ТНВД

0

ТНВД

За каждый цикл ТНВД должен подавать в форсунку строго определенную дозу топлива, называемую цикловой подачей. У наиболее крупных тихоходных дизелей речного флота эта доза составляет примерно 3 см3, у небольших быстроходных — 0,03 см3, причем при работе на холостом ходу цикловая подача снижается в 5—8 раз.

Топливо должно быть подано в форсунку под давлением 40—80 МПа. Для подачи малой его дозы под высоким давлением наиболее удачны поршневые насосы с поршнями небольшого диаметра (5—20 мм) при большой длине (5—8 диаметров). Такие поршни называют плунжерами. При столь высоком давлении предотвратить утечку топлива вдоль плунжера можно лишь при минимальном зазоре между плунжером и направляющей втулкой. Диаметральный зазор составляет 0,6—3 мкм (в зависимости от диаметра плунжера), отклонение от круглости рабочих цилиндрических поверхностей плунжера и втулки не должно превышать 0,5 мкм.

Цикловая подача зависит от нагрузки на двигатель. Изменение цикловой подачи называют регулированием наcoca. На серийном флоте встречаются насосы с регулированием момента начала подачи и насосы с регулированием момента конца, подачи.

Расстояние, которое проходит плунжер за время подачи топлива в форсунку, называют активным ходом плунжера. Полный ход плунжера в 2—3 раза больше активного, в связи с чем во время части хода топливо перепускается в полость всасывания. В насосах с регулированием момента начала подачи перепуск топлива происходит в начале хода плунжера, а затем -отсечка и оно поступает в форсунку. Подача топлива заканчивается в момент, когда плунжер придет в верхнее крайнее положение. Если отсечка произойдет раньше, подача топлива в форсунку увеличится, а если позднее — уменьшится. Следовательно, регулировать насос можно изменением момента отсечки топлива в начале его подачи. Конец подачи остается неизменным.

В насосах с регулированием момента конца подачи топливо нагнетается в форсунку с самого начала движения плунжера вверх. В какой-то момент происходит отсечка и топливо начинает перепускаться в полость всасывания. При ранней отсечке в форсунку будет поступать малая его доза, а при поздней — большая. В этом случае момент начала подачи остается постоянным, а конец подачи изменяется. Отсечку топлива осуществляет клапан или золотник. В первом случае насос называют клапанным, во втором — золотниковым.

Иногда насос регулируют с целью изменения частоты вращения или мощности двигателя. При этом цикловая подача изменяется одновременно и одинаково у насосов всех цилиндров двигателя. Такое регулирование называют общим и осуществляют единым - механизмом. Однако может оказаться, что в один из цилиндров топлива подается больше или меньше, чем в остальные, т. е. необходимо регулировать насос лишь одного цилиндра. В связи с этим должна быть предусмотрена возможность не только общего, но и индивидуального регулирования каждого насоса.

Принцип работы золотникового наcoca. В современных дизелях преимущественно применяют ТНВД золотникового типа. У них плунжер одновременно выполняет функции распределительного золотника. В золотниковых насосах, как правило, регулируют момент конца подачи.

У судовых дизелей целесообразнее регулировать момент начала подачи. При работе двигателя на винт цикловую подачу регулируют для изменения частоты вращения.

Так, если частота вращения, например, уменьшается, то при постоянном угле опережения будет увеличиваться опережение подачи топлива по времени. Если же цикловую подачу изменять путем изменение момента начала подачи, то опережение подачи топлива по времени может остаться постоянным. Однако с уменьшением частоты вращения увеличивается период задержки самовоспламенения топлива и большее опережение подачи по времени оказывается, особенно у двигателей с наддувом, полезным. Этим объясняется широкое применение ТНВД с регулированием момента конца подачи. Кроме того, такие насосы подают топливо в форсунку при увеличивающейся скорости плунжера, т. е. при нарастающем давлении, что, как известно, является желательным.

В одних золотниковых насосах можно регулировать момент начала или конца подачи, в других — обе фазы. Это достигают формой выреза плунжера.

Основной частью ТНВД является плунжерная пара (рис. 118,а), которая состоит из плунжера 2 и рабочей (плунжерной) втулки 3. Несмотря на высокую точность (прецизионность) взаимной обработки втулки и плунжера, необходимую плотность между ними достигают только индивидуальным подбором. Обе детали (втулка и плунжер) составляют единую плунжерную пару. При изнашивании или поломке одной из них заменяют всю пару.

В рабочей втулке 3 предусмотрены окна б (одно или два) для прохода топлива в надплунжерное пространство а, подаваемого к ТНВД из расходной цистерны.

Притертое к верхнему торцу втулки 3 седло 6 с нагнетательным клапаном 10, удерживаемым пружиной 8, закреплено в корпусе насоса (на рисунке не показан) штуцером 7.

Вырез г плунжера 2 сообщается вертикальным пазом в с надплунжерным пространством а. Верхней границей выреза г является косая кромка 11, нижней — кольцевая кромка 12.

Во время работы двигателя плунжер 2, приводимый от распределительного вала (на рисунке не изображено), перемещается вверх и вниз.

Топливо поступает в надплунжерное пространство а (рис. 118, 6, положение 1) при движении плунжера 2 вниз через окна б. В начале движения плунжера вверх топливо вытесняется им из пространства а через окна б обратно в полость, откуда оно поступило (положение II). Когда верхняя торцовая кромка плунжера 2 перекроет окна б (положение III), над плунжером образуется замкнутое пространство и топливо там окажется под давлением.

Как только давление превысит действие пружины 8, нагнетательный клапан 10 поднимется и топливо по трубе 9 будет поступать в форсунку. Это начало подачи топлива.

Конец подачи (отсечка), произойдет тогда, когда косая кромка 11 выреза г дойдет до верхней кромки окна б (рис. 118, 6, положение IV). С этого момента топливо из надплунжерного пространства а будет перетекать через паз в, вырез г и окно б в полость подвода топлива (положение V). Давление в надплунжерном пространстве упадет, пружина 8 (рис. 118, а) посадит клапан 10 на седло б; поступление топлива через трубу 9 в форсунку прекратится. Перепуск топлива закончится до прихода плунжера в верхнее положение. Затем плунжер начнет перемещаться вниз и надплунжерное пространство снова будет заполняться топливом.

Количество поданного в форсунку топлива зависит от пути s (рис. 118, в), пройденного плунжером с момента перекрытия окон б (см. положение I) до момента открытия их косой кромкой 11 выреза (см. положение II). Подачу топлива регулируют поворотом плунжера налево или направо, повернув который, как изображено в положении 3, окажется, что s1<s, т. е. количество подаваемого в форсунку топлива уменьшилось. При повороте плунжера в другую сторону— подача увеличится.

Если плунжер повернуть так, чтобы вертикальный паз в находился в плоскости окон б (положение IV), топливо поступать в форсунку не будет, так как все оно перепустится обратно. Такое положение плунжера называется положением нулевой подачи. Для поворота плунжера 2 (см рис 118, а) служат поводки 1, которые входят в вырезы 14 поворотной втулки 13, свободно насаженной на рабочую втулку 3. Высота вырезов 14 должна быть такой, чтобы при движении плунжера вверх или вниз поводки 1 не выходили из них. На поворотную втулку 13 надет зубчатый венец 4, сцепленный с рейкой 5 ТНВД. Горизонтальное перемещение рейки 5 вызовет поворот втулки 13, а значит, и плунжера 2.

Рейка 5 предназначена для одновременного поворота всех плунжеров ТНВД (блочного насоса) при изменении нагрузки на двигатель. В этом случае изменяется одновременно и одинаково подача топлива во все цилиндры. Такое регулирование подачи топлива называют общим.

Для изменения подачи топлива только в один цилиндр ослабляют винт 15, стягивающий зубчатый венец 4, и поворачивают втулку 13 при неподвижной рейке 5. Втулка 13 повернет поводком 1 плунжер 2. Регулирование подачи топлива таким способом называют индивидуальным.

Индивидуальный стандартный насос.

Форму плунжерной пары, приведенную на рис. 118, принято называть стандартной, а насосы с такими парами—стандартными. Они могут быть как индивидуального, так и блочного исполнения. Существенное достоинство индивидуальных насосов — относительно малая длина трубки, по которой они нагнетают топливо в форсунку. Хотя трубки изготовляют из стали толстостенными, под действием высокого давления трубка в начале подачи топлива расширяется, а находящееся в ней топливо сжимается.

ТНВД

 


Рис. 118 Принцип работы стандартного золотникового топливного насоса высокого давления

 

 

В результате этого начинаются упругие колебания трубки и столба топлива, искажающие закон подачи, т. е. закон изменения его давления, заданный профилем кулачковой шайбы. Такое искажение может привести даже к дроблению подачи топлива, при котором его впрыскивание происходит с перерывами.

Корпус 4 индивидуального стандартного насоса (рис. 119) обычно крепят к корпусу толкателя, устанавливаемого на полке блок-картера. Втулка 12 плунжера вставлена сверху и закреплена штуцером 16 через седло 13 нагнетательного клапана. Винт 11 предотвращает поворот втулки 12, в которой предусмотрено одно рабочее окно г, выходящее в полость в корпуса, в которую через ниппель 21 подводится топливо.

На плунжере 22 насажена и закреплена посредством отбуртовки муфта 1 с двумя вертикальными поводками 6. На головку плунжера надета тарелка 2 пружины 7. Верхняя тарелка 8 пружины застопорена винтом 24. Пружина 7 прижимает плунжер к дну направляющего стакана 5. Ниже стакана в канавку корпуса вставлено пружинящее кольцо 3, не позволяющее ему выпасть из корпуса при снятии насоса.

Поворотную втулку 23, насаженную на втулку 12 снизу, поддерживает тарелка 8. В поворотной втулке предусмотрены два выреза для поводков 6 и зубчатый венец, выполненный с ней заодно Зубчатая рейка 10, сцепленная с поворотной втулкой, снабжена направляющим винтом 9.

Нагнетательный клапан 14 нагружен пружиной 15. Ограничитель подъема клапана не предусмотрен, так как он увеличивает сопротивление движению топлива, хотя и способствует надежной работе пружины и уменьшению изнашивания седла клапана.

Выше нагнетательного клапана установлена предохранительная латунная мембрана 17. При чрезмерно высоких давлениях она рвется, и топливо через каналы а корпуса 18 и б пробки 19 выбрасывается наружу.

Пробка 20 предназначена для выпуска воздуха, а окно д для регулировки насоса на стакан 5 и на стенки окна д нанесены риски, которые совпадают в момент начала подачи топлива.

ТНВД

 


Рис. 119 Индивидуальный стандартный ТНВД


Блочный насос.

У малогабаритных дизелей ТНВД всех цилиндров выполняют в одном блоке. При таком исполнении термин "насос" относят ко всему блоку, а составляющие блок насосы называют секциями.

На речном флоте широко распространены блочные ТНВД со стандартной формой плунжерных пар. Однако в последние годы на дизелях флота появились насосы с плунжерными парами, отличающиеся от стандартных. Объясняется это следующим.

Осевой паз в (см. рис. 118) стандартной плунжерной пары затрудняет обеспечение цилиндричности головки плунжера при обработке его на доводочных станках. В связи с этим снижается плотность посадки плунжерной пары, ускоряется их изнашивание. Высота уплотняющего пояска над винтовой кромкой 11 у стандартного насоса невелика, особенно у паза в, что также уменьшает плотность посадки головки плунжера, особенно при малой цикловой подаче.

Недостаток стандартной пары в том, что выпуск после отсечки и впуск топлива в надплунжерное пространство происходят через окна б. При открытии винтовой кромкой плунжера окна втулки топливо поступает в полость всасывания с большой скоростью. Такой выброс может вызвать вспенивание топлива и колебание его столба во всасывающей магистрали, что отрицательно скажется на последующем наполнении топливом надплунжерного пространства из той же полости всасывания. Учитывая это, начали создавать насосы с раздельными впуском в надплунжерное пространство и выпуском из него отсечного топлива, а также с формой выреза на плунжере, не нарушающей цельности цилиндрической формы головки и увеличивающей высоту уплотняющей части плунжера над вырезом. Насосы такого типа установлены в двигателях 6ЧСП18/22.

Для примера на рис. 120 изображен блочный ТНВД. В корпус 15 вставлены втулки 11 плунжерных пар, фиксируемые от поворота винтами 12 и зажатые нагнетательными штуцерами 14 через седла 13 нагнетательных клапанов. В каждой втулке предусмотрены наполнительное к и выпускное м окна.

В плунжере 19 проточен отсечной вырез е, выполненный в виде винтовой канавки, соединенный с надплунжерным пространством диаметральным б и осевым а каналами. Канавка и на противоположной стороне плунжера предназначена для уравновешивания во время нагнетания топлива в вырезе е появляется давление, под действием которого и при отсутствии диаметрально-противоположной канавки и плунжер прижимался бы к втулке и вызывал одностороннее изнашивание плунжерной пары.

На нижнюю головку плунжера 19 каждой секции надета тарелка 6 пружины 7 Верхний конец этой пружины упирается в неподвижную тарелку 9 являющуюся одновременно опорой для поворотной втулки 8. Пружина 7 прижимает плунжер к упорному винту 21 толкателя 5.

Кулачковый валик 32 насоса, откованный заодно с кулачковыми шайбами 1, лежит на двух концевых шариковых подшипниках 30, 31 и приводится в движение передачей от коленчатого вала.

Толкатель 5 смазывается маслом, подводимым по трубе 23 в канал в и вытекающим через сопло 20. Через отверстия г в толкателе масло попадает на ролик 2, затем стекает в поддон корпуса и отводится далее по трубке в картерное пространство двигателя. Поворот толкателя предотвращает направляющий винт 22.

Окна н втулок всех секций сообщены с каналом ж, в который по трубке 29 поступает топливо из фильтра. По концам канала ж предусмотрены пробки 24 для выпуска воздуха.

В нагнетательном клапане 16 предусмотрены пружина 26 и ограничитель подъема 25. Штуцера 14 застопорены накладками 28, стянутыми винтами 27.

При движении плунжера 19 вниз топливо поступает в надплунжерное пространство через наполнительное окно н (положение 1) Когда после набегания кулачковой шайбы 1 на ролик 2 толкателя 5, плунжер 19 будет двигаться вверх, подача топлива в форсунку начнется в момент перекрытия торцом плунжера окна н (положение II). Закончится подача с открытием верхней кромкой выреза е выпускного окна м (положение III), после этого топливо из надплунжерного пространства может перепускаться в канал ж корпуса через каналы а, б и вырез е

ТНВД

 


Рис. 120 Блочный ТНВД

 

 

ТНВД

 


Общее регулирование подачи топлива производят с помощью рейки 17, сцепленной с зубчатыми венцами 18 секций. Венцы выполнены в виде хомутов, насаженных на поворотные втулки 8 и стянутых винтами 10. Для индивидуального регулирования ослабляют винт 10, после чего поворотная втулка 8 данной секции может быть повернута в нужном направлении и на нужный угол.

Упорным винтом 21 толкателя можно регулировать угол опережения подачи топлива данной секции. Если винт 21 вывернуть, плунжер 19 поднимется и раньше перекроет окно втулки, угол опережения увеличится, топливо начнет поступать раньше.

Валик 4 с эксцентричным пальцем 3 служит для прокачки секции и для ее выключения. На внешнюю квадратную головку валика 4 надевают рукоятку При энергичных поворотах ею валика 4 палец 3 заставит толкатель 5, а следовательно, и плунжер 19 подниматься будет происходить прокачивание нагнетательной трубки и форсунки для удаления воздуха. Если же валик 4 повернуть так, что палец 3 займет верхнее положение, то толкатель 5 окажется поднятым и кулачковая шайба 1 перестанет воздействовать, на ролик 2. Секция будет выключена из работы, подача топлива в цилиндр прекратится.

Для предотвращения попадания топлива в масло рабочая втулка снабжена дренажным каналом д, по которому просачивающееся из надплунжерного пространства топливо проходит во всасывающий канал ж.

ТНВД двигателей НФД48.

При нисходящем движении плунжера стандартного насоса над ним создается разрежение. Это способствует испарению топлива, в результате которого внутри втулки может образоваться паровая подушка. При наличии ее подача топлива начнется не сразу после перекрытия плунжером окна втулки: часть нагнетательного хода будет затрачена на сжатие паровой подушки, и закон подачи топлива, заданный формой кулачковой шайбы, исказится. В этом случае эффективна установка топливоподкачивающего насоса, создающего некоторое избыточное давление топлива перед наполнительными окнами рабочих втулок ТНВД, или также применение ТНВД с всасывающим клапаном, в которых плунжер управляет лишь отсечкой конца подачи топлива. Такие насосы, в частности, установлены на двигателях комбината СКЛ типа НФД48.

Так, в ТНВД на рис., 121 рабочая втулка 7 вставлена в корпус 6 снизу и закреплена нажимной втулкой 8 Во втулке 7 одно отсечное окно д, расположенное значительно ниже торца плунжера 9 даже при крайнем нижнем его (плунжера) положении. Вырез е плунжера 9 выполнен в виде параллелограмма. Чтобы избежать одностороннего давления на плунжер, сделаны два диаметрально противоположных выреза, соединенные с надплунжерным пространством осевым б и радиальным а каналами.

Для впуска топлива предусмотрен всасывающий клапан 1, к которому по каналу в поступает топливо от фильтра. При ходе всасывания оно проходит через этот клапан в рабочее пространство насоса. С началом движения плунжера вверх клапан 1 закрывается и топливо через нагнетательный клапан 4 поступает в форсунку. Конец подачи обусловлен моментом открытия кромкой выреза е отсечного окна д. Отсечное топливо выходит из насоса через канал г по особой трубке в топливный бак или в подводящую трубу.

Подачу топлива регулируют поворотом плунжера 9 за поводок 10, укрепленный на его головке. В районе поводка у направляющего стакана 5 предусмотрен вырез. Поводок охватывает вилка, соединенная с тягой механизма регулирования.

Индивидуальное регулирование цикловой подачи осуществляют винтом 11 толкателя 15. В данном случае положение болта толкателя не влияет на момент начала подачи: в любом случае подача начнется тогда, когда кулачковая шайба набежит на ролик 16 толкателя и плунжер начнет двигаться вверх. Если винт 11 ввернуть, то плунжер опустится, путь, который он пройдет вверх до момента открытия косой кромкой окна d, увеличится, следовательно, увеличится и подача топлива насосом. При вывертывании винта 11 она уменьшится.

Над всасывающим клапаном предусмотрен клапан 2. Для выпуска воздуха, открывающийся путем нажатия пальцем на головку 3. Для выключения насоса служит валик 13 с эксцентричным пальцем 14, расположенным под тарелкой 12 толкателя. Если валик 13 повернуть на 180°, то палец 14 займет верхнее положение и толкатель 15 окажется в верхнем положении. Кулачковая шайба перестанет доставать до ролика толкателя, и насос не будет подавать топливо. Валик 13 можно использовать для прокачивания насоса перед пуском двигателя, если в систему попал воздух.

Всасывающий клапан усложняет золотниковый насос.

 

ТНВД

 

 

 

 

 

Рис. 121 ТНВД двигателя НФД48


Кроме того, в данном случае подача топлива начинается при малой скорости плунжера, вследствие чего золотниковые насосы лишены одного из важных преимуществ — четкого начала подачи. Этим можно объяснить то, что в ТНВД двигателей второй модификации (НФД48-2У, НФД48-2АУ) всасывающий клапан исключен и окно втулки используется не только для выпуска отсечного топлива, но и для заполнения надплунжерного пространства, подобно тому, как, например, в ТНВД стандартного типа.

Топливный насос двигателя НФД24.

Для большей компактности в топливном насосе двигателя НФД24 всасывающий клапан установлен внутри плунжера (рис. 122)

Всасывающий клапан 6 вставлен внутрь плунжера 4 и соединен с ним штифтом 5. Благодаря зазору а всасывающий клапан может подниматься Внутренняя полость плунжера двумя отверстиями г соединена с полостью всасывания б, образованной расточкой, рабочей втулки 9. В полость всасывания б топливо поступает по каналам в втулки из кольцевого пространства д корпуса 14 насоса, куда поступает от фильтра.

Особенность этого насоса также в своеобразной организации отсечки, обеспечивающей быстрое увеличение проходного сечения отсечной щели.

ТНВД

 


Рис. 122 ТНВД двигателя НФД24

 

 

В рабочей втулке 9 предусмотрен вырез л с винтовой отсечной кромкой 7, а в плунжере 4 — винтовая канавкам, постоянно соединенная с полостью к для отсечного топлива, образованная расточкой втулки 9. Полость к каналами и соединена с кольцевым пространством е корпуса насоса, из которого предусмотрен отвод отсечного топлива. При движении плунжера 4 вниз клапан 6 открывается и топливо из полости всасывания б проходит в надплунжерное пространство. С началом нагнетательного хода клапан 6 закрывается и начинается подача топлива в форсунку. Конец подачи наступит тогда, когда верхняя кромка винтовой канавки ж плунжера достигнет отсечной кромки 7 рабочей втулки С этого момента начнется перепуск топлива через вырез л и винтовую канавку ж в полость к.

Как видно, у рассматриваемого насоса полость всасывания б полностью отделена от отсечной к. Это увеличивает эффективность разделения впуска и выпуска, о которой говорилось выше Поворотная втулка 2 с зубчатым венцом сцеплена с зубчатым сектором 19, закрепленным на валике 18, на верхний конец которого насажен рычаг 16 К нему болтом 17 закреплена планка 15, соединенная с механизмом регулирования Для индивидуального регулирования достаточно ослабить гайку болта 17, после чего валик 18 вместе с рычагом 16 может быть повернут при неподвижной планке 15. Кроме того, индивидуальное регулирование подачи можно производить винтом толкателя, как в насосе, рассмотренном выше.

Рабочая втулка 9 насоса закреплена вместе с седлом 10 нагнетательного клапана штуцером 13 и зафиксирована от поворота винтом 8. В нагнетательном клапане 11 предусмотрен ограничитель подъема 12 Винт 3 предотвращает выпадание направляющего стакана 1 при демонтаже насоса.

 

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

Категория: Рефераты / Транспорт

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.