Топливный насос

Топливный насос предназначен для подачи в цилиндры дизеля в установленные моменты времени точно дозированных порций топлива, соответствующих нагрузке дизеля.

На дизелях 4ч8,5/11 установлен четырехплунжерный топливный насос (рис. 29).

Рис. 29. Четырехплунжерный топливный насос:

1 — корпус; 2 —кулачковый валик; 3 —; ось ролика; 4 — ролик; 5 — толкатель; 6 — контргайка; 7 — регулировочный болт; 8 — нижняя тарелка пружины; 9 и 19— пружины; 10— плунжер; 11 — втулка плунжера; 12 — верхняя тарелка пружины; 13 — поворотная втулка; 14 — крышка люка; 15 —стопорный винт; 16 — седло клапана; 17 — нагнетательный клапан; 18 — винт; 20— топливоотводящий штуцер; 21 — зубчатый венец; 22 — зубчатая рейка; 23 — пломба; 24 — войлочная подушка; 25 и 29 — пробки; 26 — корпус ограничителя; 27 — упорная гайка; 28 — стопорная планка; 30 — ввертыш; 31 — направляющая втулка; 32 — корпус привода регулятора; 33 — втулка; 34 — диск; 35 — сальник; 36 — шарикоподшипник; 37 — прокладка; 38 — крышка переднего подшипника; 39 — топливоподводящий штуцер; 40 — нагнетательный штуцер; 41 — отверстие для установки топливоподкачивающего насоса.

Корпус насоса 1 отлит из алюминиевого сплава и имеет две полости: нижнюю и верхнюю. В нижней полости помещен кулачковый валик, в верхней в соответствующих гнездах размещены детали четырех насосных секций и механизм регулирования количества подаваемого топлива.

Все четыре насосные секции одинаковы по конструкции. Основным элементом насосной секции является плунжерная пара, состоящая из плунжера 10 и втулки 11. Сопрягаемые рабочие поверхности этих деталей изготовлены с большой точностью, поэтому заменять их можно только парой (комплектом).

Втулка плунжера вставляется в вертикальную расточку и фиксируется от проворачивания стопорным винтом 15. Верхний торец втулки и сопрягаемый торец седла 16 нагнетательного клапана притерты на специальной плите для обеспечения уплотнения плоскостей стыка.

На боковой поверхности втулки плунжера со стороны верхнего торца имеются отверстия, через которые внутренняя полость втулки сообщается со всасывающей полостью корпуса топливного насоса.

Диаметр плунжера 5,0 мм. На боковой поверхности плунжера имеются кольцевая выточка и осевая канавка. Часть плунжера между ними срезана по винтовой линии. Этим винтовым срезом регулируется количество топлива, подаваемого в цилиндр. На рис. 30 показано различное положение винтового среза головки плунжера. На рис. 30, д осевая канавка на боковой поверхности головки плунжера расположена против бокового отверстия втулки. В этом случае при движении плунжера вверх топливо свободно переходит во всасывающую полость корпуса топливного насоса, а в цилиндр оно подаваться не будет (так называемая нулевая подача). На рис. 30, а я б плунжер повернут в положение максимальной подачи топлив. при промежуточных положениях плунжера (рис. 30, в и г) в цилиндр будет подаваться меньшая доза топлива.

Рис. 30. Зависимость подачи топлива от углового положения плунжера относительно отверстий во втулке плунжера:

а и б — полная подача; в и г — частичная подача; д —нулевая подача; 1 — отверстия для впуска топлива; 2 — осевая канавка; 3 — спиральная кромка.

Нижняя часть стержня плунжера имеет два выступа, входящие в продольные пазы поворотной втулки 13 (рис. 29), свободно надетой на выступающую часть втулки плунжера и удерживаемой пружиной 9, помещенной между верхней тарелкой 12 и нижней тарелкой 8. Плунжер под действием пружины 9 находится в крайнем нижнем положении.

Всасывающие полости насосных секций соединены продольным каналом; с одной стороны канал закрыт ввертышем 30, а с другой в канал ввернут штуцер 39 для подвода топлива. Нагнетательные штуцера 40 попарно стопорятся планками 28. Планки имеют на концах скосы с насечкой. Две планки стягиваются винтом, который затем пломбируется.

Для удобства монтажа деталей насосных секций верхняя полость корпуса насоса с левой стороны имеет люк. Люк закрывается штампованной крышкой 14, которая крепится двумя винтами. Под крышку ставится прокладка.

В полости имеется горизонтальная полка, в которой расточены гнезда для зубчатых венцов 21 поворотных втулок 13 и верхних тарелок 12 пружин 9.

Рядом с гнездами под зубчатыми венцами поворотных втулок в корпусе имеется сквозной продольный канал, в котором с обеих сторон ввернуты направляющие втулки 31. Во втулках передвигается зубчатая рейка 22, входящая в зацепление с зубчатыми венцами.

Между верхней и нижней полостью имеется горизонтальная перегородка, в которой находятся четыре отверстия под толкатели 5. Каждый толкатель имеет ролик 4 со вставленной в него стальной втулкой, ось 3 ролика, регулировочный болт 7 и контргайку 6.

Толкатель от проворачивания удерживается выступающим концом оси ролика, входящим в вертикальный паз отверстия.

Торцы нижней полости корпуса насоса имеют отверстия, в которые центрирующими выступами вставляются крышка подшипника 38 и корпус 32 привода регулятора. В гнездах крышки и корпуса помещены шарикоподшипники 36, на которых вращается кулачковый валик 2. Крышка и корпус привода регулятора изготовлены из алюминиевого сплава. Для предохранения гнезд от смятия при запрессовке шарикоподшипников- они армируются стальными втулками 33. Между торцами втулок и днищем гнезд зажаты нажимные упругие диски 34, которые крепят кожаные сальники 35, служащие для уплотнения концов кулачкового валика.

Осевой люфт кулачкового валика регулируется прокладками 37, устанавливаемыми под крышку 38 и корпус привода регулятора.

Нижняя полость корпуса насоса служит ванной для масла, которым смазываются все рабочие поверхности деталей привода плунжеров.

Возле каждого шарикоподшипника на валике установлены маслоотражательные шайбы, предохраняющие кожаные сальники от излишнего заброса маслом.

Для заливки масла сверху в корпусе имеется отверстие закрываемое пробкой 29.

Из нижней полости просачивающееся через плунжерные пары топливо отводится через резьбовое отверстие, в которое вворачивается штуцер со сливной трубкой.

На боковой стенке корпуса против кулачка распределительного вала второго цилиндра имеется обработанный прилив с отверстием 41 для установки топливоподкачивающего насоса.

На днище корпуса против каждой насосной секции предусмотрены четыре резьбовых отверстия, в которые ввернуты пробки 25. Вставленные в пробки войлочные подушки 24 обеспечивают смазку кулачков при наклонном положении дизеля.

Днище корпуса выполнено плоским и служит для установки топливного насоса на кронштейне блок-картера. Крепится насос четырьмя шпильками, ввернутыми в днище корпуса насоса.

Зубчатая рейка 22 служит для поворота плунжеров в сторону увеличения или уменьшения подачи топлива.

Один конец рейки соединяется с рычагом регулятора. Другой конец со стороны привода насоса входит внутрь корпуса ограничителя 26, навернутого на направляющую втулку 31. В корпус ограничителя ввернута упорная гайка 27, служащая для ограничения подачи топлива. После регулировки насоса на максимальную подачу топлива гайка шплинтуется и пломбируется.

Продольная канавка на рейке, в которую входит конец ввернутого в корпус насоса стопорного винта 15, служит для предотвращения заедания рейки при проворачивании.

Продольная канавка на концах рейки со стороны зубьев выполнена для улучшения смазки трущихся поверхностей.

Поворотная втулка 13 четырехплунжерного топливного насоса имеет съемный зубчатый венец 21. Это сделано для того, чтобы иметь возможность регулировать равномерность подач топлива по отдельным секциям. Зубчатый венец насаживается на шейку поворотной втулки и стягивается винтом. На буртике поворотной втулки просверлены два радиальных отверстия для проворачивания ее относительно зубчатого венца с помощью бородка. При регулировании равномерности подач отпускают стяжной винт и поворачивают втулку, а следовательно, и плунжер на необходимый угол. Рейку при этом закрепляют. После регулирования на зубчатом венце и на поворотной втулке ставится общая риска, определяющая их взаимное положение.

Кулачковый валик изготовлен из углеродистой стали. Профили кулачков закалены токами высокой частоты. Кулачки выполнены заодно с валиком и расположены под углом 90° друг к другу в порядке 1, 3, 4, 2, т. е. соответственно очередности работы цилиндров дизеля. Кулачковый валик вращается в два раза медленнее коленчатого вала.

На обоих концах валик имеет конусные шейки со шпоночными канавками. На конусе со стороны привода крепится кулачковая муфта, посредством которой валик насоса соединяется с валиком привода. Муфта закрепляется на валике гайкой, законтренной пружинной шайбой. На противоположном конусе насажена ведущая шестерня привода регулятора.

Насосная секция работает в следующем порядке. При нижнем положении плунжера боковые отверстия втулки плунжера открыты и топливо заполняет пространство над плунжером. При вращении распределительного вала кулачок, поднимая толкатель, перемещает плунжер вверх; при этом плунжер выталкивает- топливо во всасывающую полость топливного насоса до тех пор, пока своей верхней кромкой не перекроет боковые отверстия втулки. С момента закрытия этих отверстий начинается сжатие топлива. При сжатии топлива давление от него передается на нагнетательный клапан и открывает его. Топливо поступает по трубке высокого давления в форсунку и впрыскивается в цилиндр дизеля.

Когда кромка винтового среза головки плунжера вновь откроет боковое отверстие, подача топлива прекратится. В этот момент полость над плунжером сообщается со всасывающей полостью насоса через осевую канавку на боковой поверхности головки плунжера и боковое отверстие втулки. При этом давление над плунжером резко падает и пружина заставляет нагнетательный клапан плотно сесть в свое седло.

При посадке нагнетательного клапана цилиндрический поясок, расположенный над его конусом, освобождает часть объема полости нагнетания, вследствие чего давление в ней резко падает, обеспечивая резкую посадку иглы распылителя форсунки, предотвращая возможность подтекания топлива из форсунки. Пружина 9 возвращает плунжер © крайнее нижнее положение.

Привод топливного насоса осуществляется от распределительного вала. Валик 3 (рис. 31) привода топливного насоса вращается на двух шарикоподшипниках 6, установленных в расточке бокового прилива передней полости блок-картера.

Рис. 31. Привод топливного насоса:

1 — шестерня; 2 — гайка; 3 — валик; 4 — дистанционная втулка; 5 — пружинное кольцо; 6 — шарикоподшипник; 7 — вспомогательная муфта; 8 — муфта; 9 — кулачковая муфта; 10 — текстолитовая шайба; 11 — болт;. 12— крышка; 13 — шпонка; 14 — сальник.

Левый шарикоподшипник зажат самоподжимным сальником 14 между кольцом 5 и крышкой 12. На одном конце валика на шпонке закреплена шестерня 1, которая входит в зацепление с шестерней, установленной на распределительном валу. Число оборотов валика привода равняется числу оборотов распределительного вала.

Кулачковый валик топливного насоса соединяется с валиком привода при помощи кулачковой муфты 9, текстолитовой шайбы 10, муфты 8 и вспомогательной муфты 7.

Конструкция привода допускает несовпадение осей валиков привода и насоса не более 0,15 мм.

Кулачковая муфта 9 крепится на конусе кулачкового валика топливного насоса гайкой. Фланец муфты 8 имеет два выступа, которые входят в пазы текстолитовой шайбы. В два других паза шайбы входят выступы кулачковой муфты 9. Муфта двумя болтами 11 соединяется со вспомогательной муфтой 7, которая имеет два овальных полукольцевых отверстия под болты.

Вспомогательная муфта насажена на выступающий конец валика привода, имеет радиальный вырез и фиксируется от проворачивания шпонкой 13, а от осевого смещения — призонным болтом.

Полукольцевые отверстия во вспомогательной муфте дают возможность повернуть относительно нее на некоторый угол муфту 8 вместе с текстолитовой шайбой и кулачковым валиком топливного насоса. Этим достигается изменение начала впрыска топлива в камеры сгорания цилиндров. Муфта позволяет изменять начало подачи топлива в пределах 60° по углу поворота коленчатого вала. Для удобства регулирования начала подачи на муфте имеется одиннадцать делений. Поворот кулачкового валика насоса на одно деление изменяет угол опережения впрыска топлива на 6° угла поворота коленчатого вала.

Положение муфты относительно вспомогательной муфты регулируется на заводе и фиксируется в формуляре. Кроме того, на стороне, противоположной градуировке, наносится общая риска.

На кулачковой муфте 9 и на крышке шарикоподшипника топливного насоса также имеются риски. Совпадение этих рисок соответствует началу подачи топлива первой секцией насоса.