§ 6. Форсунки и топливопроводы

Форсунка — сборочная единица системы питания дизеля, осуще- ствляющая впрыск топлива в цилиндр.

На автотракторных дизелях применяются форсунки закрытого типа. У них в период между впрысками топлива внутренняя полость отъеди- нена от цилиндра специальной запорной иглой 17 (рис. 136,а и б), нагруженной сильной пружиной 14. Отходит игла под давлением на- гнетаемого топлива.

А-А

4-

Рис. 135. Автоматическая муфта опережения впрыска топлива:

а — муфта в сборе; б — детали муфты: 1 — ведущая полумуфта; 2 — уплотиителыюе кольцо; 3 — само- поджимной сальник; 4 — корпус муфты; 5 — ведомая полумуфта; 6 — груз; 7 —пружина; 8— ось; 9—упор- ный палец; 10 — шнп; И — криволинейная поверх- ность груза.

Основной частью форсунки является распылитель, который распи- ливает и формирует струю впрыскиваемого топлива. Распылители мо- гут быть штифтовыми и бесштифтовыми. У штифтового распылителя— одно распыливающее отверстие, которое закрывается иглой 17, имею-

Рис. 136. Форсунка закрытого типа со штифтовым распылителем (модель ФШ-62005):

а — конструкция форсунки; б — положение иглы в распылителе перед впрыском топлива; в — положение иглы в распылителе при впрыске топлива: 1 — канал в рас- пылителе; 2— штанга; 3 — канал в корпусе форсунки; 4 — накидная гайка; 5 — топ- ливопровод высокого давлении; 6— наконечник топливопровода; 7— сливное отвер- стие; 8— сливиая трубка; 9 — полый болт; 10— колпак; 11 — контргайка; 12 — ре- гулировочный винт; 13 — гайка; 14 — пружииа; 15 — корпус форсунки; 16 — гайка крепления распылителя; 17 — игла распылителя; 18 — распылитель; 19 — полость в распылителе; 20 — прокладка; 21 — кольцевая канавка; 22 — конусная поверхность утолщенной части иглы; 23 — запорный конус; 24 •— штифт иглы.

щей на конце штифт 24. Форсунки с таким распылителем применяются у дизелей с разделенными камерами сгорания. У бесштифтовых рас- пылителей топливо подается через несколько распыливающих отвер- стий. Доступ топлива к ним в промежутках между впрысками закрыт конусом иглы, не имеющей штифта.

Форсунка закрытого типа с штифтовым распылителем работает следующим образом.

В центральное отверстие распылителя 18 с очень малым зазором (0,002—0,003 мм) входит игла 17. Распылитель и иглу изготовляют из легированной стали и подвергают термической обработке. Так же как плунжерная пара, распылитель с иглой проходят доводочные операции и подбираются совместно. Раскомплектовывать их нельзя.

Под действием пружины 14 игла 17 запорным конусом 23 плотно садится на коническую поверхность седла распылителя. Из отверстия в торце распылителя выступает нижний конец иглы — штифт 24, име- ющий конус, направленный обратно запорному конусу 23.

Топливо из насоса поступает через каналы 3 в корпусе, кольцевую канавку 21 и каналы 1 в полость 19. Так как отверстие в распылителе закрыто иглой, прижатой к седлу пружиной 14, то давление в полости 19 будет возрастать и передаваться на конусную поверхность 22 иглы.

Когда давление топлива на иглу превысит давление пружины, игла перемещается вверх (рис. 136, в) и открывает доступ топливу в камеру сгорания через узкую кольцевую щель между выходным отвер-

стием распылителя и штифтом 24 иглы-. Проходя под большим давле- нием через щель, топливо приобретает большую скорость и распыли- вается на мелкие частицы. Благодаря обратному конусу на штифте струя распыленного топлива приобретает форму конуса, что обеспечи- вает хорошее перемешивание топлива с воздухом в камере сгорания.

С началом впрыска топлива давление его в топливопроводе и под иглой форсунки падает, игла стремится опуститься и перекрыть струю подаваемого топлива, но новые порции топлива приподнимают иглу, и впрыск продолжается. Таким образом игла форсунки совершает коле- бательное движение. Чтобы игла находилась в поднятом состоянии н впрыск топлива не затягивался, давление топлива должно резко и быстро увеличиваться. Это достигается применением специального про- филя кулачка вала топливного насоса.

Как только насос прекратит подачу топлива в форсунку, давление в полости 19 упадет, и под действием пружины игла прижмется кону- сом 23 к седлу и закроет выходное отверстие распылителя. Прекраще- ние (отсечка) подачи топлива должно быть резким. В противном слу- чае в конце впрыска топливо перестает распыливаться и образует у выходного отверстия распылителя висящую каплю, которая ухудшает образование и сгорание горючей смеси и вызывает закоксовывание от- верстия распылителя.

На дизелях СМД-14 установлены форсунки ФШ-62005 (форсунка с штифтовым распылителем, диаметр иглы 6 мм, диаметр выходного отверстия 2 мм, угол конуса распыла 5°). Все детали этой форсунки закреплены в стальном корпусе 15 (рис. 136). На его нижний конец навертывается гайка 16, в которую вставляется распылитель 18 с иг- лой 17.

Верхний конец иглы 17 своим торцом упирается в дно гнезда штанги 2, а пружина 14 нижним торцом — в тарелку штанги 2, верх- ним— в тарелку регулировочного винта 12, который ввернут в гайку 13, закрепленную на резьбе в корпусе 15 форсунки. Контргайка 11 предотвращает вывертывание регулировочного винта. Затяжку пружи- ны 14 (регулировку форсунки) винтом 12 выполняют с таким расче- том, чтобы давление начала впрыска топлива (в момент отрыва иглы от седла) составляло 12,5-т-13,0 МПа. Ход иглы равен 0,35—0,40 мм и ограничивается упором торца ее утолщенной части в торец корпуса форсунки. Сверху регулировочный винт закрывается колпаком 10, на- вернутым на гайку 13.

Топливо, просачивающееся в зазор между распылителем и иглой, через отверстие 7 в гайке 13, полый болт 9 и сливную трубку 8 отво- дится в фильтр тонкой очистки (СМД-14) или в топливный бак (Д-240, А-41, ЯМЗ и др.).

Форсунка крепится к головке цилиндров двумя шпильками, кото- рые проходят через отверстия во фланце форсунки. Для создания не- обходимого уплотнения под гайку 16 крепления распылителя устанав- ливается медная прокладка 20. Гайки крепления форсунки нужно за- тягивать равномерно.

На дизеле Д-50 применены форсунки ФШ-62025 такой же кон- струкции, как форсунки ФШ-62005, только угол конуса распыла у них 25°.

Форсунки дизелей А-41 и А-01М (рис. 137,а)—закрытые, с бес- штифтовым распылителем, с четырьмя распыливающими от- верстиями диаметром 0,32 мм.

Топливо подводится к форсунке через сетчатый фильтр 10 и по ка- налам 12 и 14 поступает в кольцевую полость 18. Так как нижний ко- нец иглы 16 вставлен с зазором в распылитель 17, топливо проходит в полость 23. Усилие пружины 5 передается через штангу 8 игле 16 рас- пылителя, которая запорным конусом 21 закрывает отверстия 22. При

таком положении иглы 16, показанном на рисунке 137,6, топливо в цилиндр дизеля не подается. Как только давле- ние топлива на конусные поверхности 19 и 20 (рис. 137, в) станет больше усилия пружины 5, игла 16 поднимается, и за- порный конус 21 откроет отверстия 22, через которые топливо будет впрыски- ваться в цилиндр дизеля. После впрыс- ка давление в кольцевой полости 18 па- дает, и под действием пружины 5 игла 16 плотно закрывает отверстия 22.

Пружину 5 (рис. 137, а) затягива- ют винтом 2 так, чтобы давление начала впрыска топлива было равно 15,0-г- -=-15,5 МПа.

Форсунка установлена в латунный стакан, расположенный в отверстии го- ловки цилиндров. Стакан закреплен стальной гайкой, а форсунка — специ- альной скобой. К головке цилиндров скоба прикреплена шпилькой с гайкой.

На дизелях Д-21А1, Д-37Е, Д-160 и ЯМЗ установлены закрытые, бесштиф- товые, многодырчатые форсунки, конст- рукция которых мало отличается от фор- сунки дизелей А-41.

Все приборы подачи топлива сооб- щаются между собой топливопровода- ми низкого и высокого давления.

Топливопроводы низкого давления ¹ выполняются из латунных или тонких стальных трубок, имеющих противокор- розионное покрытие. На некоторых дви- гателях применяют поливинилхлоридо- вые топливопроводы и гибкие шланги, изготовленные из бензостойкой резины.

Металлические топливопроводы низ- кого давления присоединяются к при- борам системы питания одним из спо- собов, показанных на рисунке 138: в соединениях I и II топлипровод 1 имеет конический или сферический наконечник 2, который накидной гайкой 3 плотно прижимается к штуцеру 4\ в соединении III вместо наконечника развальцован топливопривод 1; соединение IV осуществляется кольце- вым наконечником 2, медными прокладками 6 и полым болтом 5. Коней поливинилхлоридового топливопровода вставляют в стальную короткую втулочку и, размягчив поливинилхлорид в горячей воде, натягивают на кольцевой наконечник. Затем топливопровод зажимают стальной вту- лочкой, а наконечник присоединяют к штуцерам так, как это показано в соединении IV. Все эти соединения при хорошем качестве резьбы на- дежны и герметичны. При минусовой температуре поливинилхлоридовые трубки обладают повышенной хрупкостью.

Рис. 137. Форсунка закрытого ти- па с бесштифтовым распылителем, многодырчатая (дизели А-41 и А-01М):

а — конструкция форсунки; б — поло- жение иглы в распылителе перед впрыском топлива; в — положение иг- лы в распылителе при впрыске топли- ва: / — колпак: 2 — внит; 3 — контр- гайка; 4— стакан пружины: 5—пру- жина; 6 — прокладка; 7 — корпус фор- сунки; 8 — штанга; 9 — втулка; 10 — сетчатый фильтр; 11 — штуцер: 12 — канал в корпусе форсунки, 13—гайка крепления распылителя; 14 — каиал в распылителе; 15 — прокладка; 16 — иг- ла распылителя; 17 — распылитель; 18. 23 — полости в распылителе; 19 — ко- нусная поверхность в верхней части иглы; 20 — конусная поверхность в нижней части иглы; 21 — запорный конус; 22 — сопловые отверстия в рас- пылителе.

Топливопроводы высокого давления (рис. 139) служат для подачи топлива от насоса к форсункам. Они изготовлены из стальной цельно- тянутой трубки.

Рис. 138. Типы соединения металличе- ских топливопроводов низкого давления с приборами системы питания:

1 — топливопроводы; 2 — наконечники; 3 — накидные гайки; 4 — штуцеры; 5 — полый болт; 6 — медные прокладки.

Рис. 139. Топливопровод высо- кого давления:

1 — цельнотянутая трубка; 2 — на- кидная гайка; 3— нажимное коль- цо; 4 — конус.

Чтобы топливопроводы были прочными и объем их внутренней полости изменялся при высоком давлении топлива незначительно, тол- щина стенок топливопроводов принята 2,5-f-3 мм.

Для плотного присоединения к форсункам и штуцерам топливного насоса концам трубки 1 придают форму конуса 4 путем высадки ее сте- нок. Перед высадкой конусов на трубку надевают стальные нажимные кольца 3 и накидные гайки 2. Нажимное кольцо 3 уменьшает износ поверхности основания конуса трубки, когда завертывают накидную гайку. При отъединении топливопроводов для предохранения их от за- грязнения в гайки ввертывают специальные пробки, а на штуцера насосных элементов и форсунок навертывают колпачки, имеющиеся в комплекте инструмента, прилагаемого к трактору.