Паливний насос високого тиску

Топливный насос высокого давления
Паливний насос високого тиску

• Паливний насос високого тиску (скорочене найменування – ТНВД) є одним з основних конструктивних елементів системи упорскування дизельного двигуна. Насос, виконує, як правило, дві основні функції: нагнітання під тиском певної кількості палива; регулювання необхідного моменту початку впорскування. З появою акумуляторних систем уприскування функція регулювання моменту уприскування покладено на керовані електронікою форсунки.

• Основу паливного насоса високого тиску складає плунжерна пара, яка об'єднує поршень (він же плунжер) і циліндр (він же втулка) невеликого розміру. Плунжерна пара виготовляється з високоякісної сталі з високою точністю. Між плунжером і втулкою забезпечується мінімальний зазор – прецизійне пару.

• Залежно від конструкції розрізняють наступні види паливних насосів високого тиску:

- рядний;
- розподільний;
- магістральний.

• У рядном насосі нагнітання палива в циліндр провадиться окремим плунжерній парою. Розподільчий насос має один або кілька плунжерів, які забезпечують нагнітання і розподіл палива по всіх циліндрах. Магістральні насоси здійснюють тільки нагнітання палива в акумулятор.

• Паливний насос високого тиску використовується також системою безпосереднього уприскування бензинового двигуна, але його робочий тиск на порядок нижче аналогічної характеристики дизельного насоса.

• Провідними виробниками паливних насосів високого тиску є, в основному, зарубіжні фірми: Bosch, Lucas, Delphi, Denso, Zexel.

Рядний паливний насос високого тиску:

• Рядний ТНВД має плунжерні пари по числу циліндрів. Плунжерні пари встановлені в корпусі насоса, в якому виконані канали для підведення і відведення палива. Рух плунжера здійснюється від кулачкового валу, який в свою чергу має привід від колінчастого вала двигуна. Плунжери постійно притискаються до кулачкам за допомогою пружин.

• При обертанні кулачкового валу кулачок набігає на штовхач плунжера. Плунжер рухається вверх по втулці, при цьому послідовно закриваються випускний і впускний отвір. Створюється тиск, при якому відкривається нагнітальний клапан, і паливо по паливопроводу надходить до форсунки.

- Пристрій рядного паливного насоса високого тиску:

• Регулювання кількості подаваного палива і моменту його подання може здійснюватися механічним шляхом або за допомогою електроніки. Механічне регулювання кількості подаваного палива здійснюється поворотом плунжера у втулці. Для повороту на плунжере виконана шестерня, яка з'єднана із зубчатою рейкою. Рейка пов'язана з педаллю газу. Верхня кромка плунжера має похилу поверхню, тому при повороті відсічення палива і відповідно його кількість буде змінюватися.

• Зміна моменту початку подачі палива потрібно при зміні частоти обертання колінчастого вала двигуна. Механічне регулювання моменту подачі палива виробляється з допомогою відцентрової муфти, розташованої на кулачковом валу. Всередині муфти знаходяться вантажі, які при збільшенні оборотів двигуна розходяться під дією відцентрових сил і повертають кулачковий вал щодо приводу. При збільшенні оборотів двигуна забезпечується ранній впорскування палива, при зменшенні – пізній.

• Конструкція рядних ТНВД забезпечує високу надійність. Насоси змащуються моторним маслом системи змащення двигуна, тому можуть працювати на паливі низької якості. Рядні паливні насоси високого тиску застосовуються на двигунах з окремими камерами згоряння і безпосереднім уприскуванням середніх і важких вантажних автомобілів. На легкових дизелях даний вид насоса застосовувався до 2000 року.

Розподільчий паливний насос високого тиску:

• Розподільні паливні насоси високого тиску, на відміну від рядного ТНВД, мають один або два плунжера, обслуговують всі циліндри двигуна. Розподільні насоси володіють меншою масою та габаритними розмірами, а також забезпечують більшу рівномірність подачі. З іншого боку, їх відрізняє порівняно низька довговічність спряжених деталей. Все це визначає область застосування даних насосів, в основному, на двигунах легкових автомобілів.

- Конструкції розподільних паливних насосів високого тиску можуть мати різний привід плунжера:

• торцевій кулачковий привід (насоси Bosch VE);
• внутрішній кулачковий привід (роторні насоси Bosch VR, Lucas DPC, Lucas DPS);
• зовнішній кулачковий привід (вітчизняні насоси НД-21, НД-22).

• Переважними в плані експлуатації є перші два типи приводу плунжерів, оскільки в них відсутні силові навантаження від тиску палива на вузли приводного валу і, відповідно, вище довговічність.

- Пристрій розподільного паливного насоса високого тиску:

• Основним елементом розподільного ТНВД з торцевим кулачковим приводом плунжера (Bosch VE) є плунжер-розподільник, який здійснює зворотно-поступальний і обертальний рух, забезпечуючи нагнітання і розподіл палива по циліндрах.

• Зворотно-поступальний рух плунжера відбувається при обертанні кулачкової шайби, яка оббігає нерухоме кільце по роликах. Шайба натискає на плунжер, за рахунок чого створюється тиск палива. У вихідне положення плунжер повертається з допомогою пружини.

• Обертання плунжера проводиться від приводного валу. При цьому відбувається розподіл палива по циліндрах.

• Регулювання величини подачі палива здійснюється автоматично з допомогою механічного або електронного пристроїв. Механічний регулятор включає відцентрову муфту з вантажами, яка через систему важелів впливає на дозатор, змінює величину паливоподачі. Електронний регулятор являє собою електромагнітний клапан.

• Регулювання величини випередження впорскування палива в розподільчому насосі здійснюється шляхом повороту нерухомого кільця на певний кут.

• Робочий процес розподільного насоса включає впуск палива в надплунжерное простір, нагнітання і розподіл у відповідні циліндри.

- Пристрій розподільного насоси роторного типу:

• У розподільчому насосі роторного типу нагнітання і розподіл палива по циліндрах здійснюються різними пристроями плунжером і розподільної головкою. Нагнітання палива виробляється за допомогою двох протилежних плунжерів, розташованих на розподільному валу. Плунжери через ролики оббігають профіль кулачковою обойми і здійснюють зворотно-поступальний рух.

• При русі плунжерів назустріч один одному відбувається зростання тиску палива, після чого паливо по каналах розподільної головки і нагнітальним клапанами доставляється до форсунок відповідних циліндрів.

• Паливо до плунжеру (плунжерам) подається під невеликим тиском, який створює топливоподкачивающий насос. У розподільних насосах топливоподкачивающий насос встановлений на приводному валу в корпусі насоса. Конструктивно це може бути роторно-лопатевої насос шестерневий насос з зовнішнім або внутрішнім зачепленням.

• Мастило розподільного насоса високого тиску здійснюється дизельним паливом, яке заповнює корпус насоса.

Магістральний паливний насос високого тиску:

• Магістральний паливний насос високого тиску використовується в акумуляторною системою впорскування палива Common Rail, де він виконує функцію нагнітання палива в паливну рампу. Магістральні ТНВД забезпечують більш високий тиск палива (в сучасних системах упорскування близько 180 МПА і більше).

• Конструктивно магістральний насос може мати один, два або три плунжера. Привід плунжерів здійснюється з допомогою кулачкового вала або кулачкової шайби.

- Пристрій магістрального паливного насоса високого тиску:

• При обертанні кулачкового валу (ексцентрика кулачкової шайби) під дією поворотної пружини плунжер рухається вниз. Збільшується обсяг компресійної камери і зменшується тиск у ній. Під дією розрядження відкривається впускний клапан, і паливо поступає в камеру.

• Рух плунжера вгору супроводжується зростанням тиску в камері, впускний клапан закривається. При певному тиску відкривається випускний клапан і паливо подається в рампу.

• Управління подачею палива здійснюється в залежності від потреби двигуна з допомогою клапана дозування палива. У нормальному положенні, клапан відкритий. По сигналу електронного блоку управління клапан закривається на певну величину, тим самим регулюється кількість надходить у компресійну камеру палива.
03:40
5
RSS