0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Давление подкачивающего насоса в дизельном двигателе

Топливный насос низкого давления: устройство и принцип работы подкачивающего насоса

Подкачивающий насос дизельного двигателя представляет собой топливный насос низкого давления (ТННД). Главной задачей данного устройства становится функция подачи топлива к топливному насосу высокого давления ТНВД. Как правило, подкачивающий насос установлен на «коробе» ТНВД или в непосредственной близости от насоса высокого давления.

Оба насоса соединяются при помощи топливных трубок, по которым дизтопливо подается из ТННД к ТНВД. Параллельно реализована очистка солярки, которая предполагает пропуск через специальные топливные фильтры грубой и тонкой очистки. Далее мы рассмотрим устройство, а также принцип работы подкачивающего топливного насоса более подробно.

Подкачивающий насос дизельного двигателя для ТНВД

Итак, топливный насос низкого давления (ТННД) нужен для того, чтобы под небольшим давлением пропустить дизельное топливо через фильтры и затем подать горючее в ТНВД. При этом выделяют два режима работы устройства. Первый режим является так называемым подготовительным, тогда как второй режим рабочий.

Что касается подготовительного режима, в этот момент поршень в насосе движется вверх, параллельно отмечается воздействие эксцентрика, который сжимает пружину. В результате топливо начинает двигаться в камерах, а также проходит между фильтрами. Рабочий режим ТННД представляет собой обратное движение поршня (поршень движется виз).

Стоит отметить, что насос низкого давления перекачивает немного больше топлива, чем необходимо двигателю для ровной работы. Такая подкачка «с запасом» позволяет поддерживать оптимальное давление в системе питания, избегая повышения нагрузок.

Устройство подкачивающего насоса и различные типы ТННД

Если говорить о конструкции, топливный насос низкого давления имеет следующие составные элементы:

  1. Приводной вал
  2. Ротор с лопастями
  3. Статор
  4. Диск распределения
  5. Приводную шестерню-регулятор
  6. Соединительные муфты

Принцип действия заключается в том, что сначала начинает двигаться ротор, в результате его лопасти приближаются к статору. В результате под воздействием центробежной силы создаются «камеры» и определенное напряжение. Затем из камер горючее поступает к ТНВД. Для подачи топлива в диске распределения выполнены каналы. Если давление превышает норму, часть горючего перенаправляется на редукционный клапан.

С учетом того, что подкачивающий насос и насос высоко давления связаны, для того, чтобы поддерживать необходимые условия, имеется топливный сливной дроссель. Указанный дроссель представляет собой жиклер, который вкручен в ТНВД.

Данное решение позволяет поддерживать нужные условия в камерах, при этом учитывается зависимость от той скорости, с которой движется приводной вал. Подобная схема хорошо подходит для дизельных моторов, при этом существуют и другие виды подкачивающих насосов.

Разновидности топливных насосов низкого давления

Начнем с того, что топливный насос низкого давления установлен на любом автомобиле, бензиновом (карбюратор, инжектор), так и на многих дизельных, но не на всех. Данное устройство «вытягивает» горючее из топливного бака, после чего топливо проходит через фильтры, попадает в дозирующие системы и подается в двигатель.

При этом подкачивающие насосы бывают механическими и электрическими. На бензиновых карбюраторных ДВС стоит механический насос, на инжекторных моторах подкачивающий топливный насос электрический. Однако если в бензиновых аналогах независимо от типа мотора такой насос является основным, в дизельных двигателях подкачивающий насос подает топливо на ТНВД.

  • Механический подкачивающий насос, как правило, ставится на блок цилиндров. В действие такое устройство приводит сам двигатель. Если просто, во время вращения мотора происходит нажатие на специальный кулачок насоса, в результате устройство начинает закачивать горючее в карбюратор. Также механический насос имеет специальный рычаг, что позволяет вручную прокачать бензин перед запуском двигателя.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как устроена и работает дизельная инжекторная форсунка. Из этой статьи вы узнаете о конструкции и принципах работы, а также особенностях устройства дизельных форсунок.

  • Электрический подкачивающий насос стал необходимостью после того, как появились инжекторные двигатели. Дело в том, что для нормальной работы инжектора топливо должно подаваться на форсунки под более высоким давлением по сравнению с карбюраторными ДВС.

Естественно, слабый по производительности механический насос не способен справиться с такой задачей. Ему на смену пришел электробензонасос. Такой насос фактически представляет собой электродвигатель и насосную камеру, которые объединены в общем в корпусе. Нагнетатель расположен прямо в бензобаке и погружен в топливо. Также в корпус насоса интегрирован датчик уровня топлива и специальная сетка-фильтр для очистки горючего.

Такое решение имеет целый ряд преимуществ, так как устройство более производительное, а также не перегревается от избытков тепла в подкапотном пространстве. Также перед запуском двигателя нет необходимости подкачивать топливо вручную, так как после поворота ключа зажигания подкачивающий насос начинает сразу работать, поднимая давление в системе питания.

Еще следует отметить, что в схеме с электрическим насосом топливо постоянно движется по магистралям, что позволяет поддерживать нормальную температуру горючего и избежать перегрева.

Топливные насосы высокого давления на дизельном двигателе. Виды насосов, принцип действия

Конструкция механического топливного насоса

Механический топливный насос, применяющийся в конструкции двигателей с карбюраторной системой впрыска, крепится к блоку цилиндров или головке блока винтами. В большинстве случаев для подачи топлива используется насос мембранной конструкции. Прикрепленный к блоку насос приводится в движение коленчатым валом, на котором предусмотрен специальный эксцентрический кулачок. Этот кулачок давит на шток, сжимающий расположенную внутри корпуса мембрану.

В механических топливных насосах предусматривалась система ручной подкачки топлива на случай «пересыхания» системы после длительной стоянки

При нажатии на кулачок объем внутренней камеры насоса сокращается, а когда он снова увеличивается, бензин всасывается в камеру. Чтобы топливо не вытекало назад, в трубопровод, подающий патрубок снабжен обратным клапаном. Когда происходит очередное нажатие, топливо выходит через нагнетательный патрубок и подается в карбюратор, а в камеру поступает новая порция из трубопровода. Давление в подающей магистрали может регулироваться за счет установки более или менее жесткой пружины, но по конструктивным причинам не может быть высоким (это связано с тем, что пределы жесткости пружины ограничены упругостью металла, из которого она сделана).

Типы, устройство и принцип работы топливных насосов

Можно классифицировать насосы по нескольким категориям:

  1. По типу привода – механические и электрические;
  2. По типу топлива – бензиновые, дизельные и газовые;
  3. По типу системы подачи топлива – для карбюратора, инжектора и для common rail;
  4. По расположению – выносные и погружные;
  5. По величине давления – топливные насосы высокого и низкого давления (ТНВД и ТННД).

Но на самом деле типов топливных насосов не так много, и проще всего изучать их по мере усложнения.

1. Простая конструкция – механический (вакуумный) Это маломощное устройство, предназначенное для подачи топлива к карбюратору, и сегодня такие модели уже считаются редкостью. Чаще он устанавливается в качестве подкачки для ТНВД. Приводятся в действие от коленвала или вала маслонасоса, а значит, их производительность напрямую зависит режима работы двигателя.


Устройство механического вакуумного топливного насоса

Агрегат состоит из толкателя (штока), диафрагмы, входного и выходного патрубков и клапанов. Перемещение диафрагмы создает последовательное разрежение и сжатие в рабочей камере. На фазе разрежения в камеру поступает топливо, на фазе сжатия – выталкивается через выходной патрубок. Клапаны препятствуют обратному ходу жидкости.

Основной недостаток, из-за которого их перестали использовать для основной подачи топлива – работа в пульсирующем режиме, что для современных форсунок уже не годится. Понадобилось что-то более производительное и надежное.

2. Современный электрический Это самый распространенный тип насоса. Представляет собой электромоторчик, работающий непрерывно, пока работает двигатель. Подача топлива осуществляется сплошным потоком и под достаточным давлением. Производительность такого устройства уже не зависит от оборотов двигателя, и чтобы не создавать избыточное давление в топливной магистрали (например, во время работы на холостых оборотах), в нем предусмотрен возвратный патрубок, по которому лишнее топливо сливается обратно в бак.

Включается он одновременно с зажиганием, чтобы сразу подать бензин в двигатель. Электронный блок управления подает сигнал на включение через реле и предохранитель, и только через пару секунд срабатывает стартер.

Есть несколько типов конструкции электронасоса: шестеренная, роликовая, центробежная, вакуумная, плунжерная. Рассмотрим принцип действия каждого из них.

2.1. Вакуумный По сути, он дублирует конструкцию механического насоса мембранного типа, только толкатель приводится в движение от электропривода.

2.2. Шестеренный


Типовая схема шестеренчатого топливного насоса эксцентрикового типа

Состоит из рабочей камеры и вращающейся в ней шестерни-эксцентрика. Прижимаясь поочередно к каждой секции камеры, шестерня создает разрежение на стороне всасывания и переводит порцию жидкости к выходному патрубку. Аналогичная конструкция встречается и у масляных насосов.

2.3. Роликовый


Схема топливного насоса роликового типа

Представляет собой круглую рабочую камеру с секцией нагнетания и выпуска. В ней установлен ротор с пазами, в которые вставлены ролики (для минимизации трения). По мере вращения ротор захватывает поступающее топливо на одной стороне и перегоняет на противоположную. За счет эксцентрического размещения образуются зоны разрежения и сжатия.

2.4. Центробежный


Устройство топливного насоса центробежного (турбинного) типа

Самый распространенный тип конструкции. В рабочей камере размещена турбина-крыльчатка, при вращении которой топливо нагнетается в магистраль за счет центробежной силы. Такой насос сочетает в себе производительность, бесшумность работы и надежность.

2.5. Плунжерный


Типовая схема работы топливного насоса плунжерного типа

В основном плунжерная система накачки используется в ТНВД. Но есть и редкие модели электронасосов не високого давления, в которых использована такая схема работы. Как правило, это два плунжера, работающих в противофазе. С помощью системы клапанов создается разрежение и давление в рабочей камере, следовательно, топливо поступает в магистраль.

3.Топливный насос высокого давления (ТНВД)


Типовая схема работы плунжерной пары ТНВД

Нельзя обойти вниманием и этого монстра, без которого уже нельзя представить работу дизельного двигателя. ТНВД также относится к механическому типу насосов, с приводом от коленвала двигателя. В зависимости от конструкции ТНВД может подавать топливо на форсунки под давлением от 600 бар. В паре с ТНВД идет подкачивающий насос, образующий с ним единый модуль, таким образом система подает непрерывный поток топлива, даже если за бортом зима, дизтопливо загустело, а фильтр запарафинился.

Читать еще:  Шум при запуске двигателя лансер 9

4. Погружной


Типовая схема погружного топливного насоса в баке

Устанавливаются непосредственно в бензобаке автомобиля. Как ни странно, это оказалось лучшим решением для электрических насосов: внутрь корпуса не попадают пузырьки воздуха, бензин отводит тепло и является отличным изолятором, так что можно не бояться замыкания проводки насоса. К тому же погружной насос не нуждается в лишних патрубках для накачки и сброса избытка топлива.

5. Выносной Как понятно из названия, выносные насосы монтируются не внутри бензобака, а в другом месте: по ходу топливной магистрали, возле двигателя и т.д. Такой тип размещения можно встретить на старых моделях автомобилей, и к этой же категории относятся ТНВД и подкачивающие насосы.

Для чего понадобилось переходить на электрические насосы?

С появлением и распространением управляемых электроникой систем впрыска использование механических насосов стало нецелесообразным. Дело в том, что в топливной магистрали инжекторных систем необходимо поддерживать более высокое давление, и добиться его при помощи механического диафрагменного насоса невозможно. В магистрали инжекторной системы необходимо поддерживать постоянное давление топлива от 1 до 5 бар для бесперебойной работы форсунок. Кроме того, поток топлива, подаваемого механическим насосом за счет циклической работы обладал значительной пульсацией. Если подавать топливо в инжектор в таком режиме, форсунки испытывали бы периодическое топливное голодание, что привело бы к сбоям в работе двигателя.

Конструкция электрического топливного насоса

Современный электрический топливный насос состоит из двух частей – привода и насосной части. Роль привода в подавляющем большинстве случаев выполняет электродвигатель.

В топливных системах многих современных автомобилей, например, ряда моделей Peugeot, топливный фильтр интегрирован в насос и меняется вместе с ним

Обе части помещены в единый металлический корпус. Корпус насоса, как правило, объединяется в единый топливный модуль с датчиком расхода, топливным фильтром и топливозаборником. В большинстве случаев в современных автомобилях используются погружные насосы, и топливный модуль встраивается непосредственно в бак.

Чаще всего в системе подачи топлива применяются насосы трех основных конструкций: роликовые, шестеренчатые и центробежные.

Устройство ТНВД

Самые первые ТНВД, построенные в середине ХХ века, конструктивно напоминали копию самого двигателя. Они состояли из:

  • корпуса;
  • плунжeрных пар (поршневых насосов высокого давления);
  • кулачкового распределительного вала, с приводом от коленвала;
  • зубчатой рейки, регулирующей подачу топлива;
  • систему регулировки угла опережения подачи топлива.

Каждый из цилиндров имел свою плунжерную пару. Такие конструкции ТНВД называют рядными и до сих пор они используются в дизельных двигателях грузовых автомобилях и спецтехники, сельхозтехники устаревшей конструкции.

ТННД и безопасность

На первый взгляд расположение электрического топливного насоса в топливном баке, заполненном горючим, кажется, по меньшей мере, странным. Однако в таком расположении кроется ряд существенных преимуществ, в том числе, и с точки зрения пожарной безопасности.

Основной проблемой топливных магистралей в период распространения механических насосов было вскипание топлива под воздействием тепла, выделяемого двигателем. Эта проблема была решена в системах на основе электрических насосов. Точка кипения топлива, находящегося под давлением повышается, а кроме того, постоянный поток бензина, перемещающийся по магистрали, не разогревается так сильно.

Размыкатель системы питания топливного насоса входит в стандартный набор противоугонного оборудования

Расположенный в баке насос находится на максимально возможном удалении от двигателя и охлаждается бензином, в который он погружен.

Все компоненты насоса, в том числе, питающие его электропровода находятся в постоянном контакте с топливом. Бензин обладает высоким электрическим сопротивлением, что предотвращает возникновение коротких замыканий, поэтому при условии постоянного наличия в баке топлива такая установка безопасна. В случае же, если насос не полностью погружен в бензин, возможен его перегрев и даже возгорание паров в результате короткого замыкания. Однако благодаря эффекту, который называется пределом воспламеняемости, основная масса топлива в этом случае загореться не может.

Управление топливным насосом

Работа топливного насоса начинается в момент срабатывания реле сразу после включения зажигания, еще до запуска двигателя. Это необходимо для создания давления в магистрали перед пуском. В современных блоках управления двигателем реализована функция отключения реле даже при условии, если зажигание включено и двигатель работает. Это может происходить, к примеру, в случае столкновения. В случае переворота автомобиля, к примеру, топливный насос отключается сразу, по сигналу специального клапана, переключающегося в случае, если насос оказывается в ином положении относительно земли, что предотвращает возникновение пожара.

Наряду с этой функцией в программе блока управления может быть заложена возможность отключения топливного насоса в случае падения давления масла в двигателе (что может привести к быстрому перегреву блока цилиндров и пожару).

Подкачивающий насос дизельного двигателя для ТНВД

Итак, топливный насос низкого давления (ТННД) нужен для того, чтобы под небольшим давлением пропустить дизельное топливо через фильтры и затем подать горючее в ТНВД. При этом выделяют два режима работы устройства. Первый режим является так называемым подготовительным, тогда как второй режим рабочий.

Стоит отметить, что насос низкого давления перекачивает немного больше топлива, чем необходимо двигателю для ровной работы. Такая подкачка «с запасом» позволяет поддерживать оптимальное давление в системе питания, избегая повышения нагрузок.

Насос низкого давления в системе подачи дизельного топлива

Электрические насосы используются и в автомобилях с дизельными двигателями. В современных системах они называются подкачивающими насосами и служат для подачи топлива под относительно низким (как правило, не выше 5 бар) давлением к впускной полости ТНВД.

Зачастую подкачивающий насос интегрирован в корпус топливного насоса высокого давления. ТНВД, так как ТНВД нуждается в постоянном потоке топлива во всасывающей части для бесперебойной стабильной работы в любых режимах.

Задачи ТНВД

Для Дизеля не были проблемой ни размеры, ни вес компрессора, поскольку мотор был стационарным. Бош же рассматривал дизель, как потенциального конкурента мотора на бензине для установки под капоты автомобилей, поэтому требования к компрессору и к мотору в целом были выше. С его подачи мир получил топливный насос высокого давления дизельного двигателя. Компания Роберта Боша построила первый конвейерный ТНВД уже в 1927 году, а ещё через десять лет его конструкция была полностью адаптирована под использование в автомобилях.

Задача устройства не просто подавать солярку в камеру сгорания, но и поддерживать определённое давление и рассредотачивать его между цилиндрами, соблюдая порядок их работы. Солярка поступает от насоса к форсункам по топливопроводу. Конструкция механической форсунки показана на фото. В нижней части каждой форсунки устроен распылитель — система из нескольких небольших отверстий. Это нужно для того, чтобы солярка шла в камеру в распылённом состоянии.

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. редукционный клапан;
  2. всережимный регулятор;
  3. дренажныйштуцер;
  4. корпус насосной секции высокого давления в сборе с плунжерной парой и нагнетательными клапанами;
  5. топливоподкачивающий насос;
  6. лючок регулятора опережения впрыска;
  7. корпус ТНВД;
  8. электромагнитный клапан выключения подачи топлива;
  9. 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)

Читать еще:  Что такое моновпрыск бензина в двигателях

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

Топливный насос низкого давления: устройство и принцип работы подкачивающего насоса

Подкачивающий насос дизельного двигателя представляет собой топливный насос низкого давления (ТННД). Главной задачей данного устройства становится функция подачи топлива к топливному насосу высокого давления ТНВД. Как правило, подкачивающий насос установлен на «коробе» ТНВД или в непосредственной близости от насоса высокого давления.

Оба насоса соединяются при помощи топливных трубок, по которым дизтопливо подается из ТННД к ТНВД. Параллельно реализована очистка солярки, которая предполагает пропуск через специальные топливные фильтры грубой и тонкой очистки. Далее мы рассмотрим устройство, а также принцип работы подкачивающего топливного насоса более подробно.

Подкачивающий насос дизельного двигателя для ТНВД

Итак, топливный насос низкого давления (ТННД) нужен для того, чтобы под небольшим давлением пропустить дизельное топливо через фильтры и затем подать горючее в ТНВД. При этом выделяют два режима работы устройства. Первый режим является так называемым подготовительным, тогда как второй режим рабочий.

Что касается подготовительного режима, в этот момент поршень в насосе движется вверх, параллельно отмечается воздействие эксцентрика, который сжимает пружину. В результате топливо начинает двигаться в камерах, а также проходит между фильтрами. Рабочий режим ТННД представляет собой обратное движение поршня (поршень движется виз).

Стоит отметить, что насос низкого давления перекачивает немного больше топлива, чем необходимо двигателю для ровной работы. Такая подкачка «с запасом» позволяет поддерживать оптимальное давление в системе питания, избегая повышения нагрузок.

Устройство подкачивающего насоса и различные типы ТННД

Если говорить о конструкции, топливный насос низкого давления имеет следующие составные элементы:

  1. Приводной вал
  2. Ротор с лопастями
  3. Статор
  4. Диск распределения
  5. Приводную шестерню-регулятор
  6. Соединительные муфты

Принцип действия заключается в том, что сначала начинает двигаться ротор, в результате его лопасти приближаются к статору. В результате под воздействием центробежной силы создаются «камеры» и определенное напряжение. Затем из камер горючее поступает к ТНВД. Для подачи топлива в диске распределения выполнены каналы. Если давление превышает норму, часть горючего перенаправляется на редукционный клапан.

С учетом того, что подкачивающий насос и насос высоко давления связаны, для того, чтобы поддерживать необходимые условия, имеется топливный сливной дроссель. Указанный дроссель представляет собой жиклер, который вкручен в ТНВД.

Данное решение позволяет поддерживать нужные условия в камерах, при этом учитывается зависимость от той скорости, с которой движется приводной вал. Подобная схема хорошо подходит для дизельных моторов, при этом существуют и другие виды подкачивающих насосов.

Разновидности топливных насосов низкого давления

Начнем с того, что топливный насос низкого давления установлен на любом автомобиле, бензиновом (карбюратор, инжектор), так и на многих дизельных, но не на всех. Данное устройство «вытягивает» горючее из топливного бака, после чего топливо проходит через фильтры, попадает в дозирующие системы и подается в двигатель.

При этом подкачивающие насосы бывают механическими и электрическими. На бензиновых карбюраторных ДВС стоит механический насос, на инжекторных моторах подкачивающий топливный насос электрический. Однако если в бензиновых аналогах независимо от типа мотора такой насос является основным, в дизельных двигателях подкачивающий насос подает топливо на ТНВД.

  • Механический подкачивающий насос, как правило, ставится на блок цилиндров. В действие такое устройство приводит сам двигатель. Если просто, во время вращения мотора происходит нажатие на специальный кулачок насоса, в результате устройство начинает закачивать горючее в карбюратор. Также механический насос имеет специальный рычаг, что позволяет вручную прокачать бензин перед запуском двигателя.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как устроена и работает дизельная инжекторная форсунка. Из этой статьи вы узнаете о конструкции и принципах работы, а также особенностях устройства дизельных форсунок.

  • Электрический подкачивающий насос стал необходимостью после того, как появились инжекторные двигатели. Дело в том, что для нормальной работы инжектора топливо должно подаваться на форсунки под более высоким давлением по сравнению с карбюраторными ДВС.

Естественно, слабый по производительности механический насос не способен справиться с такой задачей. Ему на смену пришел электробензонасос. Такой насос фактически представляет собой электродвигатель и насосную камеру, которые объединены в общем в корпусе. Нагнетатель расположен прямо в бензобаке и погружен в топливо. Также в корпус насоса интегрирован датчик уровня топлива и специальная сетка-фильтр для очистки горючего.

Такое решение имеет целый ряд преимуществ, так как устройство более производительное, а также не перегревается от избытков тепла в подкапотном пространстве. Также перед запуском двигателя нет необходимости подкачивать топливо вручную, так как после поворота ключа зажигания подкачивающий насос начинает сразу работать, поднимая давление в системе питания.

Еще следует отметить, что в схеме с электрическим насосом топливо постоянно движется по магистралям, что позволяет поддерживать нормальную температуру горючего и избежать перегрева.

Преимущества установки подкачивающего насоса на дизель

Если вернуться к основной теме, подкачивающий насос на дизель во многих случаях является электрическим. Такой насос становится важным элементом в системе питания, так как позволяет не только быстро и эффективно подать дизтопливо к ТНВД, но и пропустить солярку через фильтры.

Также наличие подкачивающего насоса позволяет добиться стабильной работы дизельного двигателя во всех режимах и на любых оборотах, то есть исключается нехватка топлива под нагрузками. Еще отметим, что многие владельцы дизельных авто, которые штатно не имеют дополнительного насоса, принимают решение установить его самостоятельно.

Данная необходимость может быть продиктована разными причинами, начиная с незначительного завоздушивания системы питания после стоянки и заканчивая стремлением облегчить пуск дизельного двигателя. Насос можно поставить как в топливный бак, так и интегрировать на определенных участках топливных магистралей подачи дизтоплива уже после бака.

Читать еще:  Что такое egr двигатель d4cb

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое ТНВД (топливный насос высокого давления). Из этой статьи вы узнаете о назначении, принципах действия, а также особенностях конструкции насосов данного типа.

Как правило, после установки владельцы отмечают, что дизель легче заводится (нужно сделать меньшее количество оборотов стартером). Также отмечается более стабильная работа ДВС на разных режимах (переходные режимы, ХХ, работа под нагрузкой). В некоторых случаях возможен и прирост мощности, так как горючее стабильно подается к ТНВД даже на высоких оборотах.

ТНВД дизельного двигателя- Устройство и принцип работы

В конструкцию дизельного двигателя входит сложнейшее устройство – топливный насос (Injection pump), поставляющий топливную жидкость под высоким давлением. В отличие от ДВС, работающих на бензине, дизельный мотор функционирует по иному принципу. Коленчатый вал вращается за счет самовозгорания дизельного топлива в цилиндрах. Топливо под сверхвысоким давлением впрыскивается в камеры через мельчайшие отверстия специальных распыляющих форсунок. ТНВД дизельного двигателя обеспечивает поступление дизтоплива под большим напором.

Как работает ТНВД дизельного двигателя

Благодаря использованию фирменной впрыскивающего оборудования Common Rail, солярка под давлением поступает в заданный момент на распыляющие устройства – форсунки. Управление процессом осуществляется автоматикой. Основная работа ТНВД дизельного двигателя сводится исключительно к созданию сверхвысокого давления дизтоплива. Полное сгорание топлива в рабочих цилиндрах двигателя обеспечивает получение максимальной мощности дизеля, который работает на солярке.

Основное требование к ТНВД – подача дизтоплива под силой давления, равной не меньше 150 мегапаскалей (Мпа). Материалом изготовления корпусной детали насоса является высококачественный алюминиевый сплав АЛ9. В топливном насосе используется, так называемая, плунжерная пара – комплект деталей, состоящий из небольшого цилиндрика малого диаметра и соответствующего стерженька. Материал изготовления этих элементов – сталь повышенной прочности марки 25Х5МА. С целью обеспечения максимальной эффективности дизельного двигателя, при изготовлении данных деталей соблюдается требование по сверхвысокой точности.

Объем подаваемого топлива и время его поступления в камеру сгорания задаются частотой вращения коленвала. Когда водитель нажимает на газ, увеличивая нагрузку, в двигатель подается расчетная порция солярки, достаточная для бесперебойного функционирования мотора. От исправности топливного насоса высокого давления зависит эффективность силового агрегата, а значит, в обязанность автовладельца входит своевременное техобслуживание и регулярный анализ состояния и возможных отказов всех его элементов, включая ТНВД.

Виды насосов высокого давления

В зависимости от возраста и особенностей конструкций дизельных моторов, в них используются насосы ТНВД различных модификаций, которые, соответственно, тоже разделены на отдельные категории.

Виды ТНВД дизельного двигателя:

  1. Топливные насосы рядного типа.
  2. Распределительного.
  3. Магистральные насосы.

Интересно: Американская компания Cummins известна среди автомобилестроителей, как производитель высококачественных дизельных моторов для мощных и крупных транспортных средств (автобусы, внедорожники), а также для военной техники (тягачи, броневики, самоходные суда и пр.). Насосы высокого давления Камминз также входят в ассортимент выпускаемой продукции концерна.

Рядные ТНВД

Такие конструкции были разработаны конструкторами компании Bosch. Особенность механизма рядного типа – использование индивидуального набора плунжерной пары для каждого цилиндра. Солярка движется по специальным патрубкам топливных магистралей и направляется в строгой очередности к отдельным распыляющим форсункам.

Что происходит в цилиндрах при работе дизельного мотора:

  • вращение от двигателя передается через привод на специальный кулачковый вал;
  • детали плунжерной пары приходят в движение под воздействием кулачков;
  • толкатель заставляет плунжер перемещаться по цилиндру, сжимая воздух, который сильно нагревается при уменьшении объема;
  • когда давление сжатого воздуха превысит заданное значение, срабатывает впускное клапанное устройство;
  • через открывшееся отверстие распыленное топливо подается в камеру сгорания цилиндра;
  • в горячем сжатом кислороде впрыснутое мелкодисперсное топливо самовозгорается (смесь взрывается и постепенного сгорает в цилиндре);
  • плунжер по инерции занимает прежнее положение.

Время точной подачи свежей порции топлива в каждый цилиндр ДВС, а также расчетный объем поставляемой солярки регулируются вручную или под управляющим воздействием со стороны электронных приборов. Чаще всего насосами рядного типа оборудуются транспортные средства повышенной тяжести. С 2000 года данные механизмы не ставятся на дизелях в современных легковых автомобилях.

Распределительный ТНВД двигателя

Распределительный насос состоит из одного или двух плунжеров, которые способны обеспечить необходимую силу давления топлива. Устройство ТНВД дизельного двигателя определяется конструкцией модели авто, где установлен конкретный нагнетающий механизм. В данных механизмах конструкторы не выделяют для каждого топливного цилиндра свою плунжерную пару. Движение солярки к распыляющим отверстиям форсунок производится по топливным каналам.

Основные преимущества топливных насосов ТНВД распределительного типа:

  1. Сравнительно небольшие размеры и вес ТНВД. Благодаря этому, производители современных легковых транспортных средств чаще всего устанавливают на выпускаемых моделях топливные насосы именно распределительного типа.
  2. Равномерное распределение горючего по всем цилиндрам, вне зависимости от того, в каком режиме функционирует ДВС, благодаря настройкам электронной системы управления.

Среди немногочисленных недостатков данной конструкции можно отметить короткий эксплуатационный срок оборудования. Это объясняется тем, что плунжерная пара теперь работает одна в условиях повышенных нагрузок.

Магистральные топливные насосы

Большинство современных дизелей оснащены аккумуляторным впрыскивающим устройством Common Rail, в которое включен магистральный насос ТНВД. Перед входом в полости цилиндров, солярка здесь аккумулируется в специальном резервуаре под названием топливная рампа. Для улучшения управляемости процессами повышения напора и качества впрыска, эти операции выполняются последовательно.

Конструкция ТНВД магистрального типа включает в себя различное количество плунжерных пар (от 1 до 3). Плунжер начинает движение под воздействием специальных пружинных деталей, сжатого кислорода или через гидравлический привод. Согласно алгоритму работы узлов и деталей насоса, дозирующие клапаны цилиндров срабатывают и производится впрыск дисперсной топливной смеси в нужную камеру сгорания в точное время.

Магистральные топливные насосы ТНВД, в комплекте с аккумулирующей рампой, являются наиболее совершенными и пользуются повышенной популярностью среди современных автопроизводителей. Благодаря управлению при помощи электронных элементов, магистральные насосы обеспечивают напор топлива, силой, превышающей 1500 бар.

Важно: При использовании насосов ТНВД магистрального вида рекомендуется применять дизтопливо самого лучшего качества, т. к. рабочие элементы данного устройства быстро приходят в негодность при работе с несоответствующей соляркой.

Подкачивающий насос дизельного двигателя

Кроме топливного насоса, обеспечивающего высокое давление (ТНВД), в конструкцию дизеля также входит насос, поставляющий солярку под низким давлением (ТННД). Задача данного приспособления – забор дизтоплива из топливного бака и последующая транспортировка по патрубкам к ТНВД. Подкачивающая помпа расположена на корпусе насоса ТНВД или в непосредственной близости к нему. Обе помпы соединены между собой посредством специальных трубок.

ТННД обеспечивает движение горючего под сравнительно низким напором. Перед подачей солярки в полость насоса ТНВД, она проходит через специальные фильтры. Работа подкачивающего насоса проходит в два этапа:

  1. Подготовительный.
  2. Рабочий.

На подготовительном этапе дизтопливо очищается от инородных твердых частиц при помощи фильтрующих устройств. В рабочем режиме – очищенное горючее подается на ТНВД.

Интересно: При работе помпы низкого давления через нее перекачивается дизтопливо в завышенном объеме. Количество солярки немного превышает нужный объем, достаточный для равномерной работы дизеля. Такое подкачивание с запасом помогает стабилизировать давление в системе питания при повышении нагрузок на силовой агрегет.

Зачем устанавливается ТНВД на бензиновом двигателе

Изначально топливные насосы высокого давления устанавливались только на дизельных транспортных средствах. Однако, с появлением инжекторных двигателей, работающих на бензине, возникла необходимость в установке насосов ТНВД. В инжекторных моторах бензин под высоким давлением подводится к распыляющим форсункам. В задачу ТНВД бензинового двигателя также входит дозировка количества подаваемого топлива, впуск горючего при этом должен осуществляться в строго назначенный момент для отдельно взятого топливного цилиндра.

Устройство ТНВД бензинового двигателя принципиально не отличается от подобных механизмов, предназначенных для дизелей. Все они работают, используя принцип действия плунжерных пар.

Причины поломок насоса ТНВД дизельного двигателя

Данное оборудование отличается высокой сложностью исполнения. Считается, что при поломке топливного насоса высокого давления, отремонтировать устройство в условиях гаража самостоятельно очень трудно, почти невозможно.

Главная причина отказа ТНВД – использование топливных жидкостей низкого качества. Плохая солярка обязательно содержит инородные твердые включения. При воздействии на поверхности деталей плунжерных пар такие элементы приводят в негодность, точные элементы, изготовленные с соблюдением минимальных допусков. Также горючее несоответствующего качества быстро разрушает форсунки.

Основные симптомы неисправности ТНВД:

  • повышение расхода дизельного топлива;
  • появление дыма в выхлопной трубе;
  • возникновение постороннего шума и непривычных звуков в работающем моторе;
  • существенное снижение мощности силового агрегата;
  • затруднения при запуске двигателя.

При возникновении признаков, приведенных в данном перечне, рекомендуется обратиться в специализированный сервисный центр. Диагностика топливных насосов повышенного давления производится только на специальных стендах. В конструкции современных насосов нет элементов регулировки, при помощи которых можно было бы исправить прибор. Здесь поможет только вмешательство профессионалов.

Причины отказов топливных насосов ТНВД:

  1. Топливо несоответствующего качества.
  2. Износ рабочих элементов устройства.
  3. Сбои в работе электронного управления.

Топливная аппаратура ремонтируется только в специализированной мастерской. Только высококвалифицированные мастера знают и умеют правильно разбирать, восстанавливать, а затем вновь собирать устройства повышенной сложности:

  • элементы устройства плунжер-цилиндр;
  • поршни;
  • рабочие цилиндры;
  • корпусные детали;
  • втулки;
  • штоки и пр.

В представленном списке перечислены элементы, входящие в состав тщательно подогнанных пар, которые не подлежат разукомплектованию.

Основные пункты технического обслуживания топливных насосов ТНВД

При техобслуживании сложного оборудования дизелей проводятся следующие мероприятия:

  1. Проверка работоспособности топливоподкачивающей помпы низкого давления.
  2. Осмотр перепускного клапана.
  3. Регулировка цикличности в секциях ТНВД.
  4. Удаление кислорода из топливных магистралей.
  5. Визуальный осмотр впускных патрубков на предмет их герметичности, целостности.
  6. Проверка и регулировка усилий затяжки крепежных элементов корпусных деталей.

Интересно: При обнаружении дефектов на рабочих элементах плунжерной пары в виде пятен коррозии, на торцах втулки, которые приводят к нарушению герметичности, узел восстанавливается при помощи сложных технологических приемов под названием перекомплектовка. При этом опытные мастера осуществляют точную притирку сопрягаемых деталей, входящих в пару, доводя уровень шероховатости поверхностей до 0,1 мкм.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector