Пристрій паливного насоса високого тиску (ТНВД): види паливних насосів високого тиску, і принцип роботи паливного насоса
Паливний насос високого тиску має скорочену абревіатуру (ТНВД) виконує такі основні функції:
– подає паливо під високим тиском в паливну систему ДВС;
– регулює моменти вприскування палива.
Паливний насос відноситься до найбільш важливих пристроїв, як бензинових, так і дизельних двигунів.
ТНВД зазвичай застосовуються в дизельних двигунах. У бензинових двигунах застосування ТНВД недоцільно, зважаючи на те, що в ньому не потрібні такі високі тиску, як у дизельному двигуні.
Можна виділити наступні основні конструктивні елементи паливного насоса:
Плунжерна система виготовляється з високоміцної сталі на високотехнологічному обладнанні (верстатах), у зв’язку з необхідністю високої точності.
Лише один завод на всі пост-Радянський простір виготовляв плунжерні пари. Виготовлення плунжерних пар сьогодні відбувається таким чином.
Якщо уважно вивчити процес виробництва плунжерних пар, то чітко видно, що величезне значення приділяють прецизионному суміщенню (зазор між плунжерній парою). Плунжер плавно входить у циліндр під дією власної ваги.
Спочатку згадувалося, паливний насос служить не тільки для подачі палива в паливну систему, але і подає його до форсунок на кожен циліндр на бензиновому двигуні.
Форсунки є сполучною ланкою цього ланцюга і з’єднуються з насосом спеціальними трубопроводами. Для ефективного уприскування палива форсунки з’єднуються з нижньої розпилювальної частиною із спеціальними отворами для збільшення ефективності уприскування палива з подальшим займанням. Момент впорскування паливної суміші в камеру згоряння регулюється за кутом випередження запалювання.
Типи паливних насосів
Існує три основних типи ТНВД, які ми з вами розглянемо:
Рядний ТНВД
Рядний паливний насос високого тиску оснащений плунжерными парами, які розташовуються один з одним. Їх кількість залежить від кількості робочих циліндрів двигуна та відповідає йому. Одна плунжерна пара забезпечує подачу палива тільки для одного циліндра.
Пари встановлюються в корпусі насоса, в якому є канали входу і виходу. Плунжер приводиться в дію за допомогою кулачкового вала, що має привід від колінчастого вала.
При обертанні кулачкового валу паливного насоса, кулачки впливають на штовхачі плунжерів приводячи їх у русі всередині втулок насоса. Внаслідок впускні і випускні отвори починають послідовно відкриватися і закриватися. Коли плунжер рухається вверх у втулці створюється тиск, який призводить до відкриття нагнітального клапана, через який паливо подається до форсунки по паливопроводу.
Момент подачі палива регулюється спеціальним пристроєм (муфтою відцентрового типу). Робота муфти відцентрового типу заснована на переміщенні вантажу під дією відцентрової сили.
Відцентрова сила змінюється по мірі зростання (або зменшення) величини оборотів колінчастого валу двигуна, внаслідок чого важки розходяться до зовнішніх країв муфти, або наближаються до осі. Відбувається зміщення кулачкового валу щодо приводу, що призводить до зміни роботи плунжерів.
Коли оберти колінчастого валу збільшуються – відбувається ранній впорскування палива, коли зменшуються – пізній впорскування палива.
Рядні паливні насоси зарекомендували себе своєю надійністю. Вони зовсім не вибагливі до якості палива і змащення ТНВД здійснюється звичайним моторним маслом.
Недоліки рядних паливних насосів високого тиску – їх розмір.
Розподільчий ТНВД
Розподільчий ТНВД включає в себе один або два плунжера, що залежить від об’єму двигуна.
І ці один або два плунжера працюють на всі циліндри двигуна. Таким чином вдалося не тільки забезпечити більш рівномірну подачу палива, але і зменшити габарити паливного насоса високого тиску. Недоліки розподільних ПНВТ в їх надійності і довговічності.
Розподільні ПНВТ мають різні типи приводу:
Найбільш ефективними себе показали торцеві і внутрішні приводи ТНВД, з меншим навантаженням.
До речі, такі імпортні насоси, як Bosch, оснащені саме торцевим і внутрішнім приводом, а зовнішній привід мають насоси вітчизняного виробництва.
Основним елементом у торцевому приводі Bosch є розподільний плунжер, який створює тиск і розподіляє горючу суміш по циліндрах. Плунжер розподільника при цьому здійснює обертові та зворотно-поступальні переміщення при обертальних рухах кулачкової шайби.
Плунжер здійснює зворотно-поступальний рух одночасно з обертанням кулачкової шайби, яка оббігає кільце. Вплив шайби на плунжер забезпечує високий тиск палива. Повернення плунжера в початкове положення здійснюється за допомогою поворотного механізму.
Саме обертальний рух плунжера, що приводиться від приводного валу, сприяє розподілу палива в циліндрах. Величина подачі палива забезпечується за допомогою електромагнітного клапана або відцентрової муфти.
Робота насоса ТНВД
Робота насоса складається з декількох етапів:
Внутрішній кулачковий привід ТНВД
Такий привід паливних насосів застосовується в розподільних ТНВД роторного типу, наприклад, Bosch VR, Lucas DPC. В даному типі ТНВД розподіл горючої суміші відбувається за рахунок плунжера і розподільної головки.
Розподільний вал оснащується двома плунжерами, розташованими один навпроти одного, які нагнітають паливо. Тим вище тиск в насосі, чим менше відстань між плунжерами. У міру зростання тиску паливо надходить до форсунок через нагнітальні клапани.
Магістральний ТНВД
Магістральний ТНВД використовується у відомій системі подачі палива Common Rail. Робота магістрального ТНВД полягає в нагромадженні палива в паливній рампі, потім подається на форсунки. Тиск в магістральному паливному насосі високого тиску становить приблизно 180 Мпа.
Магістральний насос буває одно-, двох – або трьох плунжерним. Наводиться магістральний ТНВД від кулачкового валу.
Коли кулачки впливають на плунжер, той переміщується вниз, відбувається розширення компресійної камери, тиск падає і створюється розрядження, яке призводить до відкриття впускного клапана, і паливо починає надходити.
Коли плунжер піднімається – тиск зростає і клапан закривається. Коли тиск досягає необхідної позначки, паливо через випускний клапан нагнітається в паливну рампу.
Процес подачі палива в магістральному ТНВД регулюється дозуючим паливним клапаном, відкриття і закриття якого здійснюється з допомогою електроніки.
2
