Принцип работы механического ТНВД

Стандартные рядные ТНВД

Рядные ТНВД относятся к классической аппаратуре впрыскивания дизельного топлива. Эти надежные агрегаты используются на дизелях с 1927 г. Рядные ТНВД устанавливаются на стационарные дизели, на двигатели грузовых автомобилей, строительных и сельскохозяйственных машин. Они позволяют получать высокие цилиндровые мощности у двигателей с числом цилиндров от 2 до 12. В сочетании с регуляторами частоты вращения коленчатого вала, устройствами для изменения угла опережения впрыскивания и различными дополнительными механизмами они обеспечивают потребителю возможность широкого выбора режимов эксплуатации.
Рядный ТНВД
Рядные ТНВД для легковых автомобилей сегодня не производятся. Мощность дизеля существенно зависит от количества впрыскиваемого топлива. Рядный ТНВД всегда должен дозировать количество подаваемого топлива в соответствии с нагрузкой. Для хорошей подготовки смеси ТНВД должен дозировать топливо максимально точно, впрыскивая его под очень высоким давлением в соответствии с процессом сгорания. Оптимальное соотношение расхода топлива, уровней шума работы и эмиссии вредных веществ в ОГ требует точности порядка 1 гр. угла поворота коленчатого вала по моменту начала впрыскивания. Для управления моментом начала впрыскивания и компенсации времени на проход волны давления топлива через подводящую магистраль в стандартном рядном ТНВД используется муфта 3 опережения впрыскивания см. на рис. ниже, которая с увеличением частоты вращения коленчатого вала изменяет момент начала подачи топлива в направлении «раньше». В особых случаях предусмотрено управление опережением впрыскивания в зависимости от нагрузки на двигатель. Нагрузка и частота вращения коленчатого вала регулируются изменением величины цикловой подачи топлива. Рядные ТНВД делятся на два типа: стандартные и с дополнительной втулкой.
Устройство дизельного двигателя с рядным ТНВД
1. Дизельный двигатель 2. Стандартный рядный ТНВД 3. Муфта опережения впрыскивания 4. Топливоподкачивающий насос 5. Регулятор частоты вращения коленчатого вала 6. Установочный рычаг с тягой от педали газа 7. Ограничитель полной подачи, зависимый от давления наддува 8. Фильтр тонкой очистки топлива 9. Магистраль высокого давления 10. Форсунка о сборе 11. Магистраль обратного слива топлива

Конструкция и принцип действия

Рядные ТНВД серии РЕ имеют собственный кулачковый вал 14, который установлен в алюминиевом корпусе. Он соединяется с двигателем либо непосредственно, либо через соединительный узел и муфту опережения впрыскивания. Количество кулачков на кулачковом валу TНВД соответствует числу цилиндров двигателя. Над каждым кулачком находится роликовый толкатель 13 с тарелкой 12 пружины 11. Тарелка передает усилие от толкателя на плунжер 8, а пружина возвращает его в исходное положение. Гильза 4 плунжера является направляющей, в которой плунжер совершает возвратно-поступательное движение. Сочетание втулки и плунжера образует насосный элемент, или плунжерную пару.
Устройство рядного ТНВД
1. Корпус нагнетательного клапана 2. Проставка 3. Пружина нагнетательного клапана 4. Гильза плунжера 5. Конус нагнетательного клапана 6. Впускное и распределительное отверстия 7. Регулирующая кромка плунжера 8. Плунжер 9. Регулирующая втулка плунжера 10. Поводок плунжера 11. Пружина плунжера 12. Тарелка пружины 13. Роликовый толкатель

Конструкция плунжерной пары

Плунжерная пара состоит из плунжера 9 и гильзы 8. Гильза имеет один или два подводящих канала (при двух каналах один из них выполняет функции подводящего и перепускного), которые соединяют полость всасывания с камерой высокого давления плунжерной пары. Над плунжерной парой находится штуцер 5 с посадочным конусом 7 нагнетательного клапана. Двигающаяся в корпусе TНВД рейка 10 вращает зубчатый сектор 2, управляя тем самым регулирующей втулкой 3 плунжера. Перемещение самой рейки определяется регулятором частоты вращения коленчатого вала. Это позволяет точно дозировать величину цикловой подачи. Полный ход плунжера неизменен. Активный ход и связанная с ним величина цикловой подачи могут изменяться поворотом плунжера, который совершается при помощи регулирующей втулки.
Конструкция плунжерной пары
1. Полость всасывания 2. Зубчатый сектор 3. Регулирующая втулка плунжера 4. Боковая крышка 5. Штуцер нагнетательного клапана 6. Корпус нагнетательного клапана 7. Конус нагнетательного клапана 8. Гильза плунжера 9. Плунжер 10. Рейка ТНВД 11. Поводок плунжера 12. Возвратная пружина плунжера 13. Нижняя тарелка возвратной пружины 14. Регулировочный винт 15. Роликовый толкатель 16. Кулачковый вал ТНВД Плунжер имеет наряду с продольной канавкой 2 еще и спиральную канавку 7. Получаемая таким образом косая кромка на поверхности плунжера называется регулирующей кромкой 6. Если величина давления впрыскивания не превышает 600 бар, то достаточно одной регулирующей кромки, для больших значений давления впрыскивания необходим плунжер с двумя регулирующими кромками, отфрезерованными с противоположных сторон плунжера. Их наличие снижает износ плунжерной пары, поскольку плунжер с одной регулирующей кромкой под давлением прижимается к одной стороне гильзы, увеличивая ее выработку. В гильзе плунжера размещены одно или два отверстия для подвода и обратного слива топлива.
Плунжер притерт к гильзе так плотно, что пара герметична без дополнительных уплотнений даже при очень высоких давлениях и низких частотах вращения коленчатого вала. Из-за этого замене могут подвергаться только комплектные плунжерные пары.
Величина возможной подачи топлива зависит от рабочего объема пары. Максимальное значение давления впрыскивания у форсунки может составлять, в зависимости от конструкции, 400... 1350 бар. Угловой сдвиг кулачков на кулачковом валу гарантирует точное совмещение впрыскивания с фазовым сдвигом процессов по цилиндрам двигателя в соответствии с порядком его работы.
Конструкция плунжерной пары
а - гильза с одним подводящим каналом b - гильза с двумя подводящими каналами 1. Подводящий канал 2. Продольная канавка 3. Гильза плунжера 4. Плунжер 5. Перепускном канал 6. Регулирующая кромка 7. Спиральная канавка 8. Кольцевая канавка для смазки

Плунжерная пара с приводом

(последовательность фаз) Вращение кулачкового вала ТНВД преобразуется непосредственно в возвратно-поступательное движение роликового толкателя, приводящего в действие плунжер Движение плунжера в направлении к его ВМТ называется ходом нагнетания. Возвратная пружина возвращает плунжер к его НМТ. Пружина рассчитана так, что даже при максимальных частотах вращения кулачкового вала ТНВД ролик не отходит от кулачка; отскок и вместе с ним удар ролика по кулачку при длительной эксплуатации привели бы к разрушению поверхностей кулачка или ролика. Плунжерная пара работает по принципу перетока топлива с управлением регулирующей кромкой 5. Этот принцип используется в рядных ТНВД серии РЕ и индивидуальных ТНВД серии PF. В НМТ плунжера подводящий канал 2 гильзы 3 и канал 6 слива топлива открыты. Благодаря им топливо может перетекать под давлением подкачки из полости впуска в камеру 1 высокого давления. При движении вверх плунжер закрывает отверстие подводящего канала своим верхним торцом. Этот ход плунжера называется предварительным. При дальнейшем движении плунжера вверх давление растет, что приводит к открытию нагнетательного клапана над плунжерной парой. При применении нагнетательного клапана постоянного объема плунжер дополнительно совершает втягивающий ход. После открытия нагнетательного клапана топливо во время активного хода через магистраль высокого давления направляется к форсунке, которая впрыскивает точно дозируемое количество топлива в камеру сгорания двигателя. Когда регулирующая кромка плунжера открывает перепускной канал, активный ход плунжера завершается. С этого момента топливо в форсунку не нагнетается, поскольку во время остаточного хода оно через продольную и спиральную канавки из камеры высокого давления направляется в перепускной канал. Давление в плунжерной паре при этом падает. По достижении ВМТ плунжер меняет направление своего движения на противоположное. Топливо при этом через спиральную и продольную канавки поступает обратно из перепускного канала в камеру высокого давления. Это происходит до тех пор, пока регулирующая кромка вновь не перекроет перепускной канал. При продолжении обратного хода плунжера над ним возникает область низкого давления. С освобождением подводящего канала верхним торцом плунжера топливо вновь поступает в камеру высокого давления. Цикл начинается снова.

Последовательность работы плунжерной пары

Последовательность работы плунжерной пары
1. Камера высокого давления 2. Подводящий канал 3. Гильза плунжера 4. Плунжер 5. Регулирующая кромка 6. Перепускной капал А полный ход плунжера

Регулирование цикловой подачи

Величину цикловой подачи топлива можно регулировать изменением активного хода кромки. Для этого рейка 5 через регулирующую втулку плунжера поворачивает сам плунжер 3 таким образом, что регулирующая кромка 4 может изменять момент конца нагнетания и вместе с тем величину цикловой подачи (регулирование по концу впрыскивания). В крайнем положении, соответствующем нулевой подаче (а), продольная канавка находится непосредственно перед перепускным каналом. Вследствие этого давление в камере высокого давления плунжерной пары во время всего хода плунжера равняется давлению в полости всасывания и нагнетания топлива не происходит. В это положение плунжер приводится, если двигатель должен быть остановлен. При средней подаче (Ь) плунжер устанавливается в промежуточное положение (по регулирующей кромке). Полная подача (с) становится возможной только при установке максимального активного хода плунжера. Передача движения от рейки на плунжер может производиться либо через зубчатую рейку на зубчатый сектор , закрепленный на регулирующей втулке плунжера либо через рейку с направляющими шлицами на штифт или сферическую головку на регулирующей втулке плунжера.
а - нулевая подача b - средняя подача с - полная подача 1. Гильза плунжера 2. Подводящий канал 3. Плунжер 4. Регулирующая кромка плунжера 5. Рейка ТНВД


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ НА САЙТЕ


Что такое фазорегулятор и принцип его работы

Фазорегулятор, фазовращатель или "фазер" - это устройство в современных двигателях позволяющее изменять коэффициент наполнения цилиндров за счет изменения перекрытия клапанов. Благодаря регулируемым фазам газораспределения можно влиять как на колич...

ТНВД ЯМЗ-238

Топливоподающая аппаратура двигателя — разделенного типа. Она состоит из топливного насоса высокого давления с всережимным регулятором частоты вращения и встроенным корректором для корректирования подачи топлива, топливоподкачивающим насосом, форсуно...

Светодиодные лампы H4

Светодиодные лампы H4 используют в двухфарных системах, их основное целевое назначение – головной свет автомобиля (headlight). Конструкцией предусматриваются диоды, которые выполняют различные задачи. Благодаря этому лампочки LED в таком исполнении з...

Гидроудар двигателя

Итак, что такое гидроудар двигателя автомобиля? Гидроудар — ситуация, когда при работающем двигателе внутрь попадает вода. Из курса физики знаем, что вода практически не сжимаема. Представьте: Вы едите по луже и создаёте стену воды впереди капота. Он...

КПП УАЗ 469

На УАЗ 469 КПП является механической, рассчитанная на 4-ступени. При этом 4-х ступенчатая коробка оснащена синхронизаторами. Они необходимы для осуществления выравнивания скорости. Присутствуют валы, при этом первичный вал базируется на двух опорах....

Какие диски и шины подойдут на Ладу Приора

Размер шин и дисков существенно влияет на поведение автомобиля на дороге. Каждый производитель указывает допускаемые типоразмеры шин и колес, как правило этот перечень ограничивается несколькими вариантами. Расскажем, какие еще подходят шины и диски...

Рядный ТНВД Bosch КАМАЗ

Начать стоит с того, что на камские автомобили с классом двигателей Евро 2, 3, 4 устанавливаются насосы разных производителей. Во-первых, это насосы серии ЯЗДА 337.20 отечественного производства, во-вторых, специально производимые ТНВД Bosch КамАЗ Ев...

Регулировка, настройка карбюратора К-131

Карбюратор К–131 - однокамерный карбюратор для УАЗ-469 (3151) с двигателем УМЗ-414, кульминация линейки К-124/129. Внешне очень похож на К-129В. Практически мало чем от него отличается, в основном — полуавтомат прогрева, как на жигулёвских карбюратор...