Топливный насос высокого давления (ТНВД) типа «Компакт-40» с электронной системой управления (ЭСУ) в сборе с механизмом исполнительным, насосом топливоподкачивающим и муфтой демпферной показан на рисунке 1
Обозначение ТНВД с ЭСУ, применяемых на двигателях ЯМЗ-6583.10: полное 179.1111002-30, условное 179.2-30.
Обозначение ТНВД без ЭСУ: 179.1111005.
Основные параметры и характеристики ТНВД с ЭСУ приведены в таблице.
Устройство и работа ТНВД
С топливным насосом высокого давления 1 в одном агрегате объединены механизм исполнительный (МИ) 2, топливоподкачивающий насос (ТПН) 3 и демпферная муфта 4 (рис. 1).
ТНВД, состоящий из секций (отдельных насосных элементов), размещенных в общем корпусе, установлен в развале двигателя между рядами цилиндров.
Количество секций ТНВД соответствует количеству цилиндров двигателя.
Секция топливного насоса высокого давления: 1 - корпус насоса; 2 - вал кулачковый; 3 - толкатель; 4 - тарелка пружины толкателя нижняя; 5 - пружина толкателя; 6 - пробка; 7 - кольцо пружинное; 8 - втулка поворотная; 9 - рейка; 10,11, 20 - кольцо уплотнительное; 12 - плунжер; 13 - втулка плунжера; 14 - штифт; 15 - экран; 16 - седло нагнетательного клапана; 17 - клапан нагнетательный; 18 - ролик толкателя; 19 - шпилька; 21 - фланец нажимной; 22 - корпус секции; 23 - штуцер; 24 - тарелка верхняя; 25 - пружина нагнетательного клапана; 26 - упор клапана; 27 - гайка; 28,29,30 - прокладки
Устройство секции ТНВД показано на рисунке 2.
В корпусе 1 ТНВД установлены корпуса секций 22 с парами плунжерными, клапанами нагнетательными, толкателями плунжера 3 и штуцерами топливными 23, к которым присоединяются топливопроводы высокого давления.
Плунжер 12 и втулка плунжера 13, седло нагнетательного клапана 16 и клапан нагнетательный 17 являются прецизионными парами, замена которых возможна только комплектно.
Втулка плунжера фиксируется в определенном положении штифтом 14, запрессованным в корпус секции.
Плунжер приводится в движение от кулачкового вала 2 через роликовый толкатель.
Пружина толкателя 5 через тарелку пружины толкателя нижнюю 4 постоянно прижимает ролик толкателя к кулачку.
Толкатели плунжера, имеющие лыски на боковых поверхностях, удерживаются от разворота фиксаторами, запрессованными в корпус ТНВД.
Конструкция плунжерной пары позволяет дозировать топливо изменением момента начала и конца подачи.
Для изменения количества и момента начала подачи топлива плунжер во втулке поворачивается втулкой поворотной 8, входящей в зацепление с рейкой топливного насоса 9.
Регулировка равномерности подачи топлива на максимальном режиме каждой секцией ТНВД производится разворотом корпуса секции при ослабленных гайках 27 крепления секций.
Изменение начала подачи топлива в зависимости от ее величины (нагрузки двигателя) обеспечивается управляющими кромками, выполненными на торце плунжера.
Работа секции осуществляется следующим образом.
При движении плунжера вниз под действием пружины топливо под небольшим давлением, создаваемым топливоподкачивающим насосом, поступает через продольный канал корпуса ТНВД в надплунжерное пространство.
При движении плунжера вверх топливо через нагнетательный клапан поступает в топливопровод высокого давления и перепускается в топливоподводящий канал до тех пор, пока торцовая кромка плунжера не перекроет впускное отверстие втулки плунжера.
При дальнейшем движении плунжера вверх давление топлива в надплунжерном пространстве резко возрастает.
Когда давление достигнет величины, превышающей усилие пружины форсунки, игла форсунки поднимется и начнется процесс впрыскивания топлива в цилиндр двигателя.
При дальнейшем движении плунжера вверх спиральные кромки плунжера открывают отсечные отверстия во втулке, что вызывает резкое падение давления топлива в топливопроводе.
При этом нагнетательный клапан, опускаясь в седло под действием пружины, увеличивает объем в топливопроводе между форсункой и клапаном.
Этим достигается более четкое окончание впрыскивания топлива и разгрузка топливопровода высокого давления.
На внутренней поверхности втулки плунжера имеется кольцевая канавка, а в стенке - отверстие для отвода топлива, просочившегося через зазор в плунжерной паре.
Герметизация зазоров между втулкой плунжера и корпусом секции, корпусом секции и корпусом ТНВД осуществляется резиновыми уплотнительными кольцами 10, 11, 20.
Из полости вокруг втулки плунжера просочившееся топливо поступает по пазу на втулке плунжера в топливный канал корпуса ТНВД и далее через перепускной клапан по топливопроводу в топливный бак.
В нижней части корпуса ТНВД расположен кулачковый вал, вращающийся в роликовых конических подшипниках. Он имеет в зависимости от модели ТНВД одну или две промежуточные опоры.
Кулачковый вал установлен с осевым натягом (0,01-0,07) мм, который обеспечивается регулировочными прокладками, установленными между крышкой подшипника и корпусом ТНВД.
Связь секций с исполнительным механизмом осуществляется через рейку топливного насоса, перемещающуюся в направляющих втулках, запрессованных в корпус ТНВД.
Выступающий из корпуса конец рейки защищен крышкой рейки 5 (рис. 1).
Основные параметры и характеристики ТНВД с ЭСУ
Наименование параметра - Значение
Количество секций 8
Диаметр плунжера 12 мм
Полный ход плунжера 14 мм
Направление вращения кулачкового вала (со стороны привода) - По часовой стрелке (правое)
Порядок работы секций (со стороны привода) 1-3-6-2-4-5-7-8
Номинальная частота вращения кулачкового вала 950 мин -1
Частота вращения кулачкового вала, соответствующая режиму максимального крутящего момента 600 мин -1
Частота вращения кулачкового вала на режиме минимального холостого хода 300 мин ‑1
Способ смазки - централизованный от системы смазки двигателя
Допустимые углы кренов, не более:
- - продольные 35º
- - поперечные 25º
Механизм исполнительный представляет собой электромагнит, размещенный в корпусе, крепящемся к корпусу ТНВД.
Топливоподкачивающий насос: 1 - корпус; 2 - поршень; 3 - пружина поршня; 4, 20, 26, 27 - кольцо уплотнительное; 5 - пробка пружины; 6 - втулка штока; 7 - шток толкателя; 8 - толкатель поршня; 9 - сухарь толкателя; 10 - кольцо стопорное толкателя; 11 - ось ролика; 12 - кольцо запорное; 13 - ролик толкателя; 14 - седло клапана; 15 - нагнетательный клапан; 16 - пружина клапана; 17,28 - шайба; 18 - пробка клапана; 19 - корпус цилиндра; 21 - поршень насоса; 22 - шток; 23 - рукоятка; 24 - колпачок защитный; 25 - цилиндр; 29 - клапан всасывающий; 30 - ввертыш; 31 - прокладка
Электромагнит, получая команду от электронного блока управления, через систему рычагов перемещает рейку топливного насоса в заданное положение.
При выключении ЭСУ пружина, связанная с рейкой, перемещает ее в положение выключенной подачи.
Топливоподкачивающий насос 3 (рис. 3) – поршневого типа, двойного действия, предназначен для подачи топлива из топливного бака через фильтры грубой и тонкой очистки топлива к ТНВД.
Производительность ТПН значительно превышает производительность ТНВД, что гарантирует стабильность процесса топливоподачи от цикла к циклу.
Устройство ТПН показано на рисунке 3.
ТПН крепится на корпусе ТНВД и приводится в действие от двойного кулачка кулачкового вала.
В корпусе топливоподкачивающего насоса 1 размещены: поршень ТПН 2, пружина поршня 3, фиксируемая пробкой пружины 5, втулка штока толкателя 6 со штоком толкателя 7, толкатель поршня 8.
В корпус ТПН запрессованы четыре седла клапана 14, к которым пружинами клапана 16 прижаты клапаны топливного насоса, из которых клапан 29 является всасывающим, а клапан 15 – нагнетательным.
Полость корпуса ТПН, в которой перемещается поршень, соединена каналами с полостями клапанов.
Привод поршня осуществляется толкателем через шток. Ролик толкателя 13 вращается на плавающей оси ролика 11.
Ролик и ось фиксируются кольцом стопорным толкателя 10.
Сухарь толкателя 9 предохраняет толкатель от разворота.
Втулка штока толкателя, служащая направляющей для штока, ввернута в корпус ТПН на специальном клее.
Втулка и шток составляют прецизионную пару, замена которой возможна только комплектно.
Над всасывающей полостью ТПН установлен ручной топливопрокачивающий насос, устройство которого также показано на рисунке 3.
Данный насос служит для удаления воздуха из топливной системы перед пуском двигателя и для заполнения магистрали низкого давления топливом после проведения технического обслуживания системы питания.
Для приведения его в действие необходимо вывернуть шток 22 с поршнем 20 из корпуса цилиндра 19 за рукоятку 23 и прокачать топливную систему двигателя.
Демпферная муфта
ТНВД комплектуется демпферной муфтой, предназначенной для защиты механизмов от разрушения. Она устанавливается на конической поверхности переднего конца кулачкового вала с натягом, создаваемым кольцевой гайкой.
От проворота демпферная муфта фиксируется шпонкой.
Демпферная муфта представляет собой неразборную конструкцию с маховиком, свободно вращающимся в специальной высоковязкой жидкости.
Вмятины на корпусе демпферной муфты могут вывести ее из строя.
Форсунка 51-21 (рис. 4), входящая в состав топливной аппаратуры, относится к форсункам закрытого типа с многоструйным распылителем и гидравлическим управлением подъема иглы.
Детали форсунки собраны в корпусе форсунки 7. К нижнему торцу форсунки гайкой распылителя 5 присоединяются проставка 3 и корпус распылителя 1, внутри которого находится запорная игла распылителя 2.
Взаимное расположение корпуса форсунки, проставки и корпуса распылителя определяется штифтами 4, запрессованными в проставку.
Корпус распылителя и игла распылителя являются прецизионной парой.
Регулировка давления начала впрыскивания производится набором регулировочных шайб 9.
Подвод топлива осуществляется непосредственно к штуцеру корпуса форсунки через щелевой фильтр 10.
Топливо, просочившееся через зазор между иглой и корпусом распылителя, отводится через резьбовое отверстие в верхней части корпуса форсунки.
Форсунка устанавливается в стакан головки цилиндров. Под торец гайки распылителя устанавливается гофрированная шайба для уплотнения от прорыва газов.
Форсунка комплектуется распылителем в сборе модели DLLA 160 P фирмы BOSCH.