Конструкция эластичного карданного шарнира.

Рисунок 2 -Карданная передача(а) и эластичная муфта (б) автомобиля ВАЗ-2105

В карданных передачах легковых автомобилей наряду с жесткими шарнирами неравных угловых скоростей применяют упругие шарниры, имеющие упругий элемент в виде муфты из эластичного материала, упругая деформация которого позволяет не только передавать крутящий момент между валами, пересекающимися под углом 2...5°, но и защищает трансмиссию от ударов. Примером такой передачи может служить карданная передача автомобилей ВАЗ-2105, ВАЗ-2107 и др. (рисунок 2). Она состоит из промежуточного 3 и основного 7 карданных валов, двух карданных шарниров 6, эластичной муфты 1 и промежуточной опоры 4 (рисунок 2, а).

Эластичная резиновая муфта соединяет вторичный вал коробки передач с промежуточным карданным валом. Передний фланец 5 муфты установлен на шлицах вторичного вала 14 коробки передач и закреплен на нем гайкой 15, а задний фланец 9 муфты - на шлицах наконечника 11 промежуточного карданного вала (рисунок 2, б). Шлицевое соединение наконечника и фланца смазывается через резьбовое отверстие с пробкой 12 и защищено сальником 10. Резиновая подушка промежуточной опоры 4 привулканизирована к кронштейну, который крепится к поперечине 5, связанной с полом кузова автомобиля. На шлицах заднего наконечника промежуточного карданного вала закреплена вилка карданного шарнира 6. Под промежуточным карданным валом установлен кронштейн безопасности 2, исключающий падение вала при разрушении эластичной муфты. Подшипники крестовин карданных шарниров смазываются при сборке и во время эксплуатации в смазке не нуждаются.

4.Конструкция шарниров равных угловых скоростей: шариковых, кулачковых, сдвоенного кардана.

Карданные шарниры равных угловых скоростей обычно применяют в приводах ведущих управляемых колес автомобиля. В зависимости от конструкции их делят на шариковые (с делительными канавками и с делительным рычажком), кулачковые (с диском и без диска) и сдвоенные с крестовиной.

Шариковый шарнир с делительными канавками (рисунок 3, а) имеет два кулака 2 и 4, изготовленные заодно с валами 1 и 5. В кулаках выполнено по четыре канавки, в каждую из которых заложены шарики 3. Для центрирования вилок в одной из них наштифте 8 устанавливается центрирующий шарик 6 с лыской, которая нужна для прохода рабочих шариков 3 при сборке. Штифт 8 фиксируют в свою очередь штифтом 7.

Рисунок 3 - Шариковые карданные шарниры: а – с делительными канавками; б – с делительным рычажком

Средние линии канавок представляют собой окружности равного радиуса с центрами О1 и О2, которые находятся на одинаковом расстоянии от центра О карданного шарнира. В результате при любом угле между валами рабочие шарики 3 удерживаются в плоскости, проходящей через точки пересечения средних линий канавок 2 и 4 и делящей пополам угол между осями валов. При вращении валов 1 и 5 крутящий момент передается от одного кулака к другому через два шарика.

В шариковом карданном шарнире с делительным рычажком (рисунок 3, б) связь между ведущей звездочкой 11 и сферической чашкой 9, выполненной как одно целое с валом 15, осуществляется шестью шариками 12, заключенными в сепаратор 10. При повороте вала 15 относительно вала ведущей звездочки делительный рычажок 14 через направляющую чашку 13 поворачивает сепаратор и шарики устанавливаются в биссекторной плоскости, т.е. плоскости, делящей угол между осями вала 15 и вала ведущей звездочки 11 пополам. Крутящий момент в этом шарнире передается через все шарики. Поэтому нагрузка меньше, чем в шарнире с делительными канавками, и они могут передавать больший крутящий момент.

Рисунок 4 - Кулачковые карданные шарниры:
а – с диском в приводе управляемого ведущего моста автомобиля;
б- детали кулачкового карданного шарнира с диском; в – без диска;
1- ведущий вал; 2- поворотная цапфа; 3 – уплотнительные манжеты; 4, 7 – вилки; 5, 8 – кулаки; 6 – внутренняя полуось; 9 – диск; 10 – обод колеса; 11 – камера шины; 12, 17 – вилки; 13, 16 – кулаки; 14 – шип; 15 – паз.

На рисунке 4 показан привод колес управляемого ведущего моста автомобиля с кулачковым карданным шарниром равных угловых скоростей с диском. В вилках 4 и 7 валов 1 и оси б выполнены цилиндрические пазы, оси образующих которых перпендикулярны к валам. В пазах вилок установлены кулаки 5 и 8, шарнирно соединенные между собой диском 9, входящим в их вырезы, При передаче вращения, когда валы 1 и 6 расположены под углом, каждый из кулаков одновременно поворачивается относительно вилки и диска. Оси пазов вилок лежат в одной плоскости с осями валов и расположены на одинаковых расстояниях от точки их пересечения. Поэтому точка пересечения осей пазов при любом положении вилок находится в биссекторной плоскости.

Кулачковый шарнир без диска (рисунок 4, в) состоит из вилок 12 и 17, в которых установлены два кулака, 13 и 16, соединенные между собой с помощью шипа 14 и паза 15.

Кулачковые карданные шарниры могут работать при углах меж­ду валами до 50°. Благодаря большой плоскости контакта поверхностей деталей, через которые передаются нагрузки, кулачковыешарниры имеют сравнительно небольшие размеры. Основной их недостаток - более низкий КПД, чем у шариковых шарниров. Они больше нагреваются, создают шум при работе, быстро изнашиваются и требуют обильного смазывания.

Сдвоенные карданные шарниры (рисунок 5) представляют собой карданную передачу с двумя шарнирами неравных угловых скоростей, у которой длина карданного вала равна нулю, вилки расположены в одной плоскости и центрирующим устройством обеспечивается равенство углов наклона валов. Устройство состоит из сферической обоймы 6, вставленной в уширение вала 1, сферического сухаря 7, установленного на конце вала 4, и резинового защитного чехла 5. Валы 1 и 4 имеют проушины. Втулки 2 соединяют валы с составными крестовинами 3. Крестовины установлены в корпусе шарнира 8.

Сдвоенный шарнир может работать при углах между валами до 40°. Недостатком такого шарнира является его конструктивная сложность, а также то, что он не может передавать большие крутящие моменты из-за ограничения давления иголок на палец крестовины.

Рисунок 5 – сдвоенный карданный шарнир

Белорусский Национальный Технический Университет

Кафедра “Автомобили”

Лабораторная работа №11

Система питания дизельного двигателя с многоплунжерным ТНВД

Выполнил: Асаёнок А.В.

Проверил: Филимонов А.А.

Минск 2015

1. Составить схему и перечень аппаратов системы на примере ЯМЗ или КАМАЗ.
2. Схема плунжеронной пары ТНВД, описание её работы и регулировка.
3. Конструкция ТННД.
4. Конструкция и работа автоматической муфты опережения впрыска, регулировка.
5. Схема всережимного регулятора оборотов, его регулировки.
6. Конструкция и регулировка форсунки.

1. Система питания топливом обеспечивает очистку топлива и равномерное распределение его по цилиндрам двигателя строго дозированными порциями. На двигателях применена система питания топливом разделенного типа, состоящая из топливного насоса высокого давления, форсунок, фильтров грубой и тонкой очистки, топливоподкачивающего насоса низкого давления, топливопроводов высокого и низкого давления, топливных баков, электромагнитного клапана и штифтовых свечей электрофакельного пускового устройства.
   
   

Рис. 1. Схема системы питания: 1 - топливный насос высокого давления с топливоподкачивающим насосом и муфтой опережения впрыска топлива; 2 - форсунки; 3 - фильтр грубой очистки топлива; 4 - топливный бак; 5 - датчик указателя уровня топлива; 6 - фильтр тонкой очистки топлива; 7 - приемная труба с фильтром; 8 - свеча электрофакельного устройства; 9 - электромагнитный топливный клапан. Принципиальная схема системы питания показана на рис. 1. Топливо из бака 4 через фильтр 3 грубой очистки засасывается топливоподкачивающим насосом и через фильтр 6 тонкой очистки по топливопроводам низкого давления подеется к топливному насосу 1 высокого давления, который в соответствии с порядком работы цилиндров распределяет топливо по трубопроводам высокого давления к форсункам 2. Форсунки впрыскивают топливо в мелкораспыленном состоянии в камеры сгорания. Избыточное топливо, а вместе с ним и попавший в систему воздух через перепускной клапан топливного насоса высокого давления и клапан-жиклер фильтра тонкой очистки по дренажным трубопроводам отводятся в топливный бак. Топливо, просочившееся через зазор между корпусом распылителя и иглой, сливается в бак через сливные трубопроводы. Фильтр грубой очистки (отстойник) предварительно очищает топливо, поступающее в топливоподкачивающий насос низкого давления. Он установлен на всасывающей магистрали системы питания с левой стороны автомобили на раме. Фильтр тонкой очистки, окончательно очищающий топливо перед поступлением в топливный насос высокого давления, установлен в самой высокой точке системы питания. С помощью фильтра воздух, проникший в систему питания вместе с частью топлива через клапан-жиклер удаляется в бак. Топливопроводы подразделяются на топливопроводы низкого давления, т. е, 390-1960 кПа (4-20 кгс/см2), и высокого - более 19 600 кПа (200 кгс/см2). Топливопроводы высокого давления изготовлены из стальных трубок, концы которых выполнены конусными и прижаты накидными гайками через шайбы к конусным гнездам штуцеров топливного насоса и форсунок. Во избежание поломок от вибрации топливопроводы закреплены скобами. Топливный насос высокого давления (ТНВД), предназначенный для подачи в цилиндры двигателя в определенные моменты времени строго дозированных порций топлива под высоким давлением, восьмиплунжерный с V-образным расположением секций. Смазывание насоса циркуляционное, пульсирующее под давлением от общей смазочной системы двигателя. В развале корпуса топливного насоса высокого давления установлен всережимный регулятор частоты вращения, который изменяет количество топлива, подаваемого в цилиндр, в зависимости от нагрузки, поддерживая заданную частоту вращения коленчатого вала. На задней крышке регулятора размещен топливный насос низкого давления поршневого типа, обеспечивающий подачу топлива к топливному насосу высокого давления во время работы двигателя. Насос низкого давления приводится в действие кулачковым валом топливного насоса высокого давления. На конической поверхности переднего конца кулачкового вала топливного насоса закреплена автоматическая муфта опережения впрыска топлива, которая предназначена для изменения момента начала подачи топлива в цилиндры двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Ручной топливоподкачивающий насос, который установлен на топливном насосе низкого давления и предназначен для заполнения системы топливом и удаления из нее воздуха перед пуском двигателя.

Фильтр грубой очистки топлива: 1 - пробка сливная; 2 - стакан; 3 - успокоитель; 4 - сетка фильтру­ющая; 5 - отражатель; 6 - распределитель; 7 - болт: 8 -фланец; 9 - кольцо уплотнительное; 10 - корпус

Фильтр тонкой очистки топлива: 1 - корпус; 2 -болт; 3 - шайба уплотнительная; 4 - пробка; 5, 6 -прокладки уплотнительные; 7 - элемент фильтрующий; 8 - колпак; 9 - пружина фильтрующего элемента; 10 - пробка сливная; 11 - стержень

Топливный насос высокого давления: 1 - кор­пус; 2, 32 - ролики толкателей; 3, 31 - оси роликов; 4 -втулка ролика; 5 - пята толкателя; 6 - сухарь; 7 - тарелка пружины толкателя; 8 - пружина толкателя: 9, 34, 43, 45, 51 - шайбы; 10 - втулка поворотная; 11 - плунжер; 12, 13, 46, 55 - кольца уплотнительные; 14 - штифт устано­вочный; 15 - рейка; 16 - втулка плунжера; 17 - корпус секции; 18 - прокладка нагнетательного клапана; 19 -клапан нагнетательный; 20 - штуцер; 21 - фланец корпуса секции; 22 - насос ручной топливоподкачива-ющий; 23 - пробка пружины; 24, 48 - прокладки; 25 -корпус насоса низкого давления; 26 - насос топливоподкачивающий низкого давления; 27 - втулка штока; 28 - пружина толкателя; 29 - толкатель; 30 - винт стопорный; 33, 52 - гайки; 35 - эксцентрик привода насоса низкого давления; 36, 50 - шпонки; 37 - фланец ведущей шестерни регулятора; 38 - сухарь ведущей шестерни регулятора; 39 - шестерня ведущая регулято­ра; 40 - втулка упорная; 41, 49 - крышки подшипника; 42 - подшипник; 44 - вал кулачковый; 47 - манжета с пружиной в сборе; 53 - муфта опережения впрыскива­ния топлива; 54 - пробка рейки; 56 - клапан перепус­кной; 57 - втулка рейки; 58 - ось рычага реек; 59 -прокладки регулировочные

Клапан-жиклер фильтра тонкой очистки топлива: 1 - шайба регулировочная; 2 - пробка клапана; 3-пружина; 4 - клапан-жиклер Топливные баки на автомобилях имеют вместимость 170 и 250 л. Герметичная крышка наливной горловины бака снабжена выдвижной трубкой с сетчатым фильтром. Кран слива отстоя расположен в нижней части корпуса бака. Уровень топлива контролируется по указателю, расположенному на щитке приборов, сигналы к которому поступают от реостатного датчика, установленного в топливном баке.

Рис. 2. Схема привода управления подачей топлива: 1 - педаль подачи топлива; 2 - уплотнитель педали; 3 - тяга переднего рычага; 4 - передний кронштейн; 5 - передний рычаг; 6 - промежуточная тяга; 7 - пружина; 8 и 11 - задние рычаги; 9 - кронштейн задний; 10 - вал поперечный; 12 - тяга рычага регулятора; 13 - болт ограничения минимальной частоты вращения; 14 - рычаг управления регулятором; 15 - болт ограничения максимальной частоты вращения; 16 - рукоятка тяги управления подачей топлива; 17 - рукоятка тяги останова двигателя. Привод управления подачей топлива (рис. 2) механический и состоит из педали, тяг, рычагов, поперечных валиков, предусмотрен также ручной привод постоянной подачи топлива и останова двигателя. Педаль 1 подачи топлива связана с рычагом 14 управления регулятором топливного насоса высокого давления, расположенным на крышке регулятора частоты вращения. Рукоятки ручного привода установлены на уплотнителе рычага коробки передач: левая 16 - для включения постоянной подачи топлива - связана гибким тросом в защитной оболочке с рычагом управления регулятором, правая 17 - для останова двигателя - соединена тросом с рычагом останова, расположенным на крышке регулятора частоты вращения.

2. Топливный насос высокого давления (сокращенное наименование – ТНВД) является одним из основных конструктивных элементов системы впрыска дизельного двигателя. Насос, выполняет, как правило, две основные функции: нагнетание под давлением определенного количества топлива; регулирование необходимого момента начала впрыскивания. С появлением аккумуляторных систем впрыска функция регулирования момента впрыска возложена на управляемые электроникой форсунки.

Основу топливного насоса высокого давления составляетплунжерная пара, которая объединяет поршень (он же плунжер) и цилиндр (он же втулка) небольшого размера. Плунжерная пара изготавливается из высококачественной стали с высокой точностью. Между плунжером и втулкой обеспечивается минимальный зазор – прецизионное сопряжение.

В зависимости от конструкции различают следующие виды топливных насосов высокого давления: рядный, распределительный и магистральный. В рядном насосе нагнетание топлива в цилиндр производится отдельной плунжерной парой. Распределительный насос имеет один или несколько плунжеров, которые обеспечивают нагнетание и распределение топлива по всем цилиндрам. Магистральные насосы осуществляют только нагнетание топлива в аккумулятор.

Топливный насос высокого давления используется также в системе непосредственного впрыска бензинового двигателя, но его рабочее давление на порядок ниже аналогичной характеристики дизельного насоса.

Ведущими производителями топливных насосов высокого давления являются, в основном, зарубежные фирмы: Bosch, Lucas, Delphi, Denso, Zexel.

Рядный топливный насос высокого давления

Рядный ТНВД имеет плунжерные пары по числу цилиндров. Плунжерные пары установлены в корпусе насоса, в котором выполнены каналы для подвода и отвода топлива. Движение плунжера осуществляется от кулачкового вала, который в свою очередь имеет привод от коленчатого вала двигателя. Плунжеры постоянно прижимаются к кулачкам с помощью пружин.

При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель плунжера. Плунжер двигается вверх по втулке, при этом последовательно закрываются выпускное и впускное отверстие. Создается давление, при котором открывается нагнетательный клапан, и топливо по топливопроводу поступает к соответствующей форсунке.

Регулирование количества подаваемого топлива и момента его подачи может осуществляться механическим путем или с помощью электроники. Механическое регулирование количества подаваемого топлива осуществляется поворотом плунжера во втулке. Для поворота на плунжере выполнена шестерня, которая соединена с зубчатой рейкой. Рейка связана с педалью газа. Верхняя кромка плунжера имеет наклонную поверхность, поэтому при повороте отсечка топлива и соответственно его количество будет изменяться.

Изменение момента начала подачи топлива требуется при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Механическое регулирование момента подачи топлива производится с помощью центробежной муфты, расположенной на кулачковом валу. Внутри муфты находятся грузики, которые при увеличении оборотов двигателя расходятся под действием центробежных сил и поворачивают кулачковый вал относительно привода. При увеличении оборотов двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, при уменьшении – поздний.

Конструкция рядных ТНВД обеспечивает высокую надежность. Насосы смазываются моторным маслом системы смазки двигателя, поэтому могут работать на топливе низкого качества. Рядные топливные насосы высокого давления применяются на двигателях с раздельными камерами сгорания и непосредственным впрыском средних и тяжелых грузовых автомобилей. На легковых дизелях данный вид насоса применялся до 2000 года.

Распределительный топливный насос высокого давления

Распределительные топливные насосы высокого давления, в отличие от рядного ТНВД, имеют один или два плунжера, обслуживающих все цилиндры двигателя. Распределительные насосы обладают меньшей массой и габаритными размерами, а также обеспечивают большую равномерность подачи. С другой стороны их отличает сравнительно низкая долговечность сопряженных деталей. Все это определяет область применения данных насосов, в основном, на двигателях легковых автомобилей.

Конструкции распределительных топливных насосов высокого давления могут иметь различный привод плунжера:

· торцевой кулачковый привод (насосы Bosch VE);

· внутренний кулачковый привод (роторные насосы Bosch VR, Lucas DPC, Lucas DPS);

· внешний кулачковый привод (отечественные насосы НД-21, НД-22).

Предпочтительными в плане эксплуатации являются первые два типа привода плунжеров, т.к. в них отсутствуют силовые нагрузки от давления топлива на узлы приводного вала и, соответственно, выше долговечность.

Основным элементом распределительного ТНВД с торцевым кулачковым приводом плунжера (Bosch VE) является плунжер-распределитель, который совершает возвратно-поступательное и вращательное движение, обеспечивая нагнетание и распределение топлива по цилиндрам.

Возвратно-поступательное движение плунжера происходит при вращении кулачковой шайбы, которая обегает неподвижное кольцо по роликам. Шайба нажимает на плунжер, за счет чего создается давление топлива. В исходное положение плунжер возвращается с помощью пружины.

Вращение плунжера производится от приводного вала. При этом происходит распределение топлива по цилиндрам.

Регулирование величины подачи топлива осуществляется автоматически с помощью механического или электронного устройств. Механический регулятор включает центробежную муфту с грузами, которая через систему рычагов воздействует на дозатор, изменяющий величину топливоподачи. Электронный регулятор представляет собой электромагнитный клапан.

Регулирование величины опережения впрыска топлива в распределительном насосе производится путем поворота неподвижного кольца на определенный угол.

Рабочий процесс распределительного насоса включает впуск топлива в надплунжерное пространство, нагнетание и распределение в соответствующие цилиндры.

В распределительном насосе роторного типа нагнетание и распределение топлива по цилиндрам осуществляются разными устройствами плунжером и распределительной головкой. Нагнетание топлива производится с помощью двух противолежащих плунжеров, расположенных нараспределительном валу. Плунжеры через ролики обегают профиль кулачковой обоймы и совершают возвратно-поступательное движение.

При движении плунжеров навстречу друг другу происходит рост давления топлива, после чего топливо по каналам распределительной головки и нагнетательным клапанам доставляется к форсункам соответствующих цилиндров.

Топливо к плунжеру (плунжерам) подается под небольшим давлением, которое создает топливоподкачивающий насос. В распределительных насосах топливоподкачивающий насос установлен на приводном валу в корпусе насоса. Конструктивно это может быть роторно-лопастной насос, шестеренный насос с внешним или внутренним зацеплением.

Смазка распределительного насоса высокого давления производится дизельным топливом, которое заполняет корпус насоса.

Магистральный топливный насос высокого давления

Магистральный топливный насос высокого давления используется в аккумуляторной системе впрыска топлива CommonRail, где он выполняет функцию нагнетания топлива в топливную рампу. Магистральные ТНВД обеспечивают более высокое давление топлива (в современных системах впрыска порядка 180 МПА и более).

Конструктивно магистральный насос может иметь один, два или три плунжера. Привод плунжеров осуществляется с помощью кулачкового вала или кулачковой шайбы.

При вращении кулачкового вала (эксцентрика кулачковой шайбы) под действием возвратной пружины плунжер движется вниз. Увеличивается объем компрессионной камеры и уменьшается давление в ней. Под действием разряжения открывается впускной клапан, и топливо поступает в камеру.

Движение плунжера вверх сопровождается ростом давления в камере, впускной клапан закрывается. При определенном давлении открывается выпускной клапан и топливо подается в рампу.

Управление подачей топлива производится в зависимости от потребности двигателя с помощью клапана дозирования топлива. В нормальном положении клапан открыт. По сигналу электронного блока управления клапан закрывается на определенную величину, тем самым регулируется количество поступающего в компрессионную камеру топлива.

3 Топливный насос низкого давления, необходим для снабжения горючим топливного насоса высокого давления. Он, как правило, установлен или на корпусе ТНВД или отдельно, и закачивает топливо из бензобака, через фильтры грубой, а после и тонкой очистки, непосредственно в насос высокого давления.

Принцип его работы следующий. В действие он приводится эксцентриком, расположенном на кулачковом валу ТНВД. Толкатель, прижатый к штоку, заставляет двигаться шток с поршнем. В корпусе насоса имеются входной и выходной каналы, которые перекрываются клапанами.

Схема работы ТННД следующая. Рабочий цикл топливного насоса низкого давления состоит из двух тактов. Во время первого, подготовительного, поршень перемещается вниз и в цилиндр всасывается топливо из бака, нагнетательный клапан при этом закрыт. При движении поршня вверх входной канал перекрывается всасывающим клапаном, и под нарастающим давлением открывается выпускной клапан, через который горючее поступает в фильтр тонкой очистки и далее в ТНВД.

Поскольку топливный насос низкого давления имеет производительность большую, чем требуется для работы мотору, поэтому часть горючего выталкивается в полость под поршнем. В результате поршень, теряет контакт с толкателем и зависает. По мере выработки топлива поршень вновь опускается, и насос возобновляет работу.

Вместо механического, на автомобиле может быть установлен электрический ТННД. Довольно часто он встречается на машинах, которые оснащаются насосами фирмы Bosch (Opel, Audi, Peugeot и др.). Устанавливается электрический насос только на легковые автомобили и небольшие микроавтобусы. Помимо основной функции, он служит для прекращения подачи горючего в случае аварии.

Работать электрический ТННД начинает одновременно со стартером и продолжает нагнетать горючее с постоянной скоростью, пока мотор не будет заглушен. Лишнее топливо, через перепускной клапан сливается обратно в бак. Размещается электрический насос либо внутри топливного бака, либо за его пределами, между баком и фильтром тонкой очистки.

4. Автоматическая муфта опережения впрыска топлива:
а — автоматическая муфта: 1 — ведущая полумуфта; 2, 4 — манжеты; 3 — втулка ведущей полумуфты; 5 — корпус; 6 — регулировочная прокладка; 7 — стакан пружины; 8 — пружина; 9, 15 — шайбы; 10 — кольцо; 11 — груз с пальцем; 12 — про-ставка с осью; 13 — ведомая полумуфта; 14 — уплотнительное кольцо; 16 — ось грузов
б — привод автоматической муфты и установка ее по меткам; 1 — метка ня заднем фланце полумуфты; II — метка на муфте опережения впрыска; III — метка на корпусе топливного насоса; 1 — автоматическая муфта опережения впрыска; 2 — ведомая полумуфта привода; 3 — болт; 4 — фланец полумуфты привода

Автоматическая муфта опережения впрыска топлива. В дизелях топливо впрыскивается в воздушный заряд. Топливо не может мгновенно воспламениться, а должно пройти подготовительную фазу, во время которой осуществляется перемешивание топлива с воздухом и его испарение. При достижении температуры самовоспламенения смесь воспламеняется и быстро начинает гореть. Этот период сопровождается резким нарастанием давления и повышением температуры. Для того чтобы получить наибольшую мощность, необходимо, чтобы сгорание топлива произошло в минимальном объеме, т. е. когда поршень находится в ВМТ. С этой целью топливо всегда впрыскивается еще до прихода поршня в ВМТ.

Угол, определяющий положение коленчатого вала относительно ВМТ в момент начала впрыска топлива, называется углом опережения впрыска топлива. Конструкция привода топливного насоса дизеля КамАЗ обеспечивает впрыск топлива за 18° до прихода поршня в ВМТ при такте сжатия.

С увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя время на подготовительный процесс уменьшается и воспламенение может начаться после ВМТ, что приведет к снижению полезной работы. Для того чтобы получить наибольшую работу с увеличением частоты вращения коленчатого вала, топливо необходимо впрыскивать раньше, т. е. увеличивать угол опережения впрыска топлива. Это можно сделать за счет поворота кулачкового вала в сторону его вращения относительно привода. Для этой цели между кулачковым валом ТНВД и его приводом устанавливается муфта опережения впрыска топлива. Применение муфты значительно улучшает пусковые качества дизеля и его экономичность на различных скоростных режимах.

Таким образом, муфта опережения впрыска топлива предназначена для изменения момента начала подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

На КамАЗ-740 применена автоматическая муфта центробежного типа прямого действия. Диапазон регулирования угла опережения впрыска топлива 18…28°.

Муфта установлена на коническом конце кулачкового вала ТНВД на сегментной шпонке и крепится кольцевой гайкой с пружинной шайбой. Она изменяет момент впрыска топлива за счет дополнительного поворота кулачкового вала насоса во время работы двигателя относительно вала привода насоса высокого давления

Автоматическая муфта состоит из корпуса, ведущей полумуфты с пальцами, ведомой полумуфты с осями грузов, грузов с пальцами, проставок, стаканов пружин, пружин, регулировочных прокладок и упорных шайб.

Корпус муфты чугунный. На переднем торце выполнено два резьбовых отверстия для заполнения муфты моторным маслом. Корпус наворачивается на ведомую полумуфту и стопорится. Уплотнение между корпусом и ведущей полумуфтой и ступицей ведомой полумуфты осуществляется двумя резиновыми манжетами, а между корпусом и ведомой полумуфтой — кольцом из маслобензостойкой резины.

Ведущая полумуфта установлена на ступице ведомой и может поворачиваться относительно нее. Привод муфты осуществляется от приводного вала ТНВД (б). В ведущей полумуфте выполнено два пальца, на которых установлены проставки. Проставка упирается одним концом в палец груза, а другим скользит по профильному выступу грузов.

Ведомая полумуфта установлена на конусной части кулачкового вала ТНВД. В полумуфту запрессованы две оси грузов и нанесена метка для установки угла опережения впрыска топлива. Грузы качаются на осях в плоскости, перпендикулярной оси вращения муфты. В грузах имеются профильные выступы и пальцы. На грузы действуют усилия пружин.

5. Всережимный регулятор частоты вращения. Двигатели внутреннего сгорания должны работать на заданном установившемся (равновесном) режиме, характеризуемом постоянством частоты вращения коленчатого вала, температуры охлаждающей жидкости и других параметров. Такой режим работы может поддерживаться только при условии равенства крутящего момента двигателя моменту сопротивления движению. Однако в процессе эксплуатации это равенство часто нарушается вследствие изменения нагрузки или задаваемого режима, поэтому значение параметров (частоты вращения и др.) отклоняется от заданных. Для восстановления нарушенного режима работы двигателя применяется регулирование. Регулирование может осуществляться вручную путем воздействия на орган управления (рейку топливного насоса) или при помощи специального прибора, называемого автоматическим регулятором частоты вращения. Таким образом, регулятор частоты вращения предназначен для поддержания заданной водителем частоты вращения коленчатого вала путем автоматического изменения цикловой подачи топлива в зависимости от нагрузки.

На двигателе КамАЗ установлен всережимный центробежный регулятор частоты вращения прямого действия. Он размещен в развале корпуса ТНВД, а управление выведено на крышку насоса.

Регулятор имеет следующие элементы (рис. 46):
– задающее устройство;
– чувствительный элемент;
– сравнивающее устройство;
– исполнительный механизм;
– привод регулятора.

В задающее устройство входят рычаг управления регулятором, рычаг пружины, пружина регулятора, рычаг регулятора, рычаг с корректором, регулировочные болты ограничения частоты вращения.

К чувствительному элементу относятся вал регулятора с державкой грузов, грузы с роликами, упорный подшипник, муфта регулятора с пятой.

К сравнивающему устройству относится рычаг муфты грузов, с помощью которого передается движение муфты регулятора исполнительному механизму (рейкам).

К исполнительному механизму относятся рейки топливного насоса, рычаг реек (дифференциальный рычаг).

В привод регулятора входят ведущая шестерня регулятора, промежуточная шестерня 6, шестерня регулятора, выполненная за одно целое с валом всережимного регулятора.

Для останова двигателя имеется устройство, в которое входят рычаг останова, пружина рычага останова, стартовая пружина, ограничительный болт регулировки хода рычага останова, болт регулировки пусковой подачи.

Управление подачей топлива осуществляется с помощью ножного и ручного приводов.

Вращение ведущей шестерне регулятора передается через-резиновые сухари. Сухари, являясь упругими элементами, гасят колебания, связанные с неравномерностью вращения вала. Уменьшение высокочастотных колебаний приводит к снижению износа сочленений основных деталей регулятора. От ведущей шестерни вращение к ведомой шестерне передается через промежуточную шестерню.

Ведомая шестерня выполнена заодно с державкой грузов, вращающейся на двух шарикоподшипниках. При вращении державки грузы под действием центробежных сил расходятся и через упорный подшипник перемещают муфту, муфта, упираясь в палец, в свою очередь, перемещает рычаг муфты грузов.

Рычаг муфты грузов одним концом крепится на оси рычагов регулятора, другим через штифт соединен с рейкой топливного насоса. На оси также крепится рычаг регулятора, другой конец которого перемещается до упора в регулировочный болт подачи топлива. Рычаг муфты грузов воздействует на рычаг регулятора через корректор. Рычаг управления регулятором жестко связан с рычагом пружины регулятора.

Рис. 46. Регулятор частоты вращения:
1 — крышка задняя; 2 — гайка; 3 — шайба; 4 — подшипник; 5 — прокладка регулировочная; 6 — шестерня промежуточная; 7 — прокладка задней крышки регулятора; 8 — кольцо стопорное; 9— державка грузов; 10 — ось груза; 11 — подшипник упорный; 12 — муфта; 13 — груз; 14 — палец; 15 — корректор; 16 — возвратная пружина рычага останова; 17 — болт; 18 — втулка; 19 — кольцо; 20 — рычаг пружины регулятора; 21 — шестерня ведущая: 22 — сухарь ведущей шестерни; 23 — фланец ведущей шестерни; 24 — регулировочный болт подачи топлива; 25 — рычаг стартовой

Стартовая пружина присоединена к рычагу стартовой пружины и рычагу реек. Рейки, в свою очередь, связаны с поворотными втулками насосных секций. Снижение степени неравномерности регулятора на малых частотах вращения коленчатого вала достигается за счет изменения плеча приложения усилия пружины регулятора к рычагу регулятора.

Повышение чувствительности регулятора обеспечивается качественной обработкой трущихся поверхностей подвижных деталей регулятора и насоса, надежной смазкой их и увеличением угловой скорости вращения муфты грузов в два раза па отношению к кулачковому валу насоса за счет передаточного числа приводных шестерен регулятора.

На двигателе установлен регулятор частоты вращения с корректором дымности, который встроен в рычаг муфты грузов. Корректор, уменьшая подачу топлива, позволяет снизить дымление двигателя на малой частоте вращения коленчатого вала (1000…1400 мин).

Заданный скоростной режим работы двигателя устанавливается рычагом управления регулятором, который поворачивается и через рычаг пружины увеличивает ее натяжение. Под воздействием этой пружины рычаг через корректор воздействует на рычаг муфты, который перемещает рейки, связанные с поворотными втулками плунжеров, в сторону увеличения подачи топлива. Частота вращения коленчатого вала увеличивается.

Центробежная сила вращающихся грузов через упорный подшипник, муфту и рычаг муфты грузов передается на рейку топливного насоса, которая через дифференциальный рычаг соединена с другой рейкой. Перемещение реек центробежной силой грузов вызывает уменьшение подачи топлива.

Регулируемый скоростной режим зависит от соотношения силы пружины регулятора и центробежной силы грузов при установленной частоте вращения коленчатого вала. Чем больше натянута пружина регулятора, тем при более высоком скоростном режиме его грузы могут изменить положение рычага регулятора в сторону ограничения подачи топлива в цилиндры двигателя. Устойчивый режим работы двигателя будет в том случае, если центробежная сила грузов будет равна силе пружины регулятора. Каждому положению рычага управления регулятором соответствует определенная частота вращения коленчатого вала.

При заданном положении рычага управления регулятором в случае уменьшения нагрузки на двигатель (движение на спуск) частота вращения коленчатого вала, а следовательно, и вала привода регулятора повышается. В этом случае центробежная сила грузов возрастает и они расходятся.

Грузы воздействуют на упорный подшипник и, преодолевая усилие пружины, заданное водителем, поворачивают рычаг регулятора и перемещают рейки в сторону уменьшения подачи по тех пор, пока не установится подача топлива, соответствующая условиям движения. Заданный скоростной режим работы двигателя восстановится.

С увеличением нагрузки (движение на подъем) частота вращения, а следовательно, и центробежные силы грузов уменьшаются. Усилие пружины через рычаги 31, 32, воздействуя на муфту, перемещает ее и сближает грузы. При этом рейки перемещаются в сторону увеличения подачи топлива до тех пор, пока частота вращения коленчатого вала не достигнет величины, заданной условиями движения.

Таким образом, всережимный регулятор поддерживает любой заданный водителем режим движения.

При работе двигателя на номинальной частоте вращения и полной подаче топлива Г-образный рычаг 31 упирается в регулировочный болт 24. В случае увеличения нагрузки частота вращения коленчатого вала и вала регулятора начинает снижаться. При этом нарушается равновесие между силой пружины регулятора и центробежной силой его грузов, приведенной к оси рычага регулятора. И за счет избыточной силы пружины корректора плунжер корректора перемещает рычаг муфты в сторону увеличения подачи топлива.

Таким образом, регулятор частоты вращения не только поддерживает работу двигателя на заданном режиме, но и обеспечивает подачу в цилиндры дополнительных порций топлива при работе с перегрузкой.

Выключение подачи топлива (останов двигателя) осуществляется поворотом рычага останова до упора в болт регулировки хода рычага останова. Рычаг, преодолевая усилие пружины (установленной на рычаге), повернет за палец рычаг регулятора. Рейки перемещаются до полного выключения подачи топлива. Двигатель останавливается. После остановки рычаг останова под действием возвратной пружины возвращается в положение РАБОТА, а стартовая пружина через рычаг реек вернет рейки топливного насоса в сторону пусковой подачи топлива (195…210 мм3/цикл).

6 Форсунка предназначена для впрыска топлива в цилиндры “двигателя, распыления и распределения его по объему камеры сгорания. На двигателе КамАЗ-740 устанавливаются форсунки закрытого типа с многодырочным распылителем и гидравлически управляемой иглой. Давление начала подъема иглы 20… 22, 7 МПа (200…227 кгс/см2). Форсунка устанавливается в гнездо головки цилиндра и крепится скобой. Уплотнение форсунки в гнезде головки цилиндра осуществляется в верхнем поясе резиновым кольцом 7, в нижнем — конусом гайки распылителя и медной шайбой. Форсунка состоит из корпуса 6, гайки распылителя 2, распылителя, проставки 3, штанги 5, пружины, опорной и регулировочных шайб и штуцера форсунки с фильтром.

Корпус форсунки изготовлен из стали. В верхней части корпуса выполнены резьбовые отверстия для установки штуцера с фильтром и штуцера дренажного трубопровода. В корпусе выполнены топливоподводящий канал и канал для отвода топлива, просачивающегося во внутреннюю полость корпуса.

Форсунка:
а — с регулировочными шайбами; б —с наружной регулировкой; 1 — корпус распылителя; 2 — гайка распылителя; 3 — проставка; 4 — установочные штифты; 5 — штанга; 6 — корпус; 7 и 16 — уплотнительные кольца; 8 — штуцер; 9 — фильтр; 10 — уплотнительная втулка; 11 и 12 — регулировочные шайбы; 13 — пружина; 14 — игла распылителя; 15 — упор пружины;. 17 — эксцентрик

Гайка распылителя предназначена для соединения распылителя с корпусом форсунки.

Распылитель — узел форсунки, осуществляющий распыление и формирование струй впрыскиваемого топлива.

Корпус распылителя и игла составляют прецизионную пару, в которой замена одной какой-либо детали не допускается. Корпус изготовлен из хромоникелеванадиевой стали и подвергнут специальной термообработке (цементация, закалка с последующей обработкой глубоким холодом) для получения высокой твердости и износостойкости рабочих поверхностей. В корпусе распылителя выполнены кольцевая канавка и канал для подвода топлива в полость корпуса распылителя, а также два отверстия для штифтов, обеспечивающих фиксацию корпуса распылителя относительно корпуса форсунки. В нижней части корпуса выполнены четыре сопловых отверстия. Их диаметр 0, 3 мм. Для обеспечения равномерного распределения топлива по объему камеры сгорания сопловые отверстия выполнены под разными углами. Это вызвано тем, что форсунка относительно оси цилиндра расположена под углом 21°.

Игла распылителя предназначена для запирания распыляющих отверстий после впрыска топлива. Игла выполнена из инструментальной стали и также подвергнута специальной обработке. С целью повышения срока службы распылителя и иглы запорная часть иглы выполнена двухконусной.

Проставка предназначена для фиксации корпуса распылителя относительно корпуса форсунки.

Штанга — подвижная деталь форсунки, предназначена для передачи усилия от пружины форсунки к игле распылителя.

Пружина форсунки предназначена для обеспечения необходимого давления подъема иглы. Натяжение пружины осуществляется регулировочными шайбами, которые устанавливаются между опорной шайбой и торцем внутренней полости корпуса форсунки. Изменение толщины шайб на 0, 05 мм приводит к изменению давления начала подъема иглы на 0, 3…0, 35 МПа (3…3, 5 кгс/см2). В форсунках второго типа регулировка пружины производится поворотом эксцентрика 17.