Муфта опережения впрыска топлива, Грузовики и спецтехника

Грузовики и спецтехника: ремонт, эксплуатация, конструкция, ТО

Муфта опережения впрыска топлива

Муфта опережения впрыска топлива предназначена для автома­тического изменения начала подачи топлива в цилиндры в зависи­мости от числа оборотов коленчатого вала двигателя.

Характеристика муфты подобрана таким образом, чтобы обес­печить углы опережения впрыска, близкие к оптимальным, при пуске двигателя при его работе на любом скоростном режиме.

Автоматически муфта опережения впрыска установлена на переднем конце кулачкового вала топливного насоса и приводит во вращение последний от валика привода топливного насоса.

Конструкция муфты опережения впрыска топлива

Автоматическая муфта представляет собой центробеж­ный регулятор. При увеличении числа оборотов двигателя грузы под действием центробежных сил, преодолевая сопротивление пру­жин, поворачиваются (расходятся) в направлении, указанном стрелками вокруг осей, жестко связанных с ведо­мой полумуфтой. Расстояние между осями грузов и пальцами ведущей полумуфты, по которым скользят специальные профили грузов, уменьшается, и в результате происходит угловое смещение ведомой и ведущей полумуфт на угол.

При уменьшении числа оборотов двигателя грузы сходятся под действием пружин, и угол смещения ведомой и веду­щей полумуфт уменьшается.

Ведомая полумуфта обработана из поковки, выполненной из конструкционной стали. В задней части центрального отверстия муфты имеется конус со шпоночным пазом для установки муфты на передний конец кулачкового вала топливного насоса высокого давления. В два противоположно расположенных отвер­стия ведомой полумуфты запрессованы оси грузов, изго­товленные из хромомарганцевой низкоуглеродистой стали. Поверх­ность осей подвергнута цианированию и закалке до высокой твер­дости. На переднем конце каждой оси срезана лыска, на которой выполнено цилиндрическое углубление для установки пружины муфты и стальных регулировочных прокладок. При запрессовке осей грузов их лыски располагаются таким образом, чтобы пружины, установленные между осями грузов и пальцами ведущей полумуфты, имели минимальный изгиб при работе муфты.

Грузы муфты изготовлены из низкоуглеродистой хромомарганцевой стали. Поверхности грузов цементованы и закалены до высокой твердости. Грузы установлены на осях с зазором 0,04-0,12 мм. Для каждой муфты подобрана пара грузов одной группы (с одинаковым статическим моментом относительно осей).

Ведущая полумуфта изготовлена из той же стали. Ее поверх­ности подвергнуты цементации и закалке до высокой твердости. На ведущих пальцах полумуфты выполнены лыски с выточками для установки пружин. На переднем торце полумуфты обработаны два прямоугольных шипа, с помощью которых муфта приводится во вращательное движение. На посадочной поверхности втулки прото­чена смазочная канавка с двумя радиальными подводящими отвер­стиями.

В передней части втулки просверлены два наклонных отвер­стия, сообщающие внутреннюю полость муфты с пространством за резино-армированным сальником, запрессованным в расточку полумуфты. Ведущая полумуфта в сборе с сальником установлена на ступице ведомой полумуфты.

Корпус муфты опережения впрыска, обработанный из чугун­ной отливки, установлен на резьбе на ведомой полумуфте с уплот-нительным кольцом из масло-бензостойкой резины и фиксируется от отвертывания раскерниванием металла в специальный паз, выполненный на заднем торце корпуса. На переднем торце корпуса просверлены два отверстия для заполнения муфты смазкой. Отвер­стия закрыты винтами с уплотнительными шайбами. В передней части корпуса выполнена расточка, в которую установлен резино-армированный сальник, уплотняющий полость муфты.

После сборки муфты и ее регулировки на передний торец корпуса наносится цифра 18 или 20, указывающая угол опережения впрыс­ка топлива, который должен быть установлен на двигателе с этой муфтой.

Муфта опережения впрыска фиксируется на переднем кониче­ском конце кулачкового вала насоса специальной гай­кой с пружинной шайбой. Для предотвращения смятия шлица при затяжке гайка подвергается термообработке, повышающей ее твердость.

Материалы: http://www.dymz.ru/62-mufta-operezheniya-vpryska-topliva.html

Для обеспечения нормальной работы дизельного двигателя необходимо, чтобы впрыск топлива в цилиндры двигателя происходил в тот момент, когда поршень находится в конце такта сжатия вблизи в.м.т. Желательно также с увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя увеличить угол опережения впрыска топлива, так как в этом случае происходит некоторое запаздывание подачи и снижается время на смесеобразование и сгорание топлива. Поэтому насосы высокого давления современных дизельных двигателей снабжают автоматическими муфтами опережения впрыска.

Кроме муфты опережения впрыска, влияющей на момент подачи топлива, необходимо иметь в топливоподающей системе регулятор, изменяющий количество впрыскиваемого топлива в зависимости от нагрузки двигателя при заданном уровне подачи.

Необходимость такого регулятора объясняется тем, что с увеличением частоты вращения коленчатого вала цикловая подача насосов высокого давления несколько возрастает. Поэтому, если снизится нагрузка при работе двигателя с большой частотой вращения коленчатого вала, то частота вращения может превысить допустимые значения, так как количество впрыскиваемого топлива будет возрастать. Это повлечет за собой увеличение механических и тепловых нагрузок и может вызвать аварию двигателя.

Для предотвращения нежелательного возрастания частоты вращения коленчатого вала при снижении нагрузки двигателя, а также повышения устойчивости работы с малой нагрузкой или на холостом ходу двигатели оборудуют всережимными регуляторами.

Автоматическая муфта опережения впрыска (рис. 68) устанавливается на носке кулачкового вала насоса высокого давления на шпонке. Она состоит из двух полумуфт: ведущей и ведомой. На ведомую полумуфту навернут корпус, объединяющий детали муфты. Полумуфты распираются пружинами, которые воздействуют на них через пальцы. Пальцы установлены в ведомой полумуфте и на них свободно надеты грузы. В профильные вырезы грузов под действием пружин упираются пальцы, закрепленные в ведущей полумуфте. Таким образом по-лумуфты оказываются связанными между собой.

Рис. 68. Автоматическая муфта изменения угла опережения впрыска:

1 — ведущая полумуфта, 2 — фетровый сальник, 3 — самоподжимной сальник, 4 — корпус муфты, 5 — ведомая полумуфта. 6, 8 — пальцы, 7 — грузы, 9 — пружины

При малой частоте вращения коленчатого вала грузы находятся в сведенном состоянии и ведомая полумуфта занимает определенное положение относительно ведущей. Как только частота вращения коленчатого вала начинает превышать 1000 об/мин, возникающие центробежные силы грузов становятся больше усилия предварительного сжатия пружин.

Вследствие этого грузы начинают расходиться, сжимая пружины и поворачивая ведомую полумуфту относительно ведущей по направлению вращения. Это приводит к более раннему впрыску топлива, т. е. к увеличению угла опережения впрыска.

С понижением частоты вращения вала двигателя уменьшается центробежная сила грузов муфты и они сходятся под действием пружин. При этом происходит поворот ведомой полумуфты, а вместе с ней и кулачкового вала насоса в направлении, противоположном направлению вращения вала насоса. Угол опережения впрыска топлива уменьшается.

Предельное расположение грузов муфты ограничено внутренней поверхностью ее корпуса и составляет по коленчатому валу двигателя угол 10—14° (5—7° по кулачковому валу насоса).

Всережимный регулятор частоты вращения коленчатого вала двигателя установлен на насосе высокого давления и приводится в действие от кулачкового вала. Его работа основана, как и в автоматической муфте, на использовании центробежных сил и протекает следующим образом. Например, при заданном положении педали управления подачи топлива и возникновении дополнительного сопротивления движению (на подъеме) частота вращения коленчатого вала двигателя будет уменьшаться и скорость автомобиля падать. Чтобы ее поддержать на заданном уровне, необходимо повысить крутящий момент двигателя. Это может быть достигнуто увеличением количества топлива, впрыскиваемого в цилиндры двигателя. Всережимный регулятор воспринимает снижение частоты вращения коленчатого вала и автоматически увеличивает подачу топлива насосом высокого давления, благодаря чему скорость автомобиля восстанавливается до заданного значения.

Аналогичным образом всережимный регулятор изменяет подачу топлива при уменьшении нагрузки на двигатель. Только в этом случае управляющее воздействие регулятора сводится к уменьшению количества впрыскиваемого топлива. В результате при снижении нагрузки на двигатель происходит уменьшение скорости движения и доведение ее до заданного уровня.

Таким образом, всережимный регулятор изменяет подачу топлива при изменении нагрузки двигателя и обеспечивает любой установленный скоростной режим от 500 до 2100 об/мин коленчатого вала.

Устроен всережимный регулятор частоты вращения (рис. 69) следующим образом. Корпус регулятора закреплен болтами непосредственно к корпусу насоса высокого давления. Внутри корпуса расположены повышающая передача, центробежные грузы и система рычагов и тяг, связывающая регулятор с рычагом подачи и зубчатой рейкой управления плунжерами насоса.

Повышающаяся передача состоит из двух шестерен, соединяющих валик регулятора с кулачковым валом насоса. Применение повышающей передачи улучшает работу регулятора на малой частоте вращения коленчатого вала.

Центробежные грузы закреплены державками на валике регулятора. При вращении валика грузы воздействуют через муфту и корректор на рычаг, который через двуплечий рычаг будет – растягивать пружину, уравновешивающую перемещение грузов. Одновременно через серьгу перемещение грузов может передаваться на рычаг привода рейки.

Рис. 69. Устройство всережимного регулятора частоты вращения:

1 — регулировочный винт подачи топлива, 2 — кулиса, 3 — палец рычага рейки, 4 — серьга, 5 — муфта, 6, 16 — грузы, 7 —корпус, 8 — шестерня кулачкового вала насоса, 9 — скоба кулисы, 10 — вал рычага пружины регулятора, 11 — рычаг управления, 12 — болт ограничения максимальной частоты вращения, 13 — болт ограничения минимальной частоты вращения. 14— шестерня валика регулятора, 15 — валик регулятора, 17 — плунжер, 18 — втулка, 19 — зубчатый сектор, 20 — зубчатая рейка, 21 — тяга зубчатой рейки, 22 — пружина рычага рейки, 23 — рычаг пружины, 24 — пружины регулятора, 25 —распорная пружина, 26 —двуплечий рычаг, 27 — рычаг привода рейки, 28 — регулировочный винт, 29 — рычаг регулятора, 30 — буферная пружина, 31 — винт регулирования подачи, 32 — корректор регулятора

Рычаг в нижней части связан через палец с кулисой, которая соединяется скобой с рычагом ручного выключения подачи.

Средняя часть рычага шарнирно соединена с серьгой и муфтой, а верхняя часть его— с тягой зубчатой рейки. Пружина стремится постоянно удерживать рычаг рейки в положении максимальной подачи, т. е. вдвигает рейку внутрь.

Ручное управление подачей топлива осуществляется через рычаг управления. При повороте рычага в сторону увеличения подачи усилие от него передается на вал, далее на рычаг, пружину, двуплечий рычаг, регулировочный винт, рычаг, серьгу, а затем на рычаг и тягу. Рейка вдвигается в корпус насоса, и подача топлива увеличивается. Для уменьшения подачи перемещают рычаг в обратную сторону.

Автоматическое изменение подачи топлива с помощью регулятора происходит при снижении нагрузки на двигатель и повышении частоты вращения его коленчатого вала (рис. 70). Одновременно увеличивается частота вращения грузов и регулятора и они удаляются от оси вращения, перемещая муфту по валику регулятора.

Вместе с муфтой перемещается шарнирно связанный рычаг привода рейки. Рейка выдвигается из корпуса насоса, и подача топлива уменьшается. Частота вращения коленчатого вала двигателя снижается, и грузы начинают слабее давить на муфту.

Усилие пружин, уравновешивающее центробежные силы грузов, становится несколько больше и через рычаги передается на рейку насоса. В результате рейка вдвигается в корпус насоса, увеличивая подачу топлива, и двигатель переходит на заданный скоростной режим.

Регулятор работает аналогично при повышении нагрузки на двигатель, обеспечивая увеличение подачи топлива и поддержание заданной скорости. Автоматическое поддержание заданной частоты вращения коленчатого вала, а следовательно, и скорости автомобиля при возрастании нагрузки без переключения передач возможно до тех пор, пока винт (см. рис. 69) регулирования подачи не упрется в вал рычага пружины регулятора. Если нагрузка будет продолжать возрастать, то частота вращения коленчатого вала двигателя будет снижаться. Некоторое увеличение подачи при этом происходит за счет корректора, но дальнейшее поддержание скорости автомобиля при возрастании нагрузки может быть осуществлено только включением понижающей передачи в коробке передач.

Рис. 70. Схема работы регулятора при увеличении частоты вращения коленчатого вала:

1 — валик регулятора, 2. 10 — грузы, 3 — муфта, 4 — рычаг привода рейки, 5 — рычаг ручного привода, 6 — двуплечий рычаг, 7 — пружина регулятора, 8 — тяга рейки, 9— пружина рычага рейки

Для остановки дизельного двигателя скобу кулисы (см. рис. 69) отклоняют вниз и усилие от нее передается через палец на рычаг привода рейки. Рейка выдвигается из корпуса насоса и устанавливает плунжеры всех нагнетательных секций в положение прекращения подачи. Двигатель останавливают из кабины водителя с помощью тросика, связанного с рейкой.

Рис. 71. Фильтр грубой очистки топлива двигателя КамАЗ-740:

1 — корпус, 2 — распределитель, 3 — шайба, 4 — сетчатый фильтр, 5 — стакан, 6 — пробка сливного отверстия

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Остались вопросы по теме:

"Автоматическое регулирование впрыска топлива в дизельных двигателях"

© 2007-2017 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.

Материалы: http://stroy-technics.ru/article/avtomaticheskoe-regulirovanie-vpryska-topliva-v-dizelnykh-dvigatelyakh

Система питания дизельного двигателя

Муфта опережения впрыска топлива служит для автоматического изменения угла опережения впрыска при изменении частоты вращения коленчатого вала.

Углом опережения впрыска (опережения впрыскивания) топлива называется угол между положением кривошипа коленчатого вала относительно верхней мертвой точки (ВМТ) в момент начала впрыска топлива и его положением, соответствующим нахождению поршня в ВМТ.

Впрыск топлива в цилиндр двигателя должен осуществляться до прихода поршня в ВМТ в конце такта сжатия, т. е. с некоторым опережением. Это необходимо для того, чтобы топливо успело перемешаться с воздухом в цилиндре, и началось его активное горение к приходу поршня в верхнюю мертвую точку. При этом момент впрыска топлива рассчитывают из условия, чтобы максимальное давление газов на поршень создалось уже после его прохождения ВМТ.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала угол опережения впрыска топлива должен увеличиваться. Несоблюдение этого требования ведет к увеличению расхода топлива и потери мощности двигателя. Ведь с увеличением частоты вращения значительно уменьшается время, отводимое на впрыск, смесеобразование и начало активной фазы горения. При этом топливо просто не успевает смешаться с воздухом для полного и качественного сгорания в дальнейшем, а скорости горения не хватает для того, чтобы к моменту перехода поршня через ВМТ процесс тепловыделения был максимальным.

Автоматическое регулирование угла начала впрыска топлива обеспечивает специальное устройство, называемое муфтой опережения впрыска. По аналогии с муфтой опережения впрыска работают устройства карбюраторных двигателей, у которых автоматически регулируется угол искрообразования при помощи специального устройства, размещенного в прерывателе системы зажигания. Кроме того, современные бензиновые двигатели все чаще оснащаются устройствами автоматической регулировки фаз газораспределения, т. е. управляют работой клапанов ГРМ.

Следует отметить, что регулирование угла опережения впрыскивания топлива в современных системах питания дизелей (таких, как управляемая электроникой система насос-форсунка или Common Rail) осуществляется при помощи электронного блока управления, который корректирует параметры впрыска на основании показаний различных датчиков, информирующих о режимах работы и требуемой динамике двигателя в данный момент времени.

Устройство и работа центробежной муфты опережения впрыска

Устройство муфты опережения впрыска топлива рассмотрим на примере центробежной муфты опережения впрыска, применяемой в системе питания дизельных двигателей ЯМЗ. Она закрепляется на переднем конце кулачкового вала ТНВД, поэтому насос приводится в действие через муфту опережения впрыска, которая является промежуточным звеном в приводе ТНВД.

Муфта опережения впрыска состоит из корпуса 14 (рис. 1), ведущей полумуфты 12, ведомой полумуфты 1, двух грузиков 7 и двух пружин 2.

Привод муфты осуществляется от зубчатых колес механизма газораспределения и валика привода. Распределительное зубчатое колесо закреплено посредством шпонки на валике привода ТНВД, на заднем конце которого закрепляется ведущий фланец 23 муфты.

Ведущий фланец двумя болтами скрепляется с промежуточным фланцем 21.

Промежуточный фланец соединяется с ведущей полумуфтой 12 посредством шайбы 17, установленной в металлической обойме 19. В шайбе вырезано четыре паза; в пазы 16 входят шипы 20 промежуточного фланца, а в пазы 18 – шипы 9 ведущей полумуфты.

Ведомая полумуфта 1 закрепляется на шпонке на переднем конце кулачкового вала насоса и завинчивается в корпус 14. Грузики надеваются на пальцы 4.

Пальцы 13 ведущей полумуфты упираются в криволинейные поверхности 6 грузиков. На пальцах 4 и 13 выполнены углубления 5, в которые упираются предварительно сжатые пружины 2. Пружины стремятся повернуть полумуфты 1 и 12 относительно друг друга.

На рисунке 1, б показано положение деталей муфты при малой частоте вращения коленчатого вала.

При увеличении частоты вращения возрастает центробежная сила грузиков, и они расходятся в стороны, поворачиваясь вокруг пальцев 4. При этом криволинейные поверхности 6 грузиков скользят по пальцам 13 ведущей полумуфты, расстояние между пальцами 4 и 13 уменьшается (размеры L₁ и L₂) и пружины сжимаются.

Подтягиваясь к пальцам 13, пальцы 4 поворачивают ведомую полумуфту 1 с кулачковым валом 24 насоса в сторону вращения приводного вала (рис. 1, в), увеличивая тем самым угол опережения впрыска топлива на угол α .

Метки 15 на корпусе 14 муфты, промежуточном фланце 21 и ведущем фланце 23 при сборке совмещают, чем обеспечивается правильная установка момента начала впрыска.

На корпусе муфты имеются отверстия, закрываемые пробками (или винтами с уплотнительными шайбами) и служащие для заполнения полости муфты моторным маслом. Масло заливается в верхнее отверстие до появления его из нижнего отверстия.

На рисунке 2 представлен усовершенствованный привод ТНВД двигателя ЯМЗ-238 М2.

На вал привода 1 посредством стяжного болта 8 закрепляется ведущая полумуфта 9 привода. Ведомая полумуфта 10 привода болтами 15 крепится к муфте 12 опережения впрыска топлива. Ведущая полумуфта 9 связана с ведомой полумуфтой 10 через пакет пластин 3 болтами 11 и 16. Второй пакет пластин 3 (на рис. 2 слева) обеспечивает жесткость фланцу 6.

Метка б на указателе 13 и метка а на ведомой полумуфте 10 служат для установки начального угла опережения впрыска топлива. Для этого отворачивают две гайки 7 и поворотом муфты опережения впрыска посредством овальных отверстий на фланце 6 полумуфты совмещают указанные метки. Положение коленчатого вала при этом должно соответствовать концу хода сжатия в первом цилиндре.

Установка угла опережения впрыска

Установка угла опережения впрыскивания выполняется в следующей последовательности:

1. Подготавливают двигатель – находят в первом цилиндре такт сжатия и устанавливают коленчатый вал вращением маховика в положение, соответствующее углу начала впрыска цилиндра. Для этих целей в деталях КШМ (маховик, кожух или др.) предусматривают специальные устройства и метки, позволяющие контролировать конец такта сжатия.

2. Подготавливают насос – на первую секцию ТНВД устанавливают моментоскоп – стеклянную трубку, соединенную через резиновый патрубок с топливопроводом высокого давления. Поворачивают вал насоса до тех пор, пока в трубке не покажется топливо.

Отворачивают вал обратно на угол 30…40˚ и осторожно вращают вал в прямом направлении. Как только поверхность топлива (мениск) в трубке моментоскопа дрогнет, вращение вала насоса прекращают.

3. Соединяют насос с приводом и крепят его на блоке, после чего проверяют правильность установки момента начала впрыска, проворачивая коленчатый вал на два оборота. В конце второго оборота внимательно следят за мениском в моментоскопе. Когда он дрогнет, вращение коленчатого вала прекращают.

По меткам на деталях КШМ определяют правильность установки угла. При необходимости угол опережения впрыска корректируют.

Главная страница

Устройство автомобилей

• Экзаменационные билеты

для группы Т-21 (IV семестр)

для группы Т-31 (V семестр)

для группы Т-31 (VI семестр)

КГБПОУ «Каменский агротехнический техникум»

Материалы: http://k-a-t.ru/dvs_pitanie/65-dizel_mufta_operej/index.shtml