Схема действия и устройство топливного насоса дизеля Д-54А

§ 29.

Схема действия и устройство топливного насоса дизеля Д-54А

Топливный насос служит для подачи под давлением к форсунке каждого цилиндра в определенные моменты одинаковой и точно отмеренной порции топлива в соответствии с нагрузкой дизеля.

Топливный насос вместе с регулятором и подкачивающей помпой установлен на дизеле с правой стороны и прикреплен к задней стенке картера шестерен четырьмя болтами.

К каждой форсунке топливо подается отдельной насосной секцией по отдельному топливопроводу высокого давления. Все четыре насосные секции собраны в общем корпусе и имеют один общий приводной механизм.

Секция топливного насоса (рис. 58) представляет собой насос поршневого типа. Вращающийся коленчатый вал дизеля при помощи шестерен распределения приводит во вращение кулачковый валик 1. При этом выступающая часть кулачка, набегая на ролик 20, который катится по поверхности кулачка, перемещает вверх толкатель 19. Вместе с толкателем поднимается вверх плунжер 13, прижатый к торцу регулировочного болта 17 толкателя пружиной 15. Когда выступ кулачка выйдет из-под ролика, плунжер и вместе с ним толкатель под действием сжатой пружины

опустятся вниз и займут первоначальное положение.

Рис. 58. Секция топливного насоса:

а — секция топливного насоса; б — пар а плунжер—гильза; 1 — кулачковый валик; 2 — кромка винтового среза: 3 — головка топливного насоса; 4 — продольный канал в головке топливного насоса;
5 — перепускное отверстие; 6 — пружина нагнетательного клапана; 7 — штуцер; 8 — нагнетательный клапан; 9 — седло нагнетательного клапана; 10 — впускное отверстие; 11 — продольный канал в головке топливного насоса; 12 — установочный винт;
13 — плунжер; 14 — гильза; 15 — пружина; 16 — тарелка плунжера; 17 — регулировочный болт; 18 — контргайка; 19 — толкатель;
20 — ролик толкателя; 21 — центральный вертикальный канал в плунжере; 22 — радиальное отверстие в плунжере; 23 — вертикальная канавка плунжера; 24 — кольцевая канавка на плунжере; 25 — поводок.

При движении плунжера вверх происходит его рабочий ход — нагнетание, при движении вниз — ход всасывания.

На боковой стенке гильзы 14 имеются два сквозных отверстия: впускное 10 и перепускное 5. Впускное отверстие расположено несколько выше перепускного. Гильзы насосных секций установлены в одной общей головке 3, продольные каналы 11 к 4 которой заполнены топливом, поступающим из фильтра тонкой очистки. Впускное отверстие каждой гильзы соединено с каналом 11, а перепускное — с каналом 4. Продольные каналы соединены между собой в передней части головки поперечным каналом.

Верхнее выходное отверстие гильзы закрывается нагнетательным клапаном 8, прижатым к седлу 9 пружиной 6. Седло прижато к гильзе штуцером 7, ввертываемым в головку.

Во время движения плунжера вниз топливо с момента открытия впускного отверстия 10 (рис. 59, с) начнет поступать из канала 11 и заполнит полость над плунжером в гильзе. При движении плунжера вверх топливо в начальный период вытесняется из гильзы через впускное отверстие обратно в канал 11 головки. Когда верхняя кромка плунжера перекроет впускное отверстие, в надплунжерной полости гильзы начнет повышаться давление. Так как топливо почти несжимаемо, давление повышается очень быстро. Когда давление топлива в надплунжерной полости станет достаточным для преодоления сопротивления пружины 6 и сопротивления топлива в топливопроводе высокого давления, присоединенном к штуцеру 7 (рис. 59,6), нагнетательный кла-пан 8 откроется и топливо будет нагнетаться по топливопроводу к форсунке.

При дальнейшем движении плунжера кромка 2 его винтового среза (рис. 59, б) откроет перепускное отверстие 5. Вследствие большого давления в надплунжерной полости топливо через центральный вертикальный канал 21, радиальное отверстие 22 и вертикальную канавку 23 плунжера начнет перетекать по перепускному отверстию 5 в канал 4 головки. Вследствие этого давление над плунжером упадет и пружина нагнетательного клапана прижмет его к седлу. Таким образом, нагнетательный клапан разъединяет надплун-жерную полость гильзы и топливопровод высокого давления в период перепуска и всасывания топлива.

В верхней части нагнетательного клапана имеется цилиндрический поясок 26, называемый разгрузочным. При опускании нагнетательного клапана сначала в седло входит разгрузочный поясок, который, перемещаясь в отверстии седла, действует как поршень, отсасывая из топливопровода высокого давления некоторое количество топлива. В результате этого резко снижается давление топлива в топливопроводе высокого давления и форсунка четко и быстро прекращает подачу топлива в цилиндр дизеля.

В момент открытия винтовой кромкой плунжера перепускного отверстия заканчивается его рабочий ход — нагнетание. Дальнейшее движение плунжера вверх происходит вхолостую, так как топливо перетекает через перепускное отверстие в канал 4 головки. Дойдя до верхней точки, плунжер начинает опускаться и, когда откроется впускное отверстие 10, начнется ход всасывания следующего цикла.

Мощность дизеля изменяют увеличением или уменьшением количества топлива, подаваемого в цилиндры.

Для изменения количества подаваемого топлива нужно повернуть плунжер за поводок 25 (рис. 58).

Рис. 59. Работа пар плунжер — гильза и нагнетательный клапан — седло секции топливного насоса при подаче топлива (обозначения позиций см. в подписи под рис. 58).

Положение кромки винтового среза плунжера относительно перепускного отверстия, показанное на рисунке 60, а, соответствует наибольшей подаче топлива. В этом положении плунжера ход нагнетания максимальный.

При повороте плунжера по направлению стрелки А подача топлива будет уменьшаться, так как кромка винтового среза откроет перепускное отверстие раньше и ход нагнетания уменьшится.

Если плунжер повернуть так, чтобы его вертикальная канавка была расположена про-тив перепускного отверстия (рис. 60,б), то топливо в цилиндр дизеля подаваться не будет. В этом случае топливо, заполняющее над-плунжерную полость, при подъеме плунжера перетекает по его вертикальному каналу и радиальному отверстию и перепускному отверстию гильзы обратно в продольный канал головки топливного насоса.

Таким образом, при повороте плунжера вокруг оси его общий ход и момент начала подачи топлива остаются постоянными, а конец подачи меняется в зависимости от положения кромки винтового среза плунжера относительно перепускного отверстия.

Корпус 20 (рис. 61) топливного насоса представляет собой коробчатую чугунную отливку, служащую остовом, в котором размещены все узлы и детали насоса. Корпус внутри разделен горизонтальной перегородкой на две полости: верхнюю и нижнюю.

В верхней полости корпуса размещаются выступающие из головки 10 части плунжерных пар с пружинами и механизм для изменения количества подаваемого топлива. В нижней полости корпуса расположен кулачковый валик 24 насоса. В четырех вертикальных отверстиях горизонтальной перегородки установ-
лены толкатели 23, опирающиеся своими роликами на кулачки валика.

В верхней части правой боковой стенки корпуса имеется отверстие для доступа к механизму регулирования подачи топлива и к толкателям. Отверстие закрыто чугунной крышкой 64, прикрепленной к корпусу 20 болтами.

К передней стенке корпуса прикреплены чугунная плита 17 и установочный фланец 16, а к задней стенке — коробчатый фланец 28 для крепления регулятора.

Кулачковый валик 24 насоса вращается в двух шарикоподшипниках 19 и 26, запрессованных в расточенные гиезда установочного 16 и коробчатого 28 фланцев. Валик стальной, имеет четыре кулачка одинакового профиля. Кулачки расположены по окружности валика в порядке работы цилиндров дизеля. Эксцентрик, расположенный между вторым и третьим кулачками, при вращении валика приводит в действие подкачивающую помпу 66.

Осевой разбег валика должен быть в пределах 0,1—0,2 мм. Разбег регулируют прокладками 25, установленными между шарикоподшипником 26 и упорным пояском валика.

В днище корпуса имеются четыре технологических отверстия, закрытых штампованными стальными заглушками 22.

В нижней части правой боковой стенки имеются площадки 21 с отверстием для установки подкачивающей помпы, горловина с пробкой 67 и пробка 68.

Шарикоподшипники кулачкового валика и трущиеся поверхности деталей, расположенных в нижней половине корпуса насоса, смазываются дизельным маслом, заливаемым в корпус насоса через отверстие в горловине. Масло заливают в корпус насоса до уровня наружной кромки горловины. Чтобы масло не вытекало наружу, в установочном 16 и коробчатом 28 фланцах за шарикоподшипниками установлены самоподжимные сальники 18 и 27. Масло сливают из насоса через отверстие, закрываемое пробкой 68.

Рис. 60. Положение плунжера в гильзе при полной подаче топлива (а) и когда оно не подается (б)

Рис. 61. Топливный насос 4ТН-8,5Х10Т:

а — продольный разрез насоса; б — поперечный разрез насоса; 1 — ведомая шестерня; 2 — замковая шайба; 3— поводок; 4 — пробка; 5 — гайка; 6 —рейка; 7 — втулка; 8 — установочная втулка; 9 — шпилька; 10 — головка насоса; 11 — колпак; 12 — прокладка; 13 — замковая шайба; 14 — гайка; 15 — шлицевая втулка; 16 — установочный фланец; 17 — плита; 18 к 27 — самоподжимные сальники; 19 и .26 — шарикоподшипники; 20 — корпус насоса; 21 — площадка для крепления подкачивающей помпы; 22 — заглушка; 23—толкатель; 24—кулачковый валик; 25 — регулировочные прокладки; 28 — коробчатый фланец; 29 — ведущая шестерня; 30 — пробка; 31—пластинчатые пружины; 32 — стопорное кольцо; 33 — гайка пружины; 34 —втулка шестерни; 35 — гайка; 36—гнездо шарикоподшипника; 37—шарикоподшипник; 38 — крестовина; 39 — ось грузиков; 40 — втулка; 41 — шплинт; 42—упорный шарикоподшипник; 43 — грузик; 44 — корпус регулятора; 45 — втулка; 46—муфта; 47 — контрольная пробка-; 48 — регулировочные прокладки наружной пружины; 49 — внутренняя пружина; 50 — наружная пружина; 51 — болт-упор; 52— регулировочные прокладки внутренней пружины; 53 — седло; 54 — задний шарикоподшипник; 55 — задняя крышка; 56 — шайба; 57 — гайка; 58—валик; 59— вилка; 60 — тяга; 61 — контргайка; 62 — регулировочный винт; 63 — крышка корпуса регулятора; 64 — крышка; 65 — насос ручной подкачки топлива; 66 — подкачивающая
помпа; 67 и 68 — пробки.

К верхней плоскости корпуса насоса прикреплена чугунная головка 10 двумя шпильками 9, на которые надеты установочные втулки 8. Нижние концы втулок запрессованы в корпус, а верхние входят в специально увеличенные отверстия под шпильки в головке. Для уплотнения между головкой и корпусом насоса помещена паронитовая прокладка.

Гильза и плунжер, образующие плунжерную пару, изготовлены из легированной стали.

Чтобы обеспечить необходимую плотность в плунжерной паре при давлениях 200 кГ/см2 и более, трущиеся поверхности этих деталей

подвергают тщательной полировке и доводочным операциям. После этого плунжер и гильзу подбирают друг к другу в пары. Раскомп-лектовка их не допускается. В подобранной паре диаметральный зазор должен быть в пределах 0,001—0,002 мм.

Гильзы 4 (рис. 62) устанавливают в вертикальные отверстия головки. Каждую гильзу в головке закрепляют в определенном положении установочным винтом 13, входящим в канавку на наружной поверхности гильзы. Для уплотнения под опорный буртик гильзы установлена медная прокладка 5.

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

На нижний конец плунжера напрессован до упора в имеющийся на нем буртик поводок 14. Пружина 2 верхним концом упирается в выемку в плоскости головки, а нижним — в тарелку 1, надетую на буртик плунжера.
Чтобы удержать плунжер и пружину в собранном положении при установке головки на корпус и снятии ее с корпуса, тарелки пружин стопорят снизу общей планкой 16, прикрепленной гайками к шпилькам 15, ввернутым в головку.

Для предохранения плунжера от выпадания в кольцевую канавку на внутренней поверхности тарелки вставлено пружинное кольцо 17.

На верхний торец гильзы устанавливается седло 6 с нагнетательным клапаном 8. Для достижения непроницаемости коническую поверхность клапана притирают к седлу, поэтому пару клапан—седло заменяют одновременно. На наружной поверхности седла имеется резьба, необходимая для того, чтобы вынуть седло из отверстия головки. Седло прижимается к торцу гильзы штуцером 10. Для уплотнения между фланцем седла и нижним торцом штуцера установлена медно-фибровая или капроновая прокладка 7. Пружина 9, установленная между штуцером и нагне-тательным клапаном, прижимает клапан к седлу.

Рис. 62. Головка топливного насоса 4ТН-8,5Х10Т:

1 — тарелка плунжера; 2 — пружина; 3 — плунжер: 4 — гильза; 5—прокладка; 6—седло нагнетательного клапана; 7 — прокладка; 8 — нагнетательный клапан; 9 — пружина; 10 — штуцер; Л — планка зажима; 12 — винт зажима; 13 — установочный винт; 14 — поводок; 15 — шпилька стопорной планки; 16 — стопорная планка: 17 — пружинное кольцо; 18 и 19 — продольные каналы: 20. 21, 23 и 24 — пробки; 22 и 25 — топливопроводы; 26 — полый болт; 27 — пружина; 28 — перепускной клапан.

Рис. 63. Механизм для изменения количества подаваемого топлива:
1 — поводок; 2 — штифт; 3 — хомутик; 4 — болт; 5 — рейка; 6 — корпус топливного насоса; 7—поводок плунжера; 8 тяга регулятора числа оборота.

Верхняя часть штуцера 10, выступающая над головкой, имеет наружную резьбу, на которую навертывают накидную гайку топливопровода высокого давления, идущего к форсунке. От са-моотвертывания каждая пара штуцеров удерживается двумя планками //, стянутыми винтом 12. Планки своими краями упираются в накатку, имеющуюся на пояске штуцера.

В головке имеются два продольных канала 18 и 19, соединенных между собой поперечным каналом. Продольные каналы с торцов головки закрыты пробками 20 и 23. В отверстие поперечного канала с наружной стороны головки ввернута пробка 21, которую при необходимости можно вывернуть для выпуска воздуха из головки.

Топливо из фильтра тонкой очистки поступает по топливопроводу 22 и полому болту в канал 19. Для работы дизеля требуется только часть подаваемого подкачивающей помпой топлива, поэтому в каналах головки создается давление. Под действием этого давления открывается находящийся в канале 18 перепускной клапан 28, и избыток топлива отводится по топливопроводу 25 в подкачивающую помпу. Стержень перепускного клапана вставлен в отверстие пробки 24.

С 1961 года применяется шариковый перепускной клапан 28, который устанавливается в стальную втулку (гнездо), ввернутую в тело головки.

Клапан прижимается к седлу пружиной 27 и открывается при давлении топлива в каналах, превышающем 0,5—0,9 кГ/см2.

Вследствие того, что в системе каналов головки имеется перепускной клапан, в них непрерывно движется топливо. Оно препятствует скоплению в каналах воздуха, нарушающего нормальную подачу топлива в цилиндры дизеля.

В стальной цилиндрический корпус толкателя 19 (рис. 58) ввернут регулировочный болт 17, головка которого упирается в нижний торец плунжера 13. Вывертывание регулировочного болта предотвращается контргайкой 18. В отверстия в нижней части корпуса запрессована ось со свободно вращающимся роликом 20.

Устройство механизма для изменения количества подаваемого топлива насосом показано на рисунке 63. Оно позволяет также регулировать топливный насос на равномерность подачи топлива отдельными секциями. Вертикально расположенные круглые пальцы поводков 7 плунжера входят в прорези хомутиков 3, закрепленных на рейке 5 стяжными болтами 4. Рейка установлена в отверстиях задней и передней стенок корпуса 6 насоса. От проворачивания рейка удерживается лыской на переднем ее конце. Рейка должна двигаться вдоль корпуса насоса плавно, без заедания.

При передвижении рейки соединенные с ней хомутики поворачивают плунжеры в гильзах, изменяя тем самым количество топлива, подаваемого секциями в цилиндры дизеля. При передвижении рейки вперед (по направлению к приводу насоса) подача топлива увеличивается, а при передвижении рейки назад — уменьшается.

На заднем конце рейки закреплен поводок 1 для соединения с тягой 8 регулятора числа оборотов.

содержание .. 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 ..