Топливный насос высокого давления служит для подачи под большим давлением одинаковых порций топлива в цилиндры дизеля в соответствии с порядком их работы.
Топливный насос дизеля ЯМЗ-238 устанавливается между рядами цилиндров и приводится в действие от шестерни распределительного вала двигателя.
Кулачковый вал 1 (рис. 27) вращается в подшипниках 4, установленных в корпусе 14 насоса, и приводится во вращение через автоматическую муфту опережения впрыска.
Основными деталями каждой секции насоса являются плунжер 16 и гильза 15.
 |
Обе детали подбираются с зазором в сопряжении 0,001—0,002 мм и разукомплектованию не подлежат. Над каждой гильзой под штуцером 19 установлен нагнетательный клапан 18, который усилием пружины плотно входит в корпус 17. В верхней части каждой гильзы имеются два отверстия, к которым топливо подается топливоподкачивающим насосом 24 под давлением до 1,5 кГ/см2 или ручным насосом 23. |
Рис 27. Топливный насос высокого давления дизеля ЯМЗ-238: I, II , V, VI, VII, VIII—секции насоса (III и IV—секции попали в вырыв); 1 — кулачковый вал; 2 — роликовый толкатель; 3 — кулачок; 4 — шариковый подшипник; 5 — ведомый фланец муфты опережения впрыска топлива; 6— палец ведомого фланца; 7 —пружина; 8 — ведущий фланец; 9 — груз; 10 — пружина плунжера; 11 — ограничитель кода рейки; 12 — зубчатая рейка; 13 — зубчатый сектор; 14 — корпус насоса; 15 — гильза; 16 — плунжер; 17 — корпус клапана; 18 — нагнетательный клапан; 19 — штуцер; 20 — пробка заливной горловины; 21 — пробка выпуска воздуха; 22 — регулятор оборотов коленчатого вала двигателя; 23 — pучной насос; 24 — топливоподкачивающий с другой стороны насоса прикреплены всережимный регулятор 22 оборотов коленчатого вала дизеля.
Плунжер движется вверх от кулачка 3 при помощи толкателя 2, а вниз — под действием пружины 10.
При нижнем положении плунжера боковое отверстие 9 (рис. 28, а, 1) гильзы открыто и топливо, нагнетаемое топливоподкачивающим насосом, поступает внутрь гильзы.
При подъеме плунжера 2 в момент перекрытия плунжером отверстия 9 в гильзе 1 (рис. 28, а, II) резко возрастает давление, под действием которого открывается нагнетательный клапан 7 и топливо поступает в форсунку.
 |
Подача топлива продолжается до момента подхода отсечной кромки 3 плунжера к отверстию 5 гильзы (рис. 28, a. III). При дальнейшем движении плунжер вытесняет топливо из рабочей полости гильзы через перепускную канавку 4 и выточку 10 плунжера в отверстие 5, а из него по каналу корпуса насоса через перепускной клапан 6 (см. рис. 25) в топливный бак. Давление топлива в гильзе резко уменьшается, и нагнетательный клапан 7 (см. рис. 28) под действием пружины и давления топлива быстро закрывается. |
Рис.28. Схемы работы плунжера (а) и нагнетательного клапана (б): I —
гильза; 2 — плунжер; 3 — отсечная кромка плунжера; 4 — перепускная канавка
плунжера; 5—перепускное отверстие; 6 — корпус нагнетательного клапана; 7—
нагнетательный клапан; 8 — разгрузочный поясок клапана; 9 — отверстие входа
топлива в гильзу; 10 — выточка; I — заполнение гильзы топливом; II и III —
положения плунжера при полной подаче топлива (II — начало и III—конец подачи);
IV —при малой подаче; V — при нулевой
подаче
При опускании нагнетательного клапана 7 в отверстие корпуса 6 входит разгрузочный поясок 8 (см. рис. 28, б).
С этого момента клапан работает как поршенек, обеспечивая увеличение объема топлива в трубопроводе высокого давления, и, следовавательно, резкое снижение давления в нем.
Благодаря этому игла форсунки быстро закрывает отверстия распылителя. Происходит четкая отсечка подачи и устраняется подтекание топлива из форсунки.
Когда плунжер опускается вниз, торец плунжера открывает отверстие 9 и полость гильзы снова наполняется топливом.
Количество подаваемого топлива в цилиндры дизеля изменяется поворотом плунжеров в гильзах на одинаковый угол при помощи зубчатой рейки 12 (см. рис. 27) и зубчатых секторов 13.
Секторы винтами закреплены на поворотных втулках 34 (см. рис. 29, а).
В нижней части каждой втулки имеются две прорези, в которые входят шипы плунжера 33.
На плунжерах имеется по две симметрично расположенных перепускных канавки 4 (см. рис. 28, а), заканчивающиеся в нижней части отсечными дозирующими кромками 3.
При такой конструкции плунжера облегчается сборка топливного элемента насоса, и при установке плунжера в гильзу можно произвольно вводить шипы плунжера в прорези поворотной втулки 34 (см. рис. 29, а), при этом не будет нарушено правильное положение перепускной канавки плунжера относительно перепускного отверстия гильзы.
|
|
Рейка 12 (см. рис. 27) перемещается вдоль корпуса насоса от воздействия регулятора 22 оборотов и рычага управления. Рейка при движении вращает зубчатые секторы, которые через поворотные в втулки повертывают плунжеры. Наружный конец рейки закрывается ограничителем 11 хода рейки. В зависимости от угла поворота плунжера изменяется расстояние, проходимое им от момента перекрытия отверстия 9 гильзы (см. рис. 28) до момента открытия отсечной кромкой 3 отверстия 5 гильзы; в результате изменяется продолжительность впрыска и, следовательно, количество подаваемого топлива. Максимальная подача топлива ограничивается болтом 12 (см. рис. 29). Чтобы остановить дизель, прекращают подачу топлива. Для этого при помощи рейки устанавливают плунжеры в гильзах в положение, когда перепускная канавка 4 (см. рис. 28, а, V) каждого плунжера будет обращена к отверстию 5. В этом случае при движении плунжера вверх все топливо перетекает из рабочей полости каждой гильзы по перепускной канавке 4 плунжера к отверстию 5, а затем в топливный бак.
|
Рис. 29. Всережимный регулятор числа оборотов коленчатого вала дизеля ЯМЗ-238: а — общий вид; б — схема передачи усилия от рычага управления на рейку при увеличении подачи топлива; в — схема передачи усилия от грузов на рейку при уменьшении подачи топлива; 1 — регулировочный винт подачи топлива и мощности двигателя в период эксплуатации; 2 — кулиса; 3 — палец рычага рейки; 4 — серьга; 5—муфта; 6 и 16 — грузы; 7 — корпус; 8 — шестерня кулачкового вала насоса; 9 — скоба кулисы; 10 — вал рычага пружины регулятора; 11 — рычаг управления; 12 — болт ограничения максимальных оборотов; 13—болт ограничения малых оборотов холостого хода;14 — шестерня валика регулятора;15 — валик регулятора; 17— зубчатая рейка; 18 — тяга зубчатой рейки; 19—пружина рычага рейки; 20 — рычаг пружины; 21 — пружина регулятора; 22 — распорная пружина; 23 — двуплечий рычаг; 24 — рычаг привода рейки; 25 — регулировочный винт; 26 — рычаг регулятора; 27 — буферная пружина; 28 — контргайка; 29— корпус буферной пружины; 30 — предохранительный колпачок; 31 — винт регулирования вдвига рейки; 32 — корректор регулятора; 33 — плунжер; 34 — втулка; 35 — зубчатый сектор
Автоматическая муфта опережения изменяет угол момента впрыска топлива в цилиндры в зависимости от числа оборотов коленчатого вала дизеля.
Чем больше число оборотов, тем раньше нужно впрыскивать топливо в цилиндры, иначе топливо не успеет полностью испариться и сгореть. В результате уменьшится мощность двигателя.
При увеличении числа оборотов грузы 9 (см. рис. 27) под действием центробежной силы преодолевают сопротивление пружин 7 и расходятся. Через пальцы 6 грузы поворачивают ведомый фланец 5, а вместе с ним и кулачковый вал насоса относительно ведущего фланца 8 на определенный угол по направлению вращения, что и обеспечивает более ранний впрыск топлива в цилиндры дизеля.
Муфта начинает работать с 1000 об/мин коленчатого вала дизеля и при 2100 об/мин увеличивает угол опережения впрыска топлива на 10—14° (5—7° по кулачковому валу насоса).
Всережимный центробежный регулятор числа оборотов коленчатого вала дизеля ЯМЗ-238 служит для автоматического изменения подачи топлива в цилиндры при изменении нагрузки дизеля, что обеспечивает поддержание любого установленного скоростного режима от 500 до 2100 об/мин коленчатого вала.
При возрастании нагрузки необходимо увеличить подачу топлива, иначе дизель может заглохнуть. В случае снижения нагрузки следует уменьшить подачу топлива, иначе увеличится скорость вращения коленчатого вала и дизель будет работать вразнос.
Водитель педалью управления подачей топлива устанавливает необходимую скорость вращения коленчатого вала дизеля. Во время работы дизеля заданнаяскорость вращения поддерживается регулятором, который изменяет количество подаваемого топлива насосом при изменении нагрузки.
Регулятор (рис. 29) приводится в действие от кулачкового вала насоса через цилиндрические шестерни 8 и 14, вращающиеся в корпусе 7 на шариковых подшипниках.
Рычагом 11 управления изменяют положение рейки 17, которая через зубчатый сектор 35 и втулку 34 повертывает плунжер 33 каждой секции на определенный угол, что и изменяет подачу топлива. Рычаг 11 соединен с педалью, расположенной в кабине водителя.
Для увеличения подачи топлива рычаг 11 управления перемещают в сторону болта 12. При этом усилие от рычага 11 на рейку 17 передается через вал 10 на рычаг 20, затем пружину 21 регулятора, рычаг 23, регулировочный винт 25, рычаг 26 регулятора, серьгу 4, а затем на шарнирно связанный с ней рычаг 24 привода рейки и тягу 18.
Рейка 17 вдвигается в корпус насоса, и подача топлива секциями увеличивается. Схема передачи усилия от рычага 11 на рейку 17 при увеличении подачи топлива приведена на рис. 29, б.
Для уменьшения подачи топлива необходимо выдвинуть рейку из корпуса насоса, что достигается перемещением рычага 11 управления в сторону болта 13.
Во время работы насоса перемещение рейки обеспечивается всережимным регулятором автоматически. Следует помнить, что пружины 19 и 21 регулятора, воздействуя на рычаг 24 привода рейки, стремятся установить зубчатую рейку 17 в положение большей подачи.
Снижение нагрузки сопровождается увеличением скорости вращения коленчатого вала. Одновременно увеличивается скорость вращения грузов 6 и 16 регулятора, центробежная сила грузов возрастает, и они, повертываясь на своих осях, через ролики перемещают муфту 5 по валику 15 регулятора.
Вместе с муфтой будет перемещаться шарнирно связанный с ней рычаг 24 привода рейки. Рейка немного выдвинется из корпуса насоса и через зубчатые секторы повернет плунжеры секций насоса в сторону уменьшения подачи топлива.
Скорость вращения вала дизеля, а следовательно, и грузов 6 и 16 регулятора снизится и грузы слабее будут давить на муфту 5.
В результате усилием пружин 19 и 21 рейка насоса установится в положение большей подачи топлива, и дизель будет работать на заданном скоростном режиме.
Схема передачи усилия от грузов 6 и 16 на рейку 17 при уменьшении подачи топлива приведена на рис. 29, в.
Когда рычаг 11 управления устанавливают в положение большей подачи топлива, вместе с ним поворачивается рычаг 20 и натяжение пружины 21 регулятора увеличивается.
При установке рычага 11 управления до упора в болт 12 подача топлива, а следовательно, и мощность дизеля будут наибольшими.
Если при этом положении рычага уменьшится нагрузка дизеля, то возрастет скорость вращения коленчатого вала дизеля грузов 6 и 16 регулятора.
Грузы, воздействуя через муфту 5 и си тему рычагов на зубчатую рейку 17 насоса, выдвинут ее в сторо регулятора. Подача топлива уменьшится, что ограничит максимальные обороты коленчатого вала и предохранит дизель от разноса при уменьшении нагрузки.
Для остановки дизеля выключают подачу топлива при помощи скобы 9 кулисы. При перемещении скобы вниз усилие от нее передается на кулису 2, а через палец 3 на рычаг 24 привода рейк.
Рейка выдвинется из корпуса насоса и установит плунжеры всех секций насоса в положение нулевой подачи.
Пружина 22 устанавливает рычаги 23, 24 и 26 в рабочее положение. Регулировочные винты ограничивает ход кулисы.
Этим винтом ограничивают подачу топлива, а следовательно, мощность дизеля при его эксплуатации.
Винтом 31 регулируют максимальный вдвиг рейки, а винтом 25 — натяжение пружины 21 регулятора.
