29. Рядный топливный насос

Топливный насос служит для подачи в цилиндры двигателя точно отмеренных порций топлива в определенный момент и под высоким давлением.

На дизельных двигателях устанавливают топливные насосы двух видов —

рядные многоплунжерные и одноплунжерные распределительного типа. Рядные многоплунжерные насосы состоят из секций, число которых соответствует числу цилиндров. Рассмотрим устройство и работу одной типичной секции этого насоса.

Насосная секция (рис. 54) включает плунжерную пару, пружину 3, толкатель, кулачок 8 вала топливного насоса и нагнетательный клапан 13 с седлом 14.

Рис. 54(47). Насосная секция: 1 - рейка, 2 - винт, 3 - пружина, 4 - тарелка пружины, 5 - регулировочный болт толкателя, 6 - корпус толкателя, 7 - ролик, 8 - кулачок, 9 - втулка, 10 - зубчатый венец, 11 - гильза плунжерной пары, 12 - плунжер, 13 - нагнетательный клапан, 14 - седло нагнетательного клапана

Основой секции является плунжерная пара. Она состоит из гильзы 11 и свободно перемещающегося внутри нее плунжера 12. Гильза и плунжер изготовлены из легированной стали и подвергнуты термической обработке до высокой твердости. Во время работы в плунжерной паре создается высокое давление топлива. При рабочем движении плунжера топливо не должно просачиваться из надплунжерного пространства между трущимися поверхностями плунжерной пары, поэтому плунжер с большой точностью притирают к гильзе. Зазор между ними в десятки раз тоньше волоса (0,001—0,002 мм). Раскомплектовывать детали плунжерной пары не разрешается,

Гильза представляет собой втулку с утолщением в верхней части. В утолщенной части гильзы имеются два противоположных боковых отверстия Верхнее, впускное, отверстие служит для заполнения надплунжерного пространства топливом. Нижнее, перепускное, отверстие — для перепуска топлива. Оба отверстия гильзы соединены с П-образным каналом топливного насоса.

В верхней части плунжера находятся соединенные между собой осевой и боковой каналы и отсечной паз. Отсечной паз выполнен по винтовой линии. Он позволяет менять порции подаваемого топлива без изменения общего хода плунжера. Кольцевая выточка в средней части плунжера служит для равномерного распределения по гильзе дизельного топлива, выполняющего в данном случае роль масла.

В нижней части плунжера выполнены выступ и выточка. Выступ входит в пазы поворотной втулки 9, на которой помещен зубчатый венец 10, соединенный с рейкой насоса. Зубчатый венец зажимается на втулке винтом 2. Нижняя выточка плунжера используется для закрепления в ней тарелки 4 пружины, которая необходима для перемещения плунжера вниз.

Плунжер перемещается вверх под действием толкателя, который получает движение от кулачка валика топливного насоса. Толкатель состоит из корпуса 6, ролика 7 с осью и регулировочного болта 5 с контргайкой. Во избежание поломки деталей топливного насоса во время эксплуатации толкатели фиксируются винтами, которые ввертываются в корпус насоса против толкателей, и попарно закрепляются проволокой.

Чтобы обеспечить четкое начало и окончание подачи топлива, в цилиндр над гильзой устанавливают нагнетательный клапан, состоящий из корпуса и точно подогнанного к нему клапана 13. Под давлением пружины клапан плотно закрывает выход к форсунке.

На рис. 55 показана схема работы секции топливного насоса. Под действием толкателя и пружины плунжер совершает - возвратно-поступательное движение. При движении плунжера 7 вниз топливо из впускной части 4 П-образного канала проходит в гильзу 2 (рис. 55, а). При движении вверх плунжер перекрывает впускное отверстие гильзы (рис.55, б), и топливо. Открывая нагнетательный клапан 5, проходит под большим давлением в форсунку. Как только кромка отсечного паза совмещается с перепускным отверстием гильзы (рис. 55, в), топливо из надплунжерного пространства попадает по каналам плунжера и перепускное отверстие 7 гильзы в П-образный канал и далее через перепускной клапан к подкачивающей помпе. Под действием пружины 6 нагнетательный клапан садится в гнездо и отсасывает часть топлива из топливопровода высокого давления, что соответствует резкой отсечке топлива. Давление в топливопроводе резко падает и происходит четкое прекращение подачи топлива форсункой. Таким образом, рабочий ход плунжера длится от конца

Рис. 55(48). Схема работы секции топливного насоса: а- заполнение гильзы топливом, б - подача топлива в форсунку, в - конец подачи топлива (отсечка), г - поворот плунжера в сторону увеличения подачи, д - положение плунжера при выключенной подаче; 1 - плунжер, 2 - гильза плунжера, 3 - седло нагнетательного клапана, 4 - впускная часть П - образного канала, 5 - нагнетательный клапан, 6 - пружина, 7 - перепускное отверстие гильзы

закрытия верхней кромкой плунжера впускного окна гильзы до начала открытия перепускного окна кромкой отсечного паза.

Продолжительность рабочего хода плунжера можно менять, повернув его в гильзе на соответствующий угол (рис. 55, г). Момент начала подачи топлива при этом не изменяется, а конец подачи топлива наступает раньше или позже в зависимости от положения плунжера в гильзе. Чем ближе к верхнему торцу плунжера кромка отсечного паза, обращенная в сторону перепускного отверстия, тем раньше кончается подача топлива. Наименьшее расстояние от кромки паза до торца плунжера соответствует выключению подачи топлива (рис. 55, д).

Подачу топлива каждой секцией регулируют поворотом втулки 9 (см. рис. 54) относительно зубчатого венца 10, для чего предварительно ослабляют стяжной винт 2. Порции топлива, подаваемые всеми секциями насоса, меняют передвижением зубчатой рейки 1 насоса, которая с помощью зубчатых венцов 10 и поворотных втулок 9 поворачивает одновременно все плунжеры 12 вокруг их оси.

В некоторых многоплунжерных насосах применяется механизм поворота плунжеров (рис. 56) с гладкой рейкой, на которой стяжными винтами закреплены вильчатые хомуты 4. В прорези хомутов входят поводки 2,

Рис. 56(49). Механизм поворота плунжеров: 1 - рейка, 2 - поводок, 3 - стяжной винт хомута, 4 - вильчатый хомут, 5 - плунжер

напрессованные на нижние концы плунжеров. Подачу топлива каждой секцией в таких насосах изменяют перемещением хомутов по рейке при ослабленных стяжных винтах 3.

Движением рейки вперед увеличивают порцию подаваемого топлива. Рейкой управляет регулятор, который крепится к задней части корпуса топливного насоса (рис. 57). У некоторых двигателей корпус топливного насоса изготовлен отдельно от головки.

Рис. 57(50). Детали рядного топливного насоса: 1 - гильза плунжерной пары, 2 - П - образный канал, 3 - топливоподводящий штуцер, 4 - перепускной клапан, 5 - штуцер, 6 - нагнетательный клапан, 7 - плунжер, 8 - рейка, 9 - толкатель, 10 - эксцентрик, 11 - кулачковый вал, 12 - шлицевая втулка, 13 - установочный фланец, 14 - стопорный винт, 15 - корпус

Корпус рассматриваемого насоса представляет собой монолитную конструкцию с несъемной головкой. Он разделен литой горизонтальной перегородкой на две части. В верхней части корпуса имеются четыре вертикальные расточки для установки секций топливного насоса. Горизонтальные сверления образуют П-образный топливный канал 2, соединенный топливопроводами с подкачивающей помпой. Перепускной клапан 4, установленный в штуцере перепуска топлива к подкачивающей помпе, поддерживает в П-образном канале давление около 0,1 МПа. В стенках верхней части корпуса расположены два люка: слева малый смотровой, а справа — большой монтажный. Люки закрыты крышками. На лицевой стороне крышки смотрового люка установлен сапун, предназначенный для вентиляции полости насоса. Сапун имеет фильтр из поропласта, который очищает воздух, попадающий в корпус насоса из атмосферы. Внизу корпуса насоса находится сливная трубка, которая служит для слива излишков масла и просочившегося топлива из корпуса насоса и подкачивающей помпы.

В нижней половине корпуса насоса размещен кулачковый вал—общий для всех секций насоса, который уложен на двух шариковых подшипниках. На кулачковом валу расположены четыре кулачка, развернутых по отношению друг к другу под углом 90°. Между вторым и третьим кулачками вала находится эксцентрик 10, который служит для привода подкачивающей помпы.

Привод кулачкового вала насоса осуществляется шестерней привода с помощью шлицевой втулки 12. Шлицевая втулка связана шпонкой с кулачковым валом и соединяется с шестерней 1 (рис. 58) привода посредством шлицевой шайбы 2 и двух болтов 3. Шестерня 1 свободно

Рис. 58(51). Привод топливного насоса: 1 - шестерня, 2 - шлицевая шайба, 3 - болт, 4 - шлицевая втулка

посажена на ступице установочного фланца. В центральное отверстие шестерни запрессована бронзовая втулка, которая при вращении буртом прижимается к торцу установочного фланца. Шайба 2 относительно втулки устанавливается в определенном положении благодаря пропущенному (слепому) шлицу. Это положение обеспечивает снятие и установку топливного насоса без нарушения установленного момента подачи топлива.

Общий момент подачи топлива насосным секциям изменяется поворотом щлицевой шайбы относительно шестерни насоса. Для этой цели в шайбе просверлены четырнадцать отверстий на одном радиусе через угол 21°.

На переднем торце ступицы шестерни имеются четырнадцать резьбовых отверстий, но расположенные через 22,5 °. Такое расположение Отверстий позволяет совместить только две противоположные пары отверстий.

При повороте шлицевой шайбы по часовой стрелке до совмещения следующей пары отверстий момент подачи топлива к форсунке происходит на 3° раньше. Если повернуть шайбу против часовой стрелки, угол начала подачи топлива уменьшится. При нормальной работе топливного насоса каждая секция начинает подачу топлива к форсункам за несколько градусов до прихода поршня в ВМТ при такте сжатия. Если общий момент начала подачи топлива секциями насоса можно изменить, переставив болты крепления шлицевой шайбы к шестерне топливного насоса, то момент начала подачи топлива каждой секции изменяют регулировочным болтом толкателя.