Из какого материала изготавливается плунжерная пара
Перейти к содержимому

Из какого материала изготавливается плунжерная пара

  • автор:

Плунжер

Плунжер представляет собой одну из деталей, которые широко используются в машиностроении. Это изделие имеет гладкую образующую поверхность, причем его длина существенно превышает диаметр.

Основная сфера применения плунжеров – разнообразные гидравлические машины. Именно они часто выступают в роли главных деталей таких узлов, как гидравлические подъемники, гидравлические прессы, насосы, многоступенчатые газовые компрессоры, золотники гидроприводов.

Наименование
Формат файла
Файл архива
Размер файла

Чертёж плунжера

Плунжерная пара

Плунжеры это детали машин, которые встраивается в их разнообразные конструкции, выполняют определённые функции и имеют сопрягаемые детали.

В качестве ответных деталей плунжеров в большинстве случаев выступают цилиндры или втулки. В сборе такие конструкции называются плунжерными парами.

Материалом для производства и самого плунжера, и втулки, является высококачественная сталь. Изготавливаются они с высокой степенью точности, причем в процессе выпуска осуществляется их притирка друг к другу. Это необходимо для того, чтобы их сопряжение имело минимальный зазор.

Плунжерные насосы в станкостроении

Для того чтобы станки работали долго и безотказно, необходимо обеспечить бесперебойную смазку тех их деталей, которые испытывают трение.

На производстве сейчас все большее распространение получают станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Для смазки их основных трущихся частей используются так называемые импульсные системы. Одними из основных их компонентов являются плунжерные насосы. Их использование позволяет осуществлять подачу в систему под достаточно высоким давлением относительно небольших порций смазывающей жидкости.

При помощи специальных клапанов, предусмотренных в плунжерных насосах, производится перепускание избыточного количества масла. Благодаря этому в нагнетательной магистрали постоянно поддерживается необходимое давление.

Топливные насосы высокого давления

Дизельные двигатели имеют очень хорошие технико-экономические показатели, и поэтому очень широко используются в автомобилестроении.

В процессе функционирования дизеля непосредственно в его камеры сгорания производится впрыск и распыление топлива. Там же в этот момент находится и сжатый и разогретый до высокой температуры воздух. Как только топливо смешивается с ним, оно воспламеняется и сгорает.

То, насколько ритмично и качественно будет осуществляться рабочий процесс дизельного двигателя, во многом зависит от того, каким образом и в какой именно момент времени осуществляется подача топлива, а также от того, как производится его распыление и распределение по всему объему камеры сгорания.

Таким образом, можно констатировать, что одной из важнейших систем дизельного двигателя является именно топливная, поскольку она осуществляет непосредственную подачу необходимого количества горючего под нужным давлением и именно в те моменты времени, когда это необходимо. Основными элементами топливной системы любого дизельного двигателя являются форсунки и топливный насос высокого давления.

С помощью топливного насоса высокого давления осуществляется подача горючего непосредственно к форсункам. Они, в свою очередь, производят впрыск топлива в камеры сгорания. В конструкцию топливного насоса высокого давления входят плунжерные секции. Они имеют зазоры величиной всего в несколько микрон и являются прецизионными деталями. Именно поэтому при обслуживании и ремонте дизельных двигателей системе питания уделяется повышенное внимание.

Плунжерная пара

Плунжерная пара состоит из 2 основных узлов, каждый из которых выполняет свои функции:

  • Плунжер. Его задача состоит в совершении возвратно-поступательных движениях внутри втулки. Длина металлического цилиндра должна значительно превосходить диаметр.
  • Втулка. Представляет собой полый цилиндр, изготовленный из особо прочного металла. Внутри втулки сделаны отверстия, обеспечивающие подачу и отвод топлива или рабочих жидкостей.

Существуют две основные разновидности плунжерной пары, различие между которыми состоит в наличии в плунжере специальной кольцеобразной просечки. Назначение просечки заключается в сборе и возврате части топлива в основную магистраль топливного насоса. Стоимость такой плунжерной пары будет выше стоимости узла с плунжером без просечки. Однако дополнительные расходы на изготовление компенсирует повышение эффективности работы дизельного двигателя.

1.plunzhernaya_para.jpeg

Основная проблема при изготовлении плунжерной пары состоит в обеспечении герметичности рабочего узла, при этом необходимо добиться свободного перемещения плунжера внутри втулки. Задача решается точным соблюдением геометрических размеров. Рабочие поверхности втулки и плунжера обрабатываются для обеспечения необходимой плотности примыкания элементов между собой. Рабочим зазором между втулкой и плунжером сегодня считают расстояние в 1-3 мкм. Такая точность обработки поверхностей элементов рабочего узла позволяет относить плунжерную пару к прецизионным деталям.

Плунжерная пара при эксплуатации подвергается высокому давлению и другим сопутствующим нагрузкам. Это объясняет требования к прочности элементов плунжерной пары, а также устойчивости к физическим воздействиям. По этим причинам для изготовления элементов узла используются износостойкие и высокопрочные марки стали. Для достижения необходимой точности геометрических размеров двух элементов и соблюдения технологии обработки металла работу выполняют на способном обеспечить эти параметры современном оборудовании. Работа плунжерной пары во многом определяет параметры работы всего дизельного двигателя.

2.plunzhernaya_para_yamz.jpeg

Принцип работы плунжерной пары

Штатная схема работы плунжерной пары:

1. В начале цикла работы плунжер под действием пружин находится в нижней части втулки.

2. Под воздействием кулачкового вала плунжер перемещается в верхнюю часть втулки, увеличивая давления топлива над вытеснителем.

3. При повышении давления топлива открывается клапан и топливо через форсунки поступает в камеру сгорания.

4. В конце цикла плунжер под воздействием пружин возвращается в начальную позицию.

Надежность и долговечность плунжерной пары во многом объясняется именно простотой принципа работы этого узла.

3.plunzhernaya_para_printsip_raboty.jpeg

Применение и назначение плунжерной пары

В топливном насосе высокого давления плунжерная пара выполняет следующие функции:

  • обеспечение поступления дизтоплива к форсункам с одновременным повышением давления;
  • дозирование требуемого объема топлива для доставки к форсункам;
  • установление оптимального режима впрыска дизтоплива в камеру сгорания.

Добиться точного и эффективного выполнения данных функций позволяет совместная работа плунжерной пары совместно с системами амортизации и контроля. Автоматика определяет параметры и характеристики, которые должны быть достигнуты в ходе работы плунжерной пары.

Еще одна сфера применения плунжерных пар – различные по конструкции и назначению насосы, гидромашины, другое аналогичное оборудование.

4.plunzhernaya_para.jpg

Преимущества и недостатки плунжерной пары

Востребованность дизельных двигателей значительно возросла после появления топливных насосов высокого давления, в которых одним из основных рабочих узлов стали плунжерные пары. Объяснить такой взрывной рост популярности ТНВД можно техническими и эксплуатационными характеристиками топливного насоса благодаря применению в конструкции плунжерной пары. Основные преимущества рабочего узла и всего ТНВД:

  • Исключительная надежность узла. Такую характеристику справедливо применять как к самой плунжерной паре, так и ко всему дизельному двигателю.
  • Возможность ТНВД и плунжерной пары одновременно решать несколько задач, включая подачу топлива под высоким давлением, дозирование объемом топлива, выбор оптимального режима впрыска топлива для сжигания в камере. Такая универсальность дает возможность обеспечить эффективную работу дизельного двигателя.
  • Основным преимуществом дизельных двигателей является высокий КПД, что вместе с экономичностью дизельных ДВС сегодня приобретает особое значение, в первую очередь с точки зрения экономии денежных средств.
  • Не менее значимым преимуществом является экологичность дизельных двигателей. Надо отметить, что полностью безопасным дизельный ДВС считаться не может по вполне понятным причинам. Однако современные дизели благодаря эффективной работе и практически полному сжиганию дизтоплива стали отвечать строгим действующим экологическим стандартам. При этом дизельный двигатель для работы нуждается в относительно небольшом количестве дизтоплива. Небольшой расход топлива приводит к минимальному объему выбросов вредных веществ, что также надо учесть при оценке экологичности дизельного ДВС.

Среди значимых недостатков плунжерной пары следует назвать износ элементов рабочего узла. Износ объясняется сложными условиями эксплуатации рабочего узла. Продлить срок службы плунжерной пары позволяет изготовление элементов узла из высокопрочных марок стали с точным соблюдением технологии производства. Однако даже выполнение этих условий полностью не исключает возможного износа деталей.

Плунжерная пара насоса

Плунжерная пара топливного насоса высокого давления должна быть изготовлена из прочного долговечного материала, который выдержит соответствующие нагрузки. Именно поэтому все чаще предприятия фармацевтической и пищевой промышленности отходят от металлических и керамических пар, а обращают внимание на изделия из монокристаллического корунда (лейкосапфира).

Производство плунжерных пар из искусственного лейкосапфира

ЗАО «Ростокс-Н» изготавливает плунжерные пары и детали насосов из искусственно выращенного лейкосапфира на собственном производстве. Эти изделия имеют высокую износостойкость и прозрачность, что позволяет визуально контролировать наличие/отсутствие пузырей во время работе насосов.

Размеры плунжерных пар для топливных насосов и насосов-дозаторов не ограничены стандартными, мы изготавливаем изделия по чертежам заказчика от 1 дня. Точность изготовления +/- 0,002 мм, а срок службы – до 20 лет.

Из какого материала изготавливается плунжерная пара ?

Для того чтобы плунжерная пара насоса и другие наши изделия соответствовали высоким требованиям стандартов, мы применяем качественные материалы: лейкосапфир, керамику, специальные стали и сплавы.

Цену плунжерной пары насоса по вашим чертежам вы можете узнать у наших специалистов уже сегодня: оставьте заявку через каталог или по контактному телефону.

Плунжерная пара

Под плунжерной парой понимается один из основных рабочих узлов ТНВД (топливного насоса высокого давления), широко применяемого в дизельных двигателях. Кроме того, аналогичные механизмы используются в различных гидромашинах, обычных насосах, гидрокомпенсаторах и другом подобном оборудовании. Популярность и востребованность плунжерной пары объясняется сочетанием впечатляющих эксплуатационных характеристик, в числе которых надежность, долговечность и простота конструкции.

Определение и история появления

Плунжерная пара представляет собой механизм, состоящий из двух элементов. Первый из них, давший наименование всему узлу, называется плунжер или поршень, а второй – так называемая гильза или втулка. Принцип работы пары основан на том, что плунжер совершает возвратно-поступательное движение внутри втулки. В результате, при помощи каналов, расположенных внутри механизма, топливо или другая рабочая жидкость под высоким давлением подается в пространство, расположенное над поршнем.

Необходимость в разработке ТНВД на основе одной или нескольких плунжерных пар появилась после изобретения дизельного двигателя, совершенного Рудольфом Дизелем. В число ключевых особенностей агрегата входила подача топлива в камеры внутреннего сгорания под давлением, что выступало обязательным условием его гарантированного самовоспламенения. На первых моделях для решения этой задачи использовался громоздкий и тяжелый компрессор, наличие которого заметно снижало общий КПД дизельного двигателя.

Разработка в 20-х годах прошлого века Робертом Бошем ТНВД, использующего в качестве основного рабочего узла плунжерную пару, позволило значительно сократить габариты дизельного двигателя, сохранив его впечатляющие эксплуатационные характеристики в виде экономичности, эффективности и высокого уровня мощности. Дальнейшее совершенствование плунжерной пары состояло в повышении качества изготовления поршня и гильзы, а также использовании более современных материалов.

Устройство и требования к изготовлению

Как уже было отмечено выше, плунжерная пара состоит из двух элементов, каждый из которых предназначен для выполнения четко определенных функций:

  1. Плунжер. Изготавливается в виде металлического цилиндра, длина которого существенно превосходит диаметр. Основное назначение детали – возвратно-поступательное движение внутри втулки.
  2. Втулка. Также изготавливается из высокопрочного металла в виде полого цилиндра. Внутри детали располагаются отверстия, предназначенные для подачи или отвода топлива (для ТНВД дизельного двигателя) или других рабочих жидкостей (для обычного насоса и различных гидромашин).

Ключевое требование к плунжерной паре состоит в обеспечении герметичности узла при одновременном свободном перемещении плунжера внутри поршня. Для решения задачи при изготовлении деталей требуется тщательно соблюдать геометрические размеры, а в дополнение к этому поверхности обоих элементов тщательно обрабатываются, благодаря чему достигается плотность примыкания друг к другу. Стандартным считается зазор между поршнем и втулкой составляющий 1-3 мкм. Сказанное объясняет, почему плунжерную пару нередко называют прецизионной, что буквально означает «высокоточная».

Эксплуатация рассматриваемого узла сопровождается высоким давлением и серьезным уровнем сопутствующих нагрузок. Поэтому, помимо герметичности, к плунжерной паре предъявляются серьезные требования в части прочности и устойчивости к различным физическим воздействиям. Как следствие – для изготовления узла применяются высокопрочные и износоустойчивые марки стали и современное оборудование, способное обеспечить нужную степень точности геометрических размеров деталей и необходимые технологии обработки металла. Долговечность и надежность плунжерной пары являются одним из ключевых факторов, благодаря которым обеспечиваются впечатляющие характеристики дизельного двигателя в целом.

Принцип работы и разновидности

Стандартная схема работы плунжерной пары выглядит следующим образом:

  1. Стартовое положение плунжера – в нижней части гильзы. Оно достигается за счет действия пружин.
  2. Кулачковый вал оказывает давление на поршень.
  3. Плунжер перемещается по втулке в верхнее положение, что вызывает увеличение давления топлива в пространстве над поршнем, куда оно поступает через специальные каналы в гильзе.
  4. Повышение уровня давления приводит к открыванию клапана, следствием чего выступает дальнейшее перемещение горючего через форсунки в камеры внутреннего сгорания.
  5. Завершает рабочий цикл перемещение плунжера в стартовую позицию, осуществляемое за счет действия пружин.

Простота описанного принципа действия плунжерной пары выступает важным объяснением надежности и долговечности основного рабочего узла ТНВД. В настоящее время применяются две основные разновидности рассматриваемого механизма. Отличие между ними заключается в наличии в плунжере специальной кольцеобразной просечки. Она используется для сбора и возврата утечек горючего в основную магистраль топливного насоса. Изготовление плунжерной пары в этом случае требует несколько больших расходов, которые компенсируются повышением эффективности работы двигателя.

Область применения и функциональное назначение

Основной сферой применения плунжерной пары является ТНВД, используемый в дизельных двигателях. Функциональное назначение механизма в данном случае заключается в следующем:

  • подача дизельного топлива к форсункам с одновременным нагнетанием давления;
  • определение необходимого количества горючего, которое требуется переместить к форсункам;
  • установление оптимального режима впрыска дизельного топлива в камеры сжигания двигателя.

Эффективное выполнение указанных функций достигается за счет совместной работы плунжерной пары и современных систем автоматизации и контроля, повсеместно используемых в ТНВД. Рабочий узел предназначен для физического воплощения в практической деятельности параметров и характеристик, определяемых при помощи автоматики.

Помимо дизельных двигателей, плунжерные пары часто применяются в различных по устройству и назначению насосах, а также гидромашинах и другом подобном оборудовании. Настолько широкое использование рассматриваемого механизма связано с сочетанием относительной простоты конструкции и принципа действия с надежностью, эффективностью и долговечностью узла.

Основные достоинства и недостатки

Появление ТНВД, использующего в качестве основного рабочего узла плунжерную пару, стало одной из ключевых причин стремительного роста популярности дизельных двигателей. Такое развитие событий стало возможным, благодаря впечатляющим эксплуатационным и техническим характеристикам агрегата, значительная часть которых является непосредственным результатом применения рассматриваемого механизма. Ключевыми достоинствами плунжерной пары в частности и ТНВД в целом выступают:

  • надежность. Нередко именно это слово выступает в качестве первой ассоциации при упоминании дизельного двигателя. Данная характеристика вполне заслуженно считается одной из визитных карточек агрегата;
  • универсальность. Наличие ТНВД и плунжерной пары позволяет разом решить многочисленные задачи, обеспечивающие эффективную работу дизельного двигателя. К ним относятся: подача топлива под высоким давлением, его дозировка и определение наиболее подходящего режима впрыска горючего для последующего сжигания;
  • высокий КПД. Ключевое преимущество агрегатов на дизельном топливе, которое в сочетании с экономичностью приобретает в современных условиях особенно важное значение;
  • экологичность. Двигатель внутреннего сгорания достаточно сложно назвать полностью безопасным для состояния окружающей среды механизмом. Тем не менее, современные дизельные агрегаты отвечают самым строгим экологическим стандартам, что достигается за счет полного сжигания топлива, его небольшого расхода и, как следствие, минимального количества вредных выбросов.

По сути, единственным существенным недостатком плунжерной пары в современном дизельном двигателе выступает износ механизма, связанный со сложными условиями его эксплуатации. Важно отметить, что качественное изготовление и использование высокопрочных марок стали позволяет существенно увеличить нормативный срок службы основного рабочего узла ТНВД. Тем не менее, полностью исключить износ, конечно же, невозможно.

Признаки неисправности

Возникновение проблем, вызванных износом плунжерной пары, обнаружить достаточно просто. Основными симптомами их появления становятся:

  • трудности с запуском двигателя;
  • уменьшение мощности агрегата или плавающее значение параметра, характеризующего количество оборотов;
  • посторонние шумы при работе двигателя;
  • повышенный расход горючего.

Частой причиной повышенного износа плунжерной пары становится использование некачественного топлива. При этом необходимо помнить, что своевременное выявление проблем и грамотно проведенный квалифицированными специалистами ремонт, который заключается в замене обоих элементов рабочего узла, могут обеспечить дальнейшую длительную и беспроблемную эксплуатацию дизельного двигателя. Главное при этом – обратиться к профессиональным и опытным специалистам. Такой подход является вполне оправданным, так как небольшая экономия на стадии диагностики и ремонта нередко оборачивается намного более серьезными финансовыми потерями в ближайшем будущем, связанными с необходимостью замены или полного перебора агрегата.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *