Кавитационно-эрозионные разрушения в ТНВД

Этот вид разрушений по мере форсирования двигателей и связанным с этим ростом давлений впрыска приобрел существенные размеры. Значительное внимание этой проблеме уделяется фирмами и нашло широкое освещение в работах В.П. Шмелева. Возникновение кавитационно-эрозионных разрушений наблюдается в регулирующих органах и в приемных полостях корпусов ТНВД и связано с увеличением гидравлических нагрузок со стороны наполнения.

В насосах клапанного типа разрушениям прежде всего подвержены впускные и отсечные клапаны. При регулировании активного хода плунжера в начале подачи (см. Рис. №1. ТНВД золотникового типа двигателя Вяртсиля 22HF), когда впускной клапан 3 в конце процесса перепуска опускается, происходит разрыв потока перетекающего топлива. Под седлом клапана появляется кольцевое пространство 1, давление в котором резко падает вызывая появление пузырьков пара и растворенного в топливе воздуха.

Под воздействием волн давлений, возникающих при ударах в каналах направляющей 2 и о корпус ТНВД, пузырьки лопаются. В их разреженную зону устремляются потоки топлива, создающие точечные удары большой силы (давления до 1000 МПа), что и вызывает эрозионное разрушение тарелок и седел клапанов (Рис. №1. ТНВД MAH S70-MC).

В золотниковом ТНВД (Рис. №1. ТНВД MAN S70-MC) при отсечке в конце подачи давления близки к максимуму и поэтому поток топлива в сечении открывающегося окна приобретает большую скорость. При этом направление ее по ходу потока меняется (S1, S 2, S3), что создает благоприятные условия для возникновения кавитации с образованием в углу 8 вакуумных пузырей, схлопывание которых приводит к возникновению гидравлических ударов, вызывающих эрозионное разрушение боковой поверхности плунжера. В свою очередь удар потока о корпус 5 ТНВД и его поворот по стрелке А приводят к сильной эрозии корпуса, а в некоторых случаях и поверхности 6 окна втулки 4.

Продукты износа элементов ТНВД в виде металлических частиц потоками топлива разносятся по всей системе — от насоса до форсунки, вызывая их изнашивание и нередко приводящее к заклиниванию плунжерных пар и игл. В целях защиты корпусов ТНВД в них напротив впускных и отсечных окон вворачиваются отражатели, которые периодически подлежат замене.

Рис. 1 Эрозионные разрушения в клапанных и золотниковых ТНВД

Ноябрь, 18, 2016 392 0
Читайте также