Электрический топливный насос низкого давления дизельного двигателя

Устройство, принцип работы и виды ТНВД

Топливный насос высокого давления (ТНВД) – одна из самых специфичных и сложных комплектующих современного дизельного двигателя. Данные агрегаты используются не только в дизельных моторах, но и силовых агрегатах инжекторного типа, где подача топлива организована непосредственно в цилиндры без промежуточных стадий.

Топливный насос – не только сложный по конструкции, но и дорогостоящий элемент мотора. Это связано с особенностями производства и необходимостью пользоваться высокоточным оборудованием. От слаженной и качественной работы ТНВД зависит, насколько эффективно функционирует двигатель. Это объясняется тем, что топливный насос отвечает не только за нагнетание топливной смеси, но и за дозирование порций, их подачу к распылителям в нужный момент рабочего цикла.

Устройство топливного насоса высокого давления

ТНВД – ключевой элемент системы топливоподачи в дизельном моторе. Основная функция – своевременно передавать порцию топливной смеси в камеру сгорания. Когда в качестве топлива используется солярка, то воспламенение напрямую зависит от уровня давления. Обойтись силами стандартной поршневой системы не получится, она не способна обеспечить рабочее давление в 150 и более МПа. Чтобы создать условия для воспламенения топливной смеси, в конструкции дизельных силовых агрегатов и предусмотрен ТНВД.

После того, как производители начали выпускать промышленные версии систем топливоподачи Common Rail с электронным контролем распылителей, функции топливного насоса заметно сократились и ограничились только контролем над уровнем нагнетаемого давления.

Особенности конструкции

Вне зависимости от модели дизельного силового агрегата топливный насос располагается в подкапотном пространстве недалеко от мотора. У большинства двигателей от иностранных производителей трубопроводы систем топливоподачи между форсунками и ТНВД изготавливаются из металла, что заметно сокращает количество доступных мест для монтажа. Конструкция топливного насоса включает два основных элемента – цилиндр малого диаметра и поршень, который в сочетании с цилиндром образует плунжерную пару. Эти составляющие изготавливают только из высококачественной стали, способной переносить нагрузки под высоким давлением. Важно соблюдать максимальную точность на производстве, ведь эффективность работы плунжерной пары во многом зависит от минимального зазора между деталями. На техническим языке это называется прециозным сопряжением.

В качестве промежуточного элемента, объединяющего насос с цилиндрами, выступает форсунка. Нижняя часть располагается в камере сгорания. Точный момент воспламенения топливной смеси зависит от угла опережения и контролируется электронными системами управления автомобилем.

Виды топливных насосов высокого давления

Производители дизельных силовых агрегатов пользуются несколькими разновидностями ТНВД:

Рядный

Этот вид конструкции пользуется популярностью за длительный срок эксплуатации и непревзойденную надежность. Смазка осуществляется моторным маслом, что позволяет заливать даже дизельное топливо не самого высокого качества. Рядные ТНВД устанавливают на моторы с раздельными камерами сгорания, комплектуют их плунжерными парами соответственно количеству цилиндров. Поршни насоса двигаются за счет кулачкового вала, которые соединяется с коленчатым валом двигателя. За перманентное прижатие плунжерной пары к кулачку отвечают пружины. ТНВД работает по следующему принципу: при вращении кулачкового вала начинает смещаться поршень, что приводит к перекрытию каналов впуска и выпуска топливной смеси. Это автоматически повышает давление к камере, открывает нагнетательный клапан, в результате чего порция топлива направляется к форсунке для распыления и воспламенения.

В современных моторах дозирование объема топливной смеси осуществляется электронным механизмом. В более старых аналогов это обеспечивалось поворотом поршня внутри цилиндра на определенный угол. За поворот отвечает шестерня, подведенная к педали акселератора и соединенная с зубчатой рейкой. При изменении усилия нажатия на педаль муфта с грузиками обеспечивает нужный угол опережения и корректирует интенсивность впрыска.

Распределительный

Конструкция обеспечивает стабильную и плавную работу. Такой топливный насос менее габаритный, чем рядный. В зависимости от принципа действия делится на две подразновидности:

• Роторный или плунжерный ТНВД.
• Насос с кулачками торцевого, наружного или внутреннего размещения.

Ключевой элемент конструкции – плунжерная пара, обслуживающая сразу все камеры сгорания. Поршни совершают количество оборотов, пропорциональное количеству цилиндров в дизельном моторе. Это объясняет высокий уровень нагрузки на комплектующие и ускоренный износ некоторых деталей.

Магистральный

Используется в дизельных силовых агрегатах с системой Common Rail и пользуется популярностью за максимально эффективную управляемость процессами воспламенения. Надлежащий контроль за рабочим циклом обеспечивается подачей топлива не в камеру сгорания напрямую, а в специальную рамку, выступающую в роли предварительного аккумулятора. За счет такого технологического решения удалось разделить процесс впрыска топливной смеси и формирование избыточного рабочего давления. Производительность насоса такого типа регулируется электронными системами управления двигателем.

Подробнее о регулировке можно прочесть здесь.

Принцип работы топливного насоса

Работа ТНВД основывается на поршне и нагнетательном клапане. После того, как кулачковый вал получает необходимый импульс от коленчатого, он набегает на муфту и увеличивает давление в порции топлива, расположенной над поршнем. Одновременно с этим перекрывается впускная магистраль. После того, как уровень давления в системе достигает требуемого, открывается нагнетательный клапан и впускает топливную смесь в форсунку. При обратном цикле и движении поршня вниз остатки горючего удаляются через винтовой канал. Полость в поршне в определенный момент цикла располагается на одном уровне с выпускным трактом, после чего процесс повторяется.

Управление режимами работы топливного насоса осуществляется за счет электронных блоков. Высокоточное оборудование в режиме реального времени получает информацию с датчиков температуры, контроллеров вращения вала, что является основанием для формирования командных сигналов. В память ЭБУ заложено несколько оптимальных алгоритмов работы, с которыми и сравнивается полученная с датчиков информация. На ее основе электронный блок устанавливает лучший цикл подачи топливной смеси и угол опережения. В некоторых моделях двигателя в конструкцию ТНВД включаются узлы, которые дополняют электронную систему управления.

Признаки и причины неисправностей топливного насоса

Как говорилось ранее, ТНВД – один из самых сложных и дорогостоящих узлов дизельного мотора. В большинстве случаев причиной неисправностей является использование низкокачественного топлива и масла. При попадании инородных частиц, пыли и грязи, продуктов сгорания в форсунки или плунжерную пару последние очень быстро выходят из строя. Об этом свидетельствуют следующие признаки:

• Затрудненный запуск двигателя.
• Увеличенный расход топлива без видимых причин.
• Провалы в мощности силового агрегата.
• Дымность.
• Посторонние звуки и шумы при запуске мотора.

Еще одна причина поломок – естественный износ плунжерной пары, который приводит к увеличению микронных зазоров, попаданию в них нагара и сбоям в системе.

Как показывает практика, причинами перебоев в подаче горючего в камеры сгорания, могут стать:

• Критический износ зубцов клапанов или рейки.
• Механические дефекты и повреждения втулки.
• Истирания поршня.
• Уменьшение пропускной способности распылителей топлива.

Подробнее о неисправностях вы можете прочитать в статье.

Особенности диагностики и ремонта ТНВД

В силу сложности конструкции топливного насоса диагностика может выполняться только на специализированных стендах. Процедура достаточно сложная и требует внимательного отношения к процессу со стороны механиков. Даже технически ее невозможно выполнить в условиях гаражного сервиса – только на специализированных СТО по обслуживанию дизельных моторов. При появлении перебоев в работе топливной системы рекомендуем сразу обратиться в наш сервисный центр и записаться на диагностику. Своевременно проведенная процедура позволяет выявить стабильность давления, равномерность подачи топливной смеси, остаточный ресурс деталей и их степень износа, иные факторы, влияющие на работу ТНВД. Благодаря системному подходу вы сможете сэкономить на приобретении комплектующих.

Часто причиной неисправностей является не износ элементов топливного насоса, а проблемы с электронным блоком или датчиками, которые передают некорректную информацию. Генерация неверных управляющих сигналов приводит к сбоям в подаче топлива. Определить точную причину и выполнить качественный ремонт сможет только специалист, а попытки заменить детали самостоятельно могут привести к глобальным неисправностям двигателя в целом.

Высокоточное диагностическое оборудование, ремонтные стенды, оригинальные запчасти от производителей, квалифицированный персонал – все это позволяет осуществлять комплексный ремонт у нас в течение 1 рабочего дня!

Топливоподкачивающий насос низкого давления

Топливоподкачивающий насос в ступени низкого давления топлива служит для обеспечения требуемой подачи топлива к элементам ступени высокого давления. В работе топливоподкачивающего насоса предусматривается: независимость от режима работы двигателя; минимальный шум; обеспечение необходимого давления; ресурс работы, соответствующий полному сроку службы автомобиля.

В ТНВД распределительного типа, как роторных, так и с аксиальным плунжером топливоподкачивающий насос лопастного типа (топливный насос низкого давления) интегрирован в корпус ТНВД.

В топливных системах с насос-форсунками и с индивидуальными ТНВД топливоподкачивающие насосы забирают топливо из топливного бака автомобиля и подают его постоянно в нужном количестве в ступень высокого давления (топливо для впрыска и топливо для прокачки) с расходом 60-200 л/ч при давлении 300-700 кПа. Многие топливоподкачивающие насосы обеспечивают автоматическую собственную прокачку, так что пуск дизеля оказывается возможным, даже когда топливный бак был пустым перед новой заправкой.

Имеются три разновидности конструкций топливоподкачивающих насосов:

• электрические топливные насосы (используются в дизелях легковых автомобилей);
• шестеренчатые топливные насосы с механическим приводом;
• шестеренчатые топливные насосы (тандем-насосы), использующиеся в дизелях легковых автомобилей с насос-форсунками.

Рис.13 Схема электрического топливоподкачивающего насоса. А — насосная секция, В — электромотор, С — крышка. 1 — сторона давления, 2 — якорь электромотора, 3 — насосный элемент, 4 — перепускной клапан, 5 — сторона всасывания, 6 — обратный клапан.

Электрические топливоподкачивающие насосы

Топливоподкачивающий насос с автономным электрическим приводом (рис. 13 и рис. 14) используются только в двигателях легковых и легких коммерческих автомобилей. Этот насос служит не только для подачи топлива в ТНВД, но и в составе системы текущего контроля прекращает подачу топлива в случае аварии.

Существуют два варианта установки топливоподкачивающих насосов с электрическим приводом — в линии низкого давления между топливным баком и фильтром тонкой очистки топлива и внутри топливного бака. Первые крепятся к кузову автомобиля снаружи топливного бака, а вторые устанавливаются на специальных опорах внутри топливного бака. Кроме наружных электрических и гидравлических соединений, на этих опорах также крепится фильтр-топливоприемник, индикатор уровня топлива и спиральная полость, служащая как резервуар топлива. Начиная с момента прокручивания двигателя стартером, электрический топливоподкачивающий насос работает с постоянной частотой вращения, независимо от частоты вращения двигателя. Это означает, что насос постоянно подает топливо из топливного бака в ТНВД через фильтр тонкой очистки топлива. Излишнее топливо направляется обратно в бак через перепускной клапан.

Контур безопасности служит для прекращения подачи топлива в случае, когда зажигание включено при неработающем двигателе.

Электрический топливоподкачивающий насос включает в себя три представленных ниже функциональных элемента.

Насосная секция (А на рис. 13).Имеется множество различных вариантов насосных элементов, применяемых в зависимости от конкретной области применения насоса. В топливных системах обычно используется топливоподкачивающий насос роликового типа (RZP).
Такой насос объемного типа (рис. 14) включает в себя эксцентрично расположенную камеру (4) с установленным в ней ротором и роликами, которые могут перемещаться в прорезях ротора (2). При вращении ротора центробежная сила вместе с создаваемым давлением топлива заставляет ролики (3) перемещаться на периферию прорези, прижимаясь к рабочим поверхностям. В результате ролики действуют как вращающиеся уплотнители, в результате чего между роликами соседних прорезей и внутренней, рабочей поверхностью корпуса насоса образуется камера. Создание давления определяется тем, что при закрытии входной серпообразной полости (1) объем камеры постоянно уменьшается.

Рис.14 Насосная секция роликового топливоподкачивающего насоса. 1 — сторона всасывания, 2 — ротор с прорезями, 3 — ролик, 4 корпус насоса, 5 — сторона нагнетания.

Топливоподкачивающий насос шестеренчатого типа

Топливоподкачивающие насосы шестеренчатого типа (рис. 15) используются в дизелях легковых автомобилей с одноплунжерными ТНВД и в дизелях легковых, коммерческих и внедорожных автомобилей с топливной системой Common Rail. Они могут непосредственно устанавливаться на двигатель или, в топливной системе Common Rail, интегрированы в корпус ТНВД. Обычными применяемыми типами привода являются муфты, шестеренчатый привод или зубчатый ремень.

Рис.15 Схема топливоподкачивающего насоса шестеренчатого типа. 1 — сторона всасывания, 2 — ведущая шестерня, 3 — сторона нагнетания.

Основными элементами шестеренчатого насоса являются два шестеренчатых колеса, которые находятся в зацеплении между собой, посредством чего топливо “захватывается” в камеру, образующуюся между зубьями шестерен и стенкой корпуса насоса, и направляется от стороны всасывания (1) к выходу на стороне нагнетания (3). Контактные поверхности между зубьями шестерен обеспечивают уплотнение между сторонами всасывания и нагнетания и, таким образом, предотвращают перетекание топлива снова на сторону всасывания.

Величина подачи шестеренчатым насосом практически пропорциональна частоте вращения двигателя, поэтому величина подачи уменьшается дросселем на всасывающей стороне или ограничивается перепускным клапаном на стороне нагнетания.

Шестеренчатые насосы не требуют технического обслуживания. Для удаления воздуха из топливной системы перед пуском или в случае, когда топливный бак оказывается пустым, непосредственно на топливо-подкачивающем насосе или в линиях низкого давления может быть установлен насос ручной подкачки топлива.

Рис.16 Схема лопастного насоса с отдельно расположенными лопатками. 1 — ротор, 2 — сторона всасывания, 3 — пружины,
4 — отдельные лопатки, 5 — сторона нагнетания.

Насос лопастного типа с отдельно расположенными лопатками

В этой конструкции подкачивающего насоса (рис. 16), применяемого в дизелях легковых автомобилей с насос-форсунками, две отдельно расположенные лопатки прижимаются пружинами (3) к ротору (1). При вращении ротора объем на стороне всасывающей полости (2) увеличивается, и топливо попадает в две камеры. Далее, при вращении ротора, объем камеры уменьшается, и топливо выталкивается из камер в выходной канал давления (5). Такой насос подает топливо даже при очень низкой частоте вращения.

Тандем-насос

Так называемые тандем-насосы, используемые в дизелях легковых автомобилей с насос-форсунками, представляют из себя блок, включающий топливоподкачивающий насос (рис. 17) и вакуумный насос для усилителя тормозов. Он прикрепляется к головке блока цилиндров и приводится от распределительного вала двигателя.

Собственно топливный насос может быть или лопастного типа с отдельно расположенными лопатками, или шестеренчатым (3 на рис. 17) и даже при низкой частоте вращения коленчатого вала двигателя подает достаточно топлива, чтобы обеспечить пусковую подачу, то есть надежный пуск двигателя. Данный насос содержит в себе несколько клапанов и дроссельных устройств (рис. 17).

Дроссель (6) на впуске в насос: количество подаваемого насосом топлива пропорционально частоте вращения шестерен. В данном случае максимальная подача ограничивается дроссельным отверстием на всасывающей стороне.

Редукционный клапан (7): этот клапан служит для ограничения максимального давления на стороне нагнетания насоса.

Дроссельное отверстие (4): служит для удаления паров топлива на выходе насоса путем направления их в линию возврата топлива (1).

Рис.17 Топливный насос в тандем-насосе. 1 — линия возврата топлива в бак, 2 — вход топлива из бака, 3 — шестеренчатый насосный элемент, 4 — дроссельное отверстие, 5 — фильтр, 6 — дроссельное отверстие на стороне всасывания, 7 — редукционный клапан, 8 — штуцер для подсоединения манометра, 9 — линия нагнетания к насос-форсункам, 10 — линия возврата топлива от насос-форсунок, 11 — обратный клапан, 12 — перепуск топлива.

Перепуск топлива (12): если в топливной системе имеется воздух (например, если автомобиль двигался до опустошения топливного бака), клапан-регулятор низкого давления остается закрытым. Тогда воздух удаляется из топливной системы через байпас под действием давления топлива, создаваемого насосом.

Благодаря правильному расположению топливных каналов в насосе, его шестерни никогда не остаются без топлива, даже при пустом баке. Это означает, что при пуске двигателя после заправки бака топливом насос начинает подавать топливо немедленно. Насос снабжен штуцером (8) для подключения манометра, измеряющего давление топлива на выходе, то есть давление нагнетания.

Распределительная труба. Топливная система дизелей легковых автомобилей с насос-форсунками оснащается распределительной трубой, которая, как следует из ее названия, распределяет топливо между насос-форсунками. Такая форма распределения топлива гарантирует, что все индивидуальные форсунки будут получать одинаковое количество топлива при одинаковой температуре, что в результате обеспечивает плавную работу дизеля. Топливо, поступающее к насос-форсункам, в распределительной трубе смешивается с топливом, текущим от них обратно, что и обеспечивает равномерное распределение температуры.

VESKO-TRANS.RU

Насос высокого давления дизель Двигатель. топливный насос низкого давления (ТННД). Впрыск Заменен насос, чтобы запустить двигатель, включить бустерный насос. Основной задачей данного агрегата является функция подачи топлива в топливный насос топливный насос высокого давления. Как правило, бустерный насос устанавливается на «коробке» топливного насоса высокого давления или в непосредственной близости от насоса высокого давления.

Оба насоса соединены топливными трубками, по которым дизельное топливо подается из топливного насоса высокого давления в топливный насос высокого давления. Топливный насос дизельного двигателя для топливного насоса высокого давления. Следовательно, топливный насос низкого давления (TND) необходим для пропускания дизеля через фильтры и под низким давлением. Параллельно идет очистка дизельного топлива, что требует прохождения специальных топливные фильтры грубые и тонкая уборка. Дизельный двигатель Топливный насос низкого давления к ТНВД. Для насоса для. Далее мы обсудим устройство и принцип работы топливного насоса более подробно.

Топливный насос дизельного двигателя для топливного насоса высокого давления

Следовательно, топливный насос низкого давления (TNND) необходим для пропускания дизельного топлива через фильтры низкого давления, а затем для подачи топлива в топливный насос высокого давления. В этом случае существует два режима работы устройства. Насос тракторного насоса подает топливо из бака в топливный насос под давлением. Это необходимо для преодоления гидравлического сопротивления фильтра и трубопроводов. Первый режим. это так называемый подготовительный режим, а второй режим работает.

Что касается подготовительного режима, то в этот момент поршень в насосе движется вверх, параллельно отмечается действие эксцентрика, сжимающего пружину. В результате топливо начинает перемещаться в камерах и проходит между фильтрами. Режим накачки. это возвратно-поступательное движение поршня (поршень перемещает визы).

Стоит отметить, что насос низкого давления качает немного больше топлива, чем нужно двигателю для бесперебойной работы. Эта накачка позволяет поддерживать оптимальное давление в энергосистеме, избегая высоких нагрузок.

Бустерный насос и различные типы топливного насоса высокого давления

Говоря о дизайне, топливе низкий насос Давление имеет следующие составляющие:

Принцип действия заключается в том, что ротор начинает двигаться изначально, в результате чего его лопасти приближаются к статору. В результате под воздействием центробежной силы создаются «камеры» и определенное напряжение. Затем топливо подается в топливный насос высокого давления из камер. Каналы выполнены для подачи топлива на распределительные диски. Если давление превышает нормальное, часть топлива отводится в клапан сброса давления.

ТННД топливный насос низкого давления

канал Топливный насос-ОРГ ремонтная площадка Топливный насос Сайт запасных частей Топливный насос .

Установка топливного насоса для Nissan Patrol Zd30

Установка топлива насос высокого давления на Nissan Patrol Zd30.

Благодаря тому, что насос подкачки и насос высокого давления соединены, имеется дроссельная заслонка для слива топлива для поддержания необходимых условий. Указанный дроссель представляет собой сопло, которое ввинчивается в топливный насос.

Такое решение позволяет поддерживать необходимые условия в камерах с учетом зависимости от скорости, с которой движется приводной вал. Эта схема хорошо подходит для дизельных двигателей, в то время как существуют другие типы бустерных насосов.

Разновидности топливных насосов низкое давление

Для начала, топливный насос низкого давления установлен на любой автомобиль, бензин (карбюратор, инжектор) и многие дизельные, но не все. Это устройство «вытягивает» топливо из топливного бака, после чего топливо проходит через фильтры, поступает в систему дозирования и подается в двигатель.

В этом случае бустерные насосы являются механическими и электрическими. Что такое дизельный топливный насос для всасывания дизельного топлива и насос насоса. Как накачать дизельный двигатель для удаления воздуха. Различные методы вентиляции, удаление воздуха из фильтра и топливного насоса. На бензиновом карбюраторе ДВС установлен механический насос, на инжекторных двигателях. электрический топливный насос. Однако, если в бензиновых аналогах, независимо от типа двигателя, такой насос является основным, в дизельных двигателях бустерный насос подает топливо в топливный насос высокого давления.

• Механический бустерный насос обычно устанавливается на блок цилиндров. Такое устройство приводит в движение сам двигатель. Если это просто, при вращении двигателя нажимается специальный кулачок насоса, и в результате блок начинает закачивать топливо в карбюратор. Топливный насос дизельного двигателя, где для насоса дизельного усилителя используется инжекторный насос. Также механический насос имеет специальный рычаг, который позволяет вручную закачать бензин перед запуском двигателя.

Такое решение имеет ряд преимуществ, поскольку устройство более эффективно и не перегревается от избыточного нагрева в моторном отсеке. Кроме того, перед запуском двигателя нет необходимости вручную закачивать топливо, поскольку после поворота ключа зажигания заправочный насос сразу начинает работать, увеличивая давление в сети.

Следует также отметить, что в контуре с электронасосом топливо постоянно движется по дорогам, что поддерживает нормальную температуру топлива и предотвращает перегрев.

Преимущества установки насос высокого давления на дизеле

Если вернуться к основной теме, то бустерный насос на дизельном двигателе во многих случаях электрический. Такой насос является важным элементом в системе электропитания, поскольку он позволяет не только быстро и эффективно перекачивать дизельное топливо в топливный насос высокого давления, но и пропускать дизельное топливо через фильтры.

Также наличие дожимного насоса позволяет добиться стабильной работы дизельного двигателя на всех режимах и на любой скорости, то есть устраняется дефицит топлива под нагрузкой. Также обратите внимание, что многие владельцы дизельных автомобилей, у которых обычно нет дополнительного насоса, решают установить его самостоятельно.

Эта необходимость может быть продиктована различными причинами, начиная от небольшой вентиляции системы питания после парковки и заканчивая желанием облегчить запуск дизельного двигателя. двигатель. Насос можно размещать как в топливном баке, так и встраивать в определенные секции топливопровода дизельного топлива после бака.

Как правило, после установки владельцы отмечают, что дизельный двигатель легче запускать (нужно сделать меньше оборотов с помощью стартера). Существует также более стабильная работа двигателя внутреннего сгорания в разных режимах (переходные режимы, ХХ, режим нагрузки). В некоторых случаях увеличение мощности также возможно, поскольку топливо стабильно подается в топливный насос высокого давления даже на высоких скоростях.

Топливный насос высокого давления дизельного двигателя

Топливный насос высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя (а также бензиновых двигателей, оснащенных системой непосредственного впрыска топлива) является одним из наиболее сложных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей.

Топливные насосы предназначены для подачи в цилиндры дизеля под определенным давлением и в определенный момент точно отмеренных порций топлива, соответствующих данной нагрузке. По способу впрыска различают топливные насосы непосредственного действия и с аккумуляторным впрыском. В топливном насосе непосредственного действия осуществляется механический привод плунжера, а процессы нагнетания и впрыска протекают одновременно. В каждый цилиндр секция топливного насоса подает необходимую порцию топлива. Требуемое давление распыливания создается движением плунжера насоса.

У топливного насоса с аккумуляторным впрыском привод рабочего плунжера осуществляется за счет сил давления сжатых газов в цилиндре двигателя или с помощью специальных пружин. На мощных тихоходных дизелях применяют аккумуляторные топливные насосы с гидравлическими аккумуляторами.

В системах с гидравлическими аккумуляторами процессы нагнетания и впрыска протекают раздельно. Предварительно топливо под высоким давлением нагнетается насосом в аккумулятор, из которого поступает к форсункам. Эта система обеспечивает качественное распыливание и смесеобразование в широком диапазоне нагрузок дизеля, но из-за сложности конструкций такой насос широкого распространения не получил. Современные дизели используют технологию с управлением электромагнитными клапанами форсунок от микропроцессорного устройства (такое сочетание называется «common rail»).

Топливные насосы высокого давления могут быть рядными, V-образными (многосекционными) и распределительными. В рядных ТНВД насосные секции располагаются друг за другом, и каждая подает топливо в определенный цилиндр двигателя. В распределительных ТНВД, которые бывают одноплунжерными и двухплунжерными, одна насосная секция подает топливо в несколько цилиндров двигателя.

Устройство распределительного ТНВД:

;
1. всережимный регулятор; штуцер;
2. корпус насосной секции высокого давления в сборе с плунжерной парой и нагнетательными клапанами;
3. топливоподкачивающий насос;
4. лючок регулятора опережения впрыска;
5. корпус ТНВД;
6. электромагнитный клапан выключения подачи топлива;
7. кулачково-роликовое устройство привода плунжера.

Подачу топлива из бака в ТНВД обеспечивает топливоподкачивающий насос (5), а редукционный клапан (1) поддерживает стабильное давление на входе в насосную секцию ТНВД, которая расположена в корпусе (4).

Плунжерная пара насосной секции представляет собой золотниковое устройство, регулирующее количество впрыскиваемого топлива и распределяющее его по цилиндрам дизеля в соответствии с порядком их работы. Всережимный регулятор (2) обеспечивает устойчивую работу дизеля в любом режиме, задаваемом водителем с помощью педали акселератора, и ограничивает максимальные обороты коленчатого вала, а регулятор опережения впрыска топлива (6) изменяет момент подачи топлива в цилиндры в зависимости от частоты вращения коленвала.

Топливоподкачивающий насос подает в ТНВД топливо в гораздо большем объёме, чем требуется для работы дизеля. Излишки возвращаются в бак через дренажный штуцер (3). Что касается электромагнитного клапана (8), то он предназначен для остановки дизеля. При повороте ключа в замке зажигания в положение «выключено» электромагнитный клапан перекрывает подачу топлива к плунжерной паре, а значит, и в цилиндры дизеля, это и требуется, чтобы заглушить силовой агрегат.

В зависимости от давления и продолжительности впрыска, а также от величины цикловой подачи топлива существуют следующие модели рядных ТНВД:

— М (4…6 цилиндров, давление впрыска до 550 бар)
— А (2…12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
— P3000 (4…12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
— P7100 (4…12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
— P8000 (6…12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
— P8500 (4…12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
— R (4…12 цилиндров, давление впрыска до 1150 бар)
— P10 (6…12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
— ZW (M) (4…12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
— P9 (6…12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
— CW (6…10 цилиндров, давление впрыска до 1000 бар)
— H1000 (5…8 цилиндров, давление впрыска до 1350 бар)

Общее устройство ТНВД

Основные части ТНВД:

• Корпус.
• Крышки.
• Всережимный регулятор
• Муфта опережения впрыска.
• Подкачивающий насос.
• Кулачковый вал.
• Толкатели.
• Плунжеры с поводками или зубчатыми втулками,
• Гильзы плунжеров.
• Возвратные пружины плунжеров.
• Нагнетательные клапаны.
• Штуцеры.
• Рейка.

Принцип действия ТНВД: Вращение кулачковый вал получает через муфту опережения впрыска и зубчатую передачу от коленчатого вала. При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель и смещает его, а он в свою очередь, сжимая пружину, поднимает плунжер. При поднятии плунжера он вначале закрывает впускной канал, а затем начинает вытеснять топливо, находящееся над ним. Топливо вытесняется через нагнетательный клапан, открывшийся за счёт давления, и поступает к форсунке. В момент движения плунжера вверх винтовой канал, находящийся на нём, совпадает со сливным каналом в гильзе. Остатки топлива, находящиеся над плунжером, начинают уходить на слив через осевой, радиальный и винтовой каналы в плунжере и сливной в гильзе. При опускании плунжера за счёт пружины открывается впускной канал, и объём над плунжером заполняется топливом от подкачивающего насоса. Изменение количества подаваемого топлива к форсунке осуществляется поворотом плунжеров от рейки через всережимный регулятор. При повороте плунжера, если винтовой канал совпадёт со сливным раньше, то впрыснуто топлива будет меньше. При обратном повороте каналы совпадут позже, и впрыснуто топлива будет больше. На некоторых ТНВД (например, ТНВД трактора Т — 130) часть секций отключается на холостых оборотах, соответственно, отключается и часть цилиндров двигателя.

Дополнительные агрегаты ТНВД

Муфта опережения впрыска — служит для изменения угла опережения впрыска в зависимости от оборотов. По принципу действия является механизмом, использующим центробежную силу. Устройство:

• Ведущая полумуфта.
• Ведомая полумуфта.
• Грузы.
• Стяжные пружины грузов.
• Опорные пальцы грузов

Принцип действия: При минимальных оборотах грузы за счёт пружин стянуты к центру и положение между муфтами является исходным, при этом угол опережения впрыска находится в пределах отрегулированного параметра. При увеличении оборотов центробежная сила в грузах возрастает и разводит их, преодолевая сопротивление пружин. При этом муфты поворачиваются относительно друг друга и угол опережения впрыска увеличивается.

Всережимный регулятор — служит для изменения количества подачи топлива в зависимости от режимов работы двигателя: запуск двигателя, увеличение/уменьшение оборотов, увеличение/уменьшение нагрузки, остановка двигателя. Устройство:

• Корпус.
• Крышки.
• Державка.
• Грузы.
• Муфта.
• Рычаги.
• Скоба-кулисы.
• Регулировочные винты.
• Оттяжные пружины.

Принцип действия: Запуск двигателя — перед запуском рейка за счёт пружины находится в положении максимальной подачи топлива, поэтому при запуске в двигатель подаётся максимальное количество топлива. Это способствует быстрому запуску. Как только двигатель начнёт развивать обороты, и центробежная сила в грузах начнёт расти, они, преодолевая сопротивление пружин, начнут расходиться в стороны и внутренними своими рычагами давить на муфту, которая будет воздействовать на рычаг, а рычаг будет тянуть рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты установятся в соответствии с натягом пружин. Увеличение оборотов — при нажатии на педаль «газа» натягивается пружина, которая действует на рычаг рейки и муфту. Муфта и рейка смещается, при этом преодолевается центробежная сила в грузах. Рейка смещается в сторону увеличения подачи топлива, и обороты растут. Увеличение нагрузки — при увеличении нагрузки и неизменном положении педали «газа» обороты снижаются, центробежная сила в грузах тоже. Грузы складываются и дают возможность сместиться муфте, рычагу и рейке в сторону увеличения подачи топлива. При снижении нагрузки обороты начинают увеличиваться, центробежная сила в грузах тоже, грузы начинают расходится и внутренними рычагами смещать муфту, рычаг и рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты при этом прекращают расти. Остановка двигателя — при остановке двигателя поворачивается скоба, кулиса скобы воздействует на рычаг, а рычаг — на рейку. Рейка перемещается настолько в сторону уменьшения подачи, что подача прекращается, и двигатель останавливается

Поступление топлива под низким давлением в дизельном двигателе

Система низкого давления в системе впрыска топлива с распределительным насосом включает в себя топливный бак, топливопроводы, топливный фильтр, топливоподающий лопастной насос, клапан управления давлением (2) и ограничитель перетока топлива (7).

Рис. 1. Приводной вал; 3. Эксцентрическое кольцо; 4. Упорное кольцо; 5. Привод регулятора; 6. Подводки (выступы) приводного вала; 8. Корпус насоса.

Топливоподающий лопастной насос втягивает топливо из топливного бака. Он подает приблизительно постоянный поток топлива за один оборот во внутреннюю часть ТНВД. Клапан управления давлением устанавливается для обеспечения того, чтобы определенное давление внутри ТНВД поддерживалось в зависимости от оборотов топливоподаюшего насоса. Пользуясь этим клапаном, возможно установить определенное давление для данного числа оборотов. Внутреннее давление насоса затем увеличивается пропорционально оборотам (другими словами, чем выше обороты насоса, тем выше внутреннее давление в насосе). Некоторое количество топлива протекает через клапан регулировки давления и возвращается к подающей стороне. Некоторое количество топлива также протекает через ограничитель перетока и обратно в топливный бак, чтобы обеспечить охлаждение и самовентиляцию ТНВД. Клапан перетока может быть установлен вместо ограничителя перетока.

Конфигурация топливопровода

Для эффективной работы ТНВД необходимо, чтобы его система высокого давления постоянно обеспечивалась топливом под давлением и без пузырьков воздуха Обычно в случае легковых автомобилей и легких грузовиков разница по высоте между топливным баком и деталями системы впрыска незначительна. Более того, топливопроводы не слишком длинные и имеют соответствующие внутренние диаметры. В результате этого топливоподающий насос в ТНВД достаточен для вытягивания топлива из топливного бака и для создания нужного давления внутри ТНВД.

В таких случаях когда разница по высоте между топ-ливным баком и ТНВД велика, а ТНВД велик и (или) топливо-провод между баком и насоссм слишком длинный, необходимо установить дополнительный насос Это помогает преодолеть сопротивления в топливопроводе и в топливном фильтре. В стационарных двигателях в основном используется подача топлива самотеком.

Топливный бак

Топливный бак должен быть из коррозионостойкого материала и не иметь утечек при двойном рабочем давлении и. в некоторых случаях, при 0,3 бар. Должно быть обеспечено своевременное открывание или предохранительные клапаны или принять побочные меры для обеспечение стравливания избыточного давления. Топливо не должно вытекать через крышку бака или через устройства компенсации давления. Это справедливо, когда автомобиль подвергается небольшим механическим воздействиям, например, при поворотах или при остановке или движение по пересеченной местности. Топливный бак и двигатель должны быть отделены друг от друга настолько, чтобы в случае аварии не было опасности возгорания. Более того, для автомобилей с открытым кузовом, тракторов и автобусов нужно учитывать специальные правила, касающиеся высоты топливного бака и его защиты.

Топливопроводы

Как альтернатива стальным трубкам, для топливопроводов низкого давления могут быть использованы огнеустойчивые армированные сталью гибкие трубки. Они должны проходить так, чтобы обеспечить невозможность их механического повреждения, а топливо, которое сконденсировалось или испарилось не должно иметь возможности скопления или воспламенения.

Система (контур) высокого давления ТНВД и форсунки изготавливаются с точностью в несколько тысячных долей миллиметра. Это означает, что загрязнения в топливе могут привести к поломкам. Неэффективная фильтрация может стать причиной повреждения деталей ТНВД, нагнетательных клапанов и форсунок. Это значит, что топливный фильтр, специально отвечающий требованиям системы впрыска, чрезвычайно важен для надежной и длительной работы системы впрыска топлива. Топливо может содержать воду в связанной форме (эмульсия) или в свободном виде (конденсация из-за изменения температуры). Если вода попадет в ТНВД, то могут образоваться коррозионные повреждения. В связи с этим распределительные насосы должны быть оснащены топливным фильтром с водосборником, из которого вода должна регулярно сливаться. Возрастающая популярность дизельных двигателей в легковых автомобилях привела к необходимости создания автоматических устройств контроля наличия воды и индикаций с помощью контрольной лампы необходимости слива воды.

Топливоподающий лопастной насос

Рис. Топливоподающий лопастной насос: 1 — вход; 2 — выход

Лопастной насос расположен вокруг приводного вала ТНВД. Его рабочий диск концентричен с валом и соединен с ним шпонкой и вращается внутри эксцентричного кольца, укрепленного в корпусе насоса.

Когда приводной вал вращается, центробежная сила прижимает четыре лопасти диска наружу к внутренней части эксцентричного кольца. Топливо между внутренними сторонами лопастей и диском служит для опоры наружного перемещения лопастей. Топливо проходит через канал поступления и выемку в форме почки в корпусе насоса и заполняет пространство, образуемое рабочим диском, лопастью и внутренней стороной эксцентричного кольца. Вращательное движение приводит к тому, что топливо между соседними лопастями нагнетается в верхнюю (выходную) выемку в форме почки и через канал во внутреннюю часть ТНВД. В то же самое время некоторое количество топлива протекает через второй канал к клапану управления давлением.

Клапан управления давлением

Рис. Клапан управления давлением

Клапан управления давлением соединяется через канал с верхней (выходной) выемкой почки и крепится в промежуточной области топливоподающего насоса. Это подпружиненный цилиндрический клапан, с помощью которого внутреннее давление в ТНВД может изменяться в зависимости от количества подаваемого топлива. Если давление топлива возрастет выше заданного значения, то сердечник клапана открывает возвратный канал так, что топливо может протекать обратно к впускной стороне топливоподающего насоса. Если давление топлива слишком низкое, то возвратный канал закрывается пружиной. Начальное усилие пружины может быть отрегулировано для установки давления открывания клапана.

Ограничитель перетока

Ограничитель перетока вкручен в крышку регулятора ТНВД и соединяется с внутренней частью ТНВД. Он позволяет изменяемому количеству топлива возвращаться в топливный бак через узкий канал. Для этого топлива ограничитель соответствует сопротивлению потока, которое помогает в поддержании давления внутри ТНВД. Так как точно определенное давление внутри ТНВД необходимо в зависимости от оборотов насоса, то ограничитель перетока и клапан управления потоком точно подбираются друг к другу.