Устройство тракторов

Тема 5: Система питания.

Вопросы темы:

1. Топливо и смесеобразование. Схема работы системы.

2. Воздухоочиститель и турбокомпрессор.

3. Топливные баки и фильтры.

4. Подкачивающий насос. Форсунки.

5. Топливный насос рядного типа.

6. Топливный насос распределительного типа.

7. Всережимный регулятор.

8. Техническое обслуживание. Возможные неисправности.

1. Топливо и смесеобразование. Схема работы системы.

Двигатели работают на жидком топливе, получаемом путем пе­регонки нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Для работы ди­зелей используют дизельное топливо.

Дизельное топливо. При эксплуатации дизелей применяют ди­зельное топливо следующих марок (ГОСТ 305—82): Л* (летнее) при температуре окружающего воздуха 0°С и выше; 3** (зимнее) — до минус 20° С (температура застывания топлива не выше минус 35 °С) и более морозостойкое топливо - до минус 30°С и ниже (температура застывания топлива не выше минус 45°С). (* Применяют топливо марок Л-0,2-40 и Л-0,5-40 (0,2 и 0,5 содержание серы в процентах, 40 — температура вспышки в градусах Цельсия). ** Используют топливо марок 3-0,2 минус 35 и 3-0,5 минус 45 (35 и 45 — температура застывания в градусах Цельсия)).

К глав­ным показателям его качества относят: чистоту, высокую теплоту сгорания, малую вязкость, низкую температуру самовоспламене­ния, высокое цетановое число (не ниже 45). Чем больше цетановое число, тем меньше период задержки самовоспламенения пос­ле момента начала впрыскивания его в цилиндр и тем мягче рабо­тает двигатель.

Заправлять трактор надо чистым топливом. Предварительно его отстаивают в цистерне не менее 2 сут.

Следует остерегаться попадания в топливный бак воды, что мо­жет привести к выходу из строя топливной аппаратуры.

Перед заправкой тщательно очищают горловину бака и крышку от пыли, прочищают отверстия в крышке и промывают сетчатый фильтр горловины.

Смесеобразование. В дизелях приготовление горючей смеси топ­лива с воздухом происходит внутри цилиндров за очень короткий промежуток времени. Для получения горючей смеси, способной быстро и полностью сгорать, необходимо, чтобы топливо было распылено на возможно более мелкие частицы и чтобы каждая из них имела вокруг себя достаточное для полного сгорания количе­ство воздуха. Для этого топливо в цилиндр впрыскивается форсун­кой под давлением, в несколько раз превышающем давление воз­духа при такте сжатия в камере сгорания.

В тракторных двигателях применяют неразделенные камеры сго­рания. Они представляют собой единый объем, ограниченный дни­щем поршня 3 (рис. 1) и поверхностями головки и стенок ци­линдров. Для лучшего перемешивания топлива с воздухом форму неразделенной камеры сгорания приспосабливают к форме топ­ливных факелов. За счет углубления в днище поршня создается вихревое движение воздуха.

Рис. 1. Схемы камер сгорания дизелей:

а...в — возможные варианты; 1 — фигурное углубление; 2 — форсунка; 3 — поршень

Мелкораспыленное топливо впрыскивается из форсунки через несколько отверстий, направленных в определенные места углуб¬ления. Горючая смесь испаряется и воспламеняется за счет высокой температуры (в конце такта сжатия температура воздуха составляет около 600°С, давление — 3,5...5,5 МПа).

За определенный период (от момента впрыскивания до начала горения горючей смеси) коленчатый вал успевает повернутья на некоторый угол. Чтобы топливо полностью сгорало, что улучшает мощностные и экономические показатели дизеля, оно должно впрыскиваться в цилиндр до прихода поршня в в.м.т.

Угол, на который кривошип коленчатого вала не доходит до в.м.т. в момент начала впрыскива¬ния топлива, называют уг¬лом впрыска топлива. Чтобы форсунка впрыскивала топ¬ливо с требуемым опереже¬нием, топливный насос должен подавать топливо еще раньше, чтобы иметь некоторое время на нагне¬тание топлива от насоса к форсунке. Угол, на который кривошип коленчатого вала не доходит до в.м.т. в мо¬мент начала подачи топли¬ва из топливного насоса, на-зывают углом опережения начала подачи топлива.

Схема работы системы питания. Во время работы двигателя топливо из бака поступает по топливопроводу в фильтр 12 (рис. 2)

грубой очистки, где отделяются крупные механические примеси. Далее топливо засасывается топливным насосом низкого давления (подкачивающим насосом) 5 и нагнетается через фильтр 9 тонкой очистки в насос 4 высокого давления. Последний подает топливо через топливопровод 17 пол большим давлением к форсункам 16, которые впрыскивают его в распыленном состоянии в камеру сго¬рания. В топливный насос топливо подается с избытком подкачи-вающей помпой. Излишки топлива отводятся из насоса по топли¬вопроводу 2 во впускную часть подкачивающей помпы.

Рис. 2 Система питания дизеля Д-440:

1 — воздухоочиститель; 2 — топливопровод перепуска топлива; 3 — пробка для выпуска воздуха; 4 — топливный насос высокого давления, 5 — подкачиваю­щий насос (помпа); 6 — сливная пробка; 7 — регулятор частоты вращения, 8, 10 и 11 — топливопроводы низкою давления, 9 и 12 - фильтры тонкой и грубой очистки топлива; 13 - топливопровод от бака, 14 - выпускной коллектор; 15 - сливной топливопровод, 16 - форсунка, 17 - топливопровод высокого давления, 18 — впускной коллектор; 19 — поршень

Система питания дизеля включает в себя такие агрегаты, как топливный насос и форсунки, имеющие трущиеся пары с весьма малым зазором — в десятки раз меньше толщины человеческого волоса. При попадании механических примесей прецизионные де­тали и форсунки топливного насоса, изготовленные с высокой точ­ностью, быстро изнашиваются или выходят из строя.

2. Воздухоочиститель и турбокомпрессор.

Воздухоочиститель. Воздух содержит большое количество пыли. Например, в сухую погоду при работе с почвообрабатывающими машинами ее количество достигает 2,5 г/м³, в условиях пустынь — 6 г/м³. В состав дорожной пыли входят оксиды кальция, железа, кремния и др. Поверхностная твердость пылинок оксида кремния (кварца) в 2 раза превышает твердость высококачественных сталей. За 1 ч работы тракторный двигатель средней мощности засасывает около 200 м³ воздуха. Если его не очищать, то за одну рабочую смену в цилиндры двигателя может попасть несколько килограммов пыли, вызывающей ускоренное изнашивание цилиндров, порш­ней и других трущихся деталей. Поэтому при нарушении гермети­зации в соединениях воздухоподводящих деталей и подсосе неочи­щенного воздуха срок службы двигателя сокращается в десятки раз.

На тракторах в основном применяют комбинированные возду­хоочистители, представляющие собой сочетание инерционного и фильтрующего способов очистки воздуха. Различают трех- и двух­ступенчатые комбинированные воздухоочистители.

Трехступенчатый воздухоочиститель наиболее ча­сто применяют на тракторных двигателях. Первая ступень очистки воздуха в нем обеспечивается инерционным очистителем, вторая ступень контактная, с масляной ванной, третья — контактная, с фильтрующими элементами.

Воздухоочиститель вместе с патрубком выхода очищенного воз­духа установлен на головке цилиндров с помощью кронштейна и хомутов и состоит из корпуса 3 (рис. 3, а), головки 11 и приварен­ной к ней заборной трубы 9.

Рис. 3 Комбинированные воздухоочистители:

а - трехступенчатый, б — двухступенчатый, в — индикатор засоренности, 1 — поддон, 2 — фильтрующие элементы, 3 — корпус, 4 — воздухоотводящий патрубок, 5 - завихритель, 6 - воздухозаборный колпак с центробежным пылеотделителем, 7 — окно для удаления пыли, 8 — сетка, 9 — заборная труба, 10 - опорная обойма, 11 - головка, 12 - чашка, 13 — кронштейн крепления воздухоочистителя, 14 — крышка корпуса, 15 — гайка-маховичок крепления крышки, 16 и 17 — дополнительный и основной фильтры-патроны с фильт­рующими элементами, 18 и 19 - внутренний и наружный кожухи фильтров-патронов, 20 — корпус второй ступени очистки, 21 - трубка индикатора засоренности, 22 - колпачок, 23 - смотровое окно, 24 - корпус индикатора

Сверху на трубе хомутом закреплен воздухозаборный колпак 6 с центробежным пылеотделителем. В кор­пус воздухоочистителя вложены три фильтрующих элемента 2 из капроновой путанки. Снизу к корпусу стяжными болтами прикреп­лен поддон 1 с масляной ванной.

Воздухоочиститель работает следующим образом. При такте впус­ка воздух под действием разрежения через отверстия сетки 8 по­падает внутрь инерционного очистителя и, ударяясь наклонными лопастями завихрителя 5, получает вращательное движение. Круп­ные частицы пыли, попавшие с воздухом в очиститель, под дей­ствием центробежной силы отбрасываются к стенкам и через два окна 7 в колпаке выводятся наружу. В инерционном очистителе отделяется 2/3 пыли, содержащейся в воздухе. Поток воздуха с мелкими частицами пыли на большой скорости движется вниз по заборной трубе, соприкасается с поверхностью масла в поддоне, забрасывает масло на сетки фильтрующих элементов и резко ме­няет направление и скорость. При этом мелкие частицы пыли ос­таются в масле, а воздух проходит через фильтрующие элементы в выходной патрубок 4 к цилиндрам двигателя. Фильтрующие элементы 2, смоченные маслом, улавливают мельчайшие механичес­кие примеси воздуха.

Двухступенчатый воздухоочиститель (рис. 3, б) су­хого типа с бумажными фильтрующими элементами. Первая, пред­варительная, ступень очистки — центробежный пылеотделитель, уда­ляющий крупную пыль из потока воздуха. Вторая ступень очистки — фильтры-патроны: основной 17и дополнительный 16 с бумажными фильтрующими элементами из специального высокопористого кар­тона. Картон сложен в виде шторы и заключен между сетками.

При такте впуска воздух проходит через инерционный очисти­тель, где очищается от крупных частиц пыли и с мелкими частицами пыли направляется в кольцевое пространство между корпусом 20 воздухоочистителя и основным фильтром-патроном. Затем воздух проходит последовательно через основной и дополнительный филь­тры-патроны, где очищается от мелких частиц пыли, и направля­ется через патрубок 4 в цилиндры.

Для контроля за степенью засоренности фильтрующих элемен­тов и определения необходимости проведения ТО этих воздухо­очистителей предусмотрен индикатор засоренности (рис. 3, в). Его устанавливают либо на впускном трубопроводе, либо в кабине. Ин­дикатор засоренности представляет собой прозрачный корпус, под которым установлен поршень с ярко-красной окраской по окруж­ности. Полость корпуса соединена трубкой 21 с патрубком выход­ного корпуса воздухоочистителя или впускным трубопроводом. Индикатор срабатывает при загрязнении фильтрующих элементов воздухоочистителя. По мере его засоренности увеличивается разре­жение во впускном трубопроводе дизеля и поршень индикатора, преодолевая сопротивление пружины, перемещается в прозрачном корпусе. В смотровом окне 23 появляется часть поршня, окрашен­ная в красный цвет.

Турбокомпрессор. Для повышения мощности двигателя необхо­димо, чтобы в цилиндры подавалось больше воздуха, предвари­тельно сжатого в компрессоре, и топлива, которое полностью сго­рит и выделит больше энергии.

Турбокомпрессор используют для нагнетания воздуха под дав­лением в цилиндры двигателя. Он состоит из среднего корпуса 1 (рис. 4), центробежного компрессора, газовой турбины и установленных в них колес 5 и 9, которые жестко закреплены на общем валу 4.

Рис. 4. Турбокомпрессор дизеля СМД-62:

1 — средний корпус, 2 — втулка, 3 — корпус компрессора, 4 — вал, 5 и 9 — колеса компрессора и турбины, 6 — канал подвода масла, 7 — корпус турбины, 8 — вставка турбины

Отработавшие газы по выпускному коллектору попадают в ка­меру газовой турбины и направляются на лопатки рабочего колеса 9 турбины, заставляя его вращаться вместе с валом 4. Далее отрабо­тавшие газы выбрасываются в атмосферу через выпускную трубу. Закрепленное на валу колесо 5 компрессора засасывает воздух из атмосферы через воздухоочиститель и под избыточным давлением 0,05...0,06 МПа нагнетает его по впускному трубопроводу в цилин­дры двигателя.

Колеса турбины и компрессора вращаются с большой частотой вращения — около 900 с ^-1. При их незначительной несбалансиро­ванности может возникнуть сильная вибрация. Поэтому опорой валу служит бронзовый подшипник типа качающейся втулки 2.

Через специальный щелевой фильтр масло нагнетается к втулке и по сверлению в ней поступает во внутреннюю полость для смазыва­ния трущейся поверхности вала. По наружной проточке втулки масло нагнетается в зазор между втулкой и корпусом, образуя масляную подушку. Последняя гасит вибрацию, возникающую при вращении вала. Из турбокомпрессора масло сливается в картер. Для контроля давления масла, поступающего в турбокомпрессор, на среднем кор­пусе установлен штуцер для манометра. Номинальное (нормаль­ное) давление масла после фильтра турбокомпрессора 0,2...0,4 МПа.

3. Топливные баки и фильтры.

Топливный бак. Он состоит из двух штампованных из листовой стали и сваренных половин. Внутри него вварены две перегородки, придающие баку необходимую жесткость. С помощью них при дви­жении трактора гасятся колебания большой массы топлива и пре­дотвращаются сильные удары топлива о стенки. В нижней части перегородок сделаны вырезы для прохода топлива между отсеками. В верхней части бака находится горловина для заливки топлива. В нее вставлен сетчатый фильтр, состоящий из стального каркаса, покрытого латунной сеткой.

Горловину закрывают крышкой, в которой находится отверстие, сообщающее внутреннюю полость бака с атмосферой. Во избежа­ние перебоев в работе двигателя это отверстие следует прочищать, так как через него проникает загрязненный воздух.

Количество топлива в баке определяют мерной линейкой или топливомерной трубкой. Чтобы вместе с воздухом в бак не прони­кала пыль, крышку заполняют фильтрующей набивкой из тонкой стальной проволоки. Для надежного уплотнения крышки с баком служит пробковая прокладка, прижимаемая к крышке болтом с использованием стальных шайб.

В нижнюю часть тракторного бака вварены угольник сливного крана и втулка расходного крана, выступающая над днищем (чтобы осаждающиеся в баке примеси не попадали в нее). Расходный кран необходим для поступления топлива в систему питания дви­гателя. Через этот кран удаляют отстой топлива.

Топливные фильтры. На двигателях обычно устанавливают два последовательно работающих топливных фильтра грубой и тон­кой очистки.

Фильтр грубой очистки топлива типа ФГ очищает топливо от крупных металлических примесей. Его называют также фильтром-отстойником. Он представляет собой фильтрующий эле­мент, состоящий из отражателя 1 (рис. 5) и латунной сетки 8 с ячейками размером 0,2 мм. Фильтрующий элемент смонтирован на резьбовой втулке, которая ввернута в корпус 3 и прижимает к нему распределитель 5, имеющий ряд равномерно расположенных по окружности отверстий.

Фильтрующий элемент находится внутри стакана 7, который закреплен на кор­пусе с помощью нажимно­го кольца 6 и болтов. Стык между стаканом и корпусом уплотнен паронитовой про­кладкой. В нижней части ста­кана установлен успокои­тель 9.

Рис. 5. Фильтр грубой очистки топлива:

1 — отражатель, 2 и 4 — трубки, 3 — корпус; 5 — распределитель потока топлива, 6 — нажимное кольцо, 7 — стакан, 8 — латунная сетка (фильтрующий элемент); 9 — успокоитель; 10 - пробка сливного отверстия, А и Б — отверстия для входа и выхода топлива, В и Г— полости; Д — кольцевая полость

В резьбовую втулку ста­кана ввернута пробка 10.

Во время работы двига­теля топливо подводится в фильтр через трубку 2, кольцевую полость Д и от­верстия распределителя 5. Затем оно стекает вниз на отражатель 1 и через коль­цевую щель между отража­телем и стенкой стакана по­ступает с увеличенной ско­ростью в полость Г. Часть топлива по инерции попа­дает под успокоитель, где оседают крупные механи­ческие примеси и вода, на­ходящаяся в топливе. В по­лости Г топливо меняет на­правление, поступая через сетку 8 в трубку 4. Через центральное отверстие ус­покоителя оно тоже поднимается вверх к сетке фильтрующего элемента. Пройдя через сетча­тый элемент, оно очищается от мелких механических примесей и поступает через центральное отверстие корпуса к отводящей труб­ке 4. Успокоитель предохраняет перемешивание топлива, находя­щегося в полости Г с отстоем, даже при тряске.

Фильтр тонкой очистки топлива очищает топливо от мельчайших механических частиц (размером 0,001...0,005 мм). На дизелях разных моделей установлено от одного до трех фильтрую­щих элементов, через которые топливо проходит последовательно или параллельно.

На рис. 6, а представлен фильтр дизеля, в котором фильтрую­щий элемент 2 включает в себя две секции: наружную и внутрен­нюю. Внутренняя секция считается как бы предохранительной: при разрыве шторы наружной секции механические примеси будут за­держиваться во внутренней секции. Каждая секция фильтрующего элемента — цилиндрический картонный каркас, заключенный в жестяные крышки. Каркас имеет отверстия для прохода топлива. Внутри него размещены фильтрующие шторы, изготовленные из специальной бумаги и свернутые в многогранную винтовую гар­мошку. Для штор наружной секции применяют бумагу с порами больших размеров, чем для внутренней.

Рис. 6. Фильтры тонкой очистки топлива:

а и в — двухсекционные; б — односекционный, г — схема работы двухсекцион­ного фильтра; 1 — корпус; 2 — фильтрующий элемент; 3 — трубка для выпуска воздуха; 4 — крышка; 5 — продувочный вентиль; 6 — шариковый клапан, 7 — сливная пробка, 8 — болт сливного отверстия; 9 — запорный шарик; 10 — пружина; 11 — стяжная шпилька; 12 — гайка шпильки; 13 — штуцер отвода топлива к насосу высокого давления; 14 — штуцер подвода топлива из подкачи­вающей помпы, 15 — двухходовой кран; 16 и 17 — фильтрующие элементы первой и второй секций; А — отверстие для входа топлива в фильтр; Б — отверстие для выхода очищенного топлива из фильтра; В и Г — каналы для отвода топлива из второй и первой ступени очистки

Поток топлива под давлением подкачивающего насоса входит через отверстие А в корпус фильтра, а затем проходит последова­тельно через отверстия каркасов и поры фильтрующих штор на­ружной и внутренней секций внутрь фильтрующего элемента. Очи­щенное от мельчайших примесей топливо через отверстие Б на­правляется по топливопроводу низкого давления в насос высокого давления.

В нижней части корпуса предусмотрено закрытое пробкой 7 отверстие для слива загрязненного топлива и попавшей с топли­вом воды из фильтра. На крышке последнего установлен проду­вочный вентиль 5. Он служит для выпуска воздуха, попавшего в топливную систему двигателя. Для удаления воздуха отворачива­ют рукоятку вентиля и нагнетают топливо с помощью подкачива­ющей помпы. Шариковый клапан 6 под давлением топлива отхо­дит от гнезда, и через открывшееся отверстие топливо выходит наружу по трубке из корпуса фильтра тонкой очистки. При нали­чии в топливной системе воздуха из сливной трубки будут внача­ле выделяться воздушные пузырьки. Когда топливо из трубки по­течет ровной струей, рукоятку завертывают и шарик перекрывает сливное отверстие.

Односекционный фильтр (рис. 6, б) по устройству и схеме ра­боты подобен ранее указанному фильтру, но имеет один фильтру­ющий элемент.

На рис. 6, в изображен фильтр дизеля с двумя отдельными сек­циями. Секция, расположенная в правом корпусе фильтра, служит первой ступенью очистки топлива, а в левом — второй ступенью

Фильтрующие элементы 16 и 17 взаимозаменяемы. Каждый из них прикреплен стяжной шпилькой 11 к общей чугунной крышке, уплотнен прокладками и прижат к крышке пружиной 10. На крыш­ке фильтра смонтирован продувочный вентиль 5, а в нижней части корпуса — запорный шарик с болтом 8 сливного отверстия.

При работе дизеля топливо под давлением от подкачивающей помпы поступает в штуцер 14. Вначале оно направляется в правую секцию (рис. 25, г). Пройдя через отверстие каркаса, топливо про­сачивается через поры фильтрующих штор внутрь фильтрующего элемента и попадает через канал Г в левую секцию. После прохож­дения второй ступени очистки оно поступает через канал В в шту­цер 13 отвода топлива к насосу высокого давления.

Левую секцию фильтра используют в качестве контрольной. По степени засоренности сливаемого из нее топлива судят о работе фильтра грубой очистки топлива и фильтрующего элемента правой секции.

В случае загрязнения первый элемент тонкой очистки можно промыть, не снимая фильтр. Для этого в крышке фильтра вмонти­рован двухходовой кран, который может быть установлен в два положения: рабочее и на промывку. Во время промывки (на макси­мальных холостых оборотах) направление потока топлива в пра­вой секции меняется на обратное. Отвертывают на два оборота слив­ную пробку правой секции и сливают загрязненное топливо с неосевшими механическими частицами на наружной поверхности фильтрующего элемента. Топливо направляется выемкой крана в левую секцию и по каналу Г внутрь фильтрующего элемента пра­вой секции. В это время дизель работает на топливе, которое пода­ется из левой (непромываемой) секции.

4. Подкачивающий насос. Форсунки.

Подкачивающий насос. Он установлен на топливном насосе вы­сокого давления и обеспечивает необходимую подачу топлива в его подводящий канал, поддерживая в нем давление в пределах 0,08...0,12 МПа. Насос поршневого типа. Он состоит из корпуса 2 (рис. 7, а), внутри которого расположены поршень 1, впускной 10 и нагнетальный 3 клапаны, плотно прижатые пружинами к седлам. Поршень свободно перемещается в тщательно обработанном от­верстии корпуса. Во время работы с одной стороны на поршень действует пружина 11, а с другой - шток 6, конец которого упира­ется в толкатель 5.

Толкатель соприкасается с эксцентриком 14 (рис. 7, б), распо­ложенным на валике топливного насоса. В сторону эксцентрика тол­катель отжимается пружиной.

Топливо перекачивается насосом за два хода поршня. При враще­нии валика топливного насоса эксцентрик отходит от толкателя и поршень перемещается под действием пружины вниз (см. рис. 7, б).

Рис. 7. Подкачивающий насос:

а — устройство; б и в — схемы работы; г — схема работы насоса ручной подкачки; 1 — поршень основной, 2 — корпус; 3 и 10 — нагнетательный и впускной клапаны; 4 и 12 — выпускной и впускной топливопроводы; 5 — толкатель; 6 — шток, 7 — цилиндр насоса ручной подкачки; 8 — рукоятка; 9 — поршень насоса ручной подкачки; 11 и 13 — пружины поршня и толкателя; 14 — эксцентрик; А и Б — полости

Топливо, находящееся под поршнем (полость Б), вытесняется в нагнетательный топливопровод, проходя через фильтр тонкой очи­стки в топливный насос. В надпоршневом пространстве (полость А) в это время происходит разрежение, вследствие чего топливо по­ступает в помпу через открывшийся впускной клапан 10 из топ­ливного бака, пройдя фильтр грубой очистки.

При дальнейшем вращении валика топливного насоса эксцентрик набегает на толкатель и поршень 1 перемещается вверх (рис. 7, в), сжимая пружину 11. Под поршнем образуется разрежение, давление над поршнем в полости А возрастает. Под давлением топлива впуск­ной клапан 10 закрывается, а нагнетальный клапан 3 открывается, и топливо перетекает из надпоршневого пространства под поршень. Этот ход поршня вспомогательный. Далее процесс повторяется.

Нормальная подача подкачивающего насоса 1,5 л/мин, давле­ние подачи топлива 0,15 МПа. Постоянное давление подачи топли­ва насосом низкого давления обеспечивается автоматическим из­менением хода поршня 1 в зависимости от расхода топлива дизе­лем. Объясняется это тем, что при полном рабочем ходе поршня объем подаваемого им топлива больше, чем расходует дизель. По­этому в нагнетальной полости Б давление топлива повышается и пружина 11 не может преодолеть его сопротивление и передвинуть поршень на всю длину рабочего хода. Толкатель перемещается на свой полный ход, так как он не связан жестко со штоком и порш­нем. Чем меньше расходуется дизелем топлива, тем меньше рабо­чий ход поршня. В результате независимо от частоты вращения ку­лачкового вала и расхода топлива в выпускном топливопроводе 4 поддерживается постоянное давление.

На корпусе подкачивающего насоса над выпускным клапаном установлен насос ручной подкачки топлива. Он состоит из цилин­дра, поршня 9 и штока с рукояткой 8. Этот насос служит для за­полнения системы топливом и удаления из нее воздуха перед пус­ком двигателя. Для уплотнения на кольцевой выточке поршня 9 установлено резиновое кольцо.

Перед прокачкой топлива должен быть открыт вентиль фильтра тонкой очистки. При перемещении рукоятки с поршнем вверх под действием разрежения, образующегося в цилиндре, открывается впус­кной клапан 10 и топливо заполняет пространство под поршнем. При движении рукоятки с поршнем вниз (рис. 7, г) под давлением топлива впускной клапан закрывается, а нагнетальный клапан 3 от­крывается и топливо поступает по нагнетальному топливопроводу к топливному насосу через фильтр тонкой очистки. После удаления воздуха из системы рукоятку 8 опускают вниз и во избежание подса­сывания воздуха заворачивают на крышку цилиндра до упора.

Форсунки. С помощью форсунок топливо поступает в камеру сго­рания двигателя в мелкораспыленном состоянии и под большим дав­лением. На дизелях установлены многодырчатые форсунки с малым диаметром распыливающих отверстий. Детали смонтированы в сталь­ном корпусе 10 (рис. 8). Основная часть форсунки — распылитель, состоящий из корпуса 12 и иглы 11. Корпус и игла изготовлены из легированной стали, тщательно обработаны и имеют большую твер­дость рабочих поверхностей, необходимую для работы в условиях высокой температуры и повышенного давления. Для получения ми­нимального зазора иглу и корпус подбирают парами и притирают.

Рис. 8. Форсунка дизеля А-41:

а — устройство; б — схема работы; 1 — колпак; 2 — регулировочный винт; 3 — контргайка; 4 — пружина; 5 — тарелка; 6 — сетчатый фильтр; 7 - штуцер для подсоединения топливопровода; 8 — штанга;9 — канал подвода топлива в распылитель;10 — корпус форсунки; 11 — игла распылителя; 12 — корпус распылителя; 13 — гайка распылителя; 14 — прокладка; 15 — камера распылителя

Заменить одну из этих деталей нельзя. Игла прижата к коничес­кому седлу корпуса пружиной 4 с помощью штанги 8.

Пружину регулируют винтом 2 на определенное давление. Он ввернут в донышко стакана, ко­торый сам завернут в корпус форсунки. От самоотвинчивания винт предохранен контргайкой 3. Сверху он закрыт колпаком 1, в нем находится резьбовое от­верстие для присоединения сливной трубки, через которую отводится топливо, просочив­шееся в полость пружины.

В процессе работы двигателя топливо поступает из топливного насоса по трубке высокого дав­ления через сетчатый фильтр 6 и канал 9 в камеру 15. Когда дав­ление топлива в камере превы­сит усилие пружины, сила, дей­ствующая на иглу снизу, припод­нимает ее, и топливо поступает к распыляющим отверстиям и через них впрыскивается в ка­меру сгорания. При отсечке топ­лива нагнетальным клапаном топливного насоса давление в камере 15 распылителя резко падает и игла под действием пру­жины быстро закрывает выход­ное отверстие форсунки. Неко­торые форсунки установлены в латунные стаканы, расположен­ные в отверстиях головки цилин­дров, и закреплены с помощью специальной скобы.

Топливопроводы низкого давления изготовляют из латун­ных или тонкостенных стальных трубок, имеющих противокор­розионное покрытие. На неко­торых двигателях применяют поливинилхлоридные топли­вопроводы.

Топливопроводы высокого давления выполнены из стали. Их внутренний диаметр 2 мм, наружный — 7 мм. Для предохранения от коррозии наружные поверхности оксидированы, т.е. обработаны оксидами. Топливопроводы заканчиваются конусами, выполнен­ными осадкой их конца на специальном приспособлении. Топливопроводы хорошо подогнаны к штуцерам, поэтому при их уста­новке накидные гайки свободно навертывают рукой на штуцера насоса и форсунки. Гайки окончательно затягивают ключом.

5. Топливный насос рядного типа.

Топливный насос (насос высокого давления) служит для пода­чи в цилиндры двигателя точно отмеренных порций топлива в оп­ределенный момент и под высоким давлением.

На дизелях устанавливают топливные насосы двух типов: рядные типа ТН и распределительные типа НД. Расшифруем, например, марку насоса 4УТНМ: четырехплунжерный универсальный рядный топливный насос модернизированный. Марка насоса НД-21/2-4 оз­начает, что насос дизельный распределительного типа, односекционный (21), для двух — четырех цилиндров. Марка насоса НД-22/6 означает, что насос дизельный распределительного типа, двухсек­ционный (22), для шести цилиндров.

Насосы рядного типа состоят из секций, число которых соот­ветствует числу цилиндров. Рассмотрим устройство и работу одной типичной секции этого насоса.

Насосная секция включает в себя плунжерную пару, пружину 3 (рис. 9), толкатель, кулачок 8 вала топливного насоса и нагнета­тельный клапан 14 с седлом 13.

Плунжерная пара состоит из втулки 12 и перемещающе­гося внутри нее плунжера 9. Диаметр плунжера 9 мм, его ход для насосов разных марок 8...10 мм.

Втулка и плунжер изготовлены из легированной стали и под­вергнуты термической обработке до высокой твердости. Во время работы в плунжерной паре создается высокое давление топлива. При рабочем движении плунжера топливо не должно просачивать­ся из надплунжерного пространства между трущимися поверхнос­тями плунжерной пары, поэтому плунжер с большой точностью притирают к втулке. Зазор между ними в десятки раз тоньше чело­веческого волоса (0,001...0,002 мм). Раскомплектовывать детали плун­жерной пары не разрешается.

Рис. 9. Насосная секция дизеля Д-243:

1 – рейка; 2 – винт; 3 – пружина; 4 – тарелка пружины; 5 – регулировочный болт толкателя; 6 – корпус толкателя; 7 – ролик; 8 – кулачок; 9 – плунжер; 10 – поворотная втулка; 11 – зубчатый венец; 12 – втулка плунжера; 13 – седло клапана; 14 – нагнетательный клапан; А – плунжерная пара; Б – толкатель; В – выступ; Г – отсечной паз; Д – осевой канал; Е – впускное отверстие.

В утолщенной части втулки имеется два противоположных боко­вых отверстия. Верхнее впускное отверстие Е служит для заполнения надплунжерного пространства топливом, а нижнее перепускное — для перепуска топлива. Оба отверстия втулки соединены с соответ­ствующими каналами, расположенными в насосе высокого давле­ния. В верхней части плунжера находятся соединенные осевой Д и боковой каналы, отсечный паз Г, который выполнен по винтовой линии. С его помощью мож­но менять порции подавае­мого топлива без изменения общего хода плунжера. Коль­цевая выточка в средней ча­сти плунжера служит для равномерного распределе­ния по гильзе дизельного топлива, выполняющего в данном случае роль смазки.

В нижней части плунже­ра выполнены выступ В и выточка. Выступ входит в пазы поворотной втулки 10, на которой помещен зубча­тый венец 11, соединенный с рейкой насоса. Зубчатый венец зажимается на втул­ке винтом 2. Нижняя выточ­ка выполнена для закрепле­ния в ней тарелки 4 пружи­ны, которая необходима для перемещения плунжера вниз.

Плунжер перемещается вверх под действием толка­теля Б, который получает движение от кулачка вали­ка топливного насоса. Тол­катель состоит из корпуса 6, ролика 7 с осью и регули­ровочного болта 5 с контр­гайкой. От проворачивания толкатели удерживаются фиксаторами, входящими в пазы его корпуса.

Нагнетальный клапан обеспечивает чет­кое окончание подачи топ­лива в цилиндр и состоит из седла 13 и точно подогнан­ного к нему клапана 14. Его устанавливают на втулку.

Под давлением пружины клапан плотно закрывает выход к фор­сунке, и в топливопроводе остается избыточное давление 2...4 МПа, что способствует четкой работе форсунки на всех режимах работы дизеля.

Схема работы секции топливного насоса показана на рис. 10. Под действием толкателя и пружины плунжер совершает возвратно-поступательное движение.

Рис. 10. Схема работы секции топливного насоса:

а — заполнение втулки топливом; б — подача топлива в форсунку; в — конец подачи топлива (отсечка); г — поворот плунжера в сторону увеличения подачи; д — положение плунжера при выключенной подаче; 1 — плунжер; 2 — втулка; 3 — седло нагнетательного клапана; 4 и 8 — впускной и перепускной каналы; 5 — нагнетательный клапан; 6 — пружина; 7 — перепускное отверстие втулки; А — разгрузочный поясок

При движении плунжера 1 вниз топливо из впускного канала 4 проходит во втулку 2 (рис. 10, а). При движении вверх плунжер перекрывает впускное отверстие втулки (рис. 10, б), и топливо, открывая нагнетательный клапан 5, проходит под большим дав­лением в форсунку. Как только кромка отсечного паза совмещает­ся с перепускным отверстием втулки (рис. 10, в), топливо из надплунжерного пространства попадает по каналам плунжера в пере­пускное отверстие 7 втулки и далее через перепускной канал 8 к подкачивающему насосу. Давление в надплунжерном простран­стве падает, и под действием пружины 6 нагнетательный клапан опускается в гнездо.

Разгрузочный поясок А при посадке клапана отсасывает часть топлива из топливопровода высокого давления, благодаря чему давление в нем резко падает, и происходит четкое прекращение впрыскивания топлива форсункой. Таким образом, рабочий ход плунжера длится от конца закрытия верхней кромки плунжера впускного окна втулки до начала открытия перепускного окна кромкой отсечного паза. Подачу топлива за один нагнетательный ход плунжера называют цикловой подачей.

Величину рабочего хода плунжера можно менять, повернув его во втулке на соответствующий угол (рис. 10, г). Момент начала подачи топлива при этом не изменяется, а конец подачи топлива наступает раньше или позже (в зависимости от расположения плунжера во втулке). Чем ближе к верхнему торцу плунжера кромка отсчетного паза, обра­щенная в сторону перепускного отверстия, тем раньше заканчивает­ся подача топлива. Наименьшее расстояние от кромки паза до торца плунжера соответствует выключению подачи топлива (рис. 10, д).

Количество подаваемого топлива каждой секцией регулируют поворотом втулки 10 (см. рис. 9) относительно зубчатого венца 11, для чего предварительно ослабляют стяжной винт 2. Порции топ­лива, подаваемые всеми секциями насоса, меняют передвижением зубчатой рейки / насоса, которая с помощью зубчатых венцов и поворотных втулок 10 поворачивает одновременно все плунжеры вокруг их оси.

Перемещением зубчатой рейки 8 (рис. 11) насоса рядного типа управляет регулятор Л, который приводится в действие от кулач­кового вала 11. Регулятор смонтирован в корпусе, который закреп­лен за задней частью корпуса топливного насоса, и составляет с ним единый агрегат.

Рис. 11. Детали насоса рядного типа дизеля Д-243:

1 — втулка плунжера, 2 — П-образные каналы, 3 — топливоподводящий штуцер; 4 и 6 — перепускной и нагнетательный клапаны; 5 — штуцер; 7 — плунжер; 8 — рейка, 9 — толкатель, 10 — эксцентрик, 11 — кулачковый вал; 12 — шлицевая втулка, 13 — установочный фланец; 14 — стопорный винт, 15 — корпус; А — регулятор

Корпус рассматриваемого насоса представляет собой монолит­ную конструкцию с несъемной головкой. Он разделен литой гори­зонтальной перегородкой на две части. В верхней части корпуса 15 (головке) имеются четыре вертикальные расточки для установки секций топливного насоса. Горизонтальные сверления (впускного и перепускного каналов) образуют П-образный топливный канал 2, соединенный топливопроводами с подкачивающим насосом. Пе­репускной клапан 4, установленный в штуцере перепуска топлива к подкачивающему насосу, поддерживает в П-образном канале дав­ление около 0,1 МПа.

В нижней половине корпуса насоса на двух шариковых подшип­никах размещен кулачковый вал (общий для всех секций насоса). На нем расположено четыре кулачка, развернутые один относи­тельно другого под углом 90°. Между вторым и третьим кулачками вала находится эксцентрик 10, который служит для привода под­качивающего насоса.

В некоторых насосах рядного типа применяют механизм поворо­та плунжеров с гладкой рейкой, на которой стяжными винтами закреплены вильчатые хомуты 4 (рис. 12). В прорези хомутов входят поводки 2, напрессованные на нижние концы плунжеров.

Рис. 12. Механизм поворота плунжеров дизеля а-41:

1 – рейка; 2 – поводок; 3 – стяжной винт хомута;4 – вильчатый хомут; 5 - плунжер.

Подачу топлива каждой секцией в таких насосах изменяют пе­ремещением хомутов по рейке при ослабленных стяжных винтах 3.

Движением рейки вперед увеличивают порцию подаваемого топ­лива. Рейкой управляет регулятор, который прикреплен к задней части топливного насоса.

Кулачковый вал топливного насоса приводится в действие шес­терней привода с помощью шлицевой втулки 4 (рис. 13), которая связана шпонкой с кулачковым валом и соединяется с шестерней 1 привода посредством шлицевой шайбы 2 и двух болтов 3. Шестер­ня 1 свободно посажена на ступице установочного фланца. В центральное отверстие шестерни запрессована бронзовая втулка, кото­рая прижимается буртом к торцу установочного фланца. Шайба 2 устанавливается относительно втулки в определенном положении благодаря пропущенному («слепому») шлицу. При этом положении можно снимать и устанав­ливать топливный насос без нарушения установ­ленного момента подачи топлива.

Рис. 13. Привод топливного насоса:

1 — шестерня; 2 — шлицевая шайба; 3 — болт, 4 — шлицевая втулка

Общий момент подачи топлива насосными сек­циями изменяют поворо­том шлицевой шайбы от­носительно шестерни на­соса. Для этого в шайбе просверлены 14 отверстий на одном радиусе через 21°. На переднем торце ступицы шестерни имеются 14 резьбовых отвер­стий через 22,5°. При таком расположе­нии можно совместить только 2 проти­воположных отверстия.

При повороте шлицевой шайбы 2 по ходу часовой стрелки до совмещения следующей пары отверстий, располо­женных по диаметру, шлицевая втулка вместе с кулачковым валом повернется на 1,5°, а момент начала подачи топли­ва насосом высокого давления (угол опережения) происходит на 3° раньше поворота коленчатого вала. Если повер­нуть шайбу против хода часовой стрел­ки, то угол опережения начала подачи топлива соответственно уменьшится, т.е. момент начала подачи будет позже.

При нормальной работе топливного насоса каждая секция начинает подачу топлива к форсункам за несколько гра­дусов до прихода поршня в в.м.т. при такте сжатия.

У некоторых дизелей имеется при­вод с автоматическим изменением угла начала подачи топлива. В этом случае между шестерней привода и насосом устанавливают муфту опережения впрыс­ка топлива, которая закрепляется на кулачковом валу. Муфта обеспечивает выгодный угол опережения впрыска топлива в зависимости от частоты вра­щения коленчатого вала.

Для смазывания деталей топливного насоса используют моторное масло. Оно подается под давлением из смазочной системы дизеля или заправляется автономно в зависимости от конструкции насоса.

6. Топливный насос распределительного типа.

Особенность конст­рукции насоса распреде­лительного типа состоит в том, что плунжерная пара подает топливо не в один цилиндр, как у многоплунжерного насо­са рядного типа, а в не­сколько цилиндров. По­этому плунжер этого на­соса совершает не только возвратно-поступатель­ное движение, но и вра­щается вокруг своей оси, распределяя топливо по­очередно в цилиндры двигателя.

Базовая модель насо­сов распределительного типа — насос марки НД-21/4. У него одна сек­ция (рис. 14) на четыре цилиндра дизеля. Плун­жерная пара состоит из втулки 10 и плунжера 5. Головка втулки закрепле­на на корпусе насоса че­тырьмя шпильками с гайками. Пробка, вверну­тая во втулку, герметич­но закрывает надплунжерную полость.

Рис. 14. Секция насоса распределительного типа (дизель Д-144):

1 — кулачок, 2 — ролик, 3 — пружина, 4 — зубчатая втулка, 5 — плунжер, 6 — дозатор, 7, 11, 14 и 15 — каналы, 8 ~ штуцер, 9 ~ нагнетательный клапан, 10 — втулка плунжера, 12 — привод дозатора, 13 — толкатель, 16 и 17 — шестерни, 18 — валик регулятора

В верхней части втул­ки имеются впускные каналы 11, по которым топливо поступает внутрь втулки, и нагнетательные каналы, соединяющие ее центральное отверстие с наклонными каналами 7.

По этим каналам топливо направляется через штуцер 8 и топли­вопровод высокого давления к форсунке.

Внизу наружный диаметр втулки плунжера уменьшается. На втул­ку помещена зубчатая втулка 4, приводящая во вращение плунжер от вала регулятора через промежуточную шестерню 16.

В средней части гильзы выполнена выемка, в которую вставлен дозатор 6, изменяющий количество подаваемого топлива насосной секцией. Дозатор может перемещаться вверх и вниз по плунжеру с помощью привода 12.

У плунжера в верхней части находятся одно осевое и три радиальных сверления, два из которых (верхние) объединены верти­кальной выточкой. В нижней части плунжера выполнены наружная кольцевая выточка под тарелку пружины и грани под втулку 4. Под плунжером помещен толкатель 13, который установлен в расточке корпуса топливного насоса. К нижней части корпуса толкателя прикреплен ролик, свободно вращающийся на оси. Толкатель перемещается вверх под действием кулачка 1 и давлением пружины 3 отводится вниз вместе с плунжером. Момент начала подачи топлива каждой секции изменяют регулировочным болтом толкателя

Кулачковый вал вращается в шариковых подшипниках, уста­новленных в нижней части корпуса топливного насоса. В двух- и четырехцилиндровом двигателях вал снабжен одним кулачком, а в шестицилиндровом — двумя кулачками. На каждом кулачке имеет­ся столько выступов, сколько цилиндров он обеспечивает топли­вом. Например, в шестицилиндровом двигателе насос имеет две секции и каждый кулачок снабжен тремя выступами. В таком насо­се за один оборот кулачкового вала каждый плунжер сделает три двойных хода и один оборот вокруг своей оси. В четырехцилиндро­вом двигателе кулачок имеет четыре выступа и за один оборот ку­лачкового вала плунжер совершит четыре двойных хода и один обо­рот вокруг оси.

В головке секции насоса четырехцилиндрового двигателя зак­реплены четыре штуцера 8, а шестицилиндрового — три. Внутри каждого из них находится обратный и нагнетательный клапаны, каждый из которых прижат пружиной к седлу.

Во время движения плунжера 3 (рис. 15, а) вниз в полости втул­ки 4 образуется разрежение, и через открывшееся впускное отвер­стие 2 эта полость заполняется топливом. При подъеме плунжера вверх топливо частично вытесняется через впускное отверстие втулки. В момент перекрытия верхней кромкой плунжера впускного отвер­стия давление топлива во втулке начинает возрастать. Когда верх­нее радиальное отверстие (распределительный канал 6) вращаю­щегося плунжера совпадет с одним из нагнетательных каналов втул­ки (рис. 15, б), произойдет подача топлива через штуцер / и топливопровод высокого давления к форсунке. При нагнетании топ­лива клапан 5 приподнимается на 0,5...0,6 мм и пропускает топли­во к форсунке.

Подача топлива продолжается до выхода нижнего радиального (отсечного) отверстия 9 плунжера из дозатора 8 (рис. 15, в). В мо­мент отсечки клапаны 5 и 7 опускаются. Нагнетательный клапан садится на седло, а часть топлива проходит через отверстие кла­пана 5, отжимая обратный клапан (рис. 15, г). Вследствие этого давление в топливопроводе высокого давления резко снижается, что способствует четкому прекращению впрыскивания топлива форсункой.

Рис. 15. Схема работы секции насоса распределительного типа:

а — всасывание; б — нагнетание; в — конец подачи; г — разгрузка топливопровода высокого давления; д — схема распределения топлива по цилиндрам; 1 — штуцер; 2 — впускное отверстие втулки; 3 — плунжер; 4 — втулка; 5 и 7 — нагнетательный и обратный клапаны; 6 — распределитель­ный канал; 8 — дозатор; 9 — отсечное отверстие, 10 — толкатель; 11 — кулачок; I...IV — цилиндры дизеля

Конец впрыскивания, а следовательно, и количество подавае­мого топлива изменяются перемещением дозатора 8 по плунжеру. Чем выше расположен дозатор, тем позже наступает отсечка и тем большее количество топлива подается секцией. При переме­щении дозатора вниз в крайнее нижнее положение подача топли­ва выключается. На рис. 15, д показана схема распределения топ­лива секцией насоса по цилиндрам.

7. Всережимный регулятор.

Для качественного выполнения многих сельскохозяйственных работ необходимы постоянная поступательная скорость движения машинно-тракторного агрегата (МТА) и неизменная частота вра­щения ВОМ, т.е. постоянная частота вращения коленчатого вала. Для ее автоматического поддержания служит регулятор.

Однорежимные регуляторы применяют на пусковых двигателях. На тракторных дизелях установлены всережимные регуляторы.

Всережимный регулятор обеспечивает установленную водите­лем частоту вращения коленчатого вала на любом скоростном ре­жиме работы двигателя (на номинальном и частичных). На рассмотренный ранее рядный топливный насос устанавливают мало­габаритный всережимный регулятор.

Регулятор насоса рядного типа. Малогабаритный регулятор имеет четыре груза 6 (рис. 16), соединенные осями со ступицей 2, кото­рая свободно сидит на кулачковом валу 1 топливного насоса. На лыске хвостовика вала насоса напрессована упорная шайба. Враще­ние от шайбы к ступице передается резиновыми сухарями, кото­рые служат демпфером, т.е. упругим звеном привода. Они умень­шают неравномерность вращения грузов регулятора. По хвостовику кулачкового вала свободно передвигается муфта /регулятора с упор­ным шариковым подшипником.

Рис. 16. Малогабаритный всережимный регулятор 4УТНМ дизеля Д-243:

1 - кулачковый вал; 2 — ступица; 3 - спиральная пружина; 4 – рычаг управления; 5 — спускная пробка; 6 - груз, 7 - муфта; 8 - ролик; 9 и 14 — промежуточный и основной рычаги; 10 - соединительный болт; 11 — болт номинальной подачи топлива; 12 - корректор; 13 — винт прекращения подачи топлива; 15 - пружина обогатителя; 16 — пружина регулятора; 17— рычаг; 18 — рейка насоса

В задней части регулятора на оси установлены основной 14 и промежуточный 9 рычаги. В верхней части промежуточный рычаг соединен тягой с рейкой 18 насоса. На промежуточном рычаге расположены ролик 8, корректор 12 и шпилька крепления пру­жины 15 обогатителя. Промежуточный и основной рычаги связа­ны болтом 10, который обеспечивает необходимый угловой сво­бодный ход между ними. Основной рычаг соединен через пружи­ну 16 регулятора с рычагом 17, жестко установленным на лысках оси рычага 4 управления. В заднюю стенку корпуса регулятора ввер­нуты болт 11 номинальной подачи топлива (жесткий упор) и винт 13 прекращения подачи топлива.

При пуске двигателя рычаг 10 (рис. 17, а) управления поворачи­вается до упора в винт 11 и через рычаг 9 растягивает пружины 7 и. 8. Пружина регулятора перемещает основной рычаг 4 до упора в го­ловку болта 3, а пружина обогатителя перемещается вперед (на рисунке — вправо), обеспечивая увеличение цикловой подачи топ­лива, необходимого для пуска двигателя. При пуске двигателя гру­зы регулятора под действием центробежной силы расходятся и выступами перемещают муфту 2, а вместе с ней промежуточный рычаг и рейку назад, уменьшая подачу топлива.

Рис. 17. Схемы работы малогабаритного регулятора 4УТНМ:

а и б — при пуске и остановке двигателя; в — при номинальной нагрузке; г — при перегрузке; 1 — груз; 2 — муфта; 3 — болт номинальной подачи топлива; 4 и 5 — основной и промежуточный рычаги; 6 — рейка насоса; 7 и 8 — пружины регулятора обогатителя; 9 — рычаг; 10 — рычаг управления; 11 — винт макси­мальной частоты вращения; 12 — соединительный болт; 13 — винт прекращения подачи топлива; 14 — рычаг управления подачей топлива; 15 — шток корректора.

Если рычаг 14 управления подачей топлива отклонить в сторону выключения подачи (рис. 17,б) вверх до отказа, то пружина /регу­лятора сначала полностью сожмется и будет толкать основной рычаг 4 влево до упора в винт 13 прекращения подачи топлива. Вместе с основным рычагом влево переместятся промежуточный рычаг и свя­занная с ним рейка топливного насоса посредством болта 12. Подача топлива прекращается и двигатель останавливается.

Когда двигатель нагружен полностью (рис. 17, в), частота враще­ния коленчатого вала по сравнению с недогрузкой снижается и соот­ветственно центробежная сила грузов уменьшается. Под действием пружины регулятора промежуточный и основной рычаги перемеща­ются вперед до касания основного рычага в головку болта 3. В действительности (в полевых условиях) нагрузка на дизель постоянно меня­ется и рейка 6 топливного насоса постоянно колеблется вместе с ос­новным рычагом 4, который периодически касается головки болта 3 номинальной подачи топлива. Такое положение в регуляторе соответ­ствует номинальной нагрузке и более экономичной работе дизеля.

Если нагрузка в среднем постоянная, то между усилием пружи­ны регулятора и центробежной силой грузов устанавливается рав­новесие, частота вращения коленчатого вала при этом номиналь­ная. При изменении внешней нагрузки равновесие нарушается, про­межуточный рычаг перемещается вместе с рейкой насоса, изменяя подачу топлива, и равновесие восстанавливается снова.

Если двигатель перегружен (рис. 17, г), то частота вращения ко­ленчатого вала падает, центробежная сила грузов ослабевает на­столько, что пружина корректора, упираясь с помощью штока 15 в основной рычаг, перемещает промежуточный рычаг 5 и рейку 6 вправо, дополнительно повышая подачу топлива. При этом растет вращающий момент двигателя и преодолевается перегрузка. Кор­ректор — это устройство для изменения цикловой подачи топлива по сравнению с ее номинальным значением. С помощью него мож­но увеличить подачу топлива на 15...20 % по сравнению с подачей топлива при номинальной нагрузке.

Перемещением рычага 14 управления подачей топлива изменя­ют степень растяжения пружины 7 регулятора и, следовательно, заданный скоростной режим двигателя. Во время работы трактора при неполной нагрузке целесообразно для экономии топлива вы­бирать пониженный скоростной режим двигателя.

Сигнализатор загрузки двигателя. На некоторых универсально-пропашных тракторах дизель оборудован сигнализатором загруз­ки двигателя (СЗД). Он предназначен для сообщения информа­ции трактористу о степени загрузки дизеля и выбора им наиболее экономичного режима работы. В сигнализатор входят датчик, смонтированный в регуляторе, и контрольная лампа, установлен­ная в щитке приборов. Датчик и лампа последовательно включены в электрическую цепь.

Датчик представляет собой болт 6 (рис. 18) номинальной пода­чи топлива, изолированный от «массы» с помощью пластмассовой (из стеклотекстолита) втулки 4.

Рис. 18. Схема сигнализатора загрузки дизеля Д-243:

1 — рейка топливного насоса; 2 - корпус регулятора; 3 - основной рычаг регулятора, 4 — изолирующая втулка, 5 — контргайка, 6 — болт номинальной подачи топлива; 7 — контрольная лампа; 8 — источник электропита­ния; 9 — муфта; 10 - груз регулятора; 11 — тяга управления регулятором, 12 — контактная шайба, 13 — пломбировочный колпачок; А и Б — положения рычага 3, при которых лампа горит и не горит

Контрольная лампа со светофильтром красного цвета сигнализирует о режиме работы дизеля. При выполнении трактором полевых работ основной рычаг 3 регулято­ра постоянно колеблется и при касании с головкой болта 6 номинальной подачи топлива включает лампу 7, которая указывает на следующие режимы работы дизеля:

лампа не горит. Дизель работает с недогрузкой и повышенным расходом топлива. Следует включить более высокую передачу и при необходимости (на малоэнергоемких работах) снизить частоту вращения коленчатого вала;

лампа горит постоянно или периодически затухает. Дизель работает с перегрузкой и повышенным расходом топлива. Необходимо перейти на пониженную передачу или увеличить частоту вращения коленчатого вала;

лампа периодически загорается. Дизель работает с нормальной загрузкой в наиболее экономичном режиме (в зоне минимального удельного расхода топлива). Номинальная нагрузка двигателя 85...95% полной.

Регулятор РВ насоса рядного типа. Регулятор топливного насоса расположен в отдельном корпусе и прикреплен сзади к топливному насосу. Валик 7 (рис. 19) регулятора расположен в корпусе на двух шариковых подшипниках и получает вра­щение от кулачкового вала насоса через пару шестерен 18.

Рис. 19. Регулятор РВ дизеля А-41:

1 — регулировочные шайбы, 2 — болт-ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала, 3 — двойная спиральная пружина корректора, 4 — кронштейн, 5 — упорный болт кронштейна, 6 — регулировочная прокладка, 7 — валик регулятора, 8 — пружины, 9 — шип вилки, 10 — вилка, 11 — тяга рейки, 12 — винт вилки, 13 — призма, 14 — кнопка валика обогатителя, 15 — груз, 16 — крестовина грузов, 17 — рейка топливного насоса, 18 — шестерня, 19 — муфта, 20 — рычаг управления регулятором, 21 — сектор, 22 — винт

На валике жестко посажены крестовина 16 с двумя грузами 15, подвижная муфта 19 и две спиральные пружины 8. При работе двигателя на муфту действуют две про­тивоположно направлен­ные силы: сила пружин и центробежная сила грузов. Перемещаясь под действием этих сил, муфта поворачивает вилку 10 через шипы, входящие в пазы муфты. Вилка 10 соединена тягой 11 с рейкой 17 топливного насоса. Винт 12 вилки при номинальной подаче топлива касается призмы 13 корректора, имеющей наклонную площадку. С помощью кнопки 14 призма может выводиться из-под винта при пуске двигателя в холодное время года. Кронштейн 4 свободно надет на валик рычага 20 управления регулятором, но соединен с ним двойной спиральной пружиной 3, усики которой охватывают кронштейн. Рычаг 20 выполнен как одна деталь заодно с сектором 21 и валиком.

Тракторист может установить любой скоростной режим работы двигателя перемещением рычага подачи топлива, расположенного в кабине. Этот рычаг соединен с рычагом 20управления регулятором.

Во время работы трактора рейка топливного насоса перемещается под действием пружин 8 и центробежной силы грузов. При кратковременной перегрузке срабатывает корректор: частота вращения коленчатого вала временно снижается, и центробежная сила грузов уменьшается настолько, что под действием силы пружин 8 кронштейн 4 поворачивается по ходу часовой стрелки (спиральная пружина 3 корректора закручивается) и вилка 10 перемещается вперед, а винт 12 скользит по скосу призмы 13 вверх. Рейка допол­нительно смещается в сторону увеличения подачи топлива, враща­ющий момент дизеля возрастает, преодолевая временную нагрузку. На рис. 38 показано положение деталей регулятора при перегрузке дизеля.

При остановке двигателя тракторист перемещает рычаг 20 управления регулятором до соприкосновения сектора рычага с вин­том 22. Рейка топливного насоса отводится вилкой 10 назад (по рисунку - влево) до отказа, и подача топлива выключается.

Регулятор насоса распределительного типа. Валик 6 (рис. 20), при­водящийся во вращение конической парой шестерен 17 от кулач­кового вала топливного насоса, занимает вертикальное положение и вращается в двух шариковых подшипниках. В нижней части на валике установлена ступица 15 крестовины грузов, которая соединена с валиком спиральной пружиной 16. Она предохраняет меха­низм регулятора от перегрузок при резких изменениях частоты вра­щения валика. Грузы шарнирно закреплены в ушках крестовины. Выступы грузов снабжены роликами, которые воздействуют на муфту, сидящую на валике. С другой стороны в муфту упирается двуплечий рычаг 14 под действием пружины 12. Ее натяжение мож­но изменить наружным рычагом 20 Перемещение наружного рыча­га 20 управления регулятором ограничено двумя упорными винтами 21 и 22.

Двуплечий рычаг соединен системой тяг и рычагов с дозатором 5. В регуляторе находится корректор для преодоления временных перегрузок двигателя путем дополнительной подачи топлива насо­сом. В корпусе корректора находятся шток 11 и пружина 9 хода штока. При неработающем корректоре он выдвинут из корпуса пру­жиной 9, а между штоком и ограничителем имеется зазор 0,3 мм. Усилие пружины штока регулируют винтом 8.

Во время работы двигателя валик регулятора вращается вместе с грузами. При установившемся режиме работы двигателя в заданном положении рычага управления центробежная сила грузов уравно­вешена усилием главной пружины, благодаря чему дозаторы удер­живаются в определенном положении, а коленчатый вал двигателя вращается с установлен­ной частотой.

Рис. 20. Регулятор распределительного насоса НД-22/6Б4 (дизель СМД-62):

1 и 2 - большая и малая регулировочные тяги, 3 — пружина, 4 — рычаги поводка дозатора, 5 — дозатор, 6 — валик регулятора, 7 — валик наружного рычага управления, 8 - регулировочный винт пружины корректора, 9 — пружи­на корректора, 10 — корпус корректора, 11 — шток корректора, 12 — главная пружина, 13 — рычаг корректора, 14 — двуплечий рычаг, 15 — ступица крестови­ны грузов, 16— спиральная пружина, 17 — коническая пара шестерен привода регулятора, 18 — пробка заливного и контрольного отверстия для масла, 19 — пробка отверстия для слива масла из топливного насоса, 20 — наружный рычаг управления регулятором, 21 — упорный винт максимального скоростного режима, 22 — упорный винт выключения подачи топлива насосом.

При уменьшении на­грузки частота вращения коленчатого вала двигате­ля увеличивается. Возрас­тающая центробежная сила грузов 6 (рис. 21, а) преодолевает усилие глав­ной пружины 5 и переме­щает муфту 7 вверх, а си­стема тяг передвигает до­затор 1вниз (по рисунку), уменьшая подачу топлива насосом. Частота враще­ния коленчатого вала сни­жается до установленной, а между главной пружи­ной и центробежной си­лой восстанавливается равновесие.

При полной нагрузке рычаг 3 управления пере­водят в крайнее положе­ние до упора в винт 4 мак­симального скоростного режима. Центробежная сила грузов уравновешена главной пружиной. Через систему тяг дозаторы ус­танавливаются в положе­ние, обеспечивающее тре­буемую подачу топлива соответственно нагрузке двигателя на данном ско­ростном режиме.

При нагрузке (рис. 21, б) частота вращения колен­чатого вала двигателя снижается. Центробежная сила грузов уменьшается. Под действием глав­ной пружины муфта 7 опускается, а двуплечий рычаг 8 и рычаг 9 корректора перемещаются против хода часовой стрелки. Рычаг 9 через шток 11 сжимает пружины корректора. При дополнительном перемещении рычага 9 вверх другой конец двуплечего рычага опу­стится ниже и через систему тяг дополнительно переместит дозатор в сторону увеличения подачи топлива. После преодоления перегруз­ки частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается, а возросшая центробежная сила грузов преодолевает усилие главной пружины. Муфта занимает такое положение, при котором рычаг 9 касается штока корректора.

8. Техническое обслуживание. Возможные неисправности.

Система питания влияет на бесперебойность и экономичность работы не только двигателя, но и машинно-тракторного агрегата.

При нормальной работе системы питания нет утечек топлива: отработавшие газы выходят из трубы без заметного дымления; фильтрующие элементы тонкой очистки топлива не засорены; момент начала подачи топлива у дизеля установлен согласно тех­ническим требованиям; форсунки хорошо распыляют топливо и они отрегулированы на заданное давление; в воздухоочистителе отсутствует подсос воздуха через неплотности его частей; поддон воздухоочистителя заполнен на установленном уровне незагряз­ненным маслом.

Ежесменно перед началом работы рекомендуется выполнить сле­дующие операции. Заправить топливный бак чистым топливом. Устранить утечки в соединениях, а при попадании воздуха в систему открыть продувочный вентиль на фильтре тонкой очистки и про­качать топливо с помощью насоса ручной подкачки до тех пор, пока вытекающее из контрольной трубки топливо не будет содер­жать в себе пузырьки воздуха. Очистить насос и форсунки от пыли, убедиться в прочности их крепления к двигателю.

При ТО-1 слить отстой из фильтров грубой и тонкой очистки топлива топливного бака через сливной кран. Слитый отстой надо собирать в отдельную посуду и отстаивать длительное время, после чего верхний слой можно использовать для заправки, а нижний употреблять для промывки деталей при его автономной смазке. Про­верить и в случае необходимости долить масло в корпус насоса. Заменить масло в поддоне воздухоочистителя. При работе в пыль­ных условиях масло в поддоне следует менять ежесменно. Зимой его разбавляют на 1/3 дизельным топливом.

При ТО-2 разобрать и промыть фильтр грубой очистки топлива. Его фильтрующий элемент следует промывать, многократно по­гружая в чистое дизельное топливо до полного удаления отложе­ний. Нельзя чистить сетку фильтрующего элемента деревянными предметами, металлическими щетками и вытирать ее ветошью. Снять и очистить форсунки от нагара, а при необходимости проверить их на качество распыла и давление впрыскивания. Заменить масло в корпусе насоса с автономной смазкой. Очистить воздухоочиститель и промыть в дизельном топливе фильтрующие элементы и корпус.

При ТО-3 промыть топливный бак, разобрать фильтр тонкой очистки топлива, промыть топливом его корпус и заменить филь­трующие элементы. Замена только одного из фильтрующих эле­ментов недопустима. При сборке фильтра проследить, чтобы филь­трующие элементы были плотно прижаты пружинами к промежу­точной плите. Иначе между ними будет проходить неотфильтрованное топливо. При необходимости (с разрешения инженера) отправить топливный насос с форсунками в мастерскую для проверки и ре­гулировки. Запрещается разбирать и регулировать топливный насос с регулятором в полевых условиях.

Проверка герметичности воздухоподводящей системы. При подсо­се воздуха помимо воздухоочистителя пыль попадает в цилиндры двигателя, что вызывает повышенный износ деталей кривошипно-шатунного механизма. Необходимо периодически проверять гер­метичность воздухоподводящих частей. Для этого снимают инерци­онный очиститель и при средней частоте вращения коленчатого вала плотно закрывают центральную трубу. Если подсоса воздуха нет, то двигатель глохнет. В противном случае надо подтянуть креп­ления воздухоподводящих частей.

Проверка работы форсунок. Если форсунка не распыливает топливо, то оно не сгорает и соответствующий цилиндр выключается из работы (двигатель «троит», т.е. работает на трех цилиндрах). Чтобы определить неисправную форсунку на работающем двигателе, следует установить такую частоту вращения коленчатого вала, при которой отчетливо слышны перебои в работе двигателя. После это­го выключают поочередно форсунки из работы, ослабляя накидные гайки крепления трубок высокого давления к штуцерам насо­са. Когда выключают из работы действующую форсунку, двигатель работает на двух цилиндрах. При отключении неисправной фор­сунки ритмичность работы двигателя не изменяется.

Неисправную форсунку можно также определить на ощупь, т.е. по пульсации топлива в топливопроводе высокого давления. Уси­ленные толчки в одном из топливопроводов указывают на то, что форсунка не пропускает нагнетаемого насосом топлива. Штуцер этой секции будет нагрет больше других.

Форсунки можно проверять на давление впрыскивания и каче­ство распыла на работающем двигателе максиметром или эталон­ной форсункой. В качестве последней применяют контрольную, за­ранее отрегулированную исправную форсунку.

Начало впрыскивания топлива проверяемой и эталонной фор­сунок должно происходить одновременно. В противном случае сле­дует отрегулировать давление пружины проверяемой форсунки. Для этого отвертывают колпак форсунки, ослабляют контргайку и регулировочным винтом устанавливают величину затяжки пружины, добиваясь одновременного впрыскивания. Качество распыла топ­лива проверяемой форсунки сравнивают с эталонной.

Проверку форсунки на давление впрыскивания и качество распыла топлива максиметром проводят таким же образом. Максиметр представляет собой специальную форсунку с тарировочной пружиной и шкалой, нанесенной на корпусе и колпаке. По шкале определяют давление начала впрыскивания топлива.

Неисправная работа дизельной топливной аппаратуры сопро­вождается увеличенным (на 10...30%) расходом топлива. При не­полном сгорании топлива возрастает количество токсичных веществ в отработавших газах, которые загрязняют окружающую среду.

В процессе эксплуатации могут возникнуть следующие возможные неисправности системы питания (табл. 1).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какое топливо используют для дизелей?

2. С какой целью дизель оборудуют турбокомпрессором?

3. Для чего в крышке заливной горловины топливного бака расположено отверстие?

4. Как удалить воздух из фильтров тонкой очистки топлива?

5. Объясните схему действия плунжерной пары рядного насоса высокого давления?

6. В чем принципиальное различие распределительного и рядного насосов?

7. Почему регулятор назван всережимным?

8. Как определить неисправную форсунку на работающем двигателе?