Форсунки, устройство и принцип действия. Привод и установка топливного насоса. Заполнение системы топливом.
Подкачивающий насос. На топливном насосе высокого давления устанавливают подкачивающий насос, который обеспечивает необходимую подачу топлива в его подводящий канал, поддерживая в нем давление в пределах 0,08...0,12 МПа. Подкачивающий насос поршневого типа состоит из корпуса 2 (рис. 7, а), внутри которого расположены поршень 1, впускной 10 и нагнетательный J клапаны, плотно прижатые пружинами к седлам. Поршень свободно перемешается
Рис.7 Подкачивающий насос
во внутренней тщательно обработанной полости корпуса. Во время работы с одной стороны на поршень действует пружина 11, а с другой — шток 6, конец которого упирается в толкатель 5.
Толкатель 5соприкасается с эксцентриком 14 (рис. 7, б"), расположенным на валике топливного насоса. В сторону эксцентрика толкатель отжимается пружиной* 13.
Топливо перекачивается насосом за два хода поршня. При вращении валика топливного насоса эксцентрик отходит от толкателя и поршень 1 перемещается под действием пружины вниз. Топливо, находящееся под поршнем в полости Б, вытесняется в нагнетательный топливопровод, проходя через фильтр тонкой очистки в топливный насос. В надпоршневом пространстве (полость А) в это время действует разрежение, вследствие чего топливо поступает в помпу через открывшийся впускной клапан 10 из топливного бака, пройдя фильтр грубой очистки.
При дальнейшем вращении валика топливного насоса эксцентрик набегает на толкатель и поршень 1 начинает перемещаться вверх (рис. 7, в), сжимая пружину 11. В этой ситуации под поршнем (в полости Б) создается разрежение, а давление над поршнем (в полости А) возрастает. Под действием давления топлива впускной клапан 10 закрывается, а нагнетательный клапан 3 открывается, и топливо из надпоршневого пространства А перетекает под поршень (в пространство Б). После этого вспомогательного хода поршня процесс повторяется.
Нормальная скорость подачи подкачивающего насоса 1,5 л/мин при давлении подачи топлива 0,15 МПа. Постоянное давление подачи топлива насосом низкого давления обеспечивается автоматическим изменением хода поршня 1 в зависимости от расхода топлива дизелем. Объясняется это тем, что при полном рабочем ходе поршня объем подаваемого им топлива больше, чем расходует дизель. Поэтому в нагнетательной полости Б давление топлива повышается и пружина 11 не может преодолеть его сопротивление и передвинуть поршень на всю длину рабочего хода. Толкатель перемещается на свой полный ход, так как он не связан жестко со штоком и поршнем. Чем меньше расходуется дизелем топлива, тем меньше рабочий ход поршня. В результате, независимо от частоты вращения кулачкового вала и расхода топлива, в выпускном топливопроводе 4 поддерживается постоянное давление.
На корпусе подкачивающего насоса над выпускным клапаном установлен насос ручной подкачки топлива. Он состоит из цилиндра, поршня 9 и штока с рукояткой 8. Этот насос служит для заполнения системы топливом и удаления из нее воздуха перед пуском двигателя. Для уплотнения на кольцевой выточке поршня 9 установлено резиновое кольцо.
При перемещении рукоятки с поршнем вверх под действием разрежения, образующегося в цилиндре, открывается впускной клапан 10 (рис. 7, г) и топливо заполняет пространство под поршнем. При движении рукоятки с поршнем вниз под давлением топлива впускной клапан закрывается, а нагнетательный клапан 3 открывается и топливо поступает по нагнетательному топливопроводу к топливному насосу через фильтр тонкой очистки. После удаления воздуха из системы рукоятку 8 опускают вниз и во избежание подсасывания воздуха закручивают до упора.
Перед прокачкой топлива должен быть открыт вентиль 5 (см. рис. 6) фильтра тонкой очистки.
Форсунки. Посредством форсунок топливо подается в камеру сгорания двигателя в мелкораспыленном состоянии и под большим давлением. На дизелях установлены многодырчатые форсунки с малым диаметром распыливающих отверстий. Детали смонтированы в стальном корпусе 10 (рис. 8.8). Основная часть форсунки — распылитель, в корпусе 12 которого размещена игла 11. Корпус и игла изготовлены из легированной стали, тщательно обработаны и имеют большую твердость рабочих поверхностей, что необходимо для работы в условиях повышенных температуры и давления. Между корпусом и иглой необходимо выдерживать минимальный зазор, поэтому данные детали подбирают парами и притирают настолько тщательно, что замена только одной из этих деталей невозможна. Игла прижата к коническому седлу корпуса пружиной 4 через штангу 8.
Пружину регулируют винтом 2 на определенное давление. В свою очередь винт ввернут в донышко стакана в корпусе форсунки. Для предотвращения самоотвинчивания винта используется контргайка 3. Сверху винт закрыт колпаком 1, в котором имеется резьбовое отверстие для присоединения сливной трубки для отвода топлива, просочившегося в полость пружины.
В процессе работы двигателя топливо поступает из топливного насоса по трубке высокого давления через сетчатый фильтр 6 и канал Р в камеру 75. Когда давление топлива в камере превысит усилие пружины, сила, действующая на иглу, приподнимет ее, и топливо под давлением поступит к распыляющим отверстиям и через них впрыснется в камеру сгорания. Число отверстий в разных форсунках от четырех до восьми, а их диаметр 0,2...0,3 мм. Максимальный подъем иглы (0,3 ...0,4 мм) ограничен упором ее заплечика в торец корпуса форсунки.
При отсечке топлива нагнетательным клапаном топливного насоса давление в камере 15 распылителя резко падает и игла под действием пружины быстро закрывает выходное отверстие форсунки. Некоторые форсунки установлены в латунные стаканы, расположенные в отверстиях головки цилиндров, и закреплены с помощью специальной скобы.
Топливопроводы низкого давления изготовляют из латунных или тонкостенных стальных трубок, имеющих антикоррозионное покрытие. На некоторых двигателях применяют поливинилхлоридные топливопроводы. Топливо проводы высокого давления выполнены из стали. Их внутренний диаметр 2 мм, наружный 7 мм. Для предохранения от" коррозии наружные поверхности оксидированы, т.е. имеют защитную оксидную пленку на поверхности.
Топливопроводы заканчиваются конусами, выполненными осадкой их конца на специальном приспособлении. Они хорошо подогнаны к штуцерам, поэтому при их установке накидные гайки свободно навертывают рукой на штуцеры насоса и форсунки, а окончательно затягивают их ключом.
8.5. Топливный насос рядного типа
Рис. 8.Форсунка дизеля А-41:
а — устройство; б — схема работы; 1 — колпак; 2 — регулировочный винт; 3 — контргайка; 4 — пружина; 5 — тарелка; 6 — сетчатый фильтр; 7 — штуцер для подсоединения топливопровода; 8 — штанга; 9 — канал подвода топлива в распылитель; 10 — корпус форсунки; 11 — игла распылителя; 12 — корпус распылителя; 13 — гайка распылителя; 14 — прокладка; 15 — камера распылителя; ——> — движение топлива; Ш — движение детали
Для подачи в цилиндры двигателя точно отмеренных порций топлива в определенный момент и под высоким давлением используют топливный насос.
Топливный насос является насосом высокого давления. На дизелях устанавливают топливные насосы двух типов: рядные типа ТН и распределительные типа НД. Рассмотрим несколько примеров расшифровки марок топливного насоса:
4УТНМ — четарехплуржерный универсальный рядный топливный насос модернизированный;
НД-21/2-4 — дизельный распределительного типа, односекционный (21), для двух—четырех цилиндров;
НД-22/6 — 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 насоса рядного типа.
Насосная секция дизеля Д-243 включает в себя плунжерную пару А (рис. 9), пружину 3, толкатель Б, кулачок вала топливного насоса и нагнетательный клапан 14 с седлом 13.
Плунжерная пара состоит из втулки 12 и перемещающегося внутри нее плунжера 9. Диаметр плунжера 9 мм, его ход для насосов разных марок составляет 8... 10 мм.
|
Рис. 9. 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; 10 — поворотная втулка; 11 — зубчатый венец; 12 — втулка плунжера; 13 — седло клапана; 14 — нагнетательный клапан; А — плунжерная пара; Б — толкатель;
8 — выступ; Г— отсечной паз; Д — осевой канал; Е — впускное отверстие
Втулка и плунжер изготовлены из легированной стали и подвергнуты термической обработке с целью получения высокой поверхностной твердости. Во время работы в плунжерной паре создается высокое давление топлива. При рабочем движении плунжера из надплунжерного пространства не должно просачиваться топливо между трущимися поверхностями плунжерной пары, поэтому плунжер и втулку притирают между собой с большой точностью, обеспечивая получение зазора между ними 0,001 ...0,002 мм, что в десятки раз тоньше человеческого волоса. Раскомплектовывать детали плунжерной пары не разрешается.
В утолщенной части втулки имеются два противоположных боковых отверстия. Верхнее отверстие Е — впускное, 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 между собой осевой Д и боковой каналы, отсечной 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 10, 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.
Нагнетательный клапан обеспечивает четкое окончание подачи топлива в цилиндр и состоит из седла 13 и точно подогнанного к нему клапана 14. Клапан установлен на втулке. Под давлением пружины клапан плотно закрывает выход к форсунке, и в топливопроводе остается избыточное давление 2...4 МПа, что способствует четкой работе форсунки на всех режимах работы дизеля.
Схема работы секции топливного насоса
показана на рис. 10. Под действием толкателя и пружины плунжер совершает возвратно-поступательное движение.
При движении плунжера 1 вниз топливо из впускного канала 4 может проходить во втулку 2 (рис.10, а). При обратном движении вверх плунжер перекрывает впускное отверстие втулки (рис.10, б) и создает большое давление топлива в надплунжерном пространстве, под действием этого давления открывается нагнетательный клапан 5 и топливо под большим давлением поступает в форсунку. Как только кромка отсечного паза совмещается с перепускным отверстием 7втулки (рис. 10, 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.
Разгрузочный поясок А при посадке клапана отсасывает часть топлива из топливопровода высокого давления, благодаря чему давление в нем резко падает, и впрыскивание топлива форсункой прекращается. Таким образом, рабочий ход плунжера длится от конца закрытия верхней кромкой плунжера впускного окна втулки до начала открытия перепускного отверстия 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. 10, 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
Рис. 10. Схема работы секции топливного насоса: а — заполнение втулки топливом; б — подача топлива в форсунку; в — конец подачи топлива (отсечка); г — поворот плунжера в сторону увеличения подачи; д — положение плунжера при выключенной подаче; / — 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; — ход плунжера; —» — движение топлива
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. 8.10, д).
Количество подаваемого топлива каждой секцией регулируют поворотом втулки 10 (см. рис. 8.9) относительно зубчатого венца 11, для чего предварительно ослабляют стяжной винт 2. Порции топлива, подаваемые всеми секциями насоса, меняют передвижением зубчатой рейки 7 насоса, которая с помощью зубчатых венцов и поворотных втулок 10 поворачивает одновременно все плунжеры вокруг их оси.
Перемещением зубчатой рейки 8 (рис. 8.11) насоса рядного типа управляет регулятор, 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.
Корпус 15 рассматриваемого насоса представляет собой монолитную конструкцию с несъемной головкой. Корпус разделен литой горизонтальной перегородкой на две части. В верхней части корпуса (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. С помощью перепускного клапана 4, установленного в штуцере перепуска топлива к подкачивающему насосу, в П-образном канале поддерживается давление немного выше атмосферного.
В нижней половине корпуса насоса в двух шариковых подшипниках размещен кулачковый вал (общий для всех секций насоса), на котором расположены 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. 8.12). В прорези хомутов входят поводки 2, 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 прикреплен к задней части топливного насоса.
А
Рис.10
б
Кулачковый вал топливного насоса приводится в действие шестерней привода с помощью шлицевой втулки 12 (см. рис. 8.11), которая связана шпонкой с кулачковым валом 11 и соединяется с шестерней 1 (рис..13) привода посредством шлицевой шайбы 2 и двух болтов 3. Шестерня 1 свободно посажена на ступице установочного фланца 13 (см. рис. 11). В центральное отверстие шестерни запрессована бронзовая втулка, которая прижимается буртом к торцу установочного фланца. Шайба 2 (см. рис. 13) устанавливается относительно втулки в определенном положении благодаря пропуску шлица («слепому» шлицу А). При этом положении шайбы топливный насос можно снимать и устанавливать без нарушения ранее установленного момента подачи топлива.
Общий момент подачи топлива насосными секциями изменяют поворотом шлицевой шайбы 2 относительно шестерни 1 насоса. Для этого в шайбе на одном радиусе просверлены 14 отверстий через 21°. На переднем торце ступицы шестерни имеются 14 резьбовых отверстий через 22,5е. При таком их расположении совместить можно только два 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) оказывается на 3° раньше утла поворота коленчатого вала. Если повернуть шайбу против хода часовой стрелки, то угол опережения начала подачи топлива соответственно уменьшится, т. е. момент начала подачи наступит позже.
При нормальной работе топливного насоса каждая секция начинает подачу топлива к форсункам за несколько градусов до прихода поршня в ВМТ при такте сжатия. Угол опережения подачи топлива для разных дизелей приведен в приложении 4.
У некоторых дизелей имеется привод с автоматическим изменением угла начала подачи топлива (например, на дизеле СМД-62). В этом случае между шестерней привода и насосом устанавливают муфту опережения впрыска топлива, закрепляя ее 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. В зависимости от конструкции насоса масло либо подается под давлением из смазочной системы дизеля, либо предусмотрена автономная его заправка.
Топливный насос распределительного типа
Особенность конструкции насоса распределительного типа состоит в том, что плунжерная пара подает топливо не в один цилиндр, как у многогшунжерного насоса рядного типа, а в несколько цилиндров. Поэтому плунжер этого насоса совершает не только возвратно-поступательное движение, но и вращается вокруг своей оси, распределяя топливо поочередно в цилиндры двигателя.
Базовая модель насосов распределительного типа — насос НД-21/4, одна его секция (рис. 8.14) рассчитана на четыре цилиндра дизеля. Плунжерная пара состоит из втулки 10 и плунжера 5. Головка втулки закреплена на корпусе насоса четырьмя шпильками с гайками. Пробка, ввернутая во втулку, герметично закрывает надплунжерную полость.
В верхней части втулки имеются впускные каналы 11, по которым топливо поступает внутрь втулки, и нагнетательные каналы, соединяющие ее центральное отверстие с наклонными каналами 7. По этим каналам топливо направляется через штуцер 8 и топливопровод высокого давления к форсунке.
Внизу наружный диаметр втулки плунжера ступенчато уменьшается для закрепления зубчатой втулки 4, которая приводит во вращение плунжер от вала регулятора через промежуточную шестерню 16.
В средней части втулки выполнена выемка, в которую вставлен дозатор 6, изменяющий количество подаваемого топлива насосной секцией. Дозатор может перемещаться вверх и вниз по плунжеру посредством привода 12.
В верхней части плунжера выполнены одно осевое и три радиальных сверления, два из которых (верхние) объединены вертикальной выточкой. Под плунжером находится толкатель 13, который установлен в расточке корпуса топливного насоса. К нижней части корпуса толкателя прикреплен ролик 2, свободно вращающийся на оси. Толкатель перемещается вверх под действием кулачка 1, а отводится вниз вместе с плунжером под давлением пружины 3. Момент начала подачи топлива каждой секции в насосах распределительного типа не регулируют.
Рис.14
Рис. 8.14. Секция насоса НД-21/4 распределительного типа (дизель
Д-144):
/ — кулачок; 2 — ролик; 3 — пружина; 4 — зубчатая втулка; 5 — плунжер; 6 — дозатор; 7, 11,14 а 15— каналы; 8— штуцер; 9 — нагнетательный клапан; 10— втулка плунжера; 12 — привод дозатора; 13 — толкатель; 16, 17 — шестерни; 18 — валик регулятора; > — направление движения деталей
Кулачковый вал вращается в шариковых подшипниках, установленных в нижней части корпуса топливного насоса. В двух- и четырехцилиндровом двигателях вал снабжен одним кулачком, а r шестипилиндровом — двумя кулачками. На каждом кулачке имеется столько выступов, сколько цилиндров он обеспечивает топливом. Например, в шестицилиндровом двигателе насос имеет две секции и каждый кулачок имеет три выступа. В таком насосе за один оборот кулачкового вала каждый плунжер сделает три двойных хода и один оборот вокруг своей оси. В четырехцилиндровом двигателе кулачок 1 имеет четыре выступа (см. рис. 8.14) и за один оборот кулачкового вала плунжер совершит четыре двойных хода и один оборот вокруг оси. В головке секции насоса четырехцилиндрового двигателя закреплены четыре штуцера 8, а в шестицилиндровом двигателе — три. Внутри каждого штуцера находятся обратный и нагнетательный 9 клапаны, каждый из которых прижат пружиной к седлу.Рассмотрим схему работы секции насоса распределительного типа. Во время движения плунжера 3 (рис. 8.15
, а) вниз в полости втулки 4 создается разрежение, и через открывшееся впускное отверстие 2 эта полость заполняется топливом. При движении
плунжера вверх (рис. 15, б) топливо частично вытесняется через впускное отверстие втулки. В момент перекрытия верхней кромкой плунжера впускного отверстия давление топлива во втулке начинает возрастать. Когда верхнее радиальное отверстие (распределительный канал 6) вращающегося плунжера совпадет с одним из нагнетательных каналов втулки, произойдет подача топлива через штуцер 1 и топливопровод высокого давления к форсунке: при нагнетании топлива клапан 5 приподнимается на 0,5... 0,6 мм и пропускает топливо к форсунке.
Подача топлива продолжается до выхода нижнего радиального (отсечного) отверстия 9 плунжера из дозатора 8 (рис.15, в). В момент отсечки клапаны 5 и 7 опускаются, в частности нагнетательный клапан 5 садится на седло и часть топлива, проходя через отверстие в нем, отжимает обратный клапан 7 (рис.15, г). В результате давление в топливопроводе высокого давления резко снижается и впрыскивание топлива форсункой прекращается.
Расход подаваемого топлива можно изменять, перемещая дозатор 8 по плунжеру. Чем выше расположен дозатор, тем позже наступает отсечка и тем большее количество топлива подается секцией. При установке дозатора в крайнем нижнем положении подача топлива прекращается. На рис. 8.15, д показана общая схема распределения топлива секцией насоса по цилиндрам I — IV дизеля.
8.7. Всережимный регулятор
Для качественного выполнения многих сельскохозяйственных работ необходимы постоянная поступательная скорость движения машинно-тракторного агрегата (МТА) и неизменная частота вращения ВОМ, т.е. постоянная частота вращения коленчатого вала. Для ее автоматического поддержания служит регулятор.
Однорежимные регуляторы применяют на пусковых двигателях. На тракторных дизелях установлены всережимные регуляторы.
Всережимный регулятор обеспечивает установленную водителем частоту вращения коленчатого вала при любом скоростном режиме работы двигателя (номинальном и частичных). На рассмотренный ранее рядный топливный насос устанавливают малогабаритный всережимный регулятор.
Регулятор насоса рядного типа. Малогабаритный всережимный регулятор 4УТНМ имеет четыре груза 6 (рис.16), соединенные осями со ступицей 2, которая свободно сидит на кулачковом валу J топливного насоса. На лыске хвостовика вала насоса напрессована упорная шайба. Вращение от шайбы к ступице передается резиновыми сухарями, которые служат демпфером, т.е. ны 15 обогатителя. Промежуточный и основной рычаги связаны болтом 10, который обеспечивает необходимый угловой свободный ход между ними. Основной рычаг 14 соединен через пружину 16 регулятора с рычагом 17, жестко установленным на лысках оси рычага 4 управления. В заднюю стенку корпуса регулятора ввернуты болт 11 номинальной подачи топлива (жесткий упор) и винт 13 прекращения подачи топлива.
Рассмотрим схему работы малогабаритного регулятора 4УТНМ. При пуске двигателя рычаг управления /0(рис. 17, а) поворачивается до упора в винт 11 и через рычаг 9 растягивает пружины 7 и 8. Пружина 7 регулятора перемещает основной рычаг 4 до упора в головку болта 3, а пружина 8 обогатителя перемещается вперед (на рис. 8.17, а — вправо), обеспечивая увеличение цикловой подачи топлива, необходимого для пуска двигателя. При пуске двигателя грузы / регулятора под действием центробежной силы расходятся и выступами перемещают муфту 2, а вместе с ней промежуточный рычаг 5 и рейку 6 назад, уменьшая подачу топлива.
Если рычаг 14 управления подачей топлива отклонить вверх до отказа (в сторону выключения подачи) (рис. 17, б), то пружина 7 регулятора полностью сожмется и будет толкать основной рычаг 4 влево до упора в винт 13 прекращения подачи топлива. Вместе с основным рычагом влево переместятся промежуточный рычаг 5 и связанная с ним рейка 6 топливного насоса посредством болта 12. Подача топлива прекращается и двигатель останавливается.
В случае, когда двигатель нагружен полностью (рис. 17, в), частота вращения коленчатого вала по сравнению с недогрузкой снижается и соответственно центробежная сила грузов уменьшается. Под действием пружины регулятора промежуточный 5 и основной 4 рычаги перемещаются вперед до касания основного рычага головки болта 3.
В действительности (в полевых условиях) нагрузка на дизель постоянно меняется и рейка 6 топливного насоса постоянно колеблется вместе с основным рычагом 4, который периодически касается головки болта 3 номинальной подачи топлива. Такое положение в регуляторе соответствует номинальной нагрузке и более экономичной работе дизеля.
Если нагрузка в среднем постоянная, то между усилием пружины регулятора и центробежной силой грузов устанавливается равновесие, частота вращения коленчатого вала при этом номинальная. При изменении внешней нагрузки равновесие нарушается, промежуточный рычаг перемещается вместе с рейкой насоса, изменяя подачу топлива, и равновесие восстанавливается снова.
Если двигатель перегружен (рис. 17, г), то частота вращения коленчатого вала падает, центробежная сила грузов ослабевает настолько, что пружина корректора, упираясь с помощью штока 15 в основной рычаг, перемешает промежуточный рычаг 5 и рейку 6
Рис.17
Рис.17 Схема работы малогабаритного регулятора 4УТНМ
а, б — при пуске и останове двигателя; в — при номинальной нагрузке; г — при перегрузке; 1 — груз; 2 — муфта; 3 — болт номинальной подачи топлива; 4, 5 — основной и промежуточный рычаги; 6 — рейка насоса; 7, 8— пружины регулятора и обогатителя; 9 — рычаг; 10 — рычаг управления; // — винт максимальной частоты вращения; 12 — соединительный болт; 13 — винт прекращения подачи топлива; 14 — рычаг управления подачей топлива; 15 — шток корректора; стрелками показано направление движения соответствующих деталей
вправо, дополнительно повышая подачу топлива. При этом растет вращающий момент двигателя и преодолевается перегрузка. Корректор — это устройство для изменения цикловой подачи топлива по сравнению с ее номинальным значением (возможно увеличение подачи топлива на 15... 20 %). Перемещением рычага 14 управления подачей топлива изменяют степень растяжения пружины 7регулятора, а следовательно, и заданный скоростной режим двигателя. Во время работы трактора при неполной нагрузке целесообразно для экономии топлива выбирать пониженный скоростной режим двигателя.
Регулятор РВ насоса рядного типа. Регулятор топливного насоса расположен в отдельном корпусе и прикреплен сзади к топливному насосу. Валик 7 (рис. 8.18) регулятора расположен в корпусе в двух шариковых подшипниках и получает вращение от кулачкового вала насоса через пару шестерен 18. На валике жестко посажены крестовина 16 с двумя грузами 15, подвижная муфта 19 и две спиральные пружины 8.
При работе двигателя на муфту действуют две противоположно направленные силы: сила пружин и центробежная сила грузов. Под действием этих сил муфта поворачивает вилку 10 через шипы, входящие в пазы муфты. Вилка 10 через тягу 11 соединена с рейкой 17 топливного насоса. Винт 12 вилки при номинальной подаче топлива касается призмы
Рис. 18. Регулятор РВ насоса рядного типа в дизеле А-41:
1 — регулировочные шайбы; 2 — болт—ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала; 3 — двойная спиральная пружина корректора; 4 — кронштейн; 5 — упорный болт кронштейна; б — регулировочная прокладка; 7 — валик регулятора; 8 — пружины; 9 — шип вилки; 10 — вилка; 11 — тяга рейки; 12 — винт вилки; 13 — призма; 14 — кнопка валика обогатителя; 15 — груз; 16— крестовина грузов; 17— рейка топливного насоса; 18 — шестерни; 19 — муфта; 20— рычаг управления регулятором; 21 — сектор; 22 — винт; А — срез призмы обогатителя; Б — пружина обогатителя
13 корректора, имеющей наклонную площадку. С помощью кнопки 74 призма может выводиться из-под винта при пуске двигателя в холодное время года. Кронштейн 4 свободно надет на валик рычага 20 управления регулятором, но соединен с ним двойной спиральной пружиной 3, усики которой охватывают кронштейн. Рычаг 20 выполнен заодно (как одна деталь) с сектором 21 и валиком.
Тракторист может установить любой скоростной режим работы двигателя перемещением рычага подачи топлива (см. рис. 17, 14), расположенного в кабине. Этот рычаг соединен с рычагом 20 (см. рис. 18) управления регулятором.
Во время работы трактора рейка топливного насоса перемещается под действием пружин 8 и центробежной силы грузов. При кратковременной перегрузке срабатывает корректор: частота вращения коленчатого вала временно снижается, и центробежная сила грузов 15 уменьшается настолько, что под действием силы пружин 8 кронштейн 4 поворачивается по ходу часовой стрелки (спиральная пружина 3 корректора закручивается) и вилка 10 перемещается вперед, а винт 12 скользит по скосу призмы 13 вверх. Рейка дополнительно смещается в сторону увеличения подачи топлива, вращающий момент дизеля возрастает, преодолевая временную перегрузку. Положение деталей регулятора при перегрузке дизеля показано на рис. 18.
При остановке двигателя тракторист перемещает рычаг 20 управления регулятором до соприкосновения сектора рычага с винтом 22. Рейка топливного насоса отводится вилкой 10 назад (на рис. 18 — влево) до отказа, и подача топлива отключается.
При пуске дизеля в холодное время года для обогащения рабочей смеси необходимо оттянуть кнопку 14 валика обогатителя вместе с призмой 13 на себя. Призма при этом смещается и винт 12 вилки встает на срез А призмы, а рейка 77 перемещается в сторону увеличения подачи топлива (на рис. 18 вправо). После пуска дизеля частота вращения валика 7 увеличится, и центробежная сила грузов переместит муфту 19 регулятора с вилкой 10, сжимая пружины 8. Вилка с винтом 12 переместится влево и под действием пружины Б призма 13 вернется в исходное положение.
Регулятор насоса распределительного типа. Примером может служить регулятор насоса НД-22/6-4 в дизеле СМД-62. Валик 6 (рис. 19) регулятора, приводящийся во вращение конической парой шестерен 17 от кулачкового вала топливного насоса, занимает вертикальное положение и вращается в двух шариковых подшипниках. В нижней части валик соединен со ступицей 15 крестовины грузов посредством спиральной пружины 16. Пружина предохраняет механизм регулятора от перегрузок при резких изменениях частоты вращения валика. Грузы шарнирно закреплены в ушках крестовины. Выступы грузов снабжены роликами, которые воздействуют на муфту, сидящую на валике. С другой стороны в муфту упирается двуплечий рычаг 14 под действием пружины 12. Натяжение данной пружины можно изменять наружным рычагом 20. Перемещение наружного рычага 20 управления регулятором ограничено двумя упорными винтами 21 и 22.
Двуплечий рычаг 14 соединен системой тяг и рычагов с дозатором 5. В регуляторе находится корректор для преодоления временных перегрузок двигателя путем дополнительной подачи топлива насосом. В корпусе корректора находятся шток 77 и пружина 9 хода штока. При неработающем корректоре он выдвинут из корпуса пружиной 9, а между штоком и ограничителем имеется зазор 0,3 мм. Усилие пружины штока регулируют винтом 8. Во время работы двигателя валик регулятора вращается вместе с грузами. При установившемся режиме работы двигателя в заданном положении рычага управления центробежная сила грузов уравновешена усилием главной пружины, благодаря чему дозаторы удерживаются в определенном положении, а коленчатый вал двигателя вращается с установленной частотой.
При уменьшении нагрузки частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается. Возрастающая центробежная сила грузов 6 (рис. 20, а) преодолевает усилие главной пружины 5 и перемещает муфту 7 вверх, а система тяг передвигает дозатор 1 вниз, уменьшая подачу топлива насосом. Частота вращения коленчатого вала снижается до установленной, при этом между главной пружиной и центробежной силой восстанавливается равновесие.
При полной нагрузке рычаг 3 управления переводят в крайнее положение до упора в винт 4 максимального скоростного режима. Центробежная сила грузов уравновешена главной пружиной. Через систему тяг дозаторы устанавливаются в положение, обеспечивающее требуемую подачу топлива соответственно нагрузке двигателя при данном скоростном режиме.
При перегрузке (рис. 20, б) частота вращения коленчатого вала двигателя снижается. Центробежная сила грузов уменьшается. Под действием главной пружины 5 муфта 7 опускается, а двуплечий рычаг 8 и рычаг 9 корректора перемещаются против хода часовой стрелки. Рычаг 9 через шток 11 сжимает пружины корректора. При дополнительном перемещении рычага 9 вверх другой конец двуплечего рычага опустится ниже и через систему тяг дополнительно переместит дозатор в сторону увеличения подачи топлива. После преодоления перегрузки частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается, а возросшая центробежная сила грузов преодолевает усилие главной пружины. Муфта занимает такое положение, при котором рычаг 9 касается штока корректора.
Дата добавления: 2016-11-26; просмотров: 7542;