Реклама

Паливний насос високого тиску

ПНВТ

Паливний насос високого тиску

Паливний насос високого тиску (ПНВТ) є одним з головних елементів конструкції системи впорскування дизельного двигуна. Насос, зазвичай, виконує дві основні функції: нагнітає під тиском певну кількість палива; регулює необхідний момент початку впорскування. З появою акумуляторних систем впорскування функція регулювання моменту впорскування перейшла до керованих електронікою форсунок.

В основі паливного насоса високого тиску покладена плунжерна пара, котра об’єднує поршень (плунжер) і циліндр (втулка) невеликого розміру. Матеріалом виготовлення плунжерної пари є високоякісна сталь. Висока точність виготовлення забезпечує між плунжером та втулкою проміжок мінімального розміру — прецизійне сполучення.

Залежно від конструкції розрізняють наступні види паливних насосів високого тиску: рядний, розподільний і магістральний. У рядному насосі нагнітання палива в циліндр робиться окремою плунжерной парою. Розподільний насос має один або декілька плунжерів, які забезпечують нагнітання і розподіл палива по всіх циліндрах. Магістральні насоси здійснюють тільки нагнітання палива в акумулятор.

Паливний насос високого тиску використовується також в системі безпосереднього впорскування бензинового двигуна, але його робочий тиск на порядок нижчий аналогічної характеристики дизельного насоса.

Провідними виробниками паливних насосів високого тиску є, в основному, зарубіжні фірми: Bosch, Delphi, Lucas, Denso, Zexel.

Рядний паливний насос високого тиску

Рядний ПНВТ має плунжерні пари по числу циліндрів. Плунжерні пари встановлені в корпусі насоса, в якому виконані канали для підведення і відведення палива. Рух плунжера здійснюється від кулачкового валу, який у свою чергу має привід від колінчастого валу двигуна. Плунжери постійно притискаються до куркульок за допомогою пружин.

При обертанні кулачкового валу кулачок набігає на штовхальник плунжера. Плунжер рухається вгору по втулці, при цьому послідовно закриваються випускний і впускний отвір. Створюється тиск, при якому відкривається нагнітальний клапан, і паливо по паливопроводу поступає до відповідної форсунки.

Будова рядного ПНВТ

Будова рядного паливного насоса високого тиску

  1. штуцер напірної магістралі;
  2. сідло клапана;
  3. пружина клапана;
  4. корпус насосної секції;
  5. нагнітальний клапан;
  6. впускний і випускний отвори;
  7. поверхня похилого плунжера;
  8. плунжер;
  9. втулка;
  10. важіль управління плунжером;
  11. поворотна плунжерна пружина;
  12. пружина штовхача;
  13. роликовий штовхача;
  14. кулачок;
  15. зубчаста рейка;

Регулювання кількості палива, що подається, і моменту його подання може здійснюватися механічним шляхом або за допомогою електроніки. Механічне регулювання кількості палива здійснюється поворотом плунжера у втулці. Для повороту на плунжері виконана шестерня, яка сполучена із зубчастою рейкою. Рейка пов’язана з педаллю газу. Верхня кромка плунжера має похилу поверхню, тому при повороті відсічення палива і відповідно його кількість змінюватиметься.

Зміна моменту початку подання палива потрібна при зміні частоти обертання колінчастого валу двигуна. Механічне регулювання моменту подання палива робиться за допомогою відцентрової муфти, розташованої на кулачковому валу. Усередині муфти знаходяться важки, які при збільшенні оборотів двигуна розходяться під дією відцентрових сил і повертають кулачковий вал відносно приводу. При збільшенні оборотів двигуна забезпечується раннє впорскування палива, при зменшенні — пізнє.

Конструкція рядних паливних насосів високого тиску забезпечує високу надійність. Насоси змащуються моторним мастилом системи мастила двигуна, тому можуть працювати на паливі низької якості. Рядні паливні насоси високого тиску застосовуються на двигунах з роздільними камерами згорання і безпосереднім впорскуванням середніх і важких вантажних автомобілів. На легкових дизелях цей вид насоса застосовувався до 2000 року.

Розподільний паливний насос високого тиску

Розподільні паливні насоси високого тиску, на відміну від рядного ПНВС, мають один або два плунжери, котрі обслуговують всі циліндри двигуна. Розподільні насоси мають меншу масу і габаритні розміри, а також забезпечують велику рівномірність подання. З іншого боку їх відрізняє порівняно низька довговічність зв’язаних деталей. Усе це визначає сферу застосування цих насосів, в основному, на двигунах легкових автомобілів.

Конструкції розподільних паливних насосів високого тиску можуть мати різний привід плунжера :

  • торцевий кулачковий привід (насоси Bosch VE);
  • внутрішній кулачковий привід (роторні насоси Bosch VR, Lucas DPC, Lucas DPS);
  • зовнішній кулачковий привід (насоси НД-21, НД-22).

Переважними в плані експлуатації є перші два типи приводу плунжерів, оскільки в них відсутні силові навантаження від тиску палива на вузли приводного валу і, відповідно, більша довговічність.

Будова розподільного ПНВТ

Будова розподільного паливного насоса високого тиску

  1. шестерня приводу регулятора подання палива;
  2. вхідний отвір палива;
  3. вихідний отвір палива;
  4. регулювальний гвинт;
  5. електромагнітний замковий клапан;
  6. розподільний блок;
  7. штуцери нагнітальних трубопроводів;
  8. плунжер-розподільник;
  9. кулачкова шайба;
  10. ролик;
  11. лопатевий насос відкачування палива;
  12. фланець.

Основним елементом розподільного ПНВТ з торцевим кулачковим приводом плунжера (Bosch VE) є плунжер-розподільник, який здійснює зворотно-поступальний і обертальний рух, забезпечуючи нагнітання і розподіл палива по циліндрах.

Зворотно-поступальний рух плунжера відбувається при обертанні кулачкової шайби, яка оббігає нерухоме кільце по роликах. Шайба натискає на плунжер, за рахунок чого створюється тиск палива. У початкове положення плунжер повертається за допомогою пружини.

Обертання плунжера робиться від приводного валу. При цьому відбувається розподіл палива по циліндрах.

Регулювання величини подання палива здійснюється автоматично за допомогою механічного або електронного пристроїв. Механічний регулятор включає відцентрову муфту з вантажами, яка через систему важелів впливає на дозатор, що змінює величину подачі палива. Електронний регулятор є електромагнітним клапаном.

Регулювання величини випередження впорскування палива в розподільному насосі робиться шляхом повороту нерухомого кільця на певний кут. Робочий процес розподільного насоса включає впускання палива в надплунжерний простір, нагнітання і розподіл у відповідні циліндри.

Будова розподільного ПНВТ роторного типу

Будова розподільного паливного насоса високого тиску роторного типу

  1. лопатевий насос підкачування;
  2. датчик кута повороту;
  3. кулачкова обойма;
  4. плунжер;
  5. вал розподільника;
  6. розподільна голівка;
  7. блок управління;
  8. електромагнітний клапан дозування палива;
  9. дросель нагнітального клапана;
  10. клапан управління випередженням впорскування;
  11. ролик;
  12. муфта випередження впорскування;
  13. шток приводу кулачкової обойми;
  14. приводний вал.

У розподільному насосі роторного типу нагнітання і розподіл палива по циліндрах здійснюються різними пристроями плунжером і розподільною голівкою. Нагнітання палива робиться за допомогою двох протилежних плунжерів розташованих на розподільному валу. Плунжери через ролики оббігають профіль кулачкової обойми і здійснюють зворотно-поступальний рух.

При русі плунжерів один назустріч одному відбувається ріст тиску палива, після чого паливо по каналах розподільної голівки і нагнітальних клапанах доставляється до форсунок відповідних циліндрів.

Паливо до плунжера (плунжерам) подається під невеликим тиском, який створює насос підкачування палива. У розподільних насосах насос підкачування палива встановлений на приводному валу в корпусі насоса. Конструктивно це може бути роторно-лопатевий насос, шестерінчастий насос із зовнішнім або внутрішнім зачепленням.

Мастило розподільного насоса високого тиску робиться дизельним паливом, яке заповнює корпус насоса.

Магістральний паливний насос високого тиску

Магістральний паливний насос високого тиску використовується в акумуляторній системі уприскування палива Common Rail, де він виконує функцію нагнітання палива в паливну рампу. Магістральні ТНВД забезпечують більш високий тиск палива (у сучасних системах уприскування близько 180 МПА і більше).

Конструктивно магістральний насос може мати один, два або три плунжери. Привід плунжерів здійснюється за допомогою кулачкового валу або кулачкової шайби.

Будова магістрального ПНВТ роторного типу

Будова магістрального паливного насоса високого тиску

  1. приводний кулачковий вал;
  2. ролик;
  3. плунжерна пружина;
  4. плунжер;
  5. штуцер напірної магістралі (до паливної рампи);
  6. випускний клапан;
  7. впускний клапан;
  8. електромагнітний клапан дозування палива;
  9. фільтр тонкого очищення палива;
  10. перепускний клапан;
  11. штуцер зворотного паливопроводу;
  12. штуцер впускного паливопроводу.

При обертанні кулачкового валу (ексцентрика кулачкової шайби) під дією поворотної пружини плунжер рухається вниз. Збільшується об’єм компресійної камери і зменшується тиск в ній. Під дією розрядки відкривається впускний клапан, і паливо поступає в камеру.

Рух плунжера вгору супроводжується ростом тиску в камері, впускний клапан закривається. При певному тиску відкривається випускний клапан і паливо подається в рампу.

Управління поданням палива робиться залежно від потреби двигуна за допомогою клапана дозування палива. У нормальному положенні клапан відкритий. По сигналу електронного блоку управління клапан закривається на певну величину, тим самим регулюється кількість палива, що поступає в компресійну камеру.

Реклама