________________

________________

   



Карта сайта

Топливные системы двигателей типа Д100 и Д50

Для устойчивой, надежной и экономичной работы двигателя необходимо, чтобы за рабочий цикл в каждый цилиндр подавалась строго определенная порция топлива, соответствующая той нагрузке, которую в данный момент имеет двигатель. Топливо должно вводиться в строго определенный момент, соответствующий принятому значению угла опережения подачи топлива до в. м. т., в течение определенного промежутка времени, подача топлива должна происходить по заранее заданному закону.

Эксплуатация тепловозных двигателей

Схема топливной системы двигателя Д50. На двигателях типа Д100 и Д50 установлена топливная аппаратура непосредственного действия с механическим приводом. Дозирование топлива обеспечивается насосным элементом типовой конструкции. Топливный насос соединен с форсункой нагнетательным трубопроводом высокого давления.

Схемы топливных систем

В топливной системе имеется подогреватель 14, состоящий из цилиндрического корпуса, внутри которого размещены стальные трубки. По трубкам проходит горячая вода, поступающая из дизеля. Для более эффективного подогрева топлива применен принцип противотока горячей воды и топлива (вода и топливо входят в подогреватель и выходят из него с противоположных сторон). Подогреватель 14 заполняется топливом, идущим на слив через переключатель 15. Кроме этого, в подогреватель топливо подается непосредственно насосом 20 через краны 3, 12 и штуцер 13. Кран 3 служит для выпуска воздуха из системы, а кран 12 - для контроля заполнения подогревателя топливом.

Привод топливных насосов двигателей типа Д100 и Д50

Конструкция привода, который преобразует вращательное движение кулачкового вала в поступательно-возвратное движение плунжера насоса. Рабочий ход плунжера топливного насоса происходит при движении плунжера сверху вниз. Кулачок 1 воздействует через ролик на установленный в корпусе 3 толкатель 2. Последний, преодолевая усилие пружины 4, перемещает плунжер топливного насоса, опирающийся на наконечник 5 толкателя.

Конструкция, работа, сборка, регулировка и испытание насосов высокого давления

На нижний торец гильзы устанавливается прецизионная пара - нагнетательный клапан 4 со своим корпусом (седлом) 7. Торец корпуса клапана прилегает к торцу гильзы, обеспечивая герметичность стыка и предупреждая просачивание топлива из полости высокого давления в полость низкого давления при нагнетательном ходе плунжера. Внутри клапана установлена пружина 3, которая нижним торцом упирается в тарелку 1, запрессованную в штуцер 5 высокого давления.

Конструкция и работа топливных насосов

Положение спиральной кромки по отношению к окну определяет момент отсечки. Необходимо подчеркнуть, что благодаря Дросселирующему эффекту действительное начало подачи наступает несколько раньше полного перекрытия окна, а конец подачи несколько позже начала его открытия спиральной кромкой плунжера.

Поворот плунжера

На наружной поверхности корпуса клапана имеется резьба, служащая для его выемки из корпуса насоса при помощи специального съемника. Герметичность клапана обеспечивается притиркой запорного конуса 8 к конической поверхности седла. Ниже запорного конуса на цилиндрической поверхности расположены четыре отверстия для прохода топлива при опускании клапана. В седле клапана имеется косой канал а диаметром 1,5 мм для отвода воздуха из полости.

Нагнетательный клапан

В настоящее время хвостовик пальца поводка тяги управления изготовляется с цилиндрической головкой, а не плоским. Хвостовик поводкового пальца с плоской головкой должен быть строго перпендикулярен к оси втулки и пальца, в противном случае нарушается свободный ход рейки. Заедание рейки устраняют поворотом топливного насоса с уже закрепленным жестким топливным коллектором, а это нередко приводит к деформации корпуса насоса и заклиниванию плунжера.

Конструкция регулирующей рейки

На рейке 23 срезан один зуб (3-й со стороны упора). Поэтому соединить рейку с шестерней в корпусе топливного насоса при его сборке можно только в единственном положении, когда выступ напрессованного на шестерню кольца будет против срезанного зуба на рейке. На хвостовой части плунжера имеются три выступа, которые входят в соответствующие пазы шестерни 14. Установить плунжер в шестерню можно только в положении, когда его выступы попадут в соответствующие пазы шестерни.

Рабочие чертежи гильзы и плунжера

Высокие требования, предъявляемые к изготовлению плунжера и гильзы, продиктованы малыми зазорами между ними после спаривания (0,001-0,002 лш), необходимыми для надежного уплотнения от утечки топлива при высоких давлениях в камере насоса в период нагнетательного хода плунжера. Одновременно качество сборки должно обеспечить свободное перемещение плунжера, выдвинутого из гильзы на 20-25 мм от нижнего крайнего положения, при его наклоне под углом 45° к горизонтальной плоскости под действием собственного веса при любом повороте вокруг своей оси (предварительно плунжер и гильза должны быть промыты в профильтрованном дизельном топливе). После проверки качества посадки плунжерную пару подвергают испытанию на гидравлическую плотность.

Топливный насос двигателя типа Д50

Втулки подшипников 26 выполнены из бронзы 3-12-5 с баббитовой заливкой. С левой стороны к фланцу кулачкового вала крепится регулятор 28 предельного числа оборотов со связанной с ним цилиндрической шестерней привода регулятора 7. Регулятор 28 предельного числа оборотов и корпус 29 привода регулятора с механизмом экстренного выключения двигателя находятся в левом отсеке картера.

Пружина плунжера

На наружной поверхности толкателя канавка, соединенная каналами с центральным отверстием в валике, через которое поступает масло для смазки ролика. С помощью регулировочного болта 36 (ввертывая или вывертывая его) можно изменять положение плунжера относительно окна в гильзе, что связано с изменением рабочего участка профиля кулачка и началом подачи топлива.

Механизм управления регулирующими рейками

Механизм управления регулирующими рейками секций топливного насоса. Шток 5 сервомотора 6" регулятора 7 соединен вилкой 4 с тягой 3, которая связана с одним из плеч промежуточного двуплечего рычага 33, сидящего на оси 34. Второе плечо рычага.

Секция топливного насоса

На коническую поверхность корпуса клапана помещается уплотнительная прокладка 4 из меди марки МЗ. Будучи затянута штуцером 6, прокладка 4 уплотняет расточку в корпусе насоса, отделяя полость низкого давления от полости высокого давления. Корпус клапана 3 вместе с клапаном 5 составляют прецизионную пару. Нагнетательный клапан топливного насоса двигателя Д50 отличается от нагнетательного клапана двигателя Д100 наличием пояска а, служащего для разгрузки системы (снижения остаточного давления) после отсечки подачи топлива плунжером насоса.

Корпус клапана

На гильзу 8 плунжера установлена поворотная гильза 1 с зазором 0,077-0,025 мм (свободно вращающаяся). Верхняя часть поворотной гильзы имеет зубчатый сектор, зубья которого входят в зацепление с зубьями регулирующей рейки 15, а в нижней части выполнены прорези в, куда входят выступы 12 плунжера. Верхняя тарелка 18 пружины 16 плунжера 9, упирающаяся в торец расточки, является одновременно упором поворотной гильзы, определяющим ее осевой зазор.

Нагнетательный клапан топливного насоса двигателя Д50

Выполнена расточка для установки пружины 2 клапана. Выше, большего диаметра, установлен корпус нагнетательного клапана, прижатый к резиновой уплотнительной прокладке 5 грузом 12 через рычаг И и шток 10. Пружина 2 прижимает рабочий конус клапана 13 к конусной расточке седла. Сквозное отверстие в штоке 10 соединено шлангом 9 со стеклянной трубкой 7, опущенной в стакан 6. Трубка 8 служит для сообщения с атмосферой.

Контроль нагнетательных клапанов

Груз 3, установленный на рычаге, плунжером насосного элемента 12 создает давление топлива 8 кГ/см2 в полости клапана. Если поворотом рукоятки 1 установить кулачок в горизонтальное положение, то груз будет опускаться по мере выдавливания топлива из пространства насосного элемента 12 по зазору между пояском клапана 9 и корпусом 10. Рычаг груза связан со следящей стрелкой 4. Время (в секундах), в течение которого стрелка 4 пройдет расстояние между метками а и б, нанесенными на указателе стенда, принимается за гидравлическую плотность клапана по разгрузочному пояску.

Испытания плунжерных пар топливных насосов на гидравлическую плотность

При поднятом грузе 18 (чему соответствует крайнее нижнее положение плунжера) всасывающие окна в гильзе должны быть почти полностью перекрыты торцовой кромкой плунжера, что достигается ввертыванием или вывертыванием регулировочного болта 14 толкателя 15. Открывая кран 10, заполняют топливом надплунжерное пространство.

Насосные элементы двигателей 2Д100 и Д50

Насосные элементы двигателей 2Д100 и Д50 испытывают на дизельном топливе (ГОСТ 4749-49) с вязкостью 2о = 1,43ч-1,45 при температуре 15-25° С. При необходимости для получения указанной вязкости к дизельному топливу добавляют дизельное масло. Гидравлическая плотность насосного элемента двигателя Д50 до обкаточных испытаний должна быть в пределах 40- 80 сек. Значения гидравлической плотности для насосных элементов двигателей Д50 и Д100 в соответствии с условиями испытаний измеряются при усилии по оси плунжера Р = 390 кг. При этом удельное давление топлива для насосного элемента двигателя Д50 поэтому значения гидравлической плотности насосных элементов двигателей Д50 и 2ДЮ0 не следует сопоставлять по их абсолютным значениям.

Испытания насосных элементов

В бачок 7 заливают масло для постоянной смазки трущихся поверхностей толкателя 15, куда оно подводится по трубке. Трубка 6 служит для отвода просачивающегося топлива по зазору между гильзой и плунжером. В эксплуатации для испытания плунжерных пар применяют несколько измененный стенд. В подвижных сочленениях этого стенда установлены шариковые подшипники.

Испытание и регулировка топливного насоса двигателя типа Д100

Метки на ободе маховика стенда, соответствующие подъему плунжера на 3,6-3,7 мм по профилю кулачка с учетом номинального размера В и мениска, позволяют установить насос для обкаточных испытаний, не прибегая к помощи приспособления. Обкатку на смеси 40% дизельного топлива и 60% масла производят без форсунок при 400 оборотах кулачкового вала в минуту и положении регулирующей рейки на 8-її риске против стрелки 24, установленной на прокладках 25 общей толщиной -2 мм. Длительность обкатки на смеси 30 мин.

Герметичность нагнетательного клапана

Топливо или смесь подводится топливоподкачивающим насосом 1 под давлением 1,2 кГ/см2 из стендового бака по трубке 12 к коллектору 8, откуда поступает в полость низкого давления топливных насосов. На конце коллектора 8 установлен редукционный клапан 5, через который излишек топлива, подаваемого топливоподкачивающим насосом, сливается в бак по трубке 4. Кран 6 служит для выпуска воздуха из коллектора.

Топливо или смесь

На торец корпуса толкателя помещают регулируемый топливный насос. Из топливного бака 23 топливоподкачивающим насосом 22 топливо по трубке 24 нагнетается в фильтр 25 тонкой очистки, откуда отфильтрованное топливо по трубке 9 попадает в коллектор 11 и далее через кран 26 в полость низкого давления топливного насоса. На конце коллектора установлен редукционный клапан 12, регулируемый на давление 1,2 кГ/см2.

Кулачковый вал

При работающем топливоподкачивающем насосе 22, открытом кране 26 и регулирующей рейке, установленной примерно на максимальную подачу, прокручивают (поворачивают на ~90° вперед и назад) кулачковый вал, пока стеклянная трубка моментоскопа не наполнится топливом. Прокручивают кулачковый вал рычагом, который вставляют в отверстия, высверленные в ободе маховика 19. Затем медленно поворачивают маховик и следят за моментом страгивания мениска (уровня топлива) в трубке моментоскопа.

Топливо из форсунки

На втулке колеса установлены два диска 6 с вырезами, в которые входят ползунковые устройства 12 и 13. Диски 6 постоянно прижаты к торцу втулки червячного колеса 10 пружинкой 5. При выключенном фиксаторе 4 диски 6 вращаются вместе с червячным колесом. Ползунковые устройства 12 и 13 при выходе из выемок замыкают контакты, установленные в электрической цепи напряжением 36 в. Цепь питает соленоид, сердечник которого связан с рычагом 6, управляющим положением лотка 28. Если вывести из лунки диска 6 фиксатор 4, прибор включится, лоток 28 займет положение, показанное на рисунке, и топливо будет стекать в мерный стакан 29. После полного поворота дисков 6 (примерно на 360°), что соответствует 800 оборотам кулачкового вала, ползунковые устройства 12 и 13 войдут в выемки дисков 6, разомкнут контакты и обесточат соленоид.

Мерный стакан

Ниже будет показана зависимость производительности насоса на режиме максимальной подачи от затяжки пружины клапана. Определенное влияние на производительность оказывает и изменение объема, описываемого клапаном при его опускании на седле Практически изменения минимальной производительности добиваются предварительным изменением максимальной производительности. Для этого, если, например, минимальная производительность больше предельной величины (105 г за 800 ходов), сначала увеличивают максимальную производительность путем подбора нажимного штуцера 5 с меньшей глубиной внутренней расточки (при меньшей глубине расточки больше предварительная затяжка пружины, меньше объем, описываемый клапаном при его опускании на седло), постановкой медной прокладки 6 меньшей толщины (по тем же соображениям),пружины большей длины, корпуса клапана 7 с более высоким буртом и клапанной пары с меньшей глубиной внутренней расточки в клапане.

Максимальная производительность насоса

В эксплуатации для определения производительности и регулирования топливных насосов применяют несколько измененный стенд, имеющий вал, так что одновременно проходят проверку два насоса, количество поданного топлива определяют не весовым, а объемным способом. Коробка отсчета числа ходов плунжера и мерныестеклянные трубки, по уровню топлива в которых определяют производительность насосов.

Коробка отсчета числа ходов плунжера и мерныестеклянные трубки

Для определения размера В после окончания регулировки на стенде от насоса отсоединяют нагнетательную трубку и на клапане момент перекрытия окна гильзы плунжером определяют по исчезновению луча света между кромкой окна гильзы и торцом плунжера, наблюдение ведут через топливо подводящее отверстие в корпусе насоса. Специальный индикатор показывает размер В. В этом случае отпадает необходимость подбирать несколько раз прокладки при установке насоса на стенде для работы на определенном участке профиля кулачка.

Топливные насосы для двигателей 10Д100

Топливные насосы для двигателей 10Д100 регулируются на максимальную производительность 430±5 г за 800 ходов плунжера при 850 об/мин кулачкового вала. Минимальная производительность, как и у двигателей 2Д100, 70-105 г за 800 ходов плунжера при 400 об/мин кулачкового вала, но при смещении регулировочной рейки на 4,2 мм от упора. Как и для двигателей 2Д100, насосы при регулировке подразделяются по минимальной производительности на три группы.

Испытание и регулировка топливного насоса двигателя типа Д50

В коробке 7, укрепленной на торцовой стенке уловителя, находится соленоид, сердечник которого рычажной системой связан валиком с лотками. Соленоид включен в прибора 14 автоматического отсчета числа нагнетательных ходов плунжера.

Топливоподкачивающий агрегат

Обкатку на дизельном топливе производят на двух режимах: 1) при числе оборотов кулачкового вала 300 в минуту и положении рейки на 15-м делении; 2) при числе оборотов кулачкового вала 370 в минуту и положении рейки на 19-м делении. Длительность первого режима 30 мин, второго - 1 ч. После обкатки на дизельном топливе с насоса снимают крышку фиксаторов и регулятор и производят наружный осмотр.

Герметичность нагнетательных клапанов

Порядок чередования геометрического начала подачи секциями насоса по углу поворота вала топливных кулачков 1-3-5- 6-4-2. Последовательно, в порядке чередования подач, на каждую секцию укрепляют моментоскоп, регулировочным болтом толкателя устанавливают, как указано выше, начало подачи топлива, наносят риски на корпусе секции и стакане пружины.

Порядок чередования геометрического начала подачи секциями насоса по углу поворота вала топливных кулачков

Существующие форсунки можно разделить на два основных типа: открытые и закрытые. В транспортных дизелях, работающих на переменных скоростных и нагрузочных режимах, применяются главным образом закрытые форсунки, при использовании которых устраняется опасность резкого ухудшения распыливания топлива при малых числах оборотов коленчатого вала и малых нагрузках двигателя. Это явление, характерное для открытых форсунок, приводит к падению индикаторного к. п. д. и к возникновению дымного выпуска на малых числах оборотов.

Конструкция, работа, сборка, регулировка и испытание форсунок

Проходное сечение, образованное тремя, равновелико суммарному сечению четырех канавок в прежней конструкции. Для получения большего удельного давления при посадке иглы и надежной герметичности контактный поясок (след спаривания) на конической поверхности корпуса и иглы должен быть возможно более узким. Небольшая ширина контактного пояска достигается тем, что конус иглы и конус корпуса обрабатывают под разными углами.

Конструкция и работа форсунок

Внутри корпуса распылителя находится ограничитель 19 подъема иглы с развитой опорной поверхностью. При сборке распылителя ограничитель подбирают по высоте так, чтобы подъем иглы был в пределах 0,4-0,5 мм. На верхний торец распылителя установлен щелевой фильтр 16: В корпус 14 ввернут стакан 12 пружины 11, сжимающий медную прокладку 15, которая герметично отделяет рабочую полость щелевого фильтра от пространства под стаканом 12. Одновременно стакан сжимает медную прокладку 22 под сопловым наконечником, предупреждая прорыв газов в корпус форсунки и утечку топлива, а также уплотняя торцовые стыки соплового наконечника, щелевого фильтра и корпуса распылителя.

Сжатие пружины форсунки

В форсунках серийной конструкции одна сторона образующей цилиндрической поверхности ограничителя подъема иглы 19 всегда прижата к корпусу распылителя. Это при работе форсунки вызывает трение и приводит к некоторому торможению подъема и посадки иглы.

Щелевой фильтр

При изготовлении наконечников правильность выполнения отверстий контролируют на специальном приспособлении. Приспособление имеет камеру 2, внутри которой под углом 90° установлено два зеркала 11 и 12 с градуированными шкалами. Стенки камеры против каждого зеркала изготовлены из плексигласа, что позволяет вести наблюдение за струями топлива и их отражанием в каждом зеркале.

Точность и стабильность размеров распыливающих отверстий

Затем топливо попадает в фрезерованные пазы, выполненные на наружной поверхности корпуса распылителя, и по радиальным отверстиям в камеру форсунки.- Когда давление топлива в камере превысит усилие затяжки пружины, игла резко поднимается и топливо устремится в распыливающие отверстия соплового наконечника. В средней части каждого цилиндра двигателя 2Д100 расположены две форсунки. Каждая форсунка установлена в адаптере 24, ввернутом в стенку гильзы 1 цилиндра.

Форсунка двигателя типаД50

Щелевой фильтр фиксируется в штуцере от осевых перемещений натягом, который создается предварительным прогибом на 0,18-0,24 мм по середине фильтра. Корпус и игла модернизированного распылителя двигателя типа Д50. Изменение конструкции заключается в введении дополнительного шлифованного конуса, расположенного ниже рабочего конуса, на который выходят распыливающие отверстия.

Щелевой фильтр

Топливо к тройнику 3 подводится по нагнетательной трубке 6 высокого давления от топливного насоса, находящегося за щитом 10. Топливный насос приводится в действие вручную рычагом 12. На штуцере высокого давления топливного насоса установлен переходник для одновременного присоединения нагнетательной трубки 6 и манометра 9. Из бака, находящегося за щитом, топливо через фильтр поступает к топливному насосу.

Испытание и регулировка форсунок

Опытом установлено, что величина плотности находится в обратной зависимости от усилия затяжки стакана пружины. Таким образом, один и тот же распылитель мог бы показать различное значение плотности в указанных пределах при неодинаковом усилии затяжки стакана пружины. Качество распыливания определяют визуально при давлении подъема иглы рф0 = 210+5 кГ/см2.

Испытание форсунки двигателя типа Д50

В приспособлении для определения подъема иглы распылителя форсунки двигателя Д50 на корпус распылителя также устанавливают цанговый штуцер 2, но на иглу опускают наконечник 1 с внутренней выточкой, имеющей диаметр, больший диаметра хвостовика иглы. Предварительно нижнюю поверхность штуцера 2 и торец наконечника 1 совмещают на плите, устанавливая стрелку индикатора на нулевое деление, как и в приспособлении.

Определение гидравлических характеристик

Топливный насос, приводимый в действие электродвигателем переменного тока, нагнетает топливо в коллектор и далее в аккумулятор 2. Из аккумулятора по трубке 3 высокого давления топливо поступает в испытуемую форсунку 7. Постоянство давления топлива в аккумуляторе (р = 20 кГ/см2) обеспечивается положением регулирующей рейки насоса 12, управляемой вертикальной тягой, связанной с маховичком 16. Форсунку устанавливают в закрытом сосуде 8, изготовленном из уголков с обшивкой из плексигласа.

Распылители и сопловые наконечники

С левой стороны трубки расположена миллиметровая шкала 10, на правую сторону при помощи двух пружин укрепляют бумажную шкалу с соответствующей градуировкой. Со стороны миллиметровой шкалы имеется стержень, по которому перемещаются указатели 6 и 9 пределов измерения. Трубка со шкалами закрывается застекленной дверкой 11. С втулкой 5 соединен шланг, подводящий воздух к испытуемому распылителю или сопловому наконечнику.

Изменение расхода воздуха

Изменение расхода воздуха, вызванное разным суммарным проходным сечением сопловых отверстий, заставляет поплавок, поддерживаемый потоком воздуха, устанавливаться там, где кольцевой зазор между поплавком и смотровой трубкой соответствует данному расходу; чем больше расход, тем выше поднимется поплавок, и наоборот. Градуировку шкалы и установку указателей пределов измерения выполняют по эталонным распылителям, отобранным на гидравлическом стенде в соответствии с техническими требованиями.

Конструкция редуктора ротаметра

Если при этом поплавок будет находиться в пределах шкалы и величина его разбега от нижнего положения достаточна для удобства пользования, тогда к поплавку, установившемуся в верхнем положении, подводят указатель верхнего предела измерения.

Некоторые особенности изготовления прецизионных деталей

Для этого плунжер при помощи двух сухарей 2 зажимают в цангу 1 шпинделя 5 бабки, на обрабатываемую поверхность наносят тонкий слой пасты М7 (с содержанием 25% окиси алюминия) и надевают на плунжер разрезной чугунный притир 4, установленный в кольцевую оправку 3. По мере обработки постепенно подтягивают болт оправки.

Плунжеры

При работе станка необходимо контролировать состояние поводковой обоймы. При незначительном ее короблении, а также при вибрации нижнего диска поверхность детали получается граненой. Перед нанесением пасты диски тщательно промывают керосином и протирают чистой тряпкой.

Обработка прецизионной поверхности гильзы

После обработки гильз их сортируют по группам с разностью диаметров, не превышающей 0,001 мм. Для этого при помощи ротаметра измеряют внутренние диаметры гильз, используя набор калибров. После окончательной обработки плунжеры подбирают по гильзам. Плунжер должен входить в гильзу примерно на длины. Спаривание производят на доводочной бабке при 200-250 об/мин шпинделя на пасте «окись алюминия». Окончание спаривания характеризуется свободным перемещением гильзы по плунжеру.

Обработка иглы распылителя

На иглу насаживают шкив 13, несколько смещенный относительно шкива электродвигателя. Благодаря этому иглы постоянно прижат к торцу призмы 12 осевым усилием, создаваемым приводным ремнем. Число оборотов вала электродвигателя 2810 в минуту. Шкивы имеют одинаковый диаметр. Окружная скорость вращения иглы на диаметре 4 мм составляет 32,2 м/мин. Подача иглы вдоль образующего конуса производится смещением салазок продольного суппорта 5. Поперечный суппорт перемещается винтом 6, используемым для поперечной подачи и предварительной установки иглы.

1 2 3 4 5 6   > > > >