Занятие: Элементы системы питания (Топливный насос высокого давления, принцип действия и устройство)

План проведения занятий по Устройству автомобилей

Преподаватель: Приданчук В. А.

Дата:

Группы:

Раздел: Системы питания дизельных двигателей.

Занятие: Элементы системы питания (Топливный насос высокого давления, принцип действия и устройство)

1.Распределение бюджета времени на занятие:

1. Проверка присутствующих – 3 минуты.

2. Опрос студентов по предыдущему материалу – 15 минут.

3. Изложение нового материала, запись в конспект – 48 минут.

4. Закрепление нового материала – 15 минут.

5. Подведение итогов – 7 минут.

6. Задание на дом – 3 минуты.

Итого: 90 минут.

2.Учебно-наглядные пособия:

- Слайды, плакаты

- Мультимедия, компьютер

- Учебные элементы

- Лектор 2000

3.Опрос студентов:

-Вопросы

4.Закрепление нового материала:

1. Выдаю учебный элемент № . Изучаем и отвечаем.

2. Разбираем правильность ответов.

3. Выставляем оценки.

5.Задание надом:

1. Заполнить тетрадь для лабораторных работ по пройденной теме.

2. Повторить пройденный материал.

3. Не забываем про конструкторские разработки.

6. Звонок:

ВСЕМ ДОСВИДАНИЯ, ДЕЖУРНЫЕ ОСТАТЬСЯ!

Подпись преподавателя:____________________

Топливный насос высокого давления (ТНВД) предназначен для точного дозирования топлива и подачи его в определенный момент под высоким давлением к форсункам.

Наибольшее распространение на автомобильных дизелях получили многосекционные насосы с постоянным ходом плунжера и регулировкой конца подачи топлива.

Топливные насосы высокого давления делятся на типы по расположению и количеству секций.

Топливные насосы высокого давления

Устройство и принцип действия

ЯМЗ 236М:

Топливный насос высокого давления подает через форсунки в камеру сгорания топливо в строго определенные моменты и в определенном количестве, в зависимости от режима работы двигателя .По принципу действия топливные насосы применяемые на дизелях, относятся к золотниковому типу с постоянным ходом плунжера и регулировкой конца подачи топлива. Число секций топливного насоса соответствует числу цилиндров двигателя. Каждая секция обслуживает один цилиндр. Топливный насос высокого давления двигателя ЯМЗ-236М имеет шесть секций, а топливный насос двигателя КамАЗ-740.10- восемь секций, объединенных в общем корпусе.

Топливные насосы высокого давления дизельных двигателей ЯМЗ-236М и КамАЗ-740.10 расположены между рядами цилиндров и приводятся в действие от зубчатых колес распределительного вала. На одном конце вала привода топливного насоса установлено зубчатое колесо, а другой конец вала соединен с центробежной муфтой опережения впрыскивания топлива. За два оборота коленчатого вала, кулачковый вал насоса делает один оборот и топливо подается последовательно во все цилиндры.

На корпусе топливного насоса высокого давления двигателя ЯМЗ-236М укреплен топливоподкачивающий насос. Автоматическая муфта опережения впрыскивания топлива. и регулятор частоты вращения коленчатого вала объединены с насосом в один агрегат. Кулачковый вал насоса вращается на роликовых конических роликоподшипниках, выходные концы вала уплотнены самоподжимными манжетами.

Горизонтальная перегородка делит корпус на две части: верхнюю и нижнюю. В нижней части расположены кулачковый вал и толкатели, а в верхней - насосные секции. В горизонтальной перегородке выполнены шесть отверстий и пазы для установки и направления движения толкателей. Кулачковый вал приводит в движение плунжеры через ролики толкателей с регулировочными болтами. В нижнюю часть корпуса насоса наливают масло чрез отверстие, закрытое сапуном, уровень масла контролируют указателем.

Все секции топливного насоса высокого давления работают одинаково, поэтому рассмотрим работу только одной из них. При вращении кулачкового вала насоса кулачек набегает на ролик толкателя, который поднимаясь сжимает пружину и перемещает плунжер вверх по втулке. При дальнейшем повороте вала кулачок сбегает с ролика толкателя и пружина опускает плунжер вниз. При движении плунжера вверх секция подает топливо, а когда плунжер находится внизу, происходит наполнение надплунжерного пространства топливом. Кроме возвратнопоступательного движения под действием рейки , плунжер совершает поворот во круг своей оси на некоторый угол. Таким образом плунжер может совершать сложное движение- возвратно-поступательное и вращательное одновременно.

Топливо поступает из фильтра тонкой очистки в канал насоса высокого давления и при нижнем положении плунжера через впускное отверстие подается внутрь втулки , заполняет надплунжерное пространство и проходит через осевое и диаметральное отверстия к спиральным канавкам. При подъеме плунжера топливо вначале вытесняется из надплунжерного пространства через впускное отверстие обратно в топливоподводящий канал.когда это отверстие перекроет плунжер, давление в надплунжерном пространстве возрастает , нагнетальный клапан открывается , сжимая пружину, пропускает топливо из надплунжерного пространства в штуцер и через топливопровод высокого давления- к форсунке. Дальнейшее движение плунжера вверх сопровождается повышением давления до 18,5 МПа, при котором игла форсунки, приподнимаясь, открывает проход топливу, впрыскиваемому в камеру сгорания.

Впрыскивание топлива форсункой в камеру сгорания продолжается до тех пор, пока отсечная кромка спиральной канавки движущегося вверх плунжера не начнет открывать перепускное отверстие, соединяющее надплунжерное пространство с топливоотводящим каналом. Давление в надплунжерном пространстве резко снижается и нагнетательный клапан под действием давления топлива и пружины садится на седло.

Для устранения подтекания топлива в камеру сгорания между распылителем и иглой форсунки необходимо, что бы игла быстро садилась на седло, т.е. должна происходить четкая отсечка подачи топлива. Это обеспечивается нагнетательным клапаном, имеющий разгрузочный поясок который при посадке клапана на седло способствует увеличению объема пространства за ним , что приводит к резкому снижению давления в трубке между штуцером и форсункой. Поясок клапана и седло ( при опускании клапана) работают как поршневая пара, так как разгрузочный поясок притерт к седлу.

В топливопроводе остается избыточное давление 8..10 МПа, что обеспечивает стабильность при малой подаче топлива.

Режим работы дизеля зависит от количества топлива, подаваемого в цилиндры секциями насоса за один ход плунжера. При повороте плунжеров во втулках на некоторый угол изменяется количество подаваемого топлива.

Если смотреть на плунжер сверху, то поворот его против часовой стрелки сопровождается увеличением количества подаваемого топлива. При движении рейки внутрь насоса плунжеры всех секций одновременно поворачиваются в положение, соответсвующее увеличению подачи.

В этом случае расстояние от отсечной кромки плунжера до перепускного отверстия будет наибольшим. При повороте плунжера по часовой стрелке количество подаваемого топлива снижается. подача топлива плунжерной парой прекращается при совмещении диаметрального отверстия плунжера с перепускным , так как при движении плунжера вверх, надплунжрное пространство сообщается сначала с отверстием, а затем с отверстием.

Таким образом, при повороте плунжера изменяется моментокончании подачи и следовательно количество подаваемого топлива, а момент начало подачи топлива насосом остается неизменным. Момент начала подачи топлива регулируется болтом, ввернутым в толкатель. Если болт отвертывать , то при повороте кулачкового вала толкатель будет раньше поднимать плунжер и топливо будет раньше поступать к форсунке т.е. угол начала подачи топлива насосной секцией увеличится.

Насос начинает подавать топливо в цилиндр, когда поршень не доходит на некоторый угол до ВМТ. Этот угол называют углом начал подачи топлива насосом. Форсунок несколько позднее насоса начинает подавать топливо в цилиндр двигателя, это обусловлено некоторым расширением топливопроводов, незначительной сжимаемостью топлива и небольшими утечками в наносе и форсунке.

КамАЗ-740.10:

Угол развала секций топливного насоса высокого давления дизеля КамАЗ-740.10 составляет 75 градусов. В корпусе 1 насоса на роликоподшипниках 28 установлен кулачковый вал 29, уплотняемый самоподвижной манжетой 26. На переднем конце (со стороны привода) кулачкового вала на шпонке 25 укреплена муфта регулировки опережение впрыска топлива, удерживаемая от смещения гайкой, а на заднем конце ведущее зубчатое колесо. На шпонке установлена фланец зубчатого колеса и эксцентрик привода топливоподкачивающего насоса; гайка удерживает эти детали от смещения. Движение от фланца к зубчатому колесу передается через резиновые сухари, далее к промежуточному колесу, укрепленному на пальце и зубчатому колесу привода всережимного регулятора. Задний торец насоса закрыт крышкой регулятора, на которой расположен топливодкачивающий насос. На переднем торце корпуса насоса установлен перепускной клапан. Сверху насос закрыт крышкой, на которой находится рычаг управления регулятором. В насосе имеется две рейки – левая и правая, соединенные общим рычагом. В зависимости от числа цилиндров двигателя в корпусе насоса расположено до 8 секций, установленных в отдельных корпусах. Уплотнение между корпусов насосной секции и корпусов насоса высокого давления осуществлено кольцами, изготовленными из бензомаслостойкой резины. Гильза (втулка) плунжера, зафиксированная в корпусе насосной секции штифтом, имея два отверстия: впускное и перепускное. Плунжера в верхней части имеет осевое и диаметральное отверстия и две спиральные канавки. Насосная секция работает также как и насосная секция топливного насоса высокого давления дизельного двигателя ЯМЗ – 236М, с той лишь разницей, что давление впрыскивая топлива увеличено до 18 МПа.