Паливний насос високого тиску
Призначення і пристрій. Насос (рис. 43) призначений для подачі палива через форсунку в циліндри дизеля під високим тиском в певній кількості і в строго певний момент. На дизелі встановлені шість однакових паливних насосів плунжерного типу, кожен через бобишку прикріплений чотирма болтами до верхнього горизонтального листу відсіку розподільного вала.
Всі деталі насоса розміщені в пустотілому корпусі 23, отлитом зі спеціального магнієвого чавуну. У верхній частині корпусу нарізана різьба М48 йод нажімной штуцер //. Нижче зроблені кілька расточек різного діаметру, що утворюють порожнину для палива і кільцевої борт під гільзу 16. У стінці корпусу є отвір г з різьбленням М22 під штуцер 25, а в бічному припливі просвердлений горизонтальний отвір д діаметром 16 мм під зубчасту рейку 6. Внизу корпус має прямокутний фланець бС чотирма отворами і циліндричний виступ а діаметром 85 мм, що забезпечує центрування насоса з бобишкою 13 (див. рис. 44). Над фланцем б (див. Рис. 43) в корпусі насоса розташоване контрольне вікно в, що використовується при ремонті.
Зверху в корпус вставляють сталеву гільзу 16, ущільнюючи її алюмінієвим кільцем 7. Від проворота гільзу фіксують штифтом 18, запресованим в корпус, для чого на її зовнішній поверхні, що має діаметр 40 мм, профрезерований канавка р. Верхня частина гільзи потовщена (зовнішній діаметр 45 мм, а внутрішній 20 мм), так як в ній при роботі насоса створюється високий тиск палива. Два радіальних отвори з діаметром 6 мм з конічними расточками по кінцях служать для проходу палива всередину гільзи.
Зверху на торець гільзи встановлюють з притиранням корпус 8 разом з притертими до нього нагнітальним клапаном 9. У нижній частині нагнітальний клапан має чотири напрямних пера е, циліндрична поверхня яких притерта до корпусу 8, а у верхній частині - два паска. Конічний поясок з притертою до сідла, а циліндричний ж, є розвантажувальним, - до корпусу з? клапана.
Нагнітальний клапан притиснутий до сідла корпусу # пружиною 14, встановленої в расточке нажимного штуцера //, ввернутого в корпус насоса. Між штуцером 11 і корпусом 8 ставлять сталеве кільце ущільнювача 15, а щодо корпусу штуцер ущільнюють гумовим кільцем 10, встановленим в канавці на його зовнішній поверхні.
Вгорі штуцер має хвостовик з різьбленням М22 під накидну гайку 12 для кріплення трубопроводу високого тиску 13.
Знизу в гільзу вставлений притертою до неї плунжер 22, який являє собою циліндричний стрижень, виготовлений з високоякісної сталі і термічно обработайний. На верхній частині плунжера (голівці), що має діаметр 20 мм, профрезерований вертикальний паз до шириною 4 мм. Зверху від паза до до кільцевої виточки і зроблений гвинтовий виріз, що утворить відсічну кромку л. Торцовая і спіральна кромки плунжера повинні бути гострими. На направляючої частини м плунжера проточили лабіринтова канавка н шириною 2 мм, що зменшує просочування палива по плунжеру. У нижній частині плунжер має виступи про і закінчується циліндричним хвостовиком п.
Гільза разом з плунжером утворює прецизионную пару, оброблену з високим ступенем точності (зазор між сполучаються деталями 1,5 - 2,5 мкм). У разі несправності гільзи або плунжера заміні підлягає комплект в зборі.
Знизу на гільзу з зазором надягають поворотну втулку 19, у верхній частині якої нарізаний зубчастий вінець т, що входить в зачеплення з зубчастої рейкою 6, встановленої в корпусі насоса. На циліндричній поверхні рейки зроблений паз ф під гвинт 5, що обмежує поздовжнє переміщення рейки і виключає її поворот. Гвинт 5 ввернуть в похиле отвір корпусу насоса. Поворотна втулка в нижній частині має прорізи, в які входять виступи про плунжера. Таким чином, поворотна втулка дозволяє плунжеру здійснювати зворотно-поступальний рух і одночасно повертає його при переміщенні рейки.
Для переміщення плунжера вниз служить пружина 3, затиснута між двома тарілками. Верхня тарілка 20 надіта на поворотну втулку 19 і утримується розрізним стопорним кільцем 4, встановленим в проточці корпусу. Нижня тарілка 2 має радіальну проріз і надівається на нижню частину плунжера, впираючись в його хвостовик п.
Знизу в корпус насоса вставляють сталевий стакан 21, що передає зусилля від штовхача паливного насоса
Мал. 44. Штовхач паливного насоса (а) і положення плунжера при різної подачі палива (б): / - бічний лист блоку; 2 - розподільний вал; і - паливний кулачок; 4 - косинець; 5 - фланець; б - верхній горизонтальний лист; 7 - тарілка; * - склянка; Р - плунжер; 10 - корпус паливного насоса; 11 - пружина; 12 - відбивна гайка; 13 - бобишка; 14 - зливна трубка; 15 ._ сальник Гуферо; 16 - регулювальний болт; 17 - контргайка; 18 - корпус штовхачів; 19 - штовхач; 20 - палець; 21 - плаіка; 22 - болт; 23 - стопорне кільце; 24, 25 - зовнішнє і внутрішнє кільця ролика; 26 - гільза; а - вертикальний паз; б - шестигранник; в, г, з - канавки; д, ж, і - отвори; е - виступ бобишки на плунжер. Переміщення склянки обмежується розрізним стопорним кільцем /, встановленим в канавці корпусу насоса. На зовнішній поверхні склянки зроблена кільцева ризику, яка використовується при перевірці моменту початку подачі палива, а в денці - чотири отвори у діаметром 10 мм для зливу просочившегося палива.
Штовхач паливного насоса (рис. 44, а) передає зусилля від кулачка розподільного вала на плунжер паливного насоса. Штовхач 19 виготовлений з якісної сталі і має циліндричну форму. На його зовнішній поверхні проточені три кільцеві канавки в, з'єднані двома вертикальними пазами а, що забезпечує змазування штовхача при переміщенні його в корпусі 18. У нижній частині штовхача зроблений проріз під ролик, вільно встановлений на пальці 20.
Пустотіла палець 20 по конструкції та встановлення не відрізняється від пальця штовхача приводу клапанів. Ролик складається з двох кілець - внутрішнього 25 і зовнішнього 24, між якими є зазор 0,02 - 0,06 мм. На внутрішній поверхні кільця 25 проточили канавка з, з якої по чотирьом радіальним отворів і діаметром 3,5 мм масло виходить на змазування контактної поверхні обох кілець. Така конструкція ролика забезпечує йому підвищену міцність в умовах високих швидкостей руху штовхача паливного насоса, що обумовлено геометричною формою паливного кулачка розподільного вала.
Зверху в штовхач ввернуть регулювальний болт 16. Шестигранник б на циліндричній стрижні болта дозволяє вкручувати або вивертати болт, регулюючи момент початку подачі палива. Після регулювання положення болта фіксують контргайкою 17. Регулювальний болт проходить через центрального отвір бобишки 13, відлитими з алюмінієвого сплаву. Своїм циліндричним виступом діаметром 80 мм бобишка входить в отвір верхнього горизонтального листа 6 відсіку розподільного вала.
Зверху на регулювальний болт навернена циліндрична відбивна гайка 12, яка спільно з виступом е бобишки лабіринт, що запобігає потраплянню палива в масло. Крім того, просочуванню палива по болту перешкоджає сальник 15, встановлений знизу в расточке бобишки і укріплений в ній стопорним кільцем 23. Для кріплення гайки 12 на її зовнішній поверхні зроблені чотири глухих отвори під виступи спеціального ключа.
Просочилося в бобишку паливо по отвору ж і трубці 14 відводиться в зливний колектор чистого палива. Труба 14 розвальцьованої в планці 21, яка прикріплена до бобишками двома болтами 22. В разі засмічення трубки 14 паливо з бобишки стікає через два бічних отвори д на верхній лист 6, потрапляє в канавку г і відводиться з неї в гря-зесборнік паливного бака.
Робота паливного насоса. Кільцева порожнину А (див. Рис. 43) між корпусом 23 насоса і гільзою 16 постійно з'єднана з паливним колектором через трубку 24 і штуцер 25, а отже, заповнена паливом під тиском 0,20 - 0,25 МПа (2,0 - 2 , 5 кгс / см2). При русі плунжера вниз під дією поворотної пружини 3 паливо з колектора через два радіальних отвори з в гільзі надходить в надплунжерний простір.
При набіганні паливного кулачка 3 (див. Рис. 44, а) розподільного вала 2 на ролик штовхач 19 починає рухатися вгору і своїм регулювальним болтом 16 впливає через стакан 5 на плунжер 9 паливного насоса. Хід плунжера при будь-якій частоті обертання колінчастого вала дизеля однаковий і дорівнює 20 мм, так як залежить тільки від розмірів кулачка 3. Профіль кулачка забезпечує значне прискорення рухомого плунжера. Частина ходу плунжера (30 - 40%) витрачається на його розгін, що супроводжується витісненням певної кількості палива з надплунжерного простору назад в колектор через отвори з (див. Рис. 43).
При швидкості 0,4 - 0,8 м / с плунжер своєї торцевої кромкою перекриває обидва отвори з в гільзі. Так як при подальшому русі плунжера обсяг надплунжерного простору оистро зменшується, то тиск топ-лива в ньому різко зростає. Коли зусилля, що створюється тиском палива над плунжером, стає більше зусиль пружини 14 і залишкового тиску в нагнітальному трубопроводі, клапан 9 відкривається і паливо нагнітається в трубопровід високого тиску 13. Нагнітання палива відбувається до тих пір, поки кромка л плунжера не відчинить один отвір в гільзі і не повідомить тим самим над-плунжерні простір з паливним колектором.
Тиск палива над плунжером різко падає, незважаючи на триваючий рух плунжера вгору. Нагнітальний клапан 9 закривається. Як тільки нижня кромка циліндричного розвантажувального паска ж клапана входить в корпус 8, припиняється повідомлення трубопроводу високого тиску 13 з камерою над плунжером. При подальшій посадці клапана до упору конічним пояском з в сідло відбувається деяка розвантаження трубопроводу 13 від високого залишкового тиску через звільнення невеликого обсягу при посадці клапана.
Вихід палива з надплунжерного простору через радіальний отвір з в порожнину А в кінці ходу нагнітання відбувається з дуже великою швидкістю, що призводить до місцевих кавітаційним руйнувань корпусу насоса. Тому проти отвори з гільзи в корпус 23 ввертають сталеву змінне пробку'77.
Кількість подається насосом палива залежить від тривалості нагнітання його плунжером, що визначається ходом нагнітання, т. Е. Відстанню між торцевою і спіральної крайками плунжера, що вимірюється по осі отвору с. Регулювання подачі палива здійснюється об'єднаним регулятором дизеля, який, переміщаючи рейки, змушує втулки 19 повертати плунжери 22 насосів високого тиску.
На рис. 44, б показані три різних положення плунжера 9 щодо гільзи 26. У положенні / (нульова подача палива) хід нагнітання дорівнює нулю, т. Е. Надплунжерний простір постійно пов'язане з отвором в гільзі через вертикальний паз на голівці плунжера. У положенні // (середня подача палива) плунжер повернутий під деяким кутом і має хід нагнітання. У положенні /// (максимальна подача палива) плунжер повернуть на найбільший кут, т. Е. Хід нагнітання максимальний.
З'єднання рейок паливних насосів з валом управління (рис. 45). Вал управління / рейками паливних насосів складається з трьох частин, жорстко з'єднаних між собою. Виступ в на торці однієї частини валу при складанні
Мал. 45. З'єднання рейок паливних насосів: / - вал управління паливними насосами; 2 - головка; 3 - паливний насос; 4 - поводок; 5 - фіксатор; 6,9, 17 - стяжні болти; 7 - кульковий підшипник; 8 стопорне кільце; 10 - шайба; // - хомут; 12 - верхній горизонтальний лист відсіку розподільного вала: 13 - стійка; 14, 18 - правий і лівий хомутики; 15, 20 - пружини; 16 регулювальний болт; 19 - гайка; 21 .зубчатая рейка: 22 тлін; б, в - виступи; г - паз вставляють в торцевий паз г іншій частині, після чого обидві частини валу додатково закріплюють хомутом //, стягнутим двома болтами 9. Вал встановлений на семи стійках 13, кожна з яких зафіксована двома штифтами і закріплена двома болтами на верхньому горизонтальному аркуші 12 відсіку розподільного вала. У розточення стійок запресовані кулькові підшипники 7, укріплені стопорними кільцями 8. Передній кінець вала / прослизає тягою з'єднаний з об'єднаним регулятором дизеля, а з протилежного боку вал зубчастої муфтою з'єднаний з граничним регулятором.
Проти кожного насоса на валу укріплені два хомутика. Правий хомутик 14 пружиною 15, що працює на скручування, пов'язаний з повідцем 4, вільно встановленим на валу. Відігнуті кінці пружини входять в отвори повідця 4 і хомутика 14. Повідець за допомогою пальця 22 шарнір-но з'єднаний з зубчастої рейкою 21 паливного насоса, для чого верхній кінець повідця виконаний у вигляді вилки. Палець 22 разом з рейкою 21 вставляють зверху в вирізи вилки. Плоскі зрізи на кінцях пальця не дозволяють йому зміщуватися вздовж осі. У нижній частині поводок має виступ а з отвором під регулювальний болт 16.
Лівий хомутик 18, так само як і правий, жорстко укріплений на валу за допомогою стяжного болта 17. Хомутик 18 має циліндричний виступ б з двома плоскими зрізами на зовнішній поверхні. У розточення виступу вставляють пружину 20 і фіксатор 5, на різьбовий кінець якого навертають гайку 19 для кріплення головки 2. Для зручності користування циліндрична поверхня головки виконана рифленою.
Під дією пружини 20 фіксатор 5 виходить з хомутика 18 і спирається на торець регулювального болта 16, який повинен бути відрегульований так, щоб при непрацюючому дизелі вихід рейки дорівнював розміру "Стоп", вибитому на корпусі паливного насоса. Пружина 15 при регулюванні скручується. Положення регулювального болта фіксують гайкою, після чого пломбують.
Коли об'єднаний регулятор дизеля повертає вал на збільшення подачі палива, лівий хомутик 18 через фіксатор 5 тисне на регулювальний болт 16, повертаючи поводок 4, що висуває рейку 21 паливного насоса. При повороті вала в іншу сторону правий хомутик 14 через пружину 15 впливає на поводок 4, пересуваючи рейку 21 на зменшення подачі палива. Затягування пружини 15 і в тому, і в іншому випадку не змінюється, так як пружина повертається разом з укріпленими на валу хомутиками 14 і 18.
Для відключення насоса фіксатор 5 за допомогою головки 2 відводять від регулювального болта 16, долаючи зусилля пружини 20, і повертають на кут 90 °. У такому положенні головка впирається в торець виступу б, утримуючи фіксатор. Звільнений поводок під дією пружини 15 переміщує рейку паливного насоса на нульову подачу палива. Надалі поворот валу ніякого переміщення рейки не викликає.