В насосах клапанного типа регулирование подачи осуществляется с использованием клапанов, поэтому плунжер насосов функцию регулировки не несет и имеет по всей длине гладкую цилиндрическую форму, что обеспечивает ему высокую уплотняющую способность.
На рис 12.6 представлены принципиальные схемы работы клапанного насоса двигателя RTA, в котором цикловая подача меняется путем начала и конца подачи.
Основные элементы насоса: прецизионно изготовленная плунжерная пара (плунжер 8 и втулка 9), топливный кулак 1, ролик привода 2, всасывающий клапан 4 и его регулировочный узел 3, нагнетательный клапан 6, отсечной клапан 7, эксцентрики управления фазами открытия и закрытия клапанов 10 и 11.
По каналу 12 топливо подводится к насосу под давлением 4-5 бар, создаваемым топливоподкачивающим насосом. По каналу 5 сжатое в насосе топливо отводится к форсунке. По каналу 13 отводится отсечное топливо.Принцип действия ТНВД. При набегании ролика толкателя 2 на кулачек распределительного вала 1 плунжер 8 поднимается вверх. Движение плунжера вниз осуществляется под действием ранее сжатой пружины.
Благодаря создаваемому в надплунжерном пространстве разрежению и под действием давления топлива в топливоподающей системе открывается впускной клапан 4, и топливо заполняет надплунжерное пространство. В начале движения плунжера вверх (позиция I) клапан 4 продолжает оставаться открытым, и топливо частично вытесняется обратно в магистраль 3. Обратный перепуск топлива происходит до тех пор, пока механический привод клапана, состоящий из рычага и толкателей , не освободит клапан, и он под давлением топлива со стороны плунжера не сядет на седло. Начиная с этого момента (позиция II) давление в надплунжерном пространстве начнет быстро расти, откроется нагнетательный клапан 6 и топливо поступит к форсунке. Момент посадки клапана 4 определяет геометрический момент начала подачи топлива по насосу. Момент окончания подачи определяется началом открытия отсечного клапана 7 (позиция III). Последний открывается приводом, состоящим из толкателя 14 и рычага 11,эксцентрично посаженного на валик управления 15, связанного с регулятором числа оборотов и рычагом управления двигателя.
Важно иметь в виду, что уменьшение цикловой подачи в начале хода плунжера сопровождается сокращением угла опережения и наоборот. Для двигателей, работающих на гребной винт фиксированного шага, снижение угла опережения при переходе на пониженные
обороты и нагрузки весьма желательно, т.к. этим компенсируется происходящее увеличение продолжительности подготовки топлива к сгоранию и обеспечивается более мягкое и своевременное сгорание топлива. Этим объясняется, что фирма Зульцер и завод «Русский Дизель» в своих ранних машинах применяли насосы с регулированием производительности по началу подачи. В рассматриваемом насосе двигателей одной из последних моделей фирмы – RTA изменение подачи осуществляется не только началом, но и концом путем использования отсечного клапана.
Фазы подачи устанавливаются в зависимости от задаваемой мощности (нагрузки) – см Рис 12. 7 . Здесь видно, что с переходом от 100% нагрузки на 75% угол опережения увеличивается, что дает возможность сохранить максимальное давление рабочего цикла и, тем самым, повысить экономичность работы двигателя на частичных нагрузках.
Изменение подачи одновременно по всем насосам двигателя осуществляется изменением моментов закрытия впускного клапана 4 и отсечного 7, что достигается поворотом эксцентриков 10 и 11. Валики последних связаны с регулятором числа оборотов и рычагом управления двигателем. Регулирование величины подачи по отдельным цилиндрам достигается изменением зазора в регулировочном узле 3 перепускного клапана 7.
Как уже отмечалось,в ранних моделях двигателей фирма применяла насосы с регулированием по началу подачи, при этом геометрический конец подачи оставался неизменным и соответствовал приходу плунжера в ВМТ, когда скорость его приближается к нулю и, соответственно, падают давления впрыска. В этой связи следует заметить, что топливо, поступающее в камеру сгорания в конце
впрыска, должно найти свежий воздух, а он в эту фазу обычно находится на периферии камеры. Если при падении давления впрыска и связанным с этим сокращении длины факела струи топлива не достигнут периферии, то это будет сопровождаться неполным сгоранием, выделением сажи и дымным выхлопом. Естественно, экономичность двигателя падает. Особенно тяжелая ситуация складывается на режимах самого малого хода, так как впрыск происходит на конечном участке профиля кулачной шайбы при низких давлениях впрыска, в силу чего возможны пропуски подачи и неустойчивая работа двигателя.
ТНВД клапанного типа в сравнении с насосами золотниковыми обладают следующими преимуществами:
1. Плунжерные пары имеют существенно большую уплотняющую длину и поэтому лучше уплотняют и дольше сохраняют свой ресурс;
2. Насосы обеспечивают более стабильную подачу при самых малых нагрузках и это позволяет обеспечить самые малые обороты двигателя вплоть до 15% от номинальных;
3. Фазы подачи в течение длительного срока сохраняются неизменными в связи с меньшими износами и отсутствием кавитационных разрушений плунжерных пар, которым подвержены плунжеры насосов золотникового типа.
Этим объясняется, что фирма Зульцер в своих новых разработках малооборотных двигателей, несмотря на малую надежность клапанного узла, продолжает оставаться приверженной насосам клапанного типа.
