книги из ГПНТБ / Пособие мотористу рыбопромыслового судна [практическое руководство] Е. М. Соловьев. 1960- 14 Мб

ГЛАВА VIII

ФОРСУНКИ

§ 42. ФОРСУНКИ ОТКРЫТОГО ТИПА

Форсунки служат для распиливания топлива на мельчайшие

частицы при подаче его в цилиндры двигателей. В дизелях при­ меняют форсунки двух основных типов: открытые и закрытые.

Открытые форсунки самые простые по конструкции. В на­ стоящее время их, в основном, применяют на дизелях старой постройки большой мощности.

Открытая форсунка судового дизеля представляет собой тол­ стостенную трубку малого внутреннего диаметра, оканчиваю­

щуюся соплом с калиброванными отверстиями. Сопло охла­ ждается водой и крепится к корпусу форсунки. Форсунка кре­

пится к крышке двигателя при помощи специального устрой­ ства. Непрерывное охлаждение сопла предотвращает образова­ ние в нем нагара.

Серьезным недостатком форсунок открытого типа является

подтекание топлива через сопла за счет остаточного давления в трубопроводе и, как следствие этого, значительное догорание при ходе расширения, загорание сопловых отверстий, ухудшение работы двигателя.

Форсунки открытого типа применяют также в калоризатор-

ных двигателях. В этом случае они значительно проще: с одно­ дырчатым соплом и не требуют специального охлаждения.

На рис. 72 представлена открытая форсунка калоризаторного двигателя.

Корпус форсунки 1 представляет собой штуцер удлиненной формы, на верхний конец которого навертывается гайка нагне­ тательного трубопровода. Резьба со стороны сопла служит для ввертывания корпуса в крышку цилиндра. Сопло 5 ввернуто во внутреннюю резьбу корпуса. Оно имеет одно распыливающее от­ верстие диаметром 0,4 мм. Внутри сопла помещен так назы­ ваемый распылитель 4 — стержень с полыми винтовыми канав­ ками. Распылитель должен плотно без зазора входить внутрь сопла.

Топливо, нагнетаемое в корпус форсунки, отжимая шарико­

110

вый клапан 2, прижатый пружиной 3, проходит к распылителю и далее по его винтовым канавкам к отверстию сопла и впрыс­ кивается в цилиндр двигателя. Винтовые канавки создают вра­ щательное движение проходящему по ним топливу, что способ­ ствует лучшему перемешиванию его с воздухом при выходе из сопла.

Рис. 72. Открытая форсунка калоризаторного двигателя.

Назначение невозвратного шарикового клапана — препят­ ствовать проникновению газов из рабочего цилиндра в нагнета­ тельный трубопровод.

§ 43. ФОРСУНКИ ЗАКРЫТОГО ТИПА

Закрытые форсунки отличаются от открытых тем, что имеют специальную запорную иглу, которая закрывает распыливающие сопловые отверстия. Открытие форсунки производится в момент отрыва иглы от седла в корпусе. Игла поднимается автоматиче­ ски вследствие давления, создаваемого в топливном трубопро­ воде насосом в период впрыска.

На рис. 73 изображена схема действия форсунки с гидравли­ ческим подъемом иглы. Игла 1 форсунки пружиной 2 прижата к седлу 4 корпуса. По каналу 3 от насоса под давлением под­ водится топливо.

Давление передается на кольцевую площадку 5 в нижней ча­ сти иглы. Таким образом, игла оказывается под действием силы сверху, с которой пружина прижимает ее к седлу корпуса, и

давления топлива снизу, стремящегося приподнять ее (рис. 73, а). Когда давление топлива преодолевает силу натяжения пружины,

игла приподнимается и открывает отверстие для впрыска топ­ лива в цилиндр двигателя (рис. 73, б). После подъема иглы дав­

ление топлива снизу действует на всю площадь поперечного се­ чения иглы.

Давление, при котором открывается игла у закрытой фор­ сунки, называется давлением открытия.

В процессе впрыска, когда игла поднята, давление в фор­ сунке может возрастать и подняться выше давления, необходи­ мого для открытия иглы. Поэтому не следует смешивать давле­

111

ние впрыска с давлением открытия. Если давление впрыска может меняться (увеличивается с увеличением числа оборотов), то давление открытия остается постоянным, независимо от ре­

жима работы двигателя. Устанавливается давление открытия натяжением пружины форсунки, строго определенным для каж­ дого типа двигателя.

Закрытые форсунки с гидравлическим подъемом иглы имеют различного вида распылители. Распылители конструктивно де­

Рис. 73. Форсунка с гидравлическим подъемом иглы: а—в закрытом положении; б—при впрыске топ­ лива.

лятся на многодырчатые и однодырчатые, а по устройству за­

имеет бурт для закрепления его в корпусе форсунки. Верхний торец корпуса имеет тщательно обработанную поверхность и кольцевую канавку 1. Благодаря этой кольцевой канавке, рас­

пылитель можно установить относительно корпуса форсунки в любом положении, т. е. кольцевая канавка всегда будет нахо­

диться против отверстия в корпусе форсунки, по которому под­ водится топливо. По каналу 7 (каналов может быть два или три) топливо попадает в кольцевую полость 6 и, когда игла под­ нимается, через отверстия 5 впрыскивается в цилиндр двигателя.

Количество отверстий колеблется в пределах от четырех до де­

сяти, диаметр их составляет 0,15—0,5 мм.

В дизелях с разделенными камерами сгорания (предкамер-

112

йЫх, вихрекамерных) применяют распылители с одним распили­ вающим отверстием, а также так называемые штифтовые рас­ пылители.

Штифтовые распылители (рис. 74, б) имеют на конце иглы 8 ниже ее запорной части хвостовик (штифт) 9 цилиндрической или конической формы, входящий в отверстие распылителя.

Штифт входит в отверстие не плотно, а образует кольцевой за­

зор. На рис. 74, в штифт иглы распылителя изображен в уве­ личенном масштабе. Выше штифта располагается запорный ко­ нус 11, тщательно притертый к своему седлу. Над запорным ко­ нусом имеется другой конус 10, на поверхность которого дей­ ствует давление топлива, поднимающее иглу распылителя.

Закрытая форсунка струйного распыливания дизеля ЗД6 (рис. 75) состоит из корпуса 7, к нижней части которого нажим­ ной гайкой 9 притягивается распылитель 11 с иглой 12 и щеле­ вой фильтр тонкой очистки 10. На иглу действует пружина 6,

которая передает свое усилие через толкатель 8. Натяжение пружины регулируется болтом 4 и фиксируется контргайкой 5. Пружина форсунки затянута так, что отрыв иглы от седла мо­ жет начаться лишь в тот момент, когда давление топлива в рас­ пылителе достигнет 210 кг!см2. Топливо по толстостенному трубо­

проводу высокого давления 1 и по боковому вертикальному сверлению в корпусе форсунки подводится через фильтр 10 к рас­ пылителю 11. При повышении давления топлива в распылителе до 210 кг/см2 игла 12 вместе с толкателем 8 поднимается, пре­ одолевая сопротивление пружины 6. При этом осуществляется впрыск топлива в цилиндр двигателя. После прекращения по­

дачи топлива к форсунке давление в распылителе падает. И, как только давление топлива упадет ниже 210 кг/см2, игла под дей­ ствием пружины 6 прижимается к своему гнезду. Подача топ­ лива в цилиндр двигателя прекращается.

Щелевой фильтр состоит из двух деталей: втулки 14 и поме­ щенного в ней фильтрующего элемента 13. Фильтрующий эле­ мент представляет собой стальной цилиндрик, на наружной по­ верхности которого прорезано 40 несквозных продольных пазов, выходящих открытой стороной к разным концам корпуса. Филь­ трующий элемент вставлен во втулку с зазором по диаметру

0,02—0,04 мм. Топливо, нагнетаемое насосом, для того чтобы попасть из пазов, открытых со стороны корпуса форсунки, должно пройти через этот кольцевой зазор и поступить в пазы, имеющие выход к распылителю. В результате этого взвешенные частицы размером больше 0,02 мм будут задерживаться и скап­

ливаться в канавках фильтрующего элемента.

С течением времени, по мере износа иглы и направляющей

поверхности корпуса распылителя, плотность в распылителе

уменьшается и незначительная часть топлива начинает проса­ чиваться. Просочившееся топливо по осевому отверстию в филь­ трующем элементе и в корпусе форсунки вдоль толкателя через

внутри нажимного штуцера, полости их между собой не связаны. Форсунки с распылителями, у которых сопло составляет одно

лители с отъемными соплами. Корпус в этом случае используется как направляющая для иглы. При такой конструкции игла имеет

чаще всего плоскую посадку, что дает некоторое преимущество с точки зрения ремонта распылителя, так как облегчается при­ тирка иглы к седлу.

На рис. 76 изображена форсунка предкамерного дизеля 2ДСП 16,5/20 с отъемным соплом и плоской посадкой иглы.

Сопло 14 распылителя прижато к направляющей иглы 1. Для строго определенной установки сопла относительно направляю­ щей иглы имеются два несимметрично установленных штифта 15. Нижний плоский конец иглы притерт к поверхности сопла.

Сверху игла через промежуточный толкатель 10 нагружена пру­ жиной 9, затянутой полым винтом 7, положение которого фикси­ руется контргайкой 8. Стержень 3, положение которого фикси­

рует гайка 4, ввернут в винт 7; он является ограничителем

114

подъема иглы. Распылитель и нижняя часть корпуса форсунки установлены во фланце 13, внутри которого сделаны каналы во­ дяного охлаждения форсунки. Для облегчения пуска холодного двигателя форсунка имеет запальник 2, в который перед пуском

Рис. 76. Форсунка предкамерного дизеля 2 ДСП 16,5/20.

вставляется тлеющая бумага, пропитанная селитрой, или ветошь,

смоченная дизельным топливом.

Работа форсунки происходит следующим образом. Топливо от насоса, пройдя щелевой фильтр 12, установленный в кор­ пусе И, поступает в корпус форсунки и по сверлениям в нем и в направляющей иглы подается в полость над соплом. Когда

давление достигает 120 кг!см2, топливо, преодолевая сопротивле­ ние пружины, поднимает иглу и впрыскивается в цилиндр дви­ гателя.

Топливо, просочившееся между иглой и ее направляющей,

крышке двигателя и приводится в действие приводом, подобным

116

приводу механизма газораспределения, или сжатым воздухом, сжимаемым в цилиндре двигателя во время такта сжатия.

На рис. 78 изображена схема насос-форсунки Мильтина, ра­ ботающей от сжатого в рабочем цилиндре воздуха. В корпусе 13 ходит плунжер 6. Верхний конец плунжера упирается в газовый поршень 5. Пружина 16 удерживает плунжер и газовый поршень в верхнем положении. Над газовым поршнем в своем гнезде рас­ положен клапан 17. Хвостовик клапана скреплен со вспомога­ тельным поршеньком 3, который нагружен пружиной 2. Во время такта сжатия небольшая часть воздуха из камеры сжатия по­ ступает по трубке 4 в простран­ ство 18 над клапаном. Когда дав­

ление сжатого воздуха в цилин­ дре преодолеет упругость пру­

жины, воздух, воздействуя на поршенек 3, поднимет его вверх. Вместе с поршеньком подни­ мется и клапан 17. При этом сжатый воздух проникнет в про­

странство над газовым поршнем

5, заставив последний двигаться

вниз. От газового поршня движе­

ние будет передаваться плун­ жеру, который будет нагнетать топливо через щелевой фильтр 10, игольчатый клапан 11 и сопло 12 в цилиндр двигателя. Плунжер будет двигаться вниз до тех пор,

пока буртик на плунжере, являю­ щийся ограничителем хода, не

упрется в верхнюю часть корпуса. Рис. 78. Схема насос-форсунки Мильтина.

Когда давление газов в ци­

линдре в конце процесса расши­

рения станет меньше силы натяжения пружины 15, последняя поднимет газовый поршень 5 и плунжер 6. Воздух из простран­ ства под клапаном 17 вытеснится обратно в цилиндр.

Когда газовый поршень придет в крайнее верхнее положение и давление в полости 18 станет еще меньше, пружина 2 (она слабее пружины 16) посадит клапан 17 на его седло.

При движении плунжера вверх топливо по трубке 8, через всасывающий клапан 7, по сверлениям 9 в корпусе засасывается

в пространство под плунжером.

117