Плунжеры топливных насосов высокого давления (ТНВД)

Плунжеры насосов с клапанным регулированием подачи нагнетают топливо, а функции дозирования выполняют клапаны. Поэтому внешняя цилиндрическая поверхность этих плунжеров обычно гладкая. Иногда на внешней поверхности выполняют распределительные кольцевые канавки, в которых собирается топливо, продавливаемое через зазоры между плунжером и гильзой. В результате наличия этих канавок улучшается смазка трущихся поверхностей плунжера и гильзы.

Схема золотниковой пары плунжера

Рис. Схема золотниковой пары плунжера:
а — с одним окном, б — с двумя окнами, в — с раздельными всасывающими и отсечными окнами, г — с двумя окнами и неполным уравновешиванием, д — с кромкой регулирования начала подачи, 1 — плунжер; 2 — отсечная кромка; 3 — всасывающее окно; 4 — продольный паз; 5, 7 — наклонные пазы, 6 — отсечное окно; 8 — осевой канал, 9 — радиальный канал; 10 — кромка; 11 — наклонный канал

Плунжеры топливных насосов с золотниковым регулированием имеют усложненную конструкцию как в верхней, так и в нижней части. В верхней части плунжера предусмотрены распределительные кромки, а в нижней части — устройство, при помощи которого осуществляют угловое перемещение плунжера. В насосах с золотниковым регулированием дозирование топлива осуществляется изменением конца подачи, изменением начала подачи и одновременным изменением как начала, так и конца подачи. От способа дозирования зависит конструкция верхней части плунжера.

При регулировании по концу подачи торец плунжера 1 (рис. а) перекрывает окно 3 с постоянным опережением. Отсечка подачи осуществляется кромкой 2, расположение которой относительно окна i изменяется при повороте плунжера. Когда продольный паз 4 находится против окна, подача топлива не происходит. Наличие продольного паза 4 и канавки на боковой поверхности, расположенной под кромкой плунжера (рис. б), обусловливает появление силы, действующей на боковую поверхность, прижимающей плунжер к втулке. Это приводит к быстрому и одностороннему износу плунжерной пары яри одном окне, выполняющим функции всасывания и отсечки, ограничению длины уплотняющей части плунжера, увеличению утечки топлива через золотниковую часть пары. Однако небольшая длина верхней части плунжера позволяет уменьшить общую его длину, а следовательно, и массу, что для быстроходных дизелей имеет большое значение. Продольный паз выполняют обычно фрезой, а отсечная кромка представляет собой винтовую линию (рис. в).

В конструкции плунжерной пары (рис. г) продольный боковой паз заменен осевым каналом 8, который сообщается с подкромочным пространством радиальным каналом 9. Кроме того, в плунжерной втулке выполнены всасывающее 3 и отсечное 6 окна. Наличие двух окон позволяет, во-первых, увеличить уплотняющую часть плунжера в области расположения кромок и уменьшить утечки топлива через эту часть в окна, во-вторых, отделить область всасывания от области отсечки и этим уменьшить влияние колебательных процессов в отсечной полости на наполнение втулки в процессе всасывания.

Исследования показывают, что при наличии одного окна при всех прочих равных условиях утечки через золотниковую часть меньше, чем при наличии двух. Это объясняется тем, что в процессе работы в области окна образуется некоторое пониженное давление, поэтому плунжер плотнее прижимается к втулке и препятствует проникновению топлива к ону. Однако такое прижатие обусловливает повышенный износ плунжера в верхней части Поэтому целесообразнее выполнять два окна, увеличивая несколько уплотняющую часть плунжера в области золотника. При этом нагрузка на плунжер получается более равномерной.

Отсутствие продольного бокового паза (см. рис. а) уменьшает неуравновешенную силу, действующую на боковую поверхность плунжера, и улучшает условия работы плунжерной пары. При полностью уравновешенном плунжере (см. рис. б) пазы 5 и 7, в которых в процессе нагнетаний находится топливо под высоким давлением, расположены на поверхности плунжера симметрично. Отсечка сначала производится через паз 5 и окно 6, а при дальнейшем движении плунжера вверх паз 7 открывает окно 3, а окно 6 перекрывается. Таким образом, конец отсечки осуществляется через паз 7 и окно 3.

В насосах с большими цикловыми подачами всасывающие и отсечные окна можно выполнять раздельно. Плунжер (см. рис. в) имеет два всасывающих окна, расположенных в верхней части втулки, и четыре отсечных. Отсечка топлива аналогична отсечке для плунжера с двумя окнами (см. рис. б).

В насосах с регулированием по началу подачи винтовые кромки выполняют у торца плунжера (рис. д). Кромки 10 можно изготовлять односторонними с одним или двумя окнами или двусторонними, как показано на схеме. В последнем случае предусмотрены два всасывающих окна 3, плунжер уравновешен симметрично расположенными канавками. Отсечка производится прямой кромкой или через радиальный канал 9, или наклонный канал 11 и отсечные окна 6. При наклонном потоке несколько уменьшается гидравлическое сопротивление и улучшается процесс отсечки. Наклон винтовых кромок определяется углом Bо.

В случае смешанного регулирования выполняют две винтовые кромки: одна из них соответствует началу подачи, а другая — отсечке. Всасывающая кромка 2 регулирования начала подачи перекрывает всасывающее окно 1, а отсечная кромка 4 при окончании подачи открывает отсечное окно 3 (рис. а). При повороте плунжера изменяется взаимное расположение кромок к окон, поэтому меняется как начало, так и конец подачи.

В плунжерной паре (рис. б), обеспечивающей двухфазную подачу топлива в цилиндр дизеля, в результате наличия пазов 6 и 5 на внешней поверхности плунжера и внутренней поверхности втулки происходит разрыв подачи. Основная часть цикловой подачи впрыскивается в цилиндр дизеля в период второй фазы.

Расположение кромок на поверхности плунжера при смешанном регулировании подачи в транспортном дизеле показано на рисунке в. При помощи кромки 2 и всасывающего окна 1 изменяют начало подачи, а кромки 4 и окна 3 — момент отсечки Нижняя кромка имеет два участка с разными наклонами к плоскости, перпендикулярной оси плунжера. На участке аб дизель работает на частных нагрузках, при этом изменяются не только углы начала и конца подачи, но и количество впрыскиваемого топлива. При работе дизеля по внешней характеристике (участок бв) цикловая подача остается постоянной. В зависимости от скоростного режима изменяются только начало и конец подачи. Конструкция нижней части плунжера при золотниковом регулировании зависит от способа его поворота.

Схемы выполнения кромок для золотниковой пары плунжера при смешанном регулировании

Рис. Схемы выполнения кромок для золотниковой пары плунжера при смешанном регулировании:
а—в — варианты, 1 — всасывающее окно, 2 — всасывающая кромка, 3 — отсечное окно, 4 — отсечная кромка, 5 — паз во втулке; 6 — паз на плунжере

Характерные варианты нижней части, плунжера представлены на рисунке. На плунжере (рис. а) снята лыска, при помощи которой фиксируют шестерни от угловых перемещений. Шестерня находится в зацеплении с рейкой, движение которой через шестерню перелается плунжеру. В осевом направлении шестерня не перемешается, так как установлена между выступом корпуса и втулкой.

Схемы выполнения нижней части плунжера золотниковою насоса

Рис. Схемы выполнения нижней части плунжера золотниковою насоса:
а—е — варианты

Плунжер с шестерней может быть соединен при помощи трех выступов (рис. 6), входящих в соответствующие пазы шестерни. Такое соединение позволяет устанавливать шестерню только в одном и том же положении относительно плунжера и обеспечивает передачу большего момента. Как и в предыдущей схеме, шестерня фиксируется от осевых перемещений в корпусе насоса.

Широко применяют в дизелестроении плунжер с нижней частью, имеющей специальный выступ (рис. в). Этот выступ входит в прорези втулки шестерни. При перемещении рейки связанная с ним шестерня поворачивается, поэтому совершает поворот и плунжер. Вместо выступа можно устанавливать штырь, который запрессовывают в просверленный канал. Такое устройство проще, однако оно менее надежно, чем конструкция плунжера с выступом, выполненным как одно целое с плунжером.

Плунжер можно поворачивать и при помощи зубчатого сектора (рис. г), разрез которого стягивают болтом. Сектор входит в зацепление с рейкой топливного насоса. Вместо шестерни можно устанавливать втулки с пальцевидными (рис. б) или шаровидными (рис. е) выступами. Эти выступы входят в соответствующие пазы устройств, выполняющих функции рейки.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.