147004 (Дизельные двигатели)

Практическая работа № 7

• «м «

1. Тема: Ознакомление с устройством, расположением и креплением системы питания дизелей.

2. Цель работы: Ознакомление с устройством элементов системы питания, их расположением и креплением на двигателе.

3. Конструкция элементов:

3.1. Топливные баки

Топливные баки служат для хранения на автомобиле или тракторе дизельного топлива и обладают емкостью, обеспечивающей работу дизеля с нагрузкой в течение 10—12 ч.

3.2. Топливные фильтры

Топливные фильтры предназначены для очистки топлива от механических примесей в воды. Топливо очищается в фильтрах грубой и тонкой очистки.

Фильтр грубей очистки очищает топливо от крупных частиц (40-80 мкм) механических примесей. Он включается в систему питания между баком и топливоподкачивающим насосом. Фильтр грубой очистки состоит из корпуса, крышки, фильтрующего элемента и крана для слива отстоя. Фильтрующий элемент состоит из сетчатого металлического каркаса с навитым на него ворсистым хлопчатобумажным шнуром. Правильность установки фильтрующего элемента обеспечивается розеткой. Между корпусом и крышкой установлена прокладка.

Топливо, поступающее в корпус фильтра, проходит между витками хлопчатобумажного шнура, оставляя на его ворсинках механические примеси. Очищенное топливо поступает во внутреннюю полость фильтрующего элемента и далее в отводящий топливопровод.

Фильтры тонкой очистки обеспечивают очистку топлива от механических частиц небольшого размера (4-6 мкм). Их включают в систему питания между топливоподкачивающим насосом и насосом высокого давления. Фильтрующие элементы фильтров тонкой очистка устанавливаемых на автотракторных дизелях, изготовляют из хлопчатобумажной нити или минеральной шерсти.

3.3. Топливоподкачивающие насосы

Топливоподкачивающие насосы предназначены, для непрерывной подачи топлива из бака в насос высокого давления под постоянным избыточным давлением (0,1 -03 МПа). Топливоподкачивающие насосы, применяемые на дизелях, по конструкции делят на поршневые шестеренчатые и коловратные. В автотракторных дизелях широко применяют поршневые насосы, которые устанавливают на корпус топливного насоса высокого давления и приводят в действие от его кулачкового вала. Топливоподкачивающий насос состоит из корпуса, поршня с пружиной, роликового толкателя со штоком и пружиной, всасывающего и нагнетательного клапанов с пружинами и пробок. Нагнетательный клапан центрируется в пробке. Над всасывающим клапаном расположен насос для ручной прокачки топлива, имеющий отверстие для, центрирования всасывающего клапана. Насос ручной прокачки топлива служит для заполнения системы питания при пуске дизеля. Он состоит из цилиндра с крышкой. В цилиндре движется поршень со штоком и рукояткой. На две цилиндра имеется уплотнительное кольцо, которое зажимается при взвинчивании рукоятки штока на крышку цилиндра. Топливо в насос подводится по каналу, а отводится по топливливопроводу. Топливоподкачивающий насос работает следующим образом. Во время работы дизеля эксцентрик кулачкового вала насос высокого давления, набегая на ролик толкателя, перемещает его и поршень вверх. В результате над поршнем давление повышаете под поршнем создается разрежение. Под действием давления клапан закрывается, а нагнетательный открывается и топливо по каналу из полости А протекает в полость Б. При дальнейшем вращении эксцентрика роликовый толкатель освобождается от его действия и пружина перемещает поршень вниз. Во время перемещения поршня вниз в полости А создается разрежение, а в полости Б повышается давление, всасывающий клапан открывается, и топливо по каналу поступает в полость А Одновременно с этим клапан закрываете» и топливо из полости Б нагнетается по каналу в топливопровод, ведущий к фильтру тонкой очистки. Если давление за насосом превышает давление, создаваемое пружиной, то перемещение поршня может прекратиться, следовательно, прекратится и подача топлива. Просочившееся топливо по зазору межу штоком я корпусом собирается в кольцевую канавку и сливается наружу через отверстие.

3.4. Топливопроводы.

Топливопроводы, соединяющие отдельные элементы системы, делят на топливопроводы высокого и низкого давления. Топливопроводы высокого давления соединяют топливный насос с форсунками. Их изготовляют из цельнотянутых стальных труб с внутренним диаметром 1,5-2,5 мм и толщиной стенок 2,5-3 мм. Топливопроводы высокого

соединяются со штуцерами насоса к форсунок с помощью накидной гайки, колечка ж высаженного на конце топливопровода конуса.

Топливопроводы низкого давления соединяют между собой остальные элементы топливной системы. Их изготовляют из цельнотянутых стальных или медных труб с внутренним диаметром 6-10 мм и толщиной стенок 1,0-1,5 мм. Топливопроводы низкого давления соединяются с элементами системы с помощью штуцеров и накидных гаек.

»-т;»н.

3.5. Воздухоочиститель

Воздухоочиститель предназначен для очистки воздуха, поступающего в цилиндры дизеля. На дизелях, как и в карбюраторных двигателях, применяют комбинированные воздухоочистители (масляно-инерционные) с двумя ступенями очистки.

3.6. Впускные трубопроводы

Впускные трубопроводы предназначены для распределения воздуха по цилиндрам двигателя. Их отливают чугуна и снабжают патрубками для крепления воздухоочистителя

Впускные трубопроводы выполняют с плавными обводами, без резких изменений сечений и существенных изменений направления потока воздуха, что обеспечивает меньшее сопротивление впуску.

3.7. Выпускные трубопроводы

Впускные трубопроводы предназначены для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя. Их отпивают из чугуна, они имеют фланец для крепления выхлопного трубопровода, идущего к глушителю.

3.8. Топливные насосы высокого давления.

Топливный насос предназначен для подачи под давлением к форсунке каждого дизеля, в момент, обеспечивающий хорошие условия смесеобразования и сгорания. В автотракторных дизелях наиболее распространены топливные насосы золотникового типа с постоянным ходом плунжера. В этих насосах количество подаваемого топлива регулируют поворотом плунжера.

В качестве примера рассмотрим конструкцию и принцип действия топливного насоса 4ТН9ХЮ (четырехплунжерный топливный насос с диаметром плунжера 9 мм и ходом плунжера 10 мм).

Устройство насоса. Он состоит из корпуса, кулачкового вала, головки, четырех секций насоса и механизма регулирования количества додаваемого топлива.

Корпус представляет собой отпитую из чугуна коробку, к которой крепят головку с помощью болтов и в которой размещают узлы и детали насоса. Корпус внутри имеет горизонтальную перегородку, которая делит его на верхнюю и нижнюю полости. В верхней полости размещены механизм регулирования количества подаваемого топлива и выступающие из головки части плунжерных пар, а в нижней — кулачковый вал. В горизонтальной перегородке имеются четыре отверстая, в которых установлены толкатели. С правой стороны корпуса имеется для установки топливоподкачивающего насоса. К заднему торцу корпуса крепят регулятор частоты вращения, а к переднему торцу — плиту и установочный фланец.

Кулачковый вал служит для периодического перемещения плунжеров из нижнего положения в верхнее. Вал установлен на шариковых подшипниках. Он имеет четыре кулачка тангенциального профиля и эксцентрик для привода в действие топливоподкачивающего насоса, Вал приводится во вращение от шестерни, установленной на фланец. Шестерня соединяется с валом с помощью шлицевой втулки, которая насажена на его конический хвостовик. На конце вала со стороны регулятора закреплена шестерня, с помощью которой приводится во вращение механизм регулятора. Кулачковый вал у четырехтактных дизелей вращается в два раза медленнее коленчатого вала. Вал изготовляют штамповкой из углеродистой стали.

-1^1

V • Ч-

Головка представляет собой фасонную отливку из чугуна, в которой размещены детали секций насоса, два продольных каната, соединенных между собой поперечным каналом, и шариковый перепускной клапан. Топливо из фильтра тонкой очистки поступает к канал, а из него - в канал.

Головка насоса соединена с корпусом шпильками. Секция насоса состоит из гильзы, плунжера, пружины плунжера, нагнетательного клапана с седлом и пружиной, штуцера, толкателя с роликом и регулировочным болтом.

Гильза представляет собой цилиндр, в верхней утолщенной части которого расположены два сквозных отверстия: верхнее— впускное и нижнее — перепускное. Впускное отверстие каждой гильзы соединено, с каналом, а перепускное — с каналом. Гильзу устанавливают в головке насоса в определенном положении и фиксируют от проворачивания установочным винтом.

Плунжер предназначен для подачи топлива под давлением к форсунке и является золотником для регулирования количества подаваемого топлива соответственно нагрузке дизеля. В верхней части плунжер имеет кольцевую выточку и вертикальный паз, имеющий с одной стороны спиральную отсечную кромку для регулирования количества подаваемого плунжером топлива. Головка плунжера имеет центральное вертикальное и радиальное отверстия. На цилиндрической части плунжера предусмотрена кольцевая выточка для распределения смазки по трущимся поверхностям плунжера и гильзы. В нижней части плунжера имеется выступ, на который устанавливают тарелку плунжера. На конце плунжера напрессован поводок. Плунжер перемещается в гильзе, как поршень в цилиндре. Нагнетательный клапан служит для периодического разобщения внутренней полости топливопровода высокого давления с надплунжерным пространством. Клапан имеет коническую запорную фаску, цилиндрический разгрузочный поясок и хвостовик с продольными пазами. Седло клапана, установленное на торец гильзы, прижимается к ней с помощью штуцера, ввертываемого в головку насоса. Гильза, плунжер, нагнетательный клапан и седло клапана изготовляют из легированной стали.

Толкатель служит для передачи движения от кулачкового вала к плунжеру. Он представляет собой тонкостенный стальной стакан. Сверху в толкатель ввернут регулировочный болт с контргайкой. В нижней части корпуса толкателя запрессована ось ролика.

Механизм регулирования количества подаваемого топлива предназначен для увеличения или уменьшения количества топлива, подаваемого в цилиндры, при изменении

режима работы дизеля. Механизм состоит из рейки, на которой стяжными болтами закреплены хомутики и скобы. В пазы хомутиков входят поводки плунжеров. Рейка с помощью скобы связана с регулятором частоты вращения. Трущиеся поверхности подвижных деталей топливного насоса, кроме гильзы и плунжера, смазываются дизельным маслом которое находится в нижней полости корпуса насоса. Поверхности гильзы и плунжера смазываются дизельным топливом.

Принцип действия топливного насоса. Рабочий цикл насоса состоит из трех процессов; наполнение, нагнетание и перепуск.

Наполнение. Плунжер под действием пружины перемещается вниз. При этом впускное отверстие открывается и топливо под давлением, создаваемым топливом подкачивающим насосом, из канала поступает в надплунжерное пространство, заполняя его.

Нагнетание. При набегании кулачка вала на ролик толкателя плунжер поднимается. В начальный период подъема плунжера часть топлива перетекает из гильзы через впускное отверстие в канал. После того как верхняя кромка плунжера перекроет впускное отверстие, давление топлива в надплунжерном пространстве повышается. Под действием давления топлива нагнетательный клапан, преодолевая сопротивление пружины, откроется, и топливо по топливопроводу высокого давления поступит к форсунке.

Перепуск топлива. При дальнейшем перемещении плунжера вверх наступит момент, когда отсечная кромка откроет перепускное отверстие и топливо из надплунжерного пространства через отверстия и паз перетекает в канал. Давление топлива в надплунжерном пространстве падает, и нагнетательный клапан под действием пружины садится на своё седло, разобщая надплунжерное пространство с внутренней полостью топливопровода высокого давления. Подача топлива к форсунке прекращается, несмотря на продолжающееся движение плунжера вверх. При опускании нагнетательного клапана в седло цилиндрический разгрузочный поясок, действуя как плунжер, отсасывает из топливопровода высокого давления некоторое количество топлива. В результате давление топлива в топливопроводе высокого давления резко падает, и форсунка мгновенно прекращает подачу топлива в цилиндр дизеля.

Количество подаваемого топлива регулируют изменением полезного хода плунжера, т. е. хода, в течение которого происходят подача топлива к форсунке. Изменение полезного хода плунжера достигается поворотом его вокруг продольной оси. Плунжер поворачивается с помощью рейки и хомутиков, в пазы которых входят поводки плунжеров. При перемещении рейки вдоль оси хомутики поворачивают плунжеры в гильзах. Перемещение рейки вперед (по направлению к проводу насоса) увеличивает подачу топлива, а перемещение рейки назад уменьшает подачу его.