Топливный насос высокого давления
Топливный насос высокого давления представляет собой’плунжерный насос переменной производительности. Основными узлами топливного насоса ЛУН-6201.05 являются: качающий узел, сервомеханизм с изолирующим клапаном, ограничитель максимальной частоты вращения и клапан запуска. Схема топливного насоса приведена на рис. 108.
Качающий узел, размещенный в корпусе насоса, состоит из ротора 4, который приводится во вращение
от двигателя через рессору 1. В семи колодцах ротора установлены плунжеры 7, опирающиеся своими подпятниками на сферическую поверхность подвижного кольца упорного шарикоподшипника наклонной шайбы 3, а с другой стороны — поджимаемые пружинами и давлением топлива.
При вращении ротора подвижное кольцо шарикоподшипника вращается, и вследствие наклона шайбы 3 и суммарного воздействия пружин и давления топлива происходит возвратно-поступательное движение плунжеров. В процессе перемещения плунжеров влево (по схеме рис. 109) топливо через нижнее окно золотника всасывается в подплунжерное пространство ротора, а при обратном движении наклонной шайбой «выталкивается» (нагнетается) через верхнее окно золотника в канал высокого давления 25. За один оборот ротора каждый плунжер перемещается из одного крайнего положения в другое и обратно, т. е. совершает два процесса— всасывание и нагнетание. Производительность насоса (л/мин) определяется по формуле:
Q= — Snrj,
4
где d — диаметр плунжера, дм;
S — ход плунжера, дм;
п — частота вращения ротора насоса, об/мин;
т| — коэффициент утечек топлива через зазоры между ротором и плунжером, ротором и золотником.
Поскольку величины зазоров в плунжерных насосах находятся в пределах нескольких микрон, утечки обычно не превышают 3…5%, т. е. т]?=^0,95…0,97.
Таким образом, производительность насоса пропорциональна частоте вращения ротора и ходу плунжера, который определяется углом установки наклонной шайбы. Положение наклонной шайбы регулируется сервомеханизмом насоса и управляется: на взлетном режиме — ограничителем максимальной частоты вращения, на остальных установившихся режимах — баростатическим регулятором, а на переходных режимах — автоматом приемистости.
Поршень сервомеханизма находится под воздействием разности сил, создаваемых разностью давлений топлива в полостях Л и Б и силой затяжки пружины.
ское давление над мембраной за счет центробежных сил. При увеличении частоты вращения ротора двигателя давление топлива в сверлениях насоса увеличивается, что приводит к повышению давления в в надмембранной полости Г.
Когда усилие от давления топлива на мембрану превысит усилие от затяжки пружины 11, мембрана прогнется и после выборки регулировочного зазора между упором мембраны и рычагом 13 откроет клапан 14. Через открытый клапан топливо из полости Б сервомеханизма будет перетекать на вход в насос, и давление топлива в полости Б снизится. В результате этого сервопоршень 32 начнет перемещаться вправо, уменьшая угол установки наклонной шайбы, а следовательно, и производительность насоса до тех пор, пока максимальная частота вращения ротора двигателя не восстановится.
При снижении частоты вращения ротора давление над мембраной снизится и она под воздействием пружины переместится вверх. Клапан ограничителя закроется, и давление в полости Б сервомеханизма возрастет. Поршень сервомеханизма переместит наклонную шайбу на увеличение производительности. Это приведет к увеличению частоты вращения ротора двигателя, давление топлива над мембраной возрастет, и весь
цикл повторится. Такие циклы происходят настолько быстро, что практически при работе двигателя на максимальном режиме клапан ограничителя постоянно открыт. При этом количество топлива, поступающего в пружинную полость сервомеханизма, равно количеству топлива, вытекающего через клапан во всасывающую полость насоса.
Максимальная частота вращения ротора двигателя устанавливается натяжением пружины 11, которое регулируется винтом 10. Описанный способ ограничения максимальной частоты вращения не обеспечивает ее постоянства с поднятием на высоту, поэтому ограничитель имеет высотный компенсатор 15.
В случае неисправности баростатического регулятора или автомата приемистости обильное истечение топлива из пружинной полости сервомеханизма приведет к снижению частоты вращения ротора двигателя. Чтобы избежать самовыключения двигателя по этой причине, в насосе предусмотрен специальный электромагнитный клапан, который прекращает утечку топлива из пружинной полости. Этот клапан называется изолирующим. При включении в кабине кнопки изолирующего клапана его электромагнит перемещает шток и тарелочку и перекрывает канал слива топлива из пружинной полости сервомеханизма. Производительность насоса возрастает. Чтобы при этом давление топлива не превышало максимально допустимой величины, на изолирующем клапане установлен клапан предельного давления 22. При достижении давления топлива на выходе из насоса 100… ПО кгс/см2 сила давления топлива на тарелочку электромагнитного клапана становится достаточной, чтобы сжать пружину клапана предельного давления и обеспечить перепуск топлива из пружинной полости сервомеханизма и тем самым прекратить дальнейшее увеличение производительности насоса и повышение давления топлива.
На последних модификациях насоса ЛУН-6201.06 в канале подвода топлива в пружинную полость сервомеханизма установлен демпфер И с обратным клапаном 5 (рис. 110). Постановка демпфера обеспечивает уменьшение колебаний максимальной частоты вращения ротора двигателя при приемистости.
При работе двигателя на установившихся режимах демпфер не влияет на работу насоса. При увеличении
Рис. ПО. Схема узла сервомеханизма: 1—демпфер пульсации; 2 — канал нагнетания; 3 — пружины; 4 — жиклер; 5 — обратный клапан; 6 — изолирующий клапан; 7 — клапан максимального давления; 8 — канал отвода топлива к баростату и автомату приемистости; 9 — винт; 10 — пружина; 11 — демпфер; 12 — отвод топлива к эластичной перегородке баростата |
режима демпфер вступает в работу, образуя дополнительное сопротивление на пути топлива в пружинную полость сервомеханизма, что замедляет ее заполнение топливом и соответственно снижает темп перемещения поршня сервомеханизма. При уборке рычага управления двигателем демпфер автоматически отключается и слив топлива из пружинной полости обеспечивается через обратный клапан 5. В этом случае перемещение поршня происходит без замедления.