Краткие сведения о топливном насосе высокого давления

Топливные насосы высокого давления (ТНВД) выполняются поршневыми. Эти поршни называются плунжерами. Плунжер перемещается вниз с помощью пружины, вверх – под действием кулачка, как у механизма газораспределения. Обычно у судовых ДВС для каждого цилиндра имеется отдельный насос. У быстроходных и малогабаритных двигателей топливные насосы всех цилиндров, как правило, выполняются в одном корпусе-блоке.

Количество подаваемого в цилиндр топлива необходимо изменять в зависимости от нужного режима работы двигателя (малый, средний, полный ход). Количество топлива, подаваемого в цилиндр, изменяют перепуском части его из надплунжерной полости обратно в подводящую полость. Неравномерность цикловых подач по отдельным цилиндрам допускается не более 4...5% на режиме полного хода.

Цикловую подачу определяют по формуле

, г/цикл,

где g_e – удельный эффективный расход топлива, г/(кВт*ч);

N_e – эффективная мощность цилиндра, кВт;

n – частота вращения, об/мин;

k – коэффициент тактности; для 4-х тактных ДВС k=0,5, для 2-х тактных k=1.

Например, для мощного тихоходного двигателя 6ДКРН74/160 цикловая подача g_Ц = 34,8 г/цикл; для быстроходного четырехтактного двигателя 3Д–6 : g_Ц = 0,1 г/цикл. На малых ходах судна цикловая подача уменьшается в 7-10 раз.

В зависимости от того, как осуществляется перепуск топлива, различают насосы клапанного типа (перепуск через клапаны) и золотникового типа (перепуск при помощи плунжера специальной конструкции, играющего роль золотника).

Наибольшее распространение получили насосы золотникового типа (рис.6.1). Плунжер 7 совершает возвратно-поступательное движение в плунжерной втулке 12. Над втулкой установлен нагнетательный клапан 10, прижимаемый к седлу 11 пружиной 8. Во втулке имеется два отверстия а, при помощи которых рабочая полость насоса (надплунжерное пространство) сообщается с подводящей полостью.

Помимо подачи топлива плунжер служит в качестве золотника для регулирования количества подаваемого топлива. С этой целью в верхней части плунжера на боковой поверхности сделано углубление со спиральной отсечной кромкой в и вертикальным пазом б. При движении плунжера вниз под действием пружины 3 в результате создавшегося в рабочей полости разрежения в неё через окно а поступает топливо. При движении плунжера вверх, когда кулачок распределительного вала 1 набегает на ролик толкателя 2, в первый момент топливо через те же окна будет вытесняться обратно в подводящую полость. С момента, когда окна а будут закрыты торцом плунжера, начнется нагнетание топлива через нагнетательный клапан 10 по трубопроводу 9 к форсунке. Нагнетание будет продолжаться до тех пор, пока отсечная кромка в не сравняется с правым (отсечным) окном а. С этого момента топливо из нагнетательной полости по вертикальному пазу вдоль спиральной отсечной кромки будет перетекать через отсечное окно в подводящую полость. Это явление называется отсечкой топлива. Нагнетательный клапан в этот момент закрывается, и подача топлива к форсунке прекращается. Если плунжер 7 поднять вверх с помощью регулировочного болта 14, то верхний торец плунжера 7 закроет отверстия а раньше и топливо будет нагнетаться в форсунку раньше. Если плунжер опустить вниз с помощью регулировочного болта 14, то топливо к форсунке будет нагнетаться позже. Таким образом, с помощью регулировочного болта 14 можно регулировать начало подачи топлива в форсунку в каждом отдельном цилиндре, т.е. изменять угол опережения подачи топлива.

Изменение количества подаваемого топлива во время работы двигателя осуществляется поворотом плунжера. Если, например, повернуть плунжер вокруг своей оси вправо, то против отсечного окна окажется верхний участок спиральной кромки и отсечка при движении плунжера вверх наступит раньше, т.е. к форсунке будет подаваться меньшая порция топлива. При повороте плунжера влево подача топлива к форсунке, наоборот, увеличится.

Для возможности поворота плунжера на плунжерную втулку 12 свободно надета поворотная втулка 4, на верхней части которой установлен зубчатый венец 5. этот зубчатый венец крепится на поворотной втулке с помощью стяжного винта (на рисунке не показан). Внизу поворотной втулки имеется вырез, в котором размещен поводок 13 плунжера. Зубчатый венец 5 находится в зацеплении с зубчатой рейкой 6.

Зубчатые рейки 6 всех насосов связаны с постом управления двигателя. Их перемещение вызывает поворот зубчатого венца 5 с поворотной втулкой 4, а следовательно, и поворот плунжера каждого насоса.

Рисунок 6.1 – Топливный насос высокого давления золотникового типа