Основные конструкции топливных насосов и форсунок

Топливные насосы

Топливные насосы, обычно называемые топливными насосами высокого давления (ТНВД), выполняют следующие функции:

  1. Отмеривание (дозирование) порции подаваемого в цилиндр топлива (величины цикловой подачи) в полном соответствии с заданным режимом работы двигателя.
  2. Обеспечение требуемого момента начала подачи топлива (угла опережения) и продолжительности и характеристики впрыска (закона подачи).
  3. Сжатие топлива до заданных давлений впрыска.

Цикловая подача — подача топлива за один рабочий цикл gц = gе Nе m / 60 n i 10-3 г/цикл,

  • где: m — коэффициент тактности, для 2-т. дв. = 1;
  • для 4-х т. дв. = 2;
  • n — об/мин;
  • i — число цилиндров;
  • gе — уд. расход топлива.

В свою очередь, gц = Fпл ha Ρт ηпод.т.н.

  • где Fпл = πd2 площадь плунжера;
  • ha — активный ход пл.;
  • Ρт — плотность топлива;
  • ηпод.т.н. — коэффициент подачи топливного насоса, представляющий собой отношение действительно поданной порции топлива gц к теоретически возможной и равной объему, описываемому плунжером на протяжении его активного хода.

Регулирование цикловой подачи

  1. Изменения количества перепускаемого топлива на части хода плунжера с использованием клапанов, открытие и закрытие которых осуществляется специальным приводным механизмом (насосы клапанного типа).
  2. Изменения количества перепускаемого топлива на части хода плунжера с использованием в качестве регулирующего органа самого плунжера (насосы золотникового типа).

В обоих вариантах используются три способа организации подачи топлива:

  • A. Перепуск излишнего количества топлива осуществляется в конце подачи (насосы с регулированием по концу подачи);
  • B. Перепуск излишнего количества топлива осуществляется в начале подачи (насосы с регулированием по началу подачи);
  • C. Перепуск излишнего количества топлива осуществляется в начале и в конце подачи (насосы со смешанным регулированием).

Привод плунжеров ТНВД осуществляется от кулачных шайб, откованных заодно с распределительным или специальным кулачковым валиком (двигатели высоко и среднеоборотные), или закрепленных на валу на шпонках или шлицевых соединениях, что позволяет их разворачивать или осуществлять замену (двигатели мало и среднеоборотные).

Исключение составляют топливные насосы с гидроприводом, в которых плунжер приводится под давлением гидромасла.

Профили кулачных шайб

Симметричные — применяются в 2-х тактных дизелях, позволяют осуществлять реверсирование с одним комплектом шайб, обеспечивающих одинаковые фазы распределения как на переднем, так и на заднем ходах. Несимметричные — применяются в 4-х тактных дизелях, позволяют осуществлять меньшую продолжительность впрыска топлива при большей скорости плунжера. Для осуществления реверса требуется двойной комплект шайб — переднего и заднего хода. Стандартный профиль топливной шайбы образован дугами окружности и на участке активного хода обеспечивает движение плунжера с линейно увеличивающимися и постоянными скоростями (см. рис. №1).

Рис. 1 Кинематика плунжера ТНВД двигателя «Бурмейстер и Вайн» 74VTBF160

Для достижения более короткой и интенсивной подачи используют тангенциальные кулачки, имеющие более крутой профиль (см. рис. №2).

Рис. 2 Сопоставление кривых скорости и хода плунжера при нормальном и тангенциальном профилях кулачных шайб

Форсунки

Форсунки служат для непосредственного впрыскивания топлива в цилиндр двигателя, распыливания его на частицы с размером не более 5 — 30 μк и распределения их внутри камеры сгорания.

Представленная на рис. №3 форсунка закрытого типа (в качестве запорного органа используется игла 10), многодырчатая и неохлаждаемая. Размещается в крышке цилиндра и состоит из двух основных элементов — корпуса 5 и распылителя 1 с отдельным сопловым наконечником 11. Топливо от насоса подводится к штуцеру 8, в котором размещен сменный элемент фильтра тонкой очистки топлива 7. Далее топливо поступает в канал 14, откуда попадает в кольцевую выточку 15 на торце распылителя. При закрытом положении игла своим конусом сидит на конусе сопла и препятствует проникновению топлива в нижерасположенную камеру соплового наконечника 11. Игла 10 через толкатель нагружена пружиной 3, затяг которой может регулироваться винтом. Изменением силы затяга устанавливается давление отрыва иглы от седла (начальное давление впрыскивания — Рфо). Отверстие в корпусе, закрытое винтом 6, служит для отвода просочившегося топлива. Рядом со штуцером располагается клапан выпуска воздуха 8, используемый при предварительной прокачке форсунок перед пуском.

Рис. 3 Форсунка двигателей НВД

По типу запорных органов и распыливающих отверстий применяются следующие виды распылителей:

  • Клапанные (с иглой) многодырчатые;
  • Клапанные однодырчатые;
  • Штифтовые распылители.

Ноябрь, 08, 2016 396 0
Читайте также