Система питания

§ 27. Топливный насос

§ 22. Общие сведения § 23. Воздухоочиститель § 24. Топливный бак и фильтры § 25.  Подкачивающая помпа § 26. Форсунка § 27. Топливный насос § 28.  Всережимный  регулятор § 29. Техническое обслуживание системы питания

§ 27. Топливный насос

Топливный насос служит для подачи топлива в цилиндры двигателя под высоким давлением в определенный момент дозированными порциями. На изучаемых двигателях установлены четырехплунжерные унифицированные топливные насосы УТН-5. Насос двигателя Д-65 расположен справа, а насос двигателя Д-50 — слева. Топливный насос закрепляется на фланце картера распределительных шестерен и приводится в работу от коленчатого вала двигателя через распределительные   шестерни.

 Основные узлы и детали топливного насоса (рис. 40) — корпус 13, кулачковый вал 10 и четыре насосных секции.

Корпус насоса отлит из алюминиевого сплава и представляет собой монолитную конструкцию с несъемной гоповкой. 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 (1 кгс/см2). В стенках верхней части  корпуса имеются 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 поро-пласта, который очищает воздух, попадающий в корпус насоса из атмосферы. Внизу корпуса находится сливная трубка, которая служит для слива излишнего масла и просочившегося топлива из корпуса насоса и подкачивающей   помпы.

 

Рис. 40. Детали топливного насоса:

/ — гильза плунжерной пары, 2 — П-образный канал, j — топливопод-водящий штуцер, 4 — перепускной клапан, 5 — штуцер, 6 — нагнетательный клапан, 7 — плунжер, 8 — рейка, 9 — толкатель, 10 — кулачковый вал, 11 — шлицевал втулка, 12 — стопорный  винт,  13 — корпус

В нижней половине корпуса насоса размещен кулачковый вал — общий для всех секций насоса, который уложен на двух шариковых подшипниках. Он приводится во вращение шестерней привода топливного насоса с помощью шлицевой шайбы и шлицевой втулки 11. На кулачковом валу расположены четыре кулачка, выполненные по отношению друг к другу под углом 90е. Между вторым и третьим кулачками вала находится эксцентрическая шейка (эксцентрик), которая служит для привода подкачивающей помпы.

В насосную секцию входят плунжерная пара 7, нагнетательный клапан 6, зубчатая   рейка 8 и  толкатель 9.

Основой насосной секции (рис. 41) служит плунжерная пара. Она состоит из гильзы 10 и свободно перемещающегося внутри нее плунжера 11. 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. 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 в корпусе насоса с   П-образным   каналом.

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, которое смазывает трущиеся поверхности   плунжерной   пары.

В нижней части плунжера выполнены выступ   и   выточка.   Выступ   входит   в   пазы поворотной втулки 8, на которой помещен зубчатый венец 9, 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.

 

 Рис. 41. Насосная секция:

1 — рейка, 2 — винт. 3 — пружина, 4 — тарелка пружины, 5 — регулировочный болт, 6 — корпус толкателя. 7 — ролик, 8 — втулка, 9 — зубчатый венец, 10 — гильза плунжерной пары, 11 — плунжер, 12 — нагнетательный  клапан,  13 — седло клапана

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

Для обеспечения четкого начала и окончания подачи топлива в цилиндр над гильзой устанавливают нагнетательный клапан, состоящий из корпуса и точно подогнанного к нему клапана 12. Под давлением пружины клапан плотно закрывает выход к форсунке.

Схема работы секции топливного насоса показана на рис. 42. Под действием толкателя и пружины плунжер совершает возвратно-поступательное движение. При движении плунжера 1 вниз топливо из впускной части 4 П-образного канала проходит в гильзу 2 (рис. 42, а). При движении вверх плунжер перекрывает впускное отверстие гильзы (рис. 42, б, в) и топливо, открывая нагнетательный клапан 5, проходит под большим давлением в форсунку. Как только кромка отсечного паза совмещается с перепускным отверстием гильзы (рис. 42, г), топливо из надплунжерного пространства попадает по каналам плунжера и перепускному отверстию 7 гильзы в П-образный канал и далее через перепускной клапан к подкачивающей помпе. Под действием пружины 6 нагнетательный клапан быстро 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 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. 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. Порции топлива, подаваемые всеми секциями насоса, меняют передвижением зубчатой рейки 1 насоса (см. рис. 41), которая с помощью зубчатых венцов 9 и втулок 8 поворачивает одновременно все   плунжеры   11   вокруг  оси.

Движением рейки вперед увеличивают порцию подаваемого топлива. Управление рейкой осуществляют регулятором, который крепится к задней части корпуса топливного насоса.

Подачу топлива каждой секцией регулируют поворотом втулки 8 относительно зубчатого венца 9, для чего предварительно ослабляют винт 2 зубчатого венца. При нормальной работе топливного насоса каждая секция начинает подачу топлива к форсункам за несколько градусов до прихода поршня в ВМТ при такте сжатия. Общий момент начала подачи топлива секциями насоса можно изменить,  переставив болты  крепления  шлицевой шайбы к шестерне топливного насоса, а момент начала подачи топлива каждой секции — регулировочным болтом 5 толкателя.

Рис. 42. Схема работы насосной секции:

а — заполнение гильзы топливом, б — начало сжатия. в — подача топлива в форсунку, г — конец подачи топлива (отсечка); 1 — плунжер, 2 — гильза, 3 — седло нагнетательного клапана, 4 — впускная часть П-образного канала, 5 — нагнетательный клапан. 6 — пружина. 7 — перепускное отверстие гильзы

Топливопроводы. Составные части системы питания соединены между собой топливопроводами низкого и высокого давления.

Топливопроводы низкого давления соединяют топливный бак, фильтры, подкачивающую помпу и топливный насос. Эти топливопроводы изготовлены из медной или латунной трубки, имеющей наружный диаметр 10 мм и толщину стенки 1  мм.

Топливопроводы высокого давления соединяют секции топливного насоса с форсунками. Они изготовлены из стальной трубки, имеющей наружный диаметр 7 мм и толщину стенки 2,5 мм. Концы трубок высажены на конус. Закрепляют трубки высокого давления накидными гайками. Внутренняя поверхность трубок тщательно очищена от окалины и ржавчины.