Топливные насосы клапанного типа

Принцип действия ТНВД с регулированием по началу подачи

В насосах клапанного типа регулирование подачи осуществляется с использованием клапанов, поэтому плунжер насосов функцию регулировки не несет и имеет по всей длине гладкую цилиндрическую форму.
На рис. 1 представлен насос, в котором цикловая подача меняется путем изменения начала подачи, конец подачи остается неизменным.

ТНВД клапанного типа с регулированием по началу подачи
Рис. 1 ТНВД клапанного типа с регулированием по началу подачи

Основные элементы насоса: прецизионно изготовленная плунжерная пара (плунжер и втулка) 13, толкатель плунжера 11, возвратная пружина 12, клапаны — нагнетательный 2, перепускной 4, предохранительный 1.

Принцип действия ТНВД. При набегании ролика толкателя 11 на кулачек распределительного вала 10 плунжер 13 поднимается вверх. Движение плунжера вниз осуществляется под действием ранее сжатой пружины 12.

Крепление топливной шайбы на распределительном валу
Рис. 2 Крепление топливной шайбы на распределительном валу.
1-втулка, 2-топл. шайба, 3-гайка,
4-шпонка, 5 -распределительный вал

Благодаря создаваемому надплунжерном пространстве разряжению и под действием давления топлива в топливоподающей системе открывается впускной клапан 4, и топливо заполняет надплунжерное пространство. В начале движения плунжера вверх клапан 4 продолжает оставаться открытым, и топливо частично вытесняется обратно в магистраль 3. Обратный перепуск топлива происходит до тех пор, пока механический привод клапана, состоящий из рычага 8 и толкателей 5,6,7, не освободит клапан, и он под давлением топлива со стороны плунжера не сядет на седло. Начиная с этого момента давление в надплунжерном пространстве начнет быстро расти, откроется нагнетательный клапан 2 и топливо поступит к форсунке. Момент посадки клапана 4 определяет геометрический момент начала подачи топлива по насосу.

Конец подачи произойдет, когда плунжер при своем движении вверх придет в ВМТ. Таким образом, активный ход плунжера, определяющий величину цикловой подачи и ее продолжительность, определяется частью его хода от момента посадки впускного (перепускного) клапана на седло до момента прихода плунжера в ВМТ. Такой метод регулирования получил наименование — регулирование по началу подачи. При этом важно иметь в виду, что уменьшение цикловой подачи в начале хода плунжера сопровождается сокращением угла опережения и наоборот.

Для двигателей, работающих на гребной винт фиксированного шага, снижение угла опережения при переходе на пониженные обороты и нагрузки весьма желательно, т.к. этим компенсируется происходящее увеличение продолжительности подготовки топлива к сгоранию и обеспечивается более мягкое и своевременное сгорание топлива. Этим объясняется, что фирма Зульцер и завод «Русский Дизель» в своих ранних машинах применяли насосы подобного типа.

Второе преимущество клапанных насосов заключается в лучшей уплотняющей способности и существенно большим ресурсом плунжерных пар. Объясняется это тем, что уплотнение достигается по всей длине плунжера, что недостижимо для прецизионных пар насосов золотникового типа.

Наряду с отмеченным преимуществом насосы с регулированием по началу подачи обладают и существенным недостатком, заключающимся в том, что окончание подачи приходится на конец хода плунжера, когда скорость его движения падает и в ВМТ равна нулю (см. рис. 3). Здесь представлены кривые хода и скорости плунжера, определяемые профилем топливного кулачка, а также фазы подачи. Из них видно, что в начале хода скорость плунжера растет, что определяет соответствующий рост давлений впрыска, а к концу подачи (в районе ВМТ плунжера) скорость резко падает до нуля. Это приводит к существенному падению давлений впрыска, а, следовательно, ухудшению распыливания и сокращению длины факела струй топлива, вылетающих из сопловых отверстий в конечной фазе впрыска.

Кривые хода плунжера h и его скорости С
Рис. 3 Кривые хода плунжера hпл и его скорости Спл, а также фазы подачи топлива для ТНВД с регулированием по началу подачи

В этой связи следует заметить, что топливо, поступающее в камеру сгорания в конце впрыска, должно найти свежий воздух, а он в эту фазу обычно находится на периферии камеры. Если при сокращении длины факела струи топлива не достигнут периферии, то это будет сопровождаться неполным сгоранием, выделением сажи и дымным выхлопом. Естественно, экономичность двигателя падает. Особенно тяжелая ситуация складывается на режимах самого малого хода, так как впрыск происходит на конечном участке профиля кулачной шайбы при низких давлениях впрыска, в силу чего возможны пропуски подачи и неустойчивая работа двигателя.

Изменение подачи одновременно по всем насосам двигателя осуществляется изменением момента закрытия перепускного (впускного) клапана 4, что достигается поворотом эксцентрика 9. Валик последнего связан с регулятором числа оборотов и рычагом управления двигателем. Регулирование величины подачи по отдельным цилиндрам достигается изменением зазора S путем подкручивания регулировочного болтика 6 (рис 1).

Регулировка угла опережения по отдельным цилиндрам без изменения цикловой подачи достигается разворотом кулачной шайбы относительно распределительного вала. Поворот кулачной шайбы в сторону вращения приводит к увеличению угла опережения благодаря более раннему набеганию ролика толкателя на кулак. Конструкция крепления кулачной шайбы будет понятна из рассмотрения рис. 2. Сама шайба 2 состоит из 2-х половин и на неподвижно закрепленной на валу втулке 1 фиксируется конусной гайкой 3.

Рекомендуется к прочтению:
Топливные насосы двигателей Зульцер — RTA
ТНВД клапанного типа с регулированием по началу подачи топлива

Ноябрь, 11, 2016 606 0
Читайте также