Топливный насос высокого давления дизельного двигателя. Двигатель высокого давления


АВД своими руками

Очень высокую популярность за последнее время получили аппараты высокого давления (АВД), наиболее часто они применяются на автомойках. С помощью АВД можно быстро и качественно отмыть кузов автомобиля, моторный отсек, такие труднодоступные места как днище и подкрылки. Но применение таких агрегатов не ограничивается автомобилем:  они с успехом применяются в сельском хозяйстве, металлургии, в коммунальных службах и т.п.

Основной принцип очистки- это направленная струя воды высокого давления. Выходя из специального сопла (форсунки, дюзы) она способна эффективно очищать самые сильные загрязнения и устранять сложные засоры в трубопроводах.

 

Поэтому "сердце" АВД- насос (или помпа) высокого давления.

Внимательно изучив данную статью, можно без особых усилий самостоятельно собрать достаточно профессиональный аппарат высокого давления, приобретя комплектующие для сборки и аксессуары у нас на сайте.

Рассмотрим, как можно собрать аппарат высокого давления средних параметров для мойки автомобилей, прочистке трубопроводов диаметром до 150-200мм, откачке шлама из колодцев и отстойников, мытья фасадов, гидропескоструйной обработки.

Стоимость мойки высокого давления складывается из двух основных компонентов: насоса (помпы) и привода (электродвигатель, двигатель внутреннего сгорания, гидропривод). Это самая затратная часть в создании АВД.

Выбор помпы (насоса) высокого давления. Затронем только модели с кривошипно-шатунным механизмом.

 

При выборе насоса высокого давления нужно опираться на три основных параметра: рабочее давление, производительность (расход воды) и обороты вращения вала.  Для того, чтобы справиться  с вышеперечисленными задачами, нам потребуется насос высокого давления с производительностью от 900 до 1250 литров в час и рабочим давлением от 180 до 250 бар. Низкие обороты на валу насоса имею приоритет над высокими, так как это увеличивает ресурс работы помпы. Немаловажную роль имеет ширина шатунов на валу, однако при грамотной эксплуатации (достаточный уровень  и своевременная замена масла, предупреждение перегрева)- этим параметром можно пренебречь.

Электродвигатель. Нужно определить мощность электродвигателя (или другого привода). Многие производители насосов высокого давления охотно публикуют сведения об этом в характеристиках своей продукции. Для примера возьмем насос с производительностью 900 литров в час и рабочим давлением 200 бар. Приблизительный расчет, не углубляясь в точные формулы, будет таким: произведение производительности (л/мин) и давления (в бар) делим на 550. Получим значение мощности электродвигателя- 5,5 кВт. Подключение электродвигателя к сети необходимо через контактор или специальный пускатель. Всё оборудование должно быть заземлено.

Самым простым способом соединения насоса и двигателя- это "вал в вал". При этом способе сопряжения электродвигатель имеет только один задний подшипник, а помпа крепится болтами к передней крышке электродвигателя. Можно использовать и другие типы соединений, с использованием гибкой (эластичной) муфты и фланца, редуктор, ременную передачу с помощью шкивов.

На получившийся "моноблок", по желанию и возможностям, можно "навешивать" регулятор давления, выключатели "total stop", термоклапан, демпфер, манометр, фильтр очистки и многое другое.

 

Рама.

Если аппарат будет использоваться стационарно, то в раме нет необходимости. Но тогда Вам потребуется найти надежное место для крепления электродвигателя.

Если АВД предполагается переносить с места на место, то потребуется рама из металлических труб или профиля, для мобильности можно оснастить её колесами и упором, а также ручками для удобной транспортировки.

 

Важное значение имеет количество и качество подаваемой в насос высокого давления воды.

Накопительная ёмкость. Наилучший способ решения данного вопроса- накопительная емкость, которая имеет автозаполнение из водопроводной сети с помощью обычного поплавкового клапана. Необходимо чтобы емкость не была полностью герметичной, но исключала возможность попадания в нее грязи или частиц, чтобы не повредить уплотнения или керамические вставки поршней (плунжеров).  Для этого на входе в емкость устанавливают фильтр и устраивают необходимый клапан сверху. Моющий раствор добавлять непосредственно в емкость не рекомендуется. Для этого лучше всего применять пеногенераторы, распылители, пенные насадки, пеноижекторы.

Большинство насосов высокого давления способны забирать воду самостоятельно (самовсасыванием), но не стоит размещать насос выше 0,5 метра и использовать для подачи обычный садовый шланг. Для этих целей нужно приобрести жесткий шланг (напорно- всасывающий).  Внутренний диаметр шланга для насоса с производительностью 900 литров в час должен быть не менее 15 мм при длине 3-5 метров.

Обычные "мягкие" шланги подойдут только для использования непосредственно от напорной водопроводной сети. Но не стоит забывать, что в таких сетях бывают проблемы с необходимой для насоса подачей воды. Это может плохо отразиться на работе помпы и сократит срок службы внутренних уплотнений (манжет и клапанов).

Регулятор. При установке регулятора давления лучшим способом подключения будет использование байпассного канала с замыканием его в накопительную емкость. В этом случае, при закрытии пистолета, вода будет циркулировать через емкость, а не внутри помпы.

 

Рукав высокого давления или шланг высокого давления- длина подбирается по необходимости, можно использовать несколько шлангов небольшой длины и специальный соединитель. Чтобы шланг преждевременно не изнашивался, т.к. обычно в помещениях моек бетонные полы без покрытия, стоит использовать специальную спиральную защиту из полипропилена.

 

Для каналоочистки используются специальные шланги и форсунки (дюзы).

 

 

Пистолеты, копья, насадки, форсунки- всё можно приобрести под конкретные задачи, которые Вы ставите для выполнения текущих задач.

 

Важные советы:

- следите за резьбовыми соединениями- они не должны подтекать и быть надежно закреплены.

- не пытайтесь откручивать шланг, если он под давлением- выключите АВД и сбросьте давление!

- регулярно проводите очистку фильтра, даже сели он "визуально чистый".

- Не используйте включение-выключение пистолета без надобности- частые срабатывания изнашивают регулятор и клапан пистолета!

В основном, для грамотного использования АВД, достаточно прочитать инструкцию по эксплуатации! Ваш аппарат прослужит Вам долго и потребует  регулярной замены быстроизнашивающихся деталей в насосе- манжет, клапанов, в регуляторе давления и плановой замене масла.

www.avd-service.ru

ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ДВИГАТЕЛЬ

 

1 Установить ведомую полумуфту (рис. 64,65) на муфту

опережения (демпферную муфту) и закрепить болтами.

2 Повернуть муфту опережения впрыскивания так, чтобы

бобышки

ведомой

полумуфты

установились

в

горизонтальное положение, а метка на торце муфты

находилась в зоне указателя.

 

 

3 Установить фланец полумуфты в сборе с ведущей

полумуфтой и пакетами пластин на вал привода, при

этом

выступ

«а»

на

фланце

полумуфты

должен

находиться с левой стороны, если смотреть на привод со

стороны вентилятора.

4 Установить на двигатель топливный насос высокого

давления с муфтой опережения (с гасителем) в сборе и

закрепить его болтами. Перед затяжкой стяжного болта

привода

и

после

установки

угла

опережения

впрыскивания отрегулировать плоскостность пакетов

пластин путем перемещения фланца полумуфты по валу

привода. На блок цилиндров двигателя топливный насос

устанавливать

в

вертикальном

положении,

болты

крепления заворачивать равномерно, не допуская завала

насоса.

Окончательный

момент

затяжки

болтов

крепления насоса 30-40 Н·м (3-4 кгс·м).

Соединить секции насоса с форсунками топливо-

проводами высокого давления в порядке, показанном на

рис. 39.

6 Отрегулировать угол опережения впрыскивания.

7 Проверить наличие масла в корпусах топливного насоса

высокого давления и регулятора, при необходимости до-

лить масло до уровня отверстия под трубку отвода масла.

8 Подсоединить трубки подвода и отвода масла и

топливопроводы.

После пуска двигателя подрегулировать минимальную

частоту вращения холостого хода коленчатого вала следующим

образом.

1 Ослабив

контргайку,

вывернуть

корпус

буферной

пружины на 2 – 3 мм.

2 Болтом ограничения минимальной частоты вращения

(рычаг управления должен упираться в этот болт)

подрегулировать

минимальную

частоту

вращения

холостого хода до появления небольших колебаний

частоты вращения коленчатого вала двигателя. При

ввертывании болта обороты двигателя увеличиваются,

при вывертывании — уменьшаются.

3 Ввертывать корпус буферной пружины до исчезновения

неустойчивости

частоты

вращения.

Категорически

запрещается ввертывать корпус буферной пружины до

 

 

совмещения его торца с торцом контргайки. После

регулировки законтрить болт минимальной частоты

вращения и корпус буферной пружины гайками.

Минимальную частоту вращения холостого хода можно

подрегулировать также на новом двигателе в начальный период

его эксплуатации.

Нарушать заводскую регулировку максимальных оборотов

в процессе эксплуатации категорически запрещается.

 

 

 

СЛИВ ОТСТОЯ ИЗ

ТОПЛИВНЫХ ФИЛЬТРОВ

Для слива отстоя из топливных фильтров грубой и тонкой

очистки отвернуть на 3-4 оборота сливные пробки (рис. 69 поз.

12 и 13; рис. 32 поз. 9 и 10) и слить по 0,1 л топлива в подстав-

ленную посуду.

После слива отстоя пробки завернуть и пустить двигатель

на 3-4 минуты для удаления воздушных пробок.

Сливать отстой особенно важно в зимнее время для

удаления конденсирующей воды.

ЗАМЕНА ЭЛЕМЕНТА ФИЛЬТРА

ТОНКОЙ ОЧИСТКИ ТОПЛИВА

1 Слить отстой из фильтра.

2 Вывернуть болт 5 (рис. 69) крепления

колпака.

3 Снять колпак 10 и удалить старый

фильтрующий элемент 8.

4 Промыть бензином или чистым

дизельным

топливом

внутренние

поверхности колпака.

5 Поставить в колпак 10 пружину 9,

фильтрующий элемент 8 (меньшим

отверстием вниз), на верхний фланец

элемента

установить

резиновую

прокладку.

 

Рис. 69. Фильтр тонкой очистки

топлива:

1 – прокладка; 2 – крышка; 3 – прокладка

жиклера; 4 – жиклер; 5 – болт; 6 – шайба

болта крепления; 7 – прокладка колпака;

8 – фильтрующий элемент; 9 – пружина,

10 – колпак; 11 – прокладка сливной

пробки; 12 – сливная пробка; 13 – пробка

 

 

6 Поставить шайбу 6 болта крепления и прокладку 7

колпака, установить колпак с элементом на, место и тщательно

затянуть болт 5.

165

 

 

7 Пустить двигатель и убедиться в герметичности фильтра;

подтекание топлива устранить подтяжкой болта 5.

 

ЗАМЕНА ЭЛЕМЕНТА ФИЛЬТРА

ГРУБОЙ ОЧИСТКИ ТОПЛИВА

 

1 Слить отстой из фильтра.

2 Отвернуть четыре болта 1 (рис. 76) крепления колпака 8

фильтра к крышке 5, снять колпак фильтра и удалить

старый фильтрующий элемент 7.

3 Тщательно промыть внутренние поверхности колпака

чистым бензином или дизельным топливом.

4 Поставить новый элемент 7 и прокладку 6 в канавку

крышки, установить колпак, и, убедившись в правильном

(без

смещения)

положении

прокладки,

тщательно

затянуть болты 1 крепления колпака к крышке. При

затрудненном доступе к фильтру для исключения случаев

смещения прокладки допускается

перед установкой прокладку со

стороны

крышки

смазать

в

нескольких точках консистентной

смазкой.

5 Отвернуть пробку 3, залить в

фильтр

чистое

топливо

и

тщательно завернуть пробку.

6 Пустить двигатель и убедиться в

герметичности фильтра. Подтянув

болты, устранить подсос воздуха.

 

Рис 76. Фильтр грубой очистки

топлива:

1–болт крепления; 2–шайба; 3–пробка;

4–прокладка

пробки; 5–крышка; 6–

прокладка; 7–фильтрующий элемент; 8–

колпак; 9–сливная пробка

 

166

 

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

ТУРБОКОМПРЕССОРА

Техническое обслуживание турбокомпрессора проводить

через каждые 3000 часов работы двигателя.

При техническом обслуживании проверить осевой и

радиальный люфты ротора с помощью индикатора. Люфт

определяется как разность показаний индикатора при отклонении

вала в двух взаимно противоположных направлениях (рис. 77).

Допустимые предельные величины люфтов осевой - 0,20 мм,

радиальный - 0,80 мм. Если люфты больше предельных значений,

турбокомпрессор надо заменить.

 

 

а)

 

 

б)

 

Рис. 77. Проверка люфта ротора:

а) - радиального; б) - осевого.

Один раз в год удалять отложения с корпуса турбины

компрессора и с рабочих колес. Очистку деталей компрессора

производить с помощью бензина, деталей турбины - с помощью

декарбонизатора .

При установке турбокомпрессора на двигатель тщательно

проследить за чистотой трубопроводов, подсоединяемых к

турбокомпрессору и отсутствие в них предметов и мусора. После

установки турбокомпрессора заполнить корпус подшипников

чистым маслом через отверстие подвода масла. Тщательно

следить за отсутствием подсосов и подтеканий в воздушных,

газовых, масляных трубопроводах и их соединениях.

 

 

167

 
 

 

Следует иметь в виду, что оптимальный режим работы

турбокомпрессора осуществляется в диапазоне более высокой

частоты вращения коленчатого вала двигателя.

 



infopedia.su

Двигатель. Основные системы впрыска топлива. Вредные выбросы

В качестве источника энергии в подавляющем большинстве эксплуатируемых в настоящее время транспортных средств используется двигатель внутреннего сгорания, преобразующий химическую энергию топлива в механическую работу. Следует отметить, что при работе такого двигателя образуется большое количество различных вредных выбросов и излучений. Кроме того, топливо и эксплуатационные жидкости, применяемые в двигателе, обладают высокой токсичностью и пожароопасностью.

По типу применяемого топлива двигатели внутреннего сгорания подразделяются на:

  • бензиновые
  • дизельные
  • работающие с использованием горючих газов

dvsdvs_s

Рис. Устройство и принцип работы двигателя

Основные системы впрыска топлива

Рассмотрим элементы топливных систем основных видов.

Простейшим бензиновым двигателем является карбюраторный. Вследствие низкой экономичности такой двигатель применяется в основном в устаревших моделях автомобилей западно-европейского, а также в части современных автомобилей российского производства.

В современных двигателях все большее распространение находят системы впрыска топлива, обеспечивающие более точное регулирование процессов смесеобразования и, как следствие, большую экономичность и пониженную токсичность.

В качестве переходной системы между карбюраторной системой питания и системой впрыска в ряде автомобилей применяется центральный впрыск. Данная система вместо карбюратора имеет корпус с дроссельной заслонкой и установленной в нем единственной форсункой. Остальная система топливоподачи такого двигателя практически ничем не отличается от системы топливоподачи карбюраторного двигателя, за исключением наличия топливного насоса с электрическим приводом.

Центральный впрыск

Дальнейшее развитие систем впрыска привело к необходимости подавать топливо отдельно в каждый из цилиндров двигателя.

Механический впрыск

В результате появилась так называемая система механического впрыска топлива, которая сейчас практически не применяется. Однако существует еще достаточно автомобилей 1980-1990 гг. выпуска, оснащенных такой системой, один из вариантов которой представлен на рисунке. Эта система имеет в своем составе дополнительный накопителя топлива и дозатор-распределитель, с помощью которого топливо распределяется между цилиндрами.

Электронный впрыск

В настоящее время самое широкое распространение имеют электронные системы впрыска топлива разнесенного типа. Большинство современных систем впрыска являются вариантами такой системы, схема которой приведена на рисунке. В данной системе топливо подается к форсункам посредством специального топливного коллектора.

Общие элементы всех приведенных выше систем — топливный бак, топливный насос, топливный фильтр и топливопроводы. Следует иметь в виду, что электрические топливные насосы на современных автомобилях располагаются, как правило, внутри топливного бака и омываются топливом для обеспечения более интенсивного охлаждения. Кроме фильтров тонкой очистки в системе топливоподачи могут устанавливаться фильтры-отстойники для обеспечения более эффективного отделения от топлива воды и твердых примесей.

Для газобаллонных автомобилей используются, как правило, обычные двигатели, работающие на бензине. На таком двигателе устанавливается система питания, предназначенная для работы как на газообразном топливе, так и на бензине. Топливом для таких двигателей служит сжатый или сжиженный газ.

Схема системы питания автомобиля, работающего на сжатом газе, представлена на рисунке:

Система питания двигателя, работающего на сжатом газе

Рис. Система питания двигателя, работающего на сжатом газе:1 — баллоны для сжатого газа; 2 — вентили групп баллонов; 3 — наполнительный вентиль; 4 — основной расходный вентиль; 5 — редуктор высокого давления; 6 — электромагнитный клапан; 7 — редуктор низкого давления; 8 — пусковой клапан; 9 — карбюратор-смеситель

Система питания автомобиля, работающего на сжиженном газе, имеет один или два баллона, заполненных сжиженным газом. При необходимости превращения жидкой фазы в газообразную в системе предусмотрен испаритель и одноступенчатый редуктор.

В современных двигателях иностранного производства в настоящее время начинают внедрять газовую систему питания, основанную на использовании сжиженного газа непосредственно (в виде жидкой фазы), без испарителя.

В целях снижения дымности и повышения экономичности дизельных двигателей для них также разрабатываются установки для использования газового топлива. Наиболее широкое распространение получила установка, в которой в качестве источника зажигания газовоздушной смеси используется факел жидкого топлива, самовоспламеняющегося от сжатия.

Цилиндры двигателя в течение впуска заполняются газовоздушной смесью обедненного состава. Для этого на впускном трубопроводе двигателя или нагнетателя устанавливается смесительное устройство для перемешивания газа с воздухом, регулирования качества и количества газовоздушной смеси, поступающей в двигатель. Схема такой установки представлена на рисунке. Следует отметить, что в данных установках могут одновременно применяться баллоны для сжатого и сжиженного газа.

Система питания газодизельного двигателя

Рис. Система питания газодизельного двигателя: 1 — баллоны для сжатого газа; 2 — баллон для сжиженного газа; 3 — расходный вентиль для сжиженного газа; 4 — наполнительный вентиль для сжиженного газа; 5 — расходный вентиль для сжатого газа; 6 — наполнительный вентиль для сжатого газа; 7 — подогреватель-испаритель; 8 — магистральный вентиль; 9 — газовый фильтр; 10 — газовый редуктор; 11 — газовый смеситель

Топливная система дизельного двигателя, имеющего в своем составе топливный насос высокого давления (ТНВД), показана на рисунке. В такой системе может применяться также дополнительный фильтр-отстойник топлива, расположенный на всасывающей магистрали между топливным баком и подкачивающим насосом. Кроме того, транспортные средства с большим расстоянием между топливным баком и двигателем (преимущественно автобусы) могут снабжаться несколькими ручными подкачивающими насосами для облегчения заполнения топливом трубопроводов низкого давления.

Система питания дизельного двигателя

Рис. Система питания дизельного двигателя:1 — топливный бак; 2 — топливный фильтр тонкой очистки; 3 — топливо провод низкого давления; 4 — топливный насос высокого давления; 5 — топливоподкачивающий насос; 6 — регулятор подачи топлива; 7 — педаль подачи топлива; 8 — топливопровод высокого давления; 9 — топливная форсунка; 10 — топливопровод слива; 11 — двигатель

В настоящее время на дизельных двигателях большой мощности получили распространение системы, в которых нагнетание топлива под высоким давлением происходит непосредственно в форсунках. Такой двигатель не имеет ТНВД, а снабжен насос-форсунками, имеющими электрическое или гидравлическое управление. Характерными особенностями этих двигателей является отдельный привод подкачивающего насоса, осуществляемый от распредвала, привода компрессора, насоса гидроусилителя и т.п., наличие топливного коллектора, распределяющего топливо между насос-форсунками, а также отсутствие топливопроводов высокого давления.

Основные компоненты вредных выбросов отработавших газов двигателя

Основные компоненты вредных выбросов отработавших газов бензинового двигателя и двигателя, работающего на газу, — оксид углерода (СО) и летучие углеводороды (СН), содержание которых подлежит контролю при проверке технического состояния двигателя.

Оксид углерода — это бесцветный, не имеющий запаха газ. Плотность СО меньше воздуха, поэтому он легко может распространяться в атмосфере. Поступая в организм человека с вдыхаемым воздухом, СО снижает функцию кислородного питания, выполняемую кровью. Усугубленный кислородным голоданием токсический эффект СО проявляется в непосредственном влиянии на клетки центральной нервной системы. Кроме того, в результате кислородного голодания организма ослабляется внимание, замедляется реакция, падает работоспособность водителя, что влияет на безопасность дорожного движения.

Углеводородные соединения служат исходными продуктами для образования фотооксидантов, обладающих сильным раздражающим и общетоксичным действием на организм человека. Особенно опасными из группы углеводородов являются канцерогенные вещества. Установлено, что в местах непосредственного контакта канцерогенных веществ с тканью появляются злокачественные опухоли. Токсичными веществами являются также пары бензина, попадающие в атмосферу из топливного бака и неплотностей в соединениях отдельных узлов и систем двигателя.

В дизельном двигателе подлежит контролю содержание сажи в отработавших газах, которое проявляется в виде дыма, выделяющегося при работе двигателя.

Сажа — это твердый углерод, который при попадании в организм задерживается в легких, дыхательных путях и вызывает аллергию. Кроме того, сажа, как любой аэрозоль, загрязняет воздух и ухудшает видимость на дорогах.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Трубки высокого давления дизельного двигателя.

Устройства и приборы высокого давления


Трубки высокого давления

Трубопроводы высокого давления дизеля

Топливный насос высокого давления подает топливо к форсункам посредством специальных трубопроводов, к которым предъявляются очень строгие требования. Это связано не только с тем, что трубопроводы (трубки) подвержены воздействию значительных механических перегрузок динамического характера, но и с необходимостью строгого дозирования топлива, подаваемого от нагнетательной секции насоса к форсунке.

Условия работы трубок высокого давления, действительно, очень напряженные. Топливо поступает в трубки под давлением до 20 МПа (и даже более), при этом давление на стенки трубок имеет импульсный характер, связанный с особенностью впрыска дизеля. В системах питания Common Rail топливопроводы высокого давления менее подвержены импульсным нагрузкам, поскольку в них давление выдерживается относительно постоянным, равным давлению в рампе, а вот в классической системе питания дизеля трубки напряжены колоссальными динамическими (переменными) нагрузками, сопровождающимися гидравлическими ударами различной интенсивности.

Импульсное перемещение топлива по трубкам – не единственный негативный фактор, влияющий на долговечность трубопроводов высокого давления. При определенных условиях, зависящих от длины трубок и частоты импульсов подачи топлива, в трубках могут возникнуть резонансные явления, которые способны разорвать даже трубопровод, выполненный с многократным запасом прочности.

Чтобы исключить или свести к минимуму вероятность резонанса в трубках, конструкторы производят сложные расчеты, связанные, в первую очередь, с подбором оптимальной длины трубок и их внутреннего диаметра. По этой причине все трубки высокого давления в дизеле конкретной модели имеют одинаковую длину, наименее склонную к резонансу с импульсными толчками топлива.



Технология изготовления трубок высокого давления тоже достаточно сложная. К требованиям повышенной прочности прилагаются и требования к точному дозированию перемещаемого по трубкам топлива. Для выполнения этого условия трубки должны иметь калиброванное проходное сечение, а также минимальную шероховатость внутренней поверхности.

По этим причинам трубки изготавливаются из специальных сталей, канал в них выполняется сверлением с последующим упрочнением. Внутренний диаметр трубок и их длина строго дозируются.

Следует отметить, что трубопроводы высокого давления являются паразитическим звеном в системе подачи топлива дизельных двигателей. Они ограничивают давление подачи топлива к форсункам, и часто становятся причиной отказа системы питания из-за механических разрушений (разрывы, трещины и т. п.). Этих недостатков лишены системы питания типа насос-форсунка, в которых отпадает необходимость в трубопроводах высокого давления.

***

Дизельные топлива - требования, свойства, маркировка



k-a-t.ru

Топливный насос высокого давления дизельного двигателя

Топливный насос высокого давления 12-цилиндрового дизельного двигателя

Топливный насос высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя (а также бензиновых двигателей, оснащенных системой непосредственного впрыска топлива) является одним из наиболее сложных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей.

Топливные насосы предназначены для подачи в цилиндры дизеля под определенным давлением и в определенный момент точно отмеренных порций топлива, соответствующих данной нагрузке. По способу впрыска различают топливные насосы непосредственного действия и с аккумуляторным впрыском. В топливном насосе непосредственного действия осуществляется механический привод плунжера, а процессы нагнетания и впрыска протекают одновременно. В каждый цилиндр секция топливного насоса подает необходимую порцию топлива. Требуемое давление распыливания создается движением плунжера насоса.

У топливного насоса с аккумуляторным впрыском привод рабочего плунжера осуществляется за счет сил давления сжатых газов в цилиндре двигателя или с помощью специальных пружин. На мощных тихоходных дизелях применяют аккумуляторные топливные насосы с гидравлическими аккумуляторами.

В системах с гидравлическими аккумуляторами процессы нагнетания и впрыска протекают раздельно.

Предварительно топливо под высоким давлением нагнетается насосом в аккумулятор, из которого поступает к форсункам. Эта система обеспечивает качественное распыливание и смесеобразование в широком диапазоне нагрузок дизеля, но из-за сложности конструкций такой насос широкого распространения не получил. Современные дизели используют технологию с управлением электромагнитными клапанами форсунок от микропроцессорного устройства (такое сочетание называется «common rail»).

Топливные насосы высокого давления могут быть рядными, V-образными (многосекционными) и распределительными. В рядных ТНВД насосные секции располагаются друг за другом, и каждая подает топливо в определенный цилиндр двигателя. В распределительных ТНВД, которые бывают одноплунжерными и двухплунжерными, одна насосная секция подает топливо в несколько цилиндров двигателя.

Работа секции рядного ТНВД

Устройство распределительного ТНВД:

  1. редукционный клапан;
  2. всережимный регулятор;
  3. дренажный штуцер;
  4. корпус насосной секции высокого давления в сборе с плунжерной парой и нагнетательными клапанами;
  5. топливоподкачивающий насос;
  6. лючок регулятора опережения впрыска;
  7. корпус ТНВД;
  8. электромагнитный клапан выключения подачи топлива;
  9. кулачково-роликовое устройство привода плунжера.

Подачу топлива из бака в ТНВД обеспечивает топливоподкачивающий насос (5), а редукционный клапан (1) поддерживает стабильное давление на входе в насосную секцию ТНВД, которая расположена в корпусе (4).

Плунжерная пара насосной секции представляет собой золотниковое устройство, регулирующее количество впрыскиваемого топлива и распределяющее его по цилиндрам дизеля в соответствии с порядком их работы. Всережимный регулятор (2) обеспечивает устойчивую работу дизеля в любом режиме, задаваемом водителем с помощью педали акселератора, и ограничивает максимальные обороты коленчатого вала, а регулятор опережения впрыска топлива (6) изменяет момент подачи топлива в цилиндры в зависимости от частоты вращения коленвала.

Топливоподкачивающий насос подает в ТНВД топливо в гораздо большем объёме, чем требуется для работы дизеля. Излишки возвращаются в бак через дренажный штуцер (3). Что касается электромагнитного клапана (8), то он предназначен для остановки дизеля. При повороте ключа в замке зажигания в положение «выключено» электромагнитный клапан перекрывает подачу топлива к плунжерной паре, а значит, и в цилиндры дизеля, это и требуется, чтобы заглушить силовой агрегат.

В зависимости от давления и продолжительности впрыска, а также от величины цикловой подачи топлива существуют следующие модели рядных ТНВД:

— М (4…6 цилиндров, давление впрыска до 550 бар)— А (2…12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)— P3000 (4…12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)— P7100 (4…12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)— P8000 (6…12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)— P8500 (4…12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)— R (4…12 цилиндров, давление впрыска до 1150 бар)— P10 (6…12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)— ZW (M) (4…12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)— P9 (6…12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)— CW (6…10 цилиндров, давление впрыска до 1000 бар)— h2000 (5…8 цилиндров, давление впрыска до 1350 бар)

Общее устройство ТНВД

Основные части ТНВД:

  • Корпус.
  • Крышки.
  • Всережимный регулятор
  • Муфта опережения впрыска.
  • Подкачивающий насос.
  • Кулачковый вал.
  • Толкатели.
  • Плунжеры с поводками или зубчатыми втулками,
  • Гильзы плунжеров.
  • Возвратные пружины плунжеров.
  • Нагнетательные клапаны.
  • Штуцеры.
  • Рейка.

Принцип действия ТНВД: Вращение кулачковый вал получает через муфту опережения впрыска и зубчатую передачу от коленчатого вала. При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель и смещает его, а он в свою очередь, сжимая пружину, поднимает плунжер. При поднятии плунжера он вначале закрывает впускной канал, а затем начинает вытеснять топливо, находящееся над ним. Топливо вытесняется через нагнетательный клапан, открывшийся за счёт давления, и поступает к форсунке. В момент движения плунжера вверх винтовой канал, находящийся на нём, совпадает со сливным каналом в гильзе. Остатки топлива, находящиеся над плунжером, начинают уходить на слив через осевой, радиальный и винтовой каналы в плунжере и сливной в гильзе. При опускании плунжера за счёт пружины открывается впускной канал, и объём над плунжером заполняется топливом от подкачивающего насоса. Изменение количества подаваемого топлива к форсунке осуществляется поворотом плунжеров от рейки через всережимный регулятор. При повороте плунжера, если винтовой канал совпадёт со сливным раньше, то впрыснуто топлива будет меньше. При обратном повороте каналы совпадут позже, и впрыснуто топлива будет больше. На некоторых ТНВД (например, ТНВД трактора Т — 130) часть секций отключается на холостых оборотах, соответственно, отключается и часть цилиндров двигателя.

Дополнительные агрегаты ТНВД

Муфта опережения впрыска — служит для изменения угла опережения впрыска в зависимости от оборотов. По принципу действия является механизмом, использующим центробежную силу. Устройство:

  • Ведущая полумуфта.
  • Ведомая полумуфта.
  • Грузы.
  • Стяжные пружины грузов.
  • Опорные пальцы грузов

Принцип действия: При минимальных оборотах грузы за счёт пружин стянуты к центру и положение между муфтами является исходным, при этом угол опережения впрыска находится в пределах отрегулированного параметра. При увеличении оборотов центробежная сила в грузах возрастает и разводит их, преодолевая сопротивление пружин. При этом муфты поворачиваются относительно друг друга и угол опережения впрыска увеличивается.

Всережимный регулятор — служит для изменения количества подачи топлива в зависимости от режимов работы двигателя: запуск двигателя, увеличение/уменьшение оборотов, увеличение/уменьшение нагрузки, остановка двигателя. Устройство:

  • Корпус.
  • Крышки.
  • Державка.
  • Грузы.
  • Муфта.
  • Рычаги.
  • Скоба-кулисы.
  • Регулировочные винты.
  • Оттяжные пружины.

Принцип действия: Запуск двигателя — перед запуском рейка за счёт пружины находится в положении максимальной подачи топлива, поэтому при запуске в двигатель подаётся максимальное количество топлива. Это способствует быстрому запуску. Как только двигатель начнёт развивать обороты, и центробежная сила в грузах начнёт расти, они, преодолевая сопротивление пружин, начнут расходиться в стороны и внутренними своими рычагами давить на муфту, которая будет воздействовать на рычаг, а рычаг будет тянуть рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты установятся в соответствии с натягом пружин. Увеличение оборотов — при нажатии на педаль «газа» натягивается пружина, которая действует на рычаг рейки и муфту. Муфта и рейка смещается, при этом преодолевается центробежная сила в грузах. Рейка смещается в сторону увеличения подачи топлива, и обороты растут. Увеличение нагрузки — при увеличении нагрузки и неизменном положении педали «газа» обороты снижаются, центробежная сила в грузах тоже. Грузы складываются и дают возможность сместиться муфте, рычагу и рейке в сторону увеличения подачи топлива. При снижении нагрузки обороты начинают увеличиваться, центробежная сила в грузах тоже, грузы начинают расходится и внутренними рычагами смещать муфту, рычаг и рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты при этом прекращают расти. Остановка двигателя — при остановке двигателя поворачивается скоба, кулиса скобы воздействует на рычаг, а рычаг — на рейку. Рейка перемещается настолько в сторону уменьшения подачи, что подача прекращается, и двигатель останавливается

biograf.academic.ru

Топливный насос высокого давления дизельного двигателя

Топливный насос высокого давления 12-цилиндрового дизельного двигателя

Топливный насос высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя (а также бензиновых двигателей, оснащенных системой непосредственного впрыска топлива) является одним из наиболее сложных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей.

Топливные насосы предназначены для подачи в цилиндры дизеля под определенным давлением и в определенный момент точно отмеренных порций топлива, соответствующих данной нагрузке. По способу впрыска различают топливные насосы непосредственного действия и с аккумуляторным впрыском. В топливном насосе непосредственного действия осуществляется механический привод плунжера, а процессы нагнетания и впрыска протекают одновременно. В каждый цилиндр секция топливного насоса подает необходимую порцию топлива. Требуемое давление распыливания создается движением плунжера насоса.

У топливного насоса с аккумуляторным впрыском привод рабочего плунжера осуществляется за счет сил давления сжатых газов в цилиндре двигателя или с помощью специальных пружин. На мощных тихоходных дизелях применяют аккумуляторные топливные насосы с гидравлическими аккумуляторами.

В системах с гидравлическими аккумуляторами процессы нагнетания и впрыска протекают раздельно.

Предварительно топливо под высоким давлением нагнетается насосом в аккумулятор, из которого поступает к форсункам. Эта система обеспечивает качественное распыливание и смесеобразование в широком диапазоне нагрузок дизеля, но из-за сложности конструкций такой насос широкого распространения не получил. Современные дизели используют технологию с управлением электромагнитными клапанами форсунок от микропроцессорного устройства (такое сочетание называется «common rail»).

Топливные насосы высокого давления могут быть рядными, V-образными (многосекционными) и распределительными. В рядных ТНВД насосные секции располагаются друг за другом, и каждая подает топливо в определенный цилиндр двигателя. В распределительных ТНВД, которые бывают одноплунжерными и двухплунжерными, одна насосная секция подает топливо в несколько цилиндров двигателя.

Работа секции рядного ТНВД

Устройство распределительного ТНВД:

  1. редукционный клапан;
  2. всережимный регулятор;
  3. дренажный штуцер;
  4. корпус насосной секции высокого давления в сборе с плунжерной парой и нагнетательными клапанами;
  5. топливоподкачивающий насос;
  6. лючок регулятора опережения впрыска;
  7. корпус ТНВД;
  8. электромагнитный клапан выключения подачи топлива;
  9. кулачково-роликовое устройство привода плунжера.

Подачу топлива из бака в ТНВД обеспечивает топливоподкачивающий насос (5), а редукционный клапан (1) поддерживает стабильное давление на входе в насосную секцию ТНВД, которая расположена в корпусе (4).

Плунжерная пара насосной секции представляет собой золотниковое устройство, регулирующее количество впрыскиваемого топлива и распределяющее его по цилиндрам дизеля в соответствии с порядком их работы. Всережимный регулятор (2) обеспечивает устойчивую работу дизеля в любом режиме, задаваемом водителем с помощью педали акселератора, и ограничивает максимальные обороты коленчатого вала, а регулятор опережения впрыска топлива (6) изменяет момент подачи топлива в цилиндры в зависимости от частоты вращения коленвала.

Топливоподкачивающий насос подает в ТНВД топливо в гораздо большем объёме, чем требуется для работы дизеля. Излишки возвращаются в бак через дренажный штуцер (3). Что касается электромагнитного клапана (8), то он предназначен для остановки дизеля. При повороте ключа в замке зажигания в положение «выключено» электромагнитный клапан перекрывает подачу топлива к плунжерной паре, а значит, и в цилиндры дизеля, это и требуется, чтобы заглушить силовой агрегат.

В зависимости от давления и продолжительности впрыска, а также от величины цикловой подачи топлива существуют следующие модели рядных ТНВД:

— М (4…6 цилиндров, давление впрыска до 550 бар)— А (2…12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)— P3000 (4…12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)— P7100 (4…12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)— P8000 (6…12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)— P8500 (4…12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)— R (4…12 цилиндров, давление впрыска до 1150 бар)— P10 (6…12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)— ZW (M) (4…12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)— P9 (6…12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)— CW (6…10 цилиндров, давление впрыска до 1000 бар)— h2000 (5…8 цилиндров, давление впрыска до 1350 бар)

Общее устройство ТНВД

Основные части ТНВД:

  • Корпус.
  • Крышки.
  • Всережимный регулятор
  • Муфта опережения впрыска.
  • Подкачивающий насос.
  • Кулачковый вал.
  • Толкатели.
  • Плунжеры с поводками или зубчатыми втулками,
  • Гильзы плунжеров.
  • Возвратные пружины плунжеров.
  • Нагнетательные клапаны.
  • Штуцеры.
  • Рейка.

Принцип действия ТНВД: Вращение кулачковый вал получает через муфту опережения впрыска и зубчатую передачу от коленчатого вала. При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель и смещает его, а он в свою очередь, сжимая пружину, поднимает плунжер. При поднятии плунжера он вначале закрывает впускной канал, а затем начинает вытеснять топливо, находящееся над ним. Топливо вытесняется через нагнетательный клапан, открывшийся за счёт давления, и поступает к форсунке. В момент движения плунжера вверх винтовой канал, находящийся на нём, совпадает со сливным каналом в гильзе. Остатки топлива, находящиеся над плунжером, начинают уходить на слив через осевой, радиальный и винтовой каналы в плунжере и сливной в гильзе. При опускании плунжера за счёт пружины открывается впускной канал, и объём над плунжером заполняется топливом от подкачивающего насоса. Изменение количества подаваемого топлива к форсунке осуществляется поворотом плунжеров от рейки через всережимный регулятор. При повороте плунжера, если винтовой канал совпадёт со сливным раньше, то впрыснуто топлива будет меньше. При обратном повороте каналы совпадут позже, и впрыснуто топлива будет больше. На некоторых ТНВД (например, ТНВД трактора Т — 130) часть секций отключается на холостых оборотах, соответственно, отключается и часть цилиндров двигателя.

Дополнительные агрегаты ТНВД

Муфта опережения впрыска — служит для изменения угла опережения впрыска в зависимости от оборотов. По принципу действия является механизмом, использующим центробежную силу. Устройство:

  • Ведущая полумуфта.
  • Ведомая полумуфта.
  • Грузы.
  • Стяжные пружины грузов.
  • Опорные пальцы грузов

Принцип действия: При минимальных оборотах грузы за счёт пружин стянуты к центру и положение между муфтами является исходным, при этом угол опережения впрыска находится в пределах отрегулированного параметра. При увеличении оборотов центробежная сила в грузах возрастает и разводит их, преодолевая сопротивление пружин. При этом муфты поворачиваются относительно друг друга и угол опережения впрыска увеличивается.

Всережимный регулятор — служит для изменения количества подачи топлива в зависимости от режимов работы двигателя: запуск двигателя, увеличение/уменьшение оборотов, увеличение/уменьшение нагрузки, остановка двигателя. Устройство:

  • Корпус.
  • Крышки.
  • Державка.
  • Грузы.
  • Муфта.
  • Рычаги.
  • Скоба-кулисы.
  • Регулировочные винты.
  • Оттяжные пружины.

Принцип действия: Запуск двигателя — перед запуском рейка за счёт пружины находится в положении максимальной подачи топлива, поэтому при запуске в двигатель подаётся максимальное количество топлива. Это способствует быстрому запуску. Как только двигатель начнёт развивать обороты, и центробежная сила в грузах начнёт расти, они, преодолевая сопротивление пружин, начнут расходиться в стороны и внутренними своими рычагами давить на муфту, которая будет воздействовать на рычаг, а рычаг будет тянуть рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты установятся в соответствии с натягом пружин. Увеличение оборотов — при нажатии на педаль «газа» натягивается пружина, которая действует на рычаг рейки и муфту. Муфта и рейка смещается, при этом преодолевается центробежная сила в грузах. Рейка смещается в сторону увеличения подачи топлива, и обороты растут. Увеличение нагрузки — при увеличении нагрузки и неизменном положении педали «газа» обороты снижаются, центробежная сила в грузах тоже. Грузы складываются и дают возможность сместиться муфте, рычагу и рейке в сторону увеличения подачи топлива. При снижении нагрузки обороты начинают увеличиваться, центробежная сила в грузах тоже, грузы начинают расходится и внутренними рычагами смещать муфту, рычаг и рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты при этом прекращают расти. Остановка двигателя — при остановке двигателя поворачивается скоба, кулиса скобы воздействует на рычаг, а рычаг — на рейку. Рейка перемещается настолько в сторону уменьшения подачи, что подача прекращается, и двигатель останавливается

dal.academic.ru