Тема: Часткове розбирання, вивчення будови й роботи, складання насоса палива високого тиску.
Мета заняття: Вивчити будову, роботу насоса палива високого тиску, одержати практичні навички розбирання й складання насоса палива високого тиску.
Матеріальне забезпечення. Дизельний двигун ЯМЗ-236 /або КамАЗ-740,чи ЯМЗ-238/; насос палива високого тиску до двигуна ЯМЗ-236 із знятим регулятором частоти обертання колінчастого вала дизеля; деталі насоса палива високого тиску; схеми і плакати системи живлення дизельного двигуна цих марок; необхідна література. Обладнання та інструменти: Ріжкові гайкові ключі; спеціальна головка, викрутка, молоток 0,5 кг; спеціальні пристрої й знімачі; ганчірка, відро з гасом.
Вказівки до роботи: При розбиранні насосних секцій рекомендується зберігати заводську комплектність закріплення комплектуючих деталей за секцією.
Порядок виконання роботи
Завдання І. Вивчити теоретичну частину
Користуючись схемами, плакатами і відповідною літературою, вивчіть будову й роботу насоса палива високого тиску. Система живлення дизельного двигуна забезпечує його роботу при зміні частоти обертання колінчастого вала двигуна і різних навантаженнях. У відповідності до робочого циклу дизеля прилади системи живлення забезпечують: упліскування палива в циліндри двигуна в кінці такту стиску; розпилювання палива в об'ємі камери згоряння і утворення робочої суміші при випаровуванні і перемішуванні його з повітрям; регулювання водієм кількості палива яке впліскується; автоматичну зміну кута випередження впліскування в залежності від частоти обертання колінчастого вала двигуна; зміну дозування впліскування палива в залежності від зміни навантаження. Система живлення дизеля складається із системи подачі повітря і паливної системи.
На автомобільних двигунах широко використовують систему живлення з розділеною роботою насоса палива високого тиску і форсунок. В загальній схемі система живлення дизеля може бути розділена на дві магістралі - низького і високого тиску. Прилади першої магістралі забезпечують зберігання палива і його фільтрування (очищення) та подачу палива з бака до насоса високого тиску, а прилади другої магістралі здійснюють безпосереднє впліскування палива в циліндри двигуна, вони призначені для забезпечення запасу палива на автомобілі, очищення палива й повітря, рівномірного розподілу їх по циліндрах двигуна, суворо дозуючи порціями у відповідності до порядку роботи, навантаження на двигун.
В систему живлення чотиритактного двигуна ЯМЗ-236 (Мал.8.1) входять: бак палива 17; фільтри грубого 20 і тонкого З очищення палива; паливопідкачуючий насос 12; паливо-проводи низького тиску 7,8,13; паливопроводи високого тиску 9; насос палива високого тиску 10 із загальним для всіх режимів регулятором частоти обертання колінчастого вала двигуна; форсунки 5; фільтр повітря; інші прилади й деталі.
Схема руху палива в паливній системі.
З бака 17 через фільтр грубого очищення 20 паливо поступає до паливопідкачуючого насоса 12, від якого по паливо-проводу низького тиску 8 до фільтра тонкого очищення, а далі по паливопроводу 7 до насоса 10 високого тиску. Насос по паливопроводу 9 високого тиску подає паливо у форсунку 5 у відповідності до порядку роботи циліндрів двигуна (1-4-2-5-3-6). Незалежно від частоти обертання колінчастого вала двигуна у паливопроводах насоса підтримується сталий тиск палива 130-150 кПа внаслідок роботи перепускного клапана 14 і жиклера фільтра тонкого очищення палива. Паливопровід 6 служить для відведення в бак паливо, що просочується між розпилювачем форсунки й головкою. Паливо, яке не використане в насосі високого тиску, по паливопроводу 1 зливається в бак. Паливо, що постійно циркулює в системі живлення, охолоджує головку насоса, відводить у бак повітря, яке потрапило в систему.
Насос палива високого тиску (Мал.8.2) призначений для рівномірного подавання суворо визначеної дози палива до форсунок двигуна під високим тиском протягом визначеного проміжку часу відповідно до порядку роботи циліндрів двигуна. Найбільш поширеними на дизельних автомобілях є багато секційні насоси з постійним ходом плунжера й регулюванням кінця подачі палива.
За розміщенням секцій насоси поділяються на рядні і У-подібні. Кожна секція насоса палива забезпечує роботу одного з циліндрів двигуна. Насос палива двигуна ЯМЗ-236 рядний, шестисекційний, двигуна ЯМЗ-238 і ЗІЛ-645 рядний, восьми-секційний.
Насос паливна високого тиску дизельного двигуна ЯМЗ-236 складається із шести однакових секцій, розміщується між рядами циліндрів і приводиться в рух від зубчастих коліс розподільного вала.
В нижній частині корпусу 25 на двох радіально-опорних кульових підшипниках 4, ущільнених самопідтискними сальниками, встановлений кулачковий вал 1.
На одному кінці вала приводу насоса палива встановлене зубчасте колесо 26, а другий кінець вала з'єднаний з відцентровою муфтою випередження впліскування палива. За два оберти колінчастого вала кулачковий вал насоса робить один оберт, і паливо подається у всі циліндри.
На кулачковому валі розміщуються шліфовані кулачки З кожної насосної секції й ексцентрик 18 (Мал.8.3) для приведення в рух насоса палива низького тиску, який кріпиться до привалочної площини насоса палива високого тиску.
В перегородці корпусу навпроти кожного кулачка встановлено роликові штовхачі 2. Осі роликів своїми кінцями входять у пази корпусу насоса, запобігаючи провертанню штовхачів 18. Паливо до гільз підводиться і відводиться через повздовжні канали, які просвердлені по всій довжині корпусу насоса.
Збоку від нагнітальних секцій в повздовжньому отворі корпусу розміщена зубчаста рейка 12, яка зачеплена зі зубчастими секторами 13 кожного плунжера. Хід рейки залежить від обмежувача ходу рейки 11. Вільний кінець рейки, який виходить із корпусу насоса, з'єднаний сережкою з регулятором частоти обертання колінчастого вала двигуна, який регулює кількість палива, що поступає до насоса.
З боку кріплення насоса ручного підкачування палива 22 на корпусі розміщується знімна кришка 24, яка закриває порожнину насоса, через яку відкривається доступ для регулювання довжини штовхачів і рівномірності подачі палива по секціях насоса.
Нагнітальні секції насоса (Мал.8.3) розміщуються у верхній частині корпусу 6 і кріпляться гвинтами 19. Головною частиною кожної насосної секції є плунжерна пара, яка складається із плунжера 12 і гільзи 11. Плунжерну пару виготовляють із хромомолібденової сталі і піддають високому загартуванню, старанно обробляють, що забезпечує в їх з'єднанні щілину 0,0015-0,0020 мм. Це дає можливість досягнути тиску випліскування до 16 мПа. Плунжер має діаметр 9 мм, а хід 10 мм. На нижньому кінці плунжера зроблено кільцеву проточку для опорної тарілки 20, пружини 4. Другий кінець пружини впирається у верхню тарілку 21, яка вставлена в кільцеву виточку корпуса.
Паливо до плунжерних пар підводять по каналу 10, а відводять по каналу 7, в передньому кінці якого під ковпаком розміщений перепускний канал 27 (Мал.8.2) Якщо тиск у каналі перевищує 0,16-0,17 мПа, канал відкривається й перепускає частину палива в бак. Повітря, якщо воно потрапило в канал, випускається через отвір, закритий пробкою 20. На гільзу 11 (Мал.8.3) вільно надіта поворотна втулка, яка має у верхній частині зубчастий сектор 5, з'єднаний з рейкою, а в нижній - два пази, в які входять шліцьові виступи плунжера, цим самим плунжер з'єднаний зі зубчастою рейкою 13. Над плунжерною парою розміщується нагнітальний клапан 9, який складається із сідла і клапана, закріплених в посадочному отворі корпусу за допомогою штуцера і пружини. Всередину пружини встановлений обмежувач піднімання клапана. Плунжер переміщується всередині втулки у вертикальному напрямку і повертається за допомогою двох напрямних виступів, які входять у пази поворотної втулки. На торець гільзи 11, притертий торцевою поверхнею, опирається сідло нагнітального клапана 9. Сідло притиснуте до гільзи плунжера штуцером через ущільнювальну прокладку.
Нагнітальний клапан 9 складається з головки, яка має запірну конічну фаску, розвантажувального пояса й хвостовика з прорізами для проходження палива. Зверху над клапаном розміщена пружина 22, яка притискує його до сідла. Верхній кінець пружини впирається у виступ упору.
Робота нагнітальної секції насоса. При обертанні кулачкового вала 1 насоса виступ кулачка 16 набігає на роликовий штовхач 15, який через регулювальний болт 14 діє на плунжер 12 і переміщує його вгору. Коли виступ кулачка виходить із-під ролика штовхача, пружина 4, яка впирається в тарілку 20 і 21, повертає плунжер у початкове положення.
Рейка 13 входить у зачеплення із зубчастим вінцем 5 поворотної втулки, яка надіта на гільзу, а у вертикальні пази нижньої частини втулки входять виступи плунжера.
При переміщенні рейки 13 вздовж її осі втулка повертається на гільзі і, діючи на виступи плунжера, повертає його, внаслідок чого змінюється кількість палива, яка подається до форсунок. Хід рейки обмежується стопорним гвинтом 23, який входить у її повздовжній паз. Задній кінець рейки з'єднаний з тягою регулятора частоти обертання колінчастого вала, що розміщений у корпусі 9. Передній кінець рейки закритий ковпачком і запломбований, в який укручується гвинт.
Під дією пружини 4 (Мал.8.4) штовхан плунжера 6 опускається вниз. Над плунжером створюється розрідження, паливо через відкритий отвір втулки 9 заповнює простір 8 над плунжером 1. При набіганні кулачка на штовхач плунжер 1 піднімається. Коли плунжер повністю перекриє отвір втулки 9, тиск над ним різко підвищується і при тиску 1,2-1,8 мПа паливо, переборюючи опір пружини 5, піднімає нагнітальний клапан 6 і поступає в паливопровід.
Дальше переміщення плунжера догори викликає підвищення тиску до 16,5 мПа, який перевищує силу пружності пружини форсунки, внаслідок чого голка форсунки піднімається, й відбувається впліскування палива в камеру згоряння. Подача палива нагнітальною секцією продовжується до тих пір, поки кінець гвинта 8 плунжера з допомогою відсічної кромки не відкриє випускний отвір 7 у гільзі, внаслідок чого тиск над плунжером різко падає, нагнітальний клапан 6 під дією пружини закривається і порожнина над плунжером роз'єднується з паливопроводом високого тиску. При дальшому русі плунжера вгору паливо перетікає у зливний канал 4 через повздовжній паз і гвинтову канавку 13 плунжера.
Переміщення плунжера у втулці з моменту закриття впускного отвору до моменту відкриття впускного отвору називається активним ходом плунжера, який в основному і визначає кількість палива, що подається за цикл роботи секції палива.
Із зміною навантаження повинно змінюватись і кількість палива, яке впліскується в циліндр. Воно регулюється зміною активного ходу плунжера при незмінному загальному його ході, що досягається провертанням плунжера навколо осі (Мал.8.5). При такій конструкції плунжера і гільзи момент подачі палива не залежить від кута повороту плунжера, але кількість впліснутого палива залежить від того об'єму палива, яке витісняється плунжером протягом підходу його відсічної кромки до випускного отвору гільзи (чим пізніше відкривається випускний отвір, тим більша кількість палива поступить в циліндр).
Кінець гвинтової канавки плунжера за цикл роботи паливної секції може мати різне положення (Мал.8.5): положення А — максимальна подача палива і найбільший активний хід плунжера 1. В цьому випадку відстань Ь від кінця гвинтової канавки 6 плунжера до випускного отвору 2 буде найбільшою;
положення Б— проміжна подача, так як при повороті гільзи за ходом стрілки годинника відстань h зменшується, і випускний отвір відкривається раніше;
положення В — нульова подача палива. Плунжер повернутий так, щоб його повздовжній паз 3 розміщувався навпроти випускного отвору 2 (h=0), внаслідок чого при переміщенні плунжера вгору паливо видавлюється в зливний канал, подача палива припиняється, і двигун зупиняється.
Момент початку подачі палива кожною секцією по куту повороту колінчастого вала змінюють регулювальним гвинтом 23 (Мал.8.3) із контргайкою, який вкручений у штовхач. При викручуванні болта ввгору торець плунжера раніше перекриває вхідний отвір (Мал.8.8) гільзи, й паливо раніше подається до форсунки, тобто кут початку подачі палива збільшується. При вкрученні болта в штовхач цей кут зменшується, і паливо до форсунки подається із запізненням.
Відкрутіть стяжні болти 28 і зніміть сухарики штуцерів, викрутіть штуцери 29, зніміть упори і пружини нагнітальних клапанів.
11.3 допомогою пристрою (Мал.8.7) витягніть із корпусу насоса сідла разом з нагнітальними клапанами 9 (Мал.8.3).
Викрутіть направляючі гвинти 19 втулок плунжерів і вийміть плунжерну пару із корпусу насоса.
Злегка стисніть пружину 4 штовхачів і вийміть із корпусу насоса поворотні втулки із зубчастим вінцем 5, пружини штовхачів і верхні тарілки 23 пружин.
Вийміть штовхачі 24 із напрямних гнізд у корпусі. Усі зняті деталі насосної секції повинні бути розкладені в такому ж порядку, як вони розмішувались в насосі.
Викрутіть гвинти кріплення кришки оглядового люка регулятора 27 і контргайку 28 (Мал.8.2) регулювального гвинта. Зніміть кришку оглядового люка разом з буферною пружиною.
Викрутіть стопорний гвинт 23 (Мал.8.3) рейки насоса на скобі 1 (Мал.8.8) до виходу важеля 3 рейки із кришки регулятора і пінцетом від'єднайте пружину 2 від важеля рейки.
Вийміть кулачковий вал насоса, для цього:
а) зніміть всережимний регулятор частоти обертання (порядок дивись ЛПЗ №10);
б) викрутіть болти кріплення переднього підшипника і зніміть кришку;
Встановіть на кулачковий вал 1 (Мал.8.2) проміжну опору і напресуйте передій й задній кульові підшипники 4 без зовнішніх обойм.
Запресуйте манжету в передню кришку 29 і корпус регулятора в рівень із торцевими поверхнями.
Приєднайте корпус регулятора до корпусу насоса палива, попередньо змастивши спряжені поверхні пастою "Герметик".
Встановіть кулачковий вал у зборі.
Вкрутіть стопорний гвинт, зачеканивши гвинт кріплення корпусу регулятора й гвинт опори.
Встановіть передню кришку, зберігаючи від пошкодження пазом під шпонку робочої кромки манжети. При затягуванні болтів кришки підшипників кулачковий вал повинен повертатись від зусилля руху без відчутних заїдань і поштовхів.
Закріпіть штовхачі 24 (Мал.8.3), причому висота штовхача разом із гвинтом повинна бути 37,3 — 37,5 мм.
Вставте у корпус вінець 12,13 із втулкою зубчастого вінця, верхню тарілку 21 і пружину 4, при цьому середній зуб вінця повинен знаходитись в середній впадині рейки, а проріз вінця і отвір, для направляючого гвинта, в корпусі насоса повинні лежати на одній площині.
Встановіть плунжерну пару і затягніть направляючий гвинт гільзи плунжера, причому виступ плунжера, помічений рискою, повинен бути обернений у бік паза гільзи плунжера під направляючий гвинт, після затягування якого рейка З повинна мати хід не менше 25 мм і переміщуватись легко, без заїдання.
Стисніть за допомогою пристрою пружину 4 і встановіть нижню її тарілку 20, перевірте запас ходу плунжера, який при крайньому верхньому положенні штовхача повинен становити не менше 0,6 мм.
Встановіть нагнітальний клапан, штуцер і затягніть його моментом сили 98-117 Н-м; після затягування кожного штуцера перевірте легкість переміщення рейки і величину її вільного ходу, яка при нерухомому зубчастому вінці повинна бути не більше 0,25 мм.
Встановіть і закріпіть паливопідкачуючий насос, нижню й бокову кришки, з'єднувальні ніпелі, ковпачкові гайки.
Завдання 4. Скласти опис секції насоса палива високого тиску і заповнити таблицю
№п/п
Назва деталі
Призначення
Матеріал
Кількість
Контрольні запитання
З яких приладів складається система живлення дизеля?
Яке призначення й принцип роботи насоса палива високого тиску?
Яка будова насоса палива високого тиску та з яких основних частин він складається?
В чому суть роботи паливної секції насоса палива високого тиску?
З допомогою якого механізму регулюють кількість палива, що подається через форсунку в циліндр двигуна?
Які вимоги до складових плунжерів насоса палива високого тиску і як вони впливають на ефективність роботи насоса?
Що таке активний хід плунжера та яким способом регулюють його величину?
Як впливає величина ходу плунжера на режим роботи двигуна?
