Устройство и работа тнвд: ТНВД — что это? Принцип работы

Содержание

ТНВД — что это? Принцип работы

ТНВД представляет собой один из ключевых узлов двигателя транспортного средства. Его важность показывает сравнение с сердечной мышцей в организме человека, задачей которой выступает обеспечение циркуляции крови по телу. Назначение ТНВД аналогично, с той лишь разницей, что он отвечает за перемещение горючего по топливной системе.

 

Определение

 

ТНВД или топливный насос высокого давления – это сложный с конструктивной и технологической точек зрения узел системы подачи топлива в дизельном или бензиновом двигателе. Английское название устройства — injection pump. Основными функциями ТНВД выступают такие:

  • подача горючего к форсункам с одновременным нагнетанием давления;
  • дозирование топлива в зависимости от выбранного водителем режима эксплуатации;
  • определение оптимальной периодичности впрыска топлива в цилиндры двигателя.

Ключевым отличием топливного насоса высокого давления от выполняющего в целом аналогичные функции карбюратора выступает впрыск четко дозированного количества горючего в камеры внутреннего сгорания двигателя. Это достигается установлением непосредственной связи с коленчатым валом, что позволяет при разгоне автомобиля увеличивать порцию подаваемой топливно-воздушной смеси, а при уменьшении оборотов – снижать объем впрыскиваемого горючего. Как следствие – уменьшается расход топлива и обеспечивается более высокий КПД работы двигателя, что и выступает главным достоинством ТНВД.

 

История разработки и совершенствования

 

Разработчиком ТНВД считается Роберт Бош. Активное использование рассматриваемой разновидности топливного насоса на легковых автомобилях началось во второй половине 30-х годов прошлого века.

Изначально топливный насос высокого давления предназначался исключительно для дизельных двигателей. Однако, в настоящее время ТНВД применяется и для бензиновых агрегатов, оборудованных инжекторной системой, обеспечивающей впрыскивание топлива непрямую в цилиндры.

Постоянный рост требований в части охраны труда и соблюдения экологических стандартов объясняет еще одно важное направление улучшения ТНВД. В современных условиях произошло вытеснение механических топливных насосов устройствами, оснащенными электронной регулировкой подачи горючего. Второй вариант системы впрыска топлива намного экономичнее и сводит к минимуму количество вредных выбросов в атмосферу.

 

Устройство

 

Различают несколько видов топливных насосов высокого давления. Несмотря на существенные конструктивные различия, основным рабочим узлом ТНВД является так называемая плунжерная пара. Основной ее задачей является нагнетание давления в топливной системе.

Устройство плунжерной пары включает две детали – поршень или плунжер, давший название рабочему узлу, и втулка или гильза. Принцип работы устройства основан на возвратно-поступательном движении, которое плунжер осуществляет внутри втулки. При этом каналы и клапаны, расположенные внутри ТНВД обеспечивают подачу горючего в полость, размещенную над плунжером, а также его отвод после сжатия и нагнетания давления.

Узел может эффективно работать только при обеспечении высокого уровня герметичности. Для этого рабочие поверхности и поршня, и втулки тщательно обрабатываются, что дало еще одно название плунжерной пары – прецизионная, то есть высокоточная. Еще одно обязательное требование к поршню и втулке – изготовление из крайне прочных марок стали, способной выдержать серьезные нагрузки.

Наличие других конструктивных элементов, деталей и узлов топливного насоса высокого давления зависит от конкретной разновидности устройства. Конструкция наиболее простого и широко распространенного рядного ТНВД предусматривает присутствие следующих деталей:

  • плунжерная пара, подробно описанная выше;
  • специальные канавки, назначение которых – подача горючего к плунжерной паре;
  • кулачковый вал, оснащенный центробежной муфтой, который вращается при помощи ремня ГРМ;
  • толкатели плунжера, передающие энергию, поступающую от кулачкового вала;
  • пружины, предназначенные для возврата плунжера в исходное положение;
  • нагнетательные клапаны, обеспечивающие движение топлива в нужном для эксплуатации двигателя направлении;
  • зубчатые рейки, штуцеры и так называемый всережимный регулятор, активируемый педалью газа.

Некоторые особенности других разновидностей ТНВД описываются ниже. Но независимо от различий в конструкции, принцип работы любых топливных насосов высокого давления примерно одинаков.

 

Принцип работы

 

Схема работы рассматриваемой модели топливного насоса напоминает эксплуатацию двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Она включает в себя несколько последовательно реализуемых этапов:

  1. Вращение кулачкового вала с оказанием давления на толкатели плунжера.
  2. Перемещение поршня по втулке.
  3. Увеличение давления топлива, в результате которого открываются нагнетательные клапаны.
  4. Поступление горючего к форсункам через открытые клапаны.

Важной особенностью ТНВД выступает попадание в форсунки не всей топливно-воздушной смеси, а только четко определенной дозы. Оставшееся топливо через специальные сливные клапаны возвращается в систему. Наличие центробежной муфты обеспечивает поступление горючего в нужный момент, а присутствие в конструкции всережимного регулятора обеспечивает точное определение необходимого объема смеси. В результате одновременной работы всех узлов топливного насоса высокого давления удается добиться продуктивной работы двигателя при минимально возможном расходе топлива.

Дальнейшего увеличения КПД двигателей, оснащенных ТНВД, позволяет добиться использование электронных систем управления работой топливного насоса. Современные высокоточные датчики контролируют все ключевые параметры системы, к числу которых относятся:

  • изменение положения педали газа;
  • количество оборотов распределительного вала;
  • уровень температуры охлаждающей жидкости;
  • скорость транспортного средства;
  • уровень давления в системе наддува воздуха;
  • изменение положения иглы форсунки и т.д.

Дополнительный плюс ТНВД с электронным блоком контроля и управления – наличие эффективных программ самодиагностики системы. Они позволяют быстро выявлять возникшие проблемы и обеспечивают работу двигателя даже в случае отказа отдельных узлов или деталей.

Классификация

Для классификации ТНВД применяется несколько признаков. По принципу работы различают топливные насосы непосредственного действия и системы, предусматривающие аккумуляторный впрыск. Первая разновидность также делится на два типа – с механическим и пневматическим приводом. Она обеспечивает одновременное осуществление процессов нагнетания давления и впрыска, а потому проще и намного чаще применяется на практике.

Вторая разновидность – топливный насос с гидроаккумулятором – разделяет выполнение накачки топливно-воздушной смеси и ее впрыска в форсунки. Сначала горючее собирается в специальном хранилище, который и называется аккумулятором, после чего передается для сжигания. В результате повышается эффективность работы двигателя, но при этом заметно усложняется конструкция ТНВД. Последний аргумент стал главной причиной того, что насосы с гидроаккумулятором не относятся к числу популярных.

Второй классифицирующий признак – конструктивные особенности насоса. В соответствии с ними принято различать три типа ТНВД:

  1. Рядные. Наиболее простая и надежная конструкция, предусматривающая наличие нескольких ниш или секций, каждая из которых предназначена для подачи топлива в одну форсунку двигателя. При этом плунжерные пары размещаются в ряд, что и дало название агрегату. Сегодня такая разновидность ТНВД применяется исключительно на грузовых автомобилях, что объясняется надежностью и низким уровнем требований к качеству топлива. Однако, из-за больших габаритов и невысокого, по сравнению с альтернативными вариантами, КПД, установка на легковые авто прекращена в 2000 году.
  2. Распределительные. Данная разновидность насоса предполагает наличие одного или двух плунжеров, количество которых определяется объемом двигателя. Благодаря особенностям конструкции, этого оказывается вполне достаточно для обслуживания цилиндров, число которых варьируется в пределах от 4 до 12. В результате, достигается уменьшение массы и размеров ТНВД, что позволяет использование на двигателях легковых авто. Основной минус – сравнительная недолговечность насосов распределительного типа.
  3. Магистральные. ТНВД этого типа предусматривает систему подачи топлива Common Rail, которая стала в последние годы одной из наиболее востребованных. Главная особенность – накапливание топлива перед поступлением к форсункам в специальной рампе. Основное достоинство магистральных ТНВД – высокий уровень давления (свыше 180 МПа), благодаря которому достигается более эффективное сжигание горючего, обеспечивающее рост КПД при снижении расхода топлива.

 

Частые неисправности

 

Несмотря на достаточно серьезные конструктивные различия между разновидностями топливных насосов высокого давления, их эксплуатация сопровождается необходимостью выполнение ряда обязательных требований. Первое и главное из них – использование топлива, соответствующего характеристикам конкретной модели насоса.

Второе необходимое условие – своевременное и регулярное техническое обслуживание агрегата. Третье требование – применение в процессе эксплуатации качественных смазочных материалов.

Невыполнение любого из перечисленных условий приводит к необходимости дорогостоящего и весьма трудоемкого ремонта, что связано со сложностью конструкции ТНВД и, как следствие, большим объемом работ по снятию плунжерной пары или других пришедших в негодность деталей. Наиболее частыми неисправностями топливного насоса высокого давления являются:

  • увеличение количества образуемого в ходе выхлопа дыма;
  • повышенный расход топлива;
  • снижение мощности двигателя;
  • возникновение посторонних шумов;
  • трудности с запуском двигателя;
  • скачки такого важного показателя, как количество оборотов.

Несмотря на внушительный перечень возможных неисправностей, необходимо отметить, что качественно изготовленный ТНВД при грамотной эксплуатации является надежным и долговечным устройством. Следование приведенным выше рекомендациям и правильное использование топливного насоса гарантирует экономичную и эффективную работу двигателя в течение всего нормативного срока службы.

виды топливных насосов высокого давления, и принцип работы топливного насоса

Топливный насос высокого давления имеющий сокращенную аббревиатуру (ТНВД) выполняет следующие основные функции:

— подает топливо под высоким давлением в топливную систему ДВС;

— регулирует моменты впрыска топлива.

Топливный насос относится к наиболее важным устройствам, как бензиновых, так и дизельных двигателей.

ТНВД обычно применяются в дизельных двигателях. В бензиновых двигателях применение ТНВД нецелесообразно, ввиду того, что в нем не требуются такие высокие давления, как в дизельном двигателе.

Можно выделить следующие

основные конструктивные элементы топливного насоса:
  1. Плунжер (поршень) + Цилиндр (втулка) = Плунжерная система (пара)

Плунжерная система изготавливается из высокопрочной стали на высокотехнологическом оборудовании (станках), в связи с необходимостью высокой точности.

Всего один завод на все пост Советское пространство изготавливал плунжерные пары. Изготовление плунжерных пар сегодня происходит таким образом.

Если внимательно изучить процесс производства плунжерных пар, то отчетливо видно, что огромное значение уделяют прецизионному сопряжению (зазор между плунжерной парой). Плунжер плавно входит в цилиндр под действием собственного веса.

Как изначально упоминалось, топливный насос служит не только для подачи топлива в топливную систему, но и подает его к форсункам на каждый цилиндр на бензиновом двигателе.

Форсунки являются связующим звеном этой цепи и соединяются с насосом специальными трубопроводами. Для эффективного впрыска топлива форсунки соединяются с нижней распылительной частью с специальными отверстиями для увеличения эффективности впрыска топлива с дальнейшим воспламенением. Момент впрыска топливной смеси в камеру сгорания регулируется углом опережения зажигания.

Типы топливных насосов

Существует три основных типа ТНВД, которые мы с вами рассмотрим:

  1. распределительный;
  2. рядный
  3. магистральный.

Рядный ТНВД

Рядный топливный насос высокого давления оснащен плунжерными парами, которые располагаются друг с другом. Их количество зависит от количества рабочих цилиндров двигателя и соответствует ему. Одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива только для одного цилиндра.

Пары устанавливаются в корпусе насоса, в котором имеются каналы входа и выхода. Плунжер приводится в работу при помощи кулачкового вала, который имеет привод от коленчатого вала.

 

При вращении кулачкового вала топливного насоса, кулачки воздействуют на толкатели плунжеров приводя их в движении внутри втулок насоса. Вследствие впускные и выпускные отверстия начинают последовательно открываться и закрываться. Когда плунжер движется вверх во втулке создается давление, которое приводит к открытию нагнетательного клапана, через который топливо подается к форсунке по топливопроводу. 

Момент подачи топлива регулируется специальным устройством (муфтой центробежного типа). Работа муфты центробежного типа основана на перемещении грузиков под действием центробежной силы.

Центробежная сила изменяется по мере роста (или уменьшения) величины оборотов коленчатого вала двигателя, вследствие чего грузики расходятся к внешним краям муфты, либо сближаются к оси. Происходит смещение кулачкового вала относительно привода, что приводит к изменению работы плунжеров.

Когда обороты коленчатого вала увеличиваются – происходит ранний впрыск топлива, когда уменьшаются – поздний впрыск топлива.

Рядные топливные насосы зарекомендовали себя своей надежностью. Они совсем не привередливы к качеству топлива и смазка ТНВД осуществляется обычным моторным маслом.

Недостатки рядных топливных насосов высокого давления – их размер.

Распределительный ТНВД

Распределительный ТНВД включает в себя один или два плунжера, что зависит от объема двигателя.

 

И эти один или два плунжера работают на все цилиндры двигателя. Таким образом удалось не только обеспечить более равномерную подачу топлива, но и уменьшить габариты топливного насоса высокого давления. Недостатки распределительных ТНВД в их надежности и долговечности.

 

Распределительные ТНВД имеют различные типы привода:

  1. торцевой привод;
  2. внутренний привод;
  3. внешний привод;

Наиболее эффективными себя показали торцевые и внутренние приводы ТНВД, с меньшей нагрузкой.

Кстати, такие импортные насосы, как Bosch, оснащены именно торцевым и внутренним приводом, а внешний привод имеют насосы отечественного производства.

 

Основным элементом в торцевом приводе Bosch является распределительный плунжер, который создает давление и распределяет горючую смесь по цилиндрам. Плунжер распределитель при этом совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

Плунжер совершает возвратно-поступательно движение одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая обегает кольцо. Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в начальное положение осуществляется с помощью возвратного механизма.  

Именно вращательное движение плунжера, что приводится от приводного вала, способствует распределению топлива в цилиндрах. Величина подачи топлива обеспечивается с помощью электромагнитного клапана или центробежной муфты.

Работа насоса ТНВД

Работа насоса состоит из нескольких этапов:

  1. Закачка порции топлива в надплунжерное пространство;
  2. Нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам.
  3. Возвращение плунжера в исходное положение. Повторение цикла работы.
Внутренний кулачковый привод ТНВД

Такой привод топливных насосов применяется в распределительных ТНВД роторного типа, например,  Bosch VR, Lucas DPC. В данном типе ТНВД распределение горючей смеси происходит за счет плунжера и распределительной головки.

 

Распределительный вал оснащается двумя плунжерами, расположенными друг напротив друга, которые нагнетают топливо. Тем выше давление в насосе, чем меньше расстояние между плунжерами. По мере возрастания давления топливо поступает к форсункам через нагнетательные клапана.

Магистральный ТНВД

Магистральный ТНВД используется в известной системе подачи топлива Common Rail. Работа магистрального ТНВД заключается в накапливании топлива в топливной рампе, затем подается на форсунки. Давление в магистральном топливном насосе высокого давления составляет примерно 180 Мпа.

 

Магистральный насос бывает одно-, двух- или трех плунжерным.  Приводится магистральный ТНВД от кулачкового вала.

Когда кулачки воздействуют на плунжер, тот перемещается вниз, происходит расширение компрессионной камеры, давление падает и создается разряжение, которое приводит к открытию впускного клапана, и топливо начинает поступать.

Когда плунжер подымается – давление растет и клапан закрывается. Когда давление достигает необходимой отметки, топливо  через выпускной клапан нагнетается в топливную рампу.

Процесс подачи топлива в магистральном ТНВД регулируется дозирующим топливным клапаном, открытие и закрытие, которого осуществляется с помощью электроники.

Устройство и принцип действия ТНВД механического типа

Стандартные рядные ТНВД

Рядные ТНВД относятся к классической аппарату ре впрыскивания дизельного топлива. Эти надежные агрегаты используются на дизелях с 1927 г. Рядные ТНВД устанавливаются на стационарные дизели, на двигатели грузовых автомобилей, строительных и сельскохозяйственных машин. Они позволяют получать высокие цилиндровые мощности у двигателей с числом цилиндров от 2 до 12. В сочетании с регуляторами частоты вращения коленчатого вала, устройствами для изменения угла опережения впрыскивания и различными дополнительными механизмами они обеспечивают потреби гелю возможность широкого выбора режимов эксплуатации. Рядные ТНВД для легковых автомобилей сегодня не производятся. Мощность дизеля существенно зависит от количества впрыскиваемого топлива. Рядный ТНВД всегда должен дозировать количество подаваемого топлива
в соответствии с нагрузкой. Для хорошей подготовки смеси ТНВД должен дозировать топливо максимально точно, впрыскивая его под очень высоким давлением в соответствии с процессом сгорания. Оптимальное соотношение расхода топлива, уровней шума работы и эмиссии вредных веществ в ОГ требует точности порядка 1° угла поворота коленчатого вала по моменту начала
впрыскивания. Для управления моментом начала впрыскивания и компенсации времени на проход волны давления топлива через подводящую магистраль в стандартном рядном ТНВД используется муфта 3 опережения впрыскивания см. на рис. ниже, которая с увеличением частоты вращения коленчатого вала изменяет момент начала подачи топлива в направлении «раньше». В особых случаях предусмотрено управление опережением впрыскивания в зависимости от нагрузки на двигатель. Нагрузка и частота вращения коленчатого вала регулируются изменением величины цикловой подачи топлива. Рядные ТНВД делятся на два типа: стандартные и с дополнительной втулкой.

  1. Дизель
  2. Стандартный рядный ТНВД
  3. Муфта опережения впрыскивания
  4. Топливоподкачивающий насос
  5. Регулятор частоты вращения коленчатого вала
  6. Установочный рычаг с тягой от педали газа
  7. Ограничитель полной подачи, зависимый от давления наддува
  8. Фильтр тонкой очистки топлива
  9. Магистраль высокого давления
  10. Форсунка о сборе
  11. Магистраль обратного слива топлива 

Конструкция и принцип действия

Рядные ТНВД серии РЕ имеют собственный кулачковый вал 14, который установлен в алюминиевом корпусе. Он
соединяется с двигателем либо непосредственно, либо через соединительный узел и муфту опережения впрыскивания.
Количество кулачков на кулачковом валу TНВД соответствует числу цилиндров двигателя. Над каждым кулачком находится роликовый толкатель 13 с тарелкой 12 пружины 11. Тарелка передает усилие от толкателя на плунжер 8, а пружина возвращает его в исходное положение. Гильза 4 плунжера является направляющей, в которой плунжер совершает возвратно-поступательное движение. Сочетание втулки и плунжера образует насосный элемент, или плунжерную пару.

  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

Конструкция плунжерной пары

Плунжерная пара состоит из плунжера 9 и гильзы 8. Гильза имеет один или два подводящих канала (при двух каналах один из них выполняет функции подводящего и перепускного), которые соединяют полость всасывания с камерой высокого давления плунжерной пары. Над плунжерной парой находится штуцер 5 с посадочным конусом 7 нагнетательного клапана. Двигающаяся в корпусе TНВД рейка 10 вращает зубчатый сектор 2, управляя тем самым регулирующей втулкой 3 плунжера. Перемещение самой рейки определяется регулятором частоты вращения коленчатого вала. Это позволяет точно дозировать величину цикловой подачи. Полный ход плунжера неизменен. Активный ход и связанная с ним величина цикловой подачи могут изменяться поворотом плунжера, который совершается при помощи регулирующей втулки.

  1. Полость всасывания
  2. Зубчатый сектор
  3. Регулирующая втулка плунжера
  4. Боковая крышка
  5. Штуцер нагнетательного клапана
  6. Корпус нагнета тельного клапана
  7. Конус нагнетательного клапана
  8. Гильза плунжера
  9. Плунжер
  10. Рейка ТНВД
  11. Поводок плунжера
  12. Возвратная пружина плунжера
  13. Нижняя тарелка возвратной пружины
  14. Регулировочный винт
  15. Роликовый толкатель
  16. Кулачковый вал ТНВД

 

Плунжер имеет наряду с продольной канавкой 2 еще и спиральную канавку 7. Получаемая таким образом косая кромка на поверхности плунжера называется регулирующей кромкой 6. Если величина давления впрыскивания не превышает 600 бар, то достаточно одной регулирующей кромки, для больших значений давления впрыскивания необходим плунжер с двумя регулирующими кромками, отфрезерованными с противоположных сторон плунжера. Их наличие снижает износ плунжерной пары, поскольку плунжер с одной регулирующей кромкой под давлением прижимается к одной стороне гильзы, увеличивая ее выработку.В гильзе плунжера размещены одно или два отверстия для подвода и обратного слива топлива.
Плунжер притерт к гильзе так плотно, что пара герметична без дополнительных уплотнений даже при очень высоких давлениях и низких частотах вращения коленчатого вала. Из-за этого замене могут подвергаться только комплектные плунжерные пары.
Величина возможной подачи топлива зависит от рабочего объема пары. Максимальное значение давления впрыскивания у форсунки может составлять, в зависимости от конструкции, 400… 1350 бар. Угловой сдвиг кулачков на кулачковом валу гарантирует точное совмещение впрыскивания с фазовым сдвигом процессов по цилиндрам двигателя в соответствии с порядком его работы.

а — гильза с одним подводящим каналом
b — гильза с двумя подводящими каналами

  1. Подводящий канал
  2. Продольная канавка
  3. Гильза плунжера
  4. Плунжер
  5. Перепускном канал
  6. Регулирующая кромка
  7. Спиральная канавка
  8. Кольцевая канавка для смазки

ПЛУНЖЕРНАЯ ПАРА С ПРИВОДОМ

а — НМТ плунжера
б — ВМТ плунжера

  1. Кулачок
  2. Ролик
  3. Роликовый толкатель
  4. Нижняя тарелка возвратной пружины
  5. Возвратная пружина плунжера
  6. Верхняя тарелка возвратной пружины
  7. Регулирующая втулка плунжера
  8. Плунжер
  9. гильза плунжера 

Принцип действия плунжерной пары

(последовательность фаз)
Вращение кулачкового вала ТНВД преобразуется непосредственно в возвратно-поступательное движение роликового толкателя, приводящего в действие плунжер Движение плунжера в направлении к его ВМТ называется ходом нагнетания.
Возвратная пружина возвращает плунжер к его НМТ. Пружина рассчитана так, что даже при максимальных частотах
вращения кулачкового вала ТНВД ролик не отходит от кулачка; отскок и вместе с ним удар ролика по кулачку при длительной эксплуатации привели бы к разрушению поверхностей кулачка или ролика. Плунжерная пара работает по принципу перетока топлива с управлением регулирующей кромкой 5. Этот принцип используется в рядных ТНВД серии РЕ и индивидуальных ТНВД серии PF. В НМТ плунжера подводящий канал 2 гильзы 3 и канал 6 слива топлива открыты. Благодаря им топливо может перетекать под давлением подкачки из полости впуска в камеру 1 высокого давления. При движении вверх плунжер закрывает отверстие подводящего канала своим верхним торцом. Этот ход плунжера называется предварительным. При дальнейшем движении плунжера вверх давление
растет, что приводит к открытию нагнетательного клапана над плунжерной парой. При применении нагнетательного клапана постоянного объема плунжер дополнительно совершает втягивающий ход. После открытия нагнетательного клапана топливо во время активного хода через магистраль высокого давления направляется к форсунке, которая впрыскивает точно дозируемое количество топлива в камеру сгорания двигателя. Когда регулирующая кромка плунжера открывает перепускной канал, активный ход плунжера завершается. С этого момента топливо в форсунку не нагнетается, поскольку во время остаточного хода оно через продольную и спиральную канавки из камеры высокого давления направляется в перепускной канал. Давление в плунжерной паре при этом падает. По достижении ВМТ плунжер меняет направление своего движения на противоположное. Топливо при этом через спиральную и продольную канавки поступает обратно из перепускного канала в камеру высокого давления. Это происходит до тех пор, пока регулирующая
кромка вновь не перекроет перепускной канал. При продолжении обратного хода плунжера над ним возникает область низкого давления. С освобождением подводящего канала верхним торцом плунжера топливо вновь поступает в камеру высокого давления. Цикл начинается снова.

Последовательность работы плунжерной пары

  1. Камера высокого давления
  2. Подводящий канал
  3. Гильза плунжера
  4. Плунжер
  5. Регулирующая кромка
  6. Перепускной капал А полный ход плунжера

Регулирование цикловой подачи

Величину цикловой подачи топлива можно регулировать изменением активного хода кромки. Для этого рейка 5 через регулирующую втулку плунжера поворачивает сам плунжер 3 таким образом, что регулирующая кромка 4 может изменять момент конца нагнетания и
вместе с тем величину цикловой подачи (регулирование по концу впрыскивания). В крайнем положении, соответствующем нулевой подаче (а), продольная канавка находится непосредственно перед перепускным каналом. Вследствие этого давление в камере высокого давления плунжерной пары во время всего хода плунжера равняется давлению в полости всасывания и нагнетания топлива не происходит. В это положение плунжер приводится, если двигатель должен быть остановлен. При средней подаче (Ь) плунжер устанавливается в промежуточное положение (по регулирующей кромке). Полная подача (с) становится возможной только при установке максимального активного хода плунжера. Передача движения от рейки на плунжер может производиться либо через
зубчатую рейку на зубчатый сектор , закрепленный на регулирующей втулке плунжера либо через рейку с направляющими шлицами на штифт или сферическую головку на регулирующей втулке плунжера .

а — нулевая подача
b — средняя подача 
с — полная подача

  1. Гильза плунжера
  2. Подводящий канал
  3. Плунжер
  4. Регулирующая кромка плунжера
  5. Рейка ТНВД

Топливный насос высокого давления (ТНВД): виды, устройство, принцип работы

Топливный насос (сокращенно ТНВД) предназначен для выполнения следующих функций —  подачи горючей смеси под высоким давлением в топливную систему ДВС, а также регулирования его впрыска в определенные моменты. Именно поэтому топливный насос считается наиболее важным устройством для дизельных и бензиновых двигателей.

Преимущественно ТНВД применяются, конечно же, в дизельных двигателях. А в бензиновых двигателях ТНВД встречаются лишь в тех агрегатах, на которых используется система непосредственного впрыска топлива. При этом насос в бензиновом двигателе работает куда с меньшей нагрузкой, поскольку такое высокое давление, как в дизеле не требуется.

Основные конструктивные элементы топливного насоса — плунжер (поршень) и цилиндр (втулка) малого размера, которые объединяются в единую плунжерную систему (пару), изготовленную из высокопрочной стали с большой точностью.

На самом деле изготовление плунжерной пары довольно трудная задача, требующая специальных высокоточных станков. На весь Советский союз был, если не изменяет память, всего один завод, на котором изготавливались плунжерные пары.

Как делают плунжерные пары в нашей стране сегодня можно увидеть в этом видео:

Между плунжерной парой предусматривается очень маленький зазор, так называемое прецизионное сопряжение. Это отлично показано в видео, когда плунжер очень плавно, с зависанием под действием собственного веса входит в цилиндр.

Итак, как мы уже сказали ранее, топливный насос применяется не только для своевременной подачи горючей смеси в топливную систему, но и для распределения его через форсунки в цилиндры в соответствии с типом двигателя.

Форсунки – связующее звено в этой цепи, поэтому они соединены с насосом трубопроводами. С камерой сгорания форсунки соединяются нижней распылительной частью, оснащенной небольшими отверстиями для эффективного впрыска топлива с дальнейшим его воспламенением.  Определить точный момент впрыска ТС в камеру сгорания позволяет угол опережения.

Типы топливных насосов

В зависимости от особенностей конструкции различают три основных типа ТНВД – распределительный, рядный, магистральный.

Рядный ТНВД

Этот тип топливного насоса высокого давления оснащается плунжерными парами, расположенными рядом друг с другом (потому и такое название). Их количество строго соответствует количеству рабочих цилиндров двигателя.

Таким образом, одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива в один цилиндр.

Пары устанавливаются в насосном корпусе, в котором предусмотрены каналы входа и выхода. Запускается плунжер при помощи кулачкового вала, соединенного, в свою очередь, с коленвалом, от которого и передается вращение.

Кулачковый вал насоса, при вращении кулачками воздействует на толкатели плунжеров, заставляя их двигаться внутри втулок насоса. При этом поочередно открываются и закрываются впускные и выпускные отверстия. При движении плунжера вверх по втулке создается давление, необходимое для открывания нагнетательного клапана, через который топливо под давлением направляется по топливопроводу к определенной форсунке.

Момент подачи топлива и регулировка его количества, необходимого в конкретный момент времени может осуществляться либо с помощью механического устройства, либо с помощью электроники. Такая регулировка нужна для корректировки подачи топлива в цилиндры двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала (оборотов двигателя).

Механическое управление обеспечивается за счет использования специальной муфты центробежного типа, которая закреплена на кулачковом валу. Принцип действия такой муфты заключен в грузиках, которые находятся внутри муфты и имеют возможность перемещаться под действием центробежной силы.

Центробежная сила изменяется с ростом (или уменьшением) величины оборотов двигателя, благодаря чему грузики либо расходятся к внешним краям муфты, либо снова сближаются к оси. Это приводит к смещению кулачкового вала относительно привода из-за чего и изменяется режим работы плунжеров и, соответственно, при увеличении частоты вращения коленвала двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, а поздний, как вы догадались, при снижении оборотов.

Рядные топливные насосы весьма надежны. Их смазка осуществляется моторным маслом, поступающим из системы смазки двигателя. Они совершенно не привередливы к качеству топлива. На сегодняшний день применение таких насосов из-за их громоздкости ограничено грузовыми автомобилями средней и большой грузоподъемности. Примерно до 2000 года они применялись и на легковых дизельных моторах.

Распределительный ТНВД

В отличие от рядного насоса высокого давления, у распределительного ТНВД может быть либо один, либо два плунжера в зависимости от объема двигателя и, соответственно, необходимого объема топлива.

И эти один или два плунжера обслуживают все цилиндры двигателя, которых может быть и 4, и 6, и 8, и 12. Благодаря своей конструкции, в сравнении с рядными ТНВД, распределительный насос более компактен и меньше весит, и при этом способен обеспечить более равномерную подачу топлива.

К основному недостатку данного типа насосов можно отнести их относительную недолговечность. Распределительные насосы устанавливаются только в легковые автомобили.

Распределительный ТНВД может оснащаться различными типами приводов плунжера. Все эти типы привода являются кулачковыми и бывают: торцевыми, внутренними, внешними.

Наиболее эффективными считаются торцевые и внутренние приводы, которые лишены нагрузок, создаваемых давлением топлива на приводной вал, вследствие чего они служат несколько дольше, нежели насосы с внешним кулачковым приводом.

Кстати, стоит отметить, что импортные насосы фирм Bosch и Lucas, наиболее часто использующиеся в автомобилестроении оснащены именно торцевым и внутренним приводом, а внешний привод имеют насосы серии НД отечественного производства.

Торцевой кулачковый привод

В этом типе привода, используемом в насосах Bosch VE, основным элементом является распределительный плунжер, предназначенный для создания давления и распределения топлива в топливных цилиндрах. При этом плунжер-распределитель совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

Возвратно-поступательное перемещение плунжера осуществляется одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая, опираясь на ролики, перемещается вдоль неподвижного кольца по радиусу, то есть, как бы обегает его.

Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в исходное состояние осуществляется благодаря пружинному механизму.

Распределение топлива в цилиндрах происходит за счет того, что приводной вал обеспечивает вращательные движения плунжера.

Величина подачи топлива может быть обеспечена с помощью электронного (электромагнитный клапан) или механического (центробежная муфта) устройства. Регулировка осуществляется за счет поворота на определенный угол неподвижного (не вращающегося), регулировочного кольца.

Цикл работы насоса состоит из следующих стадий: закачка порции топлива в надплунжерное пространство, нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам. Затем плунжер возвращается в исходное положение и цикл повторяется заново.

Внутренний кулачковый привод

Внутренний привод применяется в распределительных ТНВД роторного типа, например, в насосах Bosch VR, Lucas DPS, Lucas DPC. В таком типе насоса подача и распределение топлива осуществляется посредством двух устройств: плунжера и распределительной головки.

Распределительный вал оснащается двумя противоположно-расположенными плунжерами, которые обеспечивают процесс нагнетания топлива, чем меньше расстояние между ними, тем выше давление топлива. После нагнетания давления топливо устремляется к форсункам по каналам распредголовки через нагнетательные клапана.

Подачу топлива к плунжерам обеспечивает специальный подкачивающий насос, который может отличаться в зависимости от типа своей конструкции. Это может быть либо шестеренчатый насос, либо роторно-лопастной. Подкачивающий насос находится в корпусе насоса и приводится в действие приводным валом. Собственно, он прямо на этом валу и установлен.

Распределительный насос с внешним приводом рассматривать не будем, поскольку, скорее всего, их звезда близка к закату.

Магистральный ТНВД

Такой вид топливного насоса применяется системе подачи топлива Common Rail, в которой топливо перед тем, как поступить к форсункам сначала накапливается в топливной рампе. Магистральный насос способен обеспечить высокую подачу топлива — свыше 180 МПа.

Магистральный насос может быть одно-, двух- или трехплунжерным. Привод плунжера обеспечивается кулачковой шайбой или валом (тоже кулачковым, разумеется), которые в насосе совершают вращательные движения, проще говоря, крутятся.

При этом в определенном положении кулачков, под действием пружины плунжер перемещается вниз. В этот момент происходит расширение компрессионной камеры, за счет чего в ней снижается давление и образуется разряжение, которое заставляет открыться впускной клапан, через который топливо проходит в камеру.

Поднятие плунжера сопровождается увеличением внутрикамерного давления и закрытием клапана впуска. При достижении давления, на который настроен насос, открывается выпускной клапан, через который топливо нагнетается в рампу.

В магистральном насосе управление процессом подачи топлива реализуется дозирующим топливным клапаном (который приоткрывается или закрывается на необходимую величину) при помощи электроники.

ТНВД Камаз: устройство, принцип работы и ремонт — Информация — Статьи

ТНВД – это Топливный Насос Высокого Давления. Ставиться он на дизельные двигатели и предназначен для подачи топлива в топливную систему под высоким давлением, для наилучшего сгорания его в цилиндрах.


Устройство ТНВД

Рис.1 — Подробная схема всех элементов топливного насоса для автомобилей Камаз с двигателем 740.

Принцип работы

Из бака, через фильтр грубой очистки, с помощью топливного насоса низкого давления топливо, по топливопроводу, поступает сначала в фильтр тонкой очистки, а потом на вход в ТНВД. От коленвала двигателя передается крутящий момент на топливный насос, а точнее на кулачковый вал, который в свою очередь приводит в действие толкатели. Толкатели давят на пружины, которые поднимают плунжер. Плунжер закрывает впускной клапан, топливо подается на форсунки, которые распыляют его уже в цилиндрах. Кулачковый вал, проварачиваясь дальше опускает плунжер, открывая, тем самым, поступление топлива в ТНВД и процесс повторяется.

Вроде бы ничего сложно, однако, это не совсем так. Любой ТНВД это очень сложный механизм, основой которого являются плунжерные пары. Их изготавливают с очень высокой точностью. Одна такая пара состоит из цилиндра и поршня, который, перемещаюсь и создает высокое давление в системе.

ТНВД двигателя Камаз 740 представляет собой V-образное устройство, в каждой половине которого находится по 4 плунжерные пары. Внизу корпуса насоса находится кулачковый вал, на который от коленвала и передается крутящий момент. Кулачки на валу передают поступательные движения на поршни каждой пары. Работа поршней ТНВД строго синхронизирована с работой поршней самого двигателя с помощью пружинных толкателей.

В конструкции каждой плунжерной пары есть несколько клапанов, как впускных так и выпускных и специальных канавок для отвода лишнего топлива. За направлениями потока топлива отвечают специальные автоматически клапанные механизмы.

Возможные неисправности в работе ТНВД и их ремонт

В топливном насосе двигателя Камаз 740 высокое давление создается за счет очень плотного прилегания поршня в цилиндре плунжерной пары. В случае какого либо нарушения этой плотности в топливной системе падает давление и двигатель вообще может не запуститься или работать не ровно, с перебоями. Длительную и безаварийную работы ТНВД в первую очередь обеспечивает качественное дизельное топливо. Для дизельных моторов это одно из главных условий успешной эксплуатации. Внимательно отнеситесь к выбору АЗС, на которой заправляетесь.

Для того, чтобы двигатель КАМАЗ и ТНВД работали исправно и долго своевременно проводите все необходимые регламентные работы по их техническому обслуживанию, а особое внимание стоит уделить замене топливных фильтров, как грубой, так и тонкой очистки. Старайтесь покупать оригинальные расходные материалы у официальных дилеров или в авторизированных сервисных центрах.

Как и у любого механизма у ТНВД есть свой ресурс, который он в любом случае со временем выработает. Но инженеры Камаза разработали ремонтопригодный агрегат, который можно восстановить, заменив изношенные детали. Но ремонтировать топливный насос высокого давления стоит на специализированных станциях, которые оборудованы стендом проверки топливной системы под давлением. Такое оборудование поможет выявить как явные, так и скрытые неисправности. После проведения ремонта ТНВД должен пройти ряд стендовых испытаний и точную настройку вместе топливными форсунками.

Основные причины выхода ТНВД из строя

  • Вода в топливной системе. Причин появления воды в системе может быть несколько: некачественный или изношенный топливный фильтр; большой процент воды в дизельном топливе; нарушение герметичности топливопровода из-за чего образуется конденсат внутри на трубках.
  • Механические примеси в топливе. Примеси могут появляться опять же из-за плохих топливных фильтров. Так же рекомендуется периодически проводить очистку топливного бака от образований парафина и т.п. отложений.
  • Плохие смазывающие качества дизельного топлива. Причина этого может скрывать в применение не сертифицированных присадок. Не поддавайтесь рекламе и не добавляйте в топливо ничего лишнего, чего не рекомендует производитель.
  • Не герметичный топливопровод. В этом случае идет постоянный подсос воздуха в систему, повышающий коэффициент трения в плунжерных парах, что приводит к их быстрому износу.

Самые часто встречающиеся неисправности

  • Неравномерная подача топлива. Причина скорее всего кроется в поврежденной плунжерной паре. Так же рекомендуется проверить клапаны топливного насоса, а также работу форсунок.
  • Повышенный расход топлива. Причина банальна – повреждения топливопровода.
  • Запаздывает впрыск. Проблема может скрываться в регулировочном болте толкателя или в поврежденном кулачковом вале.

Видео, подробно описывающее работу топливной систему двигателя Камаз 740.

Регулировка подачи топлива

Как снять ТНВД

  1. отсоединить тросики ручного управления рычагом остановки двигателя и рычагом управления регулятором,
  2. снимите тягу управления подачей топлива,
  3. отсоедините все трубопроводы подвода топлива к насосу, отводящий и дренажный трубопроводы и трубопровод от фильтра тонкой очистки топлива,
  4. отсоедините трубку для подвода масла к насосу и, масло отводящую трубку,
  5. выкрутите стяжной болт переднего фланца ведущей полумуфты и два болта ведомой полумуфты (для того, чтобы выкручивать болты было удобно нужно провернуть коленвал через люк картера сцепления),
  6. отсоедините топливопроводы факельных свечей,
  7. снимите топливопроводы высокого давления,
  8. отсоедините трубку, которая подводит воздух к рабочему цилиндру вспомогательного тормоза,
  9. открутите четыре болта, которые крепят ТНВД,
  10. снимите собственно сам насос.

Порядок разборки

  • вывернуть винты крепления задней крышки регулятора частоты вращения и снять крышку в сборе с насосом низкого давления;
  • снять автоматическую муфту опережения впрыска топлива, используя приспособление И-801.16.000. Сначала отвернуть гайку 2 (рис. а) крепления муфты. Для этого вставить отвертку 4 в паз гайки и, удерживая муфту 1 от вращения, ключом 3 отвернуть гайку. Затем, вворачивая в муфту съемник 5 (рис. б), снять муфту;

Рис.2 – Снятие муфты

  • распломбировать и вывернуть винты крепления защитных кожухов секций ТНВД и снять кожуха;
  • распломбировать и вывернуть болты крепления верхней крышки регулятора и снять крышку;
  • вынуть ось рычага регулятора и снять рычаг регулятора с рычагом муфты грузов, муфтой, пружиной регулятора и рычагом пружины;
  • снять стопорное кольцо и державку грузов в сборе;
  • вывернуть пробки реек, вынуть втулки реек, затем сами рейки, предварительно расстопорив их;
  • отвернуть гайки крепления секций ТНВД, снять стопорные шайбы штуцеров секций и вынуть секции ТНВД и толкатели плунжеров;
  • расшплинтовать и отвернуть гайки и, используя съемник И-801.26.000, снять эксцентрик привода насоса низкого давления, ведущую шестерню регулятора и промежуточную шестерню;
  • снять второй подшипник с оси промежуточной шестерни;
  • выбить шпонки с носка и хвостовика кулачкового вала, снять крышку заднего подшипника, вынуть кулачковый вал в сборе с подшипниками и снять крышку переднего подшипника;
  • используя съемник И-801.30.000, снять подшипники с кулачкового вала;
  • секции ТНВД и топливоподкачивающий насос низкого давления разобрать в приспособлении И-801.20.000. Для выпрессовки нагнетательного клапана секции ТНВД использовать приспособление И-801.21.000.

Сборка и установка ТНВД после ремонта

Сборка ТНВД, как и положено, проводится в обратном порядке. Чтобы установить подшипники на кулачковый вал используется приспособление И-801.27.000. Свободный ход вала должен быть не больше 0,1 мм, делается это путем подбора регулировочных прокладок под крышку переднего подшипника кулачкового вала.

Установка ТНВД:

  • проверните коленвал до его положения, которое соответствует началу впрыска топлива в первый цилиндра (фиксатор находится в зацеплении с маховиком), проверьте, чтобы метка I на заднем фланце ведущей полумуфты привода должна быть вверху;
  • установите топливный насос на двигатель, совместив при этом метки II на корпусе насоса и муфте опережения впрыска топлива;
  • затяните болты крепления насоса;

Рис.3 — Порядок затяжки болтов крепления, топливного насоса высокого давления

  • не нарушая взаимного расположения меток, затяните верхний болт ведомой полумуфты привода, переставьте фиксатор в мелкий паз, проверните коленвал на один оборот и затяните второй болт ведомой полумуфты, затяните стяжной болт переднего фланца полумуфты;
  • установите крышку люка картера сцепления;
  • подсоедините трубопроводы высокого давления, маслоподводящую и маслоотводящую трубки, трубку подвода воздуха к пневмоцилиндру вспомогательного тормоза, трубопроводы низкого давления, тягу управления подачей топлива, тросики ручного управления рычагом останова и рычагом управления регулятором.

После установки ТНВД запустите двигатель и болтом отрегулировать минимальную частоту вращения холостого хода, которая не должна превышать 600 об/мин.

За информацию спасибо сайту 24techno-guide.ru

Топливный насос высокого давления. Рядный ТНВД

Примером рядного топливного насоса высокого давления применяемого на легковых автомобилях является насос дизеля Мерседес 190, состоящий из нескольких одинаковых секций. В передней части этого насоса расположен вакуумный насос 14, приводимый в движение эксцентриком 2, расположенным на торце кулачкового вала.

В нижней части  корпуса насоса установлен кулачковый вал, который соединяется со звездочкой привода через муфту опережения впрыска.

На кулачковом валу имеются про­филированные кулачки для каждой насосной секции и эксцентрик для приведения в движение насоса низкого давления, который крепится к привалочной плоскости насоса высокого давления.

Рис. Топливный насос высокого давления Мерседес:
1 – штуцер подключения вакуумного усилителя тормозов; 2 – эксцентрик привода вакуумного насоса; 3 – звездочка приводной цепи; 4 – автоматическая муфта опережения впрыска; 5 – винт установки начала впрыска; 6 – подача топлива; 7 – трубопровод высокого давления; 8 – рычаг перекрытия подачи топлива; 9 – вакуумная камера остановки двигателя; 10 – вакуумная камера увеличения частоты вращения коленчатого вала; 11 – регулятор частоты вращения; 12 – пробка для установки приспособления регулировки начала впрыска; 13 – топливоподкачивающий насос; 14 – вакуумный насос

В перегородке корпуса против каждого кулачка установлены роликовые толкатели 14. Оси роликов своими концами входят в пазы корпуса насоса, предотвращая проворачивание толкателей.

Рис. Секция рядного ТНВД:
1 – зубчатый сектор; 2 – регулирующая поворотная втулка плунжера; 3 – боковая крышка;  4 – штуцер нагнетательного клапана; 5 – корпус нагнетательного клапана; 6 – нагнетательный клапан; 7 – гильза плунжера; 8 – плунжер; 9 – рейка ТНВД; 10 – поводок плунжера; 11 – возвратная пружина плунжера; 12 – нижняя тарелка возвратной пружины; 13 – регулировочный болт; 14 – роликовый толкатель; 15 – кулачковый вал

Насосные секции установлены в верхней части корпуса и крепятся винтами. Основной частью каждой насосной секции является плунжерная пара, состоящая из плунжера 8 и гильзы 7. Плунжерную пару изготовляют из хромомолибденовой стали и подвергают закалке до высокой твердости. После окон­чательной обработки подбором производят сборку плунжеров и гильз так, чтобы обеспечить в соединении зазор, равный 3…5 мкм. Этим достигается  максимальная плотность сопряжения взаимодейст­вующих деталей обеспечивающих давление впрыскивания топлива до 1200 кгс/см2.

Сверху каждой плунжерной пары установлен нагнетательный клапан 6, размещенный в корпусе 5.

При вращении кулачкового вала 15 насоса выступ кулачка набегает на роликовый толкатель 14, который через регулировочный болт воздействует на плунжер 8 и перемещает его вверх. Когда выступ кулачка выходит из-под ролика толкателя, пружина 11, упирающаяся в тарелки, возвращает плунжер в первоначаль­ное положение. Рейка 9 входит в зацепление с зубчатым венцом поворотной втулки 2, надетой на гильзу.

Регулирование состава топливовоздушной смеси в дизельном двигателе происходит изменением подачи топлива при неизменном количестве воздуха, в отличие от бензиновых двигателей, где изменяется и то и другое. В рядных ТНВД изменение подачи топлива, обычно осуществляется за счет рейки, однако изменение подачи может осуществляться и за счет золотника, который перемещается по плунжеру. В рассматриваемом ТНВД при перемещении рейки 9 вдоль ее оси втулка 2  поворачивается на гильзе и, действуя на выступы  плунжера, поворачивает его, в результате чего изменяется количество топлива, подаваемого к форсункам. Ход рейки ограничивается стопорным винтом, входящим в ее продольный паз. Задний конец рейки соединен с тягой  регулятора частоты вращения коленчатого вала, установленного в корпусе ТНВД.

Принцип работы секции насоса

Принцип работы секции насоса заключается в следующем. При движении плунжера 1 вниз внутреннее пространство гильзы 12 наполняется топливом, и одновременно оно подается насосом низкого давления в подводящий канал 10 корпуса 11 насоса.

Рис. Схема работы секции насоса высокого давления:
а – впуск топлива; б – начало подачи; в – конец подачи;
1 – плунжер; 2 – продольный паз; 3 – выпускное отверстие; 4 – сливной канал; 5 – пружина; 6 – нагнетательный клапан; 7 – разгрузочный поясок; 8 – надплунжерное пространство;  9 – впускное отверстие; 10 – подводящий канал; 11 – корпус насоса; 12 – гильза; 13 – винтовая кромка

При этом открывается впускное отверстие 9, и топливо поступает в надплунжерное пространство 8. Затем под действием кулачка плунжер начинает подниматься вверх, перепуская топливо обратно в под­водящий канал 10 до тех пор, пока верхняя кромка плунжера 1 не перекроет впускное отверстие 9 гильзы. После перекрытия этого отверстия давление топлива резко возрастает и при рабочем давлении  топливо, преодолевая усилие пружины 5, поднимает нагнетательный клапан 6 и поступает в топливопровод.

Дальнейшее перемещение плунжера вверх вызывает повышение давления, превышающее давление, создаваемое пружиной форсунки, в результате чего игла форсунки приподнимается и проис­ходит впрыскивание топлива в камеру сгорания. Подача топлива про­должается до тех пор, пока винто­вая кромка 13 плунжера не откроет выпускное отверстие 3 в гильзе, в результате чего давление над плунжером резко падает, нагнетательный клапан 6 под действием пружины закрывается и надплунжерное пространство разъе­диняется с топливопроводом высокого давления. При дальнейшем движении плунжера вверх топливо перетекает в сливной канал 4 через продольный паз 2 и винтовую кромку 13 плунжера.

Нагнетательный клапан 6 разгружает топливопровод высокого давления, так как он снабжен цилиндрическим разгрузочным пояском 7, который при посадке клапана на седло обеспечивает увеличение объема топливопровода. Этим достигается резкое прекращение впрыскивания топлива и устраняется возможность его подтекания через распылитель форсунки, что улучшает процесс смесе­образования и сгорания рабочей смеси, а также повышает надежность работы форсунки.

Клапаны ТНВД

В ТНВД с рядным расположением плунжерных пар применяются нагнетательные клапана объемного течения и ограничения обратного течения, а также клапана постоянного давления.

Клапана обратного течения применяются для демпфирования волн обратного давления топлива, возникающих при закрытии распылителя форсунки, что уменьшает износ распылителя и подвпрыски топлива в цилиндры двигателя. Клапан  устанавливается как дополнительный над обычным клапаном перед топливопроводом высокого давления, идущим к форсунке.

Рис. Штуцер ТНВД с нагнетательным клапаном:
а – с клапаном объемного течения и ограничением обратного течения; b – с клапаном постоянного течения; 1 – корпус нагнетательного клапана; 2 – обратный клапан; 3 – промежуточный объем; 4 – разгрузочный поясок; 5 – сферический клапан; 6 – втулка клапана; 7 – нагнетательный клапан; 8 – жиклер; 9 – обратный клапан

Клапан состоит из головки с запорной конической фаской, разгрузочного пояска 4 и хвос­товика с прорезями для прохода топлива. Сверху на клапан установлена пружина 3, которая прижимает его к седлу. При подаче топлива разгрузочный поясок вместе с конусом клапана приподнимается над направляющей втулкой и топливо под давлением поступает к форсунке. При закрытии основного клапана клапан обратного течения перекрывает доступ обратных волн топлива.

Клапана постоянного течения применяются на ТНВД с давлением впрыска более 800 кг/см2, для уменьшения кавитации. При подаче топлива через нагнетательный клапан в конце хода нагнетания шариковый обратный клапан под действием обратных волн давления топлива открывается и система топливоподачи действует как нагнетательный клапан с перепускным дросселем. При уменьшении давления клапан закрывается, при этом в магистрали сохраняется постоянное давление.

Перемещение плунжера во втулке с момента закрытия впускного отверстия до момента открытия вы­пускного отверстия  называется активным  ходом  плунжера, который в основном и определяет количество подаваемого топлива за цикл работы топливной секции.

Изменение количества топлива, подаваемого секцией за один цикл, происходит в результате поворота плунжера зубчатой рейкой 5. При различных углах поворота плунжера благодаря винтовой кромке смещаются моменты открытия выпускного отверстия. При этом, чем позднее открывается выпускное отверстие, тем большее количество топлива может быть подано к форсункам.

Рис. Схема изменения подачи топлива:
1 – гильза; 2 –  впускное отверстие; 3 – плунжер; 4 – винтовая кромка; 5 –рейка

На рисунке показаны следующие положения винтовой кромки плунжера за цикл работы топливной секции:

  • положение а – нулевая подача топлива. Плунжер 3 повернут так, что его продольный паз расположен против выпускного отверстия, в результате чего при перемещении плунжера вверх топливо вытесняется в сливной канал, подача топлива прекращается и двигатель останавливается
  • положение  б – промежуточная подача, так как при повороте плунжера 3 по часовой стрелке объем вытесненного топлива уменьшается так как выпускное отверстие открывается раньше
  • положение в – максимальная подача топлива и наибольший активный ход плунжера 3. В этом случае расстояние от винтовой кромки 4 плунжера до выпускного отверстия будет наибольшим

14. Топливный насос высокого давления (тнвд). Назначение, устройство и работа.

Назначение 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.

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.

15. Плунжерные пары, нагнетательные клапана. Работа и устройство.

На рис 1 приведена схема работы плунжерной пары. При контакте роликов толкателя с цилиндрической частью кулачка плунжер под действием пружины находится в нижнем положении. При этом полость нагнетания А связана через отверстие во втулке с надплунжерным пространством и топливо под давлением насоса низкого давления заполняет это пространство.

При набегании кулачка на ролики толкателя плунжер, преодолевая усилие пружины, перемещается вверх, разобщая полость нагнетания и надплунжерное пространство. При дальнейшем перемещении плунжера вверх давление в надплунжерном пространстве возрастает до 15… 18 МПа.

При этом открывается нагнетательный клапан 5 и топливо по магистрали высокого давления поступает к форсунке. При дальнейшем движении плунжера кромка отсечной канавки через радиальные и осевое отверстия соединяет плунжерное пространство с полостью отсечки Б. Давление в магистрали высокого давления падает, нагнетательный клапан закрывается, подача топлива в форсунки прекращается.

Дальнейшее перемещение плунжера вверх приводит к вытеснению топлива из надплунжерного пространства в полость отсечки. Управление режимом работы дизеля производится за счет изменения цикловой подачи топлива при неизменном объеме цикловой подачи воздуха. Изменение цикловой подачи топлива обеспечивается поворотом плунжера вокруг его вертикальной оси, при этом винтовая форма канавки изменяет момент начала отсечки. Поворот плунжера обеспечивается поворотом поворотной втулки при продольном перемещении рейки, в паз которой входит эксцентрично расположенный штифт поворотной втулки.

 Нагнетательный клапан (рис. 31.4)

Этот клапан выполняет две функции: а. Коническое седло действует как невозвратный клапан, не допускающий возврата топлива из трубопровода высокого давления при открывании возвратного канала. Это обеспечивает подачу нового топлива в камеру насоса, а также удаление воздуха или газа, который может попасть из трубопровода через форсунку. b. Если воздух из трубопровода высокого давления удален, насос часто может удовлетворительно работать без клапана подачи: при открытии возвратного канала давление у форсунки будет стремительно падать до величины давления у впускного канала насоса, что обеспечит резкое закрытие форсунки. Однако установка невозвратного клапана обеспечивает перекрытие давления в трубопроводе, когда форсунка еще открыта. Это давление может быть стравлено только в том случае, если топливо будет продолжать проходить через форсунку при уменьшении давления, в результате чего будут поступать последние мелкие капельки, что приведет к неполному сгоранию топлива, образованию сажи, смога в выхлопных газах и высокому расходу топлива. Разгрузочный поясок под конусом клапана действует как поршень и вытягивает небольшое количество топлива из топливопровода высокого давления, когда клапан закрывается, опускаясь в седло клапана, что ведет к быстрому падению давления и мгновенной отсечке подачи топлива в камеру сгорания.

Электрический топливный насос

Электрический топливный насос используется в двигателях с впрыском топлива для перекачки топлива из бензобака в форсунки. Насос должен подавать топливо под высоким давлением (обычно от 30 до 85 фунтов на квадратный дюйм в зависимости от области применения), чтобы форсунки могли распылять топливо в двигатель. Для правильной работы двигателя давление топлива должно соответствовать техническим характеристикам. Слишком низкое давление может привести к нехватке топлива в двигателе, в результате чего он будет работать на обедненной смеси, пропускать зажигание, колебаться или глохнуть.Слишком высокое давление топлива может привести к резкой работе двигателя, потере топлива и загрязнению.

Электрические топливные насосы обычно устанавливаются внутри топливного бака, хотя некоторые из них могут быть установлены вне бака. Некоторые автомобили могут даже иметь два топливных насоса (перекачивающий насос внутри бака и главный топливный насос снаружи). Расположение в баке помогает заглушить гудение, производимое электродвигателем электрического насоса, а погружение насоса в топливо помогает смазать и охладить электродвигатель насоса. Езда с топливным баком, заполненным менее чем на 1/4, может сократить срок службы насоса из-за его перегрева.Это также увеличивает риск кратковременного истощения топливного насоса при резком повороте, торможении или ускорении. Законченный бензин иногда может привести к повреждению электрического топливного насоса из-за того, что он не нуждается в охлаждении и смазке.

Насос обычно является частью узла подачи, который включает в себя поплавок, который посылает электрический сигнал на указатель уровня топлива на панели приборов. Если необходимо заменить электрический топливный насос, его можно заменить как отдельную деталь или как полную сборку модуля (что дороже, но проще и менее хлопотно).

Электрические топливные насосы бывают разных исполнений. В некоторых более старых приложениях используются поршневые насосы с «роликовыми ячейками». В этом типе используются ролики, установленные на смещенном диске, который вращается внутри стального кольца. Топливо всасывается в промежутки (ячейки) между роликами и проталкивается от входа насоса к выходу. Роликовые насосы обычно вращаются со скоростью около 3000 об / мин. Этот тип насоса может создавать очень высокое давление, а скорость потока обычно остается постоянной. Но выходной сигнал идет импульсами, поэтому в топливопроводе после насоса часто устанавливают глушитель для гашения импульсов давления.Насос с роликовым элементом также может быть установлен вне топливного бака и использоваться со вторым подающим насосом низкого давления, установленным внутри топливного бака.

Другой тип поршневого насоса — это «героторный» насос. Эта конструкция аналогична масляному насосу, в нем используется смещенный ротор для проталкивания топлива через насос. Героторный насос обычно работает со скоростью около 4000 об / мин.

Другой вариант — это пластинчато-роликовый насос. Здесь вместо роликов используются лопатки для проталкивания топлива через насос.

В большинстве новых автомобилей используется топливный насос типа «турбина». Турбинный насос имеет крыльчатку, прикрепленную к двигателю. Лопасти в крыльчатке проталкивают топливо через насос, когда крыльчатка вращается. Этот тип насоса не является поршневым насосом, поэтому он не производит пульсаций, работает очень плавно и тихо. Он работает на более высоких скоростях, обычно до 7000 об / мин, и потребляет меньше тока, чем насосы старого типа. Кроме того, он менее сложен в изготовлении и очень прочен.Некоторые запасные части для насосов используют этот тип насоса для замены старых моделей.

ПРИМЕЧАНИЕ: Запасные топливные насосы НЕ обязательно должны быть того же типа, что и оригинальные. Но они должны быть способны создавать такое же рабочее давление и доставлять тот же объем топлива, что и оригинал. Использование неподходящего насоса или замена другого насоса может вызвать проблемы с управляемостью из-за колебаний давления или расхода топлива.

Как работает электрический топливный насос

Когда водитель включает ключ зажигания, модуль управления трансмиссией (PCM) включает реле, которое подает напряжение на топливный насос.Двигатель внутри насоса начинает вращаться и работает несколько секунд, чтобы создать давление в топливной системе. Таймер в PCM ограничивает время работы насоса до запуска двигателя.

Топливо всасывается в насос через впускную трубку и сетчатый фильтр (что помогает предотвратить попадание ржавчины и грязи в насос). Затем топливо выходит из насоса через односторонний обратный клапан (который поддерживает остаточное давление в системе, когда насос не работает) и проталкивается к двигателю через топливопровод и фильтр.

Топливный фильтр задерживает любую ржавчину, грязь или другие твердые загрязнения, которые могли пройти через насос, чтобы предотвратить засорение такими частицами топливных форсунок.

Затем топливо поступает в топливную рампу двигателя и направляется к отдельным топливным форсункам. Регулятор давления топлива на топливной рампе поддерживает давление топлива и направляет излишки топлива обратно в бак.

На новых автомобилях с безвозвратной системой EFI регулятор давления топлива расположен в топливном баке и является частью модуля топливного насоса.От двигателя обратно в бак отсутствует обратный топливопровод.

Топливный насос работает непрерывно после запуска двигателя и продолжает работать, пока двигатель работает и ключ зажигания включен. Насос может работать с постоянной скоростью или с переменной скоростью в зависимости от нагрузки и скорости двигателя. Если двигатель глохнет, PCM обнаружит потерю сигнала оборотов и выключит насос.

Многие автомобили (особенно Ford) также имеют «инерционный предохранительный выключатель», который отключает топливный насос в случае аварии.Это сделано для снижения риска возгорания в случае разрыва топливопровода. Сильный толчок срабатывает предохранительный выключатель и размыкает цепь топливного насоса. Это потребовало ручного сброса предохранительного выключателя после инцидента путем нажатия кнопки сброса на переключателе.

На большинстве старых автомобилей топливный насос работает с постоянной скоростью. Но во многих новых приложениях скорость насоса изменяется с помощью PCM, чтобы более точно соответствовать потребностям двигателя в топливе.


Неисправность топливного насоса

Топливный насос должен прослужить весь срок службы автомобиля, но он может выйти из строя в результате загрязнения внутри топливного бака (грязь или ржавчина), нехватки топлива (нехватка газа), перегрева (всегда при движении с низким уровнем топлива) , низкое напряжение (проблема с проводкой) или переутомление (попытка преодолеть ограничение, вызванное засорением топливного фильтра).Чем тяжелее работает насос, тем горячее он работает и тем больше тока пропускает через свою силовую цепь.

Когда топливный насос выходит из строя, он часто просто выключается без предупреждения. Вы едете нормально одну минуту, а затем внезапно глохнет двигатель, и вы застреваете у дороги. Или вы выходите утром, чтобы завести машину, и обнаруживаете, что она заводится, но не заводится.

Как узнать, не запускается ли неисправный топливный насос? Один из способов — прислушаться к шуму насоса после включения зажигания.Отсутствие шума насоса говорит о том, что насос не работает. Кроме того, если при запуске двигателя вы не почувствуете запаха несгоревшего топлива из выхлопной трубы, это будет означать, что двигатель не получает топлива. Неисправность может заключаться в неисправном насосе или неисправном реле топливного насоса, предохранителе или проводке.

На большинстве автомобилей отказавший топливный насос не устанавливает никаких диагностических кодов неисправностей и не включает световой индикатор «Проверка двигателя» (контрольная лампа неисправности). Двигатель будет нормально проворачиваться, и у него будет искра, но он не запустится, потому что не получает топлива.

Большинство последних моделей двигателей имеют штуцер для проверки давления топлива на топливной рампе двигателя. Присоединение указателя уровня топлива к штуцеру клапана Шредера быстро покажет, создает ли насос какое-либо давление топлива. На двигателях, у которых нет штуцера для проверки давления топлива, манометр можно вставить в топливопровод, где он соединяется с топливной рампой. Если давление топлива равно нулю, насос не работает. Если давление топлива ниже спецификаций, потребуется дальнейшая диагностика, чтобы определить причину.Проблема может заключаться в неисправном регуляторе давления топлива, засорении топливопровода или фильтра или в электрической неисправности в цепи электропроводки топливного насоса.

Еще один способ определить, не запускается ли двигатель из-за отсутствия топлива, — это распылить немного аэрозольной пусковой жидкости на дроссельную заслонку. Если двигатель запускается, работает несколько секунд, затем умирает, у него есть искра и компрессия, но топливо не поступает из топливного насоса.

Замена электрического топливного насоса

Замена топливного насоса может быть дорогостоящей.Новый электрический топливный насос может стоить от 100 до 300 долларов и более в зависимости от области применения, а также от того, покупаете ли вы только насос или полную сборку модуля топливного насоса. Стоимость работ по замене насоса, установленного на резервуаре, также может добавить к счету за ремонт 200 долларов и более. Поэтому перед заменой насоса вы хотите убедиться, что причиной является неисправный топливный насос, а не что-то еще.






Другие статьи о топливных насосах и топливных системах:


Диагностика топливного насоса

Проблемы, связанные с гарантией топливного насоса

Как заменить электрический топливный насос в баке

Как работает электронный впрыск топлива

Топливные фильтры

Автомобиль не заводится.Это топливный насос или что-то еще?

Поиск и устранение неисправностей топливных форсунок

Поиск и устранение неисправностей Электронный впрыск топлива и диагностика топливного насоса

Диагностика топливной системы: поиск наилучшего подхода

Диагностика безвозвратных электронных систем впрыска топлива

Устранение неисправностей и очистка топливных форсунок

Плохой бензин может вызвать проблемы с производительностью

Обновление по плохим газам, 2006 г.

Механические топливные насосы

Щелкните здесь, чтобы увидеть больше технических статей по автомобилестроению

Топливный насос Техническая информация, связанная с:

Топливный насос University (Airtex)

Информация о продукте Топливный насос Bosch

Топливные насосы Carter

Топливные насосы Delphi Часто задаваемые вопросы (файл PDF).

Топливный насос Denso Информация о продукте

Полезные брошюры, которые вы можете скачать:

Советы по диагностике топливного насоса от Картера (файл PDF).

Нужна информация из руководства по заводскому обслуживанию для вашего автомобиля?

Mitchell 1 DIY eautorepair manuals

Топливная и воздушная системы: какие части?

Воздушный фильтр

Воздушный фильтр или воздухоочиститель удаляет посторонние вещества (грязь и пыль) из воздуха, попадающего во впускной коллектор двигателя.

В большинстве воздушных фильтров используется бумажный элемент (фильтрующий материал). Для тяжелых условий эксплуатации, например, если автомобиль эксплуатируется в условиях сильной запыленности, в некоторых автомобилях используется полиуретановый (пенный) фильтрующий элемент в сочетании с бумажным элементом.

Элемент помещается в корпус воздушного фильтра.

Вернуться к началу

Корпус воздушного фильтра

Как следует из названия, в корпусе воздушного фильтра находится воздушный фильтр.

Обычно он состоит из двух частей: корпуса и крышки.Когда две детали скручены или скреплены вместе, корпус герметизируется вокруг уплотнительных кромок на воздушном фильтре, таким образом, воздушный поток проходит через воздушный фильтр, а не вокруг него.

В современных автомобилях корпус воздушного фильтра изготовлен из пластика, в более старых автомобилях — из металла.

Для двигателей с карбюратором корпус воздушного фильтра можно найти прикрученным на верхней части карбюратора (как показано на рисунке). Здесь воздух попадает через шноркель в корпус, проходит через воздушный фильтр к центру корпуса и в карбюратор.

Для двигателей с впрыском топлива корпус воздушного фильтра установлен с одной стороны моторного отсека и соединен с корпусом дроссельной заслонки трубкой воздушного фильтра. Нижняя половина корпуса соединена с передней частью автомобиля короткой трубкой для сбора воздушного потока.

Затем воздух проходит вверх через воздушный фильтр и выходит через трубку воздушного фильтра, соединенную с крышкой. Здесь вы можете найти расходомер и датчик температуры воздуха.

Вернуться наверх

Трубка воздушного фильтра

Трубка воздушного фильтра проходит от корпуса воздушного фильтра к корпусу дроссельной заслонки на двигателе.

Обычно эта труба представляет собой формованную пластиковую трубу, предназначенную для каждой модели автомобиля.

Однако, поскольку воздушный фильтр является одним из элементов, которые люди модифицируют в высокопроизводительных транспортных средствах, его можно заменить универсальными металлическими или пластиковыми трубками.

Вернуться к началу

Расходомер воздуха

Расходомер воздуха измеряет общий объем воздуха, всасываемого двигателем, и, в свою очередь, передает на электронный блок управления (ЭБУ) аналоговый сигнал для измерения объем вводимого воздуха.Этот сигнал известен как сигнал нагрузки, который электронный блок управления использует для расчета миллисекундного времени и рабочего цикла форсунки.

Вернуться наверх

Датчик температуры воздуха

Этот блок используется в системах впрыска топлива для измерения температуры воздуха, всасываемого в двигатель, и подачи сигнала на электронный блок управления (ЭБУ).

Блок имеет внутренний резистор (известный как NTC), и при повышении температуры сопротивление блока уменьшается, изменяя сигнал на ЭБУ.

Используется в качестве дополнительного корректирующего значения для подачи топлива и в некоторых случаях синхронизации (опережения).

Вернуться к началу

Карбюратор

Карбюратор — это в основном устройство для смешивания воздуха и топлива в правильных пропорциях (количествах) для эффективного сгорания.

Болты крепления карбюратора к впускному коллектору двигателя. Воздухоочиститель устанавливается поверх карбюратора для улавливания пыли и грязи.

Когда двигатель работает, движущиеся вниз поршни на своих тактах впуска создают всасывание во впускном коллекторе.Воздух устремляется через карбюратор в двигатель, чтобы заполнить это низкое давление. Воздушный поток через карбюратор используется для дозирования топлива и его смешивания с воздухом.

Вернуться к началу

Крышка топливного бака

Современные крышки топливных баков герметичны, чтобы предотвратить утечку топлива и топливных паров (выбросов) из бака.

Вернуться к началу

Топливный фильтр

В каждом автомобиле есть топливный фильтр, будь то бензин или дизельное топливо.Фильтры предназначены для удаления грязи и других частиц из топлива.

Конструкция фильтра представляет собой фильтрующую среду внутри корпуса.

Корпус изготавливается из пластика или металла в зависимости от требований к давлению в топливной системе. Обычно карбюраторные двигатели имеют пластиковый корпус фильтра, а EFi — металлический.

Форма и расположение впускных и выпускных труб зависят от того, где на автомобиле установлен фильтр.

Некоторые дизельные фильтры имеют стеклянную емкость на дне фильтра для проверки качества топлива и наличия воды в топливной системе.У других есть большая пластиковая заглушка, в которой находится датчик измерения воды.

Вернуться к началу

Топливная форсунка

Топливная форсунка распыляет распыленное топливо во впускной коллектор (многоточечный впрыск) или корпус дроссельной заслонки (одноточечный впрыск).

Распыленное топливо поддерживается во взвешенном состоянии в воздухе; Следует избегать смачивания поверхностей коллектора и порта клапана, так как при этом останется несмешанное топливо. Это топливо не полностью сгорит в камере сгорания и будет способствовать выбросам выхлопных газов двигателей.

Инжектор вставлен в коллектор с помощью специальных резиновых накладок, которые защищают его от тепла и вибрации. Он имеет электрическое соединение и подвод топлива.

Топливо подается через верхнюю часть форсунки и удерживается в форсунке игольчатым клапаном, который удерживается на своем седле пружиной. В подходящее время электрические импульсы от блока управления возбуждают обмотки соленоида и оттягивают плунжер и иглу от своего гнезда. В результате этого брызги топлива попадают во впускной канал двигателя.Подъем иглы в полностью открытом состоянии составляет около 0,1 мм.

Вернуться к началу

Топливный насос Механический

Механический топливный насос обычно приводится в действие эксцентриком (яйцевидным выступом) на распределительном валу двигателя. Механический топливный насос прикручивается болтами к боковой стороне блока цилиндров или, в некоторых случаях, к головке блока цилиндров или крышке привода ГРМ. Прокладка предотвращает утечку масла между насосом и двигателем.

Механические топливные насосы обычно используются с топливными системами карбюраторного типа.Это самый старый тип топливных насосов, но они до сих пор встречаются на многих автомобилях. Поскольку в механическом насосе используется возвратно-поступательное движение, это насос возвратно-поступательного типа.

Коромысло, также называемое исполнительным рычагом, представляет собой металлический рычаг, шарнирно закрепленный посередине. Внешний конец коромысла опирается на эксцентрик распределительного вала. Внутренний конец управляет диафрагмой.

Возвратная пружина топливного насоса удерживает коромысло прижатым к выступу эксцентрика.

Мембрана представляет собой диск из синтетической резины, зажатый между половинами корпуса насоса.Сердцевина диафрагмы обычно сделана из ткани, которая увеличивает прочность и долговечность. На диафрагме установлена ​​металлическая тяга для соединения диафрагмы с коромыслом.

Пружина диафрагмы при сжатии давит на диафрагму, создавая давление и поток топлива. Эта пружина прилегает к задней части диафрагмы и к корпусу насоса.

Два обратных клапана используются в механическом топливном насосе для обеспечения потока через насос. Топливо легко проходит через клапан в одном направлении, но не может течь в другом направлении.

В топливном насосе два обратных клапана поменяны местами. Это заставляет топливо поступать в один клапан и выходить через другой.

Вернуться к началу

Топливный насос Электрический

Электрический топливный насос, как и механический насос, создает давление и поток топлива для секции дозирования топлива топливной системы. Электрические топливные насосы обычно используются в топливных системах с впрыском бензина.

Электрический топливный насос может быть расположен внутри топливного бака как часть узла всасывания-отправки топлива.Он также может располагаться в топливной магистрали между баком и двигателем.

Электрический топливный насос может создавать почти мгновенное давление топлива. Также большинство электрических топливных насосов относятся к роторному типу. Они производят более плавный поток топлива (меньше пульсаций давления), чем поршневой насос.

Поскольку большинство электрических топливных насосов расположены вдали от двигателя, они помогают предотвратить образование паров. Электрический топливный насос нагнетает давление во всех топливных магистралях вблизи источника тепла двигателя. Это помогает избежать паровой пробки, поскольку давление затрудняет образование пузырьков в топливе.

Ротационные топливные насосы включают в себя крыльчатку, роликовые лопасти и лопаточные лопасти. Они используют круговые или вращательные движения для создания давления.

Электрический топливный насос с крыльчаткой (на фото) представляет собой насос центробежного типа. Обычно он находится внутри топливного бака. Этот насос использует небольшой двигатель постоянного тока для вращения крыльчатки (лопасти вентилятора). Лопасти рабочего колеса заставляют топливо вылетать наружу за счет центробежной силы (вращающееся вещество летит наружу). Это создает давление, достаточное для перемещения топлива по топливопроводам.

Пластинчато-роликовый электрический топливный насос — это поршневой насос прямого вытеснения (за каждое вращение насоса перемещается определенное количество топлива). Обычно он находится в основной топливной магистрали. Маленькие ролики и установленный со смещением диск ротора создают давление топлива.

Когда диск ротора и ролики вращаются, они втягивают топливо с одной стороны. Затем топливо улавливается и выталкивается на меньшую площадь на противоположной стороне корпуса насоса. Это сжимает топливо между роликами, и оно вытекает под давлением.

Пластинчато-пластинчатый электрический топливный насос похож на пластинчато-роликовый насос. Вместо роликов используются лопатки (лопасти).

Есть электрический топливный насос возвратно-поступательного движения, который работает так же, как механический насос, но встречается редко.

Вернуться к началу

Топливный бак

Автомобильный топливный бак должен надежно удерживать достаточный запас топлива для продолжительной работы двигателя. Обычно он устанавливается в задней части автомобиля, под багажным отделением или на заднем сиденье.

Размер топливного бака частично определяет запас хода автомобиля. Емкость топливного бака — это показатель того, сколько топлива может вместить полный топливный бак. Средняя емкость бака составляет от 40 до 80 литров.

Топливные баки обычно изготавливаются из тонкого листового металла или пластика. Основной корпус металлического бака изготавливается путем пайки или сварки двух формованных кусков листового металла вместе.

Другие детали (заливная горловина, перегородки, вентиляционные трубы, расширительная камера) добавлены для формирования полного узла топливного бака.Свинцово-оловянный сплав обычно покрывают металлическим листом, чтобы предотвратить ржавчину резервуара.

Заливная горловина топливного бака является удлинением бака для заправки топливного бака. Крышка заливной горловины надевается на заливную горловину. Горловина проходит от бака через кузов автомобиля. Гибкий шланг обычно используется как часть заливной горловины. Это допускает вибрацию бака без поломки деталей.

Перегородки топливного бака помещаются внутри топливного бака, чтобы топливо не расплескивалось или разбрызгивалось в баке.Перегородки представляют собой металлические пластины, которые ограничивают движение топлива при ускорении, замедлении или повороте автомобиля.

Вернуться наверх

Датчик топливного бака

Датчик топливного бака проходит вниз в бак, чтобы откачивать топливо и управлять указателем уровня топлива. Обычный фильтр обычно помещается на конце всасывающей трубки, чтобы отфильтровать более крупные частицы посторонних предметов.

Блок датчика топливного бака представляет собой переменный резистор. Его сопротивление изменяется при изменении уровня топлива.Это заставляет его контролировать количество тока, достигающего указателя уровня топлива на приборной панели.

Когда уровень топлива в баке низкий (поплавок), бак имеет высокое сопротивление. К датчику течет только небольшое количество тока. Манометр показывает низкий уровень топлива.

Когда резервуар полон, поплавок перемещается вверх, перемещая переменный резистор в передающем блоке. Это вызывает низкое сопротивление передающего устройства. Тогда к датчику может поступать больше тока. Стрелка манометра полностью переместится.

Вернуться наверх

Форсунка форсунки (дизель)

Когда ТНВД создает высокое давление, топливо течет по линии впрыска во входное отверстие форсунки.

Затем топливо стекает вниз через топливный канал в корпусе форсунки в камеру давления.

высокое давление топлива в напорной камере силах иглы вверх, сжимая пружину форсунки. Это позволяет дизельному топливу распыляться, образуя конусообразную форму распыления.

Часть топлива протекает мимо иглы форсунки и возвращается в топливный бак по возвратным трубопроводам.

Вернуться к началу

Инжекторный насос — рядный

Рядный дизельный топливный насос имеет по одному нагнетательному плунжеру (поршню) для каждого цилиндра двигателя. Плунжеры подкачки выстроены в ряд, как поршни рядного двигателя.

Распределительный вал рядного ТНВД управляет поршнями нагнетания. Он имеет выступы, как распредвал двигателя.Когда двигатель поворачивает распределительный вал насоса, выступы толкают толкатели роликов, перемещая их вверх и вниз.

Толкатели роликов ТНВД передают действие распредвала на поршни нагнетания. Подобно роликовым подъемникам в двигателе, ролики уменьшают трение и износ кулачков кулачка.

Плунжеры продольного насоса — это маленькие поршни, которые давят на дизельное топливо и повышают его давление. Когда кулачки воздействуют на толкатель ролика, толкатель и плунжер толкаются вверх.

Цилиндры представляют собой небольшие цилиндры, удерживающие поршни перекачки.Когда плунжер скользит вверх по цилиндру, достигается чрезвычайно высокое давление топлива.

Возвратные пружины плунжера оказывают давление на плунжеры и толкатели роликов. Это действие прижимает толкатели к распределительному валу, когда кулачки вращаются от роликов.

Управляющие муфты включают плунжеры подкачки, чтобы изменить количество топлива, подаваемого к каждой форсунке.

Управляющий стержень или рейка — это зубчатый вал, который действует как дроссель для управления скоростью и мощностью дизельного двигателя.Он вращает управляющие втулки для увеличения или уменьшения производительности ТНВД и мощности двигателя.

Нагнетательные клапаны — это подпружиненные клапаны в выпускных штуцерах к линиям впрыска. Они помогают обеспечить быстрое закрытие форсунок без утечек.

Вернуться к началу

Насос-форсунка — тип распределителя

ТНВД распределителя обычно использует только один или два поршневых поршня для подачи топлива для всех цилиндров двигателя.Это наиболее распространенный тип насосов, используемых в легковых автомобилях.

Работа насоса распределительного типа во многом схожа с работой насоса прямого впрыска. Оба используют маленькие поршневые насосы для улавливания и повышения давления топлива. Как совмещают, так и не совмещают топливные порты, чтобы контролировать поток топлива к форсункам. Оба используют нагнетательные клапаны, регуляторы и другие аналогичные детали.

Существует два распространенных варианта ТНВД распределителя: одноплунжерный и двухплунжерный.

Основные части одноплунжерного ТНВД показаны на рисунке.

Приводной вал использует мощность двигателя для приведения в действие деталей в топливном насосе. Внешний конец вала удерживает шестерню, звездочку цепи или звездочку ремня. Это обеспечивает приводной механизм для насоса.

Перекачивающий насос — это небольшой насос, который нагнетает дизельное топливо в топливный насос высокого давления и через него. Это смазывает насос и заполняет насосные камеры. Большинство перекачивающих насосов для распределительных насосов являются лопастными.

Плунжер для ТНВД распределительного типа представляет собой небольшой поршень, который создает высокое давление топлива. Это сравнимо с продольным плунжером.

Кулачковая пластина — это вращающийся диск с лопастями, который приводит в действие плунжер нагнетания. Подобно распределительному валу продольного насоса, он заставляет плунжер насоса двигаться и создавать давление впрыска.

Дозирующая втулка для топлива может сдвигаться вбок на насосном плунжере для изменения эффективного хода плунжера (движение плунжера, которое вызывает давление топлива).Он окружает насосный плунжер. Гильза дозирования топлива выполняет ту же функцию, что и втулка и регулирующая рейка в линейном насосе. Втулка регулирует количество впрыска, частоту вращения двигателя и выходную мощность.

Гидравлическая головка — это корпус вокруг плунжера насоса. Он содержит каналы для наполнения цилиндра плунжера топливом и для впрыска топлива в нагнетательные клапаны.

Центробежный регулятор помогает контролировать количество впрыскиваемого топлива и частоту вращения двигателя.Манипулятор перемещает дозирующую втулку для ограничения максимальной скорости вращения.

ТНВД с двумя плунжерами и распределителем в основном аналогичен, но для создания давления в нем используются два плунжера.

Вернуться к началу

Впускной коллектор

Впускной коллектор крепится болтами между двигателем и карбюратором или корпусом дроссельной заслонки и подает воздух к двигателю.

Впускной коллектор распределяет воздух к каждому из цилиндров. Пример, показанный здесь, относится к четырехцилиндровому двигателю, вы можете видеть одиночный воздухозаборник наверху, где болты карбюратора прикреплены к коллектору, и четыре плеча коллектора, идущие к впускным отверстиям на головке цилиндров.

Прокладки проходят между коллектором и головкой блока цилиндров, а также между коллектором и карбюратором или корпусом дроссельной заслонки.

В карбюраторных двигателях топливо также подается в двигатель через впускной коллектор, но в двигателях с впрыском топлива через впускной коллектор подается только воздух.

Вернуться к началу

Интеркулер

Интеркулер турбокомпрессора — это воздухо-воздушный теплообменник, который охлаждает воздух, поступающий в двигатель.Это устройство, похожее на радиатор, установленное на выходе давления турбонагнетателя.

Наружный воздух проходит через ребра и трубки промежуточного охладителя и охлаждает их. Затем, когда воздух проходит через интеркулер, тепло отводится.

За счет охлаждения воздуха, поступающего в двигатель, мощность двигателя увеличивается, поскольку воздух более плотный (содержит больше кислорода по объему). Охлаждение также снижает вероятность детонации двигателя.

Вернуться к началу

С наддувом

Нагнетатель — это воздушный насос, который увеличивает мощность двигателя, проталкивая более плотный воздушно-топливный заряд в камеры сгорания.При большем количестве топлива и воздуха сгорание производит больше тепловой энергии и давления, которые толкают поршень вниз в цилиндре.

Нагнетатель, который иногда называют нагнетателем, повышает давление воздуха во впускном коллекторе двигателя. Затем, когда впускные клапаны открываются, в цилиндры может поступать больше воздушно-топливной смеси (бензиновые двигатели) или (дизельные двигатели).

В двигателе без наддува используется атмосферное давление (101 кПа на уровне моря) для подачи воздуха в двигатель. Это двигатель без наддува.Поскольку в качестве движущей силы используется только внешнее давление воздуха, за каждый рабочий такт может сжигаться только ограниченное количество топлива.

Нагнетатели обычно имеют ременной привод от шкива коленчатого вала.

Вернуться наверх

Корпус дроссельной заслонки

Как видно из рисунка, корпус дроссельной заслонки проходит между трубкой воздушного фильтра и впускным коллектором.

Существует два разных типа корпуса дроссельной заслонки: первый используется с топливными системами впрыска в корпусе дроссельной заслонки, а второй — с системами впрыска S.

Педаль акселератора в вашем автомобиле обычно соединена с корпусом дроссельной заслонки, а датчики в корпусе дроссельной заслонки отправляют сигналы в электронный блок управления, чтобы сообщить ему, когда вы меняете настройку дроссельной заслонки.

В системе впрыска корпуса дроссельной заслонки, а также воздух, проходящий через корпус дроссельной заслонки и одиночный топливный инжектор, впрыскивает топливо в воздух. Где, как в системах с многоточечным впрыском топлива, через корпус дроссельной заслонки проходит только воздух.

Вернуться к началу

Турбокомпрессор

Турбокомпрессор — это нагнетатель с приводом от выхлопа (вентилятор или нагнетатель), который нагнетает воздух в двигатель под давлением.Турбокомпрессоры часто используются в небольших бензиновых и дизельных двигателях для увеличения выходной мощности. Используя энергию выхлопных газов двигателя, турбонагнетатель может также повысить эффективность двигателя (экономию топлива и уровни выбросов). Особенно это касается дизельного двигателя.

Основными частями турбонагнетателя являются:
  1. Колесо турбины — вентилятор с вытяжным приводом, который вращает вал турбонагнетателя и колесо компрессора.
  2. Корпус турбины — внешний кожух, через который выхлопные газы проходят вокруг колеса турбины.
  3. Турбовал — стальной вал, соединяющий колеса турбины и компрессора. Он проходит через центр турбонагнетателя.
  4. Вентилятор с приводом от крыльчатки компрессора, нагнетающий воздух под давлением во впускной коллектор двигателя.
  5. Корпус компрессора — часть корпуса турбины, которая окружает крыльчатку компрессора. Его форма помогает нагнетать воздух в двигатель.
  6. Корпус подшипника — кожух вокруг вала турбины, который содержит подшипники, уплотнения и масляные каналы.
При работающем двигателе горячие выхлопные газы выходят из открытых выпускных клапанов в выпускной коллектор.Выпускной коллектор и соединительный трубопровод направляют эти газы в корпус турбины.

Проходя через корпус турбины, газы ударяются о ребра или лопатки турбинного колеса. Когда нагрузка на двигатель достаточно высока, выхлопных газов достаточно, чтобы быстро вращать турбинное колесо.

Поскольку колесо турбины соединено с колесом компрессора посредством вала турбины, колесо компрессора вращается вместе с турбиной. Вращение крыльчатки компрессора втягивает воздух в корпус компрессора.Центробежная сила выбрасывает вращающийся воздух наружу. Это заставляет воздух выходить из турбонагнетателя в цилиндр двигателя под давлением.

Как работают топливные системы автомобиля?

Топливная система автомобиля предназначена для хранения и подачи топлива в двигатель. Система впуска двигателя — это место, где топливо смешивается с воздухом, распыляется и испаряется. Затем его можно сжать в цилиндре двигателя и воспламенить для выработки энергии или мощности. Хотя топливные системы различаются от двигателя к двигателю, все системы одинаковы в том, что они должны подавать топливо в камеру сгорания и регулировать количество подаваемого топлива в зависимости от количества воздуха.

Топливо хранится в топливном баке, а топливный насос всасывает топливо из бака. Затем он проходит по топливопроводам и доставляется через топливный фильтр к топливным форсункам (карбюраторы и впрыск дроссельной заслонки использовались на старых автомобилях). По мере подачи топлива конечными условиями для обеспечения полного сгорания являются распыление и форма распыления топлива. Распыление осуществляется за счет давления впрыска, частично из-за диаметра отверстий в инжекторе.Расстояние, угол и количество отверстий в наконечнике форсунки определяют форму распыления.

В зависимости от того, является ли топливная система вашего автомобиля возвратной или безвозвратной, давление топлива регулируется по-разному. В системе обратного типа есть регулятор давления топлива, который изменяет давление топлива в зависимости от величины вакуума во впускной системе. Это значит, что давление топлива и расход топлива, когда он достигает форсунок, остаются неизменными. В то время как система безвозвратного типа использует модуль управления трансмиссией (PCM) для регулирования подачи топлива.На подающей магистрали топливных форсунок установлен датчик давления топлива, позволяющий PCM контролировать давление топлива. Когда давление и расход топлива начинают падать из-за увеличения оборотов двигателя или нагрузки, PCM компенсирует это за счет увеличения продолжительности работы форсунки и / или рабочей скорости топливного насоса.

Основными симптомами любого типа топливной системы транспортного средства с признаками износа или ухудшения являются:

  • Затрудненный запуск двигателя
  • Медленный запуск или неуверенность при ускорении
  • Глохнет во время движения
  • Периодическая проверка потери мощности
  • Загорается индикатор двигателя или служебный двигатель вскоре горит
  • Двигатель работает на холостом ходу, грубый
  • Чрезмерный дым от двигателя
  • Заметный запах топлива
  • Снижение расхода топлива

Если вы заметили какой-либо из этих типов симптомов, мы рекомендуем проверить его, прежде чем что-то выйдет из строя на вашем автомобиле и оставит вас в затруднительном положении.

Для диагностики проблемы необходимо проверить давление топлива, расход и работу компонентов топливной системы.

Техническое обслуживание топливной системы довольно просто. Основным компонентом является поддержание чистоты свежего топлива в вашем автомобиле. Загрязнение и мусор — причина номер один отказов топливной системы. Если ваш автомобиль оснащен встроенным топливным фильтром, рекомендуется заменять фильтр ежегодно или примерно каждые 15 000 миль. Очистка топливной системы примерно каждые 20 000 миль с помощью профессиональных услуг по обезуглероживанию и очистке топливной системы, чтобы свести к минимуму накопление побочных продуктов топлива.

Стив и Карен Джонстон — владельцы компании All About Automotive in Historic Downtown Gresham. Если у вас есть вопросы или комментарии, позвоните им по телефону 503-465-2926 или напишите по адресу [электронная почта защищена].

Типы авиационных топливных насосов

Некоторые старые самолеты с поршневым двигателем были оснащены ручными топливными насосами. Они используются для поддержки насоса с приводом от двигателя и для перекачки топлива из бака в бак. Качающиеся насосы, как их называют, представляют собой насосы двойного действия, которые подают топливо при каждом движении рукоятки насоса.По сути, это насосы лопастного типа, в которых просверлены каналы в центре насоса, что позволяет перекачивать топливо возвратно-поступательным движением, а не совершать полный оборот лопастей, как это обычно бывает в лопастях с электрическим или моторным приводом. тип насосов.

Рис. 1. Ручной качающийся насос, используемый для запуска двигателя и перекачки топлива на самолетах более старой транспортной категории

Центробежные нагнетательные насосы

Наиболее распространенным типом вспомогательного топливного насоса, используемого на самолетах, особенно больших и высокопроизводительных самолетах, является центробежный насос.Он приводится в действие электродвигателем и чаще всего погружается в топливный бак или располагается сразу за дном бака, при этом впускное отверстие насоса выходит в бак. Если насос установлен вне бака, обычно устанавливается клапан для снятия насоса, поэтому насос можно снимать без слива топлива из бака. [Рисунок 3]

Рис. 3. Центробежный топливный подкачивающий насос может быть погружен в топливный бак (A) или может быть прикреплен к внешней стороне бака с впускным и выпускным патрубками, проходящими в бак (B).Ручка клапана снятия насоса выступает под панелью зазора сигнального флажка, указывая на то, что впускной канал насоса закрыт

Центробежный подкачивающий насос — это насос переменной производительности. Он забирает топливо в центре крыльчатки и выбрасывает его наружу, когда крыльчатка вращается. [Рис. 4] Выпускной обратный клапан предотвращает обратный поток топлива через насос. К выпускному отверстию насоса подсоединяется магистраль подачи топлива. В системе подачи топлива может быть установлен перепускной клапан, позволяющий насосу с приводом от двигателя откачивать топливо из бака, если подкачивающий насос не работает.Центробежный подкачивающий насос используется для питания топливного насоса с приводом от двигателя, резервного питания топливного насоса с приводом от двигателя и перекачки топлива из бака в бак, если самолет сконструирован таким образом.

Рисунок 4. Внутренняя работа центробежного топливного насоса. Топливо всасывается в центр крыльчатки через сетку. Он перемещается за пределы корпуса крыльчаткой и выходит из выпускной трубы для топлива

Некоторые центробежные топливные насосы работают с более чем одной скоростью, выбранной пилотом, в зависимости от фазы эксплуатации самолета.Односкоростные топливные насосы также распространены. Центробежные топливные насосы, расположенные в топливных баках, обеспечивают положительное давление во всей топливной системе независимо от температуры, высоты или положения в полете, предотвращая образование паров. Погружные насосы имеют топливонепроницаемые крышки для электродвигателя, поскольку электродвигатель находится в топливе. Центробежные насосы, установленные на внешней стороне бака, не требуют этого, но имеют какой-то входной патрубок, расположенный в топливе. Это может быть трубка, в которой расположен запорный клапан, поэтому насос можно заменять без опорожнения резервуара.Входное отверстие центробежных насосов обоих типов закрыто сеткой для предотвращения попадания посторонних предметов. [Рисунок 5]

Пульсирующие электрические насосы

В самолетах авиации общего назначения часто используются менее дорогие вспомогательные топливные насосы меньшего размера. Пульсирующий электронасос или плунжерный топливный насос является обычным явлением. Обычно он используется так же, как центробежный топливный насос на более крупных самолетах, за исключением того, что он расположен ниже по потоку от выпускных отверстий топливного бака. Пульсирующий электрический топливный насос подсоединен параллельно насосу с приводом от двигателя.Во время запуска он обеспечивает подачу топлива до того, как топливный насос с приводом от двигателя наберет нужную скорость, и его можно использовать во время взлета в качестве резервного. Его также можно использовать на больших высотах, чтобы предотвратить образование паров.

Пульсирующий электрический насос использует плунжер для всасывания и выталкивания топлива из насоса. Он приводится в действие соленоидом, который чередуется между включением и отключением питания, который перемещает плунжер вперед и назад в пульсирующем движении. На рисунке 7 показано внутреннее устройство насоса. При включении ток проходит через катушки соленоида, которые опускают стальной поршень между катушками.Любое топливо в камере C проталкивается через небольшой обратный клапан в центре плунжера в камеру D. Когда плунжер расположен между соленоидом, плунжер находится достаточно далеко от магнита, чтобы он больше не притягивал его, а шарнир позволяет контакты для открытия. Это прерывает ток к соленоиду. Калиброванная пружина, показанная под поршнем, достаточно сильна, чтобы вытолкнуть поршень вверх между катушками соленоида. Когда плунжер поднимается, он выталкивает топливо в камеру D из выпускного отверстия насоса.Также, когда плунжер поднимается, он втягивает топливо в камеру C и через обратный клапан в камеру C. Когда плунжер поднимается, магнит притягивается к нему, и движение вверх закрывает точки. Это позволяет току течь к катушкам соленоида, и процесс снова начинается с опускания плунжера между катушками, освобождения магнита и открытия точек.

Рис. 7. Пульсирующий электрический вспомогательный топливный насос используется на многих легких самолетов с поршневым двигателем.На рисунке A насос показан с включенной соленоидной катушкой, которая втягивает плунжер вниз между катушкой. Это открывает точки прерывания, позволяя калиброванной пружине толкать плунжер вверх, тем самым выкачивая топливо из выпускного отверстия B. Этот цикл повторяется со скоростью, зависящей от повышения давления топлива на выходе насоса

Пульсирующий электрический топливный насос одностороннего действия реагирует на давление топлива на выходе. Когда требуется топливо, насос работает быстро с небольшим давлением на выходе из насоса.По мере роста давления топлива насос замедляется, потому что откалиброванная пружина встречает это сопротивление, пытаясь подтолкнуть поршень вверх. Пружина в центре поршня гасит его движение. Диафрагма между топливной камерой D и воздушным пространством в верхней части насоса гасит выходные топливные импульсы.


Топливные насосы лопастные

Топливные насосы лопастного типа являются наиболее распространенными типами топливных насосов на самолетах с поршневым двигателем. Они используются как в качестве первичных топливных насосов с приводом от двигателя, так и в качестве вспомогательных или подкачивающих насосов.Тем не менее, пластинчатый насос представляет собой насос постоянного объема, который перемещает постоянный объем топлива при каждом обороте насоса. При использовании в качестве вспомогательного насоса электродвигатель вращает вал насоса. В системах с приводом от двигателя лопастной насос обычно приводится в действие коробкой передач.

Как и во всех пластинчатых насосах, эксцентриковый ротор приводится в действие внутри цилиндра. Щели на роторе позволяют лопасти, чтобы скользить в и и проходить к стенке цилиндра с помощью центрального плавающего распорного штифта.Когда лопатки вращаются вместе с эксцентриковым ротором, объемное пространство, создаваемое стенкой цилиндра, ротором и лопатками, увеличивается, а затем уменьшается. Впускной порт расположен там, где лопатки создают увеличивающееся объемное пространство, и топливо всасывается в насос. При дальнейшем вращении создаваемое пространство становится меньше. Расположенный там выпускной порт заставляет топливо вытесняться из цилиндра. [Рисунок 8]

Рисунок 8. Основной механизм топливного насоса лопастного типа

Устройство дозирования топлива для двигателя подает больше топлива, чем необходимо для работы.Однако постоянный объем лопастного насоса может быть чрезмерным. Для регулирования потока большинство пластинчатых насосов имеют регулируемую функцию сброса давления. Он использует давление, создаваемое на выходе из насоса, чтобы поднять клапан с седла, который возвращает излишки топлива на входную сторону насоса. На рисунке 9 показан типичный топливный насос лопастного типа с этой регулируемой функцией сброса давления. Путем установки разгрузки на определенное давление выше давления воздуха на впуске устройства дозирования топлива двигателя, правильный объем топлива доставляется.Давление сброса устанавливается с помощью винта регулировки давления, который натягивает пружину клапана сброса.

Рисунок 9. Клапан сброса давления в лопастном топливном насосе

Во время запуска двигателя или если лопастной насос не работает, топливо должно проходить через насос к дозатору топлива. Это достигается за счет использования перепускного клапана внутри насоса. Слегка подпружиненная пластина под предохранительным клапаном преодолевает давление пружины всякий раз, когда давление топлива на входе в насос превышает давление топлива на выходе.Пластина перемещается вниз, и топливо может течь через насос. [Рисунок 10]

Рис. 10. Функция байпаса в лопастном топливном насосе позволяет топливу течь через насос во время запуска или когда насос не работает

Компенсированные лопастные топливные насосы используются, когда лопастной насос является первичным топливным насосом с приводом от двигателя. Настройка предохранительного клапана изменяется автоматически, чтобы обеспечить правильную подачу топлива, поскольку давление воздуха на входе устройства дозирования топлива изменяется из-за высоты над уровнем моря или давления на выходе турбокомпрессора.Вентиляционная камера над диафрагмой, прикрепленной к разгрузочному механизму, соединена с источником давления входящего воздуха. При изменении давления воздуха диафрагма поддерживает или противодействует давлению пружины предохранительного клапана, что приводит к правильной подаче топлива в соответствии с условиями на устройстве дозирования топлива. [Рисунок 11]

Рис. 11. Компенсированный лопастной насос используется в системах с приводом от двигателя. Давление воздуха на входе в дозатор топлива связано с вентиляционной камерой в насосе.Мембрана поддерживает или противодействует механизму предохранительного клапана в зависимости от давления, измеряемого в этой камере


СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ
Компоненты топливной системы
Типы топливных баков
Типы топливных клапанов
Фильтры и сетчатые фильтры
Индикаторы топливной системы

ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА | Строительство автомобилей

Вы уже знаете о двигателях внутреннего сгорания, которые могут работать на топливе (газе или дизельном топливе), которое необходимо для работы двигателя.Топливо должно поступать в цилиндры двигателя своевременно, поэтому топливная система выполняет эту задачу. Эта статья о типах топливных систем, конструкции топливной системы и о том, как работает топливная система. Рисунки и схемы помогут понять устройство топливной системы.

Назначение топливной системы автомобиля

Топливная система автомобиля предназначена для подачи топлива из топливного бака в цилиндр двигателя. Также эта система обеспечивает хранение и очистку топлива перед подачей в цилиндр.

Базовая топливная система состоит из следующих основных элементов:
  1. Топливный бак — это резервуар для хранения топлива. Топливный бак современных автомобилей представляет собой сложную систему, в которую входят следующие элементы: резервуар, топливная горловина, указатель уровня топлива, топливный насос и другие;
  2. Система топливопроводов — это трубопроводы, обеспечивающие подачу топлива к другим твэлам;
  3. Топливный насос — — устройство, перекачивающее топливо из бака в двигатель; Топливный насос современных систем впрыска создает достаточно высокое давление. Электрические топливные насосы широко используются в современных автомобилях. Насосы для дизельных двигателей бывают двух типов: низкого и высокого давления. Обычно на дизельном двигателе используется насос высокого давления.
  4. Топливный фильтр (или фильтры). Существует два типа топливных фильтров, такие как топливный фильтр грубой очистки и фильтр тонкой очистки; Назначение фильтров — очистка топлива от разного рода грязи, пыли и так далее.
  5. Устройство впрыска топлива или карбюратор. Устройство для подачи топлива и воздуха для создания топливовоздушной смеси .

Устройство впрыска топлива — — форсунки дизеля или форсунки двигателя . Но топливные форсунки расположены в головном цилиндре в дизельных двигателях и двигателях с непосредственным впрыском топлива. А у форсунок топливные форсунки во впускной коллектор.

Устройство системы впрыска топлива. Для того, чтобы двигатель работал плавно и эффективно, он должен быть обеспечен правильным количеством топливно-воздушной смеси в соответствии с его потребностями.

Система впрыска топлива состоит из:

  1. Топливный бак
  2. Топливный насос
  3. Топливопровод
  4. Топливный фильтр
  5. Топливный аккумулятор
  6. Распределитель топлива
  7. Впускной тракт
  8. Впускной коллектор
  9. Форсунки

ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА | STP.com

Топливная система состоит из топливного бака, насоса, фильтра и форсунок или карбюратора и отвечает за подачу топлива в двигатель по мере необходимости.Каждый компонент должен работать безупречно, чтобы обеспечить ожидаемые характеристики и надежность автомобиля.

Компоненты топливной системы

Со временем производительность двигателя может медленно снижаться из-за отложений, которые забивают жизненно важные части топливной системы и вызывают снижение топливной эффективности и мощности.

Топливные форсунки / карбюраторы

Топливная форсунка — это последняя остановка для топлива в вашем двигателе, прежде чем он взорвется! внутри камеры сгорания.По сути, это ворота с электрическим приводом, которые открываются ровно настолько, чтобы отмерить идеальное количество топлива для работы двигателя.

Карбюраторы были обычным способом подачи топлива для большинства автомобилей до конца 1980-х годов. Большинство карбюраторов представляют собой ручные неэлектрические устройства, которые используются для смешивания паров топлива с воздухом с целью получения горючей или взрывоопасной смеси для двигателей внутреннего сгорания. Карбюраторы в основном были вытеснены электронным впрыском топлива.

Впускной клапан

Клапан открывается, позволяя втягивать топливовоздушную смесь в камеру сгорания.Отложения на впускных клапанах могут ограничивать или изменять поток топливовоздушной смеси в камеру сгорания. Топливо может налипать на отложения на впускном клапане и при необходимости не попадать в камеру сгорания. Правильная добавка к топливу может помочь обратить вспять эти эффекты и восстановить потерянные характеристики.

Поршень

Поршень перемещается вверх и вниз и преобразует давление от сгорания в движение. Было доказано, что моющие добавки, которые могут помочь удалить или уменьшить отложения, являются эффективными в снижении или устранении связанных с отложениями управляемости и потери производительности.

Камера сгорания

Здесь происходит горение топливовоздушной смеси. Отложения в камере сгорания могут повлиять на теплопередачу и сжатие воздуха / топлива. Избыточное тепло может вызвать преждевременное возгорание и детонацию.

Некоторые автомобили содержат датчики детонации, которые используются для определения детонации в двигателе или до или после детонации. С помощью этих датчиков компьютер настроит двигатель, чтобы устранить этот симптом, который отрицательно сказывается на производительности.Отложения в топливной системе вызовут детонацию, поэтому так важно содержать топливную систему в чистоте.

STP ® Присадки к топливу

Моющие добавки различаются по типу и концентрации. См. Ниже, чтобы узнать, какие продукты STP ® помогают предотвратить, удалить или глубоко очистить отложения.

Эти продукты STP ® помогают предотвратить образование новых отложений:

1.STP ® Очистка газа помогает поддерживать систему впуска топлива в чистоту.

2. STP ® Обработка топливной форсунки и карбюратора с большим пробегом предотвращает трение верхней части цилиндра о поршневые кольца и стенки цилиндра.

3. STP ® Средство для удаления воды удаляет воду и поддерживает чистоту топливных форсунок.

Эти STP ® Продукты удаляют существующие отложения для очистки топливных форсунок и клапанов:

1.STP ® Octane Booster помогает повысить уровень октанового числа и помогает восстановить мощность.

2. STP ® Сверхконцентрированный очиститель топливных форсунок очищает загрязненные топливные форсунки.

Эти продукты STP ® помогают удалить существующие отложения с помощью всего одной процедуры очистки всей топливной системы:

1. STP ® Полный очиститель топливной системы полностью очищает топливную систему, обеспечивая оптимальную производительность.

ZOIL | Основы дизельной топливной системы


Функция дизельной топливной системы состоит в том, чтобы впрыскивать точное количество распыленного топлива под давлением в каждый цилиндр двигателя в нужное время. Возгорание в дизельном двигателе происходит, когда поток топлива смешивается с горячим сжатым воздухом. (В бензиновом двигателе не используются электрические искры.)

Топливная система состоит из следующих компонентов.

Есть много разных типов и форм топливных баков.Каждый размер и форма предназначены для определенной цели. В топливном баке должно храниться достаточно топлива для работы двигателя в течение разумного периода времени. Бак должен быть закрыт, чтобы предотвратить попадание посторонних предметов. Он также должен быть провентилирован, чтобы позволить воздуху поступать, заменяя любое топливо, требуемое двигателем. Требуются еще три отверстия в баке: одно для заполнения, одно для слива и одно для слива.

Дизельные топливопроводы бывают трех типов. К ним относятся тяжелые трубопроводы для высоких давлений между ТНВД и форсунками, трубопроводы среднего веса для легких или средних давлений топлива между топливным баком и ТНВД, а также легкие трубопроводы с низким давлением или без него.

Дизельное топливо необходимо фильтровать не один раз, а несколько раз в большинстве систем. Типичная система может иметь три ступени прогрессивных фильтров — сетку фильтра в баке или перекачивающем насосе, первичный топливный фильтр и вторичный топливный фильтр. В последовательных фильтрах все топливо проходит через один фильтр, а затем через другой. В параллельных фильтрах часть топлива проходит через каждый фильтр.

Для получения дополнительной информации о топливных фильтрах см. Основные сведения о дизельных топливных фильтрах.

В простых топливных системах для подачи топлива из бака к ТНВД используется сила тяжести или давление воздуха.На современных быстроходных дизельных двигателях обычно используется топливоперекачивающий насос. Этот насос, приводимый в действие двигателем, автоматически подает топливо в систему впрыска дизельного топлива. Насос часто имеет ручной рычаг подкачки для стравливания воздуха из системы. Современные ТНВД — это почти все реактивные насосы, в которых используется плунжерный и кулачковый метод впрыска топлива.

Есть четыре основных системы впрыска топлива:

1. Отдельный насос и форсунка для каждого цилиндра

2.Комбинированный насос и форсунка для каждого цилиндра ( насос-форсунка тип )

3. Один насос, обслуживающий форсунки на несколько цилиндров (распределитель тип )

4. Насосы в общем корпусе с форсунками на каждый цилиндр ( система common rail )

Система Common Rail быстро набирает популярность для применения на дорогах. Рядный и распределительный типы используются на внедорожниках и промышленных машинах.

Форсунки дизельного топлива, пожалуй, самый важный компонент топливной системы. Работа форсунок — подавать точное количество распыленного топлива под давлением в каждый цилиндр. Сильно распыленное топливо под давлением, равномерно распределенное по цилиндру, приводит к увеличению мощности и экономии топлива, снижению шума двигателя и более плавной работе.

В современных форсунках дизельного топлива, например, в топливных системах Common Rail, используется пьезоэлектричество.Пьезоэлектрические форсунки чрезвычайно точны и могут выдерживать очень высокое давление, характерное для систем Common Rail.

Топливо, используемое в современных высокоскоростных дизельных двигателях, производится из более тяжелых остатков сырой нефти, которые остаются после удаления более летучих видов топлива, таких как бензин, в процессе очистки. Наиболее распространенный сорт дизельного топлива — это 2-D, более известный как дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы (ULSD).

Для получения дополнительной информации о дизельном топливе см. Основные сведения о дизельном топливе со сверхнизким содержанием серы.

Распространенный враг дизельных топливных систем — вода. К сожалению, вода чаще встречается в дизельном топливе, чем думает большинство людей. Если вода попадет в систему впрыска, она быстро окислит компоненты черных металлов (стали). Некоторые из наиболее распространенных отказов, связанных с водой, включают:
• Захват компонента впрыска
• Заедание компонентов дозатора как в насосе, так и в инжекторе
• Отказ регулятора / компонента дозирования

Дизельная топливная система является важным компонентом любого дизельного двигателя, и ее оптимальная работа важна для максимальной производительности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *