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)»).

 

 

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 (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.

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.

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

 

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.

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.

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

 

 

Рядные ТНВД модели MW

 

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.

 

Рядные ТНВД модели Р

 

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.

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 — 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.

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

 

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.

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.

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.

 

 

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

 

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».