Какое давление создает плунжер

Содержание статьи

Плунжерная пара

Под плунжерной парой понимается один из основных рабочих узлов ТНВД (топливного насоса высокого давления), широко применяемого в дизельных двигателях. Кроме того, аналогичные механизмы используются в различных гидромашинах, обычных насосах, гидрокомпенсаторах и другом подобном оборудовании. Популярность и востребованность плунжерной пары объясняется сочетанием впечатляющих эксплуатационных характеристик, в числе которых надежность, долговечность и простота конструкции.

Определение и история появления

Плунжерная пара представляет собой механизм, состоящий из двух элементов. Первый из них, давший наименование всему узлу, называется плунжер или поршень, а второй — так называемая гильза или втулка. Принцип работы пары основан на том, что плунжер совершает возвратно-поступательное движение внутри втулки. В результате, при помощи каналов, расположенных внутри механизма, топливо или другая рабочая жидкость под высоким давлением подается в пространство, расположенное над поршнем.

Необходимость в разработке ТНВД на основе одной или нескольких плунжерных пар появилась после изобретения дизельного двигателя, совершенного Рудольфом Дизелем. В число ключевых особенностей агрегата входила подача топлива в камеры внутреннего сгорания под давлением, что выступало обязательным условием его гарантированного самовоспламенения. На первых моделях для решения этой задачи использовался громоздкий и тяжелый компрессор, наличие которого заметно снижало общий КПД дизельного двигателя.

Какое давление создает плунжер

Разработка в 20-х годах прошлого века Робертом Бошем ТНВД, использующего в качестве основного рабочего узла плунжерную пару, позволило значительно сократить габариты дизельного двигателя, сохранив его впечатляющие эксплуатационные характеристики в виде экономичности, эффективности и высокого уровня мощности. Дальнейшее совершенствование плунжерной пары состояло в повышении качества изготовления поршня и гильзы, а также использовании более современных материалов.

Устройство и требования к изготовлению

Как уже было отмечено выше, плунжерная пара состоит из двух элементов, каждый из которых предназначен для выполнения четко определенных функций:

Плунжер. Изготавливается в виде металлического цилиндра, длина которого существенно превосходит диаметр. Основное назначение детали — возвратно-поступательное движение внутри втулки.
Втулка. Также изготавливается из высокопрочного металла в виде полого цилиндра. Внутри детали располагаются отверстия, предназначенные для подачи или отвода топлива (для ТНВД дизельного двигателя) или других рабочих жидкостей (для обычного насоса и различных гидромашин).

Ключевое требование к плунжерной паре состоит в обеспечении герметичности узла при одновременном свободном перемещении плунжера внутри поршня. Для решения задачи при изготовлении деталей требуется тщательно соблюдать геометрические размеры, а в дополнение к этому поверхности обоих элементов тщательно обрабатываются, благодаря чему достигается плотность примыкания друг к другу. Стандартным считается зазор между поршнем и втулкой составляющий 1-3 мкм. Сказанное объясняет, почему плунжерную пару нередко называют прецизионной, что буквально означает «высокоточная».

Эксплуатация рассматриваемого узла сопровождается высоким давлением и серьезным уровнем сопутствующих нагрузок. Поэтому, помимо герметичности, к плунжерной паре предъявляются серьезные требования в части прочности и устойчивости к различным физическим воздействиям. Как следствие — для изготовления узла применяются высокопрочные и износоустойчивые марки стали и современное оборудование, способное обеспечить нужную степень точности геометрических размеров деталей и необходимые технологии обработки металла. Долговечность и надежность плунжерной пары являются одним из ключевых факторов, благодаря которым обеспечиваются впечатляющие характеристики дизельного двигателя в целом.

Принцип работы и разновидности

Стандартная схема работы плунжерной пары выглядит следующим образом:

Стартовое положение плунжера — в нижней части гильзы. Оно достигается за счет действия пружин.
Кулачковый вал оказывает давление на поршень.
Плунжер перемещается по втулке в верхнее положение, что вызывает увеличение давления топлива в пространстве над поршнем, куда оно поступает через специальные каналы в гильзе.
Повышение уровня давления приводит к открыванию клапана, следствием чего выступает дальнейшее перемещение горючего через форсунки в камеры внутреннего сгорания.
Завершает рабочий цикл перемещение плунжера в стартовую позицию, осуществляемое за счет действия пружин.

Какое давление создает плунжер

Простота описанного принципа действия плунжерной пары выступает важным объяснением надежности и долговечности основного рабочего узла ТНВД. В настоящее время применяются две основные разновидности рассматриваемого механизма. Отличие между ними заключается в наличии в плунжере специальной кольцеобразной просечки. Она используется для сбора и возврата утечек горючего в основную магистраль топливного насоса. Изготовление плунжерной пары в этом случае требует несколько больших расходов, которые компенсируются повышением эффективности работы двигателя.

Область применения и функциональное назначение

Основной сферой применения плунжерной пары является ТНВД, используемый в дизельных двигателях. Функциональное назначение механизма в данном случае заключается в следующем:

подача дизельного топлива к форсункам с одновременным нагнетанием давления;
определение необходимого количества горючего, которое требуется переместить к форсункам;
установление оптимального режима впрыска дизельного топлива в камеры сжигания двигателя.

Эффективное выполнение указанных функций достигается за счет совместной работы плунжерной пары и современных систем автоматизации и контроля, повсеместно используемых в ТНВД. Рабочий узел предназначен для физического воплощения в практической деятельности параметров и характеристик, определяемых при помощи автоматики.

Помимо дизельных двигателей, плунжерные пары часто применяются в различных по устройству и назначению насосах, а также гидромашинах и другом подобном оборудовании. Настолько широкое использование рассматриваемого механизма связано с сочетанием относительной простоты конструкции и принципа действия с надежностью, эффективностью и долговечностью узла.

Основные достоинства и недостатки

Появление ТНВД, использующего в качестве основного рабочего узла плунжерную пару, стало одной из ключевых причин стремительного роста популярности дизельных двигателей. Такое развитие событий стало возможным, благодаря впечатляющим эксплуатационным и техническим характеристикам агрегата, значительная часть которых является непосредственным результатом применения рассматриваемого механизма. Ключевыми достоинствами плунжерной пары в частности и ТНВД в целом выступают:

надежность. Нередко именно это слово выступает в качестве первой ассоциации при упоминании дизельного двигателя. Данная характеристика вполне заслуженно считается одной из визитных карточек агрегата;
универсальность. Наличие ТНВД и плунжерной пары позволяет разом решить многочисленные задачи, обеспечивающие эффективную работу дизельного двигателя. К ним относятся: подача топлива под высоким давлением, его дозировка и определение наиболее подходящего режима впрыска горючего для последующего сжигания;
высокий КПД. Ключевое преимущество агрегатов на дизельном топливе, которое в сочетании с экономичностью приобретает в современных условиях особенно важное значение;
экологичность. Двигатель внутреннего сгорания достаточно сложно назвать полностью безопасным для состояния окружающей среды механизмом. Тем не менее, современные дизельные агрегаты отвечают самым строгим экологическим стандартам, что достигается за счет полного сжигания топлива, его небольшого расхода и, как следствие, минимального количества вредных выбросов.

По сути, единственным существенным недостатком плунжерной пары в современном дизельном двигателе выступает износ механизма, связанный со сложными условиями его эксплуатации. Важно отметить, что качественное изготовление и использование высокопрочных марок стали позволяет существенно увеличить нормативный срок службы основного рабочего узла ТНВД. Тем не менее, полностью исключить износ, конечно же, невозможно.

Признаки неисправности

Возникновение проблем, вызванных износом плунжерной пары, обнаружить достаточно просто. Основными симптомами их появления становятся:

трудности с запуском двигателя;
уменьшение мощности агрегата или плавающее значение параметра, характеризующего количество оборотов;
посторонние шумы при работе двигателя;
повышенный расход горючего.

Частой причиной повышенного износа плунжерной пары становится использование некачественного топлива. При этом необходимо помнить, что своевременное выявление проблем и грамотно проведенный квалифицированными специалистами ремонт, который заключается в замене обоих элементов рабочего узла, могут обеспечить дальнейшую длительную и беспроблемную эксплуатацию дизельного двигателя. Главное при этом — обратиться к профессиональным и опытным специалистам. Такой подход является вполне оправданным, так как небольшая экономия на стадии диагностики и ремонта нередко оборачивается намного более серьезными финансовыми потерями в ближайшем будущем, связанными с необходимостью замены или полного перебора агрегата.

Источник

Какое давление плунжерной пары ТНВД?

YuriR_A100/44/DE
29.08.2000, 12:23
Просмотров: 2408

Какое давление должен выдавать ТНВД на выходе (Ауди-100, двигатель "DE" — 2.0 TD)? На СТО мне намерели 300 бар (вроде бы маловато, ТНВД на свалку, — ?). P.S.: На ТНВД имеется бирка, содержащая следующее: VE L 150 069 130 108C 011 744 67538 Юрий.

Обсуждение закрыто модератором

ИгорЬ 29.08.2000, 15:59 #

А машина-то вообще едет? : Какое давление должен выдавать ТНВД на выходе (Ауди-100, двигатель "DE" — 2.0 TD)? : На СТО мне намерели 300 бар (вроде бы маловато, ТНВД на свалку, — ?). : P.S.: На ТНВД имеется бирка, содержащая следующее: : VE L 150 : 069 130 108C : 011 744 67538 : Юрий.

YuriR_A100/44/DE 29.08.2000, 16:43 #

Re: А машина-то вообще едет? Едет то она едет, а вот как, судить мне трудно, ибо дизель у меня первый (как и сама машина :-)), а сравнить с аналогичным дизелем нет возможности, хотя "Запорожец" я делаю :-))).

ИгорЬ 29.08.2000, 17:32 #

Re: А машина-то вообще едет? Не знаю я какое давление должно быть на выходе ТНВД, но форсунки открываются при давлении ~130-200 бар (или атмосфер, или килограм). Если движек хорошо заводится горячим и холодным, машина нормально едет, то зачем забивать себе голову каким-то давлением? Возможно, я не прав, но есть еще желающие нажиться на простом дизелисте. Игорь. : Едет то она едет, а вот как, судить мне трудно, ибо дизель у меня первый (как и сама машина :-)), а сравнить с аналогичным дизелем нет возможности, хотя "Запорожец" я делаю :-))).

YuriR_A100/44/DE 29.08.2000, 19:26 #

А вот думаю я, не пора ли мне готовиться к … скорой замене ТНВД? Где-то слышал/читал, что давление ТНВД должно быть не менее 2-х кратного давления открытия форсунки (на двигателе DE: 140бар-min, 155бар-max), т.е. ~ 300бар. Слесарь-топливщик СТО, который тестировал мой ТНВД на стенде, утверждает, что такой ТНВД должен создавать давление ~ 400 бар, и выдавать 8 "кубиков" топлива на каждую форсунку. А т.к. мой выдает ~300 бар и ~5,5 "кубиков" топлива, — то изношена плунжерная пара, замена которой эквивалентна покупке б/у тестированного ТНВД. Тот же слесарь каким-то регулировочным винтом накрутил подачу топлива до ~7 "кубиков". После этого машинка моя заметно порезвела и стал появляться черный дым при резком ускорении и под нагрузкой, чего раньше не было (да и очень тупа была — "Запорожца" не делал :-))). Да, я еще по ходу и распылители все 5 шт. заменил.

ИгорЬ 29.08.2000, 22:12 #

А вот думаю я, не пора ли мне готовиться к … А трудно сказать, ИМХО, это как гадать на кофейной гуще. Можно и новую пару сразу загубить, а можно и на старенькой хорошо поездить. Черный дым и должен появляться при резком ускорении, так что мастер, похоже, толковый. Игорь. : скорой замене ТНВД? : Где-то слышал/читал, что давление ТНВД должно быть не менее 2-х кратного давления открытия форсунки (на двигателе DE: 140бар-min, 155бар-max), т.е. ~ 300бар. : Слесарь-топливщик СТО, который тестировал мой ТНВД на стенде, утверждает, что такой ТНВД должен создавать давление ~ 400 бар, и выдавать 8 "кубиков" топлива на каждую форсунку. А т.к. мой выдает ~300 бар и ~5,5 "кубиков" топлива, — то изношена плунжерная пара, замена которой эквивалентна покупке б/у тестированного ТНВД. : Тот же слесарь каким-то регулировочным винтом накрутил подачу топлива до ~7 "кубиков". После этого машинка моя заметно порезвела и стал появляться черный дым при резком ускорении и под нагрузкой, чего раньше не было (да и очень тупа была — "Запорожца" не делал :-))). Да, я еще по ходу и распылители все 5 шт. заменил. : : : :

AlexVAG 29.08.2000, 17:51 #

Re: А машина-то вообще едет? : Не знаю я какое давление должно быть на выходе ТНВД, но форсунки открываются при давлении ~130-200 бар (или атмосфер, или килограм).++++ Если говорить конкретно, о форсунках для двигателя DE то, давление открытия у новых 155-163 бар. Предельный износ — 140 бар. При 110 барах в течении 10 сек не форсунка не должна подтекать.: Если движек хорошо заводится горячим и холодным, машина нормально едет, то зачем забивать себе голову каким-то давлением? ++++ Правильная мысль… 8-))Alexey.

Источник

Как работает плунжерный насос, как он выглядит

Что такое плунжерный насос? Это насос объемного действия. То есть давление жидкости создается за счет изменения объема камеры. Когда объем камеры растет, в ней создается разряжение, жидкость всасывается. Когда объем уменьшается, жидкость сжимается, давление растет.

Устройство плунжерного насоса
Виды плунжерных насосов
Аксиальный плунжерный насос
Плунжерный насос высокого давления
Применение:

Схема работы плунжерного насоса

На рисунке мы видим наличие клапанов. Плунжер идет вправо — всасывание — подымается впускной клапан, закрывается выпускной. Вода заполняет камеру. Плунжер идет влево — нагнетание — запирается впускной клапан, поднимается выпускной. Вода устремляется по назначению.

Этот же принцип используется в поршневых насосах. Отличие насосов друг от друга заключается в нагнетающем элементе. В поршневых насосах работает поршень. В плунжерных — плунжер. В поршневых насосах самая ценная деталь — цилиндр в котором ходит поршень. К изготовлению этого элемента предъявляют большие требования. А именно, внутренний диаметр должен быть в жестком допуске по всей длине.

В плунжерном — жесткий допуск на изготовления наружной поверхности цилиндра. Чего достигнуть намного легче с технической точки зрения, чем расточка и доводка внутреннего диаметра.

|Плунжерный насос|

Устройство плунжерного насоса

Разберем устройство насосов плунжерного типа на примере дозировочного насоса.

Одноплунжерный дозировочный насос

Электродвигатель — 1 вращает червяк — 2, который крепится к валу двигателя муфтой. В зацеплении с червяком находится червячное колесо — 3. К этому колесу присоединен эксцентрик — 4, который может находится ближе или дальше от центра червячного колеса. Положение эксцентрика легко регулируется механически. На эксцентрик одет шатун -5, который толкает плунжер — 6.

Всасывающий клапан-шар — 7 открывается, когда плунжер идет влево. Вода заливает цилиндр — 9. В следующей фазе движения плунжера, объем камеры сокращается, всасывающий клапан опускается, нагнетающий — 8 подымается. Вода идет к потребителю.

Ход плунжера изменяется в зависимости от положения эксцентрика. Если эксцентрик установлен в центре червячного колеса, то ход вытеснителя (плунжера) равен нулю. При максимальном удалении от центра, ход вытеснителя максимальный. То есть производительность насоса можно менять от нуля до максимума. Поэтому он называется дозировочным.

Виды плунжерных насосов

Главное преимущество плунжерных насосов перед поршневыми — точность изготовления наружного диаметра цилиндра намного выше точности изготовления внутреннего диаметра. Допуски на плунжер достигают 2 — 3 мкм. Благодаря таким минимальным зазорам достигается большое давление и высокое КПД, намного больше, чем у поршневых насосов.

В зависимости от компоновки главных деталей плунжерные насосы бывают:

одноцилиндровые;
многоцилиндровые;
вертикальные;
горизонтальные;
с постоянной производительностью;
с переменной производительностью;
ручные;
автоматические.

|Функции плунжерного насоса|

Плунжерные насосы — агрегаты высокого давления. Поэтому они не нашли применения в быту. Простота изготовления делает их надежными механизмами, которые широко применяются в различных сферах народного хозяйства:

В нефтяной промышленности (станки качалки, буровые насосы и другие).
В химической промышленности, для перекачки химрастворов.
В энергетике — приводы парогенераторов, насосы в АЭС.
В машиностроении — для обеспечения давления в гидроприводах.
В автомойках — для создания сильного напора воды.
В коммунальном хозяйстве — в гидравлических сетях.
В пищевой промышленности — для систем обратного осмоса.

Аксиальный плунжерный насос

Схема аксиально-плунжерного насоса

Надо отметить, что аксиальный плунжерный насос часто называют аксиально-поршневым. Два этих термина описывают один и тот же механизм. Аксиальный указывает на то, что цилиндры расположены вдоль оси бока цилиндров.

Упорный диск — 1 вращается на оси — 2, которая находится под углом к оси блока цилиндров. Сферическая головка шатуна — 3 соединена с упорным диском. Когда диск вращается, шатуны — 4, следуя за головкой — 3, выдвигают и задвигают поршня (плунжеры) — 6, что приводит к всасыванию и нагнетанию воды через отверстия золотника распределителя — 7. Количество поршней бывает от 5 до 9.

У некоторых насосов угол γ можно менять произвольно. Соответственно меняется производительность насоса. Чем он больше, тем больше производительность. Угол оси упорного круга к оси блока не может быть больше 45 градусов.

На схеме показан насос у которого ведущий вал вращает упорный диск. Блок цилиндров неподвижен. Также применяют аксиально-плунжерные насосы, у которых крутиться блок цилиндров, а упорных диск неподвижен.

Плунжерный насос высокого давления

Простота конструкции плунжерных насосов делает их незаменимыми во многих отраслях промышленности. Компактные, недорогие, долговечные. Простое обслуживание. Давление от 100 до 3000 атм. Производительность от 200 до 3000 литров в минуту.

Изготавливают как стационарные, так и передвижные установки на шасси автомобиля. Применяют специальные антивибрационные опоры, которые гасят колебания насоса.

Привод насоса — электрический или ДВС.

Трансмиссия — упругая муфта, клиноременная передача — для электрического мотора.

Карданный вал или муфта сцепления — для ДВС.

Предохранительные устройства для недопущения превышения выше допустимых давления и температуры — стабилизаторы всасывания.

Самоочищающиеся фильтры — важный компонент насосной установки.

Применение:

Чистка любых поверхностей от краски;
Прочистка труб в различных системах;
Вычищение внутренних поверхностей емкостей;
Чистка топок, котлов, теплообменников;
Резка бетона, кирпича, цемента;
Снятие шпаклевки, резины, коррозии с любых поверхностей;
Удаление разметки на асфальте
Счистка граффити
Предание шероховатости поверхностям для их последующего склеивания;
Чистка железнодорожных вагонов изнутри;
Опреснение соленой воды;
Очистка воды обратным осмосом;
Дробление камней, грунта;
Разрезание кожи, дерева, пластмассы;
Удаление тугоплавких смол с поверхностей;
Удаление нечистот со дна автомобилей, поставленных на ремонт.

|Какие бывают насосы, виды насосов|

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 10 чел.

Средний рейтинг: 4.7 из 5.

Источник