9. Конструкция топливной аппаратуры

В качестве примера конструктивного исполнения топливной сис­темы высокого давления вначале рассмотрим топливную аппаратуру двухтактных дизелей фирмы «МАН-Бурмейстер и Вайн» последних выпусков, которые по лицензии строят и на ПО "Брянский машиност­роительный завод". Топливная система — разветвленного типа, в кото­рой ТНВД каждого цилиндра подает топливо к двум форсункам, уста­новленным на этом же цилиндре.

Топливный насос (рис. 13, а) — золотникового типа без нагнета­тельного клапана. Втулка плунжера 23 составная: в наружный толсто­стенный цилиндр 9 запрессована тонкостенная втулка 11. Втулка плунжера может свободно перемещаться вдоль своей оси в корпусе 3 на­соса. Это перемещение обеспечивается рейкой 4, которая поворачивает втулку 5. Внутренняя поверхность этой втулки имеет винтовую нарезку, в которую входит такая же нарезка на наружной поверхности нижней части втулки. Так как проворачивание втулки исключается болтом фик­сации 21, то при повороте втулка получает продольное перемещение.

Вертикальное перемещение втулки плунжера изменяет относительное по­ложение нагнетательной кромки 19 плунжера относительно отверстия 10, т.е. геометрическое начало нагнетания топлива насосом. Положение рей­ки 4 во время работы двигателя устанавливается специальным регулято­ром его нагрузки. В связи с этим можно обеспечить оптимальный угол начала подачи топлива _ОП на большинстве эксплуатационных режимов дизеля. В частности, в дизелях типа МС/МСЕ сохраняется постоянным максимальное давление сгорания при снижении частоты вращения до n = 0,75n_Н и среднего эффективного давления до р_е = 0,8 p_ен (где индекс "н" относится к номинальному режиму). Естественно, это спо­собствует повышению экономичности на большинстве эксплуатационных режимов без увеличения механической нагрузки на детали двигателя.

Величина цикловой подачи топлива регулируется моментом отсеч­ки подачи, т.е. моментом открытия отсечной кромкой 20 отверстия 10. Изменение положения этой кромки по отношению к отсечному отвер­стию осуществляется разворотом плунжера относительно своей оси при перемещении рейки 2 и повороте втулки 1. Каждый цилиндр имеет автоматический регулятор, который регулирует и начало нагнетания и начало отсечки в зависимости от заданного режима.

Рис. 13. Топливный насос высокого давления дизелей типа МС/МСЕ

Топливо в насос поступает по каналу 22, а затем по всасывающе-отсечной полости 12 и каналу 13 подходит к всасывающему клапа­ну 17, нагруженному пружиной 14. Подъем клапана ограничен упором 15, ввинченным в крышку 16. Часть топлива поступает и через отверстие 10, пока оно не перекрыто плунжером. Непрерывная циркуляция топлива через всасывающую полость насоса осуществляется через канал 18. Следует отметить, что в дизелях типа МС/МСЕ фирма отказалась от не­достаточно надежных, хотя и простых по конструкции, пластинчатых вса­сывающих клапанов и применила клапаны стаканчатого типа с конус­ным седлом, которые, как известно, хорошо себя зарекомендовали в топливной аппаратуре дизелей различных фирм.

Проблема отвода утечек топлива через зазор в плунжерной паре решена путем использования масляного затвора. Масло при повышенном давлении по отверстиям 6 и 7 подводится в зазор в плунжерной паре, где часть его поднимается вверх и вместе с утечками топлива через отверстие 8 попадает в полость 12, а часть масла вытекает вниз в картер привода насоса.

В рассматриваемой конструкции насоса оригинально решен воп­рос реверсирования (рис. 13,б), которое осуществляется путем изме­нения положения ролика 26 толкателя 24 относительно вертикальной оси насоса. Ролик размещен в специальном рычаге 29, который при реверсе двигателя совершает угловое перемещение относительно оси 25 в приводе ТНВД. Верхняя часть рычага имеет серьгу, приводимую в дви­жение сжатым воздухом.

Кулачковая шайба 27, размещенная на распределительном валу 28 двигателя, имеет симметричный вогнутый профиль, который характерен для дизелей фирмы «МАН—Бурмейстер и Вайн» и ее лицензиатов.

На (рис. 14) изображена форсунка без жидкостного охлаждения с центральным подводом топлива к сопловому наконечнику распылителя и размещением в игле форсунки клапана 4. Топливо к распылителю по центральному каналу 13 подводится в полость 18 и после открытия кла­пана 4 поступает в полость 19, расположенную под иглой, которая на­гружена пружиной 9. Когда игла закрыта, происходит непрерывная цир­куляция топлива через форсунку (при работающем топливоподкачивающем насосе), так как в нижней части проставки 17 имеются специаль­ные отверстия. Через эти отверстия топливо перетекает в полость кор­пуса форсунки, а затем уходит по каналу 12. Отверстия в проставке перекрываются корпусом клапана 4 при его подъеме. Подъем z_max иглы ограничивается проставкой 17.

Следует отметить, что рассмотренная форсунка является пока единственным представителем форсунок судовых дизелей без специаль­ного охлаждения распылителя, впрыскивающего тяжелое топливо. На­дежное охлаждение форсунки в данном случае обеспечивается хорошим охлаждением форсунки, имеющей тонкостенный корпус 6, водой крыш­ки цилиндра и циркуляцией топлива через форсунку между впрысками.

Рис. 14. Форсунка дизеля ДКРН 80/160-4: 1 - соп­ловой наконечник распылителя; 2 - направляю­щая иглы (корпус распылителя); 3 - игла распы­лителя; 4 - клапан; 5 - пружина клапана; 6 -корпус форсунки; 7 - проставка; 8 - нижняя та­релка; 9 - пружина иглы; 10 - уплотнительное кольцо; 11 - накидная гайка; 12 - канал отвода топлива; 13 - канал подвода топлива; 14 - фла­нец форсунки; 15 - стержень; 16 - верхняя тарелка; 17- проставка; 18 – полость клапана; 19 - карман корпуса распылителя

Рис. 15. Форсунка дизеля ЧН 40/46: 1 - корпус рас­пылителя; 2 - игла распылителя; 3 - накидная гай­ка; 4 - штанга; 5 - корпус форсунки; 6 - крышка цилиндра дизеля; 7 - топливопровод высокого дав­ления; 8 - регулировочный винт; 9 - пружина; 10 -канал подвода охлаждающей воды

Рис. 16. Топливный насос высокого давления дизеля 9RND90: 1 - толкатель плунжера; 2 - направляющая толкателя; 3 - корпус привода насоса; 4 и 5 -соответственно эксцентриковый вал и рычаг отсечного клапана; 6 и 12 — толкате­ли клапанов; 7 - корпус насоса; 8 - топливоотбойное кольцо; 9 -контргайка; 10 - регулировочный болт; 11 - пружина толкателя клапана; 13 - нажимная гай­ка; 14 - отсечный клапан; 15 - предохранительный клапан; 16 - головка насоса; 17 - нагнетательный клапан; 18 - всасывающий клапан; 19 - пружины плунжера; 20 - втулка плунжера; 21 - плунжер; 22 и 23 - соответственно рычаг и эксцентри­ковый вал всасывающего клапана
	Обычно распылители форсунки судовых дизелей охлаждают пресной водой, дизельным топ­ливом или маслом. Примером таких форсунок может служить форсунка дизеля ЧН 40/46 (рис. 15). Распылитель охлаждается водой, которая подводится по четырем отверстиям 10 (осталь­ные отверстия для воды не по­пали в разрез). Игла 2 распыли­теля нагружена пружиной 9, за­тяжка которой регулируется винтом 8. Конструкция ТНВД клапанно­го типа представлена на рис. 16. Насос регулируется по началу и концу подачи, причем всасы­вающий и отсечный клапаны имеют автономные эксцентри­ковые валы. Нагнетательный клапан без разгружающего пояска. Кулачковая шайба имеет симметричный профиль. Нижняя часть плунжера выполняет роль не только нижней тарелки для пружин плунжера, но и топливоотбойного кольца, препятствую­щего попаданию топлива в кор­пус привода. Насос-форсунка показана на рис. 17. Форсуночная часть сос­тоит из соплового наконечника 1, иглы 29 и ее направляющей 2, пружины 4, тарелки 28, нижней 5 и верхней 25 обойм пружи­ны и регулировочной шайбы 3, с помощью которой регулируют пред­варительную затяжку пружины, т.е. давление начала подъема иглы.
Рис. 17. Насос-форсунка дизеля ЧН 30/38

Насосная часть содержит плунжер 10, втулку 8, седло 7, нагнета­тельный клапан 24 с пружиной. К форсунке топливо подается по каналу 27. Положение втулки фиксируется штифтом 23.

Детали форсуночной и насосной частей прижимаются к корпусу 22 насоса колпаком 26.

Плунжерная втулка имеет 2 наполнительных отверстия, которые одновременно являются и отсечными, в связи с чем на плунжере от­фрезерованы 2 отсечные канавки. Просочившееся через плунжерную па­ру топливо отводится по каналу 9 во всасывающую полость насос-фор­сунки. Утечки топлива через зазор в распылителе отводятся по каналу 6.

Нагнетательный ход плунжера осуществляется толкателем 14, а всасывающий ход — пружиной 21. Толкатель приводится в движение рычагом от кулачковой шайбы распределительного вала, размещенно­го на уровне крышек цилиндров дизеля. Плунжер при регулировании подачи топлива поворачивается рейкой 15 через шестерню 16, зубчатый венец 11 и поводок 13. Шестерня 16 свободно вращается на запрессован­ном в крышку 12 валике 19. Крышка 12 двумя шпильками 20 крепит­ся к корпусу 22. Шестерня 16 опирается на каленую шлифованную шай­бу 18. Между поводком 13 и пружиной 21 установлен упорный подшип­ник 17.

Топливо поступает как в надплунжерное пространство, так и в полость охлаждения распылителя. Насос-форсунка имеет прямоточный подвод и отвод топлива.

Список литературы

1. Кутовой В.А. Впрыск топлива в дизелях. - М.: Машиностроение, 1981. -119с.

2. Лышевский А.С. Системы питания дизелей. - М.: Машиностроение, 1981.-216 с.

3. Подача и распылившие топлива в дизелях / И.В.Астахов, В.И.Трусов, A.C-Хачиян, Л.Н.Голубков. - М.: Машиностроение, 1972. - 260 с.

4. Фомин Ю.Я. Топливная аппаратура судовых дизелей. - 2-е изд., пере-раб. и доп. - М.: Транспорт, 1975. - 216 с.

5. Фомин ЮЛ., Никонов Г .В., Ивановский В.Г. Топливная аппаратура дизелей: Справочник. - М.: Машиностроение, 1982. - 168 с.

6. MAH-B&W. 2-stroke MC engines. Copenhagen, Denmark, 1st edition. -1986. - 27 p.

СОДЕРЖАНИЕ

Назначение и схема топливной системы дизеля ………………… Конструктивные схемы топливных систем высокого давления… Рабочий процесс дизеля и топливоподача ………………… Основные параметры процесса впрыскивания топлива…………. Влияние процесса впрыскивания топлива на рабочий процесс дизеля ………………… Требования к топливной системе высокого давления …………… Дозирование цикловой подачи топлива и выбор способа регулирования ТНВД………………………………………………………... Реверсирование топливной аппаратуры ………………… Конструкция топливной аппаратуры ………………… Список литературы…………………………………………………….