Установка УОНПТ для моторов с ТНВД BOSCH-VE
Для работы потребуется приспособление для установки индикатора часового типа на ТНВД. Чертеж корпуса адаптера показан на рис. 16. Отверстия в головке ТНВД под установку на индикатора в разные годы изготавливались с разными резьбами (М8х1 и М10х1). Более короткие корпуса (вариант 1 и 3) предназначены для работы с ТНВД в стесненном пространстве и могут применяться только при снятых трубках высокого давления. Более длинные корпуса используются в тех случаях, когда места достаточно и трубки можно не снимать.
Отверстие с резьбой М5 в корпусе адаптера предназначено для стопорного винта.
Примечание: стопор М5 затягивать легко от руки, чтобы исключить заедание при перемещении ножки индикатора.
Штатный наконечник в индикаторе часового типа заменяется удлинителем (рис. 17). Вариант 1 используется с короткими адаптерами, вариант 2 с длинными.
На рисунке 16 показан адаптер простейшего вида, который при ежедневном использовании не очень удобен. Более совершенные варианты адаптеров показаны на рис. 18 и 19.
· установить коленчатый вал в положение ВМТ, совместив метки на маховике и на шкиве топливного насоса;
· тщательно отмыть ТНВД в районе плунжерной головки от грязи;
· выкрутить болт-пробку на торце плунжерной головки ТНВД (находится в центре между штуцеров трубок высокого давления). Проконтролировать, что вместе с пробкой удалилось и медное уплотнительное кольцо;
· вместо пробки ввернуть адаптер, вставить в адаптер часовой индикатор с ножкой-удлинителем и слегка зафиксировать стопором М5 (рис. 20) создав предварительный натяг на индикаторе 3 мм. 
· медленно повернуть коленчатый вал против “хода” следя за стрелкой индикатора. В момент, когда стрелка индикатора перестанет двигаться, прекратить вращение коленчатого вала. В этом положении обнулить показания большой шкалы индикатора;
· медленно поворачивать коленчатый вал по “ходу” до совмещения метки на маховике с репером или попадания установочного пальца в отверстие маховика. В этом положении индикатор должен показывать величину, указанную в табл. 1.
Таблица 1
Значения хода плунжера до ВМТ для разных типов двигателей 
· если индикатор показывает иное, не трогая коленчатый вал, ослабить три болта 3 на шкиве ТНВД (рис. 15) и ключом 2 повернуть вал ТНВД до получения заданного размера на индикаторе. Затянуть болты 3 моментом 25 Нм;
· для мотора X17DTL
удалить стопорный палец маховика;
· повернуть коленвал против “хода” до положения, когда стрелка индикатора перестанет двигаться и проверить, не сбился ли ноль на индикаторе;
· повернуть коленвал по “ходу” до совмещения метки на маховике с репером или попадания стопорного пальца в отверстие маховика;
· проверить показания часового индикатора, которые должны соответствовать заданному
Некоторые насосы имеют несоставные шкивы приводного вала. В этих случаях регулировка УОНПТ осуществляется поворотом корпуса ТНВД. Для этого надо
· отсоединить накидные гайки трубок высокого давления от форсунок и закрыть штуцера форсунок защитными колпачками;
· ослабить накидные гайки трубок высокого давления на штуцерах ТНВД;
· ослабить два наиболее неудобных болта на фланце крепления ТНВД и болт на кронштейне, поддерживающем ТНВД снизу в районе плунжерной головки;
· ослабив третий болт на фланце крепления ТНВД поворотом насоса добиться нужного показания индикатора и затянуть болт;
· затянуть остальные болты
Для работы понадобится контрольный стержень (рис. 21), а также глубиномер (штангенмаузер) или индикатор часового типа на стойке, или специальное шарнирное приспособление с индикатором (рис. 22).
Порядок выполнения работы:
· установить коленвал в положение 90 градусов до ВМТ первого цилиндра;
· щательно отмыть верхнюю часть ТНВД;
· игранником вывернуть пробку “А” (рис. 23) из бобышки на крышке ТНВД.
· вставить в открывшееся отверстие контрольный стержень (рис. 24); 
· измерить глубиномером расстояние от опорной поверхности бобышки до верхнего торца контрольного стержня (рис. 25) и записать величину. 
Если показания отличаются от заданных:
· повернуть коленвал “по ходу” на 1 и 3/4 оборота;
· вставить контрольный стержень и измерить величину его выступания;
· повернуть коленчатый вал в положение ВМТ, совместив метку на маховике с репером или до попадания установочного пальца в отверстие маховика;
· измерить разницу между показаниями измерительного прибора, которая должна соответствовать указанному на пластмассовой табличке;
· удалить контрольный стержень;
· установить все снятые детали.
Примечание: если после выполнения процедуры настройки начать поворачивать коленвал, не удалив контрольный стержень, то сам стержень и топливный насос будут повреждены
Угол опережения впрыска (УОВ) и нагрузка в дизельном двигателе
(Примечание: данная статья является общепознавательной и не привязана к какой либо марке автомобиля)
Странно слышать мнение специалиста, диагноста, ремонтника о том, что угол опережения впрыска в дизельном двигателе при его работе изменяется только в зависимости от частоты вращения его коленчатого вала.
Несомненно, частота вращения коленчатого вала является одним из основных параметров (характеристик), учитывающихся при организации горения топливовоздушной смеси в камере сгорания двигателя как дизельного, так и бензинового.
От частоты вращения коленчатого вала - скорости движения поршня в цилиндре двигателя - зависит количество рабочего тела в камере сгорания двигателя и его температура.
С увеличением частоты вращения коленчатого вала абсолютные длительности задержек воспламенения (в миллисекундах) сокращаются, но относительные длительности в градусах оборота коленчатого вала возрастают. Не надо забывать и о таком моменте, как задержка впрыскивания (время между началом подачи топлива насосом и впрыском топлива форсункой в камеру сгорания).
ЧЕМ ВЫШЕ ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА, ТЕМ РАНЬШЕ НУЖНО ВПРЫСНУТЬ В КАМЕРУ СГОРАНИЯ ТОПЛИВО И НАОБОРОТ.
Можно ли при организации горения в цилиндрах дизельного двигателя ограничиться регулировкой УОВ по частоте вращения коленчатого вала? Или, может быть, есть ещё что-то, что требует нашего внимания?
Внимания требуют особенности смесеобразования и горения в камере сгорания дизельного двигателя.
Прежде всего, дизель относится к двигателям с внутренним смесеобразованием и впрыском топлива в конце такта сжатия. На смесеобразование отводится всего 1 - 3 мс или 12 - 25° по углу поворота коленчатого вала двигателя. Это в 20 - 30 меньше, чем в двигателях с внешним и внутренним (впрыск в такте впуска) смесеобразованием (большинство бензиновых двигателей работают на гомогенных - однородных топливовоздушных смесях).
Дизельный двигатель способен работать на обедненных смесях с коэффициентом избытка воздуха на холостом ходу и при нулевой нагрузке=10. Значение для дизелей с наддувом при полной нагрузке находится в пределах .. = 1,15 - 2,0. То есть состав топливовоздушной смеси изменяется от очень бедной до бедной.
Благодаря гетерогенному (неоднородному) составу топливовоздушной смеси (ТВС) в камере сгорания дизельного двигателя имеются области с богатой и бедной смесью, области, где только воздух или только дизельное топливо. И, конечно же, имеются так необходимые для своевременного воспламенения области топливовоздушной смеси (ТВС) со стехиометрическим составом. То есть целый набор составов смесей.
Эти условия справедливы как для двигателей с раздельными камерами сгорания, так и для дизельных двигателей с непосредственным (прямым) впрыском. Именно неоднородный состав топливовоздушной смеси (ТВС) позволяет дизельному двигателю работать на обеднённых смесях.
С другой стороны, тот же неоднородный состав смеси (ТВС) при меньших значениях 
является одним из
основных недостатков дизелей - невозможности полного и бездымного сгорания топливовоздушной смеси (ТВС).
Кроме визуального подтверждения написанного, я хочу показать Вам с помощью диаграммы основные процессы, происходящие в камере сгорания дизельного двигателя.
Речь не будет идти о «взрывах». Будем говорить об управляемых и контролируемых событиях, происходящих во времени параллельно и последовательно. Нужно увидеть этот график и запомнить. Особенно важны температурные изменения у дизеля.
На рис.1 представлена типичная диаграмма изменения в цилиндре двигателя давления р и средней температуры t газов в функции угла ф, показан характер изменения во времени количества ст поданного в камеру сгорания топлива, скорость его подачи, коэффициента активного тепловыделения X и скорости тепловыделения
Для наглядности и простоты восприятия диаграмма нарисована в развёрнутом виде. Рассматривать её необходимо слева направо.
Поршень движется к верхней мёртвой точке, давление и температура рабочего тела растут, и если в точке 1 не будет впрыска топлива, то при движении поршня от ВМТ к НМТ давление и температура будут уменьшаться (обозначено пунктирной линией).
Подача топлива начинается в точке 1, в точке 2 появляются первые языки пламени.
Этот периодназывается задержкой воспламенения и он характеризуется тем, что поршень приближается к ВМТ, объём камеры сгорания уменьшается, температура и давление растут.
Рис. 1
Количество топлива ст в этот период подаётся незначительное, но с большой скоростью
Температура в камере сгорания (в связи с впрыском) несколько снижается, а соответственно и давление сжимаемого воздуха вследствие затраты тепла на нагревание и испарение топлива.
От точки 2 до точки 3 - фаза быстрого сгорания
Она характеризуется тем, что поршень «переваливает» ВМТ, то есть объём камеры сгорания сначала уменьшается, а затем начинает увеличиваться.
Давление при движении поршня от ВМТ достигает максимальных значений, температура продолжает расти. Этот период характеризует «жесткость» процесса сгорания в дизеле.
В этот период в камеру сгорания впрыскивается основное количество топлива ст с максимально возможной скоростью, Скорость тепловыделения резко возрастает и достигает максимальных значений, а затем начинает уменьшаться. Коэффициент активного тепловыделения X растёт.
От точки 3 до точки 4 - фаза замедленного горения
Она характеризуется тем, что поршень движется от ВМТ к НМТ, объём камеры сгорания увеличивается. Давление р расширяющихся газов уменьшается, а их температура t достигает максимума.
В этой фазе заканчивается впрыск топлива.
В конце фазы замедленного горения наблюдается некоторое увеличение скорости тепловыделения , связанное с дополнительной турбулиза-цией заряда в начале нисходящего хода поршня. Коэффициент активного тепловыделения X растёт.
От точки 4 и до открытия выпускного клапана - фаза догорания
Она характеризуется тем, что поршень движется к НМТ - объём камеры сгорания увеличивается, давление и температура уменьшаются. Коэффициент активного тепловыделения X стабилизируется (коэффициент активного тепловыделения X характеризует связь между процессами сгорания и использованием выделяющегося тепла - смотри специальную литературу).
Горение - сложный физико-химический процесс, который протекает в газовой фазе. То есть сначала жидкое топливо должно превратиться в пар, а затем в результате химических реакций превратиться в горючую смесь способную при сгорании совершать механическую работу.
Жидкое топливо, впрыснутое в камеру сгорания, дробится на мелкие капли, распределяется по ней, нагревается и испаряется. В этом заключается суть физических процессов, и они протекают с поглощением тепла.
Процессы окисления имеют многостадийный характер и являются цепными. В результате химических реакций (протекают с выделением тепла) образуется ряд активных промежуточных химических продуктов (перекисей, альдегидов, спиртов и т.п.) способствующих дальнейшему ходу реакций.
Самовоспламенение есть конечным результатом развития этих реакций.
Истинная последовательность элементарных стадий в реакциях окисления и горения моторных топлив изучена ещё не полностью, однако характерным для большинства химических реакций является зависимость их скоростей от температуры и давления.
Сказанное выше совсем не означает, что физические и химические процессы осуществляются последовательно. Всё происходит почти одновременно. Химическая составляющая процесса горения несколько отстаёт в силу того, что сначала, всё-таки должно появиться в камере сгорания жидкое топливо. Более мелкие капли испаряются первыми. Как правило, эти мелкие капли группируются по краям факела впрыскиваемого форсункой топлива. Динамика развития топливного факела в механической системе такова, что он не может мгновенно занять объём камеры сгорания в цилиндре двигателя, сначала незначительное количество топлива под высоким давлением впрыскивается в цилиндр. Этому способствует закон подачи топлива (каждой фазе горения своё количество топлива), выраженный конструктивно в деталях механических систем впрыска. Впрыск дизельного топлива в этих системах осуществляется непрерывно.
В распределительных ТНВД с электромагнитными клапанами возможно осуществление предварительного впрыска топлива. Насос-форсунки легковых автомобилей обеспечивают предварительный впрыск с помощью гидромеханического привода.
Аккумуляторные системы впрыска дизельного топлива выгодно отличаются от всех предыдущих систем тем, что, кроме предварительного и основного впрысков, обеспечивают ещё и дополнительные. В отличие от применявшегося ранее на некоторых марках автомобилей двухступенчатого впрыска, в условиях непрерывной подачи топлива в аккумуляторных системах предварительный впрыск - раздельный.
Но сейчас не об этом.
Так вот, предварительное количество топлива с большой скоростью впрыскивается в нагретую плотную газовую среду, разрушается и испаряется. Обладая небольшой кинетической энергией, это малое (1-4 мм 3) количество топлива не способно пробиться сквозь плотный воздух и остаётся в районе форсунки и свечи накаливания. В процессе смесеобразования всегда образуются зоны, где X = 0,85...0,9. Эти зоны служат центрами воспламенения окружающей более обеднённой смеси.
Ко времени основного впрыска топлива топливо, впрыснутое в камеру сгорания предварительно, уже готово к воспламенению и воспламеняется. В камере сгорания резко повышаются давление и температура, что способствует значительному сокращению задержки воспламенения основного впрыска. Дизельное топливо под высоким давлением при основном впрыскивании, обладая большей кинетической энергией, пробивается сквозь всё более уплотняющуюся (уже горящую) газовую среду ко всем удалённым от форсунки зонам камеры сгорания.
Движение воздуха, заданное конструкцией впускного коллектора, движением поршня в такте сжатия многократно усиливается движущимися от точек воспламенения в разных направлениях расширяющимися продуктами сгорания. Массы воздуха, находящиеся в турбулентном движении, пульсирующие газовые потоки пронизываются топливными факелами (отверстий в распылителе может быть от 4 до 10; в большинстве случаев - 6ч-8.) В этих условиях топливо, которое продолжает впрыскиваться, сгорает практически мгновенно.
Давление в цилиндре нарастает своевременно, плавно и без шума.
СКОРОСТЬ ГОРЕНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ
СКОРОСТЯМИ ЕГО ИСПАРЕНИЯ И СМЕШЕНИЕМ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПАРОВ С ВОЗДУХОМ
Это справедливо для двигателей внутреннего сгорания, работающих на лёгком и тяжёлом видах жидкого топлива.
Впрыск топлива в камеру сгорания дизельного двигателя влечёт за собой
падение температуры (испарение топлива сопровождается поглощением тепла).
Величина падения температуры зависит от нагрузки.
Это особенно заметно при переходных режимах, связанных с увеличением нагрузки.
На стр. 58 Первого издания книги BOSCH «Системы управления дизельными двигателями» (перевод с немецкого издательства «За рулем», 2004год) показана характеристика момента начала впрыскивания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель легкового автомобиля при холодном пуске и рабочей температуре.
1) холодный пуск (<0 °С);
Рис. 2Несложно заметить, что при частоте вращения коленчатого вала 1000 об/ мин при частичных нагрузках (3) и полной нагрузке (2) требуется свой, соответствующий нагрузке, УОВ топлива. То есть большее количество топлива необходимо впрыснуть в камеру сгорания двигателя раньше для того, чтобы пик давления расширяющихся при сгорании газов «держать» за ВМТ.
Холодный пуск дизельного двигателя не намного отличается от бензинового. Недостаток тепла в камере сгорания и, в связи с этим, плохие условия для испарения дизельного топлива компенсируются его большей цикловой подачей. Большее количество топлива (нужная концентрация паров за счёт увеличенной подачи топлива), его более ранний впрыск (1) и системы подогрева воздуха - штатные функции всех без исключения систем ускорения холодного пуска.
Таким образом, ПРИ ВПРЫСКЕ ТОПЛИВА В ТАКТЕ СЖАТИЯ В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ НАБЛЮДАЮТСЯ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ.
Появляется необходимость в корректировке УОВ дизельного топлива.
При испытании топливных насосов высокого давления на стенде необходимо пользоваться таблицами или картами заданных контрольных параметров. В них указываются условия, при которых испытываемый ТНВД должен соответствовать табличным данным.
ФУНКЦИИ ТНВД ТИПА VE, ЯВЛЯЮЩИЕСЯ ПРЕДМЕТОМ ВНИМАНИЯ
Исправность элементов, отвечающих за высокое давление;
Исправность элементов, отвечающих за давление в ТНВД;
Исправность элементов автомата опережения;
Производительность насоса;
Работа регулятора частоты вращения.
Эти показатели рассматриваются при заданных частотах вращения и полной нагрузке.
В 1978 году на ТНВД типа VE появилось отключаемое устройство регулирования начала подачи, зависящее от нагрузки.
Позже появились корректоры типа LFB (устройство изменения момента начала подачи топлива, в зависимости от нагрузки). Эти устройства предназначены для коррекции момента начала подачи топлива в зависимости от нагрузки для уменьшения шума и особенно эмиссии ОГ.
Что означает слово коррекция? Коррекция - внесение поправок в действие измерительных приборов, регуляторов и т. п. в зависимости от изменения условий их эксплуатации.
При проверке ТНВД проверяются корректоры по нагрузке и другие облагораживающие устройства.
Интересные результаты можно получить, сравнивая давление в ТНВД типа VE с корректором по нагрузке и без него на минимальных оборотах холостого хода. Так вот, с корректором давление в ТНВД на холостом ходу -1,5ч-2,0 bar, а без корректора - 2,5ч-3,8 bar. То есть поршень автомата опережения топливного насоса высокого давления без корректора уже находится в положении «раньше» с расчётом на увеличение цикловой подачи топлива.
Вы знаете, что давление в ТНВД типа VE влияет на изменение УОВ в динамике. Чем выше частота вращения вала-тем выше давление в топливном насосе и тем на большее расстояние перемещается гидравлический поршень автомата опережения - раньше впрыск.
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ КОРРЕКТОРА
Повышение давления в ТНВД при пуске;
Повышение давления в ТНВД при увеличении нагрузки;
Понижение давления в ТНВД при уменьшении нагрузки.
Давление в ТНВД изменяется в пределах 1 н-2 bar.
Это позволило:
Обеспечить более ранний впрыск дизельного топлива при пуске (тем самым улучшив его);
Уменьшить давление в ТНВД на холостом ходу и, как следствие, уменьшить шумность работы дизельного двигателя на этом режиме;
Варьировать между положениями «раньше» или «позже» в зависимости от нагрузки. При уменьшающейся нагрузке (от полной к частичной) и при неизменном положении педали подачи топлива, начало подачи смещается в положение «позже». С увеличением нагрузки - в положение «раньше». И, как результат, работа двигателя становится мягче, и уменьшается токсичность ОГ в режиме частичных нагрузок.
Признаюсь честно, что до четвёртого Слёта диагностов не задумывался об особенностях устройства муфты регулирования опережения впрыском рядных ТНВД. Мне казалось естественным понимание того, что угол опережения впрыска топлива зависит от многих факторов. В том числе, от частоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузки. При более тщательном рассмотрении вопроса регулирования УОВ всплыл вопрос: как именно осуществляется это регулирование? Ведь в конструкции рядного ТНВД предусмотрен только регулятор частоты вращения. Устройство по регулированию угла опережения впрыском вынесено за пределы ТНВД.
Так вот о муфте... Муфта - как муфта, ничего особенного: пружины, грузы. Состоит из двух подвижных относительно друг друга половин с одним центром (двигатель ОМ 602.911). И работает просто: чем выше частота вращения коленчатого вала-тем дальше от центра муфты перемещаются грузы и поворачивают вторую половину муфты (вместе с валом ТНВД) по ходу вращения - раньше впрыск топлива.
Подумалось о корректоре, но места, удобного для его монтажа, в этой муфте я не обнаружил. Сложное это мероприятие в рядном ТНВД - организовать корректирование УОВ по нагрузке. Но с появлением рядного ТНВД с дополнительной (регулирующей) втулкой это стало реальностью.
«...С помощью электроники появляется возможность ввести дополнительную (в сравнении со стандартным ТНВД) коррекцию регулирования работы дизеля. ...» (стр.177, Первое издание книги BOSCH «Системы управления дизельными двигателями», перевод с немецкого издательства «За рулем», 2004 год).
Этими примерами я хочу сказать, что конструктивно в элементах простых механических топливных насосов высокого давления, отвечающих за регулирование УОВ в динамике, учтены колебания температуры в камере сгорания двигателя, зависящие от количества впрыснутого в неё топлива. В своё время подобные решения вполне устраивали производителей автомобилей и покупателей.
Время идёт - всё меняется.
Считаю, что рассматривать все процессы, происходящие в камере сгорания двигателя, зависящие от частоты вращения, необходимо отдельно от процессов, происходящих при изменении нагрузки.
Для понимания сути происходящего. Разделить эти процессы нельзя.
Изменение количества рабочего тела влечет за собой изменение частоты вращения коленчатого вала. Даже в режиме нулевой нагрузки.
На стр. 58 Первого издания книги BOSCH «Системы управления дизельными двигателями», перевод с немецкого издательства «За рулем», 2004год, сказано: «...Оптимальные значения углов опережения впрыскивания меняются в зависимости от нагрузки на двигатель, что требует их регулирования. Необходимые величины устанавливаются отдельно для каждого типа двигателя и образуют поле характеристик, которое определяет момент начала впрыскивания в зависимости от нагрузки на двигатель, частоты вращения коленчатого вала и температуры охлаждающей жидкости...».
Тридцать восемь лет назад говорилось о регулировке УОВ в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя и от нагрузки. Возможности по организации оптимального горения топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя в то время были совсем иные, чем сегодня.
Владимир Белоносов
Наиболее важными критериями для оптимизации работы дизельного двигателя являются следующие:
- низкая токсичность выхлопных газов;
- низкий шум от процесса сгорания;
- низкий удельный расход топлива.
Момент времени, в который ТНВД начинает подавать топливо, называется началом подачи (или закрывания канала). Этот момент времени подбирается в соответствии с периодом задержки воспламенения (или просто задержкой воспламенения). Они являются переменными параметрами, которые зависят от конкретного рабочего режима. Период задержки впрыска определяется как период между началом подачи и началом впрыска, а период задержки воспламенения - как период между началом впрыска и началом сгорания. Начало впрыска определяется как угол поворота коленчатого вала в области ВМТ, в которой форсунка впрыскивает топливо в камеру сгорания.
Начало сгорания определяется как момент воспламенения топливо-воздушной смеси, на который может влиять начало впрыска. У ТНВД регулировка начала подачи (закрывания канала) в зависимости от числа оборотов лучше всего осуществляется с помощью устройства опережения впрыска.
Назначение устройства опережения впрыска
Из-за того, что устройство опережения впрыска непосредственно изменяет момент начала подачи, оно может быть определено как регулятор начала подачи. Устройство опережения впрыска (называемое еще муфтой опережения впрыска) эксцентрикового типа преобразует приводной крутящий момент, поступающий к ТНВД, в то же самое время, осуществляя свои регулирующие функции. Крутящий момент, требуемый ТНВД, зависит от размера насоса, количества плунжерных пар, количества впрыскиваемого топлива, давления впрыска, диаметра плунжера и формы кулачка. Тот факт, что крутящий момент привода имеет непосредственное влияние на характеристики опережения впрыска, следует учитывать при конструировании наряду с возможной отдачей мощности.
Рис. Давление в цилиндре: А. Начало впрыска; В. Начало сгорания; С. Задержка воспламенения. 1. Такт впуска; 2. Такт сжатия; 3. Рабочий ход; 4. Такт выпуска ОТ-ВМТ, UT-НМТ; 5. Давление в цилиндре, бар; 6. Положение поршня.
Конструкция устройства опережения впрыска
Устройство опережения впрыска для рядного ТНВД устанавливается непосредственно на конце кулачкового вала ТНВД. В основном различаются между собой устройства опережения впрыска открытого типа и закрытого типа.
Устройство опережения впрыска закрытого типа имеет собственный резервуар для смазывающего масла, который делает устройство независимым от системы смазки двигателя. Открытая конструкция подсоединена непосредственно к системе смазки двигателя. Корпус устройства прикреплен винтами к зубчатой шестерне, а компенсирующие и регулировочные эксцентрики установлены в корпусе так, что они свободно поворачиваются. Компенсирующие и регулировочные эксцентрики направляются штифтом, который жестко соединен с корпусом. Кроме более низкой цены, «открытый» тип имеет еще преимущество в том, что ему нужно меньше места, и он более эффективно смазывается.
Принцип работы устройства опережения впрыска
Устройство опережения впрыска приводится в движение зубчатой шестерней, которая установлена в кожухе привода газораспределительного механизма двигателя. Соединение между входом и выходом для привода (ступицей) осуществляется через блокировочные пары эксцентриковых элементов.
Наибольшие из них, регулировочные эксцентриковые элементы (4) расположены в отверстиях в стопорном диске (8), который, в свою очередь, крепится болтами к элементу привода (1). Компенсирующие эксцентриковые элементы (5) установлены в регулировочные эксцентриковые элементы (4) и направляются ими и болтом в ступицы (6). С другой стороны, болт ступицы непосредственно соединен со ступицей (2). Грузики (7) соединены с регулировочным эксцентриковым элементом и удерживаются в исходных положениях пружинами с переменной жесткостью.
Рис. а) В начальном положении; b) Низкие обороты; с) Средние обороты; d) Конечное положение при высоких оборотах; а - угол опережения впрыска.
Размеры устройства опережения впрыска
Размер устройства опережения впрыска, определяемый наружным диаметром и глубиной, в свою очередь определяет массу устанавливаемых грузиков, расстояние между центрами тяжести и возможный ход грузиков. Эти три фактора также определяют отдачу мощности и область применения.
Рис. ТНВД размера М
Рис. 1. Нагнетательный клапан; 2. Гильза; 7. Кулачковый вал; 8. Кулачок.
ТНВД размера М является самым маленьким насосом в ряду рядных ТНВД. Он имеет корпус из легкого сплава и укреплен на двигателе с помощью фланца. Доступ к внутренней части насоса возможен после снятия пластины основания и боковой крышки, и поэтому насос размера М определяется как ТНВД открытого типа. Пиковое давление впрыска ограничивается величиной 400 бар.
После снятия боковой крышки насоса количество подаваемого топлива плунжерных пар может быть отрегулировано и установлено на одинаковом уровне. Индивидуальная регулировка осуществляется перемещением зажимных деталей на тяге управления (4).
При работе установка плунжеров насоса и вместе с ними количества подаваемого топлива регулируется тягой управления в диапазоне, определяемом конструкцией насоса. Тяга управления ТНВД размера М является круглым стальным стержнем с плоскостью, на котором установлены зажимные элементы (5) с проточками. Рычаги (3) плотно соединяются с каждой втулкой управления, а стержень, приклепанный к его концу, входит в проточку зажимного элемента тяги управления. Эта конструкция известно как рычажное управление.
Плунжеры ТНВД находятся в непосредственном контакте с роликовыми толкателями (6), а регулировка предварительного хода осуществляется подбором роликов с соответствующими диаметрами для толкателя.
Смазка ТНВД размера М осуществляется путем обычной подачи масла от двигателя. ТНВД размера М выпускается с 4,5 или 6 плунжерными парами (4-, 5- или 6-цилиндровый ТНВД) и предназначен только для дизельного топлива.
Рис. ТНВД размера А
Рядные ТНВД размера А с большим диапазоном подачи следуют непосредственно после ТНВД размера М. Этот насос также имеет корпус из легкого сплава и может быть соединен с двигателем фланцем или на раме. ТНВД типа А также имеет «открытую» конструкцию, а гильзы (2) насоса вставлены прямо сверху в алюминиевый корпус, причем нагнетательный клапан (1) в сборе запрессован в корпус ТНВД с помощью держателя клапана. Давление уплотнения, которое намного больше гидравлического давления при подаче, должно поглощаться корпусом ТНВД. По этой причине пиковое давление впрыска ограничивается величиной 600 бар.
В отличие от ТНВД типа М, ТНВД типа А снабжен регулировочным винтом (с контргайкой) (7) в каждом роликовом толкателе (8) для установки предварительного хода.
Для регулировки количества подаваемого топлива с помощью управляющей рейки (4) ТНВД типа А, в отличие от ТНВД типа М, оснащен управлением с помощью шестерни вместо рычажного управления. Зубчатый сегмент, зажатый на втулке управления (5) плунжера, находится в зацеплении с управляющей рейкой и для регулировки плунжерных пар на одинаковую подачу фиксирующие винты нужно отпустить, а втулку управления повернуть относительно зубчатого сегмента и, таким образом, относительно управляющей рейки.
Все регулировочные работы на этом типе ТНВД должны проводиться на насосе, установленном на стенде и с открытым корпусом. Подобно ТНВД М, ТНВД типа А имеет боковую подпружиненную крышку, которую для получения доступа к внутренней части ТНВД нужно снять.
Для смазки ТНВД соединяется с системой смазки двигателя. ТНВД типа А выпускается в вариантах с числом цилиндров до 12, и, в отличие от ТНВД типа М, подходит для работы на топливах различного типа (а не только на дизельном).
Рис. ТНВД размера WM
Рядный ТНВД размера (типа) MW был разработан для удовлетворения потребности в повышенном давлении. ТНВД MW является рядным ТНВД закрытого типа, а его пиковое давление впрыска ограничивается величиной 900 бар. Он также имеет корпус из легкого сплава и крепится к двигателю с помощью рамы, плоского основания или фланца.
Конструкция ТНВД MW заметно отличается от конструкции ТНВД типов А и М. Основная разница состоит в использовании плунжерной пары, включающей в себя гильзу (3), нагнетательный клапан и держатель нагнетательного клапана. Она собрана вне двигателя и вставлена сверху в корпус ТНВД. На ТНВД MW держатель нагнетательного клапана вкручен непосредственно в гильзу, которая выступает вверх. Предварительный ход регулируется с помощью регулировочных шайб, которые вставляются между корпусом и гильзой с клапаном в сборе. Регулировка однородной подачи отдельных плунжерных пар производится снаружи ТНВД поворотом плунжерных пар. Фланцы крепления плунжерных пар (1) для этой цели снабжены пазами.
Рис. 1. Фланец крепления для плунжерной пары; 2. Нагнетательный клапан; 3. Гильза; 4. Плунжер; 5. Управляющая рейка; 6. Втулка управления; 7. Роликовый толкатель; 8. Кулачковый вал; 9. Кулачок.
Положение плунжера ТНВД остается неизменным, когда гильза в сборе с нагнетательным клапаном (2) поворачивается. ТНВД типа MW выпускается в версиях с числом гильз до 8 (8-цилиндровый) и подходит для различных способов крепления. Он работает на дизельном топливе, а смазка осуществляется через систему смазки двигателя.
Рис. ТНВД размера P
Рис. 1. Нагнетательный клапан; 2. Гильза; 3. Тяга управления; 4. Втулка управления; 5. Роликовый толкатель; 6. Кулачковый вал; 7. Кулачок.
Рядный ТНВД размера (типа) Р был также разработан для обеспечения высокого пикового давления впрыска. Подобно ТНВД типа MW, он является насосом закрытого типа и крепится к двигателю с помощью основания или фланца. В случае ТНВД типа Р, сконструированных для пикового давления впрыска 850 бар, гильза (2) вставляется во фланцевую втулку, которая уже снабжена резьбой для держателя нагнетательного клапана (1). При этой версии установки гильзы сила уплотнения не дает нагрузку на корпус насоса. Регулировка предварительного хода производится так же, как и у ТНВД типа MW.
Рядные ТНВД, рассчитанные на невысокое давление впрыска, используют обычное наполнение топливной магистрали. При этом топливо проходит топливные магистрали отдельных гильз одну за другой и в направлении продольной оси ТНВД. Топливо поступает в магистраль и выходит через систему возврата топлива.
Рассматривая в качестве примера версию Р8000 ТНВД типа Р, которая разработана для давления впрыска до 1150 бар (на стороне ТНВД), этот метод наполнения может привести к избыточной разнице температуры топлива (до 40°С) внутри ТНВД между первой и последней гильзами. Так как плотность энергии топлива уменьшается с увеличением его температуры и, в результате, с увеличением обьема, то это приведет к впрыску различного количества энергии в камеры сгорания двигателя. В связи с этим такие ТНВД используют поперечное наполнение, т.е. метод, при котором топливные магистрали отдельных гильз отделяются друг от друга с помощью дросселирующих отверстий. Это означает, что они могут наполняться параллельно друг другу (под прямыми углами к продольной оси ТНВД при практически идентичных температурных условиях).