Топливный насос высокого давления

Насос высокого давления служит для подачи топлива в нужный момент и под достаточным давлением в форсунку. Кроме того, насос должен дозировать топливо в зависимости от режима работы двигателя, обеспечивать одинаковую подачу топлива во все цилиндры и четкую отсечку, то есть резкое прекращение подачи топлива.

По конструкции насосы выполняются многоплунжерными и распределительными.

Многоплунжерный насос состоит из нескольких одинаковых секций, число которых равно числу цилиндров.

На смотреть статью под номером 79 показан насос высокого давления дизеля КДМ100. Насос прикреплен к фланцу корпуса регулятора оборотов. Корпус 15 насоса отлит из чугуна. В верхней части корпуса расположены насосные секции, а в нижней — стальной кулачковый вал 17 с четырьмя кулачками. Вал вращается в двух бронзовых втулках. Опорные шейки и кулачки вала цементируют и шлифуют. Привод вала осуществляется от вала 9 (см. смотреть статью под номером 84) регулятора оборотов посредством шипа 17 на этом валу и паза 16 (см. смотреть статью под номером 79) на торце вала насоса. В осевом направлении вал фиксируется шайбой 1. Блок имеет горизонтальную перегородку, в которой расточены отверстия для толкателей 4. Подшипники и кулачки валика и толкатели смазываются маслом, которое заливается в корпус насоса через маслозаливную горловину 23.

Каждая из четырех секций насоса состоит из гильзы 8, плунжера 7, толкателя 4, нагнетательного клапана 9 с гнездом и пружиной, и штуцера. Толкатель состоит из корпуса, ролика 2, посаженного на ось 19, и регулировочного болта 5 с фасонной головкой. Пружина 3 прижимает толкатель к кулачку. Плунжер и гильза представляют собой сопряженную пару, изготовленную из легированной стали; зазор между ними составляет 0,001—0,003 мм. С такой же высокой точностью изготовлены нагнетательный клапан и гнездо клапана. Отдельные детали этих пар не взаимозаменяемы и обезличивать их (при разборке и сборке) нельзя. Гильза фиксируется стопором 10. На нижнем конце плунжера 7 имеется головка, которая заходит в Тобразный паз головки болта 5 толкателя. Таким образом, толкатель и плунжер совершают вместе возвратнопоступательное движение. Через отверстия, закрываемые винтами 22, удаляется воздух из топлива в случае его попадания в насос. Зубчатый сектор 6 винтом закреплен на нижнем конце плунжера. Рейка 11 сцеплена с зубчатыми секторами всех секций. Рейка посредством поводка 14 соединена с тягой 13, которая в свою очередь связана с тягой регулятора оборотов. Тяга перемещается или автоматически (регулятором), или вручную (см. § 30). Для того чтобы при возвратнопоступательном движении плунжера зубчатые секторы не выходили из зацепления с рейкой, она имеет достаточную высоту.

Рассмотрим подробней устройство секции насоса и ее работу, пользуясь схемами, приведенными на смотреть статью под номером 80.

На верхней части плунжера (головке) выполнены продольная канавка 14, винтовая кромка 13 и кольцевая выточка 12. Гильза имеет отверстие, которое сообщается с каналом 21 (см. смотреть статью под номером 79). В канал 21 топливо поступает из магистрального канала 20. «р».

Когда плунжер находится в нижнем крайнем положении (см. смотреть статью под номером 80, а, в), верхний его торец расположен ниже впускного отверстия 3 в гильзе и топливо, нагнетаемое топливоподкачивающим насосом, заполняет гильзу, продольную канавку 14 и кольцевую выточку 12 на плунжере. При набегании кулачка на толкатель последний поднимает плунжер и в момент, когда плунжер перекрывает отверстие в гильзе (см. смотреть статью под номером 80, г), топливо вытесняется из гильзы через нагнетательный клапан 1 в форсунку (начинается впрыск). Когда винтовая кромка 13 на плунжере откроет отверстие 3 (см. смотреть статью под номером 80, д), подача топлива из секции и его впрыск в цилиндр прекратится, а нагнетательный клапан 1 усилием пружины 15 опустится в свое гнездо 2. Прекращение подачи топлива происходит вследствие того, что надплунжерное пространство гильзы через продольную канавку 14 сообщается с топливоподводящим каналом, и топливо вытесняется плунжером в этот канал. Дальнейшее движение плунжера вверх соответствует его холостому ходу.

Кулачковый вал насоса вращается в два раза медленнее коленчатого вала, чтобы обеспечить за рабочий цикл один впрыск в каждый цилиндр.

Для регулирования мощности двигателя необходимо изменить количество впрыскиваемого в цилиндр топлива. Это достигается изменением длительности подачи топлива при помощи винтовой кромки 13. В положении, показанном на смотреть статью под номером 80, е, рабочий ход плунжера п2 (то есть ход, в течение которого происходит впрыск) наибольший и мощность двигателя максимальна. При повороте плунжера в положение, показанное на смотреть статью под номером 80, д, рабочий ход плунжера Н уменьшается, так как при неизменном моменте начала подачи топлива окончание подачи происходит раньше (винтовая кромка раньше открывает отверстие 3) и мощность двигателя уменьшается. Положение, представленное на смотреть статью под номером 80, ж, соответствует включению подачи и остановке двигателя, потому что продольная канавка 14 устанавливается против отверстия 3 и подача топлива из насоса прекращается. Итак, поворотом плунжера изменяют кюличество впрыскиваемого топлива и мощность двигателя. По такой принципиальной схеме работают секции топливных насосов всех двигателей.

Механизм поворота плунжера в насосах двигателей ЯМЗ и Д50 выполнен иначе. Зубчатый венец закреплен не на плунжере, а на поворотной втулке, которая соединена с выступами на нижнем конце плунжера и поворачивает его. Гильза имеет не одно, а два отверстия — впускное и выпускное.

На смотреть статью под номером 81 показана схема секции насоса высокого давления дизеля СМД14. В гильзе выполнено два отверстия: перепускное 2 и впускное 3. Головка плунжера имеет осевой 4 и радиальный 5 каналы, винтовую кромку 6 и кольцевую выточку 7 с продольной канавкой 1, Плунжер поворачивается поводком 9, который напрессован на его нижнюю часть. Поводок перемещается хомутиком 12. Четыре хомутика затянуты винтами на рейке . Продольное перемещение рейки осуществляется поводком 13, который шарнирно соединен с тягой регулятора оборотов.

Проследим работу секции насоса. Когда плунжер находится в нижнем положении (см. смотреть статью под номером 81, б), гильза заполняется топливом через впускное отверстие 3. Подача топлива в форсунку начинается, когда движущийся вверх плунжер перекрывает отверстие 3 (см. смотреть статью под номером 81, в), и заканчивается, когда винтовая кромка откроет отверстие 2 (см. смотреть статью под номером 81, г). В этом случае топливо из надплунжерного пространства через каналы 4, 5 и отверстие 2 перетекает в топливоподающую магистраль низкого давления.

Для выключения подачи необходимо плунжер установить канавкой против отверстия 2.

Четкая работа насоса во многом зависит от нагнетательного клапана 14, назначение которого — не допустить перетекания топлива из топливопроводов в гильзу насоса после окончания подачи и разгрузить топливопроводы от высокого остаточного давления. Клапан имеет два посадочных места: коническую фаску 16 и разгрузочный поясок 17. Когда после окончания подачи пружина 15 опускает клапан, в гнездо 18 вначале заходит поясок 17, происходит разобщение надплунжерного пространства с топливопроводом. Дальнейшее опускание клапана до посадки в гнездо конусной фаски приводит к освобождению над клапаном некоторого объема, и давление в топливопроводе падает. Это обеспечивает резкое окончание впрыска (отсечку) и исключает подтекание топлива из форсунки.

Аналогичную конструкцию имеет насосная секция насоса высокого давления двигателя А41.

На двигателях СМД60 и СМД62. установлен двухплунжерный распределительный насос, в котором на каждые три цилиндра приходится одна нагнетательная секция, а распределительные каналы направляют топливо в нужный момент в три форсунки, обслуживаемые секцией.

На смотреть статью под номером 82 показана схема одной секции. В алюминиевом корпусе 2 закреплены кулачковый вал 21, регулятор оборотов (на схеме не показан) и две насосные секции. Каждая секция состоит из гильзы 11, плунжера 14, дозатора 7, зубчатой втулки 5, пружины 4 и роликового толкателя 3.

В плунжере просверлены центральный канал 13, отсечной горизонтальный канал 15 и отверстие 8. В гильзе имеется три (по числу питаемых форсунок) распределительных канала 9. В отличие от описанных выше насосов плунжер в распределительном насосе не только совершает возвратнопоступательное движение, но и вращается со скоростью кулачкового вала 21. Поворачивает плунжер зубчатая втулка 5, которая приводится во вращение от кулачкового вала конической передачей 20 и цилиндрической передачей 17—18. Зубчатая втулка надета свободно на нижнюю часть гильзы.

При продольном перемещении плунжера его хвостовик X скользит во втулке 5, не теряя с ней связи. На плунжер надето кольцодозатор, которое регулятор может перемещать вдоль плунжера. Гильза, плунжер и дозатор изготовлены с высокой точностью и разукомплектованию не подлежат.

Секция работает следующим образом: когда плунжер расположен ниже отверстия 12, в гильзу через это отверстие поступает топливо, нагнетаемое топливоподкачивающим насосом. Когда кулачок 22 набегает на толкатель 3, плунжер перемещается вверх, перекрывает отверстие 12 (см. смотреть статью под номером 82, б), топливо по каналу 13 и отверстию 8 вытесняется в канал 9, далее проходит в штуцер 10, приподнимает находящийся в штуцере нагнетательный клапан и по трубке поступает в форсунку. Когда отсечной канал 15 выходит из дозатора 7 (см. смотреть статью под номером 82, в), надплунжерное пространство гильзы соединяется с полостью низкого давления 6 и подача топлива прекращается. Кулачок имеет три выступа, а гильза — три распределительных канала 9, поэтому за один оборот кулачка и плунжера отверстие 8 распределит топливо по трем форсункам.

Для изменения подачи топлива необходимо переместить дозатор 7 вдоль плунжера. При подъеме дозатора (см. смотреть статью под номером 82, г) увеличивается

102 рабочий ход плунжера (к2 больше Н{) и мощность двигателя увеличивается.

Распределительный насос значительно легче многоплунжерного, имеет меньшее количество точно изготовляемых деталей.