0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое рейка в дизельном двигателе

eponim2008

Короткие истории о вещах и о людях, давших им свое имя

Рейка в ТНДВ — в чем ее предназначение?

Приходилось ли Вам замечать, что работа со сложными механизмами изменяет характер человека? Особенно, характер мужчины. Мне не встречались женщины, занимавшиеся обслуживанием дизельных установок. Но вот мужчины, холившие и лелеявшие эти могучие создания, были все, как на подбор, крепки и весьма экономны. Как обслуживаемый ими двигатель. И уж конечно, не глупы. Потому что дизельный двигатель – штука достаточно хитро устроенная. В чем читатели сейчас же убедятся.

Дизельный двигатель придумал – угадайте кто? Правильно, Рудольф Дизель (1858 — 1913), гениальный немецкий механик, родившийся в Париже и пропавший без вести на борту парохода, переплывавшего Ла-Манш. К джинсам «Diesel», кстати, Рудольф Дизель не имеет никакого отношения.

Дизельный двигатель – двигатель внутреннего сгорания. То есть топливо в нем сгорает внутри цилиндров, двигая поршни и вращая маховик. Почти как в бензиновом двигателе. Но если в бензиновом двигателе легко воспламеняющиеся бензиновые пары поджигает электрическая искра, то в дизеле горючая смесь зажигается сама от сильного сжатия, которое нагревает воздух в цилиндре до температуры воспламенения горючей смеси. Этот принцип позволяет использовать в качестве топлива для дизельного двигателя более тяжелые и более дешевые фракции перегонки нефти: соляр и мазут. В отличие от легко воспламеняющегося бензина, и мазут, и соляр при нормальных условиях поджечь совсем не просто. Рудольф Дизель вообще начал свои работы, желая придумать двигатель, сжигавший угольную пыль. Угля в его родной Германии было достаточно, а вот нефтью – Бог обделил.

Приготовление горючей смеси в дизельном двигателе происходит прямо в цилиндре, куда через специальные разбрызгиватели-форсунки под большим давлением впрыскивается дизельное топливо. Давление создается топливным насосом высокого давления (ТНВД). ТНВД – одна из главных частей дизельного двигателя и наиболее сложная его часть.

В верхней части двигателя, в цилиндрах, горячие газы, образующиеся при сгорании горючей смеси, расширяясь, толкают поршни. Возвратно-поступательное движение поршней через систему кривошипов и шатунов передается в нижнюю часть двигателя, где преобразуется во вращение коленчатого вала. На коленчатом валу находится маховик, вращение которого через сцепление и коробку передач передается либо на колеса автомобиля, либо на катки трактора или танка, либо на гребной винт, либо на электрический генератор. Все зависит от того, где работает дизельный двигатель: в автомобиле, на тракторе, в танке, на судне или же на передвижной электростанции.

Часть механической энергии работающего дизельного двигателя отнимается для того, чтобы подкачивать топливо в цилиндры. В некотором смысле топливный насос – это двигатель наоборот. У него тоже две части, верхняя и нижняя. В нижней части находится кулачковый вал, который механически связан с маховиком. Вращается маховик – вращается и кулачковый вал. Кулачковым он называется потому, что на него насажены эксцентричные кулачки, к которым прижаты толкатели. Эта система превращает вращение кулачкового вала в возвратно-поступательное движение толкателей, которое передается в верхнюю часть топливного насоса. Здесь в цилиндрических каналах вверх-вниз движутся цилиндрические же плунжеры, заканчивающиеся специальным поршнем. Именно поршень сжимает дизельное горючее до давления 0.07 – 0.12 МПа (что соответствует 0.7 – 1.2 атмосфер). При этом давлении открывается перепускной клапан, и сжатое топливо уходит в цилиндр двигателя, где незамедлительно сгорает.

В рассказе обо всем этом механическом великолепии, ни разу не упоминалась рейка. Возникает вопрос, а она-то для чего?

Рейка с помощью системы рычагов и тяг соединена с педалью газа (в автомобиле, в тракторе, в танке) или с рукояткой газа (на судне или на передвижной электростанции). Один конец рейки, тот что соединяется с тягой, плоский, а противоположный – зубчатый. Зубчатая часть рейки входит в зацепление с зубчатыми венцами, которые связаны с плунжерами топливного насоса так, что при перемещении рейки плунжеры немного проворачиваются.

Вы еще не забыли, чем заняты плунжеры? Они скользят вверх-вниз создавая давление в потоке дизельного топлива. Плунжеры, как уже говорилось, имеют цилиндрическую форму. В каждом плунжере выточена фигурная канавка, благодаря которой дозируется количество топлива, которое сжимается поршнями (они находятся в верхней части плунжера). При повороте плунжера в одну сторону объем впрыскиваемого в двигатель топлива увеличивается, при повороте в другую сторону – уменьшается. А поворот плунжера обеспечивается зубчатым венцом, находящимся в зацеплении с рейкой ТНВД. Таким образом, движение рейки определяет количество дизельного топлива, сгорающего в цилиндрах двигателя, а значит, мощность, развиваемую двигателем в данный момент. Как уже было сказано, рейка связана либо с педалью, либо с ручкой газа, которой управляет бравый механик-водитель, тракторист или моторист.

Ну что, девушки, поняли, как работает дизельный двигатель? Не-а? А вот моторист во всем этом ужасе разбирается, и двигатель у него работает, как игрушка. Потому что сам он умный, крепкий и в меру экономный. Любите его! Я не про двигатель, я про моториста, тракториста и героя-танкиста.

Топливные насосы предназначены для подачи в цилиндры дизеля под определенным давлением и в определенный момент цикла, точно отмеренных порций топлива, соответствующих данной нагрузке приложенной к коленчатому валу. По способу впрыска различают топливные насосы непосредственного действия и с аккумуляторным впрыском.

Читать еще:  Впрыск воды в двигатель для чего

В топливном насосе непосредственного действия осуществляется механический привод плунжера, а процессы нагнетания и впрыска протекают одновременно. В каждый цилиндр секция топливного насоса подает необходимую порцию топлива. Требуемое давление распыления создается движением плунжера насоса.

У топливного насоса с аккумуляторным впрыском привод рабочего плунжера осуществляется за счет сил давления сжатых газов в цилиндре двигателя или с помощью специальных пружин. На мощных тихоходных дизелях применяют аккумуляторные топливные насосы с гидравлическими аккумуляторами.

В системах с гидравлическими аккумуляторами процессы нагнетания и впрыска протекают раздельно. Предварительно топливо под высоким давлением нагнетается насосом в аккумулятор, из которого поступает к форсункам. Эта система обеспечивает качественное распыливание и смесеобразование в широком диапазоне нагрузок дизеля, но из-за сложности конструкций такой насос широкого распространения не получил. Современные дизели используют технологию с управлением электромагнитными клапанами форсунок от микропроцессорного устройства (такое сочетание называется «common rail»).

Правила проведения работ по регулировке ТНВД

Прежде чем приступить к непосредственному описанию этапов регулировки ТНВД, необходимо отметить несколько важных правил, которых рекомендуется придерживаться при организации этого технологического процесса. Речь в данном случае идет о следующих рекомендациях опытных и профессиональных механиков:

· ТНВД вполне заслуженно считается ответственным узлом. Это означает, что изменять его регулировки без необходимости попросту не стоит;

· второе важное следствие приведенного выше правила – регулировкой топливного насоса высокого давления следует заниматься с применением соответствующего оборудования, лучше всего – на специальном стенде;

· допускается самостоятельное выполнение только самых простых работ по регулировке, обслуживанию и ремонту ТНВД;

· все настройки такого сложного механизма как ТНВД связаны между собой. Поэтому изменение одного параметра может негативно отразиться на других эксплуатационных характеристиках. Это является еще одним аргументом в пользу обращения к специалистам, обладающим достаточным для грамотной регулировки топливного насоса уровнем знаний и опыта.

Соблюдение перечисленных достаточно простых и очевидных правил позволит свести к минимуму риск непрофессиональных действий при регулировке ТНВД и, как следствие, серьезных финансовых расходов, необходимых для его последующего ремонта.

Что такое плунжерная пара в автомобиле?

  • Что такое плунжерная пара в автомобиле?
  • Что такое плунжерная пара ТНВД
  • Последовательность работы плунжерной пары
  • Нагнетательные клапаны
  • Клапан постоянного объема без ограничения обратного потока
  • Клапан постоянного объема с ограничением обратного потока
  • Клапан постоянного давления

Топливной насос высокого давления (сокращенно – ТНВД) приходится важной составляющей системы двигателя, который работает на дизеле. Все, кто хоть раз сталкивался с аксиально-плунжерными или же радиально-плунжерными гидромашинами, наверняка знакомы с, так называемыми, плунжерными насосами. Позже, широкую огласку в системе подачи дизельного топлива получили плунжерные пары. Но обо всём поподробней.

  • Что такое плунжерная пара ТНВД
  • Последовательность работы плунжерной пары
  • Нагнетательные клапаны
    • Клапан постоянного объема без ограничения обратного потока
    • Клапан постоянного объема с ограничением обратного потока
    • Клапан постоянного давления

Что такое плунжерная пара ТНВД

В основе топливного насоса высокого давления лежит единица сборки, которая составляет насосную секцию и называется плунжерная пара (или плунжерная пара тнвд). Она состоит из плунжера (поршня) и небольшой втулки (цилиндра), между которыми находится зазор минимального размера — прецизионное сопряжение. Данную пару принято изготавливать только из качественной стали, которая соответствует высокой точности, так как плунжер предназначен для создания давления, необходимого для распыления топлива в дизельном цилиндре и регуляции цикличной подачи.

Сама плунжерная пара тнвд состоит из пяти плунжеров и четырех гильз. В гильзе находятся два канала: подводящий и перепускной. Они соединяют между собой всасывающую полость с камерой давления. Штуцер с конусом посадки находится над плунжерной парой.

Плунжерные топливные насосы могут работать при огромном давлении, в отличие от поршневых насосов. Главной причиной тому является достаточно высокая чистота обработки, которая должна быть со стороны поверхности цилиндрической формы, в отличие от поршневого насоса, у которого имеет место более точная обработка внутреннего цилиндра. Это технически сложный процесс.

Последовательность работы плунжерной пары

Плунжер на тнвд имеет двигающуюся в корпусе рейку, которая приводит в движение зубчатый сектор, тем самым управляя цилиндром (втулкой). Рейка перемещается регулятором вращения коленчатого вала. С её помощью можно абсолютно точно дозировать цикловую подачу, при этом полный ход плунжера не будет изменен. Активность хода, которая связана с цикловой подачей, может быть изменена при помощи поворота регулирующей втулки самого плунжера.

На следующей картинке изображено регулирование цикловой подачи, которое выдерживает клапан высокого давления топлива. а) нулевая подача; б) средняя подача; с) полная подача

  1. Плунжерная гильза
  2. Подводящий канал
  3. Плунжер тнвд
  4. Кромка регулирования плунжера
  5. Рейка топливного насоса высокого давления

Цикловая подача топлива может быть отрегулирована в процессе изменения активного хода кромки. Для этого нужно повернуть рейку через цилиндр плунжера таким образом, чтобы кромка регуляции могла изменять сам момент нагнетания и величину впрыскивания в конце.

При нулевой подаче (а), канавка продольной формы находится впереди перепускного канала, таким образом, что давление в камере плунжерной пары во время работы плунжера равно давлению в полости всасывания. После этих действий нагнетания топлива не происходит.

Читать еще:  Горит индикатор неисправности двигателя матиз

Если рассматривать среднюю подачу (б), то плунжер должен быть установлен в промежуточном положении.

Полная подача (с) возможна лишь после установки активного максимального плунжерного хода.Передача движения на плунжер от рейки может быть произведена через зубчатые рейки на сектор, который закреплен на цилиндре плунжера.

Нагнетательные клапаны

Основной задачей нагнетательных клапанов является магистральное перекрытие высокого давления между топливным проводом и плунжерной парой тнвд, а также снижение давления до четкого статистического уровня, путем стравливания топливного провода и форсунковой полости. Такое снижение необходимо для мгновенного перекрытия форсункового распылителя, что, впоследствии, может предотвратить появление топливных капель.

На рисунке изображен пример нагнетательного клапана.

Различают разные конструкции топливных насосов высокого давления. От этого зависят виды плунжеров, основные из которых: рядный, распределительный и магистральный.

Работа топливного насоса высокого давления может использоваться в системе непосредственного впрыска бензинового двигателя. Его давление меньше дизельного насоса.

Клапан постоянного объема без ограничения обратного потока

Клапан постоянного объема состоит из втягивающего поршня, который получается из части элемента клапана. В том случае, когда канавка спиральной формы плунжера прекращает свою топливную подачу и пружина закрывает нагнетательный клапан, тогда поршень начинает входить в направляющую втулку штока (4) и отрезает топливный провод высокого давления от камеры этого самого высокого давления (или надплунжерного пространства).

Это может значить только то, что объем топлива в топливном проводе возрастет на объем величины, которая получается при втягивающем поршне (2). Длина топливного провода при этом не должна быть изменена.

Седло клапана (1), кольцевая проточка (3) и вертикальный паз (5) также не должны быть изменены. Клапаны с компенсацией, в свою очередь, имеют доработанный участок (6) на поршне втягивающей структуры.

Клапан постоянного объема с ограничением обратного потока

  1. Держатель нагнетательного клапана;
  2. Пружина нагнетательного клапана;
  3. Пластина клапана;
  4. Держатель клапана.

Клапан с ограниченным обратным потоком постоянного объема может быть применен как дополнение к обратному клапану. Обратное давление образуется при закрытом распылителе форсунки, может быть причиной простого износа камеры в нагнетательном клапане. Такое воздействие может быть полностью удалено эффектом демпфируции или ограничения потока верхней секции нагнетательного клапана. Одним словом, такое действие достигается при помощи ограничительного узенького канала в клапане, который обеспечивает дросселирующий эффект и предохраняет от волны отражения клапана. При открытом клапане такой эффект не происходит.

Клапан постоянного давления

  1. Держатель клапана;
  2. Элемент клапана;
  3. Пружина клапана;
  4. Вставка;
  5. Нажимная пружина;
  6. Седло пружины;
  7. Шарик;
  8. Ограничительный канал.

Клапан постоянного давления использует плунжерная пара тнвд. Данный клапан может развить давление больше 800 бар. Состоит из нагнетательного переднего клапана, который работает вместе с подачей топлива и клапана, удерживающего давление. Между впрысками, данный клапан поддерживает постоянный статистический уровень давления, как и при других рабочих режимах. Если говорить о преимуществе клапана, то он устраняет кавитацию и значительно улучшает гидравлическую стабильность.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Топливная система Common Rail

Требованию экологических норм Евро5 способствовали разработке топливной системы Common Rail, которая существенно отличается от всех предыдущих. Особенность этой системы заключается в том, что насос-форсунка системы Common Rail не имеет механической связи с кулачками распределительного вала. Форсунка управляется электронно, блоком управления двигателем.
Она состоит из поршня, иглы впрыскивающего сопла, пружины и топливного клапана, имеющего электромагнитное управление. Насос-форсунка постоянно находится под давлением, которое создается в гидроаккумуляторе насосом высокого давления и может колебаться от 500 до 2400 бар.
Когда на электромагнитный клапан подается питание, и он открывается, топливо впрыскивается в цилиндр. Момент впрыска топлива и цикловая подача задаются блоком управления двигателем. Длительность впрыска и давление топлива в накопителе определяют объем топлива, впрыскиваемого в цилиндр.

Принцип работы. Топливоподкачивающий насос забирает топливо из бака. Топливо поступает во всасывающий фильтр. Из всасывающего фильтра топливо поступает в охладитель блока управления, а затем из охладителя блока управления подается в подкачивающий насос. Подкачивающий насос поднимает давление топлива до 9-12 бар и подает топливо в напорный фильтр.
После напорного фильтра топливо подается к клапану дозирования топлива, установленному на топливном насосе высокого давления. Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого в топливный насос высокого давления, по сигналу блока управления двигателем.
Насос высокого давления нагнетает давление до максимального значения 3 000 бар. Топливо поступает в накопитель через трубопровод высокого давления. От накопителя топливо проходит к соединительным штуцерам форсунок. Когда на электромагнитный клапан в форсунке подается питание, форсунка открывается, и топливо впрыскивается в цилиндр.

Современные топливные системы грузовых автомобилей снижают токсичность отработавших газов, улучшают топливную экономичность и комфорт управления. Они очень требовательны к качеству топлива. Максимальное содержание серы в дизельном топливе должно быть 10 ppm.

Топливный насос высокого давления – это важнейший элемент топливосистемы впрыска дизельных моторов. У насоса есть две функции: регулировка нужного момента времени для начала впрыска и нагнетание необходимого количества топлива. В последнее время на современных двигателях применяются аккумуляторные системы впрыска, в которых момент впрыска регулирует сама форсунка, под управлением электроники.

Читать еще:  Чем лучше двигатель bca

По конструктивным особенностям есть три вида ТНВД: рядный, магистральный и распределительный. В рядных насосах топливо подаётся к цилиндрам разными плунжерными парами. В магистральном насосе дизтопливо нагнетается только в аккумулятор. А в распределительном одна плунжерная пара распределяет и нагнетает топливо по всем цилиндрам равномерно.

Одними из самых популярных является насос Bosch

а также ТНВД Cummins, Delphi, Lucas и другие.

Рядный ТНВД

В ТВНД рядного типа установлено столько плунжерных пар, сколько и цилиндров.

Они вмонтированы в корпус насоса, в котором также есть специальные каналы для отвода и подвода дизтоплива. Плунжер двигается от кулачкового вала, приводящегося в действие от коленвала мотора. Также они постоянно прижимаются к кулачкам из-за пружин.

Когда вращается кулачковый вал, кулачок приводит в действие толкатель плунжера. Потом он начинает продвигаться по втулке вверх, последовательно открывая впускные и выпускные отверстия. Внутри создаётся определённое давление, из-за которого клапан, нагнетающий топливо, подаёт его в нужную форсунку.

Момент подаваемого топлива и его количество регулируется как электронным, так и механическим способом. Чтобы отрегулировать его механически, нужно провернуть плунжер внутри втулки. Для этого есть специальная шестерня, которая соединяется с рейкой, а она жёстко связана с педалью газа.

Рядные ТНВД используются очень давно, но до сих пор популярны. Это всё из-за того, что у них очень высокая надёжность и работать они могут даже на топливе плохого качества.

Распределительный ТНВД

У распределительного насоса, в отличии от рядного, все цилиндры обслуживает одна плунжерная пара.

Эти ТНВД достаточно меньше по габаритам и массе, а также обеспечивают хорошую равномерность подачи. Но одним из главных минусов является то, что у них сравнительно низкая долговечность деталей. Поэтому такие насосы применяют, в основном, на легковых авто.

Распределительные насосы отличаются между собой, в зависимости от производителя. Например, насос Bosch имеет торцевой кулачковый привод, а ТНВД Cummins внутренний. Они оба неплохи, в них нет силовых нагрузок на узлы от давления топлива, поэтому обладают неплохой долговечностью.

У ТНВД с торцевым кулачковым приводом основной элемент – это плунжер-распределитель, который двигается и распределяет топливо по цилиндрам.

Регулировка количества подаваемого топлива может быть произведена механически, но лучше довериться электронным устройствам. В дозаторе установлен специальный электромагнитный клапан, который и производит регулировку.

А вот роторный распределительный насос, который использует в своих двигателях фирма Каминс, разделяет топливо при помощи распределительной головки и плунжера. В таких ТНВД устанавливается два плунжера, которые располагаются непосредственно на распредвале. Оба плунжера обегают кулачковую обойму через ролики. Когда плунжеры двигаются друг к другу, то давление растёт и топливо подаётся по каналам к форсункам всех цилиндров.

Магистральный ТНВД

Топливный насос магистрального типа применяется в системе «Комон Раил» и выполняет единственную функцию – нагнетает дизтопливо к рампе.

Давление топлива в таких ТНВД намного выше других типов насосов. К слову, уникальная система Common Rail уже используется в большинстве двигателей от Каминс,Bosch и других известных производителей из-за своей современности.

В конструкции этого ТНВД может быть до трёх плунжеров, которые начинают свою работу из-за кулачковой шайбы или вала. Когда кулачковый вал вращается, возвратная пружина опускает плунжер вниз. В компрессионной камере повышается объём, но уменьшает давление. Из-за разряжения впускной клапан открывает и в камеру начинает попадать топливо.

Потом плунжер начинает двигаться вверх и в камере постепенно увеличивается давление, в следствие чего закрывается впускной клапан. Когда достигается необходимое давление, клапан выпуска открывается и топливо начинает подаваться на рампу или магистраль.

Управлять подачей топлива в системе Комон Раил проводится только электронным методом из-за своей сложности. Это зависит от необходимости в дополнительном топливе двигателя. В стандартном положении клапан открыт. После сигнала от электронного блока клапан прикрывается, а поступление топлива в камеру начинает регулироваться.

Вопросы эксплуатации топливной рампы

Если по какой-то причине топливную рампу необходимо демонтировать, действовать нужно с предельной осторожностью, так как велик риск повредить распылители форсунок и контакты разъемов. Ни в коем случае нельзя допускать попадания грязи в открытые каналы и трубопроводы, так как после сборки она неминуемо попадет в форсунки и дело закончится, как минимум, их промывкой. На период проведения обслуживания отверстия нужно обязательно закрывать заглушками. Перед снятием топливную рампу можно очистить с помощью баллона со средством для чистки инжекторов. Ни при каких условиях не следует помещать рампу в растворитель для промывки, не отсоединив форсунки. Дело в том, что все отверстия в топливной рампе снабжены резиновыми герметизирующими кольцами, которые выйдут из строя, если поместить их в агрессивную среду. Кстати, в любом руководстве по ремонту можно найти рекомендацию менять резиновые прокладки в любом случае, даже если внешне они не имеют повреждений.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector