13.3 Розрахунок паливного насоса високого тиску

Розрахунок системи паливоподачи дизеля звичайно зводиться до визначення параметрів її основних елементів: паливного насоса високого тиску і форсунок.

Паливний насос високого тиску є основним конструктивним елементом системи живлення дизелів. Він призначений для відмірювання необхідної кількості палива і подачі його під високим тиском у циліндри у встановлений момент відповідно до порядку роботи двигуна.

Для автомобільних і тракторних дизелів у даний час застосовують паливні насоси високого тиску золотникового типу з плунжерами, навантаженими пружинами і кулачками вала, що обертається.

Розрахунок секції паливного насоса полягає у визначенні діаметра і ходу плунжера. Ці основні конструктивні параметри насоса знаходяться в залежності від його циклової подачі на режимі номінальної потужності дизеля.

Циклова подача, тобто витрата палива за цикл:

у масових одиницях (г/цикл)

g_ц = g_еN_e/(120ni);

в об'ємних одиницях (мм³/цикл)

V_ц = g_еN_e/(120ni_т).

Унаслідок стиску палива і витоків через нещільності, а також через деформацію трубопроводів високого тиску продуктивність насоса повинна бути більше величини V_ц.

Вплив зазначених вище факторів на величину циклової подачі враховується коефіцієнтом подачі насоса, що представляє собою відношення об'єму циклової подачі до об'єму, який описан плунжером на геометричному активному ході:

_н = V_ц / V_т,

де V_т = f_пS_акт - теоретична циклова подача насоса, мм³/цикл (f_п - площа поперечного переріза плунжера, мм²; S_акт - активний хід плунжера, мм).

Таким чином, теоретична подача секції паливного насоса

V_т = V_ц /_н.

Величина _н для автомобільних і тракторних дизелів при номінальному навантаженні змінюється в межах 0,70—0,90.

Повна продуктивність секції паливного насоса (мм³/цикл) з урахуванням перепуску палива, перевантаження дизеля і забезпечення надійного пуску при низьких температурах визначається за формулою

V = (2,5 -3,2)V_т.

Це кількість палива повинна дорівнювати об'єму, який відповідає повному ходу плунжера.

Основні розміри насоса визначаються з вираження

V_н = d²_плS_пл/4,

де d_пл і S_пл - діаметр і повний хід плунжера, мм.

Діаметр плунжера

Відношення S_пл / d_пл змінюється в межах 1,0—1,7. Діаметр плунжера насоса повинен бути не менш 6 мм. При менших діаметрах утрудняється обробка і пригін плунжера в гільзі.

По статистичним даним для дизелів без наддуву діаметр плунжера залежить головним чином від діаметра циліндра і не залежить від способу сумішоутворення і номінального швидкісного режиму двигуна. Відношення d_пл / D = 0,065 - 0,08 справедливо для дизелів без наддуву як з розділеними, так і з нерозділеними камерами, з V_h = 0,61-1,9л и n = 2000 - 4000 об/хв.

Повний хід плунжера (мм)

S_пл = (S_пл/d_пл) d_пл .

Основні конструктивні параметри паливних насосів високого тиску повинні відповідати ГОСТ 10578-74.

Діаметр плунжера

d_пл , мм... 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 10; 11; 12 і т.д.

Хід плунжера

S_пл ,мм.... 7; 8; 9; 10; 12; 16; 20.

Отримані в ході розрахунку значення діаметра і ходу плунжера повинні бути скоректовані за ГОСТом.

При обраному діаметрі плунжера його активний хід

S_акт = V_т / f_пл.