Муфты автоматического изменения угла опережения подачи топлива

Вследствие сжимаемости топлива и конечной скорости распространения давления, впрыск топлива относительно подачи его насосом запаздывает и удлиняется.

При увеличении оборотов, смещение фазы впрыска, относительно фазы подачи, увеличивается. В связи с запаздыванием и удлинением впрыска, в ещё большей степени запаздывает и удлиняется процесс сгорания топлива. С ростом оборотов, сгорание всё более переносится на линию расширения. Позднее тепловыделение понижает экономические и энергетические показатели двигателя.

Из всего сказанного следует, что при увеличении оборотов своевременное сгорание топлива может быть обеспечено лишь при увеличении угла опережения подачи топлива. Для этой цели применяются муфты автоматического изменения угла опережения подачи топлива (рисунок 5.38).

Таким образом, муфта автоматического изменения угла опережения подачи топлива предназначена для своевременной подачи топлива в цилиндры двигателя при увеличении оборотов двигателя с целью своевременного и полного сгорания топлива.

Муфта автоматического изменения угла опережения подачи топлива состоит из корпуса 7, валик привода 8, соединительная муфта 3, чека 3, шток 6 с возвратной пружиной 5, сервопоршень гидравлического усилителя 10, золотник 9, пружина регулятора 13, грузы 11, стержень с фланцем 12.

В корпусе 7 установлен валик 8 привода насоса, получающий вращение от коленчатого вала через шестеренчатую передачу. Связь валика привода с кулачковым валиком 1 насоса осуществляется посредством соединительной муфты 3. Одним концом муфта посажена на продольные шлицы валика 8 привода и может по ним перемещаться в осевом направлении. Другим концом она соединяется с наклонными (косыми) шлицами втулки 2, закрепленной на кулачковом валике. Чекой 4 муфта связана со штоком 6. Шток выполнен заодно с сервопоршнем 10 гидравлического усилителя. Сервопоршень расположен в цилиндрическом гнезде валика привода. В полость г гидравлического усилителя через отверстия а, б, в, д подводится масло из системы смазки двигателя. Отверстия штока управляются подвижным золотником 9. Стержень золотника заканчивается фланцем 12, на который опирается с одной стороны пружина 13, с другой - лапки грузов 11 центробежного регулятора. Грузы регулятора установлены на осях, жестко связанных с валиком 8 привода насоса.

Рис. 5.38. Схема автоматической муфты опережения подачи топлива:

1 - кулачковый вал; 2 - шлицевая втулка; 3 - соединительная муфта; 4 - чека; 5 - возвратная пружина; 6 - шток; 7 - корпус; 8 - валик привода; 9 - золотник; 10 - сервопоршень; 11 - грузы регулятора; 12 - фланец; 13 - пружина регулятора; а, б, в, д - отверстия для подачи масла; г - внутренняя полость гидравлического усилителя

Принцип действия муфты. Допустим, что двигатель работает на постоянном числе оборотов. В регуляторе устанавливается равновесие между центробежной силой грузов и силой пружины 13. Этому равновесному состоянию будет соответствовать вполне определенное положение золотника 9, при котором отверстия в штока закрыты. В таком состоянии сила давления масла, действующего на поршень, уравновешивается силой возвратной пружины 5 муфты. Поэтому шток 6 и сама муфта 3 будут занимать в осевом направлении неизменное положение, соответствующее оптимальному для данного числа оборотов углу опережения подачи топлива.

При увеличении числа оборотов равновесие сил, действующих со стороны регулятора на фланец 12 стержня золотника, нарушается. Под влиянием возрастающей центробежной силы грузов золотник перемещается вправо и устанавливается в положение, соответствующее новому равновесному состоянию регулятора. Через открываемые золотником 9 отверстия в штока в полость г поступает масло. Давление его на сервопоршень 10 увеличивается, вследствие чего шток перемещается вправо, передвигая в том же направлении муфту 3. За счет наклона шлиц втулки 2 осевое перемещение муфты вызывает изменение положения кулачкового валика насоса относительно коленчатого вала. Кулачковый валик поворачивается в направлении вращения; угол опережения подачи топлива увеличивается. Увеличение угла происходит до тех пор, пока перемещение штока относительно золотника не обеспечат вновь закрытия отверстий в. С этого момента подача масла в полость г прекращается и муфта фиксируется в новом равновесном состоянии. Так достигается соответствие изменения угла опережения числу оборотов двигателя.

При уменьшении числа оборотов золотник 9 под действием пружины 13 регулятора перемещается влево. Отверстия в штока открываются и обеспечивают сток части масла из полости г. Вследствие уменьшения давления масла шток 6 под действием пружины 5 перемещается влево, угол опережения подачи топлива уменьшается.

Этот процесс продолжается до момента закрытия отверстий в.

Уменьшение угла опережения также будет соответствовать уменьшению числа оборотов коленчатого вала двигателя. Таким образом, муфта работает по принципу следящей системы, обеспечивая соответствие угла опережения подачи топлива заданному скоростному режиму.

На ТНВД двигателя КамАЗ-740 также установлена муфта автоматического изменения угла опережения подачи топлива (рисунок 5.39), имеющая тот же принцип работы, что и на ТНВД двигателя типа В-46 (т.е. применяется принцип срабатывания от действия центробежных сил), но выполненная конструктивно несколько иначе.

Муфта ТНВД двигателя КамАЗ-740 - автоматическая, центробежного типа, предназначена для изменения момента начала подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Применение муфты значительно улучшает пусковые качества двигателя и способствует получению наилучшей экономичности на различных скоростных режимах. Муфта крепится на конусе кулачкового вала гайкой с пазом под ключ, которая контрится пружинной шайбой.

Муфта автоматического изменения угла опережения подачи топлива состоит из: ведущей полумуфты (рис. 5.39, а) 1 с манжетами 2, 4 и втулкой 3; пружин 8; грузиков 11; ведомой полумуфты 13; привода автоматической муфты (рис. 5.39, б).

Рис. 5.39 Автоматическая муфта опережения впрыска топлива КамАЗ-740:

а - автоматическая муфта: 1 - ведущая полумуфта; 2, 4 - манжеты; 3 - втулка ведущей полумуфты; 5 - корпус; 6 - регулировочная прокладка; 7 - стакан пружины; 8 - пружина; 9, 15 - шайбы; 10 - кольцо; 11 - груз с пальцем; 12 - проставка с осью; 13 - ведомая полумуфта; 14 - уплотнительное кольцо; 16 - ось грузов;

б - привод автоматической муфты и установка ее по меткам: 1 - метка на заднем фланце полумуфты; II - метка на муфте опережения впрыска; III - метка на корпусе топливного насоса; 1 - автоматическая муфта опережения впрыска; 2 - ведомая полумуфта привода; 3 - болт; 4 - фланец полумуфты привода