Файл: Нигматулин И.Н. Тепловые двигатели учеб. пособие.pdf

водится в движение коленчатым валом двигателя. Топливный насос— шестиплунжерный (для шестицилиндрового двигателя), на кулачко­ вом валике имеются 6 кулачков. При помощи роликового толкателя и пружин 30 плунжер 29 при вращении валика 9 получает возвратнопоступательное движение. При движении плунжера вниз топливо заполняет полость насоса. При обратном движении плунжера вначале небольшое количество топлива вытесняется обратно, но, когда плун­ жер перекроет топливоподающие каналы, начинается нагнетание топ­ лива. Под действием давления топлива нагнетательный клапан 23 приподнимается, топливо проходит по трубопроводу в форсунку и далее впрыскивается в камеру сгорания. Плунжер 29 имеет на конце специальную косую выточку, которая позволяет при повороте его ре­ гулировать конец подачи топлива. Таким образом, при повороте плунжера вокруг своей оси изменяется момент конца подачи топлива, а следовательно, и количество впрыскиваемого топлива. Плунжер поворачивается вокруг своей оси при помощи зубчатой рейки 3, кото­ рая через венец 26, связанный с втулкой 25, поворачивает поворот­ ную втулку 28, а вместе с ней и плунжер 29.

Плунжерная пара (плунжер и втулка) относится к наиболее от­ ветственной части насоса. Эти детали изготовляются из хромомолибденовой стали. Поверхности их азотируются и подвергаются закалке. После обработки плунжер и втулку подбирают друг к другу для полу­ чения максимальной плотности пары. Комплект плунжерной пары является прецизионным: замена плунжера или втулки из одного ком­ плекта на соответствующую деталь другой не допускается.

Форсунка предназначается для распределения струи топлива со­ ответственно форме камеры сгорания, распыления топлива на мель­ чайшие капельки и придания факелу определенной длины, чтобы обес­ печить проникновение топлива во все слои сжатого воздуха, не до­ пуская при этом оседания топлива на стенках цилиндра и поршня. Существующие форсунки делятся на два типа: открытые и закрытые.

Открытая форсунка не имеет запорный иглы или клапана для разоб­ щения нагнетательного трубопровода с сопловыми отверстиями. Топливо подается из насоса по трубопроводу к каналу форсунки и выбрасывается через сопловые отверстия в камеру сгорания. Избы­ точное давление в канале создается благодаря сопротивлению в сопло­ вых отверстиях.

Открытые форсунки по конструкции очень просты, но имеют су­ щественные недостатки. Пр-и применении открытой форсунки топливо начинает поступать в камеру сгорания сразу, как только давление в трубопроводе превысит давление газов в цилиндре. В связи с этим вначале топливо подается при незначительном избыточном давлении, что не обеспечивает хорошего распыления и сгорания топлива в пер­ вый период впрыска. После прекращения подачи топлива насосом некоторое количество горючего под действием упругости трубопрово­ да и сжимаемости топлива продолжает поступать через сопла в камеру сгорания при пониженном давлении («подтекание» или образование «остаточной капли»), в результате чего топливо догорает в процессе расширения и на соплах образуется нагар. Давление впрыскиваемого

308

топлива при открытой форсунке изменяется пропорционально квадра­ ту числа оборотов, поэтому при малых числах оборотов давление в пе­ риод впрыскивания может быть недостаточным для хорошего распыливания подаваемого топлива. Поэтому в начале и в конце впрыски­ вания и при снижении скорости вращения вала топливо распыливается хуже.

Рис. 3-28. Закрытая форсунка

Для уменьшения влияния этих недостатков иногда укорачивают длину нагнетательного трубопровода, устанавливая индивидуальный насос недалеко от форсунки; при этом, чтобы обеспечить соответствую­ щее давление при малых числах оборотов, применяются весьма боль­ шие давления впрыскивания (1000 бар и более). Стремление к укоро­ чению трубопровода привело к созданию так называемых насосфорсунок, в которых насос и форсунка изготовлены вместе как один агрегат. Насос-форсунка монтируется отдельно для каждого цилинд­ ра в головке двигателя; давление впрыскивания в них достигает 2000 бар.

Закрытая форсунка в отличие от открытой имеет специальную за­ порную иглу (запорный клапан), которая закрывает проход топлива

309

в камеру сгорания. Поднимается игла гидравлическим давлением топлива.

Типы закрытых форсунок весьма разнообразны. На рис. 3-28 по­ казана типичная закрытая форсунка. Топливо подается насосом по

Рис. 3-29. Закрытая форсунка двигателя Ярославского моторного завода:

трубопроводу к штуцеру / и далее по каналу 2 в полость 3, находя­ щуюся под иглой. Под давлением топлива игла преодолевает силу на­ жатия пружины 8 и приподнимается, топливо попадает в сопловые отверстия — происходит впрыск. С прекращением подачи топлива насосом давление в полости под иглой падает, игла под давлением пружины мгновенно садится на седло и впрыск топлива прекращает-

310

ся. Начальное давление впрыскивания регулируется в закрытой фор­ сунке натяжением пружины 8, опирающейся на иглу 6. Это осуществ­ ляется регулировочным болтом 10, а высота подъема иглы ограничи­ вается контрольным штырьком 9. Поэтому в закрытой форсунке с изменением числа оборотов начальное давление впрыскиваемого топ­ лива не особенно сильно будет меняться.

Для отвода небольшого количества топлива, просачивающегося между иглой и направляющей втулкой в полость корпуса форсунки 7, служит второй штуцер 11.

Направляющим для иглы служит распылитель. В кон­ це распылителя просверли­ ваются сопловые отверстия 4.

Комплект распылительной пары (распылитель 5 и игла 6) является прецизионной парой, и нельзя переставлять отдельную деталь из одного комплекта в другой.

На рис. 3-29 показана форсунка двигателя Ярос­ лавского моторного завода. Топливо из канала штуцера

сгорания. Ограничителем хода иглы является нижний торец корпуса / форсунки, и подъем иглы 5 распылителя в этой форсунке составляет £,28-г-0,38 мм.

На рис. 3-30 показаны различные конструкции распылителя. Диа­ метр сопловых отверстий в одно- и многодырчатых соплах (рис. 3-30, б, а соответственно) в зависимости от формы камеры сгорания и раз­ меров цилиндра двигателя обычно составляет 0,15-^-0,7 мм и число отверстий — l-r-12.

Сверление сопловых отверстий, обработка конической поверхности седла, шлифовка направляющей поверхности распылителя, обработ­ ка запорного конуса иглы и шлифовка цилиндрической поверхности иглы являются наиболее точными операциями при изготовлении фор­ сунки. Малейшее отклонение в сверлении сопловых отверстий наруша­ ет точность направления струи топлива и ухудшает смесеобразование в двигателе.

Иногда делают в распылителях только одно сопловое отверстие диаметром 0,8-т-1 мм. Игла оканчивается в этом случае расширяю­ щимся (рис. 3-30, в) или цилиндрическим (рис. 3-30, г) отростком •(штифтом), который входит в сопловое отверстие с очень малым за-

311