Белобородов С. М., Цимберов Д. М.,
г. Пермь
УДК 621.822
Новое направление в изготовлении прецизионных элементов
топливного насоса высокого давления дизельного двигателя
В данном докладе затронута задача изготовления прецизионных элементов топливного насоса высокого давления дизельного двигателя; новым направлением в этой области может быть создание «нагнетательного кольца», обеспечивающего смазку трущихся поверхностей и центрирование плунжера при двойном ходе, что позволяет увеличить моторесурс техники.
В настоящее время при проектировании дизельного двигателя одним из главных требований является применение его в сложных климатических и эксплуатационных условиях. Сложные условия эксплуатации ведут к превышению подачи топлива в цилиндры двигателей для увеличения продуктивности их работы, что жизненно необходимо во время движении по пресеченной местности. При этом создается реальная угроза защемления прецизионных элементов (далее по тексту ПЭ), которая приводит к отказу насосных элементов.
На каждый цилиндр двигателя приходится по несколько ПЭ топливной аппаратуры: плунжерная пара, нагнетательный клапан, распылитель форсунки. Таким образом, отказ даже одного из них приводит к исключению из работы этого цилиндра, что с учетом неравномерности работы приводит к падению мощности двигателя примерно на 10%.
Следовательно, повышение ресурса техники вплотную связана с надежностью работы ПЭ, которая, в свою очередь, зависит от формы, величины их зазоров, организации их смазки, влияния монтажной и эксплуатационной деформации.
Плунжер и его втулка цилиндрической формы просты в изготовлении, но не обеспечивают, при существующих технологических возможностях, достаточной гидравлической плотности. Попытки создания прецизионных элементов с зазорами субмикронной величины приводили к их быстрому выходу из строя вследствие заклинивания.
Подача смазки под давлением в зону трения существенно усложняет конструкцию, а применение лабиринтных уплотнений приводит к концентрации воды в этой полости при перепадах давления и температуры, а также при хранении без должной консервации плунжерных пар.
Втулки конической формы обеспечивают достаточный уровень смазки, но дороги в изготовлении и дают недостаточно стабильные характеристики по мере их износа в ходе эксплуатации.
Разрешением этого технического противоречия может быть создание «нагнетательного кольца», обеспечивающего смазку трущихся поверхностей и центрирование плунжера при двойном ходе.
Методика моделирования монтажных деформаций и обработки поверхностей предусматривает предварительное упругонапряженное состояние втулки эквивалентное ее состоянию после сборки. При этом производится обработка ее внутренней поверхности под цилиндрическую форму. После снятия нагрузки внутренняя поверхность втулки искажается.
После этого производится обработка внутренней поверхности тонкостенной части гильзы для обеспечения полости, создающей «нагнетательное кольцо».
Окончательное (финишное) формирование насосного прецизионного элемента необходимо производить при помощи создания регулируемого и управляемого потока абразивной жидкости. Регулирование потока жидкости осуществляется изменением давления и величины подачи притирочной жидкости, а управление – гидравлическим затвором со сторон приложения давления .
Интенсивность обработки зависит от скорости вращения и возвратно-поступательного движения притира, а также от абразивных свойств жидкости.
Величина упругой предварительной деформации при этом соответствует монтажным деформациям и эксплуатационным деформациям при впрыскивании.
Окончание обработки определяется гидравлическим способом контроля прецизионных элементов.
Литература