Двухреечные блочные насосы. В отличие от распределительных ТНВД, гибкое регулирование УОВТ в блочных ТНВД затруднено. Регулирование УОВТ за счет конструкции насосной секции и второй рейки (вала, тяги) было реализовано в ТНВД фирмы Zexel (ранее - Diesel Kiki), фирмы R.Bosch для ТНВД типов MW и Р(рис. 1.40). ТНВД имеет независимое управление цикловой подачей нижней рейкой и УОВТ верхним поворотным валом.
Муфта 1 (рис. 1.40) перемещается поводком, закрепленном на валу, поворачиваемом пропорциональным электромагнитом 3 управления УОВТ. Имеется возможность предварительной регулировки УОВТ каждой секции путем поворота вокруг вала расслабленного поводка при снятой заглушке. Аналогично перемещают рейку цикловой подачи. Положения рейки gц и вала УОВТ контролируется собственными датчиками перемещения. Для ТНВД с 6 секциями использован электромагнитный привод рейки с усилием 75 Н, для 8…12 секциями - 90 Н. Гидроусилитель питается от двух ТПН с давлением 0,3 МПа. Геометрическое начало подачи обусловливается не закрытием окон втулки 2 (рис. 1.41), а закрытием окна 6 плунжера 8 телом регулирующей муфты 3. Так, при изменении вертикального положения муфты достигается регулирование УОВТ. Отсечка подачи наступает при открытии спиральной выточки 5, сообщенной с надплунжерной полостью 1, отсечным окном 4.
Как и ранее, цикловая подача регулируется поворотом плунжера. Полость 7 является впускной и отсечной. В ТНВД PR39, PR43 при диаметре плунжера 12 мм и ходе 14...18 мм ход муфты составляет 5,5 мм, что обеспечивает регулирование УОВТ на 6 по кулачковому валу (12 по коленчатому валу).
Схема электронного управления топливоподачей R.Bosch в дизеле грузового автомобиля типа Mercedes-Benz OM442LA представлена на рис. 1.42.
Каналы управления насосом - по цикловой подаче и УОВТ. Электронный блок управления осуществляет оптимальное в рамках возможностей данной ТА управление рабочим процессом дизеля с использованием сигналов ТНВД, автомобиля, дизеля коробки переключения передач (КПП) и механизма отбора мощности на внешние агрегаты.
Датчик подъема иглы форсунки может отсутствовать. С использованием сигналов датчиков температуры и давления воздуха рассчитывается расход и коэффициент избытка воздуха. Это позволяет предотвратить дымление на рабочих режимах дизеля, включая работу на высоте до 4000 м над уровнем моря при минимальной потери мощности. Отключение подачи на режиме принудительного холостого хода обеспечивает торможение двигателем. Она снабжена функциями самодиагностики, сигналы о неисправностях подаются на приборный щиток и запоминаются.
Индивидуальные ТНВД с электроуправляемым клапаном на сливе (ТНВД с клапанным управлением) конструктивно относительно просты: не имеют привычной рейки, механизма поворота плунжера, плунжер лишен усложненной золотниковой части, как правило, отсутствует нагнетательный клапан (рис. 1.43). В такой ТА используется обычная форсунка, сохраняются привычные компоновочные решения, приемы обслуживания и регулировки. Впрыскивание в таких ТНВД начинается энергично, имеется четкая отсечка, и этот способ регулирования даже обеспечивает некоторое повышение давления впрыскивания, оставляет возможность индивидуальной подачи по цилиндрам, а, возможно, и осуществления двухфазного впрыскивания.
Ввиду специфичности процессов в новых элементах ТНВД необходимо со вниманием относиться к нарушениям нормальной ЛНД, работы клапанов. ЛНД важна не столько потому, что обусловливает скорость изменения давления нагнетания, сколько потому, что через нее и клапан производится наполнение плунжерной полости. Любая нештатная замена элементов ЛНД (топливопроводов, дополнительных клапанов и жиклеров) может изменить отлаженный процесс. Типичные дефекты при этом: перегрев элементов ЛНД, повышенное пенообразование и как следствие, нестабильность подачи, ее уменьшение (потеря мощности).
Быстродействующий клапан управления - единственно сложный и нетрадиционный элемент ТНВД. Такие клапаны используются также в распределительных ТНВД и насосфорсунках. В высокооборотном дизеле он должен срабатывать в обе стороны за время 0,1...0,2 мс. Это оказывается возможным не только при малых массах и усилиях электромагнита более 250 Н, но и гидравлической разгруженности клапана, т.е. равной нулю равнодействующей от значительных гидравлических сил.
Рис. 1.44. Управляющий клапан ТНВД.
На рис. 1.44 представлен клапан наиболее популярной геометрии. Для разгрузки от сил высокого давления в центральной камере, сообщенной с плунжерной полостью, используют разгружающий стебель клапана с прецизионным сопряжением с седлом. Казалось бы, с негерметичностью такого клапана можно было бы мириться: утечки много меньше полезной подачи. Однако, эти утечки ухудшают параметры малых подачи и приводят к перегреву клапана.
ТА с такими насосами – наиболее простая, традиционная в отношении производства и эксплуатации и, в то же время, эффективная в регулировании система. По этим причинам ТА с ТНВД с электроуправляемым клапаном можно считать наиболее реальной перспективой среди систем нового поколения.
В отношении сохранения гидравлической разгруженности клапана чрезвычайно важна динамика смятия области контакта в процессе эксплуатации и изменения ввиду этого среднего диаметра пояска контакта. Наиболее критичный момент срабатывания клапана – посадка и отрыв от седла при высоком давлении в полости. Другой дефект клапана – изнашивание запорной фаски. Он происходит из-за множественных ударов о седло и кавитации при истечении топлива в районе фаски.
Причинами этого могут быть дефекты изготовления, нарушения штатного гидродинамического процесса в ЛНД, увеличенный относительно штатного ход клапана.