1 January, 2013 | 21:16

Магистрали высокого давления дизельного двигателя

Магистрали высокого давленияМагистрали высокого давления дизельного двигателя служат для соединения ТНВД, топливного аккумулятора (в случае системы Common Rail) и форсунок. Если на двигателе установлены насос-форсунки, то в магистралях высокого давления нет необходимости, т.к. ТНВД и форсунка представляют собой один узел.

Основное требование при соединении магистрали с агрегатами двигателя – это высокая герметичность. Для достижения такой герметичность при соединении магистралей используют штуцеры высокого давления, уплотнительные конусы с накидной гайкой и траверсы.

Штуцеры высокого давления устанавливаются преимущенственно на силовых агрегатах тяжелых грузовиков с системой Common Rail или индивидуальных ТНВД.Благодаря применению штуцера, отпадает необходимость прокладывать топливную магистраль вокруг ГБЦ, что существенно сокращает ее длину. Благодаря наличию в штуцере стержневого фильтра, нерастворимые в топливе примеси задерживаются в нем и не попадают в форсунку.

Уплотнительные конусы с накидной гайкой применяются во всех системах впрыска, т.к. обладают следующими преимуществами:

  • простота и надежность конструкции;
  • возможность частой сборки-разборки с сохранением герметичности;
  • нет ограничений на форму уплотнительного конуса.

К качеству изготовления последнего предъявляются высокие требования. В нем не допускается сужений или изменения формы отверстий, по который под давлениея подается топливо. В настоящее время, большинство конусов производится по стандарту DIN 73365 (Injection pumps for Diesel engines; pressure pipe connections).

При недостатке места в подкапотном пространстве на ограниченном числе моделей дизелей легковых автомобилей используется траверса. Конструктивно она состоит из корпуса, в котором смонтированы штуцеры для подачи и отвода топлива. Траверса прижимается специальным стяжным болтом к верхней части корпуса форсунки, обеспечивая требуемую герметичность.

Магистрали высокого давления изготавливаются из бесшовных стальных трубок калиброванного диаметра и толщины стенок. Толщина стенок трубки варьируется от 1.3 мм (при наружном диаметре 4 мм), до 7 мм (при наружном диаметре 22 мм). Минимальный радиус изгиба магистрали составляет 50 мм. От длины магистрали зависит сдиг момента начала впрыска (т.к. волна давления, которую создает ТНВД, распространяется с постоянной скоростью – скоростью звука, которая составляет в дизтопливе примерно 1500 м/с), от ее внутреннего диаметра зависят потери на дросселирование и степень сжатия топлива. Таким образом, для каждой модели двигателя подбираются оптимальная длина и внутренний диаметр магистрали, который не должен в процессе технического обслуживания и ремонта. Также, вышедшие из строя магистрали не ремонтируют, а только заменяют на новые.

Во время работы двигателя, волны давления, которые возникают в результате нагнетания давления и впрыска, распространяются по магистралям в разных направлениях (туда-сюда), отражаясь от соединения на концах.  Этот эффект, который еще называют "эффектом волн прибоя", нарастает с увеличением частоты вращения коленвала и используется для повышения давления впрыска. Именно поэтому длина магистралей должна быть оптимально подобрана под параметры впрыска.

Магистрали, подводящие топливо от ТНВД (или аккумулятора) к каждой форсунке имеют одинаковую длину. Это достигается оптимальным расположением ТНВД (или аккумулятора) относительно головки блока дополнительными изгибами магистралей.

Так как в процессе эксплуатации, магистрали подвергаются действию высоких давлений топлива, а их разрыв во время работы двигателя может привести к пожару, к механической их прочности предъявляются очень жесткие требования. В частности, магистрали систем Common Rail, эксплуатирующиеся при давлениях более 1400 бар, в конечной стадии производства на доли секунды подвергают давлению в 3800 бар. Это помогает выявить скрытые дефекты, а также уплотнить внутренние стенки магистрали, делая ее более прочной.