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).

Кращими 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 розподільному 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.
03:50
7
RSS