Файл: Калисский В.С. Система питания дизельного двигателя.pdf

сообщить вихревое движение, продувочные окна располагают под углом 9° к оси ци­ линдра двигателя, а днищу поршня придают специальную фигурную форму. Это способ­ ствует лучшей очистке цилиндров от продуктов сгорания и равномерному распределению топ­ лива. При подаче воздуха в один из цилиндров давление в воздушной камере остается прак­ тически постоянным.

Процесс смесеобразования. К каждой ча­ стице топлива, находящегося в цилиндре дви­ гателя, должно попадать столько . воздуха, сколько необходимо для полного его сгорания. Условия процесса смесеобразования топлива в дизельном двигателе менее благоприятны, чем в карбюраторном. Смесеобразование в карбюраторном двигателе начинается в смеси­ тельной камере карбюратора, продолжается во впускном трубопроводе и заканчивается в ци­ линдрах двигателя при такте впуска и сжа­ тия. -

В дизелях топливо впрыскивается непо­ средственно в камеру сгорания. Кроме того, из-за значительного повышения температуры при сжатии заряда топливо приходится по­ давать при .положениях поршня, близких к в. м. т., вследствие чего сокращается период подготовки смеси. Поэтому время, отводимое на весь процесс, примерно в 10 раз меньше, чем в карбюраторном двигателе. Для ускоре­ ния процесса смесеобразования заряд топлива, поступающего в цилиндры, должен быть пре­ вращен в множество мельчайших капель, что достигается за счет малого сечения отверстий распылителя насос-форсунки (0,155 мм) и

11

очень высокого давления впрыска (800— 1400 кГ/см2) .

Однако, несмотря на столь высокое давле­ ние впрыска, Топливо распределяется по ка­ мере сгорания неравномерно и в какой-то час­ ти камеры может не хватить воздуха для пол­ ного сгорания. Чтобы добиться полного сгора­ ния топлива в дизельных двигателях, воздух подается с некоторым избытком, т. е. в коли-

Рис. 3. Фазы газораспределения двигателя ЯМЗ-М204.

честве несколько большем, чем.это необходи­ мо для полного сгорания. Процесс сгорания будет наиболее эффективным в том случае, если впрыснутое топливо успеет почти пол­ ностью испариться за время, протекающее от момента впрыска до воспламенения. Но вос­ пламеняется топливо не сразу, а с некоторой задержкой; поэтому для получения наиболь­ шего давления в цилиндре впрыск топлива не­

12

обходимо производить раньше, чем поршень окажется в в. м. т.

В двигателях ЯМЗ-М204 и ЯМЗ-М206 наиболее выгодно начинать подачу топлива за 14° и заканчивать ее за 2° до в. м. т. Диаграм­ ма фаз газораспределения представлена . на рис. 3.

УСТРОЙСТВО И РАБОТА ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ

Схема системы питания топливом дизель­ ного двигателя показана на рис. 4. Топливо из бака'проходит через фильтр предварительной

Рис. 4. Схема топливоподающей системы двигателя ЯМЗ-М204.

очистки к топливоподкачивающему насосу, расположенному на задней крышке корпуса нагнетателя воздуха, откуда под давлением

13

поступает через фильтр тонкой очистки к на- сос-форсункам, установленным на головке ци­ линдров. Избыток топлива по сливной трубке возвращается в топливный бак.

Т о п л и в н ы й б а к изготовлен из сталь­ ного листа. Для увеличения жесткости кон­ струкции и предотвращения резкого переме­ щения топлива внутри бака установлены перегородки.

На верхней части бака находится горлови­ на с выдвижным патрубком для заливки топ­ лива, топливозаборная трубка, датчик указа­ теля уровня топлива и штуцер, к которому присоединяется сливная трубка для возврата части топлива от насос-форсунки. Горловина для заливки топлива и топливозаборная труб­ ка снабжены сеткой.

В нижней части бака расположено сливное отверстие; закрытое резьбовой пробкой.

Т о п л и в н ы е ф и л ь т р ы . Детали на­ сос-форсунки изготовлены с очень высокой точностью. Зазор между сопряженными пара­ ми составляет всего 0,0015—0,003 мм. В ди­ зельном топливе, залитом в бак, находятся твердые частицы механических примесей. Эти частицы, проходя с топливом через малый зазор между сопряженными деталями насосфорсунки с большой скоростью, вызывают ин­ тенсивный износ деталей насос-форсунки. По­ этому дизельное топливо должно быть тща­ тельно очищено от частиц засорителя, разме­ ры которых превышают 0,0015—0,003 мм.

В системе питания двигателей ЯМЗ топли­ во последовательно проходит ч/ерез три фильт­ ра. В фильтре предварительной очистки задер­

14

живаются частицы, размер которых больше 0,06—0,07 мм-, в фильтре тонкой очистки — частицы, размер которых превышает 0,002—- 0,003 мм. В фильтре, расположенном во впуск­ ном штуцере насос-форсунки, задерживаются частицы, размер которых больше 0,001 мм.

ПробкаЗляудаления Воздуха

'Крышка

Рис. 5. Фильтры:

а — фильтр предварительной очистки топлива; 6 — фильтр тонкой очистки топлива.

Фильтр предварительной очистки топлива (рис. 5, а) находится между баком и топливо­ подкачивающим насосом. Он состоит из сталь­ ного корпуса и чугунной крышки. Внутри фильтра установлен фильтрующий элемент, на сетчатый каркас которого намотано несколько слоев ворсистого хлопчатобумажного шнура.

Направление движения топлива в фильтре

15

показано на рисунке стрелками. Для выпуска отстоя в дне корпуса фильтра имеется гнездо со спускной пробкой-болтом.

Фильтр тонкой очистки (рис 5, б) по устройству подобен фильтру предварительной очистки и отличается от него фильтрующим элементом, представляющим собой перфориро­ ванный каркас, обмотанный искусственным шелком со слоем набивки из минерального во­ локна, пропитанного клеящим веществом. При наполнении системы топливом воздух удаляет­ ся через отверстие в крышке фильтра, которое затем закрывают пробкой.

Т о п л и в о п о д к а ч и в а ю щ и й насос служит для принудительной подачи топлива из бака к насос-форсункам.

На двигателях ЯМЗ устанавливается ко­ ловратный или шестеренчатый топливоподка­ чивающий насос.

Коловратный насос (рис. 6, а) состоит из корпуса, ротора с лопатками, крышки, фланца и перепускного клапана. Насос крепится к зад­ ней крышке корпуса нагнетателя воздуха и приводится во вращение от нижнего ротора нагнетателя.

В пазах ротора насоса установлены две ло­ патки. Пружина, расположенная между лопат­ ками, прижимает их к стенкам корпуса. Ось ротора смещена относительно оси корпуса. Ло­ патки делят внутреннюю полость корпуса на­ соса на две части. При вращении ротора топ­

топлива в отводящем трубопроводе превысит 4 кГ/см2, перепускной клапан откроемся и топ­

16

загустевании топлива. Когда давление стано­ вится больше 2,9—3,5 кГ/см2, клапан откры­ вается и перепускает топливо.

Н а с о с - ф о р с у н к а установлена на го­ ловке цилиндров в специальном медном стака­ не и крепится прижимной скобой. При помо­ щи насос-форсунки топливо в мелкораспылен­

18

ном виде .подается в цилиндры двигателя под давлением до 1400 кГ/см2\ количество и мо­ мент подачи топлива изменяются в зависи­ мости от нагрузки на двигатель. Насос-фор­ сунка приводится в действие от кулачка рас­ пределительного вала через толкатель, штангу и коромысло (рис. 7). При набегании кулачка на ролик толкателя штанга поворачивает ко­ ромысло вокруг оси. Последнее перемещает вниз толкатель и плунжер насос-форсунки. После сбегания кулачка с ролика под действи­ ем пружин толкателя и насос-форсунки все детали возвращаются в исходное положение.

Насос-форсунка (рис. 8) представляет со-- бой объединенные в одном корпусе топливный насос высокого давления и форсунку откры­ того типа.

Насос состоит из корпуса, плунжера, гиль­ зы, составного толкателя с пружиной, топливо­ подводящего и топливоотводящего штуцеров с фильтрами и рейки с шестерней для поворо­ та плунжера. Плунжер и гильза, в которую он входит, изготовляются с высокой точностью. Зазор между плунжером и гильзой составляет 0,0015—0,0025 мм. В гильзе насос-форсунки АР-20 просверлены два боковых отверстия — верхнее и нижнее. На плунжере сделана вы­ точка с двумя винтовыми кромками. Выточка сообщается с полостью гильзы под плунжером

стоит из распылителя с шестью отверстиями диаметром 0,15 мм, контрольного клапана с пружиной и подпятником, обратного пластин-

Стяжная колпачковая гайка

Рис. 8. Насос-форсунка.

20

чатого клапана с седлом. Форсунка крепится к насосу при помощи стяжной колпачковой гайки.

Насос-форсунка работает следующим обра­ зом. Когда плунжер поднят вверх (рис. 10, а), нагнетаемое-подкачивающим насосом топливо проходит через боковое отверстие в гильзе и заполняет полость под плунжером. При пере­ мещении плунжера вниз топливо через осевой и радиальный каналы перепускается из-под плунжера в полость выточки плунжера, а за­ тем через верхнее боковое отверстие гильзы — в камеру корпуса. Перетекание топлива бу­ дет продолжаться до тех пор, пода верхняя кромка выточки плунжера не перекроет верх­ него отверстия гильзы (рис. 10, б). При даль­ нейшем перемещении плунжера вниз топливо сожмется и давление в нем возрастет. Под воз­ действием давления откроется нагнетательный клапан и топливо через отверстия в распыли­ теле будет впрыснуто в камеру сгорания ци­ линдра (рис. 10, в). Впрыск закончится в тот момент, когда нижняя кромка выточки плун­ жера откроет нижнее отверстие гильзы. При этом топливо начнет перетекать в камеру кор­ пуса (рис. 10, г). Количество впрыскиваемого топлива и продолжительность впрыска изме­ няются поворотом плунжера, который осуще­ ствляется при помощи реечного механизма.

Механизм поворота плунжера состоит из шестерни и рейки, связанной через двухрежим­ ный регулятор числа оборотов с педалью управления подачей топлива. Винтовые кромки на плунжере позволяют в процессе работы двигателя изменять начало и конец впрыска,

21

Рис. 9. Конструкция плунжера:

а — насос-форсунки АР-20, б — насос-форсунки АР-20А.

,,Плунжер

Рис. 10. Схема работы насос-форсунки.

22