Traktory ustrojstvo i tekhnicheskoe obsluzhivanie. OZON.ru | 978-5-4468-3656-7Traktory ustrojstvo i tekhnicheskoe obsluzhivanie. Uchebnoe posobie. Gennadij Gladov, Aleksandr Petrenko. Kupit shkolnyj uchebnik v knizhnom internet-magazine OZON.ru | 978-5-4468-3656-7

Топливный насос трактора ДТ-20

Топливный насос при помощи переходного фланца устанавливают на задней плоскости картера двигателя с левой стороны.

Насос приводится в действие от левого валика уравновешивающего механизма при помощи фланца с внутренними зубьями, закрепленного на левом заднем противовесе.


Конструкция насоса показана на рисунках 1, 2 и 3.
Рис. 1. Продольный разрез топливного насоса:

1 — кулачковый вал; 2 — толкатель; 3 — обойма сальника; 4 — шестерня; 5 — сальник; 6 — тарелка плунжера; 7 — пружина; 8 — трубчатый штифт; 9 — плунжер; 10 — втулка; 11 — нагнетательный клапан; 12 — пружина; 13 — штуцер; 14 — трубопровод высокого давления; 15 — штуцер с перепускным клапаном; 16 — головка насоса; 17 — шпилька; 18 — пробка; 19 — отводящий канал; 20 — подводящий канал; 21 — трубчатый штуцер; 22 — шпилька; 23 — ограничительный болт; 24 — крышка; 25 — рычаг регулятора; 26 — рейка; 27 — тяга; 28 — поводок; 29 — рычаг пружины; 30 — ушко; 31 — заглушка; 32 — рычаг рейки; 33 — валик; 34 — прокладка; 35 — пробка.

Рис. 2. Поперечный разрез топливного насоса:

36 — хомутик рейки; 37 — рейка; 38 — винт; 39 — всасывающее отверстие; 40 — отсечное отверстие; 41 — крышка; 42 — ручной насос; 43 — подкачивающая помпа; 44 — заглушка; 45 — валик регулятора; 46 — болт; 47 — шайба; 48 — шестерня; 49 — втулка; 50 — подшипник; 51 — груз; 52 — муфта; 53 — ролик; 54 — донышко муфты; 55 — сальник; 56 — фланец.

Рис. 3. Топливный насос со снятой крышкой люка:

57 — упорный винт корректора; 58 — рычаг управления насосом; 59 — болт-ограничитель; 60 — шайбы-прокладки; 61— стержень корректора; 62 — пружина; 63 — пробка заливного отверстия; 64 — гайка; 65 — пробка контрольного отверстия; 66 — пробка сливного отверстия; 67 — пружина регулятора; 68 — рычаг.


Корпус насоса. Топливный насос с регулятором смонтирован в общем корпусе, отлитом из серого чугуна. Передняя стенка корпуса выполнена в виде фланца с пятью отверстиями для крепления насоса к переходному чугунному фланцу. В корпусе имеется две пары горизонтальных расточек, в которых на шариковых подшипниках устанавливают валик 45 регулятора (рис. 2) и кулачковый вал 1 (рис. 1), приводящий в движение толкатель 2 и подкачивающую помпу 43 (рис. 2).

Толкатель перемещается в вертикальной расточке корпуса, имеющей два продольных паза, в которые входят концы оси ролика толкателя. Пазы предназначены для предохранения толкателя от проворачивания вокруг вертикальной оси.

К верхней фрезерованной плоскости корпуса двумя шпильками прикреплена головка 16 (рис. 1) насоса. Точная установка головки относительно корпуса обеспечивается двумя трубчатыми установочными штифтами 8. Отверстие с лыской, выполненное параллельно осям валов, служит направлением для рейки 37 (рис. 2), управляющей поворотом плунжера 9 (рис. 1).

В горизонтальном отверстии, перпендикулярном осям валов, смонтирован передаточный валик 33 (рис. 1) с закрепленными на нем рычагом 25 регулятора, рычагом 32 рейки и рычагом 29 пружины. Отверстие под передаточный валик с одной стороны закрыто сферической штампованной заглушкой 31, с другой — пробкой 35, под которую подкладывают регулировочные прокладки 34, ограничивающие осевое перемещение валика.

Три пробки 63, 65 и 66 (рис. 3) с конической резьбой, установленные на верхней, боковой и нижней стенках корпуса, предназначены соответственно для заливки масла, контроля уровня и слива.

Технологическая расточка в нижней части корпуса закрыта штампованной заглушкой 44 (рис. 2). На боковой стенке имеется окно, предназначенное для регулировки корректора на собранном насосе при его испытании на специальном стенде. Окно закрыто штампованной крышкой 41, закрепляемой четырьмя болтами. Отверстие в левом верхнем углу служит для установки рычага 58 (рис. 3) управления насосом. В расточке, расположенной под окном, центрируется подкачивающая помпа 43 (рис. 2), которую прикрепляют к фрезерованному фланцу корпуса тремя болтами. Сзади корпус закрыт крышкой 24 (рис. 1).

Задняя крышка 24 насоса отлита из серого чугуна. К наружной ее поверхности прилиты два ушка, в отверстия которых устанавливают валик с двумя рычагами, передающими движение от рычага, расположенного на рулевой колонке трактора, к рычагу управления насосом.

В бонку на крышке ввертывают болт 23 упора рычага рейки. Он предохраняет от выхода из зацепления хомутик 36 (рис. 2) с поводком плунжера при чрезмерном отклонении назад рычага рейки. От вывертывания болт предохраняется контргайкой.

Кулачковый вал 1 (рис. 1) изготавливается из стали 45. На нем размещено два кулачка: один для привода плунжерной пары, другой для привода подкачивающей помпы. Первый имеет тангенциальный профиль, второй — форму эксцентрика.

Поверхность профиля тангенциального кулачка закалена токами высокой частоты на глубину 1,5 — 6 мм по твердости 54—63 HRc. Эксцентриковый кулачок закален до той же твердости, но на глубину 0,7—3 мм.

В насосах ранних выпусков был только один кулачок, приводящий одновременно плунжерную пару и подкачивающий насос. Это, однако, снижало надежность подкачивающей помпы, вследствие больших динамических нагрузок, возникающих при воздействии кулачка тангенциального профиля.

Вал установлен в корпусе насоса на двух шариковых подшипниках. Передний и задний подшипники фиксируются на шейке стопорными кольцами. На конической шейке вала закреплена шестерня 4 привода. Она входит в зацепление с шестерней 48 (рис. 2), расположенной на валу регулятора и вращающейся с числом оборотов коленчатого вала. Поскольку шестерня кулачкового вала насоса имеет вдвое большее число зубьев, чем шестерня вала регулятора, то вал насоса вращается с числом оборотов вдвое меньшим, чем коленчатый вал.

Передний конец кулачкового вала уплотнен резиновым каркасным сальником, установленным в металлической обойме 3 (рис. 1), прикрепленной двумя болтами к корпусу. Кроме того, уплотнение обеспечивается паронитовой прокладкой, устанавливаемой между обоймой сальника и наружной обоймой подшипника, а также шайбой, помещенной между шестерней и гайкой ее крепления.

Рис. 4. Толкатель:

1 — регулировочный болт; 2 — контргайка; 3 — корпус; 4 — ролики; 5 — ось ролика.

Толкатель 2 служит для передачи толкающих усилий от кулачкового вала к плунжеру и для регулировки момента начала подачи топлива. Он (рис. 4) состоит из стального цементированного корпуса 3, двух роликов 4 с осью 5 и регулировочного болта 1 с контргайкой 2.

Толкатель 2 служит для передачи толкающих усилий от кулачкового вала к плунжеру и для регулировки момента начала подачи топлива. Он (рис. 4) состоит из стального цементированного корпуса 3, двух роликов 4 с осью 5 и регулировочного болта 1 с контргайкой 2.

Ось 5 со свободно вращающимися на ней роликами 4 запрессована в корпус 3. Выступающие концы оси входят в пазы направляющей расточки в корпусе насоса. Канавка на оси служит для подвода смазки к ролику. Ось запрессовывают в таком положении, чтобы канавка была сверху.

Торцом головки регулировочного болта толкатель упирается в торец плунжера, а снизу через ролик — в кулачок вала.

Рис. 5. Плунжерная пара:

1 — втулка; 2 — плунжер; 3 – поводок

Плунжерная пара является основным рабочим элементом топливного насоса, обеспечивающим подачу строго дозированного количества топлива к форсунке. Она состоит из втулки 1 (рис. 5) и плунжера 2 с поводком 3. Втулка с плунжером изготовлены из стали ХВГ и термически обработаны до твердости 60—65 HRc.

Плунжерная пара топливного насоса двигателя Д-20 полностью взаимозаменяема с плунжерной парой насосов двигателей Д-54, Д-75 и СМД-14.

Чтобы обеспечить достаточную плотность в сопряжении плунжера со втулкой при высоких давлениях нагнетаемого к форсунке топлива, обе детали подвергают специальным доводочным операциям, после чего плунжеры и втулки подбирают парами, и в дальнейшем разукомплектовка их не допускается.

Втулка представляет собой трехступенчатый цилиндр (снаружи). В верхней ее части просверлены два диаметрально расположенных отверстия, смещенных по высоте. Снаружи они оканчиваются широкими фасками. Через верхнее отверстие всасывается топливо в надплунжерное пространство, через нижнее происходит отсечка топлива. Фрезерованная лыска посредине втулки служит для ее фиксации установочным винтом.

Плунжер выполнен в виде цилиндрического стержня диаметром 8,5 мм, имеющего в нижней части утолщение. Вверху проделана кольцевая канавка, которая отделяет головку плунжера от остальной рабочей части стержня. От канавки вверх профрезерован вертикальный паз, не доходящий до торца плунжера. Угол от верхней части паза до кольцевой канавки срезан по винтовой линии. Срез предназначен для изменения момента конца подачи топлива путем поворота плунжера.

Кольцевая канавка на плунжере сообщается с надплунжерным пространством центральным и боковым сверлениями.
Для поворота плунжера служит поводок, напрессованный на его нижний утолщенный конец.

Головка 16 (рис. 1) топливного насоса отлита из чугуна. В ней смонтирован насосный элемент, состоящий из плунжера 9, втулки 10, тарелки 6, пружины 7, нагнетательного клапана 11, пружины 12 и нажимного штуцера 13. Установка насосного элемента в съемной головке позволяет заменять изношенную плунжерную пару без разборки всего насоса. При снятой головке насоса плунжер удерживается от выпадания шайбой, прикрепленной к шпильке 22.

Два горизонтальных сверленых канала 20 и 19 предназначены для подвода топлива к всасывающему отверстию втулки и отвода его излишка в топливный бак. Каналы сообщены между собой поперечным сверлением, вход в которое закрывают конической пробкой 18. В резьбу канала 20 ввернут штуцер 21 трубки подвода топлива из топливного фильтра. Из канала 19 через штуцер 15 излишки топлива сливаются в бак. В штуцере 15 смонтирован шариковый перепускной клапан.

Резьбовое отверстие М6 на боковой поверхности головки предназначено для завертывания установочного винта 38 (рис. 2), фиксирующего втулку плунжера в таком положении, чтобы всасывающее 39 и отсечное 40 отверстия втулки выходили в соответствующие каналы головки.

Боковой прилив на головке с резьбовым отверстием служит для установки болта-ограничителя 59 (рис. 3) упора рычага управления насосом.

Нагнетательный клапан 11 (рис. 1) предназначен для резкого разобщения надплунжерного пространства с трубкой высокого давления, подающей топливо к форсунке. Он состоит из седла 2 (рис. 6) и клапана 1.

Рис. 6. Нагнетательный клапан:

1 — клапан; 2 — седло клапана; 3 — разгрузочный поясок; а — начало отсечки топлива: б — клапан закрыт

Нижняя направляющая часть клапана в сечении имеет крестообразную форму. Выше находится цилиндрический разгрузочный поясок и посадочный конус. При нагнетательном ходе плунжера клапан приподнимается, пропуская топливо к трубке высокого давления через пазы на своем хвостовике. При посадке же разгрузочный поясок, входя в седло, сначала разобщает надплунжерное пространство с трубкой высокого давления, а затем, опускаясь ниже, действует как плунжер и отсасывает некоторый объем топлива из трубопровода 14 высокого давления (рис. 1).

Так же как и плунжерная пара, клапан и седло подобраны парами, притерты по посадочному конусу и дальнейшей разукомплектовке не подлежат.

Седло прижато к торцу втулки штуцером 13 через поликапролактамовую прокладку.

Верхняя часть нажимного штуцера имеет резьбу, на которую навинчена накидная гайка трубопровода 14.
Нагнетательный клапан, прижимной штуцер и пружина клапана взаимозаменяемы с соответствующими деталями топливных насосов двигателей Д-54, Д-75 и СМД-14.

Работа топливного насоса. Из топливного бака 5 (рис.) через кран топливо поступает к подкачивающей помпе 9, откуда под давлением подводится к фильтру 11. Из фильтра по трубопроводу очищенное топливо поступает к каналу 20 (рис. 1) головки топливного насоса.

При давлении свыше 0,5—0,9 кг/см2 открывается клапан 15 и перепускает излишки топлива в бак. Таким образом, перед всасывающим отверстием гильзы плунжера постоянно поддерживается давление в пределах 0,5—0,9 кг/см2.

Плунжер 9 движется возвратно-поступательно: поднимается при набегании кулачка на ролик толкателя 2, опускается под действием пружины 7.

Когда плунжер перемещается вниз, топливо через всасывающее отверстие 39 (рис. 2) во втулке попадает в надплунжерное пространство. При его подъеме оно вытесняется через это же отверстие обратно в канал 20 (рис. 1), пока верхняя кромка плунжера не перекроет его. Продолжая подниматься, плунжер начинает сжимать топливо, повышая давление в надплунжерном пространстве. Как только оно достигнет величины, необходимой для преодоления давления пружины 12, нагнетательный клапан 11 приподнимается и топливо через трубопровод 14 поступит в форсунку. При дальнейшем повышении давления преодолевается сопротивление пружины форсунки, игла распылителя приподнимается и топливо через сопло впрыскивается в камеру в поршне.

При последующем подъеме плунжера винтовая кромка откроет нижнее (отсечное) отверстие 40 (рис. 2) и оставшееся в надплунжерном пространстве топливо через сверления в плунжере и отсечное отверстие во втулке начнет перетекать в отводящий канал 19 (рис. 1). При этом давление в пространстве над плунжером упадет и нагнетательный клапан под действием пружины опустится на седло, прекратив подачу топлива в форсунку. Разгрузочный поясок клапана, опускаясь, отсосет часть топлива из трубки высокого давления и тем самым обеспечит прекращение подачи топлива форсункой, следовательно, исключит возможность его подтекания из распылителя. На этом цикл подачи топлива заканчивается. При последующем ходе плунжера вниз оно засасывается в надплунжерное пространство.

Подача топлива изменяется в зависимости от положения рейки 37 (рис. 2), на которую воздействует регулятор. На рейке закреплен хомутик 36% в паз которого входит поводок, напрессованный па нижний конец плунжера 9 (рис. 1).

При перемещении рейки хомутик воздействует на поводок, заставляя плунжер поворачиваться относительно втулки. В зависимости от углового положения плунжера относительно отсечного отверстия его косая кромка раньше или позже откроет это отверстие, а следовательно, раньше или позже прекратится подача топлива в форсунку (рис. 7).

Рис. 7. Схема работы плунжерной пары:

а — полная подача топлива; б — частичная подача топлива; в — подачи топлива нет

Начало подачи, определяемое положением верхнего торца плунжера относительно всасывающего отверстия втулки, остается постоянным при любом повороте плунжера. Таким образом, количество топлива, подаваемого плунжерной парой за один цикл, регулируется путем изменения момента конца подачи.

Если плунжер установится в положение, при котором вертикальный фрезерованный паз на его головке расположится против отсечного отверстия во втулке, насос выключится. Это произойдет потому, что в момент перекрытия верхним торцом плунжера всасывающего отверстия втулки вертикальный фрезерованный паз уже откроет отсечное отверстие и топливо сразу начнет перетекать в отводящий канал головки насоса. [Трактор ДТ-20. Калиновский Н.Ф., Левитанус А.Д., Ходулин Ю.А. 1965 г.]