Читайте также:
|
Топливный насос высокого давления (сокращенное наименование – ТНВД) является одним из основных конструктивных элементов системы впрыска дизельного двигателя. Насос, выполняет, как правило, две основныефункции: нагнетание под давлением определенного количества топлива; регулирование необходимого момента начала впрыскивания. С появлением аккумуляторных систем впрыска функция регулирования момента впрыска возложена на управляемые электроникой форсунки[25].
Основу топливного насоса высокого давления составляет плунжерная пара, которая объединяет поршень (он же плунжер) и цилиндр (он же втулка) небольшого размера. Плунжерная пара изготавливается из высококачественной стали с высокой точностью. Между плунжером и втулкой обеспечивается минимальный зазор – прецизионное сопряжение.
В зависимости от конструкции различают следующие виды топливных насосов высокого давления:
· рядный;
· распределительный;
· магистральный.
В рядном насосе нагнетание топлива в цилиндр производится отдельной плунжерной парой. Распределительный насос имеет один или несколько плунжеров, которые обеспечивают нагнетание и распределение топлива по всем цилиндрам. Магистральные насосы осуществляют только нагнетание топлива в аккумулятор.
Топливный насос высокого давления используется также в системе непосредственного впрыска бензинового двигателя, но его рабочее давление на порядок ниже аналогичной характеристики дизельного насоса.
Ведущими производителями топливных насосов высокого давления являются, в основном, зарубежные фирмы: Bosch, Lucas, Delphi,Denso, Zexel.
Рисунок 1 - Рядный топливный насос высокого давления
Рядный ТНВД имеет плунжерные пары по числу цилиндров. Плунжерные пары установлены в корпусе насоса, в котором выполнены каналы для подвода и отвода топлива. Движение плунжера осуществляется от кулачкового вала, который в свою очередь имеет привод от коленчатого вала двигателя. Плунжеры постоянно прижимаются к кулачкам с помощью пружин.
При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель плунжера. Плунжер двигается вверх по втулке, при этом последовательно закрываются выпускное и впускное отверстие. Создается давление, при котором открывается нагнетательный клапан, и топливо по топливо проводу поступает к соответствующей форсунке.
1. Корпус нагнетательного клапана 2. Проставка 3. Пружина нагнета тельного клапана 4. Гильза плунжера 5. Конус нагнетательного клапана 6. Впускное и распределительное отверстия 7. Регулирующая кромка плунжера
8. Плунжер 9. Регулирующая втулка плунжера 10. Поводок плунжера 11. Пружина плунжера 12. Тарелка пружины 13. Роликовый толкатель.
Рисунок 2-Устройство рядного топливного насоса высокого давления
Регулирование количества подаваемого топлива и момента его подачи может осуществляться механическим путем или с помощью электроники. Механическое регулирование количества подаваемого топливаосуществляется поворотом плунжера во втулке[26]. Для поворота на плунжере выполнена шестерня, которая соединена с зубчатой рейкой. Рейка связана с педалью газа. Верхняя кромка плунжера имеет наклонную поверхность, поэтому при повороте отсечка топлива и соответственно его количество будет изменяться.
Изменение момента начала подачи топлива требуется при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Механическое регулирование момента подачи топлива производится с помощью центробежной муфты, расположенной на кулачковом валу. Внутри муфты находятся грузики, которые при увеличении оборотов двигателя расходятся под действием центробежных сил и поворачивают кулачковый вал относительно привода. При увеличении оборотов двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, при уменьшении – поздний.
Конструкция рядных ТНВД обеспечивает высокую надежность. Насосы смазываются моторным маслом системы смазки двигателя, поэтому могут работать на топливе низкого качества. Рядные топливные насосы высокого давления применяются на двигателях с раздельными камерами сгорания и непосредственным впрыском средних и тяжелых грузовых автомобилей. На легковых дизелях данный вид насоса применялся до 2000 года.
Рисунок 3 - Распределительный топливный насос высокого давления
Распределительные топливные насосы высокого давления, в отличие от рядного ТНВД, имеют один или два плунжера, обслуживающих все цилиндры двигателя. Распределительные насосы обладают меньшей массой и габаритными размерами, а также обеспечивают большую равномерность подачи. С другой стороны их отличает сравнительно низкая долговечность сопряженных деталей. Все это определяет область применения данных насосов, в основном, на двигателях легковых автомобилей.
Конструкции распределительных топливных насосов высокого давления могут иметь различный привод плунжера:
· торцевой кулачковый привод (насосы Bosch VE);
· внутренний кулачковый привод (роторные насосы Bosch VR, Lucas DPC, Lucas DPS);
· внешний кулачковый привод (отечественные насосы НД-21, НД-22).
Предпочтительными в плане эксплуатации являются первые два типа привода плунжеров, т.к. в них отсутствуют силовые нагрузки от давления топлива на узлы приводного вала и, соответственно, выше долговечность.
1.Шестерня привода подачи топлива 2.Входное отверстие топлива 3. Выходное отверстие топлива 4. Регулировочный винт 5. Электромагнитный запорный клапан 6. Распределительный блок 7. Штуцеры нагнетательных трубопроводов 8. Плунжер-распределитель 9. Кулачковая шайба 10. Ролик
11.Лопастной топливоподкачивающий насос 12. Фланец
Рисунок 4-Устройство распределительного топливного насоса высокого давления
Основным элементом распределительного ТНВД с торцевым кулачковым приводом плунжера (Bosch VE) является плунжер-распределитель, который совершает возвратно-поступательное и вращательное движение, обеспечивая нагнетание и распределение топлива по цилиндрам.
Возвратно-поступательное движение плунжера происходит при вращении кулачковой шайбы, которая обегает неподвижное кольцо по роликам. Шайба нажимает на плунжер, за счет чего создается давление топлива. В исходное положение плунжер возвращается с помощью пружины.
Вращение плунжера производится от приводного вала. При этом происходит распределение топлива по цилиндрам.
Регулирование величины подачи топлива осуществляется автоматически с помощью механического или электронного устройств. Механический регулятор включает центробежную муфту с грузами, которая через систему рычагов воздействует на дозатор, изменяющий величину топливоподачи. Электронный регулятор представляет собой электромагнитный клапан.
Регулирование величины опережения впрыска топлива в распределительном насосе производится путем поворота неподвижного кольца на определенный угол.
Рабочий процесс распределительного насоса включает впуск топлива в надплунжерное пространство, нагнетание и распределение в соответствующие цилиндры.
1. Лопастной подкачивающий насос 2. Датчик угла поворота 3. Кулачковая обойма 4. Плунжер 5. Вал распределителя 6. Распределительная головка 7. Блок управления 8. Электромагнитный клапан дозирования топлива 9. Дроссель нагнетательного клапана 10. Клапан управления опережением впрыска 11. Ролик 12. Муфта опережения впрыска 13. Шток привода кулачковой обоймы 14. Приводной вал
Рисунок 5-Устройство распределительного насоса роторного типа
В распределительном насосе роторного типа нагнетание и распределение топлива по цилиндрам осуществляются разными устройствами плунжером и распределительной головкой. Нагнетание топлива производится с помощью двух противолежащих плунжеров, расположенных на распределительном валу. Плунжеры через ролики обегают профиль кулачковой обоймы и совершают возвратно-поступательное движение.
При движении плунжеров навстречу друг другу происходит рост давления топлива, после чего топливо по каналам распределительной головки и нагнетательным клапанам доставляется к форсункам соответствующих цилиндров.
Топливо к плунжеру (плунжерам) подается под небольшим давлением, которое создает топливоподкачивающий насос. В распределительных насосах топливоподкачивающий насос установлен на приводном валу в корпусе насоса. Конструктивно это может быть роторно-лопастной насос, шестеренный насос с внешним или внутренним зацеплением.
Смазка распределительного насоса высокого давления производится дизельным топливом, которое заполняет корпус насоса.
Рисунок 6 - Магистральный топливный насос высокого давления
Магистральный топливный насос высокого давления используется в аккумуляторной системе впрыска топлива Common Rail, где он выполняет функцию нагнетания топлива в топливную рампу. Магистральные ТНВД обеспечивают более высокое давление топлива (в современных системах впрыска порядка 180 МПА и более).
Конструктивно магистральный насос может иметь один, два или три плунжера. Привод плунжеров осуществляется с помощью кулачкового вала или кулачковой шайбы.
1.Приводной кулачковый вал 2. Ролик 3. Плунжерная пружина 4. Плунжер
5. Штуцер напорной магистрали (к топливной рампе)6. выпускной клапан
7. Впускной клапан 8. Электромагнитный клапан дозирования топлива 9. Фильтр тонкой очистки топлива 10. Перепускной клапан 11. Штуцер обратного топливопровода 12. Штуцер впускного топливопровода
Рисунок 7-Устройство магистрального топливного насоса высокого давления
При вращении кулачкового вала (эксцентрика кулачковой шайбы) под действием возвратной пружины плунжер движется вниз. Увеличивается объем компрессионной камеры и уменьшается давление в ней. Под действием разряжения открывается впускной клапан, и топливо поступает в камеру.
Движение плунжера вверх сопровождается ростом давления в камере, впускной клапан закрывается. При определенном давлении открывается выпускной клапан и топливо подается в рампу.
Управление подачей топлива производится в зависимости от потребности двигателя с помощью клапана дозирования топлива. В нормальном положении клапан открыт. По сигналу электронного блока управления клапан закрывается на определенную величину, тем самым регулируется количество поступающего в компрессионную камеру топлива.
Дата добавления: 2015-09-05; просмотров: 134 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| История создания дизельного двигателя | | | Правила эксплуатации приборов топливной аппаратуры дизельного двигателя |