейке при ослабленных стяжных винтах 3.
Движением рейки вперед увеличивают порцию подаваемого топлива. Рейкой управляет регулятор, который крепится к задней части корпуса топливного насоса (рис. 57). У некоторых двигателей корпус топливного насоса изготовлен отдельно от головки.
Рис. 57(50). Детали рядного топливного насоса: 1 — гильза плунжерной пары, 2 — П — образный канал, 3 — топливоподводящий штуцер, 4 — перепускной клапан, 5 — штуцер, 6 — нагнетательный клапан, 7 — плунжер, 8 — рейка, 9 — толкатель, 10 — эксцентрик, 11 — кулачковый вал, 12 — шлицевая втулка, 13 — установочный фланец, 14 — стопорный винт, 15 — корпус
Корпус рассматриваемого насоса представляет собой монолитную конструкцию с несъемной головкой. Он разделен литой горизонтальной перегородкой на две части. В верхней части корпуса имеются четыре вертикальные расточки для установки секций топливного насоса. Горизонтальные сверления образуют П-образный топливный канал 2, соединенный топливопроводами с подкачивающей помпой. Перепускной клапан 4, установленный в штуцере перепуска топлива к подкачивающей помпе, поддерживает в П-образном канале давление около 0,1 МПа. В стенках верхней части корпуса расположены два люка: слева малый смотровой, а справа — большой монтажный. Люки закрыты крышками. На лицевой стороне крышки смотрового люка установлен сапун, предназначенный для вентиляции полости насоса. Сапун имеет фильтр из поропласта, который очищает воздух, попадающий в корпус насоса из атмосферы. Внизу корпуса насоса находится сливная трубка, которая служит для слива излишков масла и просочившегося топлива из корпуса насоса и подкачивающей помпы.
В нижней половине корпуса насоса размещен кулачковый вал—общий для всех секций насоса, который уложен на двух шариковых подшипниках. На кулачковом валу расположены четыре кулачка, развернутых по отношению друг к другу под углом 90°. Между вторым и третьим кулачками вала находится эксцентрик 10, который служит для привода подкачивающей помпы.
Привод кулачкового вала насоса осуществляется шестерней привода с помощью шлицевой втулки 12. Шлицевая втулка связана шпонкой с кулачковым валом и соединяется с шестерней 1 (рис. 58) привода посредством шлицевой шайбы 2 и двух болтов 3. Шестерня 1 свободно
Рис. 58(51). Привод топливного насоса: 1 — шестерня, 2 — шлицевая шайба, 3 — болт, 4 — шлицевая втулка
посажена на ступице установочного фланца. В центральное отверстие шестерни запрессована бронзовая втулка, которая при вращении буртом прижимается к торцу установочного фланца. Шайба 2 относительно втулки устанавливается в определенном положении благодаря пропущенному (слепому) шлицу. Это положение обеспечивает снятие и установку топливного насоса без нарушения установленного момента подачи топлива.
Общий момент подачи топлива насосным секциям изменяется поворотом щлицевой шайбы относительно шестерни насоса. Для этой цели в шайбе просверлены четырнадцать отверстий на одном радиусе через угол 21°.
На переднем торце ступицы шестерни имеются четырнадцать резьбовых отверстий, но расположенные через 22,5 °. Такое расположение Отверстий позволяет совместить только две противоположные пары отверстий.
При повороте шлицевой шайбы по часовой стрелке до совмещения следующей пары отверстий момент подачи топлива к форсунке происходит на 3° раньше. Если повернуть шайбу против часовой стрелки, угол начала подачи топлива уменьшится. При нормальной работе топливного насоса каждая секция начинает подачу топлива к форсункам за несколько градусов до прихода поршня в ВМТ при такте сжатия. Если общий момент начала подачи топлива секциями насоса можно изменить, переставив болты крепления шлицевой шайбы к шестерне топливного насоса, то момент начала подачи топлива каждой секции изменяют регулировочным болтом толкателя.
Четырехсекционный топливный насос высокого давления
9. Какого типа топливные насосы устанавливаются на дизелях типа ЗИЛ и из каких основных частей они состоят?
На ЗИЛ-645устанавливают рядный восьмисекционный ТНВД, Он установлен в развале блока цилиндров. Привод насоса осуществляется от коленчатого вала через две пары зубчатых колес, упругую муфту привода и автоматическую муфту опережения впрыскивания.
Насосные секции топливного насоса плунжерного (золотникового) типа с постоянным ходом плунжера.
10. Какие элементы включает в себя насосная секция топливного насоса? Основной частью каждой насосной секции является плунжерная пара.
11. Из каких основных частей состоит плунжерная пара?
Плунжерная пара — состоит из плунжера и гильзы.
12. Из какого материала изготавливается плунжерная пара?
Плунжерную пару изготавливают из хромомолибденовой стали и подвергают закалке до высокой твердости.
13. Что представляет собой корпус топливного насоса?
Корпус насоса представляет собой фасонную отливку, в вертикальную расточку которой запрессована гильза с плунжером.
14. Какой элемент топливного насоса размещается в нижней половине корпуса? Кулачковый вал с шестерней.
15. От чего приводится в действие кулачковый вал топливного насоса?
От шестерни установленной на кулачковом валу.
16. Как изменяют общий момент подачи топлива насосными секциями?
При перемещении рейки вдоль ее оси втулка поворачивается на гильзе и, действуя на выступы плунжера, поворачивает его, в результате чего изменяется количество топлива, подаваемого к форсункам.
17. Для чего к корпусу топливного насоса высокого давления прикреплен регулятор?
С помощью него осуществляется управление подачей топлива
18. Где и для чего устанавливают топливоподкачивающий насос дизеля?
В дизелях семейства КамАЗ-740 устанавливают топливоподкачивающий
насос низкого давления, для очистки топлива фильтрами грубой и тонкой очистки.
19. Напишите назначение, устройство и работу форсунки
Для впрыскивания и распыления топлива, а также
для распределения его частиц по объему камеры сгорания служит
форсунка. Форсунка состоит из корпуса с щелевидным фильтром,
проставки с наклонными отверстиями, корпуса распылителя
с запорной иглой, гайки, штанги с тарелкой и пружиной, регулировочного винта. Работа форсунки заключается в следующем: из насоса высокого давления топливо подается к штуцеру, пройдя сетчатый фильтр, топливо по наклонному каналу в корпусе поступает в кольцевую выточку, выполненную на торце распылителя. Из кольцевой выточки топливо по трем боковым каналам поступает в кольцевую полость распылителя, расположенную под пояском утолщенной части иглы. Давление топлива передается на запорный конус и поясок утолщенной части иглы. Сопловые отверстия распылителя открываются в тот момент, когда давление топлива под пояском утолщенной части запорного конуса иглы превышает давление пружины. При этом игла перемещается вверх и происходит впрыскивание топлива. В момент, когда в секции насоса происходит отсечка подачи топлива, давление в топливопроводе падает и игла под действием пружины резко закрывает сопловые отверстия, что предотвращает подтекание топлива после завершения процесса впрыскивания. Под действием высокого давления часть топлива через плунжерную пару распылителя просачивается в верхнюю часть форсунки, откуда оно отводится в бак через полый болт и сливной топливопровод.
20. Из какого материала изготовлены корпус и игла форсунки?
Корпус и игла распылителя изготовлены из легированной стали, тщательно обработаны и имеют большую твердость рабочих поверхностей, необходимую для работы в условиях высокой температуры и повышенного давления.
21. Какие топливные фильтры устанавливаются на дизелях?
Топливные фильтры тонкой и грубой очистки.
22. Напишите назначение и устройство этого элемента системы питания дизеля. Как он называется?
Фильтр грубой очистки топлива предназначен для предварительной очистки топлива. Фильтр грубой очистки топлива имеет сетчатый фильтрующий элемент, состоящий из отражателя и латунной сетки с ячейками размером 0, 09 мм. Фильтрующий элемент смонтирован на резьбовой втулке, которая ввертывается в корпус и прижимает к нему распределитель, имеющий восемь отверстий, равномерно расположенных по окружности. Фильтрующий элемент находится внутри стакана. Стакан закрепляют на корпусе с помощью нажимного кольца и болтов. Стык между стаканом и корпусом уплотнен паронитовой прокладкой. В нижней части стакана установлен успокоитель. В резьбовую втулку стакана ввернута сливная пробка.
23. Как называется этот механизм дизельного двигателя? Опишите схему работы.
Это турбокомпрессор. Турбокомпрессор состоит из газовой турбины и
центробежного компрессора. На роторном валу с одной стороны закреплено рабочее колесо газовой турбины, а с другой —
рабочее колесо компрессора.
Отработавшие газы, движущиеся по выпускному газопроводу, вращают рабочее колесо турбины с
большой частотой (30000. 40000 об/мин), а затем они отводятся
по газопроводу в трубу глушителя. Одновременно с рабочим колесом турбины вращается рабочее колесо компрессора, которое через воздухоочиститель засасывает воздух, сжимает его и под давлением нагнетает через впускной газопровод в цилиндры дизеля.
24. Напишите назначение глушителя автомобиля.
Автомобильный глушитель выполняет следующие основные функции:
снижение уровня шума отработавших газов;
преобразование энергии отработавших газов, снижение их скорости, температуры, пульсации.
Тестовые задания по разделу «Двигатель»
1. Заполните пропуски:
По способу воспламенения горючей смеси двигатели автомобилей могут быть с принудительным воспламенением от искры карбюраторные и газовые и с воспламенением от сжатия дизельные.
2. Дополните предложение:
Система смазки двигателя предназначена для.
а)смазывания трущихся деталей;
б)подачи масла к трущимся деталям и отвода от них тепла и продуктов износа;
в)снижения трения между деталями;
г)предотвращения заклинивания двигателя.
3. Дополните предложение:
Система питания дизельного двигателя предназначена для.
а) подачи в цилиндры горючей смеси в соответствии с порядком работы двигателя;
б) приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя;
в) своевременной подачи в цилиндры воздуха и распыленного топлива;
г) очистки воздуха и топлива
4. Какие двигатели имеют внутреннее смесеобразование?
5. Для чего предназначена система охлаждения двигателя автомобиля?
а) для охлаждения двигателя;
б) для быстрого прогрева двигателя;
в) для поддержания оптимального температурного режима.
6. Какие детали двигателя смазываются под давлением?
а) стенки цилиндров и поршней, поршневые пальцы, распределительные шестерни;
б) коленчатый вал, распределительный вал;
в) клапаны, пружины клапанов, толкатели.
7. Для чего предназначен топливный насос высокого давления дизельного двигателя?
а) для подачи топлива в цилиндры двигателя;
б) для сжатия топлива до высокого давления;
в) для подачи к форсункам точно отмеренных порций топлива;
г) для подачи топлива под давлением к фильтрам очистки топлива.
8. Для чего предназначены маслосъемные кольца в двигателе внутреннего сгорания?
а) для предотвращения прорыва газов в картер двигателя;
б) для снятия излишков масла со стенок цилиндра и отвода его в поддон картера;
в) для предотвращения попадания масла в камеру сгорания.
9. В чем различие между впускным и выпускным клапанами двигателя?
а) в разной длине клапанов;
б) диаметр тарелки выпускного клапана меньше диаметра тарелки впускного клапана;
в) диаметр тарелки выпускного клапана больше диаметра тарелки впускного клапана.
10. Почему шестерня распределительного вала в два раза больше шестерни коленчатого вала?
а) для уменьшения частоты вращения распределительного вала;
б) для обеспечения правильной работы кривошипно-шатунного механизма;
в) для того, чтобы каждый клапан открывался один раз за два оборота коленчатого вала.
11. Каково назначение глушителя?
а) выпуск отработанных газов;
б) уменьшение скорости отработанных газов;
в) уменьшение скорости и давления отработанных газов.
12. Для чего предназначены компрессионные кольца поршня?
а) для снятия масла со стенок гильзы цилиндра;
б) для улучшения смазки зеркала цилиндра;
в) для предотвращения пропуска газов в картер двигателя.
13. В каком положении находятся впускной и выпускной клапаны при такте расширения («рабочий ход»)?
а) оба клапана открыты;
б) оба клапана закрыты;
в) выпускной клапан открыт, впускной клапан закрыт;
г) впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт.
14. Что называется объемом камеры сгорания цилиндра двигателя?
а) объем между днищем поршня в НМТ и плоскостью головки цилиндра;
б) объем между днищем поршня в ВМТ и плоскостью головки цилиндра;
15. Чем отличается бесштифтовая форсунка от штифтовой?
а) наличием одного отверстия и иглы;
б) наличием нескольких отверстий;
в) наличием нескольких отверстий и штифта.
16. Назовите основные сборочные единицы системы питания дизельного двигателя.
а) топливный бак, воздухоочиститель, фильтры грубой и тонкой очистки;
б) топливный бак, воздухоочиститель, форсунки, ручной насос;
в) топливный бак, воздухоочиститель, топливный насос, форсунки, фильтры грубой и тонкой очистки, подкачивающий насос, впускные и выпускные трубопроводы, глушитель.
17. В какой момент происходит впрыск топлива в камеру сгорания?
а) до прихода поршня в ВМТ;
б) когда поршень находится в положении ВМТ;
в) когда поршень прошел положение ВМТ.
18. Назовите допустимую неравномерность подачи топлива секциями топливного насоса.
Топливный насос рядного типа
Топливный насос (насос высокого давления) служит для подачи в цилиндры двигателя точно отмеренных порций топлива в определенный момент и под высоким давлением.
На дизелях устанавливают топливные насосы двух типов: рядные типа ТН и распределительные типа НД. Расшифруем, например, марку насоса 4УТНМ: четырехплунжерный универсальный рядный топливный насос модернизированный. Марка насоса НД-21/2-4 означает, что насос дизельный распределительного типа, односекционный (21), для двух — четырех цилиндров. Марка насоса НД-22/6 означает, что насос дизельный распределительного типа, двухсекционный (22), для шести цилиндров.
Насосы рядного типа состоят из секций, число которых соответствует числу цилиндров. Рассмотрим устройство и работу одной типичной секции этого насоса.
Насосная секция включает в себя плунжерную пару, пружину 3 (рис. 43), толкатель, кулачок 8 вала топливного насоса и нагнетательный клапан 14 с седлом 13.
Рис. 43. Насосная секция дизеля Д-243: 1 — рейка; 2 — винт; 3 — пружина; 4 — тарелка пружины; 5 — регулировочный болт толкателя; 6 — корпус толкателя; 7 — ролик; 8 — кулачок; 9 — плунжер; — поворотная втулка; 11 — зубчатый венец; 12 — втулка плунжера; 13 — седло клапана; 14 — нагнетательный клапан; А — плунжерная пара; Б — толкатель; В — выступ; Г — отсечной паз; Д — осевой канал; Е — впускное отверстие
Плунжерная пара состоит из втулки 12 и перемещающегося внутри нее плунжера 9. Диаметр плунжера 9 мм, его ход для насосов разных марок 8… 10 мм.
Втулка и плунжер изготовлены из легированной стали и подвергнуты термической обработке до высокой твердости. Во время работы в плунжерной паре создается высокое давление топлива. При рабочем движении плунжера топливо не должно просачиваться из надплунжерного пространства между трущимися поверхностями плунжерной пары, поэтому плунжер с большой точностью притирают к втулке. Зазор между ними в десятки раз тоньше человеческого волоса (0,001…0,002 мм). Раскомплекговывать детали плунжерной пары не разрешается.
В утолщенной части втулки имеется два противоположных боковых отверстия. Верхнее впускное отверстие Е служит для заполнения надплунжерного пространства топливом, а нижнее перепускное — для перепуска топлива. Оба отверстия втулки соединены с соответствующими каналами, расположенными в насосе высокого давления. В верхней части плунжера находятся соединенные осевой Д и боковой каналы, отсечный паз Г, который выполнен по винтовой линии. С его помощью можно менять порции подаваемого топлива без изменения общего хода плунжера. Кольцевая выточка в средней части плунжера служит для равномерного распределения по гильзе дизельного топлива, выполняющего в данном случае роль смазки.
В нижней части плунжера выполнены выступ В и выточка. Выступ входит в пазы поворотной втулки на которой помещен зубчатый венец 11, соединенный с рейкой насоса. Зубчатый венец зажимается на втулке винтом 2.Нижняя выточка выполнена для закрепления в ней тарелки 4 пружины, которая необходима для перемещения плунжера вниз.
Плунжер перемещается вверх под действием толкателя Б, который получает движение от кулачка валика топливного насоса. Толкатель состоит из корпуса 6, ролика 7 с осью и регулировочного болта 5 с контргайкой. От проворачивания толкатели удерживаются фиксаторами, входящими в пазы его корпуса.
Нагнетальный клапан обеспечивает четкое окончание подачи топлива в цилиндр и состоит из седла 13 и точно подогнанного к нему клапана 14. Его устанавливают на втулку. Под давлением пружины клапан плотно закрывает выход к форсунке, и в топливопроводе ocтается избыточное давление 2…4 МПа, что способствует четкой работе форсунки на всех режимах работы Дизеля.
Схема работы секции топливного насоса показана на рис. 44. Под действием толкателя и пружины плунжер совершает возвратно-поступательное движение.
При движении плунжера 1 вниз топливо из впускного канала 4 проходит во втулку 2 (рис. 44, а). При движении вверх плунжер перекрывает впускное отверстие втулки (рис. 44, б), и топливо, открывая нагнетательный клапан 5, проходит под большим давлением в форсунку. Как только кромка отсечного паза совмещается с перепускным отверстием втулки (рис. 44, в), топливо из над- плунжерного пространства попадает по каналам плунжера в перепускное отверстие 7 втулки и далее через перепускной канал 8 к подкачивающему насосу. Давление в надплунжерном пространстве падает, и под действием пружины 6 нагнетательный клапан опускается в гнездо.
Рис. 44. Схема работы секции топливного насоса: а — заполнение втулки топливом; б — подача топлива в форсунку; в — конец подачи топлива (отеечка); г — поворот плунжера в сторону увеличения подачи; д — положение плунжера при выключенной подаче; 1 — плунжер; 2 — втулка; 3 — седло нагнетательного клапана; 4 и 8 впускной и перепускной каналы; 5 — нагнетательный клапан; 6 — пружина; 7 — перепускное отверстие втулки; А — разгрузочный поясок
Разгрузочный поясок А при посадке клапана отсасывает часть топлива из топливопровода высокого давления, благодаря чему давление в нем резко падает, и происходит четкое прекращение впрыскивания топлива форсункой. Таким образом, рабочий ход плунжера длится от конца закрытия верхней кромки плунжера впускного окна втулки до начала открытия перепускного окна кромкой отсечного паза. Подачу топлива за один нагнетательный ход плунжера называют цикловой подачей.
Величину рабочего хода плунжера можно менять, повернув его во втулке на соответствующий угол (рис. 44, г). Момент начала подачи топлива при этом не изменяется, а конец подачи топлива наступает раньше или позже (в зависимости от расположения плунжера во втулке). Чем ближе к верхнему торцу плунжера кромка отсчетного паза, обращенная в сторону перепускного отверстия, тем раньше заканчивается подача топлива. Наименьшее расстояние от кромки паза до торца плунжера соответствует выключению подачи топлива (рис. 44, д).
Количество подаваемого топлива каждой секцией регулируют поворотом втулки 10 (см. рис. 43) относительно зубчатого венца 11, для чего предварительно ослабляют стяжной винт 2. Порции топлива, подаваемые всеми секциями насоса, меняют передвижением зубчатой рейки 1 насоса, которая с помощью зубчатых венцов и поворотных втулок 10 поворачивает одновременно все плунжеры вокруг их оси.
Перемещением зубчатой рейки 8 (рис. 45) насоса рядного типа управляет регулятор А, который приводится в действие от кулачкового вала 11. Регулятор смонтирован в корпусе, который закреплен за задней частью корпуса топливного насоса, и составляет с ним единый агрегат.
Рис. 45. Детали насоса рядного типа дизеля Д-243: 1 — втулка плунжера; 2 — П-образные каналы; 3 — топливоподводящий штуцер; 4 и 6 — перепускной и нагнетательный клапаны; 5 — штуцер; 7 — плунжер; 8 — рейка; 9 — толкатель; 10 — эксцентрик; 11 — кулачковый вал; 12 — шлицевая втулка; 13 — установочный фланец; 14 — стопорный винт; 15 — корпус; А — регулятор
Корпус рассматриваемого насоса представляет собой монолитную конструкцию с несъемной головкой. Он разделен литой горизонтальной перегородкой на две части. В верхней части корпуса 15 (головке) имеются четыре вертикальные расточки для установки секций топливного насоса. Горизонтальные сверления (впускного, и перепускного каналов) образуют П-образный топливный канал 2, соединенный топливопроводами с подкачивающим насосом. Перепускной клапан 4, установленный в штуцере перепуска топлива к подкачивающему насосу, поддерживает в П-образном канале давление около 0,1 МПа.
В нижней половине корпуса насоса на двух шариковых подшипниках размещен кулачковый вал (общий для всех секций насоса). На нем расположено четыре кулачка, развернутые один относительно другого под углом 90°. Между вторым и третьим кулачками вала находится эксцентрик 10, который служит для привода подкачивающего насоса.
В некоторых насосах рядного типа применяют механизм поворота плунжеров с гладкой рейкой, на которой стяжными винтами закреплены вильчатые хомуты 4 (рис. 46). В прорези хомутов входят поводки 2, напрессованные на нижние концы плунжеров.
Рис. 46. Механизм поворота плунжеров дизеля А-41: 1 — рейка; 2 — поводок; 3 — стяжной винт хомута; 4 — вильчатый хомут; 5 — плунжер
Подачу топлива каждой секцией в таких насосах изменяют перемещением хомутов по рейке при ослабленных стяжных винтах 3.
Движением рейки вперед увеличивают порцию подаваемого топлива. Рейкой управляет регулятор, который прикреплен к задней части топливного насоса.
Кулачковый вал топливного насоса приводится в действие шестерней привода с помощью шлицевой втулки 4 (рис. 47), которая связана шпонкой с кулачковым валом и соединяется с шестерней 1 привода посредством шлицевой шайбы 2 и двух болтов 3. Шестерня 1 свободно посажена на ступице установочного фланца. В центральное отверстие шестерни запрессована бронзовая втулка, которая прижимается буртом к торцу установочного фланца. Шайба 2 устанавливается относительно втулки в определенном положении благодаря пропущенному («слепому») шлицу. При этом положении можно снимать и устанавливать топливный насос без нарушения установленного момента подачи топлива.
Рис. 47. Привод топливного насоса:
1 — шестерня; 2 — шлицевая шайба; 3 — болт; 4 — шлицевая втулка
Общий момент подачи топлива насосными секциями изменяют поворотом шлицевой шайбы относительно шестерни насоса. Для этого в шайбе просверлены 14 отверстий на одном радиусе через 2 Г. На переднем торце ступицы шестерни имеются 14 резьбовых отверстий через 22,5°. При таком расположении можно совместить только 2 противоположных отверстия.
При повороте шлицевой шайбы 2 по ходу часовой стрелки до совмещения следующей пары отверстий, расположенных по диаметру, шлицевая втулка вместе с кулачковым валом повернется на 1,5°, а момент начала подачи топлива насосом высокого давления (угол опережения) происходит на 3° раньше поворота коленчатого вала. Если повернуть шайбу против хода часовой стрелки, то угол опережения начала подачи топлива соответственно уменьшится, т.е. момент начала подачи будет позже.
При нормальной работе топливного насоса каждая секция начинает подачу топлива к форсункам за несколько градусов до прихода поршня в в.м.т. при такте сжатия.
У некоторых дизелей имеется привод с автоматическим изменением угла начала подачи топлива. В этом случае между шестерней привода и насосом устанавливают муфту опережения впрыска топлива, которая закрепляется на кулачковом валу. Муфта обеспечивает выгодный угол опережения впрыска топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.
Для смазывания деталей топливного насоса используют моторное масло. Оно подается под давлением из смазочной системы дизеля или заправляется автономно в зависимости от конструкции насоса.
Топливная система современного автомобиля — 5 важных конструктивных элементов
Топливная система авто – это одна из ключевых систем в автомобиле. Её неисправность или неправильная работа могут привести к дорогостоящим ремонтам или перерасходу топлива. Схема топливной системы современных авто состоит из пяти ключевых элементов. Системы дизельного и бензинового двигателя отличаются. Про особенности их конструкций читайте ниже.
Устройство и основные конструктивные элементы
По конструкции всю топливную систему можно разделить на такие элементы:
- Бак для топлива. Баки бывают разные по конфигурации и объёму. Оснащены датчиком уровня топлива, который даёт понимание водителю об уровне наполненности бака. Для заливки топлива в баке есть горловина, закрывающаяся крышкой.
- Топливные магистрали. Представляют собой набор трубчатых магистралей, по которым топливо доходит из бака до распределяющего устройства.
- Фильтры. Применяются фильтры грубой и тонкой очистки. Фильтр грубой очистки монтируется непосредственно на бак с топливом и представляет собой металлическую решётку. Этот фильтр не даёт проникнуть большим частичкам загрязнений в магистрали топливной системы. Фильтр тонкой очистки устанавливается непосредственно в моторном отсеке перед топливным насосом. Он уже отлавливает более маленькие частички грязи.
- Топливные насосы. По конструкции устанавливают два или один топливный насос. Их количество зависит от конструкции смеси образователя. В карбюраторных типах насос стоит один. В дизельных двигателях устанавливают насосы низкого и высокого давления.
- Смесеобразователь. Этот элемент отвечает за смешивание топлива с воздухом и впрыск смеси в двигатель. В бензиновых двигателях это карбюратор или же инжектор.
Система питания бензинового двигателя
1. Закончите предложение: Система питания автомобильных двигателей обеспечивает подачу очищенного
2. Какое смесеобразование применяется в бензиновых двигателях? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Напишите соотношения количества бензина и воздуха, когда смесь….
Бедная _____________________________________________________________________ _
4. При каком соотношении воздуха и бензина смесь не воспламеняется? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Напишите назначение системы питания двигателя, работающего на бензине ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. Перечислите устройство системы питания, указанные на рисунке
7. Какой процесс называют карбюрацией? Как называется прибор, в котором этот процесс происходит? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8. Напишите устройство и работу простейшего карбюратора_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9. Из каких основных систем состоит главная дозирующая система? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
10. Для чего служит система холостого хода карбюратора и из каких основных частей она состоит? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
11. Напишите устройство и работу системы питания бензинового двигателя с электровпрыском
12. Какие фильтры устанавливают на бензиновых двигателях и для чего? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Система питания дизельного двигателя
1. Какое смесеобразование применяется в дизельных двигателях? __________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Какой узел дизельного двигателя впрыскивает топливо в камеру сгорания и под каким давлением ? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Подпишите виды камер сгорания дизеля
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Какой угол называют «углом опережения впрыскивания топлива»? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Какой угол называют «углом опережения подачи топлива»? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. Напишите общее устройство системы питания дизеля
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7. Напишите схему работы дизельного двигателя
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8. Что изображено на рисунке?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9. Какого типа топливные насосы устанавливаются на дизелях типа ЗИЛ и из каких основных частей они состоят? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
10. Какие элементы включает в себя насосная секция топливного насоса? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________
11. Из каких основных частей состоит плунжерная пара? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________
12. Из какого материала изготавливается плунжерная пара?
13. Что представляет собой корпус топливного насоса? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
14. Какой элемент топливного насоса размещается в нижней половине корпуса? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
15. От чего приводится в действие кулачковый вал топливного насоса? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
16. Как изменяют общий момент подачи топлива насосными секциями? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
17. Для чего к корпусу топливного насоса высокого давления прикреплен регулятор? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
18. Где и для чего устанавливают топливоподкачивающий насос дизеля? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
19. Напишите назначение, устройство и работу форсунки
20. Из какого материала изготовлены корпус и игла форсунки? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________
21. Какие топливные фильтры устанавливаются на дизелях? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
22. Напишите назначение и устройство этого элемента системы питания дизеля Как он называется?
23. Как называется этот механизм дизельного двигателя? Опишите схему работы.
24. Напишите назначение глушителя автомобиля. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Типы систем подачи топлива в двигатель
В зависимости от конструкции автомобиля, его года выпуска и типа горючего материала, на котором он работает, топливные системы имеют свои отличия.
По типу топлива:
- бензиновые;
- дизельные.
Это интересно: Краш-тест Chevrolet Cruze
Конструкция этих топливных систем кардинально различается и об их особенностях читайте ниже.
Бензиновые в свою очередь разделяются на:
- карбюраторные;
- инжекторы.
В современных автомобилях карбюраторные подачи топлива почти не встречаются. В большинстве стоят именно инжекторы. Но авто, выпущенные 10 — 15 лет назад оснащались карбюраторами, поэтому принцип работы таких систем мы тоже разберём.
Топливная система карбюраторных двигателей
По конструкции карбюратор состоит из корпуса, поплавковой камеры, клапанов, жиклеров, смеси образующей камеры. В карбюраторной системе топливный насос устанавливается один — малого давления. Устанавливается он в моторном отделении, недалеко от карбюратора. Насос накачивает топливо в поплавковую камеру. Своё название эта камера получила за счёт поплавка, который регулирует её наполнение. Если в камере больше топлива, чем нужно, поплавок подымает игольчатый клапан. Игольчатый клапан закрывает подачу топлива в камеру. При недостатке топлива в камере весь процесс происходит наоборот.
Из поплавковой камеры топливо через жиклер, который представляет собой трубочку с малым отверстием, подаётся в камеру смешивания. В этой камере бензин смешивается с воздухом, который в свою очередь поступает из воздухозаборника.
Регулируется подача топлива дроссельной заслонкой, а она тросиком связана с педалью газа в авто. Из карбюратора смесь подаётся в двигатель с помощью обратной тяги от цилиндропоршневой группы. Иными словами, поршень всасывает топливную смесь.
Бывают три вида топливной смеси:
- Обогащённая. В составе этой смеси увеличенное количество топлива и уменьшенный объём воздуха. Это приводит в свою очередь к перерасходу топлива. Такую смесь применяют при запуске двигателя автомобиля. Регулируется это с помощью так называемого «подсоса». После прогрева двигателя смесь необходимо сделать нормальной и убрать «подсос».
- Нормальная. В составе смеси нужное количество топлива и воздуха. Это иными словами золотая середина.
- Обеднённая. В этой смеси количество воздуха больше нужного, а топлива меньше. Это влечёт за собой уменьшение расхода и мощности. Машина будет с трудом подниматься на горки, особенно гружёная. Скорость станет значительно меньше.
Регулируется качество смеси на карбюраторе болтом. Вообще стоит сказать, что на карбюраторе есть винт холостого хода и качества смеси. Именно винтом качества смеси и регулируется её состав.
Если нет понимания, как регулировать, то лучше доверить это дело профессионалу. Эта работа очень точная и здесь нужны навыки.
Это интересно: Тюнинг Opel Ascona с фото
Одна из самых частых проблем карбюраторных типов систем — это как раз самостоятельная регулировка. Бывают ситуации, что дело вовсе не в настройках, а, например, в поломанном игловом клапане. Из-за переполнения поплавковой камеры расход увеличивается, а автолюбители начинают крутить винты смеси образователя. Это не приводит ни к чему.
Особенности топливной системы инжекторного двигателя
Несхожесть инжекторного типа двигателя и карбюраторного в следующем. Топливный насос создает высокое давление и подаёт горючее на топливную рампу, а с неё через форсунки в двигатель. Регулирует подачу топлива, его количество и качество блок управления.
Делать какие-то регулировки возможно только через специальный компьютер. Кроме того, блок управления не даст сигнала на подачу топлива, если хотя бы один датчик в автомобиле вышел из строя. На панели будет выдаваться ошибка с названием. По названию ошибки можно расшифровать, какой именно датчик вышел из строя.
Схема топливной системы дизельного двигателя
В дизельном двигателе топливная система отличается от бензиновой. Воспламенение топливной смеси происходит вследствие сжатия воздуха и его нагрева. В таких системах не применяются свечи для детонации смеси. В дизельных двигателях применяются свечи, но накаливания. Они служат для подогрева топливной системы при пуске. При работе они не нужны.
В дизельной системе есть два топливных насоса. Один из них высокого давления, а другой низкого. Насос низкого давления качает топливо из бака. Насос высокого давления создаёт нужное давление в системе при впрыскивании. Роль распределителя выполняют форсунки, они дозируют количество смеси и определяют её качество. Для проверки износа форсунок есть специальный стенд.
Особенностью дизельного двигателя является отсутствие регулирования качества смеси. Особенно это сказывается зимой при низких температурах. Так же в зимнее время дизель начинает подмерзать. Для того, чтобы этого не случалось, применяют присадки.
Варианты системы питания
Основными видами горючего для ДВС являются бензин и дизельное топливо («солярка»). Газ (метан) так же относится к видам современного топлива, но, несмотря на широкую применяемость, пока не получил актуальности. Вид топлива является одним из критериев классификации систем питания ДВС.
В этой связи выделяют силовые агрегаты:
- бензиновые;
- дизельные;
- основанные на газообразном топливе.
Но наиболее признанной среди специалистов является типология систем питания двигателя по способу подачи топлива и приготовления топливно-воздушной смеси. Следуя данному принципу классификации, различаются, во-первых, система питания карбюраторного двигателя, во-вторых, система питания с впрыском топлива (или инжекторного двигателя).
Карбюратор
Карбюраторная система основана на действии технически сложного устройства – карбюратора. Карбюратор – это прибор, осуществляющий приготовление смеси топлива и воздуха в необходимых пропорциях. Несмотря на разнообразие видов, в автомобильной практике наибольшее применение получил поплавковый всасывающий карбюратор, принципиальная схема которого включает:
- поплавковую камеру и поплавок;
- распылитель, диффузор и смесительную камеру;
- воздушную и дроссельную заслонки;
- топливные и воздушные каналы с соответствующими жиклерами.
Подготовка топливно-воздушной смеси в карбюраторе осуществляется по пассивной схеме. Движение поршня в такте впуска (первом такте) создает в цилиндре разряженное пространство, в которое и устремляется воздух, проходя через воздушный фильтр и сквозь карбюратор. Именно здесь и происходит формирование горючей смеси: в смесительной камере, в диффузоре топливо, вырывающееся из распылителя, дробится воздушным потоком и смешивается с ним. Наконец, через впускной коллектор и впускные клапаны горючая смесь подается в конкретный цилиндр двигателя, где в необходимый момент и воспламеняется искрой от свечи зажигания.
Таким образом, система питания карбюраторного двигателя представляет собой преимущественно механический способ приготовления топливно-воздушной смеси.