Топливный насос высокого давления дизельного двигателя


Когда Рудольф Дизель ставил эксперименты со своим первым мотором, который работал на соляровом масле, он понял, что для убедительного воспламенения жидкости в камере сгорания, его необходимо подавать под достаточно высоким давлением. Первое, что пришло ему в голову — установить сильный компрессор, который мог бы создавать достаточно высокое давление. Компрессор получился довольно внушительных размеров и тяжёлый. Спустя 10 лет к процессу подключился выдающийся инженер Роберт Бош, который предложил использовать сложное, но эффективное и компактное устройство.

Содержание:

  1. Задачи ТНВД
  2. Регулировка момента впрыска
  3. Устройство ТНВД
  4. Как работает плунжер
  5. Классификация ТНВД

Задачи ТНВД

Рядный 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.

топливная система дизеля

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.

Регулировка момента впрыска

Регулировка подачи топлива в рядном ТНВД

Солярка из бака подаётся либо механическим насосом низкого давления, либо электрическим насосом. Очень важным параметром для любого ДВС является момент подачи искры, а в дизельном моторе — момент подачи топлива. В механических ТНВД сам насос его и регулирует. В электронно управляемых ТНВД момент корректирует ЭБУ. Система подачи топлива в ТНВД рядного типа показана на схеме.

Как видно на схеме, момент подачи топлива регулируется углом опережения впрыска. Как и форсунка, топливный насос должен быть изготовлен с максимальной точностью. Смазка в форсунках и ТНВД не применяется, все элементы форсунки и основные рабочие органы насоса смазываются только соляркой во время работы топливной системы.

Форсунка в разрезе

Устройство ТНВД

ТНВД VP-44

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.

Как работает плунжер

Электромагнитный клапан установки момента

Основной рабочий орган любого ТНВД — плунжернaя пара. Это пара поршня и втулки, которые изготовлены из очень качественных сталей и идеально подогнаны друг к другу. Во втулке просверлены 2 отверстия на разных уровнях — одно впускное, второе выпускное. Поршень (плунжер) всасывает дизель через впускное отверстие, а выводит через отводное. Схема работы сопряжённой пары рядного насоса показана на схеме ниже.

Схема работы плунжерной пары

Каждый плунжер имeет спиралевидную канавку, так называемую отсечную кромку. Во время возвратно-поступательного движения плунжера, канавка попеременно перекрывает отверстия во втулке, а к форсункам топливо поступает через ограничительный клапан, нагруженный пружиной.

Классификация ТНВД

Одноплунжерный ТНВД, схема

Рядные ТНВД не применяются на легковых машинах с конца 80-х годов ХХ века, они уступили место более прогрессивной конструкции — устройствам распредeлитeльного (ротoрного) типа. В отличие от рядных устройств, роторные насосы имеют более компактные размеры и более технологичную конструкцию. В них применён один или два плунжeра, которые рабoтают на все цилиндры. Такие агрегаты делятся по типу привода плунжерной пары:

  • торцовый;

  • внутренний;

  • внешний.

Наиболее перспективные — первые двa типа насосов. Плунжер совершает не только возвратно-поступательные движения, но и вращается, таким образом распределяет топливо максимально равномерно по всем цилиндрам.

Схема управления ТНВДСхема управления ТНВД1

Существует также магистральный ТНВД, который применяется в системе впрыскa дизельных моторов с общей рейкой (common rail). Такой насос способен обеспечить очень высокое и стабильное давление солярки. Привод плунжера в таком насосе осуществляется эксцентриковым валом. Его схема показана на схеме выше. Магистральные ТНВД управляются, как правило, электронной системой. Цена ТНВД зависит от типа двигателя и типа системы подачи топлива.


Топливный насос высокого давления дизельного двигателя
4.2 - Оценок: 36