Реферат: Судовые топливные насосы высокого давления

Для двигателей, работающих с постоянной частотой вращения (дизель-генераторы), второй способ регулирования наиболее удо­бен, так как при неизменном скоростном режиме постоянный угол опережения подачи топлива обеспечит воспламенение топлива при одном и том же угле поворота кривошипа, что будет создавать одинаковые условия протекания процесса сгорания на всех режи­мах работы двигателя.

В двигателях средне- и высокооборотных, работающих на греб­ной винт с переменной частотой вращения, применение ТНВД с регулированием g _ц за счет изменения начала подачи топлива обеспечит «мягкую» работу двигателя на всех режимах из-за ав­томатического изменения угла опережения подачи топлива при изменении скоростного режима.

У малооборотных дизелей, работающих с небольшим углом опережения подачи топлива (6—8° п. к. в.), регулирование g _ц за счет изменения начала подачи топлива неоправданно, так как такие ТНВД на режимах среднего и малого ходов начинают по­давать топливо за ВМТ, что снижает экономичность двигателя.

Устройства, регулирующие величину цикловой подачи в насо­сах клапанного типа, могут выполняться в виде перепускных и отсечных клапанов, через которые на части хода плунжера топ­ливо перепускается в приемную полость насоса; в насосах зо­лотникового типа плунжер-золотник перепускает топливо в при­емное окно в начале или в конце своего хода.

ТНВД клапанного типа с регулированием цикловой подачи за счет изменения начала подачи . Основные элементы на­соса (рис. 2): плунжерная прецизионная пара, состоящая из плунжера 13 и втулки; толкатель 11 плунжера; возвратная пру­жина 12; нагнетательный 2, перепускной 4, предохранительный 1 клапаны.

Механизм регулирования (отсечное устройство) цикловой по­дачи состоит из перепускного клапана 4 с составным толкателем 5, 6, 7, двухплечего рычага 8, шарнирно связанного с толкате­лем, и эксцентрикового валика 9, на который опирается рычаг 5. Привод насоса — от симметричной кулачной шайбы 10, располо­женной на распределительном валу.

Принцип действия ТНВД. Плунжер посредством толкателя приводится в действие от кулачной шайбы. Непрерыв­ный контакт между роликом толкателя и кулачком обеспечивает­ся пружиной. При ходе плунжера вниз топливо через перепуск­ной (он же всасывающий) клапан 4 поступает в надплунжерное пространство. В начале хода клапан от­крывается давлением топлива, поступаю­щего к насосу по магистрали 3, дальней­шее его открытие происходит под действи­ем рычага 8 и толкателей. В начале нагне­тательного хода перепускной клапан от­крыт и топливо выталкивается в магист­раль 3- Начало подачи произойдет в мо­мент посадки клапана 4 на гнездо, конец подачи наступит, когда ролик толкателя 11 выйдет на выступ кулачной шайбы, а плун­жер насоса придет в ВМТ. Следовательно, активный ход плунжера h_a начинается с момента посадки клапана 4 на гнездо и за­канчивается, когда плунжер приходит в ВМТ.

Регулирование цикловой подачи произ­водят, изменяя момент закрытия клапана 4, т. е., изменяя начало подачи топлива. Для всех насосов, установленных на дви­гателе, регулирование осуществляют с по­мощью тяги управления топливоподачей, которая перемещается вручную или регу­лятором частоты вращения. При переме­щении тяги эксцентриковые валики 9 всех

насосов поворачиваются на одинаковый угол, изменяя положе­ние точки опоры рычага 8. При перемещении точки опоры вверх клапан 4 позже садится на гнездо, активный ход плунжера и ве­личина цикловой подачи уменьшаются, одновременно уменьшается угол опережения подачи топлива.

Положение эксцентричной оси, при котором перепускной кла­пан остается открытым в течение всего нагнетательного хода, со­ответствует нулевой подаче насоса, при этом рукоятка управле­ния топливоподачей стоит в положении «стоп».

Регулирование угла опережения подачи топлива _оп происхо­дит автоматически при изменении величины цикловой подачи. Ес­ли необходимо изменить только угол опережения, разворачивают кулачную шайбу на валу; поворот кулака в сторону вращения вала увеличивает угол опережения подачи топлива за счет более раннего набегания кулака на ролик толкателя.

Рис. 2. Схема ТНВД клапанного типа с регу­лированием цикловой по­дачи за счет измене­ния начала подачи

Особенности конструкции ТНВД клапанного типа. По приве­денной схеме работают ТНВД двигателей фирмы «Зульцер» и за­вода «Русский дизель». Насосы выполняют одно-, двух- и трех-секционными. Привод осуществляется от симметричной кулачном шайбы (рис. 3). Шайба 2 разъемная (из двух половин), свобол но посажена на втулку 1 ; обе половины своими внутренними по верхностями плотно прилегают ко втулке и имеют в плоскости разъема небольшой установочный зазор; втулка 1 зафиксирована на распределительном валу 5 шпонкой 4 и штифтом в и имеет на конце резьбу, на которую навер­тывается гайка 3; торцовые по­верхности гайки, фланца втулки и шайбы — конусные, после ус­тановки кулачной шайбы под за­данным углом по отношению к кривошипу ее зажимают между конусными поверхностями флан­ца и гайки. Такое соединение по­зволяет легко изменять и точно устанавливать угол опережения подачи топлива. При реверсе разворачивают распределительный вал 5 по отношению к коленчатому на угол реверса (угол, на который поворачивают распределительный вал по отношению к коленчатому валу, для того чтобы фазы топливоподачи соответст­вовали стороне вращения).

Рис.73. Крепление кулачной шайбы ТНВД

Устройство односекционного насоса (рис. 4) двигателей заво­да «Русский дизель»: в стальном корпусе 11 гайкой 12 крепится

Рис. 4. Конструкция ТНВД клапанного типа

втулка плунжера 14, плунжер 15 опирается на толкатель 2; ролик толкателя 1 катится по кулачной шайбе и прижимается к ней пружиной 13; в корпусе насоса размещаются нагнетательный 10 и перепускной 8 клапаны; канал над клапаном 8 закрывается проб­кой 9, под которой ставят заглушку; клапан приводится в дейст­вие от составного толкателя (7 и 4) с регулировочным винтом 6, который фиксируется гайкой 5; отсечной рычаг 16 опирается на шейку 3 эксцентрикового валика 19, на конец которого насажен рычаг 18 для присоединения к общей тяге управления топливоподачей ,(1 7 — корпус толкателя).

ТНВД золотникового типа . В ТНВД этого типа плунжер-зо­лотник осуществляет подачу топлива и регулирует величину цик­ловой подачи. В верхней части плунжера отфрезерована фасон­ная выточка, образующая винтовую отсечную кромку, вертикаль­ный и кольцевой пазы. В зависимости от способа регулирования цикловой подачи изменяется расположение отсечных кромок. На рис. 5 а, б и в показано расположение отсечных кромок при ре­гулировании цикловой подачи изменением: конца подачи, начала подачи, начала и конца подачи.

Втулка имеет одно или два окна, сообщающихся с приемной полостью насоса; открытием и закрытием окон управляет плун­жер. На рис. 6, а показаны положения плунжера, соответству­ющие:

1 — положению плунжера в НМТ;

2 — началу подачи топлива;

3 — концу подачи.

Те же положения плунжера, но при повороте его на некото­рый угол показаны на рис. 6 , б. Подача топлива к форсунке начнется после того, как верхняя кромка плунжера перекроет ок­на, конец подачи — когда винтовая отсечная кромка откроет ок­но и сообщит фигурный паз и надплунжерное пространство с приемной полостью насоса. Цикловая подача регулируется за счет разворота плунжера на некоторый угол, при этом изменяет­ся активный ход плунжера.

У плунжера ( рис. 6, а) верхняя кромка прямая, поэтому при его повороте начало подачи топлива остается неизменным; конец подачи регулируют за счет изменения относительного по­ложения отсечной кромки и перепускного окна. На рис. 6, в показана развертка верхней части плунжера, перемещение плунже­ра заменено перемещением пере­пускного окна относительно раз­вертки. Положение А соответст­вует полной подаче, Б —частич­ной, В — нулевой подаче, при ко­торой вертикальный паз распо­ложен против перепускного окна и надплунжерное пространство в течение всего хода сообщается с приемной полостью насоса.

Рис. 5. Расположение отсечных кро­мок у плунжеров ТНВД золотнико­вого типа