Меню раздела

Нагнетательные клапаны


К прецизионным деталям ТНВД относят всасывающие, отсечные и нагнетательные клапаны. Отсечные клапаны выполняют приводными, нагнетательные-автоматическими, всасывающие-теми или другими. Всасывающие и отсечные клапаны обеспечивают управление процессом подачи топлива путем соединения надплунжерного пространства с соответствующими топливопроводами. Их, как правило, выполняют грибковыми. Для уменьшения усилий в приводе отсечного клапана и улучшения условий работы автоматического регулятора клапан делают двойным: толкатель сначала действует на внутренний клапан с малым диаметром тарелки, а после снижения давления в надплунжерной полости он соприкасается с торцом основного клапана и открывает его.
Нагнетательные клапаны разъединяют линию высокого давления и надплунжерную полость. Этим обеспечивается: улучшение наполнения надплунжерной полости; создание в нагнетательном трубопроводе в период между впрыскиваниями заданного остаточного давления; корректирование скоростной характеристики топлива.
Встречаются конструкции и без нагнетательных клапанов. Они проще, в них исключена возможность возникновения подвпрыскивания, однако повышаются требования к надежности запирающего элемента форсунки.
На рис. 136 представлены варианты конструкций автоматических нагнетательных клапанов. Наиболее распространены грибковые клапаны (рис. 136, а, в~д). Под действием давления топлива клапан, сжимая пружину, перемещается в осевом направлении. При закрытии клапана в некоторый момент его разгружающий поясок 2 (рис. 136, а) входит в канал корпуса 3 клапана 4. С этого момента надплунжерная полость и нагнетательный трубопровод разобщаются, так как разгружающий поясок образует с каналом зазор 10-15 мкм, и дальнейшее опускание клапана приводит к увеличению объема полостей, образующих линию высокого давления. Увеличение объема сопровождается уменьшением давления в нагнетательном трубопроводе, так называемой разгрузкой. Таким образом, выбором размеров нагнетательного клапана обеспечивают оптимальное значение остаточного давления.
Для исключения радиального биения разгружающего пояска при входе в канал и конической поверхности клапана при посадке на седло эти поверхности, так же как и перья клапана 4, изготовляют с высокой точностью. Прецизионной является также нижняя торцовая поверхность корпуса клапана. Как правило, она образует с верхним торцом втулки плунжера беспро-кладочное герметичное соединение, при этом корпус клапана притягивают к втулке штуцером 1.
Для устранения волновых явлений в нагнетательном трубопроводе, вызывающих подвпрыскивание, могут использоваться двусторонние клапаны. На рис. 136,6 показан такой клапан, выполненный на пластинчатых подпружиненных элементах 5 и 6. Кратковременное пропускание топлива из трубопровода при открывании элемента 6 гасит волну сжатия. Несмотря на малые размеры и массу движущихся частей, шариковые и пластинчатые клапаны применяют редко из-за более низкой надежности уплотнения. Значительно шире используют цилиндрические клапаны, которые также меньше и легче грибковых. Цилиндрические клапаны могут выполнять все функции нагнетательных клапанов, например, осуществлять разгрузку трубопровода с помощью пояска, иметь корректирующие свойства.
Нагнетательные клапаны-корректоры позволяют обеспечить более желательное протекание скоростной характеристики подачи топлива путем уменьшения. Конструкции их многообразны, но все они имеют разгружающий поясок 2 и дроссельные каналы 8 для перетечек топлива, препятствующих разгружающему эффекту.
Работу клапана-корректора рассмотрим на примере конструкции, показанной на рис. 136, г. Каналы 7 и 8 ослабляют разгружающее действие пояска 2 путем организации перетечек топлива из надплунжерной полости в нагнетательный трубопровод. Ввиду сильного дросселирования топлива в отверстиях величина перетечек зависит от времени опускания клапана. Таким образом, с уменьшением частоты вращения вала двигателя разгрузка трубопровода становится все меньшей, т.е. повышается остаточное давление, а следовательно, и цикловая подача 0ц. Клапаны должны иметь достаточную площадь проходного сечения, чтобы сопротивление движению топлива было минимальным.
С учетом приведенных выражений ход клапана обычно ограничивают, так как его излишнее увеличение вызывает повышение динамических напряжений в пружине и изнашивание посадочных поверхностей. К нагнетательным клапанам предъявляют^ такие же высокие технические требования, как и к плунжерным парам. Как правило, их выполняют из сталей ХВГ и ШХ15, пружины-50ХФА, 60С2А. Клапаны и корпусы подвергают закалке, обработке холодом, старению. Твердость клапанов НКС 56-62, корпусов НКС 60-64. После притирки соединение проверяют на герметичность сжатым воздухом под давлением 0,4-0,6 МПа при погружении в жидкость в течение 10 с, свободное перемещение клапана под действием силы тяжести, а также величину зазора по разгружающему пояску-по расходу воздуха при продувке. После испытаний разукомплектование соединения не допускается.