Wcześniejszy czas wtrysku paliwa

Najważniejszymi kryteriami optymalizacji pracy silnika wysokoprężnego są:

• niska toksyczność spalin;
• niski poziom hałasu procesu spalania;
• niskie jednostkowe zużycie paliwa.

Moment, w którym pompa wtryskowa zaczyna podawać paliwo nazywamy początkiem podawania (lub zamknięciem kanału). Ten punkt w czasie jest wybierany zgodnie z okresem opóźnienia włączenia (lub po prostu opóźnieniem włączenia). Są to zmienne parametry, które zależą od konkretnego trybu pracy. Okres opóźnienia wtrysku jest zdefiniowany jako okres między początkiem zasilania a początkiem wtrysku, a okres opóźnienia zapłonu jest zdefiniowany jako okres między początkiem wtrysku a początkiem spalania. Początek wtrysku definiuje się jako kąt obrotu wału korbowego w obszarze GMP, pod którym wtryskiwacz wtryskuje paliwo do komory spalania.

Początek spalania definiuje się jako czas zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej, na który może mieć wpływ początek wtrysku. W wysokociśnieniowych pompach paliwowych najlepiej jest regulować początek podawania (zamknięcie kanału) w zależności od ilości obrotów za pomocą przyrządu posuwu wtrysku.

Cel urządzenia do wstrzykiwania

Ponieważ urządzenie przyspieszające wtrysk bezpośrednio zmienia czas rozpoczęcia wtrysku, można je zdefiniować jako sterownik początku wtrysku. Urządzenie posuwu wtrysku typu mimośrodowego (zwane także sprzęgłem wyprzedzającym wtrysku) przekształca moment obrotowy silnika dostarczany do pompy wtryskowej, wykonując jednocześnie jego funkcje regulacyjne. Moment obrotowy wymagany przez pompę wtryskową zależy od wielkości pompy wtryskowej, liczby par tłoków, ilości wtryskiwanego paliwa, ciśnienia wtrysku, średnicy nurnika i kształtu krzywki. W projekcie należy uwzględnić fakt, że moment obrotowy silnika ma bezpośredni wpływ na charakterystykę rozrządu wtrysku oraz potencjalną moc wyjściową.

Ciśnienie w butli

Ryż. Ciśnienie w butli: A. Początek wtrysku; B. Początek palenia; C. Opóźnienie zapłonu. 1. Wyścig wprowadzający; 2. Skok kompresyjny; 3. Kariera zawodowa; 4. Zwolnij bieg OT-TDC, UT-NMT; 5. Ciśnienie w cylindrze, bar; 6. Pozycja tłoka.

Konstrukcja urządzenia do wstępnego wtrysku

Przyrząd do wyprzedzania wtrysku dla rzędowej pompy wtryskowej jest zamontowany bezpośrednio na końcu wałka rozrządu pompy wtryskowej. Istnieje zasadnicza różnica między urządzeniami do wstrzykiwania typu otwartego i zamkniętego.

Urządzenie posuwu wtrysku typu zamkniętego posiada własny zbiornik oleju smarującego, co uniezależnia urządzenie od układu smarowania silnika. Otwarta konstrukcja jest bezpośrednio połączona z układem smarowania silnika. Korpus urządzenia mocowany jest do gearboxa za pomocą śrub, a mimośrody kompensacyjne i regulacyjne są zamontowane w korpusie tak, aby swobodnie się obracały. Mimośród kompensacyjno-regulacyjny prowadzony jest za pomocą trzpienia sztywno połączonego z korpusem. Oprócz tego, że jest tańszy, typ „otwarty” ma tę zaletę, że wymaga mniej miejsca i skuteczniej smaruje.

Zasada działania urządzenia do wyprzedzania wtrysku

Urządzenie do wyprzedzania wtrysku jest napędzane przez przekładnię zębatą, która jest zamontowana w obudowie rozrządu silnika. Połączenie pomiędzy wejściem a wyjściem dla napędu (piasty) jest wykonane za pomocą pary blokujących się elementów mimośrodowych.

Największe z nich, mimośrody regulacyjne (4), znajdują się w otworach tarczy oporowej (8), która z kolei przykręcana jest do elementu napędowego (1). Kompensacyjne elementy mimośrodowe (5) są osadzone na mimośrodach regulacyjnych (4) i prowadzone przez nie oraz śrubę na piastach (6). Z drugiej strony śruba piasty jest bezpośrednio połączona z piastą (2). Obciążniki (7) są połączone z mimośrodem regulacyjnym i są utrzymywane w pierwotnym położeniu przez sprężyny o zmiennej sztywności.

Ryż a) w pozycji wyjściowej; b) niska prędkość; c) średnie obroty; d) pozycja końcowa z dużą prędkością; a to kąt wyprzedzenia wtrysku.

Wymiary urządzenia wyprzedzającego wtrysk

Wielkość urządzenia do posuwu wtrysku, określona przez zewnętrzną średnicę i głębokość, z kolei determinuje masę zainstalowanych obciążników, odległość między środkami ciężkości oraz możliwą drogę obciążników. Te trzy czynniki określają również moc wyjściową i zastosowanie.

Pompa wtryskowa w rozmiarze M

Ryż. Pompa wtryskowa w rozmiarze M

Ryż. 1. Zawór bezpieczeństwa; 2. Rękaw; 7 wałków rozrządu; 8. Kam.

Pompa wtryskowa w rozmiarze M jest najmniejszą pompą w linii pomp wtryskowych rzędowych. Ma korpus z lekkiego stopu i jest montowany kołnierzowo do silnika. Dostęp do wnętrza pompy jest możliwy po zdjęciu płyty podstawy i bocznej pokrywy, dlatego pompę w rozmiarze M definiuje się jako otwartą pompę wtryskową. Maksymalne ciśnienie wtrysku jest ograniczone do 400 bar.

Po zdjęciu pokrywy bocznej pompy ilość paliwa dostarczanego przez pary nurników można regulować i ustawiać na tym samym poziomie. Indywidualna regulacja odbywa się poprzez przesuwanie elementów zaciskowych na drążku sterującym (4).

Podczas pracy instalacja nurników pompy i wraz z nimi ilość dostarczanego paliwa jest regulowana za pomocą drążka sterującego w granicach określonych przez konstrukcję pompy. Pręt pompy wtryskowej w rozmiarze M to okrągły pręt stalowy z spłaszczeniem, na którym zamocowane są łączniki szczelinowe (5). Dźwignie (3) są sztywno połączone z każdą tuleją sterującą, a nitowany pręt na swoim końcu wchodzi w rowek uchwytu pręta sterującego. Ten projekt jest znany jako sterowanie dźwignią.

Tłoki pompy wtryskowej stykają się bezpośrednio z popychaczami rolkowymi (6), a skok jest wstępnie regulowany poprzez dobór rolek o odpowiedniej średnicy popychacza.

Smarowanie pompy wtryskowej o rozmiarze M odbywa się za pomocą zwykłego zasilania olejem silnikowym. Pompy wtryskowe w rozmiarze M są dostępne z 4,5 lub 6 parami tłoków (pompy 4-, 5- lub 6-cylindrowe) i są przeznaczone wyłącznie do oleju napędowego.

Rozmiar pompy wtryskowej A

Ryż. Rozmiar pompy wtryskowej

Liniowe pompy wtryskowe z ramą A o szerokim zakresie tłoczenia bezpośrednio podążają za pompą wtryskową z ramą M. Ta pompa ma również obudowę ze stopu lekkiego i może być montowana na silniku z kołnierzem lub ramą. Pompa wtryskowa typu A ma również konstrukcję „otwartą”, a wkładki pompy wtryskowej (2) są wkładane bezpośrednio od góry w aluminiową obudowę, podczas gdy zespół zaworu upustowego (1) jest wciskany w obudowę pompy wtryskowej za pomocą uchwytu zaworu. Ciśnienie uszczelnienia, które jest znacznie wyższe niż ciśnienie zasilania hydraulicznego, musi zostać przejęte przez obudowę pompy wtryskowej. Z tego powodu maksymalne ciśnienie wtrysku jest ograniczone do 600 barów.

W przeciwieństwie do pompy wtryskowej typu M, pompa wtryskowa typu A jest wyposażona w śrubę regulacyjną (z nakrętką zabezpieczającą) (7) na każdym popychaczu rolkowym (8) do regulacji skoku wstępnego.

Aby wyregulować ilość paliwa dostarczanego przez szynę sterującą (4), pompa wtryskowa typu A, w przeciwieństwie do pompy wtryskowej typu M, jest wyposażona w sterowanie biegami, a nie sterowanie dźwignią. Segment zębaty zamocowany na tulei sterującej (5) nurnika zazębia się z zębatką regulacyjną i w celu ustawienia par nurników do tego samego skoku należy poluzować śruby dociskowe i obrócić tuleję kontrolną zgodnie z ruchem wskazówek zegara względem segment zębaty, a tym samym względem szyny sterującej.

Wszelkie prace związane z regulacją tego typu pompy wtryskowej należy wykonywać przy pompie zamontowanej na wsporniku iz otwartą obudową. Podobnie jak pompa wtryskowa M, pompa wtryskowa typu A ma sprężynową pokrywę boczną, którą należy zdjąć, aby uzyskać dostęp do wnętrza pompy wtryskowej.

W celu smarowania pompa wtryskowa jest podłączona do układu smarowania silnika. Pompa wtryskowa typu A występuje w wersjach do 12 cylindrów i w przeciwieństwie do pompy wtryskowej typu M jest przystosowana do pracy z różnymi rodzajami paliwa (nie tylko olej napędowy).

Pompa wtryskowa wielkości WM

Ryż. Rozmiar HPFP WM

Wbudowana pompa wtryskowa MW została zaprojektowana tak, aby sprostać wymaganiom wyższego ciśnienia. Pompa wtryskowa MW jest liniową pompą wtryskową typu zamkniętego o maksymalnym ciśnieniu wtrysku ograniczonym do 900 bar. Ma również korpus z lekkiego stopu i jest przymocowany do silnika za pomocą ramy, płaskiej podstawy lub kołnierza.

Konstrukcja pompy wtryskowej MW różni się znacznie od konstrukcji pomp wtryskowych A i M. Główną różnicą jest zastosowanie pary nurników, w tym tulei (3), zaworu upustowego i uchwytu zaworu upustowego. Jest montowany na zewnątrz silnika i wkładany od góry do obudowy pompy wtryskowej. W pompie wtryskowej MW uchwyt zaworu ciśnieniowego wkręcany jest bezpośrednio w wystającą do góry tuleję. Skok wstępny jest kontrolowany przez podkładki, które są wkładane między korpus a tuleję z zespołem zaworu. Regulacja równomiernego zasilania poszczególnych par nurników odbywa się poza pompą wtryskową poprzez obracanie par nurników. Kołnierze montażowe pary tłoków (1) są w tym celu wyposażone w szczeliny.

Ryż. 1. Kołnierz do mocowania pary nurników; 2. Zawór bezpieczeństwa; 3. Rękaw; 4. Tłok; 5. Szyna sterująca; 6. Tuleja kontrolna; 7. Popychacz rolkowy; 8 wałków rozrządu; 9. Kam.

Położenie tłoka pompy wtryskowej pozostaje niezmienione, gdy zespół tulei z zaworem spustowym (2) jest obracany. Pompa wtryskowa MW jest dostępna w wersjach z 8 tulejami (8 cylindrów) i nadaje się do różnych metod montażu. Jest zasilany olejem napędowym i jest smarowany przez układ smarowania silnika.

Pompa wtryskowa w rozmiarze P

Ryż. Pompa wtryskowa w rozmiarze P

Ryż. 1. Zawór bezpieczeństwa; 2. Rękaw; 3. Kontrola trakcji; 4. Tuleja kontrolna; 5. Popychacz rolkowy; 6 wałków rozrządu; 7. Kamera.

Wbudowana pompa wtryskowa o rozmiarze P (typu P) została również zaprojektowana w celu zapewnienia wysokiego maksymalnego ciśnienia wtrysku. Podobnie jak pompa wtryskowa MW, jest to pompa typu zamkniętego, która jest przymocowana do silnika za pomocą podstawy lub kołnierza. W przypadku pomp wtryskowych typu P, zaprojektowanych na szczytowe ciśnienie wtrysku 850 bar, tuleja (2) jest wkładana do tulei kołnierzowej, która jest już gwintowana dla uchwytu zaworu tłocznego (1). W tej wersji montażu tulei siła uszczelniająca nie obciąża obudowy pompy. Skok wstępny ustawia się tak samo jak dla pompy wtryskowej MW.

Wysokociśnieniowe rzędowe pompy paliwowe przeznaczone do niskiego ciśnienia wtrysku wykorzystują konwencjonalne napełnianie przewodu paliwowego. W tym przypadku paliwo przepływa przez przewody paliwowe poszczególnych tulei jeden po drugim i w kierunku osi wzdłużnej pompy wtryskowej. Paliwo wchodzi do linii i wychodzi przez system zwrotu paliwa.

Biorąc jako przykład pompę wtryskową P8000 w wersji P, która jest przystosowana do ciśnień wtrysku do 1150 barów (po stronie pompy wtryskowej), ta metoda napełniania może powodować nadmierną różnicę temperatur paliwa (do 40 °C) wewnątrz pompy wtryskowej pomiędzy pierwszy i ostatni wąż. Ponieważ gęstość energii paliwa zmniejsza się wraz ze wzrostem jego temperatury, a tym samym ze wzrostem objętości, spowoduje to wtryskiwanie różnych ilości energii do komór spalania silnika. Pod tym względem takie wysokociśnieniowe pompy paliwowe wykorzystują napełnianie poprzeczne, czyli sposób, w którym przewody paliwowe poszczególnych węży są oddzielone od siebie za pomocą otworów dławiących).

Ta pompa wtryskowa jest również podłączona do układu smarowania silnika w celu smarowania. Wysokociśnieniowa pompa paliwowa typu P jest również dostępna w wersjach z maksymalnie 12 wkładami (cylindrami) i jest odpowiednia zarówno do oleju napędowego, jak i innych paliw.