Клапан нагнетательный тнвд: Нагнетательные клапаны в линии высокого давления ТНВД – 403 — Доступ запрещён

Нагнетательные клапаны в линии высокого давления ТНВД

Нагнетательный клапан разъединяет линию высокого давления (штуцер ТНВД, топливная трубка высокого давления и форсунка) и полость высокого давления в насосе. Нагнетательный клапан обеспечивает разгрузку линии высокого давления сразу после окончания впрыскивания топлива, предотвращая тем самым подвпрыски топлива, регулирует остаточное (начальное) давление в нагнетательном топливопроводе и корректирует скоростную характеристику топливоподачи. Схема нагнетательного клапана показана на рисунке.

Рис. Штуцер ТНВД в сборе с нагнетательным клапаном и клапаном-дросселем обратного потока: а — нагнетательный клапан в сборе; б — фаза впрысха; в — процесс разгрузки; г — посадка клапана в седло; 1 — нагнетательный клапан; 2 — пружина клапана; 3 — корпус нагнетательного клапана; 4 — пружина клапана-дросселя обратного потока; 5 — клапан-дроссель обратного хода; 6 — посадочные поверхности клапана; 7 — разгрузочный поясок

Нагнетательный клапан 1 грибкового типа открывается давлением топлива во время активного хода плунжера и прижимается к седлу пружиной 2 во время процессов слива топлива из ЛВД и наполнения.

В конце процесса впрыскивания топлива при посадке иглы форсунки на седло в линии высокого давления возникают прямые и отраженные волны давления, которые могут приводить к повторным впрыскиваниям. Негативные последствия этого явления заключаются в закоксовывании сопловых отверстий форсунки из-за появления капель топлива с последующим нарушением процесса сгорания и в появлении дыма и токсичных составляющих в отработавших газах двигателя. С целью устранения подвпрыскиваний нагнетательный клапан имеет разгрузочный поясок 7. При отсечке подачи клапан начинает садиться на седло и в положении, показанном на рисунке в разгрузочный поясок 7 отсасывает топливо из линии высокого давления, обеспечивая тем самым быстрое прекращение впрыскивания, отсутствие подвпрысков и формируя определенный уровень остаточного (начального) давления в линии высокого давления. На рисунке г клапан показан в закрытом положении, стрелками обозначен ход клапана от начала действия разгрузочного пояска, т.е. ход разгрузки В простейшем исполнении штуцер ТНВД не включает в себя клапан-дроссель обратного потока (5 рисунке) и состоит только из собственно клапана 1 и пружины 2. установленных внутри корпуса штуцера 3.

Необходимость установки клапан-дросселя обратного потока возникает в тех случаях, когда действия разгрузочного пояска нагнетательного клапана бывает недостаточно для устранения подвпрыскивания топлива (как правило, при высоких частотах вращения в сочетании с увеличенным остаточным давлением) В этих случаях быстрая посадка нагнетательного клапана генерирует волну сжатия, которая, несмотря на действия разгрузочного пояска, может сформировать дополнительное впрыскивание топлива. Для предотвращения этих явлений в корпус 3 штуцера устанавливается клапан с дросселем 5 и с пружиной 4. составляющие клапан-дроссель обратного потока (рис. а). Наличие такого демпфирующего клапана делает процесс разгрузки линии высокого давления более плавным, исключающим указанные выше негативные явления.

Топливные трубки высокого давления подобраны к данному типу насоса и к данному дизелю в соответствии с требованиями к процессу топливоподачи и не должны меняться местами при проведении технического обслуживания, также должны быть исключены резкие изгибы трубопровода. Радиус кривизны в любом месте не должен быть меньше 25 мм. Топливные трубки высокого давления изготовляется из стальных толстостенных труб без применения сварки.

На рисунках ниже представлены общий вид топливного насоса VE и детали привода и блока высокого давления, дающие, с учетом всего рассмотренного выше, достаточное представление о конструкции ТНВД Bosch VE.

Рис. Общий вид топливного насоса BOSCH VE: 1 — клапан-регулятор низкого давления; 2 — регулятор частоты вращения; 3 — штуцер с дросселем для выхода топлива; 4 — распределительная головка; 5 — насос низкого давления; 6 — автомат опережения впрыскивания топлива; 7 — внутренняя полость насоса; 8 — электромагнитный клапан остановки дизеля

Рис. Детали привода ТНВД и блока высокого давления: 1 — муфта крестообразная; 2 — кольцо с роликами; 3 — кулачковая шайба; 4 — регулировочные шайбы; 5 — плунжер; 6 — фланец; 7 — дозирующая муфта; 8 — распределительная головка; 9 — штуцер; 10 — возвратная пружина

Клапаны топливных насосов высокого давления (ТНВД)

В топливных насосах высокого давления современных дизелей применяют следующие клапаны:

  • всасывающие
  • отсечные
  • нагнетательные

Всасывающие клапаны

Всасывающие клапаны обеспечивают поступление топлива в полость насоса высокого давления из подкачивающего топливопровода и разобщение этой полости с топливопроводом при окончании процесса наполнения. Устанавливают клапаны с принудительным управлением и автоматические.

Конструкции клапанов

Рис. Конструкции клапанов:
а — всасывающих; б — отсечных; в — демпферного устройства, 1 — клапан; 2 — толкатели; 3 — гайка; 4 — корпус клапана; 5 — каналы подвода топлива; 6 — грибок; 7 — основной клапан; 8 — дросселирующие отверстия; 9 — поршень; 10 — канал отвода топлива

Во всасывающем клапане с принудительным открытием (рис. а) толкатель 2 клапана расположен в корпусе 4 клапана. Его прижимают конусными поверхностями к гнезду гайкой 3. Грибок 6 клапана разобщает каналы 5 подвода топлива с полостью насоса. При нажатии толкателя на торец клапана происходит его открытие и топливо поступает в полость насоса высокого давления. При отсутствии воздействия толкателя пружина плотно прижимает клапан к гнезду.

Отсечные клапаны

Отсечные клапаны обеспечивают управление концом подачи топлива. Конструкция их (рис. б) аналогична конструкции всасывающих клапанов с принудительным открытием. Они могут выполнять одновременно функции всасывания и отсечки. В дизелях с большими цикловыми подачами размеры этих клапанов значительны, поэтому в момент отсечки на тарелку такого клапана действуют большие силы, нагружающие детали привода. Тогда необходимо устанавливать регулятор с большим перестановочным усилием. С целью улучшения работы клапана его выполняют двойным. Толкатель вначале воздействует на внутренний клапан 1 с малыми размерами тарелки. Когда давление в полости насоса понизится, толкатель соприкасается с торцом основного клапана 7 и открывает его, обеспечивая получение большого суммарного сечения, через которое происходит последующая отсечка и наполнение полости насоса.

Вытекающее в момент отсечки топливо имеет высокое давление, поэтому в отсечной полости создаются интенсивные колебания. В случае соединения отсечной и наполнительной полостей эти колебания распространяются по линии наполнения и приводят к резкому ухудшению процесса наполнения. Чтобы устранить эти явления и стабилизировать давление в отсечной полости, на отсечном клапане или рядом с ним устанавливают специальные демпферы или амортизаторы (рис. в), которые воспринимают нагрузки от потока топлива и предотвращают возникновение резких колебаний. При подъеме отсечного клапана 1 топливо из полости высокого давления проходит через канал 5, дросселирующие отверстия 8 в нагруженном пружиной поршне 9 и поступает через канал 10 в нагнетательный топливопровод. В момент прохода топлива через дросселирующие отверстия и объем с пружинами происходит падение давления и гашение колебаний.

Нагнетательные клапаны

Нагнетательные клапаны выполняют следующие функции:

  • в системах с открытыми форсунками препятствуют проникновению газов из рабочего цилиндра в полость насоса высокого давления;
  • разъединяют топливопровод и полость насоса высокого давления в процессе всасывающего кода плунжера насоса, обеспечивая тем самым улучшение наполнения;
  • способствуют получению резкого окончания впрыска и уменьшению подтекания форсунок;
  • обеспечивают создание в системах с закрытыми форсунками остаточного давления в нагнетательном топливопроводе, что способствует в некоторых случаях лучшему управлению процессом впрыска и более строгому выдерживанию фаз впрыска;
  • позволяют уменьшать остаточное давление (клапан с разгрузочным пояском) в нагнетательном топливопроводе и устранять таким образом колебания в нем после окончания нагнетания;
  • дают возможность корректировать характеристику подачи, приближая ее к желательной.

По конструкции различают клапаны:

  • грибовидные
  • цилиндрические
  • пластинчатые
  • комбинированные
  • двойные нагнетательные клапаны

Конструкции нагнетательных клапанов

Рис. Конструкции нагнетательных клапанов:
а—г — грибовидных, д, е — цилиндрических, 1 — гайка; 2 — ограничитель; 3 — пружина; 4 — клапан; 6 — корпус насоса; 7 — отсасывающий поясок; 7 — направляющая; 8 — корпус клапана, прокладка

Грибовидные клапаны

Грибовидные клапаны получили наибольшее распространение в дизелях В корпусе 8 (рис. а) расположен клапан 4 с отсасывающим пояском 6 и направляющей 7. Клапан прижимается к гнезду пружиной 3, а его подъем зависит от ограничителя 2. Гайка 1 прижимает через прокладку 9 корпус клапана к втулке насоса высокого давления. В процессе нагнетания топливо давит снизу на грибок клапана, вследствие чего он поднимается и открывает доступ к форсунке. При прекращении подачи пружина опускает клапан вниз, а затем плотно прижимает его к гнезду. При входе отсасывающего пояска в направляющую происходит увеличение объема нагнетательной линии и снижение давления в системе. Корпус клапана имеет резьбу, которая позволяет демонтировать соединение. Натравляющий стержень клапана имеет сечение, которое позволяет легко пропускать топливо в нагнетательный топливопровод.

Чаще всего на направляющей выполняют продольные шлицы, образующие продольные канавки, через которые подается топливо (рис. а, в). В клапанах-корректорах фирмы Бош канавки расширяются книзу (рис. г), а вверху они имеют форму острых тупиков. Таким образом, проходное сечение направляющей этого клапана изменяется от максимального в нижней части до нулевого в верхней. При подъеме клапана создается определенное проходное сечение в зависимости от величины подъема. В результате дросселирующего эффекта клапан поднимается тем выше, чем больше давление топлива, действующее на него со стороны полости насоса. Опускаясь с большей высоты, клапан отсасывает больше топлива, поэтому нагнетательный топливопровод разгружается интенсивнее, а остаточное давление в нем уменьшается. При последующем цикле доля активного хода плунжера затрачивается на заполнение системы, поэтому количество подаваемого в цилиндр дизеля топлива уменьшается.

С увеличением скоростного режима работы системы давление топлива в ней увеличивается, поэтому по указанной выше причине подача в цилиндр уменьшается. Это обстоятельство позволяет корректировать характеристику системы и приближать ее к желательной.

Демпфирующий клапан (см. в) предотвращает появление отраженной волны большой интенсивности. Резкая посадка нагнетательного клапана служит источником появления отраженной волны, которая при некоторых условиях может привести к нежелательному дополнительному впрыску. С целью предотвращения этого нежелательного явления грибок клапана располагают в цилиндре так. что между ним и внутренней поверхностью цилиндра создается малый кольцевой дросселирующий зазор. При посадке клапана и заходе его в цилиндр под грибком возникает амортизирующая гидравлическая подушка, уменьшающая скорость посадки клапана и амплитуды отраженной волны.

Грибовидные клапаны устанавливают в топливных насосах дизелей различного назначения. Они сравнительно просты, однако обусловливают наличие большого объема в штуцере, в котором размещают пружину, и имеют повышенную массу в насосах с большими цикловыми подачами. Грибовидные нагнетательные клапаны с принудительным открытием (см. рис. б) устанавливают например, в судовых дизелях.

Цилиндрические клапаны

Цилиндрические клапаны имеют форму стакана, в котором обычно располагают пружину. Внешняя поверхность стакана может иметь лыски, образующие проходы для топлива (рис. д), или строго цилиндрическую форму (рис. е). В последнем случае топливо поступает в нагнетательный топливопровод или через специальные боковые каналы, или через отверстия в самом клапане. Отсасывающий поясок может быть расположен вверху, (см. рис. д), внизу (см. рис. е), либо совсем отсутствовать. В последнем случае степень разгрузки системы определяется ходом клапана и скоростью его посадки, зависящей от затяжки пружины. Пружина клапана свободным концом упирается или в штуцер насоса (см. рис. д), или в специальную шайбу (см. рис. е), или в ограничитель подъема. Во всех случаях стремятся максимально облегчить стакан, чтобы уменьшить массу клапана, обусловливающую силу удара его о гнездо при посадке.

Масса цилиндрических клапанов по сравнению с грибовидными меньше. Они позволяют обеспечить заметное уменьшение объема штуцера.

Пластинчатые клапаны

Пластинчатые клапаны (рис. а) просты по устройству, обладают малой массой, поэтому малоинерционны. Пластина 3, имеющая вырезы для пропуска топлива, находится в нажимном корпусе-гайке 1 и нагружена пружиной 2, которая прижимает ее к пластине 5. При повышении давления поднимаются обе пластины. Когда нижняя пластина упирается в выступ гайки, верхняя продолжает передвигаться вверх и открывает доступ топливу к штуцеру.

Пластинчатые клапаны

Рис. Пластинчатые клапаны:
а—в — варианты конструкции, 1 — корпус гайка, 2 — пружина, 3, 5 — пластины, 4 — направляющая; 6, 7 — части клапана, соответственно внутренняя и наружная

Разгрузочный ход пластинчатого клапана определяется расстоянием между верхним торцом нижней пластины и выступом гайки. Пластинчатый клапан, представленный на рис. б, служит дополнением к сферическому клапану. Работает он аналогично предыдущему, но не нагружается пружиной.

Основным недостатком пластинчатых клапанов является то, что они не обеспечивают достаточную герметичность запирания. Уплотнение по плоскости осуществляется и в конструкции клапана, приведенного на рис. в. Клапан состоит из двух подвижных частей 6 и 7, каждая из которых нагружена собственной пружиной. Обе части клапана прижимаются к торцу седла клапана При повышении давления в надплунжерном пространстве сначала поднимается внутренняя часть 6 клапана, которая, двигаясь вверх, упирается в наружную часть 7 клапана, имеющую лыски на наружной поверхности для пропуска топлива. Отсасывание топлива производится внутренней частью клапана с момента посадки наружной части 7 на гнездо.

Наличие двух подвижных частей, составляющих прецизионный узел, а также необходимость уплотнения по двум поверхностям усложняют конструкцию клапана, его изготовление и эксплуатацию.

Шариковые клапаны еще проще по конструкции. Шарик обычно располагают или в специальном гнезде, или в специальном канале. Он может быть нагружен (устанавливают пружину) или не нагружен. Шариковые клапаны как и пластинчатые не создают надежного уплотнения поэтому применяют их сравнительно редко.

Комбинированные клапаны

Комбинированные клапаны

Рис. Комбинированные клапаны:
а-в — варианты конструкции; 1, 2 — пластины; 3 — упор; 4, 5 — каналы; 5 — основной клапан

Комбинированные клапаны применяют для устранения колебаний в нагнетательном топливопроводе. При отсасывании топлива из системы столб жидкости, движущейся вслед за клапаном, внезапно останавливается, когда клапан садится на гнездо. Происходит резкое повышение давления у клапана, в результате чего образуется волна давления, распространяющаяся по трубопроводу к форсунке и служащая источником повторных открытий иглы и нежелательных дополнительных вспрысков. Для устранения этих явлений в топливные насосы ставят комбинированные или двусторонние клапаны.

Клапан (рис. а) состоит из двух пластин 1 и 2, одна из которых нагружена пружиной. При ходе нагнетания пластина 1 передвигается вверх и выступами упирается в корпус. Топливо проходит через отверстие в нижней пластине, обтекает верхнюю пластину и поступает в нагнетательный топливопровод. После отсечки давлением топлива верхняя пластина прижимается к нижней, разобщая топливопровод и насос высокого давления. При местном повышении давления у нагнетательного клапана в результате прихода отраженной от форсунки волны давления пластины 1 и 2, преодолевая силу пружины, перемещаются вниз до упора 3, а топливо поступает в штуцер клапана и из него через каналы 4 в полость насоса. Изменяя натяжение пружины, можно регулировать начало обратного открытия клапана. Недостатком этого клапана является наличие значительного сопротивления, создаваемого им на пути движения топлива. Поэтому коэффициент подачи насоса снижается на 8—12%. Ему присущи также недостатки, свойственные всем пластинчатым клапанам.

В клапане (рис. б) прямой поток топлива осуществляется через каналы 4 и сечение под пластиной 1, нагруженной пружиной.

При закрытом клапане отраженная волна давления у насоса действует через кольцевой зазор и каналы 5 на тарелку дополнительного клапана, нагруженного той же пружиной, что и основной пластинчатый клапан. Аналогично работает и клапан, конструкция которого приведена на рис. в. Прямой поток топлива, идущий от насоса к форсунке в процессе нагнетания, действует на основной клапан 6, нагруженный специальной пружиной. На наружной цилиндрической поверхности клапана имеются лыски, поэтому топливо поступает через сечение под запорным конусом в штуцер клапана, а затем в нагнетательный топливопровод. После отсечки клапан 6 садится на гнездо. При появлении отраженной волны повышенного давления топливо через каналы 5 поступает в полость корпуса клапана, действует на тарелку обратного клапана, нагруженного собственной пружиной, открывает его и проходит в полость насоса. Подъем обратного клапана и натяжение его пружины регулируют смещением специальной втулки с радиальными каналами 8 при помощи гайки. Контргайка фиксирует втулку в установленном положении. По сравнению с другими рассмотренными конструкциями клапанов конструкция этого клапана усложнена.

Двойные клапаны

Двойные клапаны устанавливают в ответственных тяжелых дизелях. Наличие двух последовательно расположенных клапанов обеспечивает большую надежность работы топливной системы, так как создается большая герметичность узла. Кроме того, в случае выхода из строя одного из них при заедании или попадании под конус твердых загрязнений другой продолжает самостоятельно выполнять функции разобщения трубопровода и насоса.

Рассмотренные основные конструкции далеко не охватывают все многообразие существующих нагнетательных клапанов. Однако они дают полное представление о их работе и принципах конструирования. Выполненный анализ позволяет более правильно подойти к выбору конструктивного варианта нагнетательного клапана для конкретной топливной системы.

Диагностирование плунжерной пары и нагнетательного клапана ТНВД. Схема прибора KИ-4802

Проверка прецизионных пар топливного насоса на тракторе приспособлением КИ-4802

Рис. Проверка прецизионных пар топливного насоса на тракторе приспособлением КИ-4802: 1 — манометр; 2 — топливопровод; 3 — корпус приспособления; 4 — рукоятка; 5—секундомер

Техническое состояние плунжерных пар и пар нагнетательных клапанов проверяют на двигателе при помощи приспособления КИ-4802. Оно состоит из корпуса 3 с рукояткой 4, внутри которой paзмещен предохранительный клапан топливопровода 2 высокого давления и манометра со шкалой до 40 МПа. Предохранительный клапан приспособления проверяют и регулируют в мастерской на приборе КИ-562 так, чтобы он открывался при давлении 30…32 МПа. Топливопровод 2 прибора поочередно присоединяют к штуцеру высокого давления проверяемой секции топливного насоса и включают подачу топлива. Прокручивая коленчатый вал двигателя пусковым устройством, следят за положением стрелки манометра.

Если манометр показывает давление менее 25 МПа в двигателе с разделенными камерами сгорания или менее 30 МПа в двигателе с непосредственным впрыском, то плунжерные пары изношены и требуют замены.

Затем проверяют состояние нагнетательного клапана. Прекратив прокручивание вала, секундомером 5 измеряют время падения давления по манометру от 15 до 10 МПа. Если оно составляет менее 10 с, нагнетательный клапан необходимо заменить. Если при проверке в топливном насосе оказались изношенными хотя бы одна плунжерная пара или один нагнетательный клапан, то такой насос подлежит замене или ремонту.

Универсальное приспособление КИ-16301А позволяет определять состояние прецизионных пар топливного насоса, форсунок, давление в главной масляной магистрали двигателя и загрязненность основного фильтра навесной гидравлической системы. Оно снабжено переключателем подачи топлива, тройником и манометром низкого давления. Процесс проверки механизмов примерно такой же, как приспособлениями КИ-9917 и КИ-4802.

Регулировка ТНВД серии УТН производства НЗТА

ТНВД каких марок автомобилей вы ремонтируете?
     — Любые механические ТНВД легковых и грузовых автомобилей, тракторов, спецтехники и дизельгенераторов, а также некоторые электронные ТНВД. Из легковых автомобилей это, например, Audi, BMW, Chevrolet, Chrysler, Citroen, Daewoo, Fiat, Ford, Honda, Hyundai, Infiniti, Iveco, Jeep, Kia, Land Rover, Lexus, MAN, Mazda, Mercedes-Benz, Mitsubishi, Nissan, Opel, Peugeot, Renault, SEAT, Skoda, Subaru, Suzuki, Toyota, Volkswagen, Volvo.

Ремонтируете ли вы российские ТНВД?
     —  Да, мы ремонтируем топливную дизельную аппаратуру российских автомобилей, тракторов и спецтехники.

Возможно ли присутствовать при диагностике?

     — Да секретов нет. Все, что может заинтересовать заказчика будет показано и рассказано, кроме, разумеется, тонкостей процесса ремонта.

Есть ли предварительная запись?

     —Да, при желании можно заранее договориться на проведение диагностики в определенное время.

Есть ли гарантия на ремонт?
     —  Гарантийный срок на отремонтированные изделия составляет 6 месяцев для ТНВД отечественного производства и 4 месяца для импортных. Гарантийный ремонт осуществляется в течение установленного гарантийного срока, при условии соблюдения заказчиком правил эксплуатации топливной аппаратуры.

Что не считается гарантийным случаем?

     — Гарантийный ремонт не производится в случае заклинивания (критического износа) плунжерных пар или деталей топливной аппаратуры от воды, посторонних примесей или некачественного топлива

Какие возможны формы оплаты?

     —  Любые, разрешенные законодательством РФ, в том числе наличный и безналичный расчет.

Работаете ли вы с НДС?

     — Нет, т.к. ООО СТЭЛ использует спецрежим налогообложения и не является плательщиком НДС.

ТНВД Bosch VE, клапан на обратке — Автомобили

4 часа назад, AZi сказал:

кто точно разбирается в работе этого клапана и чем чревата описанная выше переделка — обьясните пожалуйста

Если я правильно все понял, речь идет о перепускном клапане низкого давления. Дело в том, что давление на выходе насоса низкого давления в ТНВД (внутренний) непосредственно связано с оборотами вращения привода ТНВД. Логично предположить, чем больше обороты, тем выше это давление. И перепускной клапан корректирует это давление в соответствии с определенными конструктором параметрами и характеристиками. Все бы ничего, но в ТНВД это давление используется для автоматической корректировки угла впрыска в зависимости от нагрузки (система LFB), поэтому наличие и параметры перепускного клапана имеют важное значение. И неправильно считать, что он нужен только для улучшения пуска зимой — он работает в любое время года.

Ну а алгоритм работы LFB примерно ясен — чем выше давление, значит, выше обороты, тем больше опережение угла впрыска. Фазовое смещение может достигать до 24 градусов поворота коленвала. А дальше думаем логически — просто выкинуть клапан, открыв «все дыры» — на небольших оборотах давление слишком низкое, отсюда поздний впрыск, соответственно плохой пуск, дымность, снижение мощности. Заглушить перепускную трубку (кстати, она не везде есть) — на малых оборотах пуск и работа двигателя хорошие, особенно зимой, но на более высоких — впрыск слишком ранний, повышенный шум и износ как самого двигателя, так и ТНВД. Кстати, этот и создает ошибочное мнение о якобы улучшении, ну или не оказывании влияния на работу двигателя. Ну и для «добиваемых» движков с низкой степенью сжатия иногда как бальзам…

Если режим работы двигателя — в основном на низких и средних оборотах — можно терпеть, иначе — ремонтировать, делать все как следует.

4 часа назад, AZi сказал:

еще такой момент — когда его нет (стоит просто болт с жиклером) — там жиклер как четыре больших отверстия у этого клапана или как одно маленькое?

В этом случае он есть внутри ТНВД. Потому, надо полагать, отверстие в болте как одно маленькое — вроде что-то около 0.6 мм

Изменено пользователем Adventurer

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о