Випередження моменту упорскування палива

Найбільш важливими критеріями оптимізації роботи дизельного двигуна є:

• низька токсичність вихлопних газів;
• низький рівень шуму процесу горіння;
• низька питома витрата палива.

Момент, коли ТНВД починає подавати паливо називається початком подачі (або закриттям каналу). Цей момент часу вибирається відповідно до періоду затримки живлення (або просто затримкою живлення). Це змінні параметри, які залежить від конкретного режиму роботи. Період затримки упорскування визначається як період між початком подачі та початком упорскування, а період затримки займання визначається як період між початком упорскування та початком згоряння. Початок упорскування визначається як кут повороту колінчастого валу в області ВМТ, при якому форсунка впорскує паливо камеру згоряння.

Початок згоряння визначається як час займання повітряно-паливної суміші, на яке може впливати початок упорскування. У ТНВД регулювання початку подачі (закриття каналу) в залежності від кількості обертів найкраще здійснювати за допомогою пристрою випередження упорскування.

Призначення пристрою випередження упорскування

Оскільки пристрій випередження упорскування безпосередньо змінює час початку подачі, його можна визначити як регулятор початку подачі. Пристрій випередження упорскування (також зване муфтою випередження упорскування) ексцентрикового типу перетворює крутний момент двигуна, що подається на ТНВД, виконуючи при цьому свої регулюючі функції. Крутний момент, необхідний ТНВД, залежить від розміру ТНВД, кількості пар поршнів, кількості палива, що впорскується, тиску впорскування, діаметра плунжера і форми кулачка. Той факт, що крутний момент двигуна прямо впливає на характеристики моменту впорскування, необхідно враховувати при проектуванні поряд з потенційною вихідною потужністю.

Тиск у циліндрі

Рис. Тиск у балоні: A. Початок упорскування; Б. Початок горіння; C. Затримка запалювання. 1. Вступний заїзд; 2. Такт стиснення; 3. Трудова кар'єра; 4. Відпустити прогін ВІД-ВМТ, УТ-НМТ; 5. Тиск у циліндрі, бар; 6. Положення поршня.

Конструкція пристрою випередження упорскування

Пристрій випередження упорскування для рядного ТНВД встановлено безпосередньо на кінці розподільчого валу ТНВД. Принципово розрізняються пристрої випередження упорскування відкритого та закритого типу.

Пристрій випередження упорскування закритого типу має власний резервуар для мастила, що робить пристрій незалежним від системи мастила двигуна. Відкрита конструкція безпосередньо пов'язана із системою мастила двигуна. Корпус пристрою кріпиться до редуктора гвинтами, а компенсуючий та регулювальний ексцентрики встановлені в корпусі так, щоб вони вільно оберталися. Компенсаційно-регулювальний ексцентрик направляється штифтом, жорстко з'єднаним із корпусом. Крім того, що він дешевше, «відкритий» тип має ту перевагу, що вимагає менше місця і ефективніше змащує.

Принцип роботи пристрою випередження упорскування

Пристрій випередження упорскування приводиться в дію зубчастою передачею, яка встановлена ​​в корпусі ГРМ двигуна. З'єднання між входом і виходом для приводу (ступиці) здійснюється через пари ексцентрикових елементів, що блокуються.

Найбільші з них, регулювальні ексцентрики (4) знаходяться в отворах стопорного диска (8), який у свою чергу пригвинчений до приводного елемента (1). Компенсуючі ексцентрикові елементи (5) встановлені на регулювальних ексцентриках (4) і направляються ними та болтом на маточках (6). З іншого боку, болт маточини безпосередньо з'єднаний зі маточкою (2). Вантажі (7) пов'язані з регулювальним ексцентриком та утримуються у вихідному положенні пружинами змінної жорсткості.

Рис а) у вихідному положенні; б) низькі обороти; в) середні обороти; г) кінцеве становище високої швидкості; а - кут випередження упорскування.

Розміри пристрою випередження упорскування

Розмір пристрою випередження упорскування, що визначається зовнішнім діаметром і глибиною, у свою чергу визначає масу вантажів, що встановлюються, відстань між центрами тяжіння і можливий шлях руху вантажів. Ці три фактори також визначають вихідну потужність та сферу застосування.

ТНВД розміру М

Рис. ТНВД розміру М

Рис. 1. Запобіжний клапан; 2. Рукав; 7 розподільний вал; 8. Кам.

ТНВД типорозміру М - це найменший насос у лінійці рядних ТНВД. Він має корпус із легкого сплаву та кріпиться фланцем до двигуна. Доступ до внутрішньої частини насоса можливий після зняття опорної плити та бічної кришки, тому насос розміру M визначається як відкритий насос, що впорскує. Максимальний тиск упорскування обмежено 400 бар.

Після зняття бічної кришки насоса кількість палива, що подається плунжерними парами, можна відрегулювати та встановити на одному рівні. Індивідуальне регулювання здійснюється переміщенням затискних частин на тязі управління (4).

У процесі роботи встановлення плунжерів насоса і разом з ними кількість палива, що подається, регулюється тягою управління в межах, що визначаються конструкцією насоса. Тяга ТНВД типорозміру М є круглим сталевим стрижнем з лискою, на якому встановлені шліцеві кріплення (5). Важелі (3) жорстко з'єднані з кожною втулкою, що управляє, а клепаний стрижень на своєму кінці входить в паз тримача керуючої тяги. Ця конструкція відома як важільне керування.

Плунжери ТНВД знаходяться у безпосередньому контакті з роликовими штовхачами (6), а попереднє регулювання ходу проводиться підбором роликів відповідного діаметра для штовхача.

Мастило ТНВД типорозміру М здійснюється звичайною подачею моторного масла. ТНВД розміру M доступні з 4,5 або 6 парами поршнів (4-, 5- або 6-циліндровий ТНВД) і призначені лише для дизельного палива.

ТНВД розміру А

Рис. Ін'єкційний насос розміру А

Рядні насоси типорозміру А з широким діапазоном подачі безпосередньо йдуть за впорскуючим насосом типорозміру М. Цей насос також має корпус з легкого сплаву і може встановлюватися на двигуні з фланцем або рамою. ТНВД типу А також має «відкриту» конструкцію, і ТНВД гільзи (2) вставляються безпосередньо зверху в алюмінієвий корпус, при цьому вузол перепускної заслінки (1) запресовується в корпус корпусу ТНВД за допомогою тримача клапана. Тиск ущільнення, який набагато вищий за тиск гідравлічної подачі, повинен поглинатися корпусом ТНВД. Тому максимальний тиск упорскування обмежено 600 бар.

На відміну від ТНВД типу М, ТНВД типу А оснащений гвинтом (зі стопорною гайкою) (7) на кожному роликовому штовхачі (8) для регулювання попереднього ходу.

Для регулювання кількості палива, що подається рейкою керування (4), ТНВД типу А, на відміну від ТНВД типу М, забезпечений шестерним управлінням, а не важільним. Зубчастий сегмент, закріплений на керуючій втулці (5) плунжера, входить у зачеплення з керуючою рейкою і для регулювання пар плунжерів на однакове випередження необхідно послабити настановні гвинти і повернути керуючу втулку за годинниковою стрілкою щодо зубчастого сегмента і, таким чином, щодо рейки керування.

Усі роботи з регулювання ТНВД цього типу повинні виконуватись на насосі, встановленому на опорі та з відкритим корпусом. Як і ТНВД М, ТНВД типу А має пружну бічну кришку, яку необхідно зняти, щоб отримати доступ до внутрішньої частини ТНВД.

Для мастила ТНВД підключається до системи змащення двигуна. ТНВД типу А випускається у версіях до 12 циліндрів і на відміну від ТНВД типу М підходить для роботи з різними видами палива (не тільки дизельним).

ТНВД розміру WM

Рис. ТНВД розмір WM

Впорний насос MW, вбудований у лінію, був розроблений для задоволення потреб у вищому тиску. Вприскуючий насос MW являє собою рядний насос, що впорскує, закритого типу, максимальний тиск упорскування якого обмежено 900 бар. Він також має корпус з легкого сплаву та кріпиться до двигуна за допомогою рами, плоскої основи або фланця.

Конструкція ТНВД MW помітно відрізняється від конструкції ТНВД А і М. Основна відмінність полягає у використанні пари плунжерів, що включає втулку (3), нагнітальний клапан і тримач нагнітального клапана. Він встановлений зовні двигуна та вставлений зверху в корпус ТНВД. На ТНВД MW тримач нагнітального клапана вкручується безпосередньо в втулку, що виступає вгору. Попередній хід регулюється прокладками, які вставляються між корпусом та втулкою із клапанним вузлом. Регулювання рівномірної подачі окремих плунжерних пар здійснюється поза ТНВД поворотом плунжерних пар. Фланці кріплення поршневої пари (1) мають для цього прорізи.

Рис. 1. Фланець кріплення пари плунжерів; 2. Запобіжний клапан; 3. Рукав; 4. Плунжер; 5. Рейка управління; 6. Контрольна втулка; 7. Роликовий штовхач; 8 розподільний вал; 9. Кам.

Положення плунжера ТНВД залишається незмінним при обертанні вузла втулки з клапаном нагнітальним (2). Насос MW, що впорскується, доступний у версіях з 8 гільзами (8 циліндрів) і підходить для різних способів монтажу. Він працює на дизельному паливі та змащується через систему змащення двигуна.

ТНВД розміру P

Рис. ТНВД розміру P

Рис. 1. Запобіжний клапан; 2. Рукав; 3. Управління тягою; 4. Контрольна втулка; 5. Роликовий штовхач; 6 розподільний вал; 7. Камера.

Рядний насос розміру (типу) P також був розроблений для забезпечення високого максимального тиску впорскування. Як і ТНВС MW, це насос закритого типу, який кріпиться до двигуна за допомогою основи або фланця. У разі ТНВД Р-типу, розрахованих на піковий тиск упорскування 850 бар, втулка (2) вставляється у втулку фланця, яка вже має різьблення для тримача нагнітального клапана (1). При такому варіанті втулки сила ущільнення не навантажує корпус насоса. Попередній хід встановлюється так, як і для ТНВД MW.

Рядні ТНВД, розраховані на низький тиск упорскування, використовують нормальне заповнення паливної магістралі. При цьому паливо проходить паливопроводами окремих втулок один за одним і в напрямку поздовжньої осі ТНВД. Паливо надходить у магістраль та виходить через систему повернення палива.

Якщо взяти як приклад ТНВД P8000 версії P, яка розрахована на тиск упорскування до 1150 бар (з боку ТНВД), цей метод заповнення може викликати надмірну різницю температур палива (до 40 °C) всередині ТНВД між перший і останній шланг. Оскільки щільність енергії палива зменшується з підвищенням його температури і, отже, зі збільшенням об'єму, це призведе до упорскування різної кількості енергії камери згоряння двигуна. У зв'язку з цим у таких ТНВД використовується поперечне заповнення, тобто спосіб, при якому паливопроводи окремих рукавів відокремлені один від одного за допомогою отворів, що дроселюють).

Цей ТНВД також підключений до системи змащення двигуна для змащування. Паливний насос високого тиску типу P також доступний у версіях з кількістю гільз (циліндрів) до 12 і підходить для роботи як на дизельному, так і іншому паливі.