Меню раздела

Компоновка основных элементов топливной системы


Размещение основных элементов топливной системы зависит от типа двигателя. Компоновка ТНВД на двигателе определяется его типом. Обычно при длине двигателя более 3-4 м применяют индивидуальные насосы, так как длина трубопроводов высокого давления должна быть минимальной и одинаковой. В двигателях меньших размеров для удобства обслуживания системы, компактности и простоты конструкции используют блочные насосы. При этом обычно выбирают Апл30 мм. Индивидуальные насосы располагают вдоль остова между толкателями привода газораспределения или на специальной полке. Привод их чаще всего осуществляют от распределительного вала. Блочные насосы обычно компонуют на боковой стороне двигателя в противоположной стороне от маховика, на торце или в развале У-образного блока.
Привод ТНВД с собственным кулачковым валом осуществляют через муфты, позволяющие компенсировать погрешности установки, регулировать угол опережения впрыскивания . Используют также муфты со шлицевой втулкой и т.д. Регулирование 0 осуществляется перемещением кулачков 1 в серповидных пазах левой полумуфты 2. Муфта с карданным валом позволяет передавать больший крутящий момент, причем карданный вал 3 может быть заменен короткими штампованными или литыми вставками.
Все большее число ТНВД снабжают муфтами опережения, позволяющими увеличивать угол опережения впрыскивания при повышении частоты вращения. Муфта имеет обойму Я, соединяющую фланец 6 со ступицей 7 винтовыми шлицами соответственно левого и правого направления. Фланец 6 свободно установлен на переднем конце ступицы, размещенной на кулачковом валу насоса и закрепленной гайкой 4. С приводным валом фланец 6 соединяется торцовыми кулачками 5. При увеличении п грузы 3 на оси 2 расходятся, и обойма 8 смещается влево, преодолевая усилие пружины 1 и разворачивая ступицу 7 относительно фланца 6.
Аналогичные муфты с кулачковыми, эксцентриковыми исполнительными элементами получают широкое распространение благодаря большей несущей способности. Для демпфирования колебаний муфты ее заполняют маслом. Наличие муфты увеличивает равномерность вращения кулачкового вала.
Поскольку усилия центробежных элементов часто оказывается недостаточно для перестановки муфты опережения, возникает необходимость во введении усилителя. На рис. 194 представлена муфта с гидроусилителем. На шестерне 1 привода установлен корпус центробежного регулятора. Грузы 3 воздействуют на золотник, а серво-поршень с натягом установлен на втулке 9, на наружной и внутренней поверхности которой нарезаны винтовые шлицы различного направления. Из циркуляционной системы двигателя в выточку А поступает масло и далее через каналы Б я В в полость Г. С увеличением частоты вращения грузы, преодолевая усилие пружины 5, перемещают золотник 4 вправо. При этом открывается канал Д, и масло поступает к сервопоршню 7, заставляя его сдвигаться вправо, преодолевая усилие пружин 6 и разворачивая вал 8 относительно шестерни 1. Смещение сервопоршня прекращается при перекрытии канала Д. Автоматические муфты изменяют 0 до 6-9°.
Для изменения угла опережения впрыскивания в зависимости от температуры окружающего воздуха применяют муфты, аналогичные изображенной на рис. 195. Втулка 2 соединяет полумуфту 1 вала привода, имеющую прямые шлицы, с полумуфтой 3 вала ТНВД, имеющей винтовые шлицы. Шайба 5 свободно установлена на валу и имеет пару! выступов, входящих в одну из пар пазов штампованного фланца 4. В результате разности глубины пазов втулка занимает различное осевое положение, а соединяемые валы-различное относительное угловое.
При конструировании всех типов муфт обращают внимание на жесткость соединения, так как в противном случае значительно ухудшается впрыскивание.
Компоновка форсунок на дизеле весьма разнообразна и зависит в первую очередь от способа смесеобразования, а также от числа клапанов на цилиндр, особенностей конструкций головки цилиндра, возможности охлаждения сопряженных с форсункой поверхностей, удобства монтажа и т.д.
При размещении форсунки в гнезде головки цилиндров ее тщательно центрируют для обеспечения гарантированного малого, но равномерного по периметру зазора между распылителем и соответствующим отверстием в головке. Концентричность обеспечивается пояском Г> (рис. 196), а иногда и прилегающим к отверстию под распылитель конусом. Он же служит и для уплотнения форсунки. В первом исполнении уплотнение осуществляют по торцовой поверхности Б. В этом случае обязательно используют медную прокладку. Она имеет специальную форму для надежного уплотнения при малых усилиях затяжки элементов крепления форсунки для предотвращения деформаций форсунки. С той же целью неперпендикулярность поверхности Б к оси центрирующей поверхности не допускается более ОД мм. При конусном исполнении биение поверхности В относительно О не должно быть более 0,05 мм.
В дизелях с неразделенными камерами сгорания форсунку часто располагают центрально, что обеспечивает лучшие условия смесеобразования. Однако в головках с двумя клапанами это приводит к уменьшению их диаметра и ухудшению условий охлаждения, поэтому в этом случае форсунку часто смещают от центра. Наклонное расположение форсунки облегчает общую компоновку головки и ее сборку. При этом предусматривают угловую фиксацию форсунки в ее гнезде.
В дизеле с противоположно движущимися поршнями для предотвращения деформации зеркала гильзы цилиндра форсунку устанавливают в специальный адаптер. В вихре-камерных дизелях форсунку размещают в противоположной относительно жаровой вставки стороне вихревой камеры, при этом струя топлива почти перпендикулярна воздушному потоку. В предкамере форсунку располагают центрально или с небольшим смещением на ее дальней от цилиндра стороне. Гнездо под форсунку может быть образовано как обработкой литейной выемки, так и запрессованной втулкой, часто с внешней стороны омываемой охлаждающей водой. Установочные втулки применяются также в головках, отлитых из алюминиевых сплавов.
Нагнетательные трубопроводы и их соединения должны обеспечивать герметичность при давлениях, превышающих в 1,5 раза рабочие, обладать долговечностью, равной времени работы дизеля до капитального ремонта, иметь минимальный объем внутренней полости и максимальную жесткость. Внутренний диаметр трубопровода в выполненных конструкциях: д'тр = 2 мм при Лпл ^ Ю мм; <^тр = 2,54-2,6 мм при ^пл = = 114-14 мм; ^тр = 3мм при с1пл = 154-20 мм; = 3 4--I-0,218 (^пл —20) мм при с1пл > 20 мм. Допуск на <2тр в автотракторных системах составляет 4 0,05 мм, в остальных ±0,15 мм и более. На дизель должны устанавливаться трубопроводы с объемом и пропускной способностью, отличающейся не более чем на 5%. Трубопроводы изготовляют используя толстостенные бесшовные трубки из сталей 10, 20, 15Х. Соединение трубопроводов может быть с высаженным, приваренным или припаянным наконечником, с накидной или упорной гайкой. Типы соединений и их размеры стандартизованы. Высаженный наконечник применяют обычно на трубопроводах с наружным диаметром до 10 мм. Для обеспечения надежности соединения крупные трубопроводы иногда изготовляют сверлением из прутка. Для повышения ресурса трубопроводы и наконечники полируют. Положительные результаты дает устранение их вибраций путем схватывания крепежными планками.
К трубопроводам низкого давления предъявляют менее жесткие требования: их изготовляют из меди, латуни и стали, а при мягкой подвеске двигателя используют гибкие шланги. Соединение осуществляют с помощью ниппелей; внутренний диаметр их выбирают из условия обеспечения скоростей топлива 0,5-4 м/с.
Топливные фильтры не связаны с каким-либо приводом, поэтому их устанавливают с учетом общей компоновки двигателя, укорочения линии низкого давления и удобства обслуживания. Фильтры подбирают к дизелю в соответствии с расходом топлива, допустимыми падением давления и временем работы без обслуживания. Современные фильтры обеспечивают полноту отсева примесей 99-99,6% при тонкости фильтрации до 1-5 мкм. Для удобства компоновки и обслуживания фильтры часто сдваивают; при последовательной работе они имеют различную тонкость отсева.
Если ТНВД блочный, секционный или распределительный, подкачивающий насос компонуется вместе с ним и приводится от его вала. Для среднеоборотных двигателей характерен привод от распределительного или коленчатого вала. Автономный электропривод и отдельную от двигателя компоновку применяют в крупных судовых дизелях.