С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Устройство топливного насоса

Устройство топливного насоса


Устройство топливного насоса высокого давления

Принцип работы, устройство и виды топливного насоса высокого давления.

Подает горючую смесь под высоким давлением в топливную систему двигателя внутреннего сгорания (ДВС), регулирует вспрыск топлива в определенные моменты Топливный насос высокого давления (ТНВД). Топливный насос высокого давления один из важнейших механизмов для двигателя, как бензинового, так и дизельного.

В основном топливный насос высокого давления применяется в дизельных двигателях, в бензиновых двигателях ТНВД применяется в тех двигателях, где есть система непосредственного впрыска. В бензиновых двигателях насос работает с наименьшей нагрузкой, т.к. в бензиновых двигателях не настолько давление высокое.

Топливный насос высокого давления имеет основные механизмы: плунжер (поршень) и цилиндр (втулка) небольшого размера, они объединяются в плунжерную систему (пару), которая выполнена 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.

ТНВД предназначен для своевременной подачи горючей смеси в топливную систему, также служит для распределения топлива через форсунки в цилиндры, в зависимости от типа двигателя.

Связующим звеном служат форсунки, соединяющиеся насосом с трубопроводами. Нижней распылительной частью, в которой находятся маленькие отверстия для впрыска топлива с последующим его воспламенением форсунки соединены с камерой сгорания. Определяется момент впрыска в камеру сгорания углом опережения.

Топливные насосы бывают трех типов:

  • распределительный;
  • рядный;
  • магистральный.

Топливный насос высокого давления распределительного типа.

Насос распределительного типа оснащается одним или двумя плунжерами, это зависит от объема двигателя и нужного объема топлива.

Эти плунжера служат для работы всех цилиндров двигателя, цилиндров может быть 4 или 6 или 8 или 12. Распределительный насос компактный, небольшой по весу (если сравнивать с рядным) и обеспечивает наиболее равномерную подачу топлива. Недостатком такого насоса является его небольшой срок эксплуатации, такие насосы монтируются на легковые машины.

Топливный насос высокого давления распределительного типа имеет различные приводы плунжера, все приводы кулачковые, бывают торцевыми, внутренними, внешними.

Торцевые и внутренние приводы считаются наиболее надежными, они лишены нагрузок, создаваемых давлением топлива на приводной вал, соответственно эксплуатируются значительно дольше, чем насосы с внешним кулачковым приводом.

Полезное:  Что залить антифриз или тосол: описание и свойства жидкостей

Автопроизводители предпочитают насосы фирм Bosch и Lucas, которые оснащаются торцевым и внутренним приводом, российские насосы серии НД имеют внешний привод.

Привод торцевой кулачковый.

Основным элементом такого привода является распределительный плунжер, который создает давление и распределяет топливо в топливных цилиндрах. Плунжер-распределитель совершает вращательные и возвратно-поступательные движения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

Возвратно-поступательное движение плунжера происходит 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.

Количество подаваемого топлива осуществляется электромагнитным клапаном (электронно) или механически (центробежная муфта). Регулировка происходит с помощью поворота на определенный угол не вращающегося, регулировочного кольца.

Работа насоса выглядит так: закачивается определенное количество топлива в пространство над плунжером, топливо распределяется по цилиндрам, за счет чего нагнетается давление, после чего плунжер возвращается в первоначальное положение.

Привод внутренний кулачковый.

При приводе кулачковом внутреннем топливо подается и распределяется плунжером и распределительной головкой, такой привод используется в распределительных ТНВД роторного типа, например, в насосах Bosch VR, Lucas DPS, Lucas DPC.

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

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

Распределительные насосы с внешним приводом уже практически не используются.

Топливный насос высокого давления рядного типа.

В этом насосе плунжерные пары располагаются друг возле друга( отсюда и название), каждая плунжерная пара подает топливо в один цилиндр. Количество плунжерных пар равно количеству цилиндров.

Полезное:  Какие зимние шины выбрать: советы 2016 года

В насосном корпусе есть каналы входа и выхода, там и устанавливаются плунжерные пары. Запускаются с помощью кулачкового вала, который соединен с коленвалом, от него и вращение передается.

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.

Время подачи горючего и его количество осуществляется при помощи механического прибора или электронно. Время подачи горючего и его количество зависит от оборотов двигателя (коленчатого вала).

При механической подачи используется центробежная муфта, прикрепленная к кулачковому валу. Внутри муфты находятся грузики, которые перемещаются под воздействием центробежной силы.

При увеличении оборотов двигателя происходит ранний вспрыск топлива, при снижении оборотов поздний вспрыск.

Насосы рядного типа надежные, смазываются моторным маслом, которое поступает из системы смазки мотора. Рядные насосы хорошо переносят относительное качество топлива, но они очень объемные и используются в основном на грузовых машинах.

Топливный насос высокого давления магистрального типа.

Насосы магистрального типа стоят в системе Common Rail, где топливо перед тем, как поступить к форсункам сначала накапливается в топливной рампе. Магистральный насос может обеспечить большую подачу топлива — свыше 180 МПа.

Топливный насос магистрального типа бывает одно плунжерным, двух плунжерным или трех плунжерным. Привод плунжера имеет кулачковую шайбу или вал, которые 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.

При поднятии плунжера поднимается внутрикамерное давление и закрывается клапан впуска. Когда давление достигает максимума, происходит открытие впускного клапана, топливо нагнетается в рампу.

В топливном насосе высокого давления магистрального типа, подачей топлива занимается электроника.

Устройство топливного насоса высокого давления (ТНВД): 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.

1.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.

1.1.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.

1.2.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.
1.2.1.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.

1.2.2.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.

Топливный насос

Какое назначение топливного насоса, как он устроен и работает?

Топливный насос служит для принудительной подачи топлива из топливного бака в поплавковую камеру карбюратора. На карбюраторных двигателях устанавливаются диафрагменные топливные насосы. Корпус, головка и крышка такого насоса отливаются под давлением из цинкового сплава, имеющего небольшую теплопроводность. Поэтому насос меньше нагревается, чем предотвращаются потери на испарение топлива и не образуются паровые пробки. На автомобиле ЗИЛ-130 установлен топливный насос Б-10, имеющий три впускных и три нагнетательных клапана. На автомобилях ГАЗ-53А, ГАЗ-66, ГАЗ-24 «Волга» устанавливают соответственно топливные насосы Б-9, Б-9В, Б-9Д, отличающиеся друг от друга подачей и некоторыми конструктивными изменениями. Они имеют два впускных и один нагнетательный клапаны.

Топливный насос (рис.68) состоит из корпуса 1 с головкой 7, между которыми зажата бензостойкая диафрагма 6. состоящая из нескольких лепестков лакоткани. С диафрагмой в средней части соединен шток 3 с утолщением в нижней части, на которое надеты стальная и текстолитовая шайбы. Шток закреплен гайкой с шайбами 5 и 14. На шток установлена рабочая пружина 4, стремящаяся поднимать диафрагму вверх. В корпусе на оси 16 смонтировано коромысло 18, которое передним концом опирается на шток 3, а задним – на эксцентрик распределительного вала (ГАЗ-53А, ГАЗ-66, ГАЗ-24 «Волга») или приводную штангу (ЗИЛ-130). Пружина 17 прижимает коромысло 18 к эксцентрику или штанге, чем предотвращается его вибрация. В корпусе насоса установлен также рычаг ручной подкачки 2 на оси 15 с возвратной пружиной. В головке имеются два или три впускных клапана 8 с сетчатыми фильтрами 9 и один или, три выпускных (нагнетательных) клапана 13. Клапаны изготовлены из бензомаслостойкой резины и нагружены слабыми пружинами, изготовленными из бронзовой проволоки, стремящимися удерживать клапаны в закрытом положении. Головка сверху закрывается крышкой 12 через уплотнительную прокладку и зажимается винтами 11. В крышке установлен топливоподводящий штуцер 10, а в головке – топливоотводящий.

Рис.68. Топливный диафрагменный насос.

Работает насос так. При вращении распределительного вала эксцентрик 19 воздействует на коромысло 18, а оно, поворачиваясь на оси 16, вторым концом через шток 3 на диафрагму 6, которая опускается вниз. Над диафрагмой образуется разрежение, а в топливном баке в это время – атмосферное давление. Из-за разности давлений бензин поступает из топливного бака через открытые клапаны 8 и заполняет наддиафрагменную полость. С дальнейшим вращением распределительного вала эксцентрик 19 перестает воздействовать на коромысло, и оно возвращается в исходное положение. Пружина 4, распрямляясь, поднимает диафрагму и вытесняет топливо через выпускные клапаны 13 в поплавковую камеру карбюратора. Когда топливо достигнет заданного уровня, запорная игла закроет доступ его в поплавковую камеру. Упругость пружины 4 подбирают такой, чтобы она не преодолевала давления запорной иглы. В этом случае диафрагма вместе с топливом будет опущена вниз, пружина 4 сжата, а коромысло 18 свободно перемещаться на штоке 3. Как только топливо из карбюратора расходуется, его уровень в поплавковой камере снизится, запорная игла откроется и пружина, распрямляясь, вытеснит топливо в поплавковую камеру.

*** Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Система питания карбюраторных двигателей»

диафрагма, клапан, насос, пружина, топливный, топливо

Смотрите также:
Ищете недорогой насос НСВ? Есть приятные цены на насосы для топлива и другое оборудование для АЗС.

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости