Топливный насос высокого давления на двигателях MTU унифицированной серии MB833 в версиях V6 833, V8 837 и V10 838. Преимущества системы подачи топлива на основе ТНВД.

Продолжаем знакомить с серией промышленных дизелей MTU серии 833, о преимуществах системы впрыска, о возможностях дизелей. Начало тут:

Современные системы впрыска топлива в цилиндр на дизельных двигателях в последнее время получили сильнейшее развитие благодаря электронным компонентам контроля и управления, и внедрению различных систем высоко давления, которые развивают в нагнетании огромные пики напора в 2500 атмосфер. Например, на данный момент до 70% всех выпускаемых дизельных двигателей оснащается системами Common Rail, и эта доля растёт. И несмотря на заявления что сегодня практически каждый производитель двигателей освоил современную систему впрыска для всех классов дизельных двигателей, от малых легковых и до крупных судовых, существует потребность в промышленных двигателях, которые оснащаются рядными многоплунжерными насосами высокого давления ТНВД. Какие преимущества дает системы впрыска топлива с использованием ТНВД? Рядные механические ТНВД являются классикой техники впрыскивания дизельного топлива. Особые преимущества рядных ТНВД - надежность и удобство в обслуживании, нетребовательность к качеству топлива и содержанию серы.

Рядные ТНВД широко применяются в первую очередь на быстроходных дизелях в составе пропульсивных установках на судах, катерах, яхтах. И несмотря на широкое внедрение электронных компонентов и систем впрыска высоко давления с использованием технологии Common Rail, насос-форсунок, или Caterpillar с системой HEUI-впрыска, все крупные производители судовых дизелей сохранили в производственной гамме двигателя внутреннего сгорания, которые имеют впрыск топлива на базе механического многоплунжерного или распределительного насоса высокого давления. Дело в том, что известна техническая аксиома гласит - чем сложнее система, тем выше вероятность ее выхода из строя. Сложность систем впрыска новых генераций, возросла значительно. И в отличии от сухопутных собратьев, отказ дизельного двигателя в море может привести к значительным проблемам. А электронные системы впрыска и сложные технологии нагнетания давления повышают требования к судовым механикам, включая появления скрытых неприятных «сюрпризов» и «подводных камней» - от уплотнения графика техобслуживания до непредвиденных отказов сложных систем управления. Но помимо судовых пропульсивных установок, двигатель с использованием ТНВД имеет преимущества при эксплуатации в составе энергетической установки различных самоходных машин и механизмов.

Например, моторостроительная компания MTU производит линейку мощных унифицированных дизелей с диапазоном мощности от 400 до 1500 л.с., которые используют механический рядный ТНВД производства Bosch RQU-425 с двухрежимным центробежным регулятором. Этот двигатель широко используется для привода главного вала судоходных транспортных средств, но в силу высокого качества, низкого расхода топлива и высокой надежности, серия агрегатов ДВС в составе 6-и, 8-и, 10-и и 12 цилиндровых моделей, устанавливаться в состав МТО сухопутных единиц. Это бульдозеры, грейдеры, погрузчики, тяжелые карьерные самосвалы, дизель генераторы. При этом оригинальная конструкция дизельного двигателя MTU позволяет конкурировать с новомодными системами впрыска в такой характеристике как «габаритная мощность». Где некоторые версии дизелей MTU позволяют иметь отдачу более 700 л.с., с 1 метра кубического, занимаемого двигателем. И при этом, двигатель не использует электронику чуть более чем полностью.  

Топливный насос высокого давления (сокращенное наименование - ТНВД) является одним из основных конструктивных элементов системы впрыска дизельного двигателя. Насос, выполняет, как правило, две основные функции: нагнетание под давлением определенного количества топлива; регулирование необходимого момента начала впрыскивания. Топливный насос высокого давления дизельного двигателя является одним из наиболее сложных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей. Основу топливного насоса высокого давления составляет плунжерная пара, которая объединяет поршень (он же плунжер) и цилиндр (он же втулка) небольшого размера. Плунжерная пара изготавливается из высококачественной стали с высокой точностью. Между плунжером и втулкой обеспечивается минимальный зазор - прецизионное сопряжение. В зависимости от конструкции различают следующие виды механических топливных насосов высокого давления: рядный; распределительный. В рядном насосе нагнетание топлива в цилиндр производится отдельной плунжерной парой. Распределительный насос имеет один или несколько плунжеров, которые обеспечивают нагнетание и распределение топлива по всем цилиндрам. Ведущими производителями топливных насосов высокого давления являются, в основном, зарубежные фирмы: Bosch, Lucas, Delphi, Denso, Zexel.

Рядный ТНВД имеет плунжерные пары по числу цилиндров. Плунжерные пары установлены в корпусе насоса, в котором выполнены каналы для подвода и отвода топлива. Движение плунжера осуществляется от кулачкового вала, который в свою очередь имеет привод от коленчатого вала двигателя. Плунжеры постоянно прижимаются к кулачкам с помощью пружин. При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель плунжера. Плунжер двигается вверх по втулке, при этом последовательно закрываются выпускное и впускное отверстие. Создается давление, при котором открывается нагнетательный клапан, и топливо по топливопроводу поступает к соответствующей форсунке. Регулирование количества подаваемого топлива и момента его подачи в моторах MTU серий 837 и 870 осуществляться механическим путем. Механическое регулирование количества подаваемого топлива осуществляется поворотом плунжера во втулке. Для поворота на плунжере выполнена шестерня, которая соединена с зубчатой рейкой. Рейка связана с педалью газа. Верхняя кромка плунжера имеет наклонную поверхность, поэтому при повороте отсечка топлива и соответственно его количество будет изменяться. Изменение момента начала подачи топлива требуется при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Механическое регулирование момента подачи топлива производится с помощью центробежной муфты, расположенной на кулачковом валу. Внутри муфты находятся грузики, которые при увеличении оборотов двигателя расходятся под действием центробежных сил и поворачивают кулачковый вал относительно привода. При увеличении оборотов двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, при уменьшении - поздний. Конструкция рядных ТНВД обеспечивает высокую надежность. Насосы смазываются моторным маслом системы смазки двигателя, поэтому могут работать на топливе низкого качества. Рядные топливные насосы высокого давления применяются на двигателях с раздельными камерами сгорания и непосредственным впрыском средних и тяжелых грузовых автомобилей.