|
|
Топливный насос высокого давления
Подача топлива в современных двигателях с воспламенением от
сжатия производится или с помощью многорядного насоса, или с
помощью распределительного насоса: первый имеет конструкцию,
напоминающую базовую конструкцию насоса, производимого
фирмой Robert Bosch уже в течение пятидесяти лет, тогда как
распределительные насосы стали выпускаться в течение
последних нескольких лет. Сравнительно низкая стоимость
последних делает их применение привлекательным для многих
изготовителей. Поскольку оба типа насосов выпускаются в
больших количествах, рассмотрим оба типа.
Многорядный топливный насос
На рис. 31.2 изображен многорядный четырехэлементный насос
кулачкового типа, а на рис. 31.3 изображено устройство
одного нагнетательного элемента.
Это устройство включает в себя:
1. Плунжерная пара
Стальной плунжер перемещается поступательно с постоянной
длиной хода, внутри стального цилиндра, к стенкам которого
он плотно прилегает. Плунжер имеет контрольную спиральную и
вертикальную канавки. Впускной и возвратный каналы в
цилиндре плунжера соединяются при помощи топливной
магистрали с топливным баком. Положение цилиндра
регулируется винтом в корпусе, который регулирует величину
выемки у возвратного канала насоса.
Благодаря частичному повороту плунжера производительность
можно изменять от нуля, для останова двигателя, до
максимальной величины при запуске двигателя. Между этими
граничными значениями необходимо обеспечить изменяющуюся
подачу топлива, чтобы обеспечить требуемую мощность и
обороты двигателя.
Устройство плунжерной пары изображено на рис. 31.3.
Положения плунжера могут быть следующими:
А. Когда плунжер находится в НМТ, разрежение в камере насоса
заставляет топливо поступать через оба канала.
В. Это положение, называемое точкой закрытия канала (или
отсечки), обычно считается теоретической точкой начала
впрыска. Оба канала перекрыты, и подъем поршня ведет к
увеличению давления топлива, обеспечивая его впрыск.
С. Прекращение впрыска, когда край спиральной канавки
открывает возвратный канал. Давление стравливается благодаря
прохождению топлива по вертикальной канавке вниз, вокруг
тела плунжера и затем наружу через возвратный канал.
D. Поворот плунжера благодаря наличию спиральной канавки
позволяет открывать возвратный канал раньше или позже,
благодаря чему поступает большее или меньшее количество
топлива.
Е. Перемещение плунжера до совмещения вертикальной канавки с
выпускным каналом позволяет оставить эту канавку открытой,
вследствие чего топливо не будет подаваться через форсунку в
камеру сгорания и двигатель остановится.
2. Управление плунжером
Два выступа на плунжере входят в отверстия на муфте
управления, на которой закреплен зубчатый сектор. Этот
сектор входит в зацепление с рейкой на штоке управления,
которая определяет длину хода рейки. Путем перемещения
зубчатого сектора относительно муфты можно регулировать или
калибровать величину подачи каждой плунжерной пары.
3. Привод
Симметричные кулачки на вале ТНВД, установленные так, чтобы
обеспечить требуемые интервалы работы цилиндров, действуют
на следящий ролик и толкатель. Регулировка при помощи болта
или регулировочных шайб, расположенных между толкателем и
плунжером, позволяет устанавливать моменты начала впрыска,
если необходимо отрегулировать момент впрыска определенного
нагнетательного элемента по отношению к другим элементам.
Четырехцилиндровый двигатель имеет следующие фазовые углы
(интервал между моментами впрыска):
З60°/число цилиндров = 36074 = 90°.
Действия по установке этого угла называются фазировкой.
4. Нагнетательный клапан (рис. 31.4)
Этот клапан выполняет две функции:
а. Коническое седло действует как невозвратный клапан, не
допускающий возврата топлива из трубопровода высокого
давления при открывании возвратного канала. Это обеспечивает
подачу нового топлива в камеру насоса, а также удаление
воздуха или газа, который может попасть из трубопровода
через форсунку.
b. Если воздух из трубопровода высокого давления удален,
насос часто может удовлетворительно работать без клапана
подачи: при открытии возвратного канала давление у форсунки
будет стремительно падать до величины давления у впускного
канала насоса, что обеспечит резкое закрытие форсунки.
Однако установка невозвратного клапана обеспечивает
перекрытие давления в трубопроводе, когда форсунка еще
открыта. Это давление может быть стравлено только в том
случае, если топливо будет продолжать проходить через
форсунку при уменьшении давления, в результате чего будут
поступать последние мелкие капельки, что приведет к
неполному сгоранию топлива, образованию сажи, смога в
выхлопных газах и высокому расходу топлива. Разгрузочный
поясок под конусом клапана действует как поршень и
вытягивает небольшое количество топлива из топливопровода
высокого давления, когда клапан закрывается, опускаясь в
седло клапана, что ведет к быстрому падению давления и
мгновенной отсечке подачи топлива в камеру сгорания.
5. Регулятор
Наличие высокого давления газа в цилиндрах двигателя с
воспламенением от сжатия обычно требует использования более
прочных деталей, чем те, которые применяются в двигателях с
искровым зажиганием. Прочность обычно увеличивается путем
увеличения размеров деталей, а это в свою очередь ведет к
увеличению массы и увеличению вероятности поломки двигателя,
если скорость превышает заданное значение, которое
определяется соотношением прочность/масса.
Насос с увеличенными выходными характеристиками, то есть
такой, у которого при заданных размерах деталей
производительность увеличивается с увеличением скорости
работы и давления сжатия, которые обычно бывают одинаковыми
на холостом ходу и при максимальных оборотах, не может
обеспечить постоянные обороты холостого хода, а это значит,
что двигатель будет или слишком сильно разгоняться, или
глохнуть.
Ограничение максимальных оборотов и управление работой
двигателя на холостом ходу — вот две основные задачи,
выполняемые регулятором. Если устройство предназначено для
решения только этих двух задач, оно известно под названием
регулятор холостого хода и максимальных оборотов, в то время
как устройство, предназначенное для регулировки работы
двигателя во всем диапазоне оборотов, называется всережимным
регулятором.
Имеются три основных типа регуляторов:
* Механические регуляторы
* Пневматические регуляторы
* Гидравлические регуляторы.
Механические регуляторы
Регулятор, изображенный на рис. 31.5, представляет собой
регулятор холостого хода и максимальных оборотов, он часто
применяется на двигателях тяжелых грузовиков.
Регулятор устанавливается вблизи насоса
высокого давления и состоит из двух грузиков, вращающихся
при помощи кулачкового вала насоса. Усилие, развиваемое
пружиной, заставляет грузики перемещаться внутрь, а
коленчатый рычаг соединяет каждый грузик с нижним концом
плавающего рычага: верхний конец рычага соединен со штоком
управления, а в центре располагается эксцентрик, который
поворачивается от педали подачи топлива.
На рисунке регулятор изображен в положении постоянных
оборотов двигателя; в этом положении грузики полностью
втянуты и удерживают шток управления в положении подачи
максимального количества топлива, что бывает необходимо при
запуске двигателя. Когда двигатель работает, вращение
грузиков приводит к возникновению центробежной силы, которая
действует против усилия пружины и перемещает грузик наружу,
в положение, изображенное на рис. 31.5b, что заставляет
рычаг управления выходить наружу из положения «холостого
хода». В этом положении положение грузиков регулируется
только внешней (более слабой) пружиной, благодаря чему
возможна точная регулировка.
При условии, что педаль подачи топлива не нажата, небольшое
увеличение оборотов ведет к небольшому перемещению грузиков
наружу, при этом шток управления перемещается в таком
направлении, чтобы уменьшить подачу
топлива. Таким же образом останов двигателя предотвращается
перемещением грузиков внутрь, что заставляет шток управления
увеличить подачу топлива.
В промежутке между оборотами холостого хода и максимальными
оборотами грузики поддерживают заданное положение и кажутся
блокированными друг с другом. В этом случае нажатие на
педаль подачи топлива ведет к повороту эксцентрика и
перемещению штока управления в направлении увеличения подачи
топлива.
При максимальных оборотах, то есть 1800-2000 об/мин,
действующая на грузики центробежная сила больше силы
действия внешних пружин, в результате чего грузики
перемещаются наружу (рис. 31.5с). Это перемещение передается
штоку управления, уменьшая количество подаваемого топлива и
уменьшая тем самым выходную мощность двигателя, независимо
от положения педали подачи топлива.
Небольшое количество моторного масла, находящегося в
отдельном корпусе регулятора, смазывает движущиеся детали.
Проверку уровня масла необходимо производить
через регулярные промежутки, обычно через каждые 3000
километров пробега.
В регуляторе такого типа используется большое количество
регулировочных гаек, винтов и регулируемых ограничителей
хода. Если у вас нет специальных регулировочных
приспособлений, а также необходимых знаний, не следует
сбивать регулировки.
назад
>> |
|
