Дизельное топливо.
Качество дизельного топлива оценивается рядом физико-химических характеристик. Основные из них:
1) температура застывания
2) температура самовоспламенения
3) температура вспышки
4) вязкость топлива
1. температура застывания – температура, при которой топливо теряет свою подвижность и становится невозможной его прокачка в топливной системе.
Для дизельных двигателей применяются следующие марки дизельного топлива:
ДА – дизельное арктическое; температура застывания - 60°С.
ДЗ – дизельное зимнее; температура застывания - 45°С.
ДЛ – дизельное летнее; температура застывания - 10°С.
2. температура самовоспламенения – температура, при которой дизельное топливо воспламеняется без воздействия постороннего источника тепла. Повышение температуры воздуха к моменту впрыска топлива увеличивает нагрев его и возрастает скорость испарения, улучшается самовоспламеняемость. Воспламеняемость зависит от цитанового числа. Оптимальная величина цитанового числа для дизельного топлива, колеблется от 45 до 55 единиц. Чем выше цитановое число, тем легче топливо воспламеняется, но и больше расход дизельного топлива.
3. температура вспышки – это наименьшая температура, при которой пары топлива вспыхивают в присутствии открытого огня.
4. вязкость топлива – от вязкости топлива зависит скорость протекания топлива в трубопроводах топливной системы, полнота сгорания топлива, работа топливных фильтров и ТНВД, а так же работа топливных форсунок. При высокой вязкости топлива ухудшается качество распыла форсунки, что приводит к неполному сгоранию и дымному выпуску.
НАЗНАЧЕНИЕ И СХЕМА ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫДИЗЕЛЯ
Топливная система служит для очистки топлива от механических примесей, подачи его в цилиндры в нужный момент в мелко распыленном виде и регулировки количества топлива, вводимого в цилиндры.
Система питания топливом состоит:
1) топливный бак
2) фильтры грубой и тонкой очистки топлива;
3) топливоподкачивающий насос низкого давления и с ручным поршневым насосом;
4) топливный насос высокого давления с регулятором числа оборотов и автоматической муфтой опережения впрыска топлива:
5) форсунки;
6) трубопроводы высокого и низкого давлений.
7) дополнительный топливный насос с электрическим приводом.
8) Расходный бак (180 л).
Схема циркуляции топлива.
Из основного топливного бака топливо нагнетается в дополнительный расходный бак топливным насосом с электрическим приводом, где из дополнительного бака топливо засасывается топливоподкачивающим насосом ТН, через ФГО и ручной насос, нагнетается через ФТО к блоку ТНВД.
При этом часть топлива из ФТО через специальный жиклер и из ТНВД через перепускной клапан(1,3 кгс/см²) по отводящим трубопроводам возвращается в дополнительный бак.
Из ТНВД в соответствии с порядком работы цилиндров топливо по топливопроводам высокого давления подается к форсункам. Просочившееся топливо из форсунки по сливным трубопроводам отводится в топливный бак (дополнительный).
Для заполнения системы питания топливом перед пуском двигателя на топливоподкачивающем насосе установлен ручной поршневой насос. На заполнение исправной системы и удаление из нее воздуха требуется около 2 минут.
Исчезновение пузырьков воздуха в прозрачных топливопроводах низкого давления свидетельствует о том, что система питания подготовлена к пуску двигателя.
При установке вместе с двигателем предпускового подогревателя топливо для его камеры сгорания должно отбираться через специальное отверстие на корпусе фильтра тонкой очистки топлива. В этом случае прокачка системы питания двигателя может осуществляться насосом предпускового подогревателя при подготовке последнего к работе.
Топливный бак
Имеет отстойник для сбора попавших в топливо воды и грязи и сетку в приемном патрубке. Горловина приемного патрубка должна находиться на расстоянии не менее 15 мм от днища.
Бак должен быть расположен таким образом, чтобы при включении его в систему питания разрежение перед подкачивающей помпой при максимальных числах оборотов двигателя не превышало 180 мм рт. ст.
Топливоподкачивающий насос- поршневого типа.
Устанавливается на корпусе насоса высокого давления и приводится в действие от эксцентрика кулачкового вала привода ТНВД.
| н |
| ввв |
Топливоподкачивающий насос ТН (низкого давления) - предназначен для подачи топлива от бака через фильтры грубой и тонкой очистки топлива к впускной полости насоса высокого давления. Состоит из корпуса, который выполнен из чугунной отливки и присоединен фланцем к корпусу насоса высокого давления через паронитовую прокладку с помощью трех болтов с пружинными шайбами.
В центральную цилиндрическую расточку корпуса установлен стальной поршень. С одной стороны на него действует пружина, вторым концом пружина упирается в кольцевой паз пробки, которая ввернута в корпус и уплотнена медной шайбой. С другой стороны на поршень через шток действует толкатель. Толкатель приводится в движение от эксцентрикового вала через ролик, который вращается на плавающей оси, застопоренной от продольного перемещения двумя сухарями.
От выпадения из корпуса толкатель удерживается усом стопорного кольца. Шток толкателя, передающий движение поршню, перемещается в направляющей втулке штока. Шток и втулка составляют прецизионную пару, в которой замена одной детали на одноименную из другой пары не допускается.
Сверху в корпусе насоса имеются две цилиндрические расточки с резьбой. В одну устанавливается
впускной клапан с ручным поршневым топливным насосом, а в другой – нагнетательный клапан.
Впускной и нагнетательный клапаны из капрона типа «корд » пружинами прижимаются к притертым торцам стальных седел, запрессованных в корпус насоса.
Направляющей впускного клапана служит запрессованная в корпус ручного поршневого насоса стальная втулка. Направляющей нагнетательного клапана служит вворачиваемая пробка.
В корпусе ручного насоса закреплен на резьбе цилиндр ручного насоса через прокладку из масло-бензостойкой резины. В цилиндре установлен поршень со штоком. На штоке установлена рукоятка.
Ручной насос – предназначен для прокачки топливной системы и для заполнения после длительной остановки дизеля.
Прокачка системы питания осуществляется ручным движением рукоятки со штоком и поршнем вверх-вниз. После прокачки рукоятка должна быть плотно вручную навернута на верхний резьбовой хвостовик цилиндра. При этом поршень прижимается к резиновой прокладке, уплотняя впускную полость подкачивающего насоса.
Топливный насос высокого давления (ТНВД):плунжерного типа, восьми- секционный. Обеспечивает равномерную подачу строго дозированных порций топлива в каждый цилиндр двигателя в определенный момент и в течение определенного промежутка времени под высоким давлением. состоит:
1. Блочный корпус
2. Кулачковый вал
3. Восемь секций ТНВД
4. толкатели
4. Зубчатая рейка
1. Все узлы и механизмы насоса высокого давления смонтированы в корпусе, который установлен в развале блоков цилиндров. Корпус насоса высокого давления изготовлен из алюминиевого сплава. В корпусе выполнены гнезда для установки секций ТНВД. Сверху в корпусе 8 гнезд для установки штуцеров, от которых отводятся трубки высокого давления к топливным форсункам. На переднем торце корпуса вворачивается трубка подвода топлива от ФТО, а рядом- трубка с перепускным клапаном(при давлении более 1,3 кгс/см² перепускает излишки топлива в расходный бак). Под впускным каналом в корпусе расположено отверстие под зубчатую рейку с латунными втулками. На боковой поверхности корпуса обработана площадка для установки боковой крышки. Алюминиевая крышка, закрывает и уплотняет полость пружин толкателей через паронитовую прокладку. Выше крышки имеется пробка для выпуска воздуха. Для вентиляции картерной полости насоса высокого давления на боковой крышке установлен специальный сапун с набивкой, предназначенной для защиты от попадания во внутренние полости пыли и влаги. К заднему торцу корпуса крепится регулятор числа оборотов. В нижней части корпуса установлен кулачковый вал.
2. Кулачковый вал насоса вращается в конических подшипниках, обоймы которых напрессованы на концевые опоры вала. Кулачков 8 шт., расположены в порядке чередования подач топлива секциями.
На кулачковом валу имеется эксцентрик для привода топливоподкачивающего насоса.
Конусные концы вала со шпоночными пазами, заканчивающиеся резьбой, предназначены для установки и крепления муфты опережения впрыска спереди и демпферной шестерни привода регулятора сзади насоса.На передней крышке и корпусе регулятора для уплотнения полости кулачкового вала установлены резино-армированные сальники
3. Секция ТНВД (8 шт.)
 Рис. Насосный элемент топливного насоса дизелей ЯМЗ: 1 — штуцер; 2 — упор нагнетательного клапана; 3 — пружина клапана; 4 — седло клапана; 5 — нагнетательный клапан; 6 — прокладка седла клапана; 7 — втулка плунжера; 8 — плунжер; 9 — рейка; 10 — зубчатый венец; 11 — поворотная втулка; 12 — верхняя тарелка пружины плунжера; 13 — пружина плунжера; 14 — нижняя тарелка пружины плунжера; 15 — стяжной винт.
Насос высокого давления. Ход плунжера — 10 мм, диаметр плунжера — 9 мм.
Плунжерная пара насоса высокого давления представляет собой комплект, состоящий из плунжера и втулки плунжера (прицезионная пара).
Втулка плунжера 7 устанавливается в расточке корпуса насоса. Положение втулки относительно оси фиксируется установочным винтом, ввертываемым в корпус насоса со стороны боковой крышки и входящим своим хвостовиком в специальный паз втулки. Во втулке имеются два отверстия для подвода топлива. Плунжер -это цилиндрический стержень имеющий в верхней части головку с вертикальным пазом, горизонтальный вырез и винтовую кромку. Кромка и пазпозволяют плавно изменить количество подаваемого топлива без изменения хода плунжера. Вертикальный пазсоединяет надплунжерное пространство с кольцевой выточкой. Винтовая кромка является регулирующей. С ее помощью изменяется количество топлива, подаваемого плунжером. В средней части имеет лабиринтную канавку (2 мм) для уменьшения просачивания топлива по плунжеру. В нижней части имеет два плеча и цилиндрический хвостовик для зацепления с поворотной втулкой.
На втулку 7 плунжера свободно надета поворотная втулка 11. На ней неподвижно укреплен стяжным винтом зубчатый венец 10, постоянно находящийся в зацеплении с рейкой 9 механизма управления подачей топлива. В нижней части поворотной втулки имеются пазы, в которые заходят выступы плунжера 8. На заплечики хвостовика плунжера посажена нижняя тарелка 14 пружины 13 плунжера. Верхняя тарелка 12 пружины установлена на втулку 11.
Корпус нагнетательного клапана является седлом для клапана и они притерты друг к другу. Клапан имеет четыре направляющих пера и два пояска, один конический для притирки к седлу и цилиндрический для разгрузки клапана, т.е. для прекращения поступления топлива в конце подачи.
При работе насоса пружина 13 через тарелку 14 перемещает плунжер вниз. При помощи зубчатого венца и втулки осуществляется поворот плунжера и управление подачей топлива регулятором при изменении нагрузки на двигатель.
4. Толкатели ТНВД (8 шт.)
Толкатель в сборе устанавливается в расточку корпуса насоса и удерживается от проворачивания выступающими шипами оси ролика, которые входят в направляющие пазы расточки корпуса.В днище толкателя выполнено резьбовое отверстие, в которое ввертывается регулировочный болт, фиксируемый контргайкой. Верхний торец головки регулировочного болта, на который опирается хвостовик плунжера, имеет высокую твердость.На цилиндрическом выступе головки болта центрируется нижняя тарелка пружины толкателя. Боковой прорезью нижняя тарелка надета на хвостовик плунжера. В тарелке имеется выточка, в которую заходит грибковая часть хвостовика плунжера.Пружина толкателя изготовляется из специальной пружинной проволоки и подвергается обработке, повышающей ее усталостную прочность. Верхний торец пружины центрируется в выточке верхней тарелки, которая устанавливается в специальной расточке корпуса насоса. Нижний торец пружины опирается на нижнюю тарелку.
Привод ТНВД.
Привод топливного насоса высокого давления осуществляется парой цилиндрических шестерен.со спиральным зубом.
Ведущая шестерня крепится к шестерне распределительного вала шестью болтами.
|
Работа ТНВД
К отверстиям гильз топливо подается топливоподкачивающим насосом под давлением до 6 кГ/см2. Плунжер движется вверх от кулачка при помощи толкателя, а вниз — под действием пружины. При нижнем положении плунжера боковое отверстие 9 гильзы открыто, и топливо, нагнетаемое топливоподкачивающим насосом; поступает внутрь гильзы. При подъеме плунжера в момент перекрытия плунжером отверстия 9 гильзы резко возрастает давление, под действием которого открывается нагнетательный клапан 7, и топливо поступает в форсунку.
Подача топлива продолжается до момента подхода отсечной кромки 3 плунжера к отверстию 5 гильзы. При дальнейшем движении плунжер вытесняет топливо из рабочей полости гильзы через перепускную канавку 4 и выточку 10 плунжера в отверстие 5, а из него по каналу корпуса насоса через перепускной клапан в топливный бак. Давление топлива в гильзе резко уменьшается, и нагнетательный клапан 7 под действием пружины и давления топлива быстро закрывается.
Схемы работы плунжера (а) и нагнетательного клапана (б)
1 — гильза; 2 — плунжер; 3 — отсечная кромка плунжера; 4 — перепускная канавка плунжера; 5 — перепускное отверстие; 6 — корпус нагнетательного клапана; 7 — нагнетательный клапан; 8 — разгрузочный поясок клапана; 9 — отверстие входа топлива в гильзу; 10 — выточка; I — заполнение гильзы топливом; II и III — положения плунжера при полной подаче топлива (II — начало и III — конец подачи); IV — при малой подаче; V — при нулевой подаче; VI — начало погружения пояска нагнетательного клапана; VII — конец погружения
Количество подаваемого топлива в цилиндры двигателя изменяется поворотом плунжеров в гильзах на одинаковый угол при помощи зубчатой рейки и зубчатых секторов.
В зависимости от угла поворота плунжера изменяется расстояние, проходимое им от момента перекрытия отверстия 9 гильзы до момента открытия отсечной кромкой 3 отверстия 5 гильзы; в результате изменяется продолжительность впрыска и, следовательно, количество подаваемого топлива. Максимальная подача топлива ограничивается регулировочным болтом.
Чтобы остановить двигатель, прекращают подачу топлива. Для этого при помощи рейки устанавливают плунжеры в гильзах в положение, когда перепускная канавка 4 каждого плунжера будет обращена к отверстию 5. В этом случае придвижение плунжера вверх все топливо перетекает из рабочей полости каждой гильзы по перепускной канавке 4 плунжера к отверстию 5, а затем в топливный бак.
Смазка ТНВД
| Трущиеся детали ТНВДсмазываются из системы смазки. Масло разбрызгивается кулачками кулачкового вала. На верхней поверхности средней полки корпуса насоса выполнены маслосборные лотки для смазки трущейся пары толкатель - корпус насоса. Просочившееся в картер через плунжерные пары топливо может привести к повышению уровня смазки выше допустимой величины. Во избежание этого в картерной части корпуса насоса выполнено дренажное отверстие, через которое избыточное количество смеси топлива и смазки удаляется по отводящему трубопроводу.Для вентиляции картерной полости насоса высокого давления на боковой крышке установлен специальный сапун с набивкой, предназначенной для защиты от попадания во внутренние полости пыли и влаги. Топливная форсунка |
