Топливный насос высокого давления
Топливный насос высокого давления (ТНВД) в конструкции системы питания дизельного ДВС — самый сложный и дорогостоящий элемент топливоподачи. Роберт Бош разработал полностью рабочий, надежный и компактный ТНВД для дизельных агрегатов еще в 1920-е годы. Через семь лет устройство начали серийно устанавливать на грузовики, а в 1936 году ТНВД стал неотъемлемой частью дизельных легковых автомобилей.
Топливный насос высокого давления системы впрыска дизельного двигателя выполняет две важнейшие функции:
- нагнетает под давлением нужное количество топлива;
- регулирует точный момент начала впрыска;
После активного развития электронных систем и внедрения таких решений в конструкцию ДВС, функция регулирования момента топливного впрыска в новейших аккумуляторных системах дизельного впрыска Common Rail осуществляется посредством форсунки с электронным микропроцессорным управлением.
Топливный насос предназначен для подачи топлива в цилиндры дизельного ДВС не только под определенным давлением, но и в определенный момент цикла.
Топливные насосы по способу впрыска бывают:
- ТНВД непосредственного действия;
- насосы с аккумуляторным впрыском;
В основе топливного насоса высокого давления лежит плунжерная пара, которая состоит из небольшого поршня (плунжера) и цилиндра (втулки). Особенностью изготовления плунжерной пары ТНВД являются повышенные требования к качеству и прочности стали, а также высочайшая точность. Точная подгонка плунжера и втулки крайне важна для того, чтобы обеспечить минимально допустимый зазор. Такое сопряжение называется прецизионным.
В топливном насосе непосредственного действия реализован механический привод плунжера. Все процессы нагнетания топлива и последующего его впрыска происходят одновременно. Каждая отдельная секция ТНВД подает в отдельный цилиндр нужную порцию топлива. Рабочее давление для эффективного распыления достигается благодаря движению плунжера насоса.
Топливный насос с аккумуляторным впрыском имеет такое устройство привода рабочего плунжера, который функционирует за счет силы давления сжатых газов в цилиндре дизельного ДВС. Возможным вариантом также становится работа при помощи специальных пружин.
Конструктивно ТНВД имеют несколько различных подвидов:
- рядный насос высокого давления;
- распределительный ТНВД;
- магистральный насос;
Все типы ТНВД имеют много общего, отличия заключаются в особенностях работы той или иной системы. В рядном топливном насосе высокого давления нагнетание топлива в один цилиндр дизельного двигателя реализовано посредством работы отдельной плунжерной пары.
Насос распределительного типа может иметь как один, так и сразу несколько плунжеров в своей конструкции. Его особенностью является то, что плунжеры реализуют эффективное нагнетание и последующее распределение топлива по всем цилиндрам двигателя.
Магистральный насос осуществляет нагнетание топлива не в цилиндры, а в своеобразный аккумулятор, откуда топливо будет распределено по цилиндрам уже другими элементами системы, а именно форсунками с электромагнитным клапаном.
Топливный насос высокого давления активно применяется и в конструкции системы топливоподачи бензинового ДВС. Устройство является частью современной высокоэффективной бензиновой системы непосредственного впрыска топлива. Стоит отметить, что рабочее давление топлива в моторах на бензине значительно ниже указанной характеристики применительно к дизельному насосу.
Производство топливных насосов высокого давления для дизельных и бензиновых ДВС налажено во многих странах мира. Признанными лидерами в данной сфере выступают зарубежные производители: Bosch, Delphi, Lucas, Zexel, Denso и другие.
Топливный насос высокого давления
Александр Ячменев
Москва, Россия
ТНВД дизельного двигателя один из наиболее сложных и высокоточных узлов топливной системы современного автомобиля.
Виды ТНВД
Топливные насосы высокого давления созданы для подачи дизельного топлива в цилиндры двигателя под определенным давлением в определенный момент цикла работы. Количество подающегося топлива точно отмеряется, соответствуя нагрузкам в момент цикла приложенным на коленчатый вал. Различают топливные насосы по способу работы впрыска топлива на насосы непосредственного впрыска и аккумуляторного впрыска (common rail). Основными производителями топливных насосов высокого давления являются такие корпорации как Bosch, Delphi, Denso, Zexel (производят насосы для рынка Азии по лицензии Bosch). Так же продукции от этих фирм поступает на рынок в виде оригиналов ТНВД для двигателей Cummins, Deutz, Detroit Diesel, Perkins, грузовых автомобилей Man, Volvo, Scania, Mercedes-Benz, Daf, Hino, Hyundai, Howo, Freightliner, Peterbilt, спецтехники JCB, Komatsu, Caterpillar, Toyota, Mitsubishi и многой другой техники и коммерческого и легкового транспорта с дизельными двигателями.
Впрыск
В ТНВД непосредственного впрыска происходит механический привод плунжера благодаря вращению кулачкового вала.
Сам же вал ТНВД соединен с приводной шестерней коленчатого вала через муфту опережения впрыска. При этом нагнетание и впрыск топлива происходят одновременно, и в каждый цилиндр секция топливного насоса подает нужную в данный момент порцию топлива. При этом необходимое давление для распыления топлива происходит за счет движения плунжера насоса.
Плунжерная пара секции ТНВД это золотниковое устройство (цилиндр, где длина поршня в несколько раз больше его ширины), которое регулирует объём подающегося топлива и распределяет его по камерам сгорания дизельного двигателя в соответствии с порядком их работы. Всережимный регулятор подачи топлива обеспечивает устойчивую работу дизельного двигателя в любом режиме, задаваемом водителем с помощью педали акселератора. А так же ограничивает максимальные обороты коленвала, при этом регулятор опережения впрыска топлива изменяет момент впрыска в цилиндры в зависимости от частоты вращения коленвала.
Примеры плунжерных пар для ТНВД: BOSCH 1468334580 для Ford Tranzit BOSCH 2468335044 для Mercedes-Benz Sprinter BOSCH 1468336608 для MAN D0826 DENSO 096400-1230 для ТНВД VE Isuzu DENSO 096400-1700 для Тойота 1HD-FT DELPHI 7189-404L для DP210/DP310 PERKINS Zexel 9461615357 для Mitsubishi 4D56
За подачу топлива из бака в ТНВД отвечает топливоподкачивающий насос (он же топливный насос низкого давления ТННД), а редукционный клапан отвечает за стабилизацию и поддержание давления топлива на входе в насосную секцию ТНВД.
ТННД подает в ТНВД дизельное топливо в большем объёме, чем требуется для работы двигателя. Это способствует поддержанию стабильного давления в топливопроводе. Лишнее топливо возвращается в бак через дренажный штуцер (клапан обратки). Так же на топливопроводе установлен электромагнитный клапан. Он предназначен для остановки двигателя по средствам перекрытия топливной магистрали. При повороте ключа в замке зажигания в положение «выключено», клапан срабатывает и перекрывает подачу топлива к плунжерной паре ТНВД, следовательно, прекращая подачу топлива для распыления в цилиндры двигателя.
Принцип действия
Принцип действия ТНВД Кулачковый вал насоса получает вращение через муфту опережения впрыска от шестерни коленвала двигателя. Вращаясь, кулачковый вал воздействует на толкатели плунжеров, которые, сжимая пружину, поднимают сам плунжер. Плунжер, в поднятом положении, перекрывает впускной канал для топлива, и продолжая подниматься вверх, под давлением выталкивает топливо находящееся в его цилиндре.
Топливо проходит через нагнетательный клапан, открывающийся за счет давления, и подается непосредственно к форсунке.
Плунжер имеет специальный винтовой канал для слива топлива. При движении плунжера вверх, канал совпадает со сливным каналом в гильзе. Остатки топлива, находящиеся над плунжером в цилиндре, которые не требуются для впрыска, начинают сливаться обратно в систему через каналы в плунжере и гильзе. При возвращении плунжера в нижнее положение открывается впускной канал, и цилиндр над плунжером вновь наполняется топливом.
Количество подаваемого топлива в форсунку изменяется за счет поворота плунжеров от рейки через всережимный регулятор. Поворотом регулируется совпадение винтового и сливного канала в плунжерной паре — если каналы совпадут раньше, то в форсунку будет передано меньшее количество топлива, если каналы совпадут позже — то топлива поступит больше. За счет поворота плунжеров как раз и регулируется подача топлива в цилиндры при разных оборотах и нагрузках двигателя.
Всережимный регулятор — служит для изменения количества подачи топлива в зависимости от режимов работы двигателя: запуск двигателя, увеличение/уменьшение оборотов, увеличение/уменьшение нагрузки, остановка двигателя.
Муфта опережения впрыска
Муфта опережения впрыска — используется для изменения угла опережения впрыска в зависимости от оборотов двигателя. Работа механизма основана на использовании центробежной силы. Принцип работы муфты происходит следующим образом. На минимальных/холостых оборотах двигателя грузы, расположенные на механизме, по средствам пружин стянуты к осевому центру и их расположение между муфтами считается исходным. И в данном положении угол опережения впрыска расположен в пределах регулировки заданных параметров работы.
При увеличении оборотов двигателя центробежная сила воздействующая на грузы начинает расти и разводит их, преодолевая сопротивление стяжной силы пружин. Муфты поворачиваются относительно друг друга и угол опережения впрыска увеличивается.
Так же на заглушенном двигателе, грузы максимально стянуты пружинами к оси вращения, и при этом подача топлива открыта на самый максимум, соответственно после запуска двигателя — система муфт переходит в режим работы на холостом ходу.
Разновидности ТНВД.
Топливные насосы высокого давления бывают 3‐х видов — рядные, V-образные (многосекционные) и распределительные. В рядных ТНВД насосные секции расположены друг за другом последовательно, и каждая из них подает топливо в определенный цилиндр двигателя. Примеры подобных ТНВД:- 0402796204 производства Bosch для грузовиков MAN F2000
- 0402735814 производства Bosch для грузовиков Камаз
- 3976375 для двигателя Cummins 6CT производства Bosch
- 29405-0080 для китайской техники Shaanxi, Faw производства Denso
Принцип работы V-образного ТНВД схож с рядным, но имеет более компактные размеры по длине. К таким насосам можно отнести ТНВД производства Ярославского Завода Дизельной Аппаратуры (ЯЗДА) для двигателей применяемых на отечественных грузовиках и автобусах .
Пример подобного насоса — 323.1111005-11, устанавливаемый на автобусы ЛИАЗ 5256 и семейство грузовиков Урал. (фото лиаз, урал)
В распределительных ТНВД одна секция насоса подает топливо сразу в несколько цилиндров двигателя. Распределительные ТНВД бывают одноплунжерными и двухплунжерными.
Примером такого насоса является- 0460414073 для Ford Transit (1994-2000) производства Bosch
- 104640-3831 для двигателя 4D56T Mitsubishi производства Zexel.
Common Rail
Современные производители дизельных двигателей используют технологию с электромагнитными клапанами форсунок, управляемых от бортового компьютера автомобиля/электронного блока управления двигателем. При этом давление топлива нагнетается насосом в общую рампу для нескольких или всех форсунок сразу. Такую топливную систему называют Common Rail.
Примером таких насосов является:- 0445020070 для спецтехники Komatsu производства Bosch
- 0445010044 для VolksWagen LT производства Bosch
- 0445010367 для Citroen производства Bosch
- 9422A011A и 28435244 для спецтехники JCB производства Delphi .
Различные типы дизельных топливных насосов
Администратор / 20 апреля 2021 г. / Блог / Оставить комментарий
Дизельный двигатель является двигателем с самовоспламенением, что означает, что сгорание происходит само по себе. Но сгорание в этом двигателе не отражает мгновенно. Чтобы это произошло, есть по крайней мере две вещи, которые вызывают возгорание: первая — воздух под высоким давлением с температурой выше температуры вспышки дизельного топлива, а вторая — топливо распыляется или распыляется в воздух высокого давления. Если эти два триггера отработают, то самовозгорание произойдет.
С другой стороны, дизельные топливные насосы являются основой всех дизельных двигателей. Качество дизельного топливного насоса обеспечит и гарантирует бесперебойную работу вашего дизельного автомобиля с минимальными проблемами. Если вы купите или установите отремонтированный топливный насос, это может уменьшить перегрев двигателя, увеличить срок службы двигателя и улучшить общую производительность.
Топливный насос для дизельного топлива также называют насосом для впрыска дизельного топлива. Это сложное механическое оборудование, в котором его механизм используется для перекачки топлива из топливного бака в карбюратор. Дизельный топливный насос считается одним из важнейших компонентов, обеспечивающих работу автомобиля. Он использует давление для подачи топлива из топливного бака к форсункам. Неудивительно, что дизельный топливный насос принято называть насосом-форсункой дизельного топлива.
В этой статье мы перечислили три различных типа дизельных топливных насосов и их функции.
1.
Распределительный насос ТипРаспределительный насос представляет собой тип инжекционного насоса с меньшими размерами. Этот тип насоса служит решением для транспортных средств с ограниченным пространством и управляется различными датчиками, электронным блоком управления и исполнительным механизмом.
Главной особенностью распределительного насоса является система впрыска.
В распределительном типе используется один плунжер для всех форсунок, а в линейном типе используется один плунжер на одну форсунку. Насос работает, когда плунжер выдавливает все топливо в каждую топливную бочку и размещается вокруг вала насоса.
При вращении вала насоса плунжер будет попеременно выдавливать топливо через топливную бочку в соответствии с опережением зажигания. Этот тип насоса может иметь меньшую конструкцию, но он не имеет высокого давления топлива. В заключение следует отметить, что этот тип топливного насоса обычно не используется в дизельных двигателях большой мощности.
2.
Насос непрерывного действия Этот насос является новейшим типом дизельных ТНВД и наиболее широко применяемым типом насоса на сегодняшний день. Обычно применяется в системах прямого впрыска. Его основная функция заключается в стабильном повышении давления топлива при высоком давлении, создаваемом на 30 000–40 000 фунтов на квадратный дюйм. Этот тип насоса также регулирует время и объем распыляемого топлива.
Именно поэтому разумно сказать, что его форма лаконична.
Этот тип насоса работает как водяной насос, в котором используется турбина, хотя в некоторых типах также используются мембраны. Этот насос подавляет подачу топлива и удерживает давление топлива на установленном пределе.
3.
Индивидуальный линейный насосИндивидуальные линейные насосы имеют базовый принцип работы и конфигурацию. Сюда входят насосный элемент и нагнетательный клапан для каждого цилиндра двигателя. Он организован в прямую линию до 12 цилиндров.
Индивидуальный насосный механизм комплектуется системой подачи топлива. Это означает, что инжектор будет обслуживаться плунжерным механизмом. Таким образом, плунжеры размещены вместе в одном насосном агрегате в линейном положении, которое вызывает этот насос, обычно называемый встроенным инжекционным насосом.
Как это работает? Он работает при вращении коленчатого вала, а также при вращении насоса распредвала. Вращение распределительного вала заставит кулачок попеременно давить на поршень.
Таким образом, когда поршень прижимается к кулачку, топливо немедленно поднимается вверх, что приводит к распылению топлива из форсунки.
Знание точного типа дизельного топливного насоса вашего автомобиля является обязательным фактором на случай, если появятся признаки необходимости замены. Признаки замены могут включать внезапные скачки скорости, повышение температуры автомобиля, снижение расхода топлива и многое другое.
Если вы испытываете какие-либо из этих признаков, свяжитесь с нами, если вам нужны наши услуги сегодня!
Типы топливных насосов судовых двигателей
Если вы отвечаете за уход и техническое обслуживание лодки, вы, вероятно, знаете, что частью системы вашего судового двигателя является топливный насос. Возможно, вы не знаете, что существуют разные типы топливных насосов, которые работают немного по-разному. Если вам когда-либо придется ремонтировать или заменять топливный насос, важно понимать, какие существуют типы топливных насосов для судовых двигателей и как они работают.
На самом деле, в вашей системе впрыска топлива вы, скорее всего, обнаружите два основных типа судовых топливных насосов высокого давления: рывковые насосы Bosch и системы впрыска Common Rail.
Насос рывка Bosch
Насос рывка Bosch представляет собой относительно простой механизм, который работает с поршнем внутри цилиндра, прикрепленным к винтовой пружине. Спираль контролирует количество впрыскиваемого топлива. Когда насос активируется, поршень давит вниз, открывая сливное и всасывающее отверстия и позволяя бочке заполниться маслом. Когда поршень возвращается обратно, порты закрываются, и давление снова возрастает.
Чтобы изменить количество впрыскиваемого топлива, вы можете повернуть поршень и изменить угол наклона спирали по отношению к цилиндру.
Система впрыска Common Rail
В системе впрыска Common Rail клапан регулирования давления подает масло к насосу высокого давления. Насос создает давление около 1000-1500 бар для подачи топлива в общую рампу, через которую топливо впрыскивается в систему.
Этот метод максимизирует количество топлива, которое фактически сгорает, а это означает, что производится меньше загрязняющих веществ, и вы потребляете меньше топлива. Насос Common Rail может иметь электрический привод, кулачковый привод, привод от двигателя или их комбинацию.
Хотя обе системы эффективны, система впрыска Common Rail представляет собой более современный способ подачи топлива в дизельный двигатель. Если у вас есть выбор, вам понадобится система такого типа для вашего судового двигателя. Преимущества системы впрыска Common Rail:
1. Равномерное давление впрыска по всему двигателю при всех нагрузках и оборотах. Давление впрыска рывкового насоса частично зависит от частоты вращения двигателя.
2. Возможность изменения фаз газораспределения при работающем двигателе.
3. Простая конструкция значительно упрощает техническое обслуживание и требует гораздо меньше времени.
4. Бездымная работа. На самом деле систему впрыска Common Rail иногда называют «бездымным впрыском топлива».