Топливные насосы высокого давления распределительного типа

Просмотр в PDF | Версия для печати
Код статьи: 1014
Добавил: admin
Просмотров: 877
Слов: 1383
Дата добавления: 4 Jul 2010, 11:29 AM
Комментариев: 0

Обычно 25-40% стоимости топливных систем составляют прецизионные детали. Поэтому понятно стремление к их сокращению. В ТНВД распределительного типа используют одну плунжерную пару для обслуживания от двух до восьми цилиндров. Функцию распределительного элемента выполняет тот же плунжер.

Конструкции распределительных насосов разнообразны и определяются в основном схемами привода плунжера, распределения и регулирования. Рассмотрим работу такого насоса на примере самого массового по числу произведенных в мире ТНВД: типа VE фирмы R. Bosch.

Распределительные насосы VE фирмы Я. Bosch. Одноплунжерные ТНВД с приводом от торцевой кулачковой шайбы типа VE начали производиться фирмой с 1976 г. Из 3,5 млн. насосов, выпускаемых R. Bosch в год, более 1 млн. приходится на VE. Ныне все их производство передано в азиатские филиалы фирмы в Индии и Турции, по лицензии фирмы они выпускаются в Японии и Южной Корее. Они же пока комплектуют быстроходные дизели ВАЗ-341 производства Барнаульского завода транспортного машиностроения для автомобилей ВАЗ и дизели ЗМЗ-514 для автомобилей ГАЗ и УАЗ.

ТНВД VE могут обслуживать дизели с числом цилиндров 2, 4, 6, цилиндровой мощностью до 25 кВт, частотой до 5000 мин-1, дц до 100 мм3, давлением нагнетания до 90 МПа. Возможная комплектация: диаметр плунжера 8...12 мм, ход -1,5...4 мм. Эти насосы хорошо описаны в .

Общий вид ТНВД VE с механическим регулятором представлен на рис. 2.35. Привод насосной секции более наглядно представлен на рис. 2.36. Приводной вал с шестерней привода автоматического регулятора приводит во вращение через муфту 1  кулачковую шайбу 3 и плунжер 5. В исходное положение плунжер возвращается двумя пружинами 8 через планку 6.

На приводном валу размещен роторно-лопастной ТПН 8 . Кулачковая шайба 6 при вращении катится по роликам обоймы 7. Она допускает разворот вокруг своей оси за поводок автоматом 5 регулирования УОВТ (гидроцилиндром, перемещаемым давлением подкачки топлива, зависящим от частоты и цикловой подачи). При изменении давления подкачки от 0,27 до 0,8 МПа ход гидропоршня достигает 9,4 мм, что обеспечивает изменение УОВТ до 12 град, по валу ТНВД.

Регулирование цикловой подачи осуществляется перемещением муфты 4. В традиционной версии ТНВД она управляется механическим автоматическим регулятором. Через распределитель 3 топливо подается к нагнетательному клапану в штуцере 2. Электромагнитный клапан 1 разрешает или прекращает работу дизеля путем перекрытия канала наполнения плунжерной полости. Фазы работы ТНВД поясняет рис. 2.37.

Производство насосов начиналось для вих-рекамерных дизелей с максимальным давлением впрыскивания 30...40 МПа. По мере интенсификации топливоподачи изменялась работа нагнетательных клапанов. Вместо традиционного грибкового клапана  для подавления подвпрыскивания устанавливался комбинированный клапан с реверсивным шариковым клапаном . Для интенсивного впрыскивания применен простейший плоский клапан с дросселем для демпфирования гидроудара . Его применение оправдывается разобщением трубопровода и плунжерной полости распределителем, хотя и не гарантирует равенства остаточного давления давлению подкачки.

Модификации насосов VE с электронным управлением. Электронное управление в ТНВД VE осуществляется более просто ввиду наличия встроенного автомата УОВТ и меньших перестановочных усилий   и было внедрено в производство еще в 1984 г. По-прежнему активный ход плунжера 4 регулируется муфтой 6, но она перемещается эксцентриком на валу поворотного пропорционального электромагнита 2 на

угол до 60°. Его поворот контролируется датчиком 1, а клапан разрешения работы 3 теперь запитыва-ется от блока управления. Электроуправление введено и в регулятор УОВТ. Теперь давление в гидроцилиндре обусловливается скважностью открытия электроклапана 5 (отношением времени цикла его работы к времени его открытия). Этот механизм использован в современных ТНВД фирмы VP-30, VP-37 , VP-44 и будет более подробно рассмотрен применительно к ТНВД VP-44.

Электронная САУ ТПА с насосом VE изображена на рис. 2.40. Педаль акселератора водителя является лишь одним из датчиков САУ. Она, по существу, является уже САУ двигателя, регулируя турбонаддув, рециркуляцию ОГ (заслонкой перепуска), пуска и прогрева, а также снижая шум на малых нагрузках (заслонкой на впуске). В более современных системах появились датчики температуры и давления атмосферного и наддувочного воздуха, скорости автомобиля, органов управления сцеплением и тормозами. Некоторые датчики перемещены в ТНВД (на рис. 2.39 диски частоты и углового положения вала -1 и 2, датчики 3). Электронное управление с ТНВД VE используют японские фирмы Isuzu, Zexel, Nippon Denso.

Дальнейшее развитие ТНВД VE связано с лереходом на систему регулирования цикловой подачи с помощью клапана - золотника 4, управляемого быстродействующим электромагнитным приводом 5 . Замена им регулирующей муфты плунжера удешевила производство прецизионных механических элементов, позволила индивидуализировать подачу по цилиндрам и даже осуществлять двухфазную подачу. Такие ТНВД фирма выпускает под марками VP-37 для ряда европейских автомобилей и VP-30 - для Ford Focus и Ford Duratorq мощностью 55 и 66 кВт .

На дизеле 1,8 - l-Endura-DI автомобиля Ford Focus  ТПА  с  ТНВД  VP-30,   трубопроводами

01,6x360 мм, форсунками Lucas Varity с соплами 5x0,176 мм обеспечила давление над плунжером 80 МПа, впрыскивания - 125 МПа, в то время как ближайший вариант ТНВД VP-37 обеспечивал соответственно 72 и 97 МПа. В результате были достигнуты выбросы вредных веществ уровня Euro-Ill, расход топлива на автомобиле полной массой 1250 кг по шоссе и в европейском городском цикле - 3,9 и 4,9 литров на 100 км соответственно . Интересно, что эти показатели относятся к дизелю с открытой, эксцентричной КС, наклонной форсункой и двумя клапанами на цилиндр.

Рис. 2.40. Схема электронного управления дизеля легкового автомобиля с ТНВД VE.

Точное регулирование начала впрыскивания и его продолжительности достигается использованием встроенного в насос датчика 3  положения вала. Это дает возможность отказаться от использования датчика подъема иглы первой форсунки.

Максимальное давление впрыскивания, достигаемое с помощью ТНВД VP-30, - до 150 МПа . Однако ресурсы этой конструктивной схемы по напряжениям в сложном кулачковом приводе практически исчерпаны, на этом совершенствование ТНВД VE фирма R. Bosch, в основном, закончила. Вместе с тем устройства управления подачей и УОВТ перешли в ТНВД нового поколения - VP-44 и там будут рассмотрены подробнее. Согласно схеме рис. 2.40, форсунка 1-го цилиндра имеет датчик подъема иглы для образования обратной связи по УОВТ. Такой контроль УОВТ более точен, чем с помощью датчика положения сервопоршня системы регулирования УОВТ. Для дизелей конца 90-х годов с открытой КС и частотой вращения 4000...4500 мин' фирма R. Bosch для снижения шумности сгорания применяет двухпружинные форсунки .

Роторные механические ТНВД реализуют конструктивную схему, изображенную на рис. 2.41. Соосный с приводным валом ротор 2 заключает в себе противоположно движущиеся плунжеры 4, сходящиеся за счет набегания их роликов 3 на радиальные выступы окружающей ротор фигурной шайбы 1. При расхождении плунжеров плунжерная полость каналами 5 сообщена с ЛНД, при схождении - через распределитель 6 и каналы 7 - с одной из форсунок.

Роторные насосы выпускали фирмы Lucas , Sigma , Stanadyne . Последняя начала их производство в 1950 г. Некоторые из них зарекомендовали себя как самые простые и дешевые, например, серии DPA фирмы Lucas  . Гидравлический регулятор представлял собой регулирующий золотник на линии всасывания в плунжерную полость. Его введение значительно удешевляло агрегат, но вместо неравномерности механического регулятора на номинальном режиме и холостом ходу 7,5 и 16,6%, гидравлический обеспечивал соответственно 17,2 и 29% .

Традиционно в роторных насосах соосно приводному валу размещается роторно-лопастной ТПН, механический автоматический регулятор снабжается собственным валом, имеется автомат управления УОВТ. Нагнетательных клапанов может быть по числу цилиндров или один . Последнее обеспечивает большую равномерность параметров подачи по цилиндрам. Изменение дц осуществляется дросселированием топлива на впуске или полным ходом плунжеров. Роторные ТНВД обслуживают дизели с числом цилиндров от 2 до 8.

Большинство современных роторных ТНВД отличаются достаточной сложностью, но высокими энергетическими параметрами. По данной причине к этой схеме пришли все мировые производители распределительных насосов. Подробнее познакомимся с роторными насосами на примере современных конструкций с электронным управлением.

Примечание

Комментарии

Комментировать

Читайте также в нашем каталоге: