Топливный насос высокого давления в сборе

     Содержание 

1. Введение ………………………………………………………………………3

2. Основная часть

     2.1. Топливный насос высокого давления в сборе. ………………………4

     2.2. Регулятор частоты вращения …………………………………………8

     2.3. Ремонт топливного насоса высокого  давления и форсунок ………18

3. Технико-экономическая часть………………………………………………..23 

4. Охрана труда  ………………………………………………………………….27

5. Экологическая часть…………………………………………………………..28

6. Выводы и  предложения………………………………………………………32

7. Литература…………………………………………………………………….34

8. Графическая  часть……………………………………………………………35 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Введение 

     Важнейшим звеном дизельного двигателя является система топливоподачам, обеспечивающая поступление необходимого количества топлива в нужный момент времени и с заданным давлением в камеру сгорания. Главными ее составляющими являются топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунки.

     Топливный насос высокого давления, как это следует из названия, предназначен для создания требуемого высокого давления топлива и подачи его на всех режимах работы двигателя к форсункам, которые в свою очередь впрыскивают его в камеру сгорания. Форсунки и нагнетающие секции топливного насоса высокого давления являются прецизионными деталями, изготовленными с высокой точностью и имеющими микронные зазоры. Поэтому системе питания дизеля приходится уделять большое внимание в обслуживании и ремонте.

     Сразу следует оговориться, что данная работа связанна с описанием эксплуатации и обслуживания топливных насосов  высокого давления моделей 175-01 и 173-11 поставляемых на комплектацию двигателей ЯМЗ-7511, ЯМЗ-238ДЕ2 и в запасные части. Далее содержится подробное описание конструкции, принципа действия и технического обслуживания топливных насосов и форсунок, распространяемых на топливные насосы высокого давления моделей 175-01 и 173-11 в сборе с регулятором частоты вращения, топливоподкачивающим насосом и гасителем крутильных колебаний и форсунки. Техническое обслуживание топливных насосов высокого давления и форсунок должно выполняться квалифицированным персоналом в условиях мастерской. 
 
 
 

2. Основная часть.

2.1. Топливный насос высокого давления в сборе   

     Топливный насос высокого давления в сборе  показан на рисунке 1. С топливным насосом высокого давления 1 в одном агрегате объединены регулятор частоты вращения 5, топливоподкачивающий насос 9 и гаситель крутильных колебаний 3.

     Топливный насос высокого давления состоит  из секций, отдельных насосных элементов, размещенных в общем корпусе. Число секций равно восьми по числу  цилиндров двигателя. Устройство секции насоса высокого давления показано на рисунке 2.

     В корпусе 1 насоса установлены корпуса секций 15 с плунжерными парами, нагнетательными клапанами и штуцерами 11, к которым присоединяются топливопроводы высокого давления. Нагнетательный клапан 9 и седло клапана 8, а также плунжер 6 с втулкой 7 являются прецизионными парами, которые могут заменяться только комплектно. Втулка плунжера стопорится в определенном положении штифтом, запрессованным в корпус секции.

     Плунжер 6 приводится в движение от кулачкового вала 19 через роликовый толкатель 17. Пружина 3 через нижнюю тарелку 2 постоянно прижимает ролик толкателя к кулачку. От разворота толкатели, имеющие лыски на боковых поверхностях, удерживаются фиксаторами, запрессованными в корпус насоса.

     Конструкция плунжерной пары позволяет дозировать топливо изменением момента начала и конца подачи.  

     Для изменения количества и момента  начала подачи топлива плунжер во втулке поворачивается поворотной втулкой 5, входящей в зацепление с рейкой 16. Регулировка равномерности подачи топлива по секциям насоса на номинальном режиме производится разворотом корпуса секции при ослабленных гайках крепления секций. Изменение геометрического начала нагнетания в зависимости от величины подачи (нагрузки двигателя) обеспечивается управляющими кромками, выполненными на торце плунжера. 

     Рис. 1. Топливный насос высокого давления в сборе:

     1 - топливный насос  высокого давления; 2 - перепускной клапан; 3 - гаситель крутильных  колебаний; 4 - болт  ограничения максимальной  частоты вращения; 5 - регулятор частоты  вращения; 6 - рычаг управления регулятором; 7 - болт ограничения минимальной частоты вращения; 8 - скоба останова; 9 - топливоподкачивающий насос; 10 - болт регулирующий пусковую подачу; 11 - корректор подачи топлива по наддуву: А - положение рычага при минимальной частоте вращения холостого хода, Б - положение рычага при максимальной частоте холостого хода, В - положение скобы при работе, Г - положение скобы при выключенной подаче. 
 
 
 
 

     

 

     Рис. 2. Секция топливного насоса высокого давления

     1 - корпус насоса; 2 - нижняя тарелка толкателя; 3 - пружина толкателя; 4 - верхняя тарелка толкателя; 5 - втулка поворотная; 6 - плунжер; 7 - втулка плунжера; 8 - седлоклапана нагнетательного; 9 - нагнетательный клапан; 10 - упор клапана; 11 - штуцер; 12 - фланец нажимной; 13, 14 - прокладки; 15 - корпус секции; 16 - рейка; 17 - толкатель; 18 - ролик толкателя; 19 - кулочковый вал. 
 

     Работа  секции протекает следующим образом:

     При движении плунжера 6 вниз под действием  пружины 3 топливо под небольшим  давлением, создаваемым топливоподкачивающим насосом в топливном канале корпуса насоса, поступает в надплунжерное пространство.

     При движении плунжера вверх топливо  через нагнетательный клапан поступает  в топливопровод высокого давления и перепускается обратно в  топливный канал до тех пор, пока управляющая кромка плунжера не перекроет впускное отверстие втулки.

     При дальнейшем движении плунжера вверх  давление в надплунжерном пространстве резко возрастает. Когда давление достигнет такой величины, что  превысит усилие, создаваемое пружиной форсунки, игла форсунки поднимется и начнется процесс впрыскивания топлива в камеру сгорания цилиндра двигателя.

     При дальнейшем движении плунжера вверх  отсечные кромки плунжера открывают  отсечные отверстия во втулке, что  вызывает резкое падение давления топлива  в линии нагнетания, посадку иглы форсунки на запирающий конус распылителя и прекращение подачи топлива в камеру сгорания.

     На  внутренней поверхности втулки 7 плунжера имеется кольцевая канавка, а  в стенке отверстие для отвода топлива, просочившегося через зазор в плунжерной паре. Уплотнение между втулкой плунжера и корпусом секции, корпусом секции и корпусом насоса осуществляется резиновыми кольцами. Из полости вокруг втулки плунжера просочившееся топливо поступает по пазу на втулке плунжера в топливный канал корпуса насоса и далее через перепускной клапан и трубопровод в топливный бак.

     В нижней части корпуса насоса расположен кулачковый вал. Кулачковый вал вращается  в роликовых конических подшипниках  и имеет две промежуточные  опоры. Кулачковый вал установлен с осевым натягом 0,01-0,07 мм, который обеспечивается регулировочными прокладками, установленными между крышкой подшипника и корпусом насоса.

     Связь секций с регулятором частоты  вращения насоса осуществляется через  рейку. Рейка топливного насоса перемещается в направляющих втулках, запрессованных в корпусе насоса. На выступающем из насоса конце рейки имеется болт 10, которым она упирается в защитный колпачок при пусковом положении рейки. При вывертывании болта из рейки пусковая подача уменьшается.

     Смазка  топливного насоса - централизованная, от масляной системы двигателя. Масло для насоса подводится к наддувному корректору, откуда, сливаясь в полость регулятора, поступает в насос. 

     2.2. Регулятор частоты вращения 

     Регулятор частоты вращения 5 - механический всережимный прямого действия с повышающей передачей на привод грузов, предназначен для поддержания заданного водителем скоростного режима работы двигателя путем автоматического изменения количества подаваемого топлива в зависимости от изменения нагрузки на двигатель. Кроме того, регулятор ограничивает максимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя и обеспечивает работу двигателя в режиме холостого хода.

     Регулятор имеет устройство для выключения подачи топлива в любой момент независимо от режима работы двигателя. Автоматически поддерживая скоростной режим при изменяющихся нагрузках, регулятор обеспечивает экономичную работу двигателя. Устройство регулятора частоты вращения показано на рисунке 3.

     Регулятор расположен на заднем торце топливного насоса высокого давления. На конусе кулачкового вала находится ведущая шестерня 27 с демпфирующими резиновыми сухарями 28, которые сглаживают неравномерное вращение вала насоса. Ведомая шестерня выполнена как одно целое с валиком 29 державки грузов и установлена на двух подшипниках в стакан 30. На валик напрессована державка грузов 25, на осях 26 которой находятся грузы 24. Грузы своими роликами упираются в торец муфты 23, которая через упорный подшипник и пяту 22 передает усилие грузов рычагу регулятора 17, подвешенному вместе с двуплечим рычагом 5 на общей оси 2.

     

     Рис. 3. Регулятор частоты вращения

     1- корректор подачи  топлива по наддуву;  2 - ось двуплечного  рычага; 3 - крышка  смотрового люка; 4 - пружина регулятора; 5 - двуплечный рычаг; 6 - пружина рычага рейки; 7 - винт двуплечного рычага; 8 - буферная пружина; 9 - корпус буферной пружины; 10 - регулировочный болт;

     11 - вал рычага пружины; 12, 13, 14 – корректирующее устройство; 15 - скоба кулисы; 16 - втулка отрицательного корректора; 17 – рычаг регулятора;18 - рычаг отрицательного корректора; 19 - винт подрегулировки мощности; 20 - рычаг рейки; 21 - кулиса; 22 - пята;23 - муфта грузов; 24 - грузы регулятора; 25 - державка грузов; 26 - ось грузов; 27 - ведущая шестерня; 28 - сухари; 29 - валик державки грузов; 30 - стакан; 31 - рычаг пружины; 32 - тяга рейки; 33 - упор рычага пружины; 34 - рейка.

     Муфта 23 с упорной пятой 22 в сборе  одним концом опирается на направляющую поверхность державки, а за второй конец подвешена на рычаге 18 отрицательного корректора, закрепленном на втулке 16 отрицательного корректора. Пята муфты грузов связана через узел отрицательного корректора с рычагом рейки 20 и через тягу 32 с рейкой топливного насоса.

     К верхней части рычага рейки присоединена пружина 6 рычага рейки, удерживающая рейку насоса в положении, обеспечивающем достаточную подачу топлива для пуска двигателя. В нижнюю часть рычага рейки запрессован палец, который входит в отверстие ползуна кулисы 21. Вал 11 жестко связан с рычагом управления 6 (рисунок 1) и рычагом пружины 31. Перемещение рычага управления регулятором изменяет натяжение пружины регулятора и ограничивается двумя болтами 4 и 7 (рисунок 1).

     За  рычаг пружины 31 (коротким зацепом) и двуплечий рычаг 5 (длинным зацепом) зацеплена пружина регулятора 4, усилие которой передается с двуплечего рычага на рычаг регулятора через винт 7 двуплечего рычага. В рычаг регулятора ввернут регулировочный болт 10, который упирается в вал рычага пружины и служит для регулировки номинальной подачи топлива. В нижней части рычага регулятора расположено корректирующее устройство (12, 13, 14, 16, 18) с отрицательным корректором, предназначенное для формирования внешней скоростной характеристики ТНВД и крутящего момента двигателя.

     Рычаг регулятора снабжен боковой накладкой, удерживающий втулку 16 отрицательного корректора и упорную пяту 22 от проворота. Кроме того, хвостовик болта крепления боковой накладки, входя в боковой продольный паз втулки 16, предохраняет ее от выпадения из расточки рычага. Упор 33, закрепленный на корпусе регулятора, не позволяет рычагу пружины 31 опасно приближаться к вращающимся грузам. Для полного выключения подачи топлива служит механизм останова, состоящий из кулисы 21, скобы 15 и возвратной пружины. Во время работы кулиса прижата усилием возвратной пружины к регулировочному винту 19.

     Сзади крышка регулятора закрыта крышкой 3 смотрового люка с буферным устройством, состоящим из корпуса 9 и пружины 8, которая, сглаживая колебания рычага 17 регулятора, обеспечивает устойчивую работу двигателя на минимальном  холостом ходу.