Главная Системы автомобиля Топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления

Добавил(а) Autolub   
31.08.12 10:46

Топливный насос высокого давления (ТНВД) – это один из главных и сложных по конструкции узлов системы подачи топлива дизельных силовых агрегатов. Применяется он и в бензиновых моторах с непосредственным впрыском, однако там давление намного ниже, чем в дизелях. Задача топливного насоса высокого давления – подача в конкретный момент времени в цилиндры мотора под определенным давлением конкретного количества горючего в соответствии с уровнем нагрузки на мотор в данный момент. Из этого следуют две главные функции ТНВД: нагнетание требуемого объема горючего, определение момента впрыска его в цилиндры. Отметим, что в современных аккумуляторных системах впрыска последняя функция выполняется электронно-управляемыми форсунками.

Отметим, что основным элементом любого топливного насоса высокого давления является плунжерная пара. Она состоит из поршня, то есть плунжера, и цилиндра (втулки), между которыми обеспечивается минимальный зазор, который называют прецизионным сопряжением. Точность изготовления данного узла всегда очень высока. Каждый плунжер подбирают к гильзе и затем осуществляют их притирку. Зазор между ними – 1-3 мкм. Материал – сталь высокого качества. Поэтому замена одной из деталей недопустима. Плунжерная пара меняется только в сборе. Основной недостаток топливных насосов с плунжером – относительно небольшой ресурс плунжерных пар – около 3-5 тис. часов работы. Это касается быстроходных дизелей. У тихоходных же эта цифра возрастает до 10-30 тыс. часов работы.

Топливный насос высокого давления производят в основном иностранные производители. К самым известным и зарекомендовавшим себя относят: Lucas, Bosch, Zexel, Denso, Delphi.

Зависимо от особенностей конструкции топливный насос высокого давления бывает трех типов: рядный, распределительный и магистральный. У первого типа насосные секции размещены друг за другом. Каждая из них обеспечивает нагнетание горючего в отдельный цилиндр. Соответственно число плунжерных пар равно числу цилиндров агрегата. Корпус такого насоса отлит из алюминиевого сплава и имеет специальные каналы подвода/отвода горючего. В нем размещены плунжерные пары. От коленчатого вала двигателя приводится в движение кулачковый вал. Он изготавливается из специальной стали и проходит термическую обработку. Вал приводит в действие плунжеры. Последние постоянно прижаты к кулачкам пружинами. Когда кулачковый вал крутится, кулачок нажимает на толкатель плунжера и двигает его вверх по втулке. Кулачки вала также проходят тщательную обработку и имеют идеальную форму. Сам вал крепится на двух подшипниках, а концы его обточены. В процессе движения поочередно закрываются выпускное и впускное отверстия. Появляется определенное давление, достаточное для открытия нагнетательного клапана. Горючее поступает к необходимой форсунке по топливопроводу.

В рядном топливном насосе высокого давления изменение объема подаваемого горючего, а также момента подачи осуществляется механически или под управлением электроники. В первом случае осуществляется поворот плунжера во втулке. Для этого он имеет шестерню, соединенную с зубчатой рейкой. Последняя же имеет связь с педалью акселератора. Поверхность верхней кромки плунжера наклонная. Поэтому путем его поворота и обеспечивается отсечка подачи горючего и соответственно регулирование его объема.

При смене частоты коленвала необходима регулировка момента подачи горючего. На кулачковом валу расположена центробежная муфта, на которую и возложена эта функция. Внутри нее располагаются грузики. При возрастании оборотов коленвала под действием центробежных сил они расходятся  и проворачивают кулачковый вал. Таким образом, при возрастании частоты вращения коленвала муфта обеспечивает ранний впрыск, а при снижении – поздний.

Благодаря своей конструкции, рядный топливный насос высокого давления имеет высокую надежность и моторесурс. Такой топливный насос высокого давления не притязателен к качеству «солярки», так как смазка его деталей происходит от системы смазки дизельного агрегата. В основном такие насосы используются в моторах, имеющих раздельные камеры сгорания и с непосредственным впрыском тяжелых и средних грузовых авто. Раньше такие насосы находили применение и в легковых дизельных моделях, но с начала нового тысячелетия их полностью вытеснили распределительные насосы.

У распределительных топливных насосов высокого давления одна или две топливные секции обеспечивают нагнетание и распределение горючего по всем цилиндрам мотора. Благодаря такой конструкции, масса и габариты такого насоса значительно уступают рядному. Кроме того, равномерность подачи топлива возрастает на порядок. Однако моторесурс таких узлов намного меньше, чем рядных ТНВД. Поэтому и применяют их по большей части в легковых дизелях. Плунжер распределительных ТНВД приводится в действие тремя типами привода: внешний кулачковый, внутренний кулачковый и торцевой кулачковый привод. Первый отличается большими нагрузками, спровоцированными давлением горючего на элементы приводного вала. Ввиду этого, его ресурс невысок. Поэтому сегодня применяются в основном два последних типа привода, которые и рассмотрим.

Основа конструкции распределительного топливного насоса высокого давления с торцевым кулачковым приводом – плунжер-распределитель. Последний осуществляет вращательные и возвратно-поступательные движения, тем самым, нагнетая и распределяя горючее между цилиндрами. Возвратно-поступательное движение обеспечивается кручением кулачковой шайбы, обегающей по роликам недвижимое кольцо. Давление горючего создается путем нажатия шайбы на плунжер. Пружина возвращает плунжер в начальное положение. Вращательное движение плунжера обеспечивается от приводного вала. В результате топливо распределяется между цилиндрами.

Корректировка объема подачи горючего в таких топливных насосах высокого давления осуществляется автоматически при помощи электронных или механических элементов. В первом случае это электромагнитный клапан. А во втором – центробежная муфта с грузами, которая посредством системы рычагов влияет на дозатор, регулирующий объем подаваемого горючего. Корректировка степени опережения впрыска горючего происходит поворотом неподвижного кольца на требуемую величину. В таком распределительном насосе рабочий процесс состоит из впуска горючего в пространство над плунжером, нагнетание, распределение между цилиндрами.

У распределительного насоса с внутренним кулачковым приводом (его называют еще роторным) распределение и нагнетание горючего осуществляется раздельно: распределительной головкой и плунжером. Нагнетание производится двумя противолежащими плунжерами, которые находятся на распределительном валу. Они осуществляют возвратно-поступательные движения путем обегания кулачковой обоймы через ролики. Когда они двигаются навстречу, возрастает давление горючего, поступающего в каналы распределительной головки и через нагнетательные клапана – к форсункам цилиндров агрегата. В данном ТНВД горючее к самому узлу подает топливоподкачивающий насос. Он находится в корпусе ТНВД на приводном валу. Топливоподкачивающий насос может иметь роторно-лопастную конструкцию, шестеренную с внешним или внутренним зацеплением. В любом распределительном ТНВД смазка осуществляется «соляркой», заполняющей корпус узла.

Магистральный топливный насос высокого давления применяют в топливных системах с гидравлическими аккумуляторами. Яркий пример последней – система впрыска Common Rail. По сути в таких схемах топливный насос лишь нагнетает горючее в топливную рампу. Однако рабочее давление таких узлов значительно выше, нежели двух предыдущих – 180 МПа и более.

Такой топливный насос высокого давления состоит из одного, двух или трех плунжеров, которые приводятся в действие кулачковой шайбой или кулачковым валом. При вращении последних под влиянием возвратной пружины осуществляется движение плунжера вниз. Объем компрессионной камеры возрастает, а давление в ней снижается. Под влиянием разрежения происходит открытие впускного клапана, что провоцирует поступление горючего в камеру. При перемещении плунжера вверх давление в камере возрастает, происходит закрытие впускного клапана. При достижении некоторого значения давления происходит открытие выпускного клапана и горючее поступает в рампу. Контроль подачи горючего зависимо от необходимости агрегата, в описуемых системах осуществляется клапаном дозирования горючего. В обычной позиции он открыт. Когда ЭБУ посылает сигнал, он закрывается на конкретную степень, регулируя объем горючего, которое поступает в компрессионную камеру.

Такая схема обеспечивает качественное образование смеси и распыление при различных нагрузках и режимах работы дизельного агрегата. Однако и конструкция такого насоса достаточно сложна, потому и не получила достаточно широкого распространения. Исключение – системы Common Rail, использующие технологию управления форсунок электромагнитными клапанами от сигналов микропроцессорного устройства.

Поделитесь информацией с друзьями:

Комментарии
Добавить новый Поиск
Оставить комментарий
Имя:
Email:
 
Тема:
 
:D:):(:0:shock::confused:8):lol::x:P:oops::cry:
:evil::twisted::roll::wink::!::?::idea::arrow:
 
Пожалуйста, введите проверочный код, который Вы видите на картинке.

Похожие статьи:

 

Поиск по сайту

Люблю почитать