Общее устройство насоса BOSCH VE

ОДНОПЛУНЖЕРНЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ТОПЛИВНЫЕ НАСОСЫ VE

Конструкция топливного насоса BOSCH VE

Общее устройство насоса BOSCH VE

Принципиальная схема системы топливоподачи дизеля с одно­плунжерным распределительным ТНВД с торцевым кулачко­вым при­водом плунжера показана на рис. .

Рис. Принципиальная схема системы топливоподачи дизельного двигателя с одноплунжерным ТНВД:

1 – топливопровод низкого давления; 2 – тяга; 3 – педаль подачи топлива; 4 – ТНВД; 5 – электромагнитный клапан; 6 – топливопровод высокого давления; 7 – топливопровод сливной магистрали; 8 – форсунка; 9 – свеча накаливания; 10 – топливный фильтр; 11 – топливный бак; 12 – топливоподкачивающий насос (применяется при магистралях большой протяженности; 13 – аккумуляторная батарея; 14 – замок «зажигания»; 15 – блок управления временем включения свечей накаливания; 17 – дизель

Топливо из бака 11 прокачивается по топливо­проводу низкого давления в топливный фильтр тонкой очистки топлива 10, откуда засасыва­ется топливным насосом низкого давления и затем на­правляется во внутреннюю полость корпуса ТНВД 4, где создается давление порядка 0,2 - 0,7 МПа. Далее топливо поступает в насосную секцию высокого давления и с помощью плунжера - распреде­лителя в соответствии с порядком работы цилиндров подается по топливопроводам вы­сокого давления 6 в форсунки 8, в ре­зультате чего осуще­ствляется вспрыскивание топлива в камеру сгорания дизеля. Избыточное топливо из корпуса ТНВД, форсунки и топливного фильтра (в некоторых конструкциях) сливается по топливо­проводам 7 обратно в топливный бак. Охлаждение и смазка ТНВД осуществляются циркулирующим в системе топливом. Фильтр тонкой очистки топлива имеет важное значение для нормальной и безаварийной работы ТНВД и форсунки. По­скольку плунжер, втулка, нагнетательный клапан и элементы форсунки являются деталями прецизионными, топливный фильтр должен задерживать мельчайшие абразивные частицы размером 3-5 мкм. Важной функцией фильтра является также задержание и выведение в осадок воды, содержащейся в топ­ливе. Попадание влаги во внутреннее пространство насоса может привести к выходу по­след­него из строя по причине образования коррозии. Задержанная фильтром вода собира­ется в коллекторе, откуда должна периодически удаляться, обычно, когда ее объем достигает 140 см³, о чем сигнализи­рует контрольная лампа датчика уровня.

Топливный насос подает в цилиндры дизеля строго дози­рован­ное количество топлива под высоким давлением в опре­де­ленный мо­мент времени в зависимости от нагрузки и ско­ростного режима. Поэтому характеристики двигателей суще­ственно зависят от работы ТНВД. Основные функциональные блоки топливного насоса VE показаны на рис. и пред­ставляют собой:

1) роторно-лопастной топливный насос низкого давления с ре­гулирующим перепускным клапаном;

2) блок высокого давления с распределительной голов­кой и дозирующей муфтой;

3) автоматический регулятор частоты вращения с систе­мой ры­чагов и пружин;

4) электромагнитный запирающий клапан, отключающий подачу топлива

5) автоматическое устройство (автомат) изменения угла опе­режения впрыскивания топлива.

Рис.9. Схема топливного насоса - Bosch VЕ

Распределительный ТНВД VE может также быть оснащен различ­ными дополнительными устройствами, например, кор­рек­торами топ­ливоподачи или ускорителем холодного пуска, кото­рые позволяют индивидуально адаптировать ТНВД к осо­бенно­стям данного дизеля. Более подробно устройство топливного насоса VE показано на рис..

Рис.10. Схема топливного насоса - Bosch VE:

1 – вал привода насоса; 2 – перепускной клапан регулирования внутреннего давления; 3 – рычаг управле­ния подачей топлива; 4 – грузики регулятора; 5 – жиклер слива топлива; 6 – винт регулировки полной на­грузки; 7 – передаточный рычаг регулятора; 8 – электромагнитный клапан остановки двигателя; 9 – плун­жер; 10 – центральная пробка; 11 – нагнетательный клапан; 12 – дозирующая муфта; 13 – кулачковый диск; 14 – автомат опережения впрыска топлива; 15 – ролик; 16 – муфта; 17 – топливоподкачивающий насос низкого давления

Вал привода 1 топливного насоса расположен внутри кор­пуса ТНВД, на валу установлен ротор 17 топливного насоса низко­го давления и шестерня привода вала регулятора с грузами 4. За ва­лом 1 неподвижно в корпусе насоса уста­новлено кольцо с ро­ли­ками и штоком привода автомата опережения впрыски­вания топлива 14. Привод вала ТНВД осу­ществляется передачей от колен­чатого вала дизеля, шесте­ренчатой или ременной. В че­тырехтактных двигателях час­тота вращения вала ТНВД состав­ляет половину от частоты вращения коленчатого вела, и работа распределительного ТНВД осуществляется таким образом, что поступательное движение плунжера синхронизировано с движе­нием поршней в цилиндрах ди­зеля, а вращательное обеспечива­ет распределе­ние топлива по ци­линдрам. Поступательное дви­жение обеспе­чивается кулачковой шай­бой, а враща­тельное - валом топливного насоса.

Автоматический регулятор частоты вращения. (блок 3 на рис.) включает в себя центробежные грузы (рис. ), которые через муфту регулятора и систему рычагов воз­действуют на доза­тор 9 (рис.10), изменяя таким образом величину топливоподачи в зависимости от скоростного и на­грузочного режимов дизеля. Кор­пус ТНВД закрыт сверху крышкой, в которой установлена ось ры­чага управления, связанного с педалью акселератора.

Автомат опережения впрыскивания топлива (блок 5 на рис.9) является гидравлическим устройством, работа ко­торого опре­деляется давлением топлива во внутренней по­лости ТНВД, созда­ваемым топливным насосом низкого давле­ния с регули­рующим пропу­скным клапаном 3 (рис.10). Кроме того, заданный уровень дав­ления внутри корпуса ТНВД поддерживается дрос­селем 5 в штуцере для выхода избыточ­ного топлива из корпуса ТНВД.

Роторно-лопастной подкачивающий насос и сис­тема низ­кого давления

Топливный насос низкого давления расположен в корпусе ТНВД на приводном валу и служит для забора топлива из бака и подачи его во внутреннюю полость корпуса насоса. Схема устройства то­пливного насоса низкого давлений с клапаном низкого давления по­казана на рис.11.

Рис.11 Топливный насос низкого давления

и регулирующий клапан

1-кольцевая полость; 2-ротор; 3-лопасти; 4-вал;

5-перепускной регулирующий клапан; 6-корпус клапана; 7-резьбовая пробка; 8-пружина; 9-плунжер

Насос состоит из ротора 2 с четырьмя лопастями 3 и кольца 1 в корпусе ТНВД, расположенного эксцентрично по внешней сто­роне ротора. При вращении последнего лопасти под действием центробежной силы прижимаются к внутренней по­верхности кольца, создавая, таким образом, камеры между ними, из которых топ­ливо под давлением по каналу посту­пает во внутреннюю полость корпуса ТНВД. Одновременно часть топлива по­ступает на вход пере­пускного регулирую­щего клапана 5 и, в случае его открытия, перепускается на вход насоса. Корпус 6 пере­пускного регули­рующего клапана завернут по резьбе в корпусе ТНВД, внутри кор­пуса имеется поршень 9, нагруженный тарированной на определен­ное дав­ление пружиной 8, второй конец которой упирается в пробку 7. Если давление топлива оказывается выше установленного значения, поршень 9 клапана открывает канал для перепуска части топлива на всасывающую сторону насоса. Давление на­чала открытия перепускного клапана регулируется измене­нием положе­ния пробки 7, т.е. величиной предварительной затяжки пружины 8.

Важную роль в обеспечении нормальной работы дизеля играет сливной дроссель, установленный в штуцере в крышке ТНВД (пози­ция 5 на рис.10). Жиклер диаметром порядка 0,6 мм, через ко­торый топливо идет на слив, обеспечивает поддержание требуемого давления топлива во внутренней по­лости корпуса ТНВД. Очевидно, что размер дросселя скоор­динирован с работой перепускного клапана.

Перепускной клапан 5 (рис.11) в сочетании со слив­ным дросселем 5 (рис.10), обеспечивают заданную зависи­мость разности давлений топлива в корпусе ТНВД и на вы­ходе насоса низкого давления от частоты вращения вала ТНВД. Количество топлива, по­даваемого насосом низкого давления в несколько раз больше по­даваемого в цилиндры дизеля. Давление топлива во внутренней полости корпуса ТНВД влияет на положение поршня автомата опережения впрыскивания, изменяя угол опе­режения впрыскивания пропорционально частоте вращения ко­ленча­того вала двигателя.

Плунжер-распределитель и линия высокого дав­ле­ния

Основным элементом, создающим высокое давление топ­лива в ТНВД и распределяющим топливо по цилиндрам дизе­ля, является плунжер 7 на рис.10, который совершает воз­вратно-поступа­тельное и вращательное движение по схеме:

двигатель -> вал ТНВД -> кулачковая шайба -> плунжер

Путь топлива по насосу и элементы, обеспечивающие ра­боту плунжера-распределителя, показаны на рис.12.

Принцип действия насоса поясняет рис.

Рис.12 Схема движения топлива в ТНВД:

1 – направление поворота ролика; 2 – ролик; 3 – кулачковый диск; 4 – плунжер; 5 – втулка подачи топлива; 6 – камера; 7 – канал подачи топлива к форсунке; 8 – распределительный паз

Вы­ступы-кулачки кулачковой шайбы 3 находятся в постоянном контакте с роликами 2, установленными на осях в неподвиж­ном кольце 1. При вращении кулачковой шайбы каждый кула­чок, набегая на ролик, толкает плунжер вправо, а возвращение его в прежнее по­ложение осуществля­ется двумя пружинами блока ТНВД.

Количество кулачков на кулачко­вой шайбе, как и число штуцеров линии высокого давления с на­гне­татель­ными клапанами , соответствует числу цилиндров двига­теля, обычно четыре или шесть. Возвратные пружины плун­жера кроме того препятствуют разрыву кинематической связи кулачок - ролик толкателя при больших ускорениях. Обеспе­чивая воз­вратно-поступательное движение плунжера, кулач­ковая шайба формой выступов-кулачков определяет также ход плунжера и скорость его перемещения и, следовательно, ха­рактеристику, давление и продол­жительность впрыскивания. Все эти параметры, в свою очередь, определяются формой камеры сгорания и особенностями рабочего процесса данного дизеля и должны быть, таким образом, скоорди­нированы. По этой причине дня ка­ждого типа дизеля рассчитыва­ется лента профиля куличков, ко­торая «накладывается» на фрон­тальную поверхность кулачковой шайбы, установленной в ТНВД. По­этому кулачковая шайба дан­ного насоса является деталью невзаимозаменяемой, индивидуально соответствующей данному типу ди­зеля.

Муфта опережения впрыска. Более раннее зажигание при увеличении частоты вращения коленчатого вала способствует увеличению мощности дизельного двигателя. При увеличении частоты вращения коленчатого вала впрыск начинается раньше.

Рис. Муфта опережения впрыска:

Рис. а – исходное положение; b – рабочее положение; 1 – корпус ТНВД; 2 – кольцо с роликами; 3 – ролик; 4 – палец; 5 – канал; 6 – крышка; 7 – поршень; 8 – опора; 9 – пружина

Плунжер ТНВД создает высокое давление топлива и рас­преде­ляет его по цилиндрам при осуществлении следующих функциональ­ных этапов процесса топливоподачи: впуск топ­лива, активный ход плунжера и впрыскивание топлива (на­гнетание), отсечка подачи, процесс закрытия нагнетатель­ного клапана и разгрузка линии высокого давления.

Процессы топливоподачи в распределительной головке показаны на рис. . На верхней схеме рис. а показано положение плунжера в крайнем левом положении (мертвой точке). При этом в камере высокого давления 3 находится топливо, поступившее ранее через впускной канал.

При движении плунжера вправо рис б, топливо начинает сжиматься, при этом впускное отверстие 7 рассоединено с прорезью для впуска топлива 8, и топливо под рабочим давлением поступает через центральный канал плунжера в соответствующий выпускной канал определенного цилиндра. Под давлением открывается нагнетательный клапан и топливо по трубопроводу высокого давления поступает к форсунке.

Подача топлива заканчивается, как только поперечно расположенное в плунжере отверстие отсечки подачи 6, выйдет за пределы дозирующей муфты (рис.в) Топливо при этом выходит во внутреннюю полость насоса и нагнетание прекращается.

При дальнейшем повороте и движении плунжера влево (рис. г) происходит разобщение распределительной прорези 2 с каналом 4, впускное отверстие совмещается с соответствующей прорезью 8 в плунжере и за счет создавшегося разряжения топливо поступает в камеру высокого давления 3 и центральный канал. Процесс впуска и последующего впрыска топлива происходит в течение поворота плунжера на 90^° в четырехцилиндровом дизеле, 72^° в пятицилиндровом и на 60^° в шестицилиндровом.

Фазы топливоподачи:

1 – плунжер; 2 – распределительная канавка; 3 – камера; 4 – выпускное отверстие; 5 – втулка подачи топлива; 6 – управляющее отверстие

Корректор по давлению наддува дизеля. Автоматический противодымный корректор или корректор по давлению наддува дизеля (LDA) служит для приведения в со­ответствие расхода топлива, подаваемого в цилиндры дизеля, ве­личине расхода воздуха, подаваемого компрессором, исключая таким образом дымление двигателя. Необходимость установки указанного автоматического устройства определяется изменением плотности воздуха в цилиндрах дизеля с турбонаддувом в зависи­мости от режима работы турбокомпрессора. Особенно необходи­ма работа корректора на режимах разгона дизеля, когда величина топливоподачи возрастает значительно быстрее, чем расход воз­духа, при этом коэффициент избытка воздуха уменьшается, и ра­бота дизеля сопровождается дымлением.

Конструктивное исполнение корректора по давлению над­дува, установленного на верхней крышке корпуса насоса, пока­зано на рис.

Рис. Схема работы корректора с турбонаддувом:

а – положение мембраны при увеличенном давлении наддува; б – положение мембраны при недостаточном давлении наддува; 1 – рычаг-упор корректора; 2 – шток; 3 – мембрана; 4 – подвод разряжения от впускного коллектора; 5 – пружина; 6 – жиклер слива топлива: 7 – стержень; 8 – регулировочный винт максимальной подачи; 9 – увеличенный ход подачи; 10 – дозирующая муфта; 11 – плунжер; 12 – пусковой рычаг; 13 – силовой рычаг

Внутренняя полость корректора разделена мембраной 3 на две камеры - верхнюю, соединенную с впускным коллектором и находящуюся под давлением наддува, и нижнюю, содержащую пружину 5, которая действует на мембрану, оказы­вая сопротивление ее перемещению вниз. Нижняя камера корректора находится под атмосферным давлением. Мембрана 3 соединена со штоком 2, имеющим управляющий конус, в кото­рый упирается подвижный стержень 7, передающий движение штока и, следовательно, мембраны рычагу-упору корректора 1. Шток взаимодействует с силовым рычагом 13 регулятора. Рабо­та корректора происходит следующим образом. Если величина давления наддува недостаточна для преодоления усилия затяж­ки пружины 5, то мембрана 3 и шток 2 находятся в исходном по­ложении, как это показано на рис. б. При увеличении давле­ния воздуха (рис.а), подаваемого компрессором, мембрана, преодоле­вая сопротивление пружины, перемещается вниз, соответствен­но перемещая шток 2 с управляющим конусом, в результате чего стержень 7 изменяет свое положение и рычаг 1 поворачивается относительно оси по часовой стрелке под действием рабочей пружины регулятора. Силовой рычаг 13, следуя перемещению рычага-упора 1, также поворачивается вместе с пусковым рыча­гом 12 относительно их общей оси, перемещая до­зирующую муфту в направлении увеличения подачи. Таким об­разом, величина топливоподачи оказывается в соответствии с количеством воздуха, подаваемого в цилиндры дизеля, посколь­ку это количество пропорционально давлению наддува. Если скоростной и нагрузочный режимы уменьшаются, то снижается и давление наддува, пружина корректора перемещает мембрану со штоком вертикально вверх, и механизм регулятора работает в направлении, обратном описанному выше, уменьшая подачу топлива в функции давления наддува (рис. б).

Если работа турбокомпрессора нарушается, то автомати­ческое устройство LDA, т.е. корректор по давлению наддува, ока­зывается в исходном положении на верхнем упоре (рис. б), обеспечивая работу дизеля без дымления. Величина макси­мальной подачи топлива для данного двигателя регулируется винтом 8, установленным на крышке ТНВД.

Подогрев топлива.

Рис. Подогрев топлива:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: