Возницький І.В. Паливна апаратура суднових дизелів
4. ПАЛИВНІ НАСОСИ клапанного типу
4.1. Принцип дії ТНВД з регулюванням по початку подачі
У насосах клапанного типу регулювання подачі здійснюється з використанням клапанів, тому плунжер насосів функцію регулювання не несе і має по всій довжині гладку циліндричну форму.
На рис. 4-1 представлений насос, в якому цикловая подача змінюється шляхом зміни початку подачі, кінець подачі залишається незмінним.
Основні елементи насоса: прецизионно виготовлена плунжерні пара (плунжер і втулка) 13, штовхач плунжера 11, поворотна пружина 12, клапани - нагнітальний 2, перепускний 4, запобіжний 1.
Принцип дії ТНВД. При набіганні ролика штовхача 11 на кулачок розподільного вала 10 плунжер 13 піднімається вгору. Рух плунжера вниз здійснюється під дією раніше стислої пружини 12.
впускний клапан 4, і паливо заповнює надплунжерний простір. На початку руху плунжера вгору клапан 4 продовжує залишатися відкритим, і паливо частково витісняється назад в магістраль 3. Зворотний перепуск палива відбувається до тих пір, поки механічний привід клапана, що складається з важеля 8 і штовхачів 5,6,7, не звільнить клапан, і він під тиском палива з боку плунжера не сяде на сідло. Починаючи з цього моменту тиск в надплунжерний просторі почне швидко рости, відкриється нагнітальний клапан 2 і паливо надійде до форсунки. Момент посадки клапана 4 визначає геометричний момент початку подачі палива по насосу. Кінець подачі відбудеться, коли плунжер при своєму русі вгору прийде в ВМТ. Таким чином, активний хід плунжера, що визначає величину циклової подачі і її тривалість, визначається частиною його ходу від моменту посадки впускного (перепускного) клапана на сідло до моменту приходу плунжера в ВМТ. Такий метод регулювання отримав найменування - регулювання по початку подачі. При цьому важливо мати на увазі, що зменшення циклової подачі на початку ходу плунжера супроводжується скороченням кута випередження і навпаки. Для двигунів, що працюють на гребний гвинт фіксованого кроку, зниження кута випередження при переході на знижені обороти і навантаження дуже бажано, тому що цим компенсується відбувається збільшення тривалості підготовки палива до згорання і забезпечується більш м'яке і своєчасне згоряння палива. Цим пояснюється, що фірма Зульцер і завод «Русский Дизель» в своїх ранніх машинах застосовували насоси подібного типу. Друга перевага клапанних насосів полягає в кращій ущільнюючої здатності і істотно великим ресурсом плунжерних пар. Пояснюється це тим, що ущільнення досягається по всій довжині плунжера, що недосяжно для прецизійних пар насосів золотникового типу. Поряд із зазначеним перевагою насоси з регулюванням по початку подачі володіють і істотним недоліком, що полягає в тому, що закінчення подачі припадає на кінець ходу плунжера, коли швидкість його руху падає і в ВМТ дорівнює нулю (див. Рис. 4-3). Тут представлені криві ходу і швидкості плунжера, що визначаються профілем паливного кулачка, а також фази подачі. З них видно, що на початку ходу швидкість плунжера зростає, що визначає відповідне зростання тисків упорскування, а до кінця подачі (в районі ВМТ плунжера) швидкість різко падає до нуля. Це призводить до істотного падіння тиску уприскування, а, отже, погіршення розпилювання і скорочення довжини факела струменів палива, що вилітають із соплових отворів в кінцевій фазі уприскування.
У зв'язку з цим слід зауважити, що паливо, яке надходить в камеру згоряння в кінці уприскування, має знайти свіже повітря, а він в цю фазу зазвичай знаходиться на периферії камери. Якщо при скороченні довжини факела струменя палива не досягнуть периферії, то це буде супроводжуватися неповним згорянням, виділенням сажі і димним вихлопом. Природно, економічність двигуна падає. Особливо важка ситуація складається на режимах самого малого ходу, так як уприскування відбувається на кінцевій ділянці профілю кулачної шайби при низькому тиску уприскування, в силу чого можливі пропуски подачі і нестійка робота двигуна. Зміна подачі одночасно по всьому насосів двигуна здійснюється зміною моменту закриття перепускного (впускного) клапана 4, що досягається поворотом ексцентрика 9. Валик останнього пов'язаний з регулятором числа обертів і важелем управління двигуном. Регулювання величини подачі по окремих циліндрах досягається зміною зазору S шляхом підкручування регулювального болтика 6 (рис 4.1). Регулювання кута випередження по окремих циліндрах без зміни циклової подачі досягається розворотом кулачної шайби щодо розподільного вала. Поворот кулачної шайби в сторону обертання призводить до збільшення кута випередження завдяки більш ранньому набіганні ролика штовхача на кулак. Конструкція кріплення кулачної шайби буде зрозуміла з розгляду рис. 4-2. Сама шайба 2 складається з 2-х половин і на нерухомо закріпленої на валу втулці 1 фіксується конусної гайкою 3.
4.2. Принцип дії ТНВД зі змішаним регулюванням подачі
Насоси цього типу використовувалися фірмою Зульцер в двигунах RND і RND-M (див. Рис. 4-4). Привід насоса здійснюється від рознімної кулачної шайби, конструкція якої (див. Рис. 4-2) дозволяє змінювати кут випередження індивідуально для кожного циліндра. Реверс приводу досягається поворотом розподільного на певний кут. Регулювання фаз подачі палива забезпечується зміною моментів відкриття впускного 2 і відсічного 3 клапанів. Привід клапанів пов'язаний з рухом плунжера 1 за допомогою важелів 8 і 9, що сидять на ексцентрикових валиках 10,11, і регульованих штовхач 13 і 14. Початок подачі відбувається в момент посадки впускного клапана на сідло. Висота підйому клапана визначається величиною зазору S "з її зменшенням клапан піднімається вище і сяде на сідло, відповідно, пізніше. Початок подачі зміститься в зону більш високих швидкостей плунжера, що забезпечить більш активний впорскування в його початковій фазі. Одночасно, зменшиться кут випередження. Величина зазору Sj визначається положенням ексцентрикового валика, розворот якого залежить від положення паливної рейки, що зв'язує насоси з регулятором і рукояткою управління двигуном. Однак фірма Зульцер в двигунах RND цю можливість управляти отсечкой на початку подачі не використовує і привід ексцентрикового валика 10 роз'єднаний з рукояткою поста управління і регулятором оборотів. Щоб уникнути млявого уприскування на початку подачі, валик встановлений в заздалегідь задане положення, яке гарантуватиме зміщення початку подачі в сторону досить високих швидкостей плунжера. Таким чином, на початковому ділянці ходу плунжера відбувається перепуск палива і лише тільки потім починається подача. При цьому момент початку подачі на всіх режимах залишається незмінними (див. Рис. 4-5).
Кінець подачі відбувається в момент відкриття відсічного клапана 3, але попередньо, при русі плунжера вгору, вибирається зазор S2. Його величина залежить від положення ексцентрикового валика 11 і може індивідуально регулюватися шляхом зміни довжини штовхача 14. Для збільшення подачі палива необхідно збільшити зазор S2. Це призведе до більш пізнього кінця подачі і збільшення активного ходу плунжера. В даному насосі повний хід плунжера
Величина циклової подачі визначається значенням активного ходу плунжера haKI і його збільшення в розглянутому насосі, як це випливає з вищенаведеного рівняння, може бути забезпечено зменшенням hnep нп і hnep кп. Однак, як вже розглядалося раніше, в двигунах RND використовується тільки регулювання подачі за рахунок кінця, зміна якого досягається розворотом ексцентрика 11. Щоб змінити навантаження (потужність), що розвивається в конкретному циліндрі, слід вдатися до зміни зазору S2. Для зміни максимального тиску в циліндрі, як відомо, залежить від кута випередження подачі палива, слід вдатися до розвороту кулачної шайби приводу плунжера. При повороті шайби в сторону обертання вона раніше буде набігати на ролик штовхача плунжера, плунжер раніше почне свій висхідний рух, раніше почнеться подача - кут випередження збільшиться. При повороті шайби проти напрямку обертання кут випередження зменшиться. Конструкція шайби представлена на рис. 4-2. Насоси клапанного типу мають гладкі циліндричні плунжери, без яких би то ні було виточок на їх робочої поверхні і ущільнення забезпечується на всій довжині. Цим досягається великий ресурс плунжерних пар, що дає клапанним насосів велика перевага перед золотниковими. Але наявність клапанів і частий вихід їх з ладу через ерозію і порушення щільності посадочних поверхонь, поломки пружин, корозії і заїдання штовхальників клапанів, часто відзначається в експлуатації насосів клапанного типу, свідчить про їх низької надійності. З метою скорочення кавітаційно-ерозійних руйнувань клапанів фірма Зульцер на штоку клапана впускання 2 помістила поясок 8, дросселирующий потік перепуску при посадці клапана, а на шток отсечного клапана 3 посаджений зворотний клапан 7, при відкритті клапана 3 знижує кінетичну енергію перепускає потоку.
4.3. Паливні насоси двигунів Зульцер RTA
Принцип і конструкція розглянутого насоса двигунів RND були використані фірмою при розробці модельного ряду двигунів RTA (рис. 4-7). У цьому насосі впускний клапан при наявності VIT подачі палива, а нагнітальний клапан - для зміни кінця подачі. Фази подачі встановлюються в залежності від заданої потужності (навантаження) - див. Рис. 4-6. Тут видно, що з переходом від 100% навантаження на 75% кут випередження збільшується, що дає можливість зберегти максимальний тиск робочого циклу і, тим самим, підвищити економічність роботи двигуна на часткових навантаженнях (докладніше див. VIT - розділ 6.2.2).
4.4. Перевірка і регулювання ТНВД клапанного типу
Ці операції здійснюються після кожної перебирання насосів і включають визначення та регулювання початку подачі, величини активного ходу плунжера і ходу плунжера, відповідного нульовій подачі (холостий хід). Робота проводиться в статиці на непрацюючому двигуні з використанням регулювальних характеристик, з-тримають установчі дані для впускного і відсічного клапанів і відповідних їм переміщень плунжера ТНВД (рис. 4-8).
Регулювальна характеристика ТНВД двигуна Зульцер RTA58.
Регулювальна характеристика знімається в процесі заводських випробувань двигуна і зазвичай знаходиться в заводській інструкції. При її відсутності вона може бути побудована шляхом вимірювань на справному насосі. Всі інші ТНВД повинні бути приведені у відповідність з нею, тільки тоді може бути гарантовано рівність подач палива по всіх циліндрах. При цьому допустимий толеранс в величині активного ходу всіх плунжеров повинен укладатися в діапазон 0,2 мм. Різниця в кутах випередження не повинно перевищувати ± 0,3 °. Показаний на малюнку холостий хід плунжера відповідає фазі наповнення насоса, в цей момент впускний і отсечной клапани підняті (overlap-перекриття) і паливо надходить в надплунжерний простір. Початок подачі відповідає посадці впускного клапана на сідло. Це відбувається при опусканні штовхача 14 клапана і між ним і штоком клапана з'являється зазор (точка перетину лінії впускного клапана з нульовою лінією). Плунжер в цей момент проходить шлях, рівний 15,5 мм, тиск над ним зростає і, коли воно перевищить тиск в системі подачі палива до насоса, клапан під його дією сяде на сідло. Закінчення подачі в залежності від положення стрілки індексу навантаження відбувається після підняття штовхачем 15 отсечного клапана і скидання тиску в надплунжерний просторі. На рис. 4-8 при індексі навантаження 8 активний хід плунжера (від початку до закінчення подачі) становить 22,45 мм. Зазначені значення ходу плунжера і ходів клапанів є установочними і повинні перевірятися і регулюватися після кожної перебирання насосів.
Методика контролю і регулювання
1 - Вирощують вал двигуна в напрямі "Вперед" до моменту, коли вершина паливного кулачка встане під роликом штовхача плунжера. Встановити над закритим зараз впускним клапаном стрілочний індикатор і перевести його в нульове положення (рис. 4-9-1).
2 - Вирощують вал двигуна в зворотному напрямку до моменту, коли основна окружність кулака підійде під ролик штовхача (рис. 4-9-2). Встановити стрілочні індикатори над плунжером і закритим в цей момент відсічним клапаном і вивести їх покажчики на нуль (з невеликим натягом).
3 - Вирощують вал двигуна в напрямі "Вперед" до положення, при якому стрілочний індикатор впускного клапана покаже його підйом на 0,02 мм. Це положення приймається за початок закриття клапана (ріс.4-9-3).
4 - Зняти і записати показання стрілочного індикатора плунжера. Ця величина визначає холостий хід плунжера hxx. Co шкали маховика зняти і записати свідчення кута повороту колінчастого вала відносно ВМТ, що визначають момент початку подачі 5 - Вирощують вал двигуна в напрямі "Вперед" до моменту, коли стрілочний індикатор отсечного клапана зрушиться з місця і покаже 0,02 мм. (Рис. 4-9-4). Це положення приймається за початок відкриття відсічного клапана.
6 - З шкали маховика зняти і записати значення кута повороту колінчастого вала, яке буде відповідати моменту кінця подачі.
7 - Зняти показання індикатора плунжера, які будуть відповідати його повного ходу. Активний хід визначиться як різниця hakt = Hполн - hxx.
Отримані значення початку подачі і активного ходу плунжера повинні бути звірені з установочними даними з урахуванням положення індикатора навантаження. Установчі дані наводяться в Valve setting tables, - зразок див. Рис. 4-8.
Асортимент товарів на складі досить широкий, тому ми завжди задовольняємо потреби наших покупців на запчастини ДТ-75. Якість деталей не викликає сумніву.
Корисні і перевірені програми: