Система питания Д-37Е

Принципиальная схема системы питания дизелей Д-37Е (рис. 63) аналогична описанной здесь (см. рис. 34). Применение на дизе­лях Д-37Е неразделенной камеры сгорания вызвало необходимость использования бесштифтовых многодырчатых форсунок, отрегули­рованных на высокое давление впрыска. Такие форсунки хорошо работают на чистом топливе, поэтому в системе предусмотрена его многократная фильтрация.
Топливо из бака 24 поступает по топливопроводу 27 в фильтр-отстойник 28, откуда подкачивающий насос 3 засасывает его в фильтр 16 грубой очистки. По трубкам 2 и 7 из фильтра 16 через насос 3 и трубку 5 топливо нагнетается в фильтр 17 тонкой очистки, а затем по трубке 4 поступает в топливный насос 8. По трубкам 12 высокого давления насосом 8 топливо подается к форсункам 13,
которые впрыскивают его в мелкораспыленном состоянии в камеру сгорания цилиндров двигателя.
 Просачивающееся из форсунок топливо по сливному топливо­ проводу 14 перетекает сначала в фильтр 17 тонкой очистки, а затем по топливопроводу 15 поступает в бак. Подкачивающий насос 3 подает топливо к топливному насосу 8 в количестве, большем, чем это нужно для работы двигателя. Излишки топлива возвращаются от насоса 8 к насосу 3 по трубке 7. Воздух в цилиндры дви­гателя подается через воздухоочиститель 9 и впускной трубопро­вод 11.
Фильтр-отстойник 28 состоит из корпуса, стеклян­ного колпака 31 и фильтрующей сетки 30. По сверлению в корпусе и направляющей трубке 29 топливо при открытии крана 26 запол­няет внутреннюю полость колпака 31.
Затем топливо поднимается, проходит через сетку 30 и по ка­налу в корпусе поступает в топливопровод 18, соединяющий фильтр-отстойник с фильтром грубой очистки топлива. Скорость топлива в колпаке небольшая, поэтому в фильтре успевают выделиться и осесть тяжелые частицы примесей и вода. Сетку 30 поджимают через прокладку колпаком к корпусу винтом 32, который ввернут в от­кидной хомут.
Фильтры грубой и тонкой очистки топлива установлены в одном корпусе. Они в основном имеют такую же конструкцию, как и фильтры, описанные здесь (см. рис. 35), но отличаются размерами и устройством корпусов.
На дизелях Д-37Е устанавливают подкачивающий насос (рис. 64) повышенного давления, смонтированный совместно с ручным. Под­качивающий насос получает привод через эксцентрик 1 на кулач­ковом валу топливного насоса типа НД-21. В корпусе 4 подкачи­вающего насоса размещены рабочий плунжер 2 со всасывающим клапаном 14, нагнетательный клапан 12 и перепускной плунжер 7, пружина которого поддерживает постоянное давление нагнетания топлива 0,23 МПа при 800 об/мин.
Процесс всасывания начинается, когда эксцентрик 1 кулачко­вого вала поворачивается вверх. При этом пружина 3 перемещает рабочий плунжер 2 в ту же сторону. В полости Б под всасывающим клапаном создается разрежение, поэтому клапан 14 открывается, топливо поступает из полости А в полость Б.
Процесс нагнетания топлива начинается, когда эксцентрик 1 перемещает рабочий плунжер 2 вниз, создавая под всасывающим клапаном 14 давление топлива. Когда давление превышает упругость пружины 11 нагнетательного клапана, он открывается, топливо нагнетается в полость под перепускным плунжером 7. Отсюда оно отводится через отверстие 9 к фильтру тонкой очистки.
Одновременно топливо заполняет продольные канавки 8, имею­щиеся на цилиндрической поверхности перепускного плунжера, и немного приподнимает его. Образуется щель, через которую топ­ливо отводится из отсечной полости топливного насоса (путь топ­лива показан на рис. 64, в стрелками).
Если давление топлива, нагнетаемого к фильтру тонкой очистки, превысит нормальное (например, из-за засорения фильтра), то перепускной плунжер давлением топлива поднимается еще выше, перепуская топливо из
полости нагнетания Б в полость всасыва­ния А. Так автоматически регулируется производительность подкачивающего насо­са и поддерживается постоянное давление нагнетания.
Топливный насос УТН-5, ко­торый устанавливают на дизелях Д-37Е, состоит из плунжера 13 (рис. 65), переме­щающегося в гильзе 5, и нагнетательного клапана 3 с пружиной 1. Плунжер вместе с гильзой образует плунжерную пару, яв­ляющуюся основной частью насосного эле­мента. Схема работы такой плунжерной па­ры подробно описана в здесь (см. рис. 41).
При вращении кулачкового вала 9 (см. рис. 65) толкатель 10 вместе с плунжером 13 под действием кулачка и пружины 8 со­вершает возвратно-поступательное движе­ние. Толкатель состоит из корпуса, роли­ка с осью и регулировочного болта 11 с контргайкой. Для обеспечения резкого окончания подачи топлива в цилиндр дви­гателя предусмотрен нагнетательный кла­пан 3, который под действием пружины 1 плотно закрывает выход топлива к фор­сунке.
Количество топлива, подаваемого всеми секциями насоса, изменяется передвиже­нием зубчатой рейки 16, которая зубчаты­ми венцами 6 и поворотными втулками 14 поворачивает все плунжеры 13 одновремен­но вокруг их оси. Передвигается рейка 16 регулятором.
Величину подачи топлива каждой сек­ции регулируют поворотом втулки 14 от­носительно венца 6, предварительно осла­бив стяжной винт 15. Обычно каждая сек­ция насоса начинает подачу топлива к фор­сункам за 15° до прихода поршня в в.м.т. при такте сжатия. Момент начала подачи топлива каждой сек­цией насоса регулируют болтом 11, положение которого фиксируют контргайкой.
Корпус 15 (рис. 66) насоса объединен с головкой 9 в одной от­ливке из алюминиевого сплава. В корпусе размещены кулачковый вал 24, толкатели 1, механизм поворота плунжеров, гильзы 8, плунжеры 11 с втулками, пружины 12 и нагнетательные клапаны.
К насосу присоединены регулятор и подкачивающий насос 2. Ку­лачковый вал 24 изготовлен из стали, цементирован и закален.
Кулачки расположены под углом 90° согласно порядку работы ци­линдров двигателя 1—3—4—2.
Вал 24 вращается в двух подшипниках 23. Гильза 8 и плунжер 11 изготовлены из высококачественной легированной стали и терми­чески обработаны для придания рабочим поверхностям высокой твердости. Трущиеся поверхности гильзы и плунжера тщательно полируют и совместно притирают.
Нагнетательный клапан 7 прижимается к седлу пружиной 5, а седло клапана к торцу гильзы штуцером 6. Клапан и седло изго­тавливают из легированной стали, закаливают и тщательно обраба­тывают.
К верхнему концу штуцера 6 накидной гайкой крепят трубку высокого давления, по которой подводится топливо к форсунке.
К насосу топливо поступает через штуцер 18 и далее по продоль­ному каналу 10 в головке к гильзам 8. Верхнее боковое отверстие гильзы выходит в канал 10, а нижнее — в перепускной ка­нал 26.
Количество подаваемого в насос топлива значительно превы­шает количество топлива, подаваемого им к форсункам. Избыточное топливо отводится через перепускной клапан 17 обратно к подкачи­вающему насосу. Постоянная циркуляция топлива способствует удалению из насоса воздуха, который может нарушить нормальную подачу топлива в камеры сгорания. Воздух из насоса удаляется также через пробку 25.
Регулятор частоты вращения , спаренный с на­сосом УТН-5, имеет четыре груза 20, соединенных осями со ступи­цей 21. Ступица грузов свободно сидит на кулачковом валу 24 топ­ливного насоса. Вращение от вала передается ступице спиральной пружиной 22, что уменьшает неравномерность вращения грузов регулятора.
Конструкция этого регулятора (рис. 67) позволяет устанавли­вать его на высокооборотных двигателях. По хвостовику кулачко­вого вала свободно передвигается муфта 16 регулятора с упорным шарикоподшипником. В задней части регулятора на оси установ­лены основной 9 и промежуточный 8 рычаги. В верхней части про­ межуточный рычаг соединен тягой 6 с рейкой 5 насоса. На промежу­точном рычаге 8 расположены ролик 15, корректор и шпилька креп­ления пружины 3 обогатителя. Промежуточный и основной рычаги связаны между собой болтом 14, который обеспечивает необходимый угловой люфт между рычагами.
Основной рычаг 9 соединен через пружину 7 регулятора с ры­чагом 4, жестко установленным на лысках рычага 2 управления.
В наружный прилив корпуса регулятора ввернут болт 1 максималь­ной частоты вращения, который ограничивает натяжение пружины регулятора. В заднюю стенку корпуса регулятора ввертывают болт 13, ограничивающий номинальную подачу топлива, и винт 12 прекращения подачи топлива. В регуляторе предусмотрен автоматический обогатитель топливоподачи на пусковых оборотах дви­гателя.
При пуске двигателя (рис. 67, а) рычаг 2 управления поворачи­вается до упора в болт 1 максимальной частоты вращения и через рычаг 4 растягивает обе пружины 3 и 7. Пружина 7 регулятора пере­мещает рычаг 9 до упора в головку болта 13, а пружина 3 обогати­теля перемещает промежуточный рычаг 8 и соединенную с ней рейку насоса влево, обеспечивая увеличение подачи топлива, необходимое для пуска двигателя. В начале работы двигателя грузы регулятора под действием центробежной силы расходятся и перемещают муфту, а вместе с ней промежуточный рычаг и рейку назад, уменьшая по­дачу топлива.
При максимальных оборотах холостого хода (рис. 67, б) центро­бежная сила грузов уравновешивается усилием пружины регуля­тора, а рейка насоса находится в определенном промежуточном по­ложении. При этом шток 11 корректора утоплен, его пружина сжата, а основной и промежуточный рычаги прижаты друг к другу и ра­ботают как один рычаг.
Когда двигатель нагружен полностью, частота вращения колен­чатого вала снижается и соответственно центробежная сила гру­зов уменьшается. Под действием пружины регулятора промежуточ­ный и основной рычаги перемещаются влево до упора основного рычага в головку болта 13. Если нагрузка постоянная, то устанав­ливается равновесие между усилием пружины регулятора и центро­бежной силой грузов, а частота вращения вала дизеля будет посто­янной. В случае уменьшения нагрузки частота вра­щения возрастает, равно­весие нарушается и рычаги перемещаются вместе с рей­кой насоса вправо, умень­шая подачу топлива.
При перегрузке дизеля частота вращения колен­чатого вала снижается и центробежная сила грузов уменьшается: пружина кор­ректора начинает распрям­ляться, шток 11 выступает из направляющей и проме­жуточный рычаг с рейкой перемещается влево, уве­личивая подачу топлива.
Крутящий момент двигате­ля возрастает и нагрузка преодолевается.
Скоростной режим дви­гателя регулируют переме­щением рычага управления. При переводе этого рычага влево от упора до отказа пру­жина регулятора сначала полностью сожмется и затем, дейст­вуя как жесткая тяга, передвинет основной рычаг 9 вправо до упора в винт 12 прекращения подачи топлива. Через болт 14 промежу­точной рычаг и связанная с ним рейка топливного насоса переме­щаются вместе с основным рычагом. При этом подача топлива пре­кращается и двигатель останавливается.
На дизелях Д-37Е устанавливают также одноплунжерный топ­ливный насос распределительного типа НД-21/4, который отли­чается от рассмотренных выше тем, что он имеет всего один плунжер
и распределительную головку 11 (рис. 68), направляющую подавае­мое плунжером топливо по цилиндрам. В алюминиевом корпусе 22 расположены насосная секция, регулятор с механизмом управле­ния, кулачковый вал 26 и вал 23 с эксцентриком привода подкачи­вающего насоса 32.
Насосная секция состоит из головки 11, закрепленной гайкой 10 совместно с втулкой 9 плунжера 6, дозатора 8, возвратной пружины 3 плунжера, зубчатой втулки 4 и тарелок 2 и 5. Сопрягаемые торцы головки 11 и втулки 9 уплотняют при помощи точной обработки (доводки) плоскостей. В головке 11 размещен штуцер 12 с нагнета­тельными клапанами двойного действия. Во втулке 9 сделаны два всасывающих отверстия Д, окно Б и распределительные каналы Е.
В центральном отверстии втулки установлен с очень малым зазором полированный плунжер 6. Когда пружина 3 опускает плунжер вниз, топливо из полости всасывания по двум отверстиям Д поступает в надплунжерное пространство. Когда кулачок вала 26 через тол­катель 1 поднимает плунжер 6, топливо частично вытесняется из надплунжерного пространства обратно во всасывающую полость, а затем нагнетается через канал Г и распределительную канавку В в один из распределительных каналов втулки и головки насоса.
За один оборот кулачкового валика насоса плунжер совершает четыре рабочих (нагнетательных) хода и один полный оборот вок­руг своей оси, во время которого он распределяет топливо по четы­рем форсункам.
В полости кулачкового механизма расположены кулачковый вал 26, эксцентриковый вал 23, конические шестерни 24 и 25 при­ вода регулятора, толкатель 1, подшипники и другие вспомогатель­ные детали.
В третьей полости насоса расположены механизм регулятора, корректор и механизм вращения плунжера, получающего привод от вала 13 регулятора через шестерню 15, промежуточную шестер­ню 7 и зубчатую втулку. Подкачивающий насос 32 плунжерного типа крепят к боковой стенке насоса. В действие он приводится от эксцентрика вала 23.
Схема работы топливного насоса НД-21/4 показана на рис. 69.
При всасывающем ходе плунжера топливо через отверстие Д посту­пает в надплунжерное пространство. Во время нагнетающего хода плунжера и перекрытия отверстий Д топливо поступает по распре­делительным канавкам В в плунжере 6, по каналам Е во втулке и через отверстие Ж нагнетательного клапана к штуцеру соответст­вующего цилиндра. В результате вращения плунжера его распреде­лительная канавка В последовательно соединяется с различными каналами Е и, следовательно, со штуцерами различных цилиндров.
Подача топлива плунжером продолжается до выхода его отсеч­ных отверстий А из дозатора. Перемещая дозатор вдоль плунжера, можно изменять продолжительность нагнетания и, следовательно, регулировать количество подаваемого топлива.
В штуцере головки насоса установлены два подпружиненных клапана: верхний нагнетательный 34 (рис. 69, а) и нижний разгру­зочный 36. Их опорные поверхности плоские. Когда подачи топлива нет, нагнетательный клапан опускается на седло 35, а разгрузоч­ный закрывает калиброванное отверстие (жиклер) Ж нагнетатель­ного клапана. При нагнетании топлива оба клапана приподнимаются на 0,5—0,6 мм и пропускают топливо к форсунке (рис. 69, б).
В момент отсечки клапаны опускаются (рис. 69, в); нагнетатель­ный клапан садится на свое седло, не допуская обратного движения топлива. Однако по инерции немного топлива проходит через жик­лер, отжимая разгрузочный клапан (рис. 69, г), поэтому давление в топливопроводе резко снижается.
Количество топлива, подаваемого насосом, регулируется пере­мещением дозатора 8 по плунжеру: чем выше расположен дозатор, тем позже наступает отсечка, тем больше величина подачи. Выклю­чение подачи достигается перемещением дозатора вниз. Момент начала подачи устанавливают, изменяя зацепление цилиндрических шестерен и положение шлицевой шайбы привода насоса, как у на­сосов типа TH.


 Регулятор топливного насоса НД-21/4 (см. рис. 68) механиче­ский, всережимный, центробежный, с пружинным корректором, без профилирующей поверхности. На валу 13 регулятора закреплена ступица 21 с грузами 19, лапки которых через шарикоподшипники передают усилия на муфту 20, а через нее — на вильчатый рычаг 27.
Вильчатый рычаг соединен через регулировочную тягу 28 с приво­дом 30 дозатора и с сухарем 31, размещенным в прорези дозатора.
На оси 18 вильчатого рычага закреплен и рычаг 16 корректора.
Ось 17 серьги пружины соединена с проушинами вильчатого рычага 27. Соединение выполнено с люфтом, допускающим независи­мое движение вильчатого рычага под действием пусковой пру­жины 29 обогатителя. На верхнем торце вала регулятора нанесена риска, а в крышке 14 смонтирован лимб, необходимый для уста­новки и проверки правильности распределения.
Схема регулятора показана на рис. 70. Вал 18 регулятора при­ водится во вращение парой конических шестерен 15 и 16 от вала топливного насоса. Ступица двух грузов 19 соединена с валом эластично через спиральную пружину 14. На скользящую муфту 13 опирается через ролики вильчатый рычаг 20, шарнирно надетый на неподвижную ось 12.
Нa левом (по рисунку) конце этого рычага укреплена тяга 21, соединенная с рычагом 23 эксцентричного валика. Эксцентриком служит сухарь 24, входящий в прорезь дозатора 26. На другом
конце рычага 20 имеется отверстие, через которое свободно (с за­зором до 1,5 мм) проходит ось 11 серьги пружины 5 регулятора.
Между вилками рычага 20 в этом месте расположен рычаг. 10 кор­ректора. Он шарнирно надет на ось 12 вильчатого рычага и соединен с осью 11 серьги пружины. Над правым концом рычага 10 расположен корпус 8 корректора.
При заданном скоростном режиме работы двигателя центробеж­ная сила грузов уравновешивается силой упругости пружины регу­лятора.
 Если нагрузка уменьшается, возрастает частота вращения ко­ленчатого вала и грузов регулятора, рычаг 20 под действием сколь­зящей муфты 13 поворачивается на оси 12 по часовой стрелке, растягивая пружину 5. Левый конец этого рычага поворачивает тягу 21 против часовой стрелки, сухарь 24 опускает дозатор по плунжеру, отсечка топлива начинается раньше. Поэтому количе­ство нагнетаемого топлива и мощность двигателя уменьшаются.
При повышении нагрузки регулятор переместит дозатор вверх, увеличивая рабочий ход плунжера и подачу топлива, поэтому мощ­ность двигателя возрастет. Чтобы двигатель развивал полную мощ­ность при номинальной частоте вращения, рычаг 3 управления поворачивают против часовой стрелки до касания головки винта 2 максимальной частоты вращения. При этом пружина 5 растяги­вается, а рычаг 10 касается штока 9 корректора.
В случае перегрузки двигателя частота вращения вала сни­жается. Пружина 5 регулятора рычагом 10 через шток 9 сожмет пружину 7 корректора. В этом случае левое плечо рычага 20 не­ сколько опустится и через тягу 21 и рычаг 23 поднимет сухарь с до­затором на дополнительную величину, увеличивая подачу топлива для преодоления временной перегрузки.
 При запуске двигателя рабочая смесь обогащается автоматиче­ски. Это достигается благодаря тому, что пружина 22 обогатителя поворачивает рычаг 20 против часовой стрелки за счет зазора между осью 11 и отверстием в рычаге 10, Дозатор получает допол­нительный ход вверх, а форсунки — увеличенный заряд топлива.
Пружина обогатителя позволяет увеличить подачу топлива и при значительной перегрузке двигателя, когда рычаг 10 упирается в корпус 8 корректора.
Форсунка дизелей Д-37Е (рис. 71) бесштифтовая с трехдыр­чатым распылителем. Форсунки закрепляют в гнездах головок ци­линдра гайками 6, В штуцере 14 форсунки помещен сетчатый фильтр 13, в котором топливо окончательно очищается перед впрыскива­нием его в цилиндр двигателя.
 Корпус 1 распылителя прижимают к корпусу 7 форсунки гай­кой 3. Игла распылителя своим хвостовиком упирается в штангу 5, на которую сверху давит пружина 8. Сжатие пружины регулируют винтом 10. Усилие от пружины 8 через штангу 5 передается на иглу 2 распылителя, которая конусной поверхностью 19 плотно прижи­мается к седлу корпуса 1 распылителя и закрывает три сопловых отверстия 20.
Из фильтра 13 по каналам 15 в корпусах форсунки и распыли­теля топливо поступает в полость18 и в зазор между корпусом 1 и иглой 2. Под действием давления топлива игла 2 распылителя поднимается и через отверстия 20 частицы распыленного топлива устремляются в камеру сгорания. Давление топлива в начале от­крытия иглы 17—17,5 МПа. Как только давление понижается, игла распылителя под действием сжатой пружины 8 опускается в седло, и впрыск топлива прекращается.
Излишки топлива, просочившиеся между иглой и корпусом рас­пылителя, проходят под колпачок 11, откуда по сливному топливо­ проводу перетекают в топливный бак.
Воздухоочистители. Воздух в дизелях Д-37Е очи­щается с помощью комбинированного воздухоочистителя с тремя ступенями очистки. По своему устройству и принципу работы воз­духоочиститель аналогичен описанному здесь (см. рис. 34).