ТРАКТОР БЕЛАРУС 1022.4. Двигатель Д-245S3А — часть 3

ТРАКТОР БЕЛАРУС 1022.4. Двигатель Д-245S3А - часть 3

2.1.8 Топливный насос высокого давления дизеля Д-245S3А


На дизелях устанавливаются топливные насосы высокого давления СР3.3 (рисунок 2.1.5).

Топливный насос высокого давления (ТНВД) предназначен для создания резерва топлива, поддержания и регулирования давления в топливном аккумуляторе.

ТНВД представляет собой моноблочную конструкцию.

На корпусе ТНВД закреплены топливоподкачивающий насос 2, имеющий привод от вала 9, и электромагнитный регулятор давления 3.

1 - топливный насос высокого давления; 2 - топливоподкачивающий насос; 3 - электромагнитный регулятор давления; 4 - штуцер подвода топлива от фильтра грубой очистки топлива; 5 - штуцер отвода топлива к топливному фильтру тонкой очистки; 6 - штуцер подвода топлива от топливного фильтра тонкой очистки; 7 - штуцер отвода топлива к аккумулятору топлива; 8 - штуцер отвода топлива в бак; 9 - вал привода; 10 - шестерня привода; 11 - гайка; 12 - защитный клапан с дроссельным отверстием
Рисунок 2.1.5 - Топливный насос высокого давления СРЗ.З.



В корпусе ТНВД радиально с интервалом угла 120° расположены три плунжера 5 (рисунок 2.1.6), а на валу привода 3 эксцентрично установлен ротор кулачковый 4 (кулачки расположены через 120° по окружности ротора).

Вал привода ТНВД с кулачковым ротором имеет шестеренный привод от редуктора, входной вал которого, через полумуфту привода находится в кинематической связи с коленчатым валом дизеля через шестерни распределения.

Топливо, прошедшее топливный фильтр грубой очистки с влагоотделителем, подается под давлением 0,8...0,9 МПа топливоподкачивающим насосом через фильтр тонкой очистки топлива к приемному штуцеру ТНВД.

Смазка и охлаждение деталей ТНВД осуществляется дизельным топливом, поступающим в ТНВД.

Под воздействием созданного давления подкачки защитный клапан 2 открывает доступ топливу через подводящий канал 6 в надплунжерные пространства.

Набегающий кулачок ротора перемещает плунжер вверх при этом входное отверстие впускного канала перекрывается и при дальнейшем подъеме плунжера топливо сжимается в надплунжерном пространстве.

1- корпус насоса высокого давления; 2 - защитный клапан с дроссельным отверстием; 3 - вал привода; 4 - ротор кулачковый; 5 - плунжер; 6 - канал подводящий; 7 -выпускной клапан; 8 - клапан регулирования давления; 9 - шарик; 10 - якорь; 11 -электромагнит; 12 клеммы электромагнита; 13 - уплотнение; 14- клапан впускной.
Рисунок 2.1.6 - Принципиальная схема топливного насоса высокого давления.



Когда возрастающее давление достигнет уровня, соответствующего тому, что поддерживается в аккумуляторе высокого давления, открывается выпускной клапан 7. Сжатое топливо поступает в контур высокого давления.

Плунжер подает топливо до тех пор, пока не достигнет ВМТ ( ход подачи). Затем давление падает, выпускной клапан закрывается. Плунжер начинает движение вниз. За один оборот вала каждый (из трех) плунжер совершает один насосный ход.

Так как ТНВД рассчитан на большую величину подачи, то на холостом ходу и при частичных нагрузках возникает избыток сжатого топлива, которое через клапан регулирования давления 8 и магистраль обратного слива возвращается в топливный бак.

Клапан регулирования давления устанавливает величину давления в аккумуляторе высокого давления в зависимости от нагрузки на двигатель, частоты вращения и теплового состояния двигателя.

При слишком высоком давлении в аккумуляторе клапан открывается,и часть топлива из аккумулятора отводится через магистраль обратного слива назад к топливному баку.

Клапан регулирования давления крепится через фланец к корпусу ТНВД. Якорь 10 прижимает шарик клапана 9 к седлу под действием пружины клапана так, чтобы разъединить контуры высокого и низкого давления. Включенный электромагнит 11 перемещает якорь, прикладывая дополнительное усилие к прижатию шарика к седлу.

Весь якорь омывается топливом, которое смазывает трущиеся поверхности и отводит лишнее тепло.

2.1.9 Аккумулятор топлива под высоким давлением дизеля Д-245S3А

Аккумулятор топлива под высоким давлением (Rail) является объемным накопителем топлива под высоким давлением.

Одновременно аккумулятор сглаживает колебания давления, которые возникают из-за пульсирующей подачи топлива от ТНВД, а также из-за работы форсунок во время впрыскивания за счет не синхронности импульсов давления доз топлива, поступающих от ТНВД и расходуемых через форсунки, а также за счет многократного превышения массы топлива, находящегося в аккумуляторе и играющего роль демпфера для импульсов давления малых доз топлива, поступающих и расходуемых.

1 - аккумулятор топлива под высоким давлением; 2 - штуцеры отводящие; 3 -штуцер подводящий; 4 - штуцер обратного слива; 5 - клапан ограничения давления; 6 -запорный конус сердечника клапана; 7 - датчик давления топлива.
Рисунок 2.1.7 - Аккумулятор топлива под высоким давлением



Аккумулятор 1 в общем виде имеет форму трубы в торцах которой установлены датчик давления топлива 7 и клапан ограничения давления 5. По образующей периметра трубы расположены штуцеры подключения топливопроводов высокого давления 2; 3 и штуцер обратного слива 4.

Топливо из ТНВД направляется через магистраль высокого давления к впускным штуцерам 3 аккумулятора. Аккумулятор топлива сообщается с форсунками посредством топливопроводов высокого давления, подсоединенных к отводящим штуцерам аккумулятора.

Объем аккумулятора постоянно наполнен топливом, находящимся под давлением. Величина этого давления поддерживается на постоянном уровне и может регулироваться клапаном 8 (рисунок 2.1.6) в зависимости от параметров работы дизеля.

Клапан ограничения давления выполняет роль редукционного (предохранительного) клапана.

Корпус клапана со стороны аккумулятора имеет канал, запираемый конусом сердечника клапана 6. Пружина плотно прижимает конус к седлу клапана при нормальном рабочем давлении, так что аккумулятор остается закрытым.В случае, когда величина давления в аккумуляторе превысит рабочее значение, конус под действием давления отходит от седла и находящееся под высоким давлением топливо отводится в магистраль обратного слива. В результате давление топлива в аккумуляторе снижается.

2.1.10 Форсунка дизеля Д-245S3А


Форсунка (рисунок 2.1.8) предназначена для впрыскивания топлива в цилиндр дизеля и обеспечения качественного распыла топлива.
На дизелях применены форсунки типа CRIN2 производства фирмы «BOSCH» (Германия).

1 - электромагнитный клапан; 2 - управляющий поршень; 3 - игла распылителя; - 4 -корпус распылителя; 5 - клеммы.
Рисунок 2.1.8 - Форсунка

Требуемые момент начала впрыскивания и величина подачи топлива обеспечиваются действием электромагнитного клапана форсунки.

Момент начала впрыскивания устанавливается системой электронного управления работой дизеля.

Формирование электронным блоком сигналов управления форсунками происходит на основании “считывания” сигналов, формируемых датчиками частоты вращения коленчатого вала и первичного вала редуктора привода ТНВД, установленных в определенном угловом положении один относительно другого.

Принцип работы форсунки представлен на рисунке 2.1.9.

Топливо подается по магистрали высокого давления через подводящий канал 4 к распылителю форсунки 11, а также через дроссельное отверстие подачи топлива 7 - в камеру управляющего поршня 8 через дроссельное отверстие отвода топлива, которое может открываться электромагнитным клапаном, камера соединяется с магистралью обратного слива 1.

При закрытом дроссельном отверстии 6 гидравлическая сила, действующая сверху на поршень управляющий, превышает силу давления топлива снизу на фаску (заплечик) 12 иглы распылителя форсунки. Вследствие этого игла прижимается к седлу распылителя и плотно закрывает отверстия распылителя. В результате топливо не попадает в камеру сгорания.

При срабатывании электромагнитного клапана 3 якорь электромагнита сдвигается вверх и шарик 5 открывает открывая дроссельное отверстие 6. Соответственно снижаются как давление в камере управляющего клапана, так и гидравлическая сила, действующая на поршень управляющего клапана. Под действием давления топлива на конус игла распылителя отходит от седла, так что топливо через отверстия распылителя попадает в камеру сгорания цилиндра. Управляющая подача - это дополнительное количество топлива, предназначенного для подъема иглы, которое после использования отводится в магистраль обратного слива топлива.

1 - магистраль обратного слива топлива; 2 - клеммы электрического подсоединения; 3 - электромагнитный клапан; 4 - магистраль высокого давления; 5 - шарик клапана; 6 -дроссельное отверстие отвода топлива; 7 - дроссельное отверстие подачи топлива; 8 -камера управляющего клапана; 9 - поршень, управляющий клапаном; 10 - канал подвода топлива к распылителю; 11 - распылитель (игла и корпус); 12 - фаска (заплечик)иглы распылителя.
Рисунок 2.1.9 - Принципиальная схема работы форсунки



Кроме управляющей подачи существуют утечки топлива через иглу распылителя и направляющую управляющего поршня. Все это топливо отводится в магистраль обратного слива, к которой присоединены все прочие агрегаты системы впрыска, и возвращается в топливный бак.

Количество впрыскнутого топлива пропорционально времени включения электромагнитного клапана и величине давления в рейле, и не зависит ни от частоты вращения коленчатого вала двигателя, ни от режима работы ТНВД (впрыскивание, управляемое по времени).

Когда электромагнитный клапан обесточивается, якорь силой пружины запирания клапана прижимается вниз и шарик клапана 5 запирает дроссельное отверстие.

После перекрытия дроссельного отверстия отвода топлива давление в камере управляющего клапана вновь достигает той же величины, что и в аккумуляторе. Это повышенное давление смещает вниз управляющий поршень вместе с иглой распылителя. Когда игла плотно примыкает к седлу распылителя и запирает его отверстия, впрыскивание прекращается.