Привод механизмов и агрегатов

На двигателях ЯМЗ-238 привод механизмов осуществляется от коленчатого вала и представляет собой систему шестереных и ременных передач.

На двигателях ЯМЗ-238 от шестеренного привода
получают вращение распределительный вал, топливный насос
высокого давления, вентилятор и масляный насос. Все шестерни
стальные с косым зубом. От шестерни 5 (рис. 3.15.), закрепленной
на коленчатом валу, вращение передается шестерне 4 привода
распределительного вала, которая находится в зацеплении с шестерней 2 привода вентилятора. С шестерней 4 соединена болтами ведущая шестерня 3 привода топливного насоса высокого
давления, с которой находится в зацеплении ведомая шестерня 1.

 

 

рис. 3.15. Шестеренный привод распределения и привода агрегатов ЯМЗ- 238:

1 – ведомая шестерня привода топливного насоса; 2 – шестерня привода вентилятора; 3 – ведущая шестерня привода топливного насоса; 4 – шестерня распределительного вала; 5 – шестерня коленчатого вала; 6 – промежуточная шестерня привода масляного насоса; 7 – ведомая шестерня привода масляного насоса.

Шестерня 4 распределительного вала имеет в два раза большее число зубьев по сравнению с шестерней 5 коленчатого вала, поэтому вращается она в два раза медленнее коленчатого вала. Шестерня 1 привода топливного насоса высокого давления имеет такое же число зубьев, как и шестерня 3, поэтому она также вращается с частотой в два раза меньшей, чем коленчатый вал.

С помощью ременного привода вращение передается от шкива коленчатого вала на шкив водяного насоса, а от шкива привода вентилятора на шкив привода компрессора и шкив привода генератора.

К неисправностям приводов относится ослабление натяжения ремней или их значительный износ. Если прогиб ремней больше рекомендуемого, его необходимо довести до нормы, а изношенные приводные ремни заменить новыми.

Механизм газораспределения

Механизм предназначен для своевременного наполнения цилиндров двигателя воздухом и удаления из них продуктов сгорания.

Механизм газораспределения двигателя ЯМЗ-238 – верхнеклапанный с нижним расположением распределительного вала.

рис. 3.16. Механизм газораспределения:

1 – коромысло клапана; 2 – ось коромысла; 3 – контргайка; 4 – регулировочный винт; 5 – штанга толкателя; 6 – пята толкателя; 7 – ось толкателя; 8 – толкатель; 9 – установочный штифт оси коромысла; 10 – болт крепления оси; 11 – тарелка пружин клапана; 12 – втулка тарелки; 13 – сухарь крепления клапана; 14 – наружная пружина клапана; 15 – внутренняя пружина; 16 – упорная шайба; 17 – направляющая втулка клапана; 18 – впускной клапан; 19 – распределительный вал; 20 – ролик толкателя; 21 - седло выпускного клапана; 22 – выпускной клапан

рис. 3.17. Детали механизма газораспределения:

1 – средняя ось толкателей; 2 – распорная втулка; 3 – крайняя ось толкателей; 4 – толкатель; 5 – промежуточная втулка; 6 – штанга; 7 – регулировочный винт; 8 – коромысло; 9 – контргайка; 10 – стопорное кольцо; 11 – упорная шайба; 12 – выпускной клапан; 13 – сухарь; 14 – втулка; 15 – тарелка пружины; 16 – болт; 17 – ось коромысла; 18 – внешняя пружина; 19 – внутренняя пружина; 20 – шайба; 21 – впускной клапан; 22 – пробка; 23 – задняя втулка оси толкателей

Распределительный вал 1 (рис 3.18.) двигателя ЯМЗ-238 пятиопорный,  размещен в средней части блока и обслуживает оба ряда цилиндров. Приводится во вращение от переднего конца коленвала парой цилиндрических косозубых шестерен 7 и 8.

Шестерня 7 устанавливается на переднем конце распределительного вала на шпонке 2 и закрепляется от смещения гайкой 5 с замковой шайбой 6. Шайба фиксируется лысками на резьбовом конце вала. Шестерня 8 привода топливного насоса высокого давления крепится к торцу шестерни 7 болтами 4 с пружинными шайбами 3.

 

рис. 3.18. Распределительный вал двигателя ЯМЗ-238:

1 – распределительный вал; 2 – шпонка; 3 – пружинная шайба; 4, 13 – болт; 5 – гайка крепления зубчатого колеса; 6, 12 – замковая шайба; 7, 8 – шестерни; 9 – упорный фланец распределительного вала; 10, 11 – втулка распределительного вала

Распределительный вал стальной, имеет пять опорных шеек, восемь впускных и восемь выпускных кулачков. Профиль впускных и выпускных кулачков неодинаковый. Поверхности опорных шеек и кулачков закалены токами высокой частоты.

Продольное перемещение распредвала ограничивается упорным фланцем 9, установленным между шестерней 8 и передней шейкой вала. Фланец болтами 13 с шайбами 12 крепится к переднему торцу блока цилиндров. Опорами вала являются бронзовые втулки 10 и 11 с отверстиями для подвода смазки.

Клапаны. Назначение клапанов – открывать и закрывать впускное или выпускное отверстия, расположенные в головке блока цилиндров (двигатели с верхним расположением клапанов) или в блоке цилиндров (двигатели с нижним расположением клапанов).

Впускной клапан 21 (рис. 3.17.) имеет диаметр тарелки 61 мм.

Диаметр тарелки выпускного клапана 12 – 48 мм.

Стержни обоих клапанов перемещаются в направляющих металлокерамических втулках 17 (рис. 3.16.). При работе двигателя стержни клапанов смазываются маслом, вытекающим из сопряжений коромысел.

Каждый клапан прижимается к седлу двумя пружинами: наружной 18 (рис. 3.17.) и внутренней 19. В рабочем положении пружины с одной стороны опираются через шайбу 20 на головку цилиндров, с другой – на тарелку 15. Через втулку 14 и сухари 13, которые входят в кольцевую канавку на стержне клапана, пружины воздействуют на клапан.

Толкатели 1 (рис. 3.19) двигателей ЯМЗ – рычажные подвесные, прижимаются роликами к поверхностям кулачков распределительного вала и при вращении перекатывается по их поверхностям.

На одном конце толкателя установлена опорная пята 2 штанги и ролик 3. Ролик расположен в вилке 7 толкателя и вращается на игольчатом подшипнике 4 на неподвижной оси 5. Ось запрессована в отверстие щек прорези толкателя. Над роликом в теле толкателя выполнено отверстие, в которое запрессована пята. Пята имеет сферическое углубление, которое служит опорой сферического наконечника штанги толкателя.

 

рис. 3.19. Толкатель:

1 – толкатель; 2 – пята; 3 – ролик; 4 - игольчатый подшипник; 5 – ось ролика; 6 – втулка; 7 – вилка толкателя

Вторым концом, в отверстие которого запрессована бронзовая втулка 6, толкатель подвешен к разрезной оси. Ось установлена в приливах блока цилиндров на опорах и состоит из отдельных частей – средних 1 (рис. 3.17.) и крайних 3. Оси стыкуются в чугунных втулках 5, которые запрессованы в отверстия опор. Для предотвращения осевого перемещения толкателя между ними установлены распорные втулки 2.

Штанга толкателя 6 (рис. 3.17) представляет собой пустотелый стержень со сферическими концами. В центре штанг имеются отверстия для прохода масла через полость штанги к подшипнику коромысла клапана. Верхний конец штанги упирается в сферическое углубление регулировочного винта, нижний – в пяту толкателя. 

Коромысло клапана 8 (рис. 3.17) – стальное. Усилие от штанги к клапану передается через коромысло. Со стороны короткого плеча в коромысло ввернут регулировочный винт 7 с контргайкой 9. Второй конец коромысла выполнен в виде сферической площадки, через которую передается усилие от коромысла к клапану. Коромысло установлено на оси 17 на двух бронзовых втулках, запрессованных в тело коромысла, и зафиксировано на ней упорной шайбой 11 и стопорным кольцом 10. В кольцевом пространстве между втулками имеется канал, соединенный с отверстием под регулировочный винт для подачи масла к подшипникам. Ось 17 зафиксирована в головке цилиндра в строго определенном положении и закреплена двумя болтами 16. Положение оси фиксируется двумя установочными штифтами, запрессованными в тело стойки оси (одно целое с коромыслом).

Основными неисправностями механизма газораспределения являются: увеличение или уменьшение тепловых зазоров между стержнями клапанов и носками коромысел, а также неполное закрытие клапанов.

Увеличение теплового зазора между стержнем клапана и носком коромысла сопровождается металлическим стуком, который хорошо прослушивается при малой частоте вращения коленчатого вала и работе двигателя без нагрузки. При данной неисправности происходит повышенный износ стержней клапанов и снижение мощности двигателя из-за неполного открытия клапанов.

При уменьшенном тепловом зазоре или его отсутствии могут обгорать рабочие кромки головок клапанов и снижаться давление в цилиндре в конце такта сжатия (компрессии). Для предотвращения последней неисправности необходимо периодически проверять и при необходимости выполнять регулировку тепловых зазоров.

Признаками неполного закрытия клапанов являются периодические хлопки во впускном или выпускном трубопроводе, уменьшение давления в конце такта сжатия и снижение мощности двигателя. Причинами этой неисправности могут быть: отложение нагара на седлах и клапанах, образование раковин на рабочих поверхностях клапанов и седел или их обгорание, поломка клапанных пружин, отсутствие зазора между стержнем клапана и носком коромысла.

Нагар следует удалить, клапаны с незначительными раковинами на рабочей поверхности притереть, а тепловой зазор восстановить до нормы регулировкой.

К неисправностям механизма газораспределения относятся также повышенный износ толкателей, штанг или коромысел. Эти неисправности устраняются при ремонте двигателя.

 

Система смазки

Система смазки двигателя ЯМЗ-238 – смешанная, с «мокрым» картером.

Под давлением масло подводится к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, к подшипникам распределительного вала, толкателей и коромысел клапанов, к втулкам верхней головки шатуна, к сферическим опорам штанг толкателей, к подшипникам масляного насоса и промежуточной шестерни его привода.

К остальным трущимся поверхностям двигателя масло подается разбрызгиванием или самотеком. Зеркало цилиндров и кулачки распределительного вала смазываются маслом, вытекающим из подшипников коленчатого вала. При движении шатунов и кривошипов коленчатого вала образуется масляный туман, который оседает на стенках цилиндров и кулачках распределительного вала.

Масляный насос через заборник 12 (рис. 3.20.) с сетчатым фильтром забирает масло из поддона и подает его в систему двумя потоками по каналам двигателя к трущимся деталям и в воздушно-масляный радиатор.

Радиаторная секция 17 насоса подает масло в радиатор 1, где оно охлаждается воздушным потоком, а затем сливается обратно в поддон. Через масляный радиатор пропускается примерно 20% масла. Радиатор можно отключить краном 14, установленным с левой стороны блока на магистрали.

Нагнетающая секция 18 насоса обеспечивает циркуляцию масла в системе смазки двигателя. Давление создаваемое нагнетательной секцией составляет 0,4-0,7 МПа. От насоса масло по вертикальному каналу 5 в передней стенке блока поступает в последовательно включенный в систему полнопоточный фильтр 3 грубой очистки масла. Из фильтра основной поток масла по вертикальному каналу 6 поступает в центральный горизонтальный канал 9. Часть масла (около 10%) поступает в центробежный фильтр 4 тонкой очистки, откуда непрерывно сливается в поддон.

рис. 3.20. Система смазки двигателя ЯМЗ-238М2:

1 – масляные радиаторы;. 2 – перепускной клапан масляного фильтра; 3 – масляный фильтр грубой очистки; 4 – фильтр центробежной (тонкой) очистки масла; 5 – вертикальный канал подачи масла от насоса к фильтру; 6 - центральный вертикальный канал; 7 – канал слива масла в поддон; 8 – маслозаливная горловина; 9 – центральный горизонтальный канал; 10 – дифференциальный клапан; 11 – масляный манометр; 12 – маслозаборник; 13 – поддон; 14 – кран отключения масляных радиаторов; 15 – предохранительный клапан радиаторной секции; 16 – редукционный клапан; 17 – радиаторная секция масляного насоса; 18 – нагнетающая секция масляного насоса

Из центрального горизонтального канала по сверления в поперечных стенках масло подается к коренным подшипникам коленчатого вала и подшипникам распределительного вала. От коренных подшипников, по каналам в коленчатом валу, масло поступает к шатунным подшипникам, а от них по сверлению в теле шатуна в его верхнюю головку. Дополнительная масла очистка от тяжелых механических частиц происходят в полостях внутри шатунных шеек.

Через передний подшипник распределительного вала при совпадении каналов в шейке и опоре масло подается в полую ось толкателей, а из нее – подшипникам толкателей, далее по сверлению в телах толкателей к сферическим опорам штанг и через полые штанги – к подшипникам коромысел клапанов.

Масляный насос установлен на крышке переднего коренного подшипника, при помощи двух шпилек с гайками и фиксируется двумя штифтами, запрессованными в опорную площадку корпуса 7 (рис. 3.21.). Насос состоит из двух секций – основной и радиаторной. Каждая секция состоит из двух шестерен. Между секциями установлена стальная проставка 14. Со стороны всасывания в проставке сделано отверстие, которое соединяет всасывающие полости обеих секций с одним маслозаборником. Корпуса и проставка фиксируются втулками 12 и стягиваются четырьмя болтами 24.

Ведущая шестерня 9 основной секции напрессована на ведущий валик и зафиксирована шпонкой 8. Ведущая шестерня 10 радиаторной секции также напрессована на ведущий валик и зафиксирована шариком 11. Ведомые шестерни 25, 15 также напрессованы на ось, но не фиксируются на ней. Валик и ось вращаются на бронзовых втулках 17 запрессованных в корпусы насоса.

На передней части корпуса 7 болтом 6 закреплена ось 5 промежуточной шестерни. Шестерня 1 устанавливается на оси на бронзовой втулке 2. Для смазки втулки масло подводится от основной секции насоса по каналам в оси и корпусе. Осевое перемещение шестерни ограничивается упорным фланцем 3, установленным в расточке оси, зафиксированным штифтом и закрепленным болтом 4.

На переднем конце ведущего валика напрессована и зафиксирована шпонкой ведомая шестерня 31 привода масляного насоса.

рис.3.21. Масляный насос:

1 – промежуточная шестерня привода масляного насоса; 2 – втулка шестерни; 3 – упорный фланец; 4 – болт крепления упорного фланца; 5 – ось промежуточной шестерни; 6 – болт оси; 7 – корпус нагнетательной секции; 8 – шпонка ведущей шестерни; 9 – ведущая шестерня основной секции; 10 – ведущая шестерня радиаторной секции; 11 – стопорный шарик; 12 – установочная втулка; 13 – ведущий валик; 14 – проставка межсекционная; 15 – ведомая шестерня радиаторной секции; 16 – корпус радиаторной секции; 17 – втулка ведущего валика; 18 – предохранительный клапан; 19 – пружина предохранительного клапана; 20,29 – колпачки; 21 – шплинты; 22 – корпус предохранительного клапана; 23 – ось ведомых шестерен; 24 – стяжной болт; 25 – ведомая шестерня основной секции; 26 – редукционный клапан; 27 – пружина редукционного клапана; 28 – регулировочные шайбы; 30 – корпус редукционного клапана; 31 – ведомая шестерня привода насоса; 32 – шпонка

К заднему торцу радиаторной секции присоединена всасывающая труба с закрепленным на противоположном конце маслозаборником. Рядом крепится трубка отводящей секции. К фланцу на корпусе основной секции крепится трубка, которая соединяет полость нагнетания основной секции с вертикальным каналом блока цилиндров. На основной секции насоса устанавливается редукционный клапан, на радиаторной – предохранительный. Фланцевые соединения трубок уплотняются паронитовыми прокладками. Окончательная затяжка болтов фланцев производится после установки насоса.

Редукционный клапан 26 насоса устанавливается на нагнетающей секции масляного насоса. Он служит для снижения давления масла в корпусе насоса при пуске дизеля, особенно на холодном масле с большой вязкостью. Клапан регулируется на давление 0,7-0,75 МПа при помощи регулировочных шайб 28 (не более 5 штук), которые устанавливаются между колпачком 29 и пружиной. При превышении регулировочного давления пружина клапана сжимается, и масло перепускается из полости нагнетания насоса в полость всасывания.

Предохранительный клапан 18 плунжерного типа установлен в корпусе радиаторной секции и отрегулирован на давление 0,08-0,12 мПа. Служит для отключения масляного радиатора при пуске двигателя в холодное время или при его засорении, что предотвращает разрушение маслопроводов и радиаторов. Устройство клапана аналогично устройству редукционного от которого предохранительный отличается меньшими размерами деталей и меньшей жесткостью пружины. В эксплуатации клапан не регулируется.

Фильтр грубой очистки масла односекционный, включен в систему смазки последовательно, через него проходит все масло поступающее в двигатель. Фильтр грубой очистки препятствует проникновению в систему смазки крупных частиц, которые могут вызвать задиры на трущихся поверхностях деталей двигателя. Фильтр установлении в передней части двигателя с правой стороны.

Фильтр центробежной очистки масла предназначен для более тонкой очистки масла от механических примесей величиной от 1 мкм, продуктов окисления и осмоления. Фильтр включен в систему параллельно и пропускает около 10 % поступающего в систему масла. Производительность фильтра – 10 л/мин при давлении 0,5 МПа. Таким образом, за 4-5 мин работы двигателя через фильтр проходит весь объем масла системы.

Работа фильтра проверяется на слух после остановки двигателя. При исправности фильтра в течение 2-3 мин после остановки двигателя будет слышен звук вращающего ротора.

Система питания

Топливоподающая аппаратура двигателей ЯМЗ – разделенного типа. Она состоит из внешней системы, исполнение которой зависит от конструктивных особенностей ССПС и внутренней системы, собственно двигателя ЯМЗ.

Система питания дизеля ЯМЗ состоит из:

– топливного насоса высокого давления (ТНВД) 6 (рис. 3.22) со всережимным регулятором частоты оборотов, встроенным корректором, топливоподкачивающим насосом 5 и муфтой опережения впрыска;

– форсунок 2;

– фильтров грубой 3 и тонкой 1 очистки топлива;

– топливопроводов высокого и низкого давления.

Из бака топливо засасывается топливоподкачивающим насосом через фильтр грубой очистки, подается в фильтр тонкой очистки и далее к ТНВД. ТНВД в соответствии с порядком работы цилиндров по топливопроводам высокого давления подает топливо к форсункам для распыления его в цилиндрах двигателя. Через перепускной клапан в топливном насосе и жиклер в фильтре тонкой очистки излишки топлива вместе с попавшим в систему воздухом отводится в топливный бак. Просочившиеся через форсунки топливо, отводится по сливному трубопроводу в топливный бак.

 

рис. 3.22. Схема системы питания:

А – всасывающая магистраль; В – низкое давление; С – высокое давление; D – слив излишков топлива в бак;

1 – фильтр тонкой очистки топлива; 2 – форсунка; 3 – фильтр грубой очистки топлива; 4 – топливный бак; 5 – топливоподкачивающий насос; 6 – топливный насос высокого давления (ТНВД)

Воздух через фильтрующие элементы 6 и 8 (рис. 3.23) и переходник 11 впускных трубопроводов, впускные трубопроводы 12 и каналы в головке цилиндров засасывается в цилиндры двигателя.

Воздушный фильтр инерционно-масляного типа устанавливается в развале двигателя на переходнике 11 впускных трубопроводов 12. Основой фильтра является корпус 2 с крышкой 3, в котором расположен фильтрующий элемент. Элемент состоит из верхней 6 и нижней 8 набивки из капроновой щетины. Пространство 10, образованное двойными стенками корпуса 2, является шумопоглощающей камерой. Внутренние стенки корпуса образуют кольцевую полость для масляной ванны 9.

Стык корпуса с переходником 11 уплотнен резиновой прокладкой 1. Сверху фильтрующий элемент закрыт штампованной крышкой 3 со внутренней шумоизоляцией. Между фильтрующим элементом и крышкой установлено уплотнительное резиновое кольцо 7. Фильтр крепится к переходнику 11 с помощью металлического стержня   4 с пластмассовым барашком.

В масляную ванну фильтра заливается строго определенное количество масла до уровня, указанного на внутренней стенке корпуса фильтра. При избытке масла оно уносится с воздухом во впускной трубопровод и вызывает повышенный нагар на впускных клапанах.

При работе двигателя в условиях малой запыленности воздуха обслуживание воздушного фильтра проводится через 100 часов работы. При работе в условиях высокой запыленности фильтр необходимо осматривать ежедневно и производить обслуживание по мере необходимости.

рис. 3.23. Схема питания двигателя воздухом:

1, 7 – уплотнительные прокладки; 2 – корпус воздушного фильтра; 3 – крышка фильтрующих элементов; 4 – стержень крепления фильтра; 5 – шумопоглотитель крышки; 6, 8 – фильтрующие элементы; 9 – масляная ванна; 10 – камера глушения шума выпуска; 11 – переходник впускных трубопроводов; 12 – впускной трубопровод; 13 – воздушный канал головки блока; 14 – впускной клапан

Топливный насос высокого давления (рис. 3.24) — золотниковый, плунжерный, восьмисекционный, предназначен для подачи в цилиндры двигателя через форсунки строго дозированных порций топлива. Насос установлен на двигателе в развале между цилиндрами и приводится в действие от распределительного вала двигателя через шестерню привода топливного насоса. 

Топливный насос высокого давления двигателя ЯМЗ-238 состоит из восьми отдельных насосных секций, объединенных в общем корпусе 30. Вместе с насосом в одном агрегате объединены муфта опережения впрыска топлива, которая крепиться к переднему концу кулачкового вала, регулятор частоты вращения, размещенный в корпусе 18, и топливоподкачивающий насос 21.

Основным рабочим элементом каждой насосной секции является плунжерная пара, состоящая из плунжера 34 и втулки 33. Плунжер и втулка подбираются друг к другу методом селективной сборки. Подобранная таким образом плунжерная пара в дальнейшем не должна раскомплектовываться. Замена производится только комплектно. Каждый топливный насос комплектуется плунжерными парами одной размерной группы.

Втулка плунжера выполнена в виде цилиндра с тремя ступеньками на наружной поверхности. В верхней части сделаны два поперечных отверстия, смещенных по высоте одно относительно другого и расположенных на противоположных стенках. Верхнее отверстие служит для впуска топлива и заполнения им надплунжерного пространства во втулке, нижнее, выходное, отсекает конец подачи топлива. Относительно корпуса насоса втулка фиксируется установочным винтом 50, ввернутым в корпус насоса со стороны боковой крышки и входящим своим хвостовиком в специальный паз втулки.

В верхней цилиндрической части плунжера сделаны винтовая канавка и два отверстия — вертикальное по оси плунжера и горизонтальное, соединяющее винтовую канавку с вертикальным отверстием. Нижняя часть плунжера имеет два боковых шипа, которые входят в пазы поворотной втулки 37.

Поворотная втулка вместе с закрепленным на ее верхней части разрезным зубчатым венцом 49 является связующим звеном между плунжером и рейкой 11 насоса. Поворотная втулка надета на втулку плунжера с диаметральным зазором, что обеспечивает ей свободное проворачивание. Зубчатый венец 49 имеет 15 зубьев, входящих в зацепление с зубьями рейки насоса. Венец закреплен стяжным винтом 48 с конусной головкой. Поворотом венца относительно втулки при сборке регулируется подача топлива секцией насоса.

 

рис. 3.24. Топливный насос высокого давления двигателя ЯМЗ-238:

1 – корпус перепускного клапана; 2 – направляющая клапана; 3 – пружина клапана; 4 – перепускной клапан; 5 – седло клапана; 6 – автоматическая муфта опережения впрыска топлива; 7 – винт ограничения мощности; 8 – гайка крепления муфты; 9 – втулка ограничения мощности; 10 – шайба; 11 – рейка; 12 – крышка переднего подшипника; 13 – винт крышки; 14 – колпачковая гайка; 15 – сухарь штуцера; 16 – пробка-сапун; 17 – пробка корпуса; 18 – корпус регулятора; 20 – нижняя крышка; 21 – топливоподкачивающий насос; 22 – указатель уровня масла; 23 – сливная трубка; 24 – ось ролика толкателя; 25 – ролик толкателя; 26 – соединительный ниппель; 27 – кулачковый вал; 28 – шайба маслоотражательная; 29 – сальник; 30 – корпус насоса; 31 – прокладка нагнетательного клапана; 32 – седло нагнетательного клапана; 33 – втулка плунжера; 34 – плунжер; 35, 44, 50 – стопорные винты; 36 – верхняя тарелка пружины; 37 – поворотная втулка плунжера; 38 – пружина толкателя; 39 – нижняя тарелка пружины; 40 – контргайка; 41 – регулировочный болт толкателя; 42 – толкатель плунжера; 43 – верхняя полуопора кулачкового вала; 45, 48 – стяжной винт; 46 – нижняя полуопора кулачкового вала; 47 – крышка насоса; 49 – зубчатый венец; 51 – пробка для спуска воздуха; 52 – ввертыш корпуса; 53 – нагнетательный клапан; 54 – пружина нагнетательного клапана; 55 – упор клапана; 56 – штуцер насоса

Нижний конец плунжера, имеющий специальную проточку, соединен с нижней тарелкой 39 пружины толкателя и пружиной 38 прижат к головке регулировочного болта 41 толкателя. Пружина толкателя верхним концом упирается в. верхнюю тарелку 36, установленную в кольцевой выточке корпуса насоса.

В толкателе 42 выполнены два соосных отверстия для установки оси 24 ролика. Ролик 25 толкателя вращается на плавающей втулке. В днище толкателя ввернут регулировочный болт 41, зафиксированный контргайкой 40 и предназначенный для регулировки начала подачи топлива.

Под действием кулачка вала 27 и пружины толкателя плунжер совершает во втулке возвратно-поступательные движения. На верхнем торце втулки плунжера установлено седло 32 нагнетательного клапана 53, к которому пружиной 54 прижат нагнетательный клапан. Между седлом клапана и штуцером 56 установлена уплотнительная прокладка 31, изготовленная из текстолита.

Нагнетательный клапан 53 предназначен для разобщения надплунжерного пространства с топливопроводом секции, идущим к форсунке, когда плунжер движется вниз.

Верхний конец пружины 54 упирается в упор 55 нагнетательного клапана, ограничивающий его осевое перемещение. Верхний торец стального упора прорезан прямым прямоугольным пазом для прохода топлива из надклапанной полости в выходной соединительный ниппель 26. Этот торец прижат пружиной нагнетательного клапана к штуцеру 56. Верхняя часть внутренней полости штуцера пересекается поперечным отверстием для выхода топлива из штуцера в топливопровод высокого давления через соединительный ниппель 26, внутри которого выполнены кольцевые канавки и отверстия. На верхнем конце штуцера нарезана резьба для колпачковой гайки 14. Соединительный ниппель уплотняется алюминиевыми шайбами. Штуцера топливного насоса зафиксированы в затянутом состоянии двумя стальными фигурными сухарями 15, которые своими выступами упираются в шлицевые поверхности штуцеров. Сухари стянуты болтами.

Насосные секции приводятся в действие кулачковым валом. Вал имеет восемь кулачков (по числу секций), расположение которых соответствует порядку чередования подачи топлива секциями, один эксцентрик для привода топливоподкачивающего насоса и три опорные шейки. На передней и задней опорных шейках устанавливаются конические роликовые подшипники 19, регулировка которых обеспечивается регулировочными прокладками, установленными под передней крышкой 12.

Средняя шейка установлена в подшипник скольжения, образованный из двух полуопор 43 и 46, стянутых двумя винтами 45. Промежуточная опора устанавливается в корпус насоса и фиксируется от проворачивания и осевого перемещения винтом 44.

Передний и задний концы кулачкового вала уплотнены сальниками 29. Конусные концы вала предназначены для установки муфты 6 опережения впрыска топлива спереди и демпферной шестерни привода регулятора сзади.

Рейка топливного насоса 11 находится в постоянном зацеплении с зубчатыми венцами поворотных втулок всех секций и предназначена для управления величиной подачи топлива. Рейка перемещается в латунных втулках, ее положение и длина хода определяются стопорным винтом 35. Задний конец рейки соединен с тягой рейки регулятора, передний выступает из корпуса и закрыт стальной втулкой 9, в которую ввернут винт 7 ограничения мощности, уплотненный резиновым кольцом. На рейке для зацепления с зубчатым венцом каждой секции нарезано по 14 зубьев.

В головке корпуса насоса выполнены два продольных канала — впускной и отсечный; они соединены двумя поперечными сверлениями. Со стороны регулятора каналы закрыты пробками 17 с уплотняющими шайбами. Поперечные каналы закрыты пробками 51 для спуска воздуха, которые завернуты в стальные ввертыши 52 корпуса, уплотненные прокладками. В передней части отсечного канала установлен перепускной клапан, через который избытки топлива возвращаются в топливный бак по сливной магистрали.

Перепускной клапан состоит из корпуса 1, ввернутого в отсечный канал корпуса насоса, седла 5, ввернутого в корпус клапана, клапана 4, его направляющей 2 и пружины 3.

Для смазки трущихся деталей насоса применяется то же масло, что и для двигателя. Масло заливается в картер насоса через наклонное отверстие в боковой крышке 47, закрытое сапуном 16. Уровень масла проверяется с помощью указателя 22. Трущиеся детали насоса смазываются разбрызгиванием. Для удаления из картерной части насоса излишков масла или проникшего туда топлива предусмотрено дренажное отверстие, соединенное с трубкой 23.

Вентиляция картерной части насоса осуществляется через сапун 16 с набивкой, защищающей внутреннюю полость насоса от попадания пыли и грязи. Доступ к регулировочным болтам толкателей осуществляется через боковую крышку 47. Снизу корпус насоса закрыт крышкой, установленной на уплотнительной прокладке.

При работе насоса высокого давления (рис. 3.25) топливо из фильтра тонкой очистки заполняет всасывающую Б и отсечную А полости в верхней головке корпуса. Когда плунжер 1 движется вниз (см. рис. 3.25, а), топливо через отверстие В во втулке 2 поступает в надплунжерное пространство. В этот момент нагнетательный клапан 3 закрыт. При последующем движении плунжера вверх часть топлива возвращается обратно во всасывающий клапан до момента перекрытия верхнего отверстия во втулке верхним торцом плунжера (см. рис. 3.25, б). В этот момент топливо, находящееся в надплунжерном объеме, поднимает нагнетательный клапан до выхода из седла нижней кромки разгрузочного пояска с и устремляется через паз Г упора клапана и отверстие Д в штуцере в форсунку по трубке высокого давления. Давление топлива в трубопроводе перед форсункой достигает при впрыске величины 40 МПа (400 кгс/см²). При давлении в форсунке 16,5-17,0 МПа (165-170 кгс/см²) игла форсунки приподнимается и топливо впрыскивается в цилиндр двигателя.

 

рис. 3.25. Схема работы секций топливного насоса:

а – движение плунжера вниз; б и в – движение плунжера вверх; г – развертка поверхности плунжера; д – изменение величины подачи топлива при вращении плунжера рейкой насоса; 1 – плунжер; 2 – втулка плунжера; 3 – нагнетательный клапан; 4 – пружина клапана; 5 – упор клапана; 6 – штуцер насоса; 7 – седло клапана; 8 – прокладка нагнетательного клапана;

А и Б – полости топливного насоса; В – впускное отверстие втулки плунжера; Г – паз в упоре клапана для пропуска топлива; Д – отверстие в штуцере для пропуска топлива в ниппель; Е – канал в торце плунжера; К – выпускное отверстие втулки плунжера; С – отсечная кромка разгрузочного пояска клапана; М – величина подачи топлива, изменяющаяся в зависимости от положения винтовой канавки плунжера

Впрыск топлива продолжается до тех пор, пока кромка винтовой канавки плунжера не откроет отсечное отверстие К во втулке 2. Как только откроется это отверстие (см. рис. 3.25, в), топливо из надплунжерного пространства через канал Е в плунжере перетекает в полость А с большой скоростью. Давление топлива над плунжером резко падает, и нагнетательный клапан под действием пружины 4 садится на седло 7, разъединяя надплунжерное пространство и полость топливопровода высокого давления. По мере дальнейшего движения плунжера вниз полость над ним заполняется топливом под давлением, которое поддерживается в полостях А и Б корпуса топливоподкачивающим насосом. Затем процесс повторяется.

После отсечки топлива, когда нагнетательный клапан под действием пружины движется вниз, полости высокого и низкого давления разобщаются, как только нижняя кромка С разгрузочного пояска достигает входной кромки направляющего отверстия седла 7 клапана. С этого момента опускающийся клапан действует как плунжер, который увеличивает надклапанный объем и таким образом вызывает резкое падение давления в трубопроводе и быструю посадку в седло иглы распылителя форсунки.

В зависимости от режимов работы двигателя количество подаваемого в камеры сгорания топлива меняется. Это достигается поворотом плунжера относительно своей оси (см. рис. 3.25, д) и благодаря наличию на его поверхности двух винтовых канавок, соединенных в верхней части плунжера с каналом Е. Развертка поверхности плунжера показана на рис. 3.25, г. Поворот плунжера относительно собственной оси изменяет размер М, что приводит к раннему (при малой подаче топлива) или к позднему (при максимальной подаче топлива) соединению надплунжерного пространства с отсечным отверстием К, втулки плунжера, а следовательно, к прекращению подачи топлива к форсунке. Плунжер поворачивается в результате движения рейкой насоса, находящейся в зацеплении с зубчатыми венцами поворотных втулок. Управление рейкой осуществляется через регулятор числа оборотов с поста управления УК или МПД.

Описанным выше способом изменяется конец подачи топлива. Начало впрыска при любом значении М остается постоянным, так как верхняя кромка плунжера перекрывает входное отверстие В в один и тот же момент по длине хода. Изменение момента начала подачи топлива достигается изменением длины толкателя при помощи его регулировочного болта.

Топливный насос высокого давления приводится в действие от распределительного вала двигателя парой цилиндрических шестерен.

Регулятор частоты вр