Равномерность подачи топлива по цилиндрам

Дизель развивает номинальную мощность лишь в том случае, когда все насосные элементы подают в форсунки одинаковое количе­ство топлива. Поэтому каждый топливный насос перед установкой его на двигатель должен быть проверен и при необходимости отрегулирован на равномерность подачи топлива всеми насосными элеме­нтами. Для проверки равномерности подачи топлива устанавливают такие форсунки, которые предварительно были отрегулированы на требуемое давление впрыска и проверены на распыл. В частности, давление начала подъема запорной иглы форсунки двигателя КамАЗ-740 составляет 18±0,5 МПа (для дизелей соответствующих нормам Евро-2 – 21±0,5 МПа). Форсунки с насосными элементами должны быть соединены топливопроводами высокого давления одинаковой длины и одинакового внутреннего сечения.

Неравномерность подачи топлива по цилиндрам, кроме уменьше­ния мощности двигателя, приводит также к уменьшению ресурса дизеля, увеличению крутильных колебаний коленчатого вала, а в ряде случаев и к ухудшению экономичности. Допустимая неравномерность регламентируется ГОСТ 10578-74 "Насосы топливные дизелей" и подсчитывается по величинам максимальной q_цmax и минимальной q_цmin цикловых подач топлива по формуле

Допустимая неравномерность для автотракторных двигателей согласно ГОСТ 10578-74 приведена в таблице 1.

Таблица 1.

Число плунжерных секций в насосе	Допустимая неравномерность подачи kкр %, не более
На режиме номинальных частот вращения и полной подачи	На режиме подачи холостого хода при максимальных или минимальных частотах вращения холостого хода
При регули-ровке	При про-верке	При регули-ровке	При проверке

 

Многоплунжерные топливные насосы регулируются на равномерную подачу на стенде со стендовыми форсунками и трубопроводами высокого давления. Иногда насосы регулируются со штатными форсунками и трубопроводами, такая регулировка предпочтительнее. В ряде слу­чаев равномерность подачи проверяется дополнительно на режиме ма­ксимального крутящего момента.

Кроме определения коэффициента неравномерности подачи топли­ва по цилиндрам и величины запаса подачи топлива по регуляторной характеристике оценивается коэффициент обогащения подачи топлива на пусковых частотах вращения, который определяется по формуле

,

где q _цп и q _цном - пусковая и номинальная цикловые подачи топлива, мм³/цикл.

С увеличением цикловой подачи топлива на пусковых частотах вращения дизеля q _цп существенно улучшаются пусковые свойства дизеля, в особенности в зимнее время, и достигается надежный пуск дви­гателя в течение всего срока его службы. В зависимости от особен­ностей двигателя коэффициент обогащения может изменяться в пределах 150.... 250 %.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2.

ТОПЛИВНЫЙ НАСОС ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДИЗЕЛЯ КАМАЗ-740

Цель работы: изучение устройства, принципа работы топливного насоса высокого давления (ТНВД). Разборка и сборка насоса.

 

ТНВД (рис.1) предназначен для подачи в цилиндры двигателя в определенные моменты времени строго дозированных порций топлива под высоким давлением.
На рис. 2 представлена графическая зависимость положения рейки ТНВД от частоты вращения коленчатого вала двигателя при упоре рычага управления регулятором в винт максимальной частоты вращения.

Для обеспечения надежного и безотказного пуска двигателя в регуляторе предусмотрено пусковое устройство, которое обеспе­чивает увеличенную подачу во время пуска двигателя. Включение и выключение пусковой подачи топлива происходит автоматически.

 

 

 

Рис.1. ТНВД. 1 – корпус насоса; 2 – ролик толкателя; 3 – ось ролика; 4 – втулка ролика; 5 – пята толкателя; 6 – тарелка пружины толкателя; 7 – поворотная втулка; 8 – плунжер; 9 – рейка; 10 – втулка плунжера; 11 – нагнетательный клапан; 12 – фланец корпуса секции; 13 – корпус секции; 14 – секция насоса; 15 – правая рейка; 16 – рычаг пружины регулятора; 17 – пружина регулятора; 18 – верхняя крышка регулятора; 19 – корректор подачи топлива; 20 – рычаг регулятора; 21 – рычаг выключения подачи; 22 – рычаг муфты грузов; 23 – муфта грузов; 24 – державка грузов; 25 – ручной топливоподкачивающий насос; 26 – топливный насос низкого давления (ТННД); 27 – пружина толкателя; 28 – задняя крышка регулятора; 29 – стопорный винт; 30 – толкатель; 31 – эксцентрик привода ТННД; 32 – фланец ведущей шестерни регулятора; 33 – ведущая шестерня регулятора; 34 – направляющая рейки; 35 – рычаг регулятора; 36 – рычаг реек; 37 – пружина стартовой подачи; 38 – рычаг стартовой подачи; 39 – перепускной клапан (0,06-0,08 МПа)

На неработающем двигателе, когда грузы регулятора находятся в сведенном состоянии (точка n₀), при нажатии на рычаг управле­ния регулятором поворачивается рычаг пружины и выступом за штифт поворачивает рычаг стартовой пружины; стартовая пру­жина деформируется и перемещает промежуточный рычаг реек, а вместе с ним рейки и рычаг муфты в положение пусковой подачи (точка А). При этом рычаг муфты грузов отходит от рычага регу­лятора, который упирается в винт номинальной подачи, и между ними образуется зазор, равный ходу муфты на старт.

После пуска двигателя грузы регулятора начинают вращаться, и их центробежная сила через систему рычагов не может до опре­деленного времени преодолеть усилие стартовой пружины (учас­ток А-Б). Когда частота вращения коленчатого вала двигателя достигнет n₁ центробежная сила грузов становится равной пред­варительному натяжению стартовой пружины, заданному рычагом управления.

При дальнейшем увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя центробежная сила грузов преодолевает, усилие стартовой пружины и перемещает рычаг муфты с рейками до упора в рычаг регулятора (точка В), который прижат главной

Рис.2. Зависимость h_р = f(n)

пружиной регулятора к винту номинальной подачи, поэтому даль­нейшее перемещение рычага муфты прекращается, пусковая по­дача полностью отключена.

Конструкция пускового устройства позволяет включить пуско­вую подачу топлива только на остановленном двигателе при нажа­тии на педаль акселератора (рычаг управления). На работающем двигателе включение пусковой подачи практически невозможно, так как для этого понадобилось бы при полностью нажатой педалиакселератора уменьшить частоту вращения коленчатого вала двигателя ниже 600...700 мин¹, что в реальных условиях эксплуа­тации автомобиля недостижимо.

После отключения пусковой подачи топлива при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя центробежная сила грузов будет расти, но рейки перемещаться не будут, так как предварительное натяжение главной пружины регулятора очень велико. Это будет продолжаться до тех пор, пока частота враще­ния коленчатого вала двигателя не достигнет n₃. При дальнейшем увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя в ра­боту вступает обратный корректор.

По достижении двигателем частоты вращения n₄ центробежная сила грузов преодолеет усилие пружины обратного корректора, которая отрегулирована с предварительным сжатием,

Рис.3. Рычаги всережимного регулятора с корректорами: 1 - рычаг рейки; 2- пята упорная; 3 - винт регулировочный; 4, 22 - пальцы; 5 - рычаг муфты грузов; 6 — рычаг регулятора; 7 — шток обратного корректора; 8 - толкатель; 9, 13 - пружины; 10 - гайка специальная; 11, 20 - гайки корончатые; 12 - шток прямого корректора; 14 - корпус; 15 - втулка рычагов; 16, 17 - шайбы стопорные специальные; 18 - шайба (как правило, не устанавливается); 19, 20 - гайки; 23, 24 - шплинты

рычаг рейки при этом будет поворачиваться вокруг пальца 4 (рис.3). Один конец рычага рейки будет сжимать пружину корректора, а другой двигать рейку на увеличение подачи (линия Г-Д, рис.2) До­стигнув частоты вращения, соответствующей n₅ зазор А (рис.3) между рычагом рейки и рычагом муфты грузов исчезнет, и оба рычага будут работать, как один рычаг.

При значениях частоты вращения коленчатого вала от n₄ до n₅
рейки ТНВД перемещаться не будут. Когда частота вращения
коленчатого вала будет соответствовать n₅, в работу вступает прямой корректор.

Работа прямого корректора состоит в следующем.

По достижении двигателем частоты вращения n₅ центробежная сила грузов становится такой, что преодолевает усилие, соз­данное пружиной прямого корректора, устанавливаемой с пред­варительным сжатием. Зазор Б (рис.3), существующий между рычагом муфты грузов и рычагом регулятора, начнет уменьшаться, рычаг рейки будет двигать рейку в сторону уменьшения подачи (линия Е-Ж, рис.2). Когда частота вращения коленчатого вала двигателя станет равной n₆, зазор Б исчезнет и рейки ТНВД займут положение, соответствующее номинальной подаче топлива (точка Ж). В этом положении рейки будут находиться до тех пор, пока цент­робежная сила грузов не сможет преодолеть усилие, создаваемое главной пружиной регулятора в точке 3 при частоте вращения n₇. При работе двигателя по предельной регуляторной характеристике (линия 3-И) центробежная сила грузов через рычаг рейки и рычаг муфты будет поворачивать рычаг регулятора и растягивать главную пружину регулятора до тех пор, пока рейки не займут положение, соответствующее положению максимальной частоты вращения холостого хода двигателя n₈ (точка И). Если частоту вращения увеличивать и дальше, то грузы разовьют такую центробежную силу, что рычаги установят рейки в положение выключен­ной подачи (точка К), а при выходе на линию К-Л двигатель не работает (режим прокрутки), например, при движении авто­мобиля на спуске.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3.

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ДИЗЕЛЬНОЙ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ

Цель работы: изучение устройства, принципа работы стенда для испытания дизель­ной топливной аппаратуры КИ-15711-ГОСНИТИ; изучение устройства, принципа работы и характеристик испытываемого топливного насоса высокого давления двигателя (ТНВД) КамАЗ-740.