Навигация
4. ТНВД. Принцип работы
Топливный насос высокого давления является основным прибором системы питания дизеля. Он предназначен для равномерной подачи строго определенной дозы топлива к форсункам двигателя под высоким давлением в течение определенного промежутка времени согласно порядку работы цилиндров двигателя. Состоит он из одинаковых секций по количеству цилиндров двигателя. Секция включает в себя корпус, втулку плунжера (гильзу), плунжер, поворотную втулку, нагнетательный клапан, который прижат штуцером к гильзе плунжера через прокладку.
Принцип работы ТНВД состоит в следующем. Под действием кулачка вала и пружины плунжер совершает возвратно-поступательное движение. При движении плунжера вниз внутреннее пространство гильзы наполняется топливом и топливо подается насосом низкого давления в подводящий канал корпуса насоса. При этом открывается впускное отверстие и топливо поступает в надплунжерное пространство. Далее под действием кулачка плунжер начинает подниматься вверх, перепуская топливо обратно в подводящий канал, до тех пор, пока верхняя кромка плунжера не перекроет впускное отверстие гильзы. После перекрытия этого отверстия давление топлива резко возрастает и топливо через зазор между втулкой и плунжером, преодолевая усилие пружины, поднимает нагнетательный клапан и поступает в топливопровод.
Продвижение плунжера вверх вызывает повышение давления выше уровня давления, которое создается пружиной форсунки. В результате этого игла форсунки приподнимается и происходит впрыскивание топлива в камеру сгорания. Подача топлива продолжается до тех пор, пока винтовая кромка плунжера не откроет выпускное отверстие в гильзе. В результате давление над плунжером резко падает, нагнетательный клапан под действием пружины закрывается и пространство над плунжером разъединяется с топливопроводом высокого давления. Далее плунжер перемещается вверх, топливо перетекает в сливной канал через винтовую кромку плунжера и продольный паз. Количество топлива подается в форсунку с помощью зубчатой рейки, втулки и связывающего поводка. Продолжительность впрыскивания соответствующих порций топлива, подаваемых в цилиндры двигателя, зависит от угла поворота плунжера, так как изменяется расстояние, проходимое плунжером от момента перекрытия впускного отверстия до момента открытия выпускного отверстия винтовой кромкой.
Чтобы остановить двигатель автомобиля, необходимо прекратить подачу топлива. В этом случае рейкой устанавливают плунжер в такое положение, чтобы винтовая канавка оказалась обращенной в выпускному отверстию, и при перемещении плунжера вверх все топливо над ним по канавке через выпускное отверстие и топливопроводы попадает в бак.
Заданную частоту вращения коленчатого вала автоматически поддерживает всережимный регулятор частоты вращения. Он находится в развале корпуса топливного насоса высокого давления и приводится в движение от его кулачкового валика. Во время работы двигателя с частотой вращения коленчатого вала, соответствующей данному положению педали управления подачи топлива, центробежные силы грузиков регулятора уравновешены усилием пружин. Если нагрузка на спуске уменьшится, то частота вращения коленчатого вала начнет возрастать и грузы регулятора, преодолевая сопротивление пружины, немного разойдутся и переместят рейку топливного насоса высокого давления в положение, уменьшающее подачу топлива. Если частота вращения уменьшается, то центробежная сила грузов также уменьшается и регулятор под действием силы пружины переместит рейку в обратном направлении, что приведет к увеличению подачи топлива.
Для изменения момента начала впрыскивания топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала предназначена автоматическая муфта опережения впрыскивания топлива. Изменяя момент впрыскивания топлива, автоматическая муфта улучшает экономичность двигателя и его пусковые качества. На конической поверхности переднего конца кулачкового валика топливного насоса высокого давления крепится шпонкой и фиксируется гайкой ведомая полумуфта. Ведущая полумуфта крепится на ступице ведомой и может на ней поворачиваться. Между ступицей и полумуфтой установлена втулка. Ведущая полумуфта приводится в действие распределительной промежуточной шестерней через вал с гибкими соединительными муфтами. На ведомую полумуфту вращение передается двумя грузами. Они качаются в плоскости, перпендикулярной к оси муфт на полуосях, запрессованных в ведомую полумуфту. Одним концом приставка ведущей полумуфты упирается в палец груза, а другим - в профильный выступ. Пружины стремятся удержать грузы на упоре во втулке ведущей полумуфты. Если частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается, под действием центробежных сил грузы расходятся, и в результате ведомая полумуфта поворачивается относительно ведущей в направлении вращения кулачкового валика, что увеличивает угол опережения впрыска топлива. При уменьшении частоты вращения грузы под действием пружин сходятся. Ведомая полумуфта поворачивается вместе с валиком топливного насоса в противоположную сторону вращения, что уменьшает угол опережения впрыска топлива.
Для впрыскивания, распыления топлива и распределения его частиц по объему камеры сгорания служат форсунки. Главным элементом форсунки является распылитель, имеющий одно или несколько сопловых отверстий, которые формируют факел впрыскиваемого топлива. Форсунки могут быть открытого и закрытого типа. В четырехтактных дизелях применяют форсунки закрытого типа, сопловые отверстия которых закрываются запорной иглой, поэтому внутренняя полость в корпусе распылителей форсунок сообщается с камерой сгорания только в период впрыскивания топлива.
Подача заряда воздуха в цилиндр под давлением для повышения мощности дизельного двигателя называется турбонаддувом. Для наддува дизель оборудуют турбокомпрессором на выхлопных газах.
Дизельные двигатели, оснащенные турбокомпрессором, более экономичны.
Принцип действия турбокомпрессора состоит в следующем. На валу турбокомпрессора сидят два турбинных колеса, размещенные в двух отдельных корпусах. Движущей силой для турбинных колес служат выхлопные газы дизельного двигателя. Они разгоняют вал компрессора, а поскольку ротор выхлопных газов и ротор свежего воздуха сидят на одном валу, то с такими же оборотами свежий воздух нагнетается в цилиндры. Применение турбокомпрессора повышает как мощность двигателя, так и крутящий момент. Предпосылкой эффективной работы двигателя является определенная скорость вращения вала компрессора, гарантирующая хорошую степень наполнения. Обычно двигатель вращается со скоростью не менее 3000 об/мин.
5.ТНВД на КамАЗе
Высокая топливная экономичность, надежность, способность работать на более тяжелом (ниже стоимость) топливе способствует широкому распространению дизельных двигателей автомобилей. Система питания дизеля предназначена для подачи в цилиндры двигателя воздуха и топлива. Подача топлива осуществляется под давлением в определенный момент угла поворота УП коленчатого вала КВ и определенными, согласно нагрузки двигателя, порциями.
Процесс смесеобразования проходит в течение короткого (20 – 600 УП КВ) промежутка времени внутри цилиндра, когда поршень находится вблизи ВМТ. К началу подачи топлива в конце такта сжатия давление в цилиндре составляет примерно 3,0 – 3,5 МПа, а температура 700 – 9000 К. Смесеобразование в этом случае представляет собой процесс испарения мелко распыленного топлива и перемешивание его паров с воздухом. Поэтому сразу после начала впрыскивания начинается сгорание и остаток топлива подается в уже горящую среду.
ТНВД на автомобиле КАМАЗ – золотникового типа, с постоянным ходом плунжера и регулировкой конца подачи топлива. Число секций насоса соответствуют числу цилиндров двигателя. ТНВД расположен между рядами цилиндров и приводится в действие от зубчатых колес распределительного вала. На одном конце вала привода ТНВД установлено зубчатое колесо, а другой конец вала соединен с центробежной муфтой опережения впрыскивания топлива. За 2 оборота КВ кулачковый вал насоса делает 1 оборот и топливо подается последовательно во все цилиндры (1 – 5 – 4 – 2 – 6 – 3 – 7 – 8).
Рис. 11. Топливный насос высокого давления двигателя КАМАЗ: А – поперечный разрез; Б – продольный разрез; 12 – державка грузов; 13 – ось грузов; 14 – груз; 15 – упорный шарикоподшипник; 16 – муфта; 19 – рычаг пружины; 21 – втулка рейки; 27 – крышка подшипника; 30 – ролик толкателя; 31 – упорная втулка; 32 – пята толкателя; 33 – пружина; 34 – плунжер; 35 – впускное отверстие; 37 – нагнетательный клапан; 38 – штуцер; 39 – втулка (гильза) плунжера
Рис. 12. Секция насоса: 1 – кулачок распределительного вала; 2 – корпус насоса; 3 – ролик толкателя; 4 – толкатель; 5 – пята толкателя; 6 – тарелка пружины; 7 – пружина; 8 – опорная шайба; 9 – опорная втулка; 10 – плунжер; 14 – нагнетательный клапан; 15 – штуцер; 17 – корпус секции насоса; 18 – шайба; 22 – рейка; 23 – поворотная втулка плунжера
Угол развала секций ТНВД дизеля КАМАЗ составляет 750. В корпусе 1 насоса на роликоподшипниках 28 установлен кулачковый вал 29, уплотняемый самоподжимной манжетой 26. На переднем конце (со стороны привода) кулачкового вала на шпонке 25 укреплена муфта 23 регулировки опережения впрыска топлива, удерживаемая от смещения гайкой 24, а на заднем конце – ведущее зубчатое колесо 2. На шпонке 5 установлены фланец 4 зубчатого колеса и эксцентрик 6 привода топливоподкачивающего насоса; гайка 7 удерживает эти детали от смещения. Движение от фланца к зубчатому колесу 2 передается через резиновые сухари 3, далее к промежуточному колесу 8, укрепленному на пальце 9, и к зубчатому колесу 11 привода всережимного регулятора. Задний торец насоса закрыт крышкой 10 регулятора, на которой расположен топливоподкачивающий насос. На переднем торце корпуса насоса установлен перепускной клапан 20. Сверху насос закрыт крышкой 18, на которой находится рычаг управления регулятором. В насосе имеются две рейки – левая и правая 22, соединенные общим рычагом 40. В корпусе насоса расположено восемь секций, установленных в отдельных корпусах 36.
Уплотнение между корпусом насосной секции и корпусом насоса высокого давления осуществлено кольцами 16 и 21, изготовленными из бензомаслостойкой резины. Гильза (втулка) 13 плунжера, зафиксированная в корпусе насосной секции штифтом 11, имеет два отверстия: впускное 12 и перепускное 20. Плунжер в верхней части имеет осевое и диаметральное отверстия и две спиральные канавки 19.
ЛИТЕРАТУРА
-Основы конструкции автомобиля.”За рулём”Иванов А.М, Солнцев А.Н. Гаевский В.В.
-http://www.kamaz.ru/ru/vehicle/serial/9
Похожие работы
... технической готовности представлен на рисунке 1. Коэффициент технической готовности Рис. 1 Коэффициент использования подвижного состава для "перевозок" (коэффициент выпуска) зависит от интенсивности эксплуатации и «возраста» автопарка. Совершенствование транспортного процесса обеспечивает постоянное повышение интенсивности эксплуатации автомобильного парка, увеличивает пробег автомобилей ...
... разгрузочных машин Количество погрузо-разгрузочных машин циклического действия, необходимых для погрузки или разгрузки транспортных средств, вычисляется по формуле: Xтех= (6.1) где Qsut – суточный объем погрузо-разгрузочных работ, т; Рэ – эксплуатационная производительность одного механизма, т; Tsut – продолжительность работы погрузо-разгрузочного ...
... с грузовыми вспомогательных операций, изменение последовательности обработки грузовых помещений). Непосредственными организаторами выполнения ТПГОС в части подготовки и организации погрузочно-разгрузочных работ, а также производства вспомогательных операций, выполняемых портом, являются старший стивидор и подчиненные ему сменные стивидоры; в части прочих операций комплексного обслуживания судна — ...
... коммерческого арбитража -оказание местным и зарубежным фирмам информационных и консультационных услуг -содействие развитию инфраструктуры информационного обслуживания предпринимательства -содействия предпринимателям в вопросах патентоведенья изобретений, регистрации товарных знаков -содействию организации международных выставок -оказание издательских и рекламных услуг, издание ...
0 комментариев