Роторный тнвд – Роторный топливный насос высокого давления для аккумуляторных топливоподающих систем

Топливный насос высокого давления — Википедия

Топливный насос высокого давления 12-цилиндрового дизельного двигателя, в разрезе.

То́пливный насо́с высо́кого давле́ния (ТНВД) ди́зельного дви́гателя является одним из наиболее сложных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей.

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.

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 распыление 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»).

Топливные насосы высокого давления могут быть рядными, V-образными (многосекционными) и распределительными. В рядных ТНВД насосные секции располагаются друг за другом, и каждая подает топливо в определенный цилиндр двигателя. В распределительных ТНВД, которые бывают одноплунжерными и двухплунжерными, одна насосная секция подает топливо в несколько цилиндров двигателя.

Работа секции рядного ТНВД

Устройство распределительного ТНВД:

  1. редукционный клапан;
  2. всережимный регулятор;
  3. дренажный штуцер;
  4. корпус насосной секции высокого давления в сборе с плунжерной парой и нагнетательными клапанами;
  5. топливоподкачивающий насос;
  6. лючок регулятора опережения впрыска;
  7. корпус ТНВД;
  8. электромагнитный клапан выключения подачи топлива;
  9. кулачково-роликовое устройство привода плунжера.

Подачу топлива из бака в ТНВД обеспечивает топливоподкачивающий насос (5), а редукционный клапан (1) поддерживает стабильное давление на входе в насосную секцию ТНВД, которая расположена в корпусе (4).

Плунжерная пара насосной секции представляет собой золотниковое устройство, регулирующее количество впрыскиваемого топлива и распределяющее его по цилиндрам дизеля в соответствии с порядком их работы. Всережимный регулятор (2) обеспечивает устойчивую работу дизеля в любом режиме, задаваемом водителем с помощью педали акселератора, и ограничивает максимальные обороты коленчатого вала, а регулятор опережения впрыска топлива (6) изменяет момент подачи топлива в цилиндры в зависимости от частоты вращения коленвала.

Топливоподкачивающий насос подает в ТНВД топливо в гораздо большем объёме, чем требуется для работы дизеля. Излишки возвращаются в бак через дренажный штуцер (3). Что касается электромагнитного клапана (8), то он предназначен для остановки дизеля. При повороте ключа в замке зажигания в положение «выключено» электромагнитный клапан перекрывает подачу топлива к плунжерной паре, а значит, и в цилиндры дизеля, это и требуется, чтобы заглушить силовой агрегат.

В зависимости от давления и продолжительности впрыска, а также от величины цикловой подачи топлива существуют следующие модели рядных ТНВД:

  • М (4—6 цилиндров, давление впрыска до 550 бар)
  • А (2—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
  • P3000 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
  • P7100 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
  • P8000 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
  • P8500 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
  • R (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1150 бар)
  • P10 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
  • ZW (M) (4—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
  • P9 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
  • CW (6—10 цилиндров, давление впрыска до 1000 бар)
  • h2000 (5—8 цилиндров, давление впрыска до 1350 бар)
  • Корпус.
  • Крышки.
  • Всережимный регулятор
  • Муфта опережения впрыска.
  • Подкачивающий насос.
  • Кулачковый вал.
  • Толкатели.
  • Плунжеры с поводками или зубчатыми втулками,
  • Гильзы плунжеров.
  • Возвратные пружины плунжеров.
  • Нагнетательные клапаны.
  • Штуцеры.
  • Рейка.

Принцип действия ТНВД[править | править код]

Вращение кулачковый вал получает через муфту опережения впрыска и зубчатую передачу от коленчатого вала. При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель и смещает его, а он в свою очередь, сжимая пружину, поднимает плунжер. При поднятии плунжера он вначале закрывает впускной канал, а затем начинает вытеснять топливо, находящееся над ним. Топливо вытесняется через нагнетательный клапан, открывшийся за счёт давления, и поступает к форсунке.

В момент движения плунжера вверх винтовой канал, находящийся на нём, совпадает со сливным каналом в гильзе. Остатки топлива, находящиеся над плунжером, начинают уходить на слив через осевой, радиальный и винтовой каналы в плунжере и сливной в гильзе. При опускании плунжера за счёт пружины открывается впускной канал, и объём над плунжером заполняется топливом от подкачивающего насоса.

Изменение количества подаваемого топлива к форсунке осуществляется поворотом плунжеров от рейки через всережимный регулятор. При повороте плунжера, если винтовой канал совпадёт со сливным раньше, то впрыснуто топлива будет меньше. При обратном повороте каналы совпадут позже, и впрыснуто топлива будет больше.

На некоторых ТНВД (например, ТНВД трактора Т-130) часть секций отключается на холостых оборотах, соответственно, отключается и часть цилиндров двигателя.

Дополнительные агрегаты ТНВД[править | править код]

Муфта опережения впрыска — служит для изменения угла опережения впрыска в зависимости от оборотов. По принципу действия является механизмом, использующим центробежную силу. Устройство:

  • Ведущая полумуфта.
  • Ведомая полумуфта.
  • Грузы.
  • Стяжные пружины грузов.
  • Опорные пальцы грузов

Принцип действия муфты следующий. При минимальных оборотах грузы за счёт пружин стянуты к центру и положение между муфтами является исходным, при этом угол опережения впрыска находится в пределах отрегулированного параметра. При увеличении оборотов центробежная сила в грузах возрастает и разводит их, преодолевая сопротивление пружин. При этом муфты поворачиваются относительно друг друга и угол опережения впрыска увеличивается.

Всережимный регулятор — служит для изменения количества подачи топлива в зависимости от режимов работы двигателя: запуск двигателя, увеличение/уменьшение оборотов, увеличение/уменьшение нагрузки, остановка двигателя. Устройство:

  • Корпус.
  • Крышки.
  • Державка.
  • Грузы.
  • Муфта.
  • Рычаги.
  • Скоба-кулисы.
  • Регулировочные винты.
  • Оттяжные пружины.

Принцип действия регулятора следующий:

  • Запуск двигателя: перед запуском рейка за счёт пружины находится в положении максимальной подачи топлива, поэтому при запуске в двигатель подаётся максимальное количество топлива. Это способствует быстрому запуску. Как только двигатель начнёт развивать обороты, и центробежная сила в грузах начнёт расти, они, преодолевая сопротивление пружин, начнут расходиться в стороны и внутренними своими рычагами давить на муфту, которая будет воздействовать на рычаг, а рычаг будет тянуть рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты установятся в соответствии с натягом пружин.
  • Увеличение оборотов: при нажатии на педаль «газа» натягивается пружина, которая действует на рычаг рейки и муфту. Муфта и рейка смещается, при этом преодолевается центробежная сила в грузах. Рейка смещается в сторону увеличения подачи топлива, и обороты растут.
  • Увеличение нагрузки — при увеличении нагрузки и неизменном положении педали «газа» обороты снижаются, центробежная сила в грузах тоже. Грузы складываются и дают возможность сместиться муфте, рычагу и рейке в сторону увеличения подачи топлива. При снижении нагрузки обороты начинают увеличиваться, центробежная сила в грузах тоже, грузы начинают расходится и внутренними рычагами смещать муфту, рычаг и рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты при этом прекращают расти.
  • Остановка двигателя — при остановке двигателя поворачивается скоба, кулиса скобы воздействует на рычаг, а рычаг — на рейку. Рейка перемещается настолько в сторону уменьшения подачи, что подача прекращается, и двигатель останавливается

ru.wikipedia.org

Насосы ТНВД: устройство, принцип работы, модели

Содержание   

Насосы ТНВД – это топливные насосы высокого давления, которые применяются для дизельных двигателей. Дизельные автомобили очень сильно отличаются от бензиновых. Разница именно в том, каким образом происходит воспламенение топлива.

Многие производители, такие как Бош, Тойота, Мицубиси, Ниссан, Форд и другие с каждым годом усовершенствуют свои линейки техники с применением насосов высокого давления. Лучшими производителями ТНВД считаются Bosch, Lucas, Delphi, Denso, Zexel.

Принцип действия

Воздух, нагнетаемый в камеру сгорания дизеля, сжимается под давлением. Кроме того, он нагревается. Таким образом, в камере сгорания дизельного двигателя находится горячий сжатый под давлением воздух.

В тот момент, когда впрыскивается топливо, при соприкосновении с горячим сжатым воздухом оно воспламеняется. И подают дизель в цилиндры мотора под давлением и с определенными промежутками времени, чтобы топливная смесь нормально воспламенялась, именно насосы ТНВД.

Устройство ТНВДУстройство ТНВД

Устройство ТНВД

Мощность двигателя и его крутящий момент регулируются количеством топлива, которое насос впрыснул в камеру сгорания. Насосы ТНВД бывают:

  • непосредственного действия, т.е. механический вариант;
  • аккумуляторные, т.е. с аккумуляторным впрыском, или автоматический вариант.

В первом случае срабатывает принцип механического плунжера, при котором нагнетание воздуха и топливный впрыск происходят одновременно. Во втором случае гидравлический аккумулятор или система пружин и форсунок сначала нагнетает давление впрыснутого топлива в аккумулятор, а затем происходит процесс зажигания.

В зависимости от метода подачи топлива в цилиндры двигателя есть три разновидности нопорных установок:

  • рядные;
  • многосекционные или магистральные;
  • распределительные.

Рядные напорные установки – подают в расположенные один за другим цилиндры топливную смесь строго по очереди в каждый из цилиндров. В распределительных вариантах одна и та же секция может подавать топливо сразу в несколько цилиндров. К слову, распределительные установки могут быть одноплунжерными и двухплунжерными. Магистральные только нагнетают топливо внутрь аккумулятора.

Рядные модели различают по количеству цилиндров и давлению при впрыске топлива:

  • М – это 4-6 цилиндровый, при давлении впрыска в 550 бар;
  • А – это 2-12 цилиндровый, при давлении впрыска в 950 бар;
  • P-3000 – это 4-12 цилиндровый, при давлении впрыска в 950 бар;
  • P-7100 – это 4-12 цилиндровый, при давлении впрыска в 1200 бар;
  • P-8000 – это 6-12 цилиндровый, при давлении впрыска в 1300 бар;
  • P-8500 – это 4-12 цилиндровый, при давлении впрыска в 1300 бар;
  • R – это 4-12 цилиндровый, при давлении впрыска в 1150 бар;
  • P-10 – это 6-12 цилиндровый, при давлении впрыска в 1200 бар;
  • ZW (M) – это 4-12 цилиндровый, при давлении впрыска в 950 бар;
  • P-9 – это 6-12 цилиндровый, при давлении впрыска в 1200 бар;
  • CW – это 6-10 цилиндровый, при давлении впрыска в 1000 бар;
  • H-1000 – это 5-8 цилиндровый, при давлении впрыска в 1350 бар.Топливный Насос Т 25 РядныйТопливный Насос Т 25 Рядный

    Топливный Насос Т 25 Рядный

к меню ↑

Внутреннее устройство

Через муфту опережения впрыска и зубчатую передачу коленвала на кулачковый вал передается вращение. Кулачок смещает толкатель, толкатель сжимает пружину и толкает плунжер. Плунжер поднимается, толкает заслонку впускного канала и начинает вытеснять топливо через нагнетательный клапан к форсунке. Чтобы впрыск топлива происходит нормально, нужно, чтобы винтовой и сливной каналы совмещались вовремя.

Распределительная установка ТНВД состоит из:

  • редукционногоклапана;
  • всережимного регулятора;
  • дренажного штуцера;
  • корпуса напорной секции высокого давления в комплекте с плунжерной парой (золотникового устройства) и нагнетательными клапанами;
  • топливоподкачивающего насоса;
  • лючка регулятора (муфты) опережения впрыска;
  • корпуса ТНВД;
  • крышка;
  • электромагнитного клапана выключения подачи топлива;
  • кулачково-роликового устройство привода плунжера.

Муфта впрыска изменяет в зависимости от количества оборотов двигателя угол впрыска топлива. Назначение всережимного регулятора — изменять количество подаваемого топлива в зависимости от режима работы двигателя (запуск, уменьшение или увеличение оборотов, холостой ход, остановка и т.д.).
к меню ↑

Возможные причины поломок

Как только вы заметили отклонения в привычной работе насоса ТНВД нужно выяснить и по возможности как можно быстрее устранить причину поломки. Визуально поломку можно определить по утечкам топлива из корпуса насоса, по затрудненному запуску двигателя, по нехарактерным шумам при работе насоса и по тому, как при уменьшении мощности двигателя увеличивается расход топлива.

Насос ТНВД магистрального типаНасос ТНВД магистрального типа

Насос ТНВД магистрального типа

Среди самых распространенных поломок можно выделить износ комплектующих и использование топлива низкого качества. И то и другое для уязвимого насоса крайне нежелательно.

Износ приводит к деформации деталей, образованию пустот и снижению надежности напорного аппарата. А примеси в топливных смесях низкого качества приводят к постепенному загрязнению деталей, и, в итоге, к выводу насоса из строя. Если устройство подъедает масло, значит, износились уплотнители. А если заклинит плунжерную пару, то на форсунки перестанет поступать топливная смесь.

В качестве обязательной профилактики стоит всегда следить за качеством топлива, которое вы заливаете в бак. Кроме того, всегда следите за уровнем масла. Периодически, загоняя машину на стенд, нужно регулировать количество и равномерность впрыскивания топлива в ТНВД. Для этого разбирают муфту впрыскивания и соединяют с приводом на стенде кулачковый вал машины.
к меню ↑

ДИАГНОСТИКА И РЕМОНТ ТОПЛИВНОГО НАСОСА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (ВИДЕО)


к меню ↑

Модельный ряд

Различные компании и корпорации выпускают модели рядных, магистральных и распределительных насосов ТНВД для любых сфер применения. Грузовые и легковые автомобили, трактора, погрузчики и экскаваторы, комбайны и многая другая техника используют все преимущества дизельных насосов ТНВД.
к меню ↑

Модель#1-ТНВД Bosch и Lucas

Это одни из самых надежных производителей напорной техники ТНВД. Модельный ряд установок ТНВД компании Бош достаточно обширен. Модели ТНВД представлены на рынке линейкой рядной и распределительной техники с маркировками: A, M, ММС , P, MW, H, VP29, VP30, VP44. В модельный ряд включены также насосы-форсунки PDE и индивидуальные насосы PLD, VE, Lucas DPS, DPCN.

Особое внимание стоит уделить модели ESR. Это – последняя разработка компании Lucas, которая фактически является роторной моделью ТНВД для высокоскоростных двигателей с системой непосредственного впрыска. Так же внимание производителей внедорожников с системой непосредственного впрыска привлекла модель DP200.

Насос ТНВД и его комплектующиеНасос ТНВД и его комплектующие

Насос ТНВД и его комплектующие

ТНВД с аккумуляторной топливной системой воплощена в моделях Common Rail.

Это системы магистального типа, на которые в последнее время наблюдается достаточно высокий спрос. Delphi DFP 1.x, DFP 3.x и Bosch CP1, CP2, CP3.2, CP3.4. Они применяются для автомобилей марок Вольво FH-12, FM-12, Мерседес Actros, Атего, Скания 114, 124, R, P, T, Рено Магнум, Премиум DXI, DCI, Ивеко Крузор 8, 10, 13, DAF CF, LF, MACK.
к меню ↑

Модель#2-ТНВД Delphi

Компания Delphi выпускает серию ТНВД EPIC для автомобилей марок Мерседес, Рено Кенго 1.9, Фиат Добло 1.9, Форд Транзит 2.5. А также серию DP200, 210, 310 для автомобилей и погрузчиков JCB, Перкинс, Катерпиллар и John Deere.

Основной проблемой этих насосов стала металлическая стружка, которая образуется в процессе эксплуатации техники от трения механических деталей друг об друга. Поэтому, в них чаще всего приходится заменять плунжеры. Вал в этих моделях ремонту не подлежит. Он только заменяется на новый.

Дозировочный блок тоже подлежит полной замене, потому что выходит из строя по причине износа деталей в процессе наполнения бака некачественным топливом с примесями бензина, воды или твердых частиц.
к меню ↑

Модель#3-DENSO

Эта компания специализируется на производстве моделей ТНВД V3, V4, V5 для автомобилей Тойота, Мицубиси, Опель. А их аккумуляторная система Common Rail маркируется как HP0, HP2, HP3, HP4 и успешно применяется в автомобилях Тойота, Мицубиси, Ниссан, Форд Транзит, Пежо Боксер и Ситроен.

Насос ТНВД DENSOНасос ТНВД DENSO

Насос ТНВД DENSO

Отличительной особенностью этой марки стали ECD-регуляторы (Electronically Controlled Diesel system). Это система впрыскивает дизельное топливо при полном контроле электроники. Отрегулировать такие ТНВД можно только на специальных стендах, с использованием контроллеров и форсунок.

Славится своим распределительными ТНВД VRZ для Мицубиси Паждеро 3-Canter, Мазды, Коматсу и других автомобилей. В этих моделях ТНВД без труда можно восстановить плунжерные пары. Кроме того, распределительная техника Zexel используется для японских машин, а от моделей Бош их отличает только номера деталей. В остальном строение абсолютно идентично.
 Главная страница » Насосы

byreniepro.ru

Роторный топливный насос высокого давления для аккумуляторных топливоподающих систем

Изобретение относится к системам топливоподачи. Секция роторного топливного насоса высокого давления представляет собой рабочую камеру, оснащенную впускным и выпускным отверстиями. Рабочая камера составлена цилиндрическим корпусом с двумя неподвижно присоединенными к его торцам опорными шейками и цилиндрическим ротором. Ротор эксцентрично размещен внутри цилиндрического корпуса и установлен на приводном валу. Приводной вал размещен на подшипниках, установленных в опорных шейках. Рабочая камера разделена разделительной пластиной на всасывающую и нагнетательную полости. Насосная секция дополнительно оснащена упорными шайбами и статором между ними, в которых имеется сквозной паз с жестко закрепленной в нем разделительной пластиной. Цилиндрический ротор через подшипник посажен на кривошип приводного вала и оснащен вырезом. Через вырез обеспечивается контакт с разделительной пластиной. Вырез имеет такую форму, которая обеспечивает его перемещение относительно разделительной пластины без потери контакта с ней. Впускное и выпускное отверстия размещены в статоре с разных сторон относительно разделительной пластины. Роторный топливный насос высокого давления дополнительно оснащен одной или более секциями, размещенными в одном цилиндрическом корпусе. Изобретение направлено на упрощение конструкции, повышение компактности, технологичности, надежности и КПД. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Заявляемое изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам топливоподачи дизелей.

Недостатками современных аккумуляторных топливоподающих систем являются импульсная подача и высокие механические напряжения в приводе ТНВД. Такими недостатками обладают ТНВД, используемые в аккумуляторных топливоподающих системах типа Comon Rail фирмы Bosch, а именно насосы СР-3 и СР-4 [Грехов Л.В., Иващенко Н.А., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: Учебник для вузов. - М.: Легион-Автодата, 2004. - 344 с.]. Другим важным недостатком таких систем является то, что значительная часть топлива, нагнетаемого в аккумулятор, сливается в бак, таким образом нагреваясь до высоких температур и понижая КПД двигателя. Этого недостатка можно избежать путем управления производительностью насоса от автономного электродвигателя.

Таким основным требованиям, как простота конструкции, высокая быстроходность и надежность, отвечают конструкции роторных насосов. Существуют различные типы роторных насосов, одним из общих недостатков которых является наличие нагруженных пар трения, контактирующих с перекачиваемой средой, что приводит к их взаимному износу и понижению надежности, а также не исключается возможность резкого разгона перекачиваемой среды в момент заполнения рабочей полости, что является предпосылкой для разрыва сплошности и возникновения кавитации.

В настоящее время насосы роторного типа не используются в серийных топливоподающих системах дизельных двигателей, несмотря на то, что обладают рядом качеств, позволяющих обеспечить стабильное давление нагнетания топлива, небольшую энергоемкость и удобство управления, а именно быстрый сброс и увеличение производительности при обеспечении привода от электродвигателя.

В качестве аналога может рассматриваться роторный насос по патенту US 1727081 A, F04C 2/32, 1929, 4 стр. Достоинством аналога является простота конструкции, высокая надежность за счет уменьшения нагрузки в парах трения, образующих рабочую полость. Недостатком аналога является то, что подобные конструкции роторных насосов не предназначены для работы при высоких давлениях.

Подобная кинематическая схема используется в ротационных компрессорах с катящимся ротором, в состав которых входит цилиндр, эксцентриковый вал, насаженный на него ротор и подпружиненная разделительная пластина, предназначенная для отделения друг от друга всасывающей и нагнетательной полостей. В связи с большим перепадом давления и нагнетательная, и всасывающая полости имеют соответственно нагнетательный и всасывающий клапаны. Процессы всасывания, сжатия и последующего нагнетания происходят одновременно в двух частях серповидной полости, разделенной ротором и пластиной за один оборот эксцентрикового вала [Бабакин Б.С., Выгодин В.А., Кулагин В.Н. Диагностика работы малых холодильных компрессоров: Учебное пособие. - Рязань. - «Узорочье», 2001. - 302 с.] (прототип).

Технической задачей заявляемого устройства является создание более простого, компактного и технологичного топливного насоса высокого давления для аккумуляторных топливных систем типа Common Rail с простой системой управления подачей топлива в аккумулятор, обеспечивающего возможность мобильного электронного управления этим процессом.

Поставленная задача решается тем, что секция заявляемого топливного насоса высокого давления для аккумуляторных топливных систем типа Common Rail представляет собой рабочую камеру, оснащенную впускными и выпускными отверстиями и составленную цилиндрическим корпусом с двумя неподвижно присоединенными к его торцам опорными шейками и цилиндрическим ротором, эксцентрично размещенным внутри цилиндрического корпуса и установленным на приводном валу, который размещен на подшипниках, установленных в опорных шейках, и разделенную разделительной пластиной на всасывающую и нагнетательную полости. Насосная секция дополнительно оснащена упорными шайбами и статором между ними, в которых имеется сквозной паз с жестко закрепленной в нем разделительной пластиной, причем цилиндрический ротор через подшипник посажен на кривошип приводного вала и оснащен специальным вырезом, через который обеспечивается контакт с разделительной пластиной, причем специальный вырез имеет такую форму, которая обеспечивает его перемещение относительно разделительной пластины без потери контакта с ней, а впускное и выпускное отверстия размещены в статоре с разных сторон относительно разделительной пластины.

Благодаря новой совокупности признаков заявляемого изобретения получаем компактный, нематериалоемкий, конструктивно простой и технологичный топливный насос высокого давления для аккумуляторных топливных систем типа Common Rail, который обеспечивает возможность создания высокого давления топлива в топливном аккумуляторе с минимальными энергозатратами. В этом состоят существенные отличия заявляемого изобретения от аналога.

Заявляемый насос имеет простую систему управления подачей топлива, обеспечивающую возможность электронного управления производительностью насоса. Это достигается тем, что в предлагаемом роторном насосе применяется привод от электродвигателя с регулируемой частотой вращения, а не от коленчатого вала. Такой привод дает возможность управлять подачей топлива в аккумулятор на всех режимах работы двигателя, сводя к минимуму потери, связанные с дросселированием топлива для регулирования давление подачи, вызывающего нагрев топлива и также энергетические потери. В этом состоит научная новизна предлагаемого изобретения.

На фиг.1 и 2 представлена конструкция заявляемого топливного насоса высокого давления для аккумуляторных топливных систем типа Common Rail, на фиг.3 - роторная секция, на фиг.4 - вал.

Конструкция заявляемого роторного насоса содержит цилиндрический корпус 1, закрытый с двух сторон передней 2 и задней 3 крышками соответственно. В цилиндрической полости корпуса 1 соосно с его внутренней поверхностью расположены опорные шейки 4, в которых жестко установлены подшипники скольжения 5. На опорных шейках 4 в подшипниках скольжения 5 установлен приводной эксцентриковый вал 6, имеющий коренные шейки 7 и эксцентрично размещенную относительно них роторную шейку 8.

В цилиндрической полости корпуса 1 соосно с его внутренней поверхностью расположены упорные шайбы 9 и статор 10 между ними, имеющие сквозной паз 11. Статор 10 оснащен впускным 12 и выпускным 13 окнами, которые сообщаются с впускными 14 и выпускными 15 каналами. В сквозном пазу 11 упорных шайб 9 и статора 10 жестко установлена разделительная пластина 16.

На роторной шейке 8 приводного вала 6 установлена с возможностью вращения втулка 17. На втулку 17 напрессован цилиндрический ротор 18, имеющий специальный вырез 19 такой формы, которая обеспечивает его перемещение относительно разделительной пластины 16 без потери контакта с ней. Внутренняя поверхность статора 10 и боковые поверхности упорных шайб 9 образуют рабочую полость, в которой перемещается цилиндрический ротор 18.

Опорные шейки 4, упорные шайбы 9 и статор 10 между ними жестко закреплены в корпусе 1 с помощью винтов 20. Слив утечек топлива осуществляется через сливной канал 21.

Схема работы данного роторного насоса представлена на фиг.5-8.

Заявляемый ТНВД работает следующим образом. При вращении приводного эксцентрикового вала 6 цилиндрический ротор 18, жестко установленный на втулке 17, перемещается по внутренней цилиндрической поверхности статора 10, обеспечивая плотный контакт, а с другой стороны между статором 10 и цилиндрическим ротором 18 образуется серповидная полость, изменяющаяся в зависимости от угла поворота ротора. Разделительная пластина 16, жестко установленная в упорных шайбах 9 и статоре 10 и входящая в контакт со специальным вырезом 19 цилиндрического ротора 18, препятствуя его свободному вращению вокруг роторной шейки 8, делит серповидную полость на две изолированные части. Одна из ее частей через впускное окно 12 связана с впускным каналом 14, проходящим через опорную шейку 4 и упорные шайбы 9. Другая часть через выпускное окно 13 связана с выпускным каналом 15. Процессы всасывания, сжатия и последующего нагнетания в насосе происходят одновременно в двух частях серповидной полости, разделенной пластиной 16, за один оборот эксцентрикового вала. Таким образом осуществляется рабочий процесс.

Возможные утечки топлива в месте сопряжения ротора и упорных шайб удаляются через сливной канал 21 в систему возврата топлива в бак (обратка), осуществляя при этом смазку деталей ТНВД.

Благодаря тому что цилиндрический ротор 18 кинематически связан со статором 10 через разделительную пластину 16, величина относительных перемещений и скорость взаимных перемещений деталей, образующих рабочую полость, мала даже при больших значениях угловой скорости вращения приводного вала 6, что является фактором, уменьшающим износ и повышающим надежность. Кроме этого, в заявляемой конструкции отсутствуют нагруженные пары трения среди деталей, контактирующих с перекачиваемым топливом, что позволяет расширить перечень применяемых конструкционных материалов и дополнительно повысить надежность.

Привод данного ТНВД может осуществляться от автономного электродвигателя, управляемого от электронного блока управления в зависимости от предусмотренных алгоритмов.

С целью применения предлагаемого ТНВД на дизелях с большей мощностью его производительность может быть увеличена за счет применения нескольких секций, размещенных в одном корпусе и работающих от одного приводного вала. Кроме того, применение двух и более секций обеспечивает более равномерную подачу топлива в аккумулятор топливоподающей системы.

Конструкция двухсекционного ТНВД приведена на фиг.9

Экономическую эффективность от использования предлагаемой конструкции следует ожидать в повышении надежности и уменьшении себестоимости конструкции, а также в увеличении КПД дизеля за счет уменьшения энергозатрат.

1. Роторный топливный насос высокого давления, секция которого представляет собой рабочую камеру, оснащенную впускным и выпускным отверстиями и составленную цилиндрическим корпусом с двумя неподвижно присоединенными к его торцам опорными шейками и цилиндрическим ротором, эксцентрично размещенным внутри цилиндрического корпуса и установленным на приводном валу, который размещен на подшипниках, установленных в опорных шейках, и разделенную разделительной пластиной на всасывающую и нагнетательную полости, отличающийся тем, что насосная секция дополнительно оснащена упорными шайбами и статором между ними, в которых имеется сквозной паз с жестко закрепленной в нем разделительной пластиной, причем цилиндрический ротор через подшипник посажен на кривошип приводного вала и оснащен вырезом, через который обеспечивается контакт с разделительной пластиной, причем вырез имеет такую форму, которая обеспечивает его перемещение относительно разделительной пластины без потери контакта с ней, а впускное и выпускное отверстия размещены в статоре с разных сторон относительно разделительной пластины.

2. Роторный топливный насос высокого давления по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно оснащен одной или более секциями, размещенными в одном цилиндрическом корпусе.

findpatent.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *