Конструктивные особенности рядных ТНВД

Конструктивные особенности рядных ТНВД

 

Границы использования рядных ТНВД для дизелей по мощности — 10…200 кВт на цилиндр. Различные модификации ТНВД позволяют обеспечить этот широ­кий диапазон мощностей.

Все модели ТНВД составляют конструктивные ряды, которые частично перекрывают диапазо­ны их мощностного использования. Большими сериями выпускаются ТНВД моделей А, М, MW и Р (рис. «Сравнение размеров рядных ТНВД (в разрезе)»).

 

Сравнение размеров рядных ТНВД (в разрезе)

рис. «Сравнение размеров рядных ТНВД (в разрезе)»

 

Варианты направлений подачи топлива кплунжерным парам

рис. «Варианты направлений подачи топлива к плунжерным парам» a — продольное направление подачи; b —  поперечное направление подачи (для ТНВД модели Р8000).

В серии стандартных рядных ТНВД различаются две конструктивные груп­пы:

  • Открытая конструкция с боковой крышкой (модели М и А);
  • Закрытая конструкция, в которой плунжерные пары устанавливают­ся сверху (модели MWи Р).

 

Для получения еще больших значе­ний цилиндровой мощности использу­ются модели Р10, ZW, Р9 и CW.

Существуют два вида направления подачи топлива к плунжерным парам (рис. «Варианты направлений подачи топлива к плунжерным парам»). При продольном направлении подачи (а) топливо протекает последо­вательно через все плунжерные пары.

При поперечном направлении подачи (Ь) все плунжерные пары питаются па­раллельно от одного канала. Этим уменьшается чувствительность плунжерных пар к их расположению в картере ТНВД, улучшается равномерность их работы, а также уравнивается величина подачи топлива.

 

Рядные ТНВД модели М

 

Рядные ТНВД модели М (внешний вид)

рис. «Рядный ТНВД модели М (внешний вид)»

Рядные ТНВД модели М (рис. «Рядный ТНВД модели М (внешний вид)» и «Рядный ТНВД модели М (разрез)») — наименьшие по размерам в серии РЕ. Их картер, отлитый из алюминиевого спла­ва, крепится к двигателю через фланец.

ТНВД модели М — открытого типа, имеет боковую и нижнюю крышки. Мак­симальное давление нагнетания для дан­ного ТНВД доходит до 400 бар.

После снятия боковой крышки мож­но отрегулировать величину и равномер­ность цикловых подач по отдельным сек­циям.

Индивидуальная цикловая подача устанавливается при этом последователь­ной регулировкой положения подвиж­ных зажимов 5 (рис. «Рядный ТНВД модели М (разрез)») на рейке 4 ТНВД.

Рядный ТНВД модели М (разрез)"

рис. «Рядный ТНВД модели М (разрез)» 1. Нагнетательный клапан; 2. Гильза плунжера; 3. Поводок регулирующей втулки; 4. Рейна ТНВД; 5. Подвижный зажим; 6. Роликовый толкатель; 7. Кулачковый вал ТНВД; 8. Кулачок.

При эксплуатации необходимые границы величины подачи топлива определяются положением рейки внутри конструктив­но изолированного объема.

Рейка в ТНВД модели М изготовлена из стально­го прутка с лыской. На рейке фиксируют­ся подвижные зажимы с канавками.

По каждой канавке ходит палец поводка 3, жестко закрепленного на регулирующей втулке плунжера ТНВД. Такой конструк­тивный принцип носит название рычаж­ного регулирования.

Пример HTML-страницы

Плунжеры располагаются непосред­ственно над роликовым толкателем о. На­чальное положение плунжера определя­ется подбором диаметра ролика.

ТНВД модели М изготавливаются для четырех-, пяти- и шестицилиндровых двигателей, работающих только на ди­зельном топливе.

 

Рядные ТНВД модели А

 

Рядный ТНВД модели A (внешний вид)

рис. «Рядный ТНВД модели A (внешний вид)»

Рядные ТНВД модели А (рис. «Рядный ТНВД модели A (внешний вид)» и 6) по своей производительности близки к мо­дели М. Картер ТНВД модели А, также из­готовлен из легкого сплава и может кре­питься к дизелю через фланец или пло­щадку в виде ванны.

Модель А представляет собой ТНВД открытого типа, где гильза 2 плунжера (рис. 6) запрессовывается сверху в алю­миниевый картер. Вплотную к гильзе плунжера примыкает корпус нагнета­тельного клапана 1.

Величина давления запрессовки намного больше, чем вели­чина гидравлического давления топлива. Максимальное давление нагнетания, раз­виваемое ТНВД этой серии, ограничива­ется величиной 600 бар.

Рядный ТНВД модели A (разрез)

рис. «Рядный ТНВД модели A (разрез)» 1. Нагнетательный клапан; 2. Гильза плунжера; 3. Плунжер; 4. Рейка ТНВД; 5. Регулирующая втулка; 6. Возвратная пружина плунжера; 7. Контргайка регулировочного винта; 8. Роликовый толкатель; 9. Кулачковый вал ТНВД; 10. Кулачок.

Модель А для начальной регулировки имеет регулировочные винты, каждый из которых ввернут в тело роликового тол­кателя и фиксируется контргайкой 7.

Другим отличием от модели М является управление плунжерами с помощью зуб­чатой рейки 4, находящейся в постоян­ном зацеплении с зубчатыми секторами, каждый из которых крепится на регули­рующей втулке плунжера.

Отпуская сто­порный ВИНТ и поворачивая сектор отно­сительно регулирующей втулки, можно добиться равномерности подачи топлива по отдельным секциям ТНВД.

Все регулировочные работы могут проводиться только при остановленном двигателе и при открытом картере ТНВД.

Для этого последний имеет сбоку крыш­ку пружинной полости, которая может сниматься, как и у насосов модели М.

Пример HTML-страницы

ТНВД модели А могут насчитывать до двенадцати секций и работать с раз­личными вилами топлив.

 

 

Рядные ТНВД модели MW

 

Рядный ТНВД модели MW (внешний вид)

рис. «Рядный ТНВД модели MW (внешний вид)»

Рядный ТНВД модели MW (разрез)

рис. «Рядный ТНВД модели MW (разрез)» 1. Установочный фланец плунжерной пары; 2. Нагнетательный клапан; 3. Гильза плунжера; 4. Плунжер; 5. Рейка ТНВД; 6. Регулирующая втулка (другой плунжерной пары; 7. Роликовый толкатель; 8. Кулачковый вал ТНВД; 9. Кулачок.

Для дизелей большой мощности разра­ботаны рядные ТНВД модели MW (рис. «Рядный ТНВД модели MW (внешний вид)» и «Рядный ТНВД модели MW (разрез)») закрытого типа, с максимальным да­влением нагнетания до 900 бар, с карте­ром из легкого сплава.

Они крепятся к двигателю через фланец или с помощью подставок различной формы.

Существенное отличие модели MW от рассмотренных выше ТНВД состоит, главным образом, в том, что плунжерные пары крепятся винтами снаружи картера.

При этом корпус нагнетательного клапа­на 2 (рис. «Рядный ТНВД модели MW (разрез)») ввернут в удлиненную свер­ху гильзу 3 плунжера. Шайбы или пласти­ны различной толщины, установленные между картером ТНВД и плунжерной па­рой, позволяют регулировать начальное положение плунжера.

Регулировка равно­мерности подачи между секциями произ­водится снаружи путем поворота плун­жерной пары. Для этого фланец 1 имеет продольные отверстия. Положение плун­жера при этом остается неизменным.

ТНВД модели MVV изготавливаются в различных вариантах для двигателей с числом цилиндров до восьми включи­тельно. Они используются только для ра­боты на дизельном топливе, и их модер­низация не планируется.

Пример HTML-страницы

 

Рядные ТНВД модели Р

 

Рядный ТНВД модели Р (внешний вид)

рис. «Рядный ТНВД модели Р (внешний вид)»

Кроме модели MW, для дизелей большой мощности предназначены также рядные ТНВД модели Р (рис. «Рядный ТНВД модели Р (внешний вид)» и «Рядный ТНВД модели Р (разрез)»).  Как и в пре­дыдущем случае, они имеют закрытое ис­полнение и соединяются с двигателем че­рез фланец или днище. ТНВД этого типа рассчитаны на давление нагнетания до 850 бар.

Для обеспечения работоспособ­ности при столь высоком давлении плун­жерная пара закреплена сверху в упорной втулке 3 с фланцем (рис. «Рядный ТНВД модели Р (разрез)»), в которой предусмотрена резьба под корпус нагне­тательного клапана.

При такой конструк­ции установки плунжерной пары усилие уплотнения не передает нагрузку на кор­пус ТНВД. Установка начального положе­ния плунжера аналогична предыдущей серии.

Рядный ТНВД модели Р (разрез)

рис. «Рядный ТНВД модели Р (разрез)» 1. Корпус нагнетатель кого клапана; 2. Нагнетательный клапан; 3. Упорная втулка с фланцем; 4. Гильза плунжера; 5. Рейка ТНВД; 6. Регулирующая втулка; 7. Роликовый толкатель; 8. Кулачковый вал ТНВД; 9. Кулачок.

Рядные ТНВД с незначительными да­влениями впрыскивания работают при продольном направлении подачи топли­ва к плунжерным парам. В серии насосов Р8000, которые обеспечивают давление нагнетания до 1150 бар, этот вид подачи топлива способен привести к значитель­ному перепаду температур (до 40°С) топ­лива между первыми и последними плун­жерными парами, в результате чего цик­ловая неравномерность по секциям мог­ла бы недопустимо возрасти.  По этой причине указанные ТНВД снабжаются топливом по поперечной схеме подачи к плунжерам. В результате для всех плун­жерных пар обеспечены примерно оди­наковые температурные условия работы. ТНВД модели Р выпускаются в раз­личных исполнениях для двигателей, имеющих до двенадцати цилиндров включительно, и предназначены для ра­боты на разных видах топлива.

 

Рядные ТНВД модели Р10

 

Рядные ТНВД модели Р10 (внешний вид)

рис. «Рядные ТНВД модели Р10 (внешний вид)»

Рядные ТНВД модели Р10 — самые ма­ленькие в описываемой далее серии насо­сов высокого давления для дизелей боль­шой мощности, которые предназначены для стационарных силовых агрегатов, внедорожной строительной и сельскохо­зяйственной техники, специальных авто­мобилей, тепловозов и судов. Крепление ТНВД модели Р10 на двигателе осуществ­ляется с помощью нижней плиты. Вели­чина давления впрыскивания составляет до 1200 бар.

В закрытый картер 13 из легкого ме­талла (рис. Рядные ТНВД модели Р10 (разрез)) сверху устанавливаются плунжерные пары с фланцами.

Они со­стоят из гильзы 5 плунжера, клапана 1 постоянного давления и собственно плунжера 12. Шпильками 3 и гайками они удерживаются на своем месте. Пря­мо в гильзу плунжера встроены стопор­ные болты 4 для защиты от нагрузки, которая могла бы привести к поврежде­ниям картера от воздействия энергоем­кой струн топлива в конце нагнетания.

Рядные ТНВД модели Р10 (разрез)

рис. «Рядные ТНВД модели Р10 (разрез)»

На регулирующей втулке 8 плунжера ТНВД находятся два рычага с узкими цилиндрическими концевыми элемен­тами, которые входят в соответствую­щие шлицы рейки 6 ТНВД. Для регули­ровки равномерности подачи предусмо­трены продольные отверстия на фланце гильзы плунжера, которая, таким обра­зом, перед закреплением поворачивает­ся в нужную сторону на соответствую­щий угол.

Установка начального поло­жения плунжера производится регули­ровочными шайбами 2, расположенны­ми между фланцем плунжерной пары и картером ТНВД. Для упрощения регули­ровки эти шайбы выполнены так, что при монтаже могут устанавливаться сбоку.

Для извлечения роликового толкате­ля 10 при обслуживании ТНВД сначала демонтируется гильза плунжера. Вслед за этим, после снятия распорного кольца 11, снимается тарелка 7, находящаяся над возвратной пружиной 9 плунжера. Все эти детали вынимаются вверх из картера ТНВД.

Для установки этих деталей обратно пружина плунжера прижимается тарел­кой, после чего распорное кольцо с помо­щью специального приспособления уста­навливается в исходное положение.

Кулачковый вал 14 привода плунже­ров установлен в картере ТНВД на роли­ковых подшипниках, а также на одном или двух подшипниках скольжения, рас­положенных в промежуточных опорах.

ТНВД модели Р10 подключается к си­стеме смазки двигателя. Жиклер в подво­дящем масляном канале ограничивает количество подводимой смазки. Впуск­ные полости отдельных секций связаны друг с другом и прокачиваются топливом в продольном направлении.

Топливоподкачивающий насос в большинстве случа­ев представляет собой электро-помпу или шестеренный насос с приводом от дизе­ля. Этот насос для лучшего наполнения, а также для охлаждения ТНВД подает в не­сколько раз больше топлива, чем это не­обходимо исходя из потребностей систе­мы впрыска. ТНВД модели Р10 использу­ются на шести-, восьми- и двенадцати ци­линдровых двигателях, работающих на дизельном топливе. Существует также специальная многотопливная версия.

 

Рядные ТНВД модели Р9

 

Конструктивно модели Р10 и Р9 идентич­ны, но последняя несколько больше по размерам и занимает промежуточное по­ложение имеет закрытый кар­тер из легкого сплава. Давление на сторо­не форсунки ограничивается величиной порядка 1200 бар. Установка на двигателе осуществляется с помощью площадки в виде ванны. Изготавливаются версии, рассчитанные на шести-, восьми- и две­надцати цилиндровые двигатели. Управле­ние величиной цикловой подачи ТНВД происходит с помощью гидравлического или электромеханического регулятора между версиями ZW и CW.

ТНВД модели Р9 имеет закрытый картер из легкого сплава. Давление на стороне форсунки ограничивается величиной порядка 1200 бар. Установка на двигателе осуществляется с помощью площадки в виде ванны. Изготавливаются версии, рассчитанные на шести-, восьми- и двенадцати-цилиндровые двигатели. Управление величиной цикловой подачи ТНВД происходит с помощью гидравлического или электромеханического регулятора, поставляемого изготовителем двигателей.

 

Рядные ТНВД модели ZW

 

Рядный ТНВД модели ZW (внешний вид)

рис. «Рядный ТНВД модели ZW (внешний вид)»

Рядные ТНВД модели ZW (рис. «Рядный ТНВД модели ZW (внешний вид)») имеют откры­тый легко плавный картер и крепятся на двигателе с помощью аналогичной пло­щадки в виде ванны.

Давление на стороне форсунки ограничено величиной 950 бар. Корпус 1 (рис. «Рядный ТНВД модели ZW (разрез)») клапана постоянного давления, который ввернут в картер 18, обеспечивает уплотнение ме­жду клапаном и гильзой 2 плунжера. Болт 14 фиксирует гильзу плунжера в необхо­димом положении.

Каленые стопорные болты 3, располо­женные в картере по два напротив друг друга, встроены в гильзу плунжера для предохранения ее от вертикального пере­мещения и защиты картера от поломки из-за воздействия энергоемкой струи то­плива в конце нагнетания.

Управление цикловой подачей произ­водится через зубчатую рейку 4 ТНВД. Она управляет зубчатыми секторами, ка­ждый из которых насажен на регулирую­щую втулку 6 плунжера ТНВД.

Рядный ТНВД модели ZW (разрез)

рис. «Рядный ТНВД модели ZW (разрез)» 1. Корпус клапана постоянного давления; 2. Гильза плунжера; 3. Стопорный болт; 4. Рейка ТНВД; 5. Винт направляющая рейки ТНВД; 6. Регулирующая втулка; 7. Плунжер; 8. Возвратная пружина плунжера; 9. Регулировочная пластина; 10. Роликовый толкатель; 11. Кулачковый вал ТНВД; 12. Пробка контроля уровня масла в картере ТНВД; 13. Пробка маслозаливной горловины картера ТНВД; 14. Болт фиксации втулки плунжера; 15. Проушина фиксации зубчатого сен тора регулирующей втулки; 16. Крышка; 17. Вспомогательный винт фиксации роликовых толкателей при демонтаже кулачкового вала; 18. Картер ТНВД.

Для настройки равномерности цикло­вой подачи по секциям зубчатый сектор можно повернуть относительно регулиру­ющей втулки. Для этого необходимо осла­бить стопорные винты и вновь зафикси­ровать их после выполнения регулировки.

Установка начального положения плунжера происходит подбором разме­ра пятки толкателя или регулировкой винта в роликовом толкателе. Для де­монтажа кулачкового вала 11 нужно за­фиксировать роликовые толкатели в верхнем положении с помощью вспомо­гательных винтов 17. Кулачковый вал работает в роликовых подшипниках.

При многоцилиндровом исполнении используются также один или два под­шипника скольжения в промежуточных опорах.

Топливоподкачивающий насос может располагаться либо в картере ТНВД, либо отдельно, и оснащаться механическим или электрическим приводом. Смазка ТНВД производится подачей масла из си­стемы смазки двигателя.

ТНВД модели ZW имеют от четырех до двенадцати секций и пред­назначены для работы на дизельном топливе. ТНВД версии ZWM рассчита­ны на многотопливный режим эксплу­атации.

 

Рядные ТНВД модели CW

 

Эта модель завершает перечень рядных ТНВД. Характерной обла­стью применения модели CW являются тяжелые и относительно тихоходные су­довые двигатели и дизели для тяжелой внедорожной или армейской техники с номинальной частотой вращения колен­чатого вала до 1800 мин-1 и цилиндровой мощностью до 200 кВт.

Рядные ТНВД модели CW

рис. «Рядные ТНВД модели CW» 1. Крепежный болт 2. Стопорный болт 3. Резьбовая пробна

Уже для шестицилиндровых двигате­лей эти ТНВД имеют картер из серого чу­гуна массой порядка 100 кг, что соответ­ствует массе двигателя для легкового ав­томобиля среднего класса.

Фиксация ТНВД модели CW на двига­теле производится восемью болтами по нижней части картера.

Максимальное давление впрыскива­ния не превосходит 1000 бар. Возникаю­щие усилия в гильзах плунжерных пар компенсируются затяжкой фланца каж­дой пары четырьмя мощными крепеж­ными болтами 1 (рис. «Рядные ТНВД модели CW») на картере ТНВД, поскольку диаметр плунжера мо­жет достигать 20 мм.

Управление цикловой подачей произ­водится с помощью зубчатой рейки. Регу­лировка равномерности подачи по секци­ям проводится через маленькие боковые окна в картере, закрываемые резьбовыми пробками 3. Для начальной установки плунжера используются пластины раз­личной толщины, находящиеся между роликовым толкателем и плунжером.

Подача топлива к ТНВД осуществля­ется электро-помпой или шестеренным топливоподкачивающим насосом. Регу­лятор гидравлического или электромеха­нического типа поставляется производи­телем двигателя.

ТНВД модели CW предназначены для эксплуатации на дизельном топливе. Ими комплектуются двигатели, имеющие шесть, восемь или десять цилиндров.

 

Рядные ТНВД специального назначения

 

 

Наряду с эксплуатацией в топливной ап­паратуре двигателей внутреннего сгора­ния известны случаи особого примене­ния рядных ТНВД, в том числе с приво­дом от электромотора. Это, например:

  • Химическая промышленность;
  • Текстильная индустрия;
  • Машиностроение;
  • Строительство.

 

Здесь используются, как правило, ТНВД моделей Р и ZW (М). Могут также применяться варианты серии РЕ без соб­ственного кулачкового вала.

В данном случае ТНВД должен пода­вать жидкость в очень малых, точно от­меренных количествах, под высоким да­влением, а также тонко и равномерно эту жидкость распылять. Для этого зачастую используется быстрое, бесступенчатое и по возможности простое регулирование подачи. Подлежащие нагнетанию жидко­сти не должны содержать твердых вклю­чений, способствующих износу, и хими­чески воздействовать на материалы ТНВД — только при таких условиях воз­можно долговременное использование плунжерных пар. Жидкость перед вхо­дом в агрегат должна быть тщательно от­фильтрована. В зависимости от исполь­зуемой жидкости соответствующим об­ разом изготавливаются особо важные детали ТНВД (например, нержавеющие пружины, камеры подачи со специаль­ными покрытиями, улучшенные уплот­нения).

Жидкости с большой вязкостью должны подаваться к ТНВД с соответст­вующим напором либо для разжижения перед входом в фильтр подвергаться на­греву до 80°С.

Границы вязкости нагнетаемых жид­костей составляют v = 7,5 · 10-5 м2/с или при повышенном до 2 бар давлении на впуске v = 38 · 10-5 м2/с. Подлежащая на­гнетанию жидкость должна в соответст­вии с вязкостью иметь давление вплоть до 2 бар. Этой величины можно достичь с помощью установленной на ТНВД под­качивающей помпы, либо размещением бака и ТНВД на разных уровнях, либо за счет давления жидкости, находящейся в баке.

Производительность ТНВД измеря­ется с помощью обычного дизельного топлива. При работе с жидкостями дру­гой вязкости производительность изме­няется, и точное определение ее макси­мальной величины возможно лишь ис­пытаниями подлежащей нагнетанию жидкости на специальной установке.

Допустимая величина давления на­гнетания зависит также от характера и продолжительности эксплуатации. На ТНВД модели ZW (М) при определенных условиях достижимы давления нагнета­ния до 1000 бар. Поскольку вовремя экс­плуатации может случиться недопустимо резкий скачок давления, магистраль должна иметь предохранительный кла­пан.

 

Эксплуатация рядных ТНВД

 

Для надежной эксплуатации ТНВД дол­жен быть правильно установлен, а систе­ма впрыска — полностью освобождена от воздуха и при необходимости подклю­чена к системе смазки двигателя. Момент начала впрыскивания устанавливается по двигателю. Только при этих условиях дос­тигается оптимальное соотношение меж­ду расходом топлива и мощностью, а так­же соответствие строгим нормам токсич­ности ОГ. Для обеспечения этого необхо­дим испытательный стенд для ТНВД.

 

Устранение воздушных пробок

 

Воздушные пробки в топливе нарушают или вовсе делают невозможным эксплуа­тацию ТНВД. После каждой смены фильтра или специальных работ на ТНВД из системы впрыска следует устра­нять воздух. Во время эксплуатации этот процесс происходит автоматически при помощи перепускного клапана на топ­ливном фильтре. Там, где его нет, приме­няется дроссель.

 

Смазка рядных ТНВД

 

ТНВД и регулятор частоты вращения ко­ленчатого вала подключены к системе смазки двигателя. В случае крепления ТНВД к двигателю с помощью площадки в виде ванны или днища картера контур системы смазки двигателя проходит че­рез них (рис. «Варианты присоединения рядных ТНВД к системе смазки дизеля»). При фланцевом крепле­нии ТНВД систему смазки можно замк­нуть через подшипники кулачкового вала или специальные патрубки.

 

Варианты присоединения рядных ТНВД к системе смазки дизеля

рис. «Варианты присоединения рядных ТНВД к системе смазки дизеля» а — отвод масла со стороны привода ТНВД через крышку подшипника; Ь — отвод масла из картера ТНВД через обратную магистраль.

 

Контроль качества смазки ТНВД воз­можен одновременно с регламентными работами по смене масла, предписанны­ми изготовителями дизеля, через конт­рольный винт (он же масляный щуп) на регуляторе. В ТНВД и регуляторах с раз­деленным масляным картером уровень масла контролируется раздельно.

 

Хранение рядных ТНВД

 

Пример HTML-страницы

В дизелях, находящихся на консервации, не следует оставлять дизельное топливо в ТНВД. Из-за загустения топлива плунже­ры и нагнетательные клапаны могут «за­лечь» и начать корродировать. Поэтому дизельное топливо с максимально допус­тимой 15-процентной добавкой в топ­ливный бак масла, с антикоррозионной

присадкой прогоняется через систему впрыска в течение примерно 15 мин. Та­кая добавка масла оказывает влияние и на смазку кулачкового вала. Современ­ные ТНВД, оснащаемые эффективной антикоррозионной защитой, имеют в на­звании индекс «р».

Пример HTML-страницы

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *