Плунжерные пары

17.08.2014 / 25.04.2018   •   14744 / 2313

Особенности:

1. Увеличение диаметра плунжера позволяет уменьшать угол впрыска;

2. Лучшим критерием оценки технического состояния плунжерных пар служит цикловая подача топлива на пусковой частоте;

3. Износ прецизионных поверхностей наблюдается в районе любого назначения перепускных отверстий и перекрываемых ими кромок;

4. Наличие двух симметрично расположенных отсечных кромок разгружает плунжер от боковых усилий;

5. В нефорсированном насосе удаётся обеспечить устойчивое наполнение при одном наполненном отверстии во втулке (вследствии большого времени откр.). В форсированных, а также распределительского типа делают несколько наполнительных отверстий (соответственно увеличив пути утечки топлива).

6. Величина зазора в плунжерной паре находится в пределах 0,6-1,6 мкм, зазор ограничивается в целях исключения «зависания» плунжера.

Зазор до 14 мкм при высокой частоте вращения не влияет на основные показатели процесса. Но при пуске приводит к существенному ухудшению всех показателей.

7. При монтаже втулки плунжера в корпусе она деформируется, поэтому конструкция (кол-во наполнительных окон) должна выбираться такой, чтобы деформация была меньше зазоров между втулкой и плунжером. А также обеспечивала сохранение свободного перемещения плунжера после его монтажа.

8. Хонинговка на плунжерной паре улучшает смазку и исключает прихватывание плунжерных пар.

Технические требования:

1. Состояние прецизионных пар проверяют манометром на создаваемое давление. При вращении коленвала стартером при снятых форсунках и полной подачи топлива.

2. Шероховатость плунжера и втулки – Ra=0,1-0,08 мкм, овальность – 0,2 мкм для диаметров 10-40мм, конценость – 0,4 мкм.

3. Плунжерные пары бракуют при наличии трещин и выкрашивании кромок торцевых поверхностей позов и окон.

4. Допцек параллельности опорных и уплотнительных торцов втулки – 0,8-1,2 мкм для диаметров 10-40 мм.

5. Гидравлическую плотность плунжерной пары без разборки насоса проверяют при снятых ТПВД и нагнетательных клапанов и удаления воздуха с насоса. Устанавливая на штуцер насоса опрессовку и создавая давление 20 МПА. Плунжерная пара имеет достаточную плотность, если давление поддерживается в течении: новые – 15-20 сек, изношенные – 5-7 сек. На результат может оказать влияние понижение гидравлической плотности соединений и торцевых поверхностей.

6. При создании давления не ниже 20 МПА можно устанавливать при текущем ремонте, не ниже 30 МПА – при капитальном.

7. Твёрдость не менее HRC>60.

8. Несмотря на небольшие зазоры, плунжер должен свободно перемещаться во втулке, поэтому к геометрической форме и чистой поверхности предоставляют высокие требования.

Ремонт:

1. Износ рабочей поверхности устраняют перекомплектовкой.

Влияние неисправностей на работу дизеля:

1. Заклинивание плунжерной пары происходит в основном после стоянки ( во время которой попавшая грязь и вода вызывает коррозию).

2. Увеличение диаметра плунжера приводит к увеличению объёма линии высокого давления и затруднению подачи на режиме холостого хода.

3. Внимание! такой абразив как пасто ГОИ, или алюминиевая стружка произведенная в результате износа перегородок алюминиевых баков топливными фильтрами не фильтруется, даже 2-х микронными!

4. У изношенных плунжерных пар начало впрыска опаздывает, так как после перекрытия впускного окна топливо перетекает обратно по канавке местного износа. Чем больше величина местного износа и больше запаздывание впрыска ( при мах износе запаздывания 5

0 ПКВН)

Рекомендуем посетить раздел:

Плунжерная пара (подающие элементы) ТНВД

Плунжерная пара (основной вариант)

Плунжер ТНВД (4) вместе с гильзой ТНВД (3) образуют плунжерную пару. В ее работе использован принцип перелива топлива, и управление с помощью канала и спиральной канавки.

Плунжер ТНВД очень точно подгоняется к гильзе, что обеспечивает уплотнение, адекватное даже при высоком давлении и низких оборотах, и применение дополнительных уплотни тельных элементов не требуется. Помимо вертикальной канавки плунжер имеет также дополнительную проточку на своей боковой стороне, называемую управляющей спиральной канавкой (6).

Рис. Плунжерная пара (основной вариант)

Для давления впрыска до 600 бар хватает одной спиральной канавки (а — плунжерная пара с одним каналом), но для большего давления необходимы две канавки, расположенные на плунжере диаметрально противоположно (Ь — плунжерная пара с двумя каналами). Эта мера служит для предотвращения «залипания» плунжера, так как плунжер больше не перемещается относительно гильзы под действием давления впрыска.

Гильза имеет один или два входных (впускных) топливных канала для поступления топлива и обеспечения окончания подачи топлива (5). Учитывая, что плунжер обрабатывается и подбирается под гильзу, необходимо при замене менять плунжерную пару только в сборе и никогда не заменять плунжер или гильзу отдельно.

Плунжерная пара с каналом возврата утечек топлива

Если ТНВД сообщается с системой смазки двигателя, то при определенных обстоятельствах утечка топлива может привести к разжижению смазочного масла двигателя. Этого можно избежать в значительной степени с помощью плунжерной пары с каналом возврата утечек топлива (1) в поплавковую магистраль ТНВД. В этом случае гильза снабжается кольцеобразной проточкой (2), которая соединяется с топливным каналом через отдельный проход (вариант Ь).

Рис. Плунжерная пара с каналом возврата утечек топлива

В другом варианте (а), протекшее топливо собирается в кольцеобразной проточке плунжера (2) и затем возвращается в топливный канал через соответствующую канавку плунжера (1).

Рис. Варианты

Для соответствия специальным требованиям, таким как, например, уровень шума и токсичность выхлопных газов требуются различные, зависящие от нагрузки, формы начала подачи топлива. Плунжеры, которые в дополнение к нижней спиральной канавке имеют верхнюю спиральную канавку (рисунок Ь), позволяют регулировать начало подачи в зависимости от нагрузки, (а — нижняя спиральная канавка).

Для улучшения пусковых характеристик некоторых типов двигателей применяются специальные плунжеры, имеющие специальную пусковую канавку (1) (рисунок с). Эта пусковая канавка выполняется на верхнем торце плунжера и эффективна только тогда, когда плунжер находится в стартовом положении. В результате начало подачи задерживается на 5 -10° относительно положения коленчатого вала.

Нагнетательные клапаны

Рис. Нагнетательные клапаны

Задачей нагнетательного клапана является перекрытие магистрали высокого давления между топливопроводам высокого давления и плунжером ТНВД, стравливание топливопровода высокого давления и полости форсунки путем снижения давления до определенного статического уровня. Это снижение давления топлива необходимо для быстрого и четкого закрытия распылителя форсунки, что предотвращает появление нежелательных капель топлива.

Во время рабочего процесса впрыска давление, создаваемое в надплунжерном пространстве, вызывает подъем конуса нагнетательного клапана (3) из седла в держателе клапана и топливо под давлением подается (Ь) через держатель клапана (1) и топливопровод высокого давления к распылителю форсунки. Как только спиральная канавка плунжера откроет сливной канал и прекратиться подача топлива, давление топлива в камере высокого давления упадет, и пружина нагнетательного клапана (2) прижмет конус клапана (4) обратно к его седлу (5). Это отделение надплунжерного пространства от топливопровода высокого давления будет происходить до тех пор, пока плунжер не начнет новый рабочий ход, (а — клапан закрыт).

Клапан постоянного объема без ограничения обратного потока

Рис. Клапан постоянного объема без ограничения обратного потока

В клапане постоянного объема (а) часть штока элемента клапана выполнена в виде поршня (втягивающий поршень) и подогнана к направляющей штока клапана. Когда спиральная канавка плунжера прекратит подачу топлива и пружина закроет нагнетательный клапан, поршень входит в направляющую втулку штока клапана (4) и отсекает топливопровод высокого давления от надплунжерного пространства (камеры высокого давления). Это означает, что имеющийся объем топлива в топливопроводе высокого давления возрастет на величину объема, получаемого при ходе втягивающего поршня (2). Этот возвращенный объем соответствует длине топливопровода высокого давления. Это означает, что длина топливопровода не должна изменяться. (1 — седло клапана; 3 — кольцевая проточка; 5 — вертикальный паз). Для достижения конкретных характеристик топливоподачи в специальных случаях применяются клапаны с компенсацией (Ь). Они имеют доработанный участок (6) на втягивающем поршне.

Клапан постоянного объема с ограничением обратного потока

Рис. Клапан постоянного объема с ограничением обратного потока: 1. Держатель нагнетательного клапана; 2. Пружина нагнетательного клапана; 3. Пластина клапана; 4. Держатель клапана.

Ограничение обратного потока может применяться в дополнение к клапану обратного давления. Волны обратного давления, которые образуются при закрытии распылителя форсунки, могут стать причиной кавитации и износа камеры высокого давления нагнетательного клапана. Это воздействие может быть уменьшено или полностью сглажено демпфирующим эффектом ограничения обратного потока в верхней секции держателя нагнетательного клапана, другими словами, между клапаном постоянного объема и распылителем форсунки. Это достигается с помощью узкого ограничительного канала в корпусе клапана, который, с одной стороны, обеспечивает требуемый дросселирующий эффект и, с другой стороны, по большей части, предохраняет от отраженной волны давления. При открытии клапана и подаче топлива ограничения и дросселирующего эффекта не происходит. В качестве корпуса клапана для давления до 500 бар используется пластина, а для больших давлений — направляющий конус.

Клапан постоянного давления

Рис. 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 используется с ТНВД, развивающим давление свыше примерно 800 бар на небольших высокооборотистых двигателях с непосредственным впрыском (DI). Этот клапан состоит из переднего нагнетательного клапана, работающего в направлении подачи топлива и клапана, удерживающего давление, работающего в направлении обратного потока. Последний клапан между впрысками поддерживает статический уровень давления как можно более постоянным, таким же, как и при всех других рабочих режимах. Преимущества клапана постоянного давления заключаются в устранении кавитации и улучшении гидравлической стабильности.

Если клапан постоянного давления должен функционировать более эффективно, это требует более точных регулировок и модификаций регулятора числа оборотов.

О расчете течи плунжерной пары в радиально-плунжерном насосе

Заголовки статей

Распределение нагрузки по дорожкам качения 8-точечного опорно-поворотного подшипника
стр. 10

Первичный резонанс токонесущего пучка в поле термомагнитоупругости
стр.16

Нелинейная модель тонкостенной композитной балки с умеренными прогибами
стр.22

Уединенные волны и хаотическое поведение в балке с большим отклонением
стр.28

О расчете течи плунжерной пары в радиально-плунжерном насосе
стр.35

Исследование усилий, действующих на плунжер и валик пары опорных цилиндров статического давления
стр.41

Моделирование кинематических стыковочных соединений на основе метода согласных перемещений
стр. 48

Идентификация режимов кипящего двухфазного течения на основе двух видов нейронных сетей

стр.54

Численное моделирование кипящего теплообмена воды в вертикальных прямоугольных мини-каналах
стр.61

Главная Прикладная механика и материалы Прикладная механика и материалы Vols. 29-32 О расчете течи плунжерной пары в…

Предварительный просмотр статьи

Аннотация:

Дан новый радиально-плунжерный насос, который установлен с роликом между плунжером и статором, ролик чисто катится по внутренней поверхности статора, уменьшая силу трения и эффективно предотвращая сгорание фрикционной пары в рабочем состоянии. Когда вязкость изменяется в зависимости от давления и температуры, гидравлического давления и потока резания, вызванного перемещением плунжера во вспомогательном плунжере нового радиально-плунжерного насоса, здесь корректируется расчетная формула кольцевого зазора, что обеспечивает теоретическую поддержку для разработки высокоэффективного радиального насоса.

-плунжерный насос.

Доступ через ваше учреждение

Вас также могут заинтересовать эти электронные книги

Предварительный просмотр

Рекомендации

[1] Чен Яньшэн: Теория и конструкция поддержки статического давления. [M] Издательство «Национальная оборона». (1980).

[2] Шэн Шэнчао: Гидравлическая гидродинамика. [M] Пекин: Издательство машиностроения. (1980).

[3] Хук, К.Дж.: Влияние центробежной нагрузки и трения шариков на смазку башмаков аксиально-поршневых насосов, 6-й международный симпозиум Fluid Power, апрель 1989 г., стр. 85-102.

[4] Ху Синьхуа: Исследование сферической одинарной пары поддержки статического давления в аксиально-плунжерном насосе. 2003. 5.

[5] Сюй Яомин: расчет пары трения между теорией масляной пленки и гидравлическим насосом. пресс машиностроения, 1987, стр. 108-255.

[6] Шэн Цзинчао: гидромеханика гидравлики, издательство машиностроения, 1980, стр.71-97.

[7] Сюй Яомин: Теория масляной пленки и конструкция пары трения гидравлического насоса и двигателя. [M] Пекин: Издательство машиностроения. (1987).

Цитируется

Влияние микроямочки на смазочные характеристики текстурированного плунжерного насоса

Чтобы прочитать этот контент, выберите один из вариантов ниже:

Хэкун Цзя (Школа автомобильной и дорожной инженерии, Университет Цзянсу, Чжэньцзян, Китай)

Цзэюань Чжоу (Школа автомобильной и дорожной инженерии, Университет Цзянсу, Чжэньцзян, Китай)

Бифэн Инь (Школа автомобильной и дорожной инженерии, Университет Цзянсу, Чжэньцзян, Китай)

Huiqin Zhou (Школа автомобильной и дорожной инженерии, Университет Цзянсу, Чжэньцзян, Китай)

Бо Сюй (Школа автомобильной и дорожной инженерии, Университет Цзянсу, Чжэньцзян, Китай)

Промышленная смазка и трибология

«> ISSN : 0036-8792

Дата публикации статьи: 6 апреля 2021 г.

Дата публикации выпуска: 2 июня 2021 г.

Загрузки

Аннотация

Цель

Целью данного исследования является изучение влияния радиуса углубления, глубины и плотности на смазочные характеристики плунжера.

Конструкция/методология/подход

Модель смазки была принята для учета эксцентриситета и деформации во время рабочего процесса плунжера, и для подтверждения результатов моделирования были проведены стендовые испытания. Текстура была изготовлена ​​с помощью лазерного текстурирования поверхности.

Выводы

Результаты моделирования показали, что при увеличении радиуса или глубины углубления толщина масляной пленки на плунжере сначала увеличивается, а затем уменьшается, а шероховатое трение демонстрирует противоположную тенденцию. Таким образом, соответствующая текстура микроямок может способствовать улучшению характеристик смазки и снижению износа. Затем на поверхность плунжера были нанесены лазером микроямочки, и было проведено базовое трибологическое испытание для подтверждения результатов моделирования. Экспериментальные результаты показали, что средний коэффициент трения уменьшился с 0,18 до 0,13, т.е. на 27,8%.

Социальные последствия

Ожидается, что введение микроуглубления на плунжерной паре для уменьшения трения и улучшения смазки обеспечит новый подход к разработке высокопроизводительной плунжерной пары и улучшит характеристики двигателя внутреннего сгорания. В случае применения текстура поверхности может помочь уменьшить трение примерно на 27% и ограничить затраты по сравнению с трением плаггера.

Оригинальность/ценность

В плунжерную пару автомобиля была введена микроямочная текстура для уменьшения трения и повышения производительности. Полученные данные свидетельствуют о том, что текстура поверхности может быть использована в автомобильной промышленности для повышения эффективности масла и смазочных характеристик.

Рецензирование

История рецензирования этой статьи доступна по адресу: http://dx.doi.org/10.1108/ILT-07-2020-0259.

Ключевые слова

• Смазка
• Дизельный двигатель
• Текстура поверхности
• Плунжер

Благодарности

Авторы раскрыли получение следующей финансовой поддержки для исследования, написания и/или публикации этой статьи: Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (51975252), Государственная ключевая лаборатория надежности двигателей (skler-201808), Последипломная исследовательская и практическая инновационная программа провинции Цзянсу (KYCX19_1597), Приоритетная академическая программа развития высших учебных заведений Цзянсу (PAPD), Проект ключевой лаборатории высокотехнологичных исследований город Чжэньцзян (SS2018007) и крупный научно-технический проект города Чжэньцзян (ZD2018001).