Дизели тракторов, автомобилей, самоходных сельскохозяйственных машин эксплуатируют на открытом воздухе при различных температурах и широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов. Поэтому необходимо обеспечивать требуемые экономические показатели не только на номинальном режиме дизелей при нормальных условиях окружающей среды, но и оптимизировать их с учетом различных условий работы дизеля [1], [2], [3], [4].
Параметры процесса топливоподачи (цикловая подача, давление и продолжительность впрыска, угол начала подачи и опережения впрыска топлива) выбирают и оптимизируют при создании дизеля, прежде всего, для нормального режима. На других режимах работы удается только частично оптимизировать параметры впрыска, а именно: цикловую подачу и действительный угол начала подачи топлива. Топливная аппаратура должна обеспечивать изменение цикловых подач в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов работы дизеля [5], [6], [7], [8].
Важную роль в обеспечении стабильности величин цикловых подач и угла действительного начала подачи топлива играет нагнетательный клапан секции насоса. Нагнетательный клапан отсоединяет нагнетательный трубопровод от полости отсечки, что предохраняет систему от прорыва газов в полость насоса в случае зависания иглы одной из форсунок. Однако установка клапана вызывает повторное отражение от клапана следующих от форсунки отраженных импульсов давлений и приводит к возникновению дополнительных впрысков или вялой посадке иглы на седло распылителя. Этого недостатка лишены конструкции клапанов двойного действия, в которых гашение импульсов давления осуществляется за счет перепуска топлива через дополнительный обратный клапан. Разгрузка нагнетательного трубопровода, определяющая уровень остаточных давлений, происходит в два этапа: 1) истечение топлива из нагнетательного трубопровода от момента начала посадки клапана до отключения им нагнетательного трубопровода от отсеченной полости; 2) с момента разъединения до конца работы разгрузочного устройства [9], [10], [11].
В клапанах двойного действия объединены прямой клапан, через который топливо поступает в нагнетательный трубопровод, и обратный клапан, через который осуществляется разгрузка нагнетательного трубопровода при подходе к нему отраженной от форсунки импульса давления топлива. Вариант нагнетательного клапана двойного действия является
более простым, он нашел применение в отечественных распределительных насосах типа НД. В клапане насосов НД наибольшее влияние на величину разгрузочного эффекта оказывает давление открытия обратного клапана, а также величина отверстия клапана [12], [13], [14].
Клапанные узлы насосов семейства НД комплектуются обратными клапанами, имеющими в поперечном сечении форму креста или круга (рисунки 1а и 1б). Клапаны отличаются по форме и размерам. Однако эти отличия не учитываются при комплектовании клапанных узлов, так как технические требования на ремонт не регламентируют форму обратного клапана.
Цель и задачи исследований. Клапаны, независимо от формы и размеров, устанавливаются в отверстие седла, имеющего постоянную площадь проходного сечения, что непосредственно создает дополнительные проблемы при послеремонтной регулировке топливного насоса. В частности, возникают сложности при установке параметров цикловой подачи и действительного угла начала подачи топлива секциями насоса. Впоследствии дизели с подобными насосами имеют дымный выхлоп и верхний допустимый предел рабочей температуры. Нами в ремонтной мастерской ООО «Янтиковское РТП», которое специализируется на ремонте насосов НД, выполнен анализ влияния формы и размеров поперечного сечения обратного клапана на регулировочные параметры насоса.
Целью исследований является определение влияния формы и размеров обратного клапана на процесс топливоподачи и выбор оптимального варианта клапанной пары узла нагнетательного клапана. Наряду с серийными формами клапанов дополнительно анализировались клапаны треугольной и квадратной формы (рисунки 1в и 1г).
Условия, материалы и методы исследований. В качестве одного из показателей работоспособности клапанного узла используется его гидроплотность. У клапанных узлов распределительных насосов типа НД она складывается из гидроплотности сопряжений нагнетательный клапан – седло и нагнетательный клапан – обратный клапан.
В работе рассматривается гидроплотность сопряжения нагнетательный клапан – обратный клапан.
