Топливоподкачивающий насос дизельного двигателя – Подкачивающий насос дизельного двигателя: назначение, устройство, особенности

Содержание

Подкачивающий насос дизельного двигателя: назначение, устройство, особенности

Подкачивающий насос дизельного двигателя  представляет собой топливный насос низкого давления (ТННД). Главной задачей  данного устройства становится  функция подачи топлива к топливному насосу высокого давления ТНВД. Как правило, подкачивающий насос установлен на «коробе» ТНВД или в непосредственной близости от насоса высокого давления.

Оба насоса соединяются при помощи топливных трубок, по которым дизтопливо подается из ТННД к ТНВД. Параллельно реализована очистка солярки, которая предполагает пропуск через специальные топливные фильтры грубой и тонкой очистки. Далее мы рассмотрим устройство, а также принцип работы подкачивающего топливного насоса более подробно.

Читайте в этой статье

Подкачивающий насос дизельного двигателя для ТНВД

Итак, топливный насос низкого давления (ТННД) нужен для того, чтобы под небольшим давлением пропустить дизельное топливо через фильтры и затем подать горючее в ТНВД. При этом выделяют два режима работы устройства. Первый режим является так называемым подготовительным, тогда как второй режим рабочий.

Что касается подготовительного режима, в этот момент поршень в насосе движется вверх, параллельно отмечается воздействие эксцентрика, который сжимает пружину.  В результате топливо начинает двигаться в камерах, а также проходит между фильтрами. Рабочий режим ТННД представляет собой обратное движение поршня (поршень движется виз).

Стоит отметить, что насос низкого давления перекачивает немного больше топлива, чем необходимо двигателю для ровной работы. Такая подкачка «с запасом» позволяет поддерживать оптимальное давление в системе питания, избегая повышения нагрузок.

Устройство подкачивающего насоса и различные типы ТННД

Если говорить о конструкции,  топливный насос низкого давления имеет следующие составные элементы:

  1. Приводной вал
  2. Ротор с лопастями
  3. Статор
  4. Диск распределения
  5. Приводную шестерню-регулятор
  6. Соединительные муфты

Принцип действия заключается в том, что сначала начинает двигаться ротор, в результате его лопасти приближаются к статору. В результате под воздействием центробежной силы создаются «камеры» и определенное напряжение. Затем из камер горючее поступает к ТНВД. Для подачи топлива в диске распределения выполнены каналы. Если давление превышает норму, часть горючего перенаправляется на редукционный клапан.

С учетом того, что подкачивающий насос и насос высоко давления связаны, для  того, чтобы поддерживать необходимые условия, имеется топливный сливной дроссель. Указанный дроссель представляет собой жиклер, который вкручен в ТНВД.

Данное решение позволяет поддерживать нужные условия в камерах, при этом учитывается зависимость от  той скорости, с которой движется приводной вал. Подобная схема хорошо подходит для дизельных моторов, при этом существуют и другие виды подкачивающих насосов.

Разновидности топливных насосов низкого давления

Начнем с того, что топливный насос низкого давления установлен на любом автомобиле, бензиновом (карбюратор, инжектор), так и на многих дизельных, но не на всех. Данное устройство «вытягивает» горючее из топливного бака, после чего топливо проходит через фильтры, попадает в дозирующие системы и подается в двигатель.

При этом подкачивающие насосы бывают механическими и электрическими. На бензиновых карбюраторных ДВС стоит механический насос, на инжекторных моторах  подкачивающий топливный насос электрический. Однако если в бензиновых аналогах независимо от типа мотора такой насос является основным, в дизельных двигателях подкачивающий насос подает топливо на ТНВД.

  • Механический подкачивающий насос, как правило, ставится на блок цилиндров. В действие такое устройство приводит сам двигатель. Если просто, во время вращения мотора происходит нажатие на специальный кулачок насоса, в результате устройство начинает закачивать горючее в карбюратор. Также механический насос имеет специальный рычаг, что позволяет вручную прокачать бензин перед запуском двигателя.
  • Электрический подкачивающий насос стал необходимостью после того, как появились инжекторные двигатели. Дело в том, что для нормальной работы инжектора топливо должно подаваться на форсунки под более высоким давлением по сравнению с карбюраторными ДВС.
Естественно, слабый по производительности механический насос не способен справиться с такой задачей.  Ему на смену пришел электробензонасос. Такой насос фактически представляет собой электродвигатель и насосную камеру, которые объединены в общем в корпусе. Нагнетатель расположен прямо в бензобаке и погружен в топливо. Также в корпус насоса интегрирован датчик уровня топлива и специальная сетка-фильтр для очистки горючего.

Такое решение имеет целый ряд преимуществ, так как устройство более производительное, а также не перегревается от избытков тепла в подкапотном пространстве. Также перед запуском двигателя нет необходимости подкачивать топливо вручную, так как после поворота ключа зажигания подкачивающий насос начинает сразу работать, поднимая давление в системе питания.

Еще следует отметить, что в схеме с электрическим насосом топливо постоянно движется по магистралям, что позволяет поддерживать нормальную температуру горючего и избежать перегрева.

Преимущества установки подкачивающего насоса на дизель

Если вернуться к основной теме, подкачивающий  насос на дизель во многих случаях является электрическим. 

Такой насос становится важным элементом в системе питания, так как позволяет не только быстро и эффективно подать дизтопливо к ТНВД, но и пропустить солярку через фильтры.

Также наличие подкачивающего насоса позволяет добиться стабильной работы дизельного двигателя во всех режимах и на любых оборотах, то есть исключается нехватка топлива под нагрузками. Еще отметим, что многие владельцы дизельных авто, которые штатно не имеют дополнительного насоса, принимают решение установить его самостоятельно.

Данная необходимость может быть продиктована разными причинами, начиная с незначительного завоздушивания системы питания после стоянки и заканчивая стремлением облегчить пуск дизельного двигателя. Насос можно поставить как в топливный бак, так и интегрировать на определенных участках топливных магистралей подачи дизтоплива уже после бака.

Как правило, после установки владельцы отмечают, что дизель легче заводится (нужно сделать меньшее количество оборотов стартером). Также отмечается более стабильная работа ДВС на разных режимах (переходные режимы, ХХ, работа под нагрузкой). В некоторых случаях возможен и прирост мощности, так как горючее стабильно подается к ТНВД даже на высоких оборотах.

Читайте также

  • Система питания дизельного двигателя

    Устройство и схема работы системы питания дизельного двигателя. Особенности топлива и его подачи , основные компоненты системы питания, турбодизельный ДВС.

krutimotor.ru

Топливоподкачивающий насос дизельного двигателя

СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ МАЗ-500

Топливоподкачивающий насос дизельного двигателя ЯМЗ-236

Топливоподкачивающий насос поршневого типа предназначен для подачи топлива из бака к насосу высокого давления. Он устанавливается на лицевой стороне корпуса топливного насоса высокого давления и крепится к нему тремя шпильками. Привод насоса осуществляется от эксцентрика кулачкового валика насоса высокого давления через роликовый толкатель.

Устройство топливоподкачивающего насоса показано на рис. 36.

Основные детали насоса: корпус 1, роликовый толкатель 9, поршень 2 с пружиной 3, всасывающий 25 и нагнетательный 14 клапаны и насос для ручной подкачки топлива.

Корпус насоса представляет собой фасонную чугунную отливку с наружной обработанной привалочной плоскостью фланца крепления и с большим количеством внутренних каналов, рас-точек и отверстий.

Подклапанное пространство всасывающего клапана 25 соединено отверстием с трубопроводом, подводящим топливо к насосу, а надклапанное — каналом с полостью корпуса, в которой перемещается поршень.

Подклапанное пространство нагнетательного клапана 14 соединяется каналом с полостью, в которой перемещается поршень, а надклапанное — с нагнетательным каналом. Кроме этих каналов, в корпусе имеется еще канал, соединяющий полость перемещения поршня (у перегородки насоса) с нагнетательным каналом.

Привод поршня осуществляется роликовым толкателем 9 через шток 7. Ролик 13 толкателя вращается на «плавающей» оси 12, застопоренной от продольного перемещения двумя сухарями 11. Одновременно сухари, перемещаясь в пазах корпуса насоса, предохраняют толкатель от проворачивания.

Рис. 36. Топливоподкачивающий насос:

1 — корпус: 2 — поршень; 3— пружина поршня; 4 и 16 — уплотнительные шайбы; 5 и 17 — пробки: 6— втулка штока: 7 —шток толкателя; 8 — пружина толкателя; 9 — толкатель поршня; 10 — стопорное кольцо толкателя; 11— сухарь толкателя; 12 — ось ролика: 13 — ролик толкателя: 14— нагнетательный клапан: 15— пружина; 18— корпус цилиндра насоса ручной подкачки: 19 — цилиндр насоса ручной подкачки; 20 — поршень насоса ручной подкачки: 21 — шток поршня;
22 — рукоятка: 23 — прокладка; 24 — втулка цилиндра насоса ручной подкачки; 25— всасывающий клапан; 26 — седло клапана

Рис. 37. Схемы работы топливоподкачивающего насоса:

а — всасывание; б — нагнетание; А и Б — камеры: I — эксцентрик кулачковоговалика; 2— ролик; 3— толкатель; 4 — пружина; 5 — шток: 6 — всасывающий клапан;

7 — пружина всасывающего клапана: 8 — нагнетательный клапан; 9— пружина нагнетательного клапана; 10 — поршень; 11 — пружина поршня

Пружина 8, упирающаяся во втулку 6 штока, прижимает толкатель к эксцентрику кулачкового валика. Толкающее усилие от толкателя к поршню передается через шток 7, перемещающийся в направляющей втулке 6, которая ввернута на специальном клее в корпус насоса. Шток и втулка представляют собой прецизионную пару.

Стальной поршень 2 имеет форму стакана с фасонным днищем, примыкающим к перегородке корпуса насоса. Внутрь поршня вставлена пружина 3. упирающаяся одним концом в днище поршня, а другим — в пробку 5. ввернутую снаружи в корпус и герметически закрывающую полость, перемещения поршня. Таким образом, пружина постоянно прижимает поршень к внутренней перегородке насоса.

Всасывающий 25 и нагнетательный 14 клапаны, изготовлен-ные из капрона, имеют грибовидную форму и прижимаются к седлам пружинами.

Схема работы насоса показана на рис. 37.

Толкатель, прижимаемый пружиной 4 к эсцентрику 1 вращающегося кулачкового валика насоса высокого давления, получает возвратно-поступательное движение вдоль расточки в корпусе насоса.

Движение толкателя вверх принудительное, а обратное движение вниз толкателя и поршня осуществляется под действием нружин 4 и 11. Когда поршень под действием пружНны 11 опускается вниз, в надпоршневой камере А создается разрежение, благодаря которому в определенный момент открывается всасывающий клапан 6, и топливо из топливного бака, пройдя фильтр предварительной очистки, по топливопроводу засасывается в надпоршневую камеру (рис. 37, а).

К концу хода поршня давление в топливном баке и надпоршневой камере уравнивается, и всасывающий клапан закрывается.

При движении поршня вверх (рис. 37, б) под действием толкателя, на который давит эксцентрик, сжимается пружина 11, всасывающий клапан остается закрытым и топливо выталкивается из надпоршневой камеры А через открывшийся под действием избыточного давления нагнетательный клапан 8 в нагнетательный канал и поступает к фильтру тонкой очистки. Одновременно под действием разрежения, образующегося под поршнем, топливо заполняет подпоршневую камеру Б. При последующем движении поршня вниз, когда идет заполнение топливом надпоршневой камеры, нижняя часть поршня выталкивает топливо из подпоршневой камеры в нагнетательный канал и далее к фильтру тонкой очистки.

Количество подаваемого насосом топлива автоматически регулируется в зависимости от расхода его топливным насосом высокого давления в результате изменения хода поршня насоса в зависимости от давления в системе нагнетания. Регулирование происходит следующим образом. Когда давление в нагнетательном канале возрастает вследствие избытка топлива в насосе высокого давления и в трубопроводе при больших числах оборотов халенчатого вала двигателя или при засорении фильтра тонкой очистки, то и в подпоршневой камере Б давление также увеличивается. Поэтому при последующем ходе вниз поршень встретит повышенное сопротивление со стороны топлива, находящегося в подпоршневой камере.

Поскольку поршень не соединен жестко с толкателем, то наступает момент, когда усилие пружины 11 уравновешивается давлением топлива в подпоршневой камере. В этот момент поршень. останавливается и, занимая какое-то среднее положение,
как бы «зависает». Таким образом, между поршнем и толкателем, опустившимся вниз под действием пружины 4, образуется 1 просвет. В дальнейшем при движении толкателя вверх шток переместит поршень в исходное положение. Величина перемещения поршня вниз, следовательно, зависит от расхода топлива. Чем меньше расход топлива, тем больше противодавление, поэтому раньше остановится поршень, и, наоборот, чем больше расход топлива, тем больше ход поршня. Это обстоятельство позволяет всегда поддерживать в нагнетательном канале насоса необходимое постоянное давление, не зависящее от режима работы двигателя.

Производительность насоса при противодавлении 1,5— 1,7 кГ/см2 и числе оборотов кулачкового валика насоса высокого давления 1050 в минуту должна быть не менее 2,2 л/мин. При полностью перекрытом нагнетательном канале и числе оборотов кулачкового валика 1050 в минуту деление, развиваемое насосом, должно быть не менее 6 кГ/см2.

На топливоподкачивающем насосе установлен насос ручной подкачки топлива для опрессовки нагнетающей части топливной магистрали с целью удаления воздуха при неработающем двигателе и для заполнения ее топливом при техническом обслуживании.

Устройство насоса ручной подкачки топлива показано на рис. 36. Оно состоит из корпуса 18, цилиндра 19, поршня 20 и штока 21 с рукояткой 22. Уплотнением между корпусом насоса и цилиндром служит резиновая прокладка 23, которая при навернутой на цилиндр рукоятке одновременно уплотняет зазор между поршнем и корпусом.

Насос работает следующим образом. Отвернув рукоятку с резьбы горловины цилиндра, производят последовательно вытягивание ее вверх до упора и опускание вниз также до упора и т. д.

При вытягивании рукоятки вверх вместе с ней поднимается поршень, и в цилиндре создается разрежение. В разреженное пространство цилиндра из топливного бака через фильтр предварительной очистки и открывшийся всасывающий клапан 25 засасывается топливо. При опускании рукоятки, а вместе с ней поршня вниз, топливо в цилиндре сжимается, и под действием возросшего давления всасывающий клапан 25 закрывается и открывается нагнетательный клапан 14, через который топливо подается в нагнетательный канал и далее по топливопроводу к фильтру тонкой очистки.

При отсутствии надобности в пользовании насосом ручной подкачки рукоятку навинчивают на горловину цилиндра. При этом поршень плотно прижимается к прокладке, не допуская просачивания топлива из каналов топливоподкачивающего насоса в полость цилиндра.

Назначение топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя.

1. Топливоподкачивающий насос применяют для подачи топлива из топливного бака к фильтру.

2. Топливоподкачивающий насос применяют для подачи топлива из топливного бака через фильтры к форсункам.

3. Топливоподкачивающий насос применяют для подачи топлива из топливного бака через фильтры к насосу высокого давления.

Типы топливоподкачивающих насосов, применяемых на дизельных двигателях ЯМЗ-236М и КамАЗ-740.10.

1. На дизелях ЯМЗ-236М и КамАЗ-740.10 установлены топливоподкачивающие насосы поршневого типа.

2. На дизелях ЯМЗ-236М и КамАЗ-740.10 установлены топливоподкачивающие насосы диафрагменного типа.

3. На дизелях ЯМЗ-236М и КамАЗ-740.10 установлены топливоподкачивающие насосы поршневого и диафрагменного типа.

Устройство топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя.

1. Ведомая полумуфта, ось груза, пружина, ведущая полумуфта, корпус, па­лец ведущей полумуфты, груз, проставка.

2. Толкатель, пружины, крышка, нагнетательный клапан, седло, гильза, болт регулировочный.

3. Шток толкателя, пружины, толкатель, выпускной клапан, пробки, поршень, впускной клапан, корпус насоса, насос ручной подкачки.

Работа топливоподкачивающего насоса (ручная подкачка) дизельного двигателя.

1. Вращающийся эксцентрик, расположенный на кулачковом валу насоса высокого давления, набегает на ролик толкателя, вследствие чего сжимается пружина и перемещается шток с поршнем, сжимая пружину. Под действием давления топлива в полости А над поршнем, впускной клапан прижимается к седлу, а выпускной клапан открывается, топливо перетекает по перепускному каналу в полость Б под поршень.

2. Когда эксцентрик сбегает с ролика толкателя, пружина возвращает толка­тель в исходное положение. Одновременно пружина, разжимаясь, перемещает поршень в обратную сторону. Над поршнем в полости А создается пониженное, а под поршнем в полости Б — повышенное давление. Выпускной клапан садится на седло, и топливо из полости Б по каналам насоса и трубопроводу поступает к фильтру тонкой очистки. Вследствие понижения давления над поршнем открывается впускной клапан и топливо заполняет полость А.

3. При перемещении поршня рукояткой вверх в цилиндре создается разрежение, открывается впускной клапан и топливо поступает внутрь цилиндра. При перемещении поршня вниз в цилиндре создается давление, впускной клапан закрывается, а выпускной клапан открывается и топливо подается к фильтру тонкой очистки.

Работа топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя.

1. При перемещении поршня, рукояткой вверх в цилиндре создается разрежение, открывается впускной клапан и топливо поступает внутрь цилиндра. При перемещении поршня вниз в цилиндре создается давление, впускной клапан закрывается, а выпускной клапан открывается и топливо подается к фильтру тонкой очистки.

2. Вращающийся эксцентрик, расположенный на кулачковом валу насоса высокого давления, набегает на ролик толкателя, вследствие чего сжимается пружина и перемещается шток с поршнем, сжимая пружину. Под действием давления топлива в полости А над поршнем, впускной клапан прижимается к седлу, а выпускной клапан открывается, топливо перетекает по перепускному каналу в полость Б под поршень.

3. Когда эксцентрик сбегает с ролика толкателя, пружина возвращает толка­тель в исходное положение. Одновременно пружина, разжимаясь, перемещает поршень в обратную сторону. Над поршнем в полости А создается пониженное, а под поршнем в полости Б — повышенное давление. Выпускной клапан садится на седло, и топливо из полости Б по каналам насоса и трубопроводу поступает к фильтру тонкой очистки. Вследствие понижения давления над поршнем открывается впускной клапан, и топливо заполняет полость А.

4. Работа топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя осуществляется по принципам, указанным в ответах 2 и 3.

Изменение производительности топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя.

1. Производительность топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя изменяется за счет регулирования жесткости пружины поршня.

2. Производительность топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя не изменяется.

3. При уменьшении расхода топлива двигателем давление в полости перед поршнем повышается, и силы сжатой пружины недостаточно для преодоления противодавления топлива. Вследствие этого активный ход поршня уменьшается, и соответственно, снижается подача топлива насосом. Толкатель при этом свободно перемещается в обе стороны. По мере увеличения расхода топлива двигателем, давление в полости перед поршнем уменьшается, активный ход поршня увеличивается и подача топлива насосом возрастает.

Топливный насос низкого давления: устройство и принцип работы подкачивающего насоса

Подкачивающий насос дизельного двигателя представляет собой топливный насос низкого давления (ТННД). Главной задачей данного устройства становится функция подачи топлива к топливному насосу высокого давления ТНВД. Как правило, подкачивающий насос установлен на «коробе» ТНВД или в непосредственной близости от насоса высокого давления.

Оба насоса соединяются при помощи топливных трубок, по которым дизтопливо подается из ТННД к ТНВД. Параллельно реализована очистка солярки, которая предполагает пропуск через специальные топливные фильтры грубой и тонкой очистки. Далее мы рассмотрим устройство, а также принцип работы подкачивающего топливного насоса более подробно.

Читайте в этой статье

Подкачивающий насос дизельного двигателя для ТНВД

Итак, топливный насос низкого давления (ТННД) нужен для того, чтобы под небольшим давлением пропустить дизельное топливо через фильтры и затем подать горючее в ТНВД. При этом выделяют два режима работы устройства. Первый режим является так называемым подготовительным, тогда как второй режим рабочий.

Стоит отметить, что насос низкого давления перекачивает немного больше топлива, чем необходимо двигателю для ровной работы. Такая подкачка «с запасом» позволяет поддерживать оптимальное давление в системе питания, избегая повышения нагрузок.

Устройство подкачивающего насоса и различные типы ТННД

Если говорить о конструкции, топливный насос низкого давления имеет следующие составные элементы:

  1. Приводной вал
  2. Ротор с лопастями
  3. Статор
  4. Диск распределения
  5. Приводную шестерню-регулятор
  6. Соединительные муфты

Принцип действия заключается в том, что сначала начинает двигаться ротор, в результате его лопасти приближаются к статору. В результате под воздействием центробежной силы создаются «камеры» и определенное напряжение. Затем из камер горючее поступает к ТНВД. Для подачи топлива в диске распределения выполнены каналы. Если давление превышает норму, часть горючего перенаправляется на редукционный клапан.

Данное решение позволяет поддерживать нужные условия в камерах, при этом учитывается зависимость от той скорости, с которой движется приводной вал. Подобная схема хорошо подходит для дизельных моторов, при этом существуют и другие виды подкачивающих насосов.

Разновидности топливных насосов низкого давления

Начнем с того, что топливный насос низкого давления установлен на любом автомобиле, бензиновом (карбюратор, инжектор), так и на многих дизельных, но не на всех. Данное устройство «вытягивает» горючее из топливного бака, после чего топливо проходит через фильтры, попадает в дозирующие системы и подается в двигатель.

При этом подкачивающие насосы бывают механическими и электрическими. На бензиновых карбюраторных ДВС стоит механический насос, на инжекторных моторах подкачивающий топливный насос электрический. Однако если в бензиновых аналогах независимо от типа мотора такой насос является основным, в дизельных двигателях подкачивающий насос подает топливо на ТНВД.

  • Механический подкачивающий насос, как правило, ставится на блок цилиндров. В действие такое устройство приводит сам двигатель. Если просто, во время вращения мотора происходит нажатие на специальный кулачок насоса, в результате устройство начинает закачивать горючее в карбюратор. Также механический насос имеет специальный рычаг, что позволяет вручную прокачать бензин перед запуском двигателя.
  • Электрический подкачивающий насос стал необходимостью после того, как появились инжекторные двигатели. Дело в том, что для нормальной работы инжектора топливо должно подаваться на форсунки под более высоким давлением по сравнению с карбюраторными ДВС.

Такое решение имеет целый ряд преимуществ, так как устройство более производительное, а также не перегревается от избытков тепла в подкапотном пространстве. Также перед запуском двигателя нет необходимости подкачивать топливо вручную, так как после поворота ключа зажигания подкачивающий насос начинает сразу работать, поднимая давление в системе питания.

Еще следует отметить, что в схеме с электрическим насосом топливо постоянно движется по магистралям, что позволяет поддерживать нормальную температуру горючего и избежать перегрева.

Преимущества установки подкачивающего насоса на дизель

Если вернуться к основной теме, подкачивающий насос на дизель во многих случаях является электрическим. Такой насос становится важным элементом в системе питания, так как позволяет не только быстро и эффективно подать дизтопливо к ТНВД, но и пропустить солярку через фильтры.

Данная необходимость может быть продиктована разными причинами, начиная с незначительного завоздушивания системы питания после стоянки и заканчивая стремлением облегчить пуск дизельного двигателя. Насос можно поставить как в топливный бак, так и интегрировать на определенных участках топливных магистралей подачи дизтоплива уже после бака.

Как правило, после установки владельцы отмечают, что дизель легче заводится (нужно сделать меньшее количество оборотов стартером). Также отмечается более стабильная работа ДВС на разных режимах (переходные режимы, ХХ, работа под нагрузкой). В некоторых случаях возможен и прирост мощности, так как горючее стабильно подается к ТНВД даже на высоких оборотах.

Когда необходимо промывать систему питания дизельного двигателя: основные признаки. Как промыть топливную систему на дизеле, промывка своими руками.

Конструкция дизельного топливного насоса высокого давления, потенциальные неисправности, схема и принцип работы на примере устройства системы топливоподачи.

Устройство и схема работы системы питания дизельного двигателя. Особенности топлива и его подачи , основные компоненты системы питания, турбодизельный ДВС.

Какие системы топливного впрыска устанавливаются на дизельные ДВС. Схема с механическим ТНВД, насос-форсунки, Common Rail. Устройство, плюсы и минусы.

Особенности работы и причины неисправностей дизельных форсунок. Как самостоятельно выполнить снятие, дефектовку, разборку и ремонт форсунок дизельного ДВС.

Виды дизельных форсунок в разных системах подачи топлива под высоким давлением. Принцип работы, способы управления форсунками, конструктивные особенности.

19. Назначение, устройство и принцип работы приборов системы питания дизелей (топливоподкачивающий насос, фильтры грубой и тонкой очистки, тнвд, форсунки).

Фильтр грубой очистки топлива предназначен для очистки топлива от грубых механических примесей и воды и работает как отстойник.

Фильтр грубой очистки топлива двигателя со­стоит из корпуса с крышкой и сменного фильтрующего элемента из хлоп­ковой нити, намотанной на металлический трубчатый перфорированный каркас. Плотное соединение фильтрующего элемента с корпусом и крыш­кой достигается тем, что трехгранные кольцевые ребра крышки и днища корпуса вдавливаются в мягкие торцевые поверхности фильтра.

Топливо по трубопроводу поступает в полость между стенками корпуса и фильтрующим элементом. Пройдя через фильтр, очищенное топливо по­ступает внутрь каркасной трубки и далее к топливоподкачивающему насо­су. На внешней поверхности фильтрующего элемента и на днище корпуса осаждаются механические примеси. Для удаления воздуха при замене фильтра в верхней части крышки имеется резьбовое отверстие, закрытое пробкой.

Фильтр тонкой очистки топлива предназначен для очистки топлива от более мелких примесей. Фильтр состоит из корпуса, крышки и фильтрующего элемента, представляющего собой перфорированный металлический трубчатый каркас, обмотанный тканью, на котором сформирована фильтрующая масса из древесной муки, пропи­танной пульвербакелитом. Фильтрующий элемент прижат к крышке пру­жиной.

Топливо, подаваемое топливоподкачивающим насосом, заполняет по­лость корпуса и проходит через фильтрующий элемент, далее поднимается вдоль стержня крепления и поступает к насосу высокого давления. В крышке ввернут штуцер с калиброванным отверстием, через которое то­пливо сливается в бак.

Топливоподкачивающий насос. В системах топливоподачи дизелей при­меняют поршневые насосы, которые служат для подачи топлива через фильтры к топливному насосу высокого давления (ТНВД).

Топливоподкачивающий насос крепится к корпусу ТНВД с приводом от эксцентрика его кулачкового вала и имеет ручной привод для заполне­ния топливом фильтров и удаления воздуха из топливной системы.

Топливоподкачивающий насос состоит из корпуса, в котором имеются топливные каналы, в средней части находится отверстие под пор­шень и роликовый толкатель; возвратных пружин поршня и толкателя; нагнетательного клапана; впускного клапана. Над впускным клапаном ввер­нут цилиндр с поршнем и штоком ручного привода.

При работе двигателя эксцентрик набегает на ролик толкателя, который через шток передает усилие на поршень. Последний перемещается, сжимая возвратную пружину. В надпоршневом пространстве давление топлива по­вышается, впускной клапан закрывается, а нагнетательный открывается, и топливо по каналу перетекает в подпоршневое пространство. Когда эксцен­трик сбегает с ролика толкателя, пружина поршня перемещает поршень в обратную сторону. В надпоршневом пространстве создается разрежение, открывается впускной клапан и топливо заполняет надпоршневое про­странство. Одновременно в подпоршневом пространстве создается давле­ние топлива, и оно поступает по трубопроводу к фильтру тонкой очистки.

Производительность топливоподкачиваюшего насоса выше, чем расход топлива при работе двигателя. При уменьшении расхода топлива двигате­лем давление в подпоршневой полости повышается, и усилия сжатой пру­жины поршня недостаточно для преодоления давления топлива, ход порш­ня уменьшается, и, соответственно, снижается подача топлива насосом. Толкатель при этом свободно перемещается в обе стороны. По мере увели­чения расхода топлива двигателем давление в подпоршневой полости уменьшается, активный ход поршня увеличивается и подача топлива насо­сом возрастает.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) подает че­рез форсунки в камеру сгорания топливо в строго определенные моменты и в определенном количестве в зависимости от режима работы двигателя. На автомобильных двигателях применяют ТНВД золотникового типа с по­стоянным ходом плунжера и регулировкой окончания подачи топлива. Число секций топливного насоса соответствует числу цилиндров двигателя. Каждая секция обслуживает один цилиндр. Привод топливных насосов осуществляется от зубчатых колес распределительного вала.

ТНВД состоит из корпуса с крышками, внут­ри корпуса имеется горизонтальная перегородка, в которой выполнены гладкие отверстия с пазами под роликовые толкатели. В верхней части кор­пуса имеются резьбовые отверстия крепления насосных секций, топливные каналы, отверстие крепления рейки поворота плунжеров. В нижней части корпуса расположен кулачковый вал привода насосных секций. Роликовый толкатель в верхней части имеет регулировочный болт с контргайкой.

Насосная секция включает в себя плунжер и гильзу, соеди­ненные вместе, которые образуют плунжерную пару. Положение гильзы в насосе относительно топливных каналов фиксировано стопорным винтом. В верх­ней части гильзы имеется впускное и перепускное отверстия. Плунжер в верхней части имеет осевое и радиальное отверстия. От радиального отвер­стия плунжера выполнены две спиральные канавки. На нижнем конце плунжера имеется два выступа, входящих в пазы поворотной втулки, кото­рая поворачивает плунжер, также имеется кольцевая проточка для опорной тарелки возвратной пружины плунжера. Другой конец пружины упирается в верхнюю тарелку, установленную в кольцевой выточке корпуса. На пово­ротной втулке крепится зубчатый хомутик, находящийся в зацеплении с рейкой поворота плунжеров. Над гильзой плунжера располагается нагнета­тельный клапан с седлом, упором и возвратной пружиной. Насосная сек­ция в корпусе насоса крепится штуцером. От штуцера через ниппель топ­ливо поступает по топливопроводу высокого давления к форсунке.

Работа насосной секции. При вращении кулачкового вала насоса кулачок набегает на ролик толкателя, который передает усилие на плунжер. Плунжер движется вверх, сжимая возвратную пружину и вытес­няя топливо через впускное отверстие в канал насоса. При перекрытии этого отверстия давление топлива постепенно растет, и начинает открываться нагнетательный клапан. Клапан полностью открывается, плунжер продолжает двигаться вверх, дав­ление топлива в надплунжерном пространстве растет. При достижении требуемого для впрыска топлива давления игла распылителя форсунки поднимается и происходит впрыск топлива в цилиндр.

Плунжер движется вверх, поддерживая давление впрыска топлива. Как только отсечная кромка спиральной канавки совместится с перепускным отверстием давление топлива резко падает, игла распылителя форсунки под действием возвратной пружины садится в седло. Впрыск топлива пре­кращается. Одновременно нагнетательный клапан под действием возврат­ной пружины садится в седло, объем пространства за клапаном увеличива­ется и происходит отсечка подачи топлива. Конусный поясок нагнетатель­ного клапана притерт к седлу и надежно изолирует надплунжерное пространство от топливопровода высокого давления, поддерживая в нем избыточное давление топлива, что обеспечивает стабильность при малой подаче топлива.

Плунжер какое-то время еще продолжает двигаться вверх, обеспечивая гарантированный впрыск топлива. Кулачок сбегает с ролика толкателя и под действием возвратной пружины плунжер начинает двигаться вниз, надплунжерное пространство заполняется топливом.

Форсунки служат для подачи топлива в камеру сгорания под большим давлением в мелко распыленном виде и обеспечивает четкую отсечку пода­чи топлива в конце впрыска. На дизелях применяют форсунки нескольких типов: открытые или закрытые, с распылителем, имеющим одно отверстие (сопло) или несколько. Закрытые форсунки могут быть штифтовые или бесштифтовые.

Форсунка дизелей состоит из корпуса, в котором имеется центральное отверстие под штангу и наклонный топливный канал; распы­лителя с тщательно обработанным осевым отверстием под иглу и топлив­ных каналов. В нижней части распылителя имеются четыре сопла, кольце­вая проточка и два глухих отверстия под штифты. Игла распылителя имеет цилиндрическую направляющую часть, конусные пояски в средней и нижней частях. Распылитель с иглой крепится к корпусу накидной гайкой. В верхней боковой части находится прилив с резьбовым отверстием под топливный штуцер с фильтрующей сеткой. В центральной верхней части имеется резьба под резьбовую втулку, в центре которой нахо­дится резьбовое отверстие под регулировочный винт с контргайкой. Ниж­няя часть винта является верхней опорной тарелкой под возвратную пру­жину иглы распылителя. На штанге в верхней части крепится нижняя опорная тарелка пружины, в нижней части запрессован шарик для плотной посадки иглы на седло. Резьбовая втулка в верхней части закрыта колпачковой гайкой с резьбовым отверстием под дренажный трубопровод.

Топливо подводится к форсунке через штуцер с сетчатым фильтром и поступает по наклонному каналу корпуса в кольцевую проточку распыли­теля. Затем топливо по трем каналам проходит в кольцевую полость (средней части распылителя), расположенную под утолщенной (с конусным пояском) частью иглы. Под действием топлива, поступающего в полость, игла поднимается, сжимая возвратную пружину. Сопла распылителя от­крываются, и топливо впрыскивается в камеру сгорания. После окончания впрыска давление топлива падает и под действием возвратной пружины игла плотно садится на седло в распылителе. Давление впрыска топлива регулируется регулировочным винтом с контргайкой в резьбовой втулке за­тяжкой возвратной пружины иглы распылителя. Топливо, просочившееся между иглой и распылителем, отводится дренажным трубопроводом в бак.

Статья написана по материалам сайтов: studopedia.net, krutimotor.ru, studfiles.net.

«

Отличная статья 0

the-avto.ru

Топливоподкачивающий насос низкого давления системы питания дизеля.


Устройства и приборы низкого давления



Топливоподкачивающий насос

Топливоподкачивающий насос низкого давления (рис. 1) служит для подачи топлива из топливного бака к насосу высокого давления (ТНВД). Он приводится в действие от эксцентрика кулачкового вала насоса высокого давления.

Насос имеет поршень 19, который приводится в движение через роликовый толкатель 3, состоящий из ролика 2, штока 5 и пружины 4, прижимающей толкатель к эксцентрику 21.

При движении поршня 19 вниз над ним образуется разрежение, под действием которого открывается впускной клапан 13, и топливо заполняет надпоршневое пространство (полость А). Выпускной клапан 15 при этом закрыт, прижатый пружиной 16 к своему седлу.
При движении поршня вверх давление топлива над ним возрастает, впускной клапан при этом закрывается, а выпускной открывается, и топливо поступает к выпускному штуцеру 17, а также по перепускному каналу 22 в полость Б под поршнем.
При следующем ходе (движение поршня вниз) топливо вытесняется к выпускному штуцеру и далее к фильтру тонкой очистки.

Так как полость Б через канал 22 постоянно связана с последующей магистралью низкого давления, то при малых расходах топлива поршень 19, поджимаемый топливом из полости Б, совершает неполные ходы, а шток 5 при этом частично работает вхолостую.
В результате в перепускном канале 22 и последующей магистрали достигается постоянное давление топлива, которое обеспечивается пружиной 18.

Топливо, просочившееся между штоком 5 и его направляющей втулкой 20, поступает обратно в полость впускного клапана 13 через дренажный канал 6.

На корпусе насоса низкого давления установлен насос ручной подкачки топлива, который служит для заполнения системы питания топливом и удаления из нее воздуха после длительной стоянки автомобиля. Он состоит из цилиндра 11, поршня 8 со штоком 9 и рукоятки 10.



Для ручной подкачки топлива отвертывают рукоятку 10 с резьбового хвостовика 23 и, действуя ею как штоком в обычном поршневом насосе, нагнетают в магистраль топливо и удаляют из нее воздух. После окончания ручной подкачки рукоятку 10 навертывают на хвостовик 23 до плотного прилегания поршня к прокладке 12, чтобы не допустить подсоса воздуха в систему питания через насос ручной подкачки.

Топливоподкачивающий насос двигателей КамАЗ-740 (рис. 2) имеет такой же принцип действия, как и насосы двигателей марки «ЯМЗ».
При опускании толкателя 1 поршень 2 под действием пружины 3 движется вниз.
При этом в полости А создается разрежение и впускной клапан 4, сжимая пружину, перепускает топливо в эту полость из топливопровода от фильтра грубой очистки. Одновременно топливо, находящееся в полости Б вытесняется к топливному насосу высокого давления.

При движении поршня 2 вверх под давлением поступившего топлива закрывается впускной клапан 4 и открывается выпускной клапан 6. Топливо из полости А через этот клапан и перепускной канал поступает в полость Б, а при последующем перемещении поршня 2 вниз цикл работы насоса повторяется.

К фланцу топливоподкачивающего насоса крепится насос ручной подкачки топлива.

***

Топливный насос высокого давления — ТНВД



k-a-t.ru

Подкачивающий топливный насос для дизеля. Устройство и принцип работы

Подкачивающий насос трактора подает топливо из бака в топливный насос под давлением. Это необходимо для преодоления гидравлического сопротивления фильтра и трубопроводов, а также создания постоянного избыточного давления в головке топливного насоса.

Устройство подкачивающего насоса

Насос состоит из:

  • корпуса,
  • поршня с пружиной,
  • толкателя с пружиной,
  • стержня,
  • толкателя с направляющей втулкой,
  • впускного клапана и нагнетательного клапана.

Стержень толкателя вместе с втулкой представляет собой прецизионную пару, которая предотвращает перетекание топлива из подпоршневого пространства подкачивающего насоса в корпус топливного насоса.

1 — рукоятка; 2 — крышка; 3 — шток; 4 — цилиндр; 5 и 8 — поршни; 6 — впускной клапан; 7 — корпус; 9 и 13 — пружины; 10 — направляющая втулка; 11 — стержень; 12 — толкатель; 14 — нагнетательный клапан.

Принцип работы

  • При неработающем подкачивающем насосе впускной и нагнетательный клапаны закрыты, а надпоршневое и подпоршневое пространство заполнено топливом.
  • При вращении кулачкового вала топливного насоса толкатель и поршень под действием эксцентрика вала и пружин совершают возвратно-поступательное движение.
  • Когда выступ эксцентрика отходит от толкателя, поршень и толкатель под действием пружин движутся в сторону кулачкового вала. При этом в подпоршневом пространстве создается давление, а в надпоршневом — разрежение. Нагнетательный клапан закрывается, а впускной открывается, и топливо из впускного канала А поступает в надпоршневое пространство, а из подпоршневого выжимается по каналу Б в топливный фильтр и далее в головку топливного насоса.
  • Когда выступ эксцентрика набегает на толкатель, последний с помощью стержня перемещает поршень, сжимая пружину. В надпоршневом пространстве создается давление, а в подпоршневом — разрежение. Впускной клапан закрывается, а нагнетательный клапан открывается, и топливо перетекает из надпоршневого пространства в подпоршневое. Таким образом, топливо подается к топливному насосу при движении поршня в сторону эксцентрика под действием пружины, а при движении поршня под действием эксцентрика оно перетекает из надпоршневого пространства в подпоршневое. При последующих ходах поршня процесс повторяется в той же последовательности.
  • При повышении давления в нагнетательном канале Б (например, при уменьшении расхода топлива топливным насосом или засорении топливного фильтра) пружина, перемещая поршень не может преодолеть сопротивление топлива, и поршень останавливается.
  • Положение поршня в этом случае зависит от расхода топлива. Чем меньше расход топлива, тем выше давление в нагнетательном канале, тем раньше останавливается поршень и тем меньше его рабочий ход.
  • При меньшем рабочем ходе поршня меньше топлива подается в нагнетательный канал. Поэтому даже при малом расходе топлива давление в нагнетательном канале не поднимается выше определенного.
  • Так автоматически ограничивается максимальное давление топлива, которое подается подкачивающим насосом в систему. Это следует учитывать в эксплуатации.
  • При несвоевременной замене фильтра тонкой очистки топлива, его подача в систему становится недостаточной, и дизель теряет мощность.

Если фильтрующий элемент засорится настолько, что его гидравлическое сопротивление станет больше усилия пружины, то подача топлива прекратится совсем, и дизель остановится.

а — нагнетание топлива в систему; б — перетекание топлива; в — прекращение подачи топлива; 15 — эксцентрик.

Ручной подкачивающий насос

Для заполнения топливной системы топливом при неработающем дизеле и удаления из нее воздуха на подкачивающем насосе устанавливается ручной подкачивающий насос также поршневого типа.

Он состоит из:

  • цилиндра, ввернутого в корпус над впускным клапаном
  • основного подкачивающего насоса
  • поршня со штоком
  • рукояткой, навернутой на крышку цилиндра.

В работе этого насоса используются впускной и нагнетательный клапаны основного подкачивающего насоса.

  • Перед заполнением системы топливом необходимо:
  1. открыть вентиль на фильтре тонкой очистки
  2. отвернуть рукоятку с крышки цилиндра насоса
  3. перемещая рукояткой поршень в цилиндре, нагнетать топливо в систему до появления из сливной трубки струи топлива без пузырьков воздуха.

После прокачивания системы вентиль на фильтре необходимо закрыть, а рукоятку поршня ручного насоса навернуть на крышку цилиндра.



tractor-server.ru

Установка топливо подкачивающего насоса

Преимущества установки подкачивающего насоса на дизель

Nissan Patrol GR Пётр большой брат Семёна                             Бортжурнал                                 Установка топливо подкачивающего насоса

Nissan Patrol GR Пётр большой брат Семёна                             Бортжурнал                                 Установка топливо подкачивающего насоса

Если вернуться к основной теме, подкачивающий  насос на дизель во многих случаях является электрическим. Такой насос становится важным элементом в системе питания, так как позволяет не только быстро и эффективно подать дизтопливо к ТНВД, но и пропустить солярку через фильтры.

Также наличие подкачивающего насоса позволяет добиться стабильной работы дизельного двигателя во всех режимах и на любых оборотах, то есть исключается нехватка топлива под нагрузками. Еще отметим, что многие владельцы дизельных авто, которые штатно не имеют дополнительного насоса, принимают решение установить его самостоятельно.

Данная необходимость может быть продиктована разными причинами, начиная с незначительного завоздушивания системы питания после стоянки и заканчивая стремлением облегчить пуск дизельного двигателя. Насос можно поставить как в топливный бак, так и интегрировать на определенных участках топливных магистралей подачи дизтоплива уже после бака.

Как правило, после установки владельцы отмечают, что дизель легче заводится (нужно сделать меньшее количество оборотов стартером). Также отмечается более стабильная работа ДВС на разных режимах (переходные режимы, ХХ, работа под нагрузкой). В некоторых случаях возможен и прирост мощности, так как горючее стабильно подается к ТНВД даже на высоких оборотах.

Устройство подкачивающего насоса и различные типы ТННД

Nissan Patrol GR Пётр большой брат Семёна                             Бортжурнал                                 Установка топливо подкачивающего насоса

Nissan Patrol GR Пётр большой брат Семёна                             Бортжурнал                                 Установка топливо подкачивающего насоса

Если говорить о конструкции,  топливный насос низкого давления имеет следующие составные элементы:

  1. Приводной вал
  2. Ротор с лопастями
  3. Статор
  4. Диск распределения
  5. Приводную шестерню-регулятор
  6. Соединительные муфты

Принцип действия заключается в том, что сначала начинает двигаться ротор, в результате его лопасти приближаются к статору. В результате под воздействием центробежной силы создаются «камеры» и определенное напряжение. Затем из камер горючее поступает к ТНВД. Для подачи топлива в диске распределения выполнены каналы. Если давление превышает норму, часть горючего перенаправляется на редукционный клапан.

С учетом того, что подкачивающий насос и насос высоко давления связаны, для  того, чтобы поддерживать необходимые условия, имеется топливный сливной дроссель. Указанный дроссель представляет собой жиклер, который вкручен в ТНВД.

Данное решение позволяет поддерживать нужные условия в камерах, при этом учитывается зависимость от  той скорости, с которой движется приводной вал. Подобная схема хорошо подходит для дизельных моторов, при этом существуют и другие виды подкачивающих насосов.

Разновидности топливных насосов низкого давления

Nissan Patrol GR Пётр большой брат Семёна                             Бортжурнал                                 Установка топливо подкачивающего насоса

Nissan Patrol GR Пётр большой брат Семёна                             Бортжурнал                                 Установка топливо подкачивающего насоса

Начнем с того, что топливный насос низкого давления установлен на любом автомобиле, бензиновом (карбюратор, инжектор), так и на многих дизельных, но не на всех. Данное устройство «вытягивает» горючее из топливного бака, после чего топливо проходит через фильтры, попадает в дозирующие системы и подается в двигатель.

При этом подкачивающие насосы бывают механическими и электрическими. На бензиновых карбюраторных ДВС стоит механический насос, на инжекторных моторах  подкачивающий топливный насос электрический. Однако если в бензиновых аналогах независимо от типа мотора такой насос является основным, в дизельных двигателях подкачивающий насос подает топливо на ТНВД.

Механический подкачивающий насос, как правило, ставится на блок цилиндров. В действие такое устройство приводит сам двигатель. Если просто, во время вращения мотора происходит нажатие на специальный кулачок насоса, в результате устройство начинает закачивать горючее в карбюратор. Также механический насос имеет специальный рычаг, что позволяет вручную прокачать бензин перед запуском двигателя.

Электрический подкачивающий насос стал необходимостью после того, как появились инжекторные двигатели. Дело в том, что для нормальной работы инжектора топливо должно подаваться на форсунки под более высоким давлением по сравнению с карбюраторными ДВС.

Естественно, слабый по производительности механический насос не способен справиться с такой задачей.  Ему на смену пришел электробензонасос. Такой насос фактически представляет собой электродвигатель и насосную камеру, которые объединены в общем в корпусе. Нагнетатель расположен прямо в бензобаке и погружен в топливо. Также в корпус насоса интегрирован датчик уровня топлива и специальная сетка-фильтр для очистки горючего.

Такое решение имеет целый ряд преимуществ, так как устройство более производительное, а также не перегревается от избытков тепла в подкапотном пространстве. Также перед запуском двигателя нет необходимости подкачивать топливо вручную, так как после поворота ключа зажигания подкачивающий насос начинает сразу работать, поднимая давление в системе питания.

Еще следует отметить, что в схеме с электрическим насосом топливо постоянно движется по магистралям, что позволяет поддерживать нормальную температуру горючего и избежать перегрева.

Топливоподкачивающий насос однократного действия

Топливоподкачивающий насос однократного действия состоит из корпуса, в котором размещены шток, поршень и клапана.Nissan Patrol GR Пётр большой брат Семёна                             Бортжурнал                                 Установка топливо подкачивающего насоса

Nissan Patrol GR Пётр большой брат Семёна                             Бортжурнал                                 Установка топливо подкачивающего насоса

На входе и выходе топлива в корпусе в корпусе насоса установлены впускной 5 и выпускной 1 клапаны с пружинами. Привод  насоса осуществляется от эксцентрика  3 кулачкового вала ТНВД. Усилие через толкатель передается на привод поршня топливоподкачивающего насоса. Обратный ход поршня осуществляется под действием пружины 6. Принцип работы такого насоса заключается в следующем. При сбегании эксцентрика 3 с толкателя 2 давление на поршень 4 со стороны толкателя пропадает и под действием пружины 6 поршень перемещается вверх. Впускной клапан 5 при этом закрывается, а выпускной 1 открывается и топливо поступает к ТНВД. При набегании эксцентрика 3 кулачкового вала на шток 2 поршень 4 движется вниз. Топливо находящееся под давлением открывает впускной клапан 5 и поступает через прорези в поршне в полость, находящуюся над поршнем.

mr-build.ru

19. Назначение, устройство и принцип работы приборов системы питания дизелей (топливоподкачивающий насос, фильтры грубой и тонкой очистки, тнвд, форсунки).

Фильтр грубой очистки топлива предназначен для очистки топлива от грубых механических примесей и воды и работает как отстойник.

Фильтр грубой очистки топлива двигателя со­стоит из корпуса с крышкой и сменного фильтрующего элемента из хлоп­ковой нити, намотанной на металлический трубчатый перфорированный каркас. Плотное соединение фильтрующего элемента с корпусом и крыш­кой достигается тем, что трехгранные кольцевые ребра крышки и днища корпуса вдавливаются в мягкие торцевые поверхности фильтра.

Топливо по трубопроводу поступает в полость между стенками корпуса и фильтрующим элементом. Пройдя через фильтр, очищенное топливо по­ступает внутрь каркасной трубки и далее к топливоподкачивающему насо­су. На внешней поверхности фильтрующего элемента и на днище корпуса осаждаются механические примеси. Для удаления воздуха при замене фильтра в верхней части крышки имеется резьбовое отверстие, закрытое пробкой.

Фильтр тонкой очистки топлива предназначен для очистки топлива от более мелких примесей. Фильтр состоит из корпуса, крышки и фильтрующего элемента, представляющего собой перфорированный металлический трубчатый каркас, обмотанный тканью, на котором сформирована фильтрующая масса из древесной муки, пропи­танной пульвербакелитом. Фильтрующий элемент прижат к крышке пру­жиной.

Топливо, подаваемое топливоподкачивающим насосом, заполняет по­лость корпуса и проходит через фильтрующий элемент, далее поднимается вдоль стержня крепления и поступает к насосу высокого давления. В крышке ввернут штуцер с калиброванным отверстием, через которое то­пливо сливается в бак.

Топливоподкачивающий насос. В системах топливоподачи дизелей при­меняют поршневые насосы, которые служат для подачи топлива через фильтры к топливному насосу высокого давления (ТНВД).

Топливоподкачивающий насос крепится к корпусу ТНВД с приводом от эксцентрика его кулачкового вала и имеет ручной привод для заполне­ния топливом фильтров и удаления воздуха из топливной системы.

Топливоподкачивающий насос состоит из корпуса, в котором имеются топливные каналы, в средней части находится отверстие под пор­шень и роликовый толкатель; возвратных пружин поршня и толкателя; нагнетательного клапана; впускного клапана. Над впускным клапаном ввер­нут цилиндр с поршнем и штоком ручного привода.

При работе двигателя эксцентрик набегает на ролик толкателя, который через шток передает усилие на поршень. Последний перемещается, сжимая возвратную пружину. В надпоршневом пространстве давление топлива по­вышается, впускной клапан закрывается, а нагнетательный открывается, и топливо по каналу перетекает в подпоршневое пространство. Когда эксцен­трик сбегает с ролика толкателя, пружина поршня перемещает поршень в обратную сторону. В надпоршневом пространстве создается разрежение, открывается впускной клапан и топливо заполняет надпоршневое про­странство. Одновременно в подпоршневом пространстве создается давле­ние топлива, и оно поступает по трубопроводу к фильтру тонкой очистки.

Производительность топливоподкачиваюшего насоса выше, чем расход топлива при работе двигателя. При уменьшении расхода топлива двигате­лем давление в подпоршневой полости повышается, и усилия сжатой пру­жины поршня недостаточно для преодоления давления топлива, ход порш­ня уменьшается, и, соответственно, снижается подача топлива насосом. Толкатель при этом свободно перемещается в обе стороны. По мере увели­чения расхода топлива двигателем давление в подпоршневой полости уменьшается, активный ход поршня увеличивается и подача топлива насо­сом возрастает.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) подает че­рез форсунки в камеру сгорания топливо в строго определенные моменты и в определенном количестве в зависимости от режима работы двигателя. На автомобильных двигателях применяют ТНВД золотникового типа с по­стоянным ходом плунжера и регулировкой окончания подачи топлива. Число секций топливного насоса соответствует числу цилиндров двигателя. Каждая секция обслуживает один цилиндр. Привод топливных насосов осуществляется от зубчатых колес распределительного вала.

ТНВД состоит из корпуса с крышками, внут­ри корпуса имеется горизонтальная перегородка, в которой выполнены гладкие отверстия с пазами под роликовые толкатели. В верхней части кор­пуса имеются резьбовые отверстия крепления насосных секций, топливные каналы, отверстие крепления рейки поворота плунжеров. В нижней части корпуса расположен кулачковый вал привода насосных секций. Роликовый толкатель в верхней части имеет регулировочный болт с контргайкой.

Насосная секция включает в себя плунжер и гильзу, соеди­ненные вместе, которые образуют плунжерную пару. Положение гильзы в насосе относительно топливных каналов фиксировано стопорным винтом. В верх­ней части гильзы имеется впускное и перепускное отверстия. Плунжер в верхней части имеет осевое и радиальное отверстия. От радиального отвер­стия плунжера выполнены две спиральные канавки. На нижнем конце плунжера имеется два выступа, входящих в пазы поворотной втулки, кото­рая поворачивает плунжер, также имеется кольцевая проточка для опорной тарелки возвратной пружины плунжера. Другой конец пружины упирается в верхнюю тарелку, установленную в кольцевой выточке корпуса. На пово­ротной втулке крепится зубчатый хомутик, находящийся в зацеплении с рейкой поворота плунжеров. Над гильзой плунжера располагается нагнета­тельный клапан с седлом, упором и возвратной пружиной. Насосная сек­ция в корпусе насоса крепится штуцером. От штуцера через ниппель топ­ливо поступает по топливопроводу высокого давления к форсунке.

Работа насосной секции. При вращении кулачкового вала насоса кулачок набегает на ролик толкателя, который передает усилие на плунжер. Плунжер движется вверх, сжимая возвратную пружину и вытес­няя топливо через впускное отверстие в канал насоса. При перекрытии этого отверстия давление топлива постепенно растет, и начинает открываться нагнетательный клапан. Клапан полностью открывается, плунжер продолжает двигаться вверх, дав­ление топлива в надплунжерном пространстве растет. При достижении требуемого для впрыска топлива давления игла распылителя форсунки поднимается и происходит впрыск топлива в цилиндр.

Плунжер движется вверх, поддерживая давление впрыска топлива. Как только отсечная кромка спиральной канавки совместится с перепускным отверстием давление топлива резко падает, игла распылителя форсунки под действием возвратной пружины садится в седло. Впрыск топлива пре­кращается. Одновременно нагнетательный клапан под действием возврат­ной пружины садится в седло, объем пространства за клапаном увеличива­ется и происходит отсечка подачи топлива. Конусный поясок нагнетатель­ного клапана притерт к седлу и надежно изолирует надплунжерное пространство от топливопровода высокого давления, поддерживая в нем избыточное давление топлива, что обеспечивает стабильность при малой подаче топлива.

Плунжер какое-то время еще продолжает двигаться вверх, обеспечивая гарантированный впрыск топлива. Кулачок сбегает с ролика толкателя и под действием возвратной пружины плунжер начинает двигаться вниз, надплунжерное пространство заполняется топливом.

Форсунки служат для подачи топлива в камеру сгорания под большим давлением в мелко распыленном виде и обеспечивает четкую отсечку пода­чи топлива в конце впрыска. На дизелях применяют форсунки нескольких типов: открытые или закрытые, с распылителем, имеющим одно отверстие (сопло) или несколько. Закрытые форсунки могут быть штифтовые или бесштифтовые.

Форсунка дизелей состоит из корпуса, в котором имеется центральное отверстие под штангу и наклонный топливный канал; распы­лителя с тщательно обработанным осевым отверстием под иглу и топлив­ных каналов. В нижней части распылителя имеются четыре сопла, кольце­вая проточка и два глухих отверстия под штифты. Игла распылителя имеет цилиндрическую направляющую часть, конусные пояски в средней и нижней частях. Распылитель с иглой крепится к корпусу накидной гайкой. В верхней боковой части находится прилив с резьбовым отверстием под топливный штуцер с фильтрующей сеткой. В центральной верхней части имеется резьба под резьбовую втулку, в центре которой нахо­дится резьбовое отверстие под регулировочный винт с контргайкой. Ниж­няя часть винта является верхней опорной тарелкой под возвратную пру­жину иглы распылителя. На штанге в верхней части крепится нижняя опорная тарелка пружины, в нижней части запрессован шарик для плотной посадки иглы на седло. Резьбовая втулка в верхней части закрыта колпачковой гайкой с резьбовым отверстием под дренажный трубопровод.

Топливо подводится к форсунке через штуцер с сетчатым фильтром и поступает по наклонному каналу корпуса в кольцевую проточку распыли­теля. Затем топливо по трем каналам проходит в кольцевую полость (средней части распылителя), расположенную под утолщенной (с конусным пояском) частью иглы. Под действием топлива, поступающего в полость, игла поднимается, сжимая возвратную пружину. Сопла распылителя от­крываются, и топливо впрыскивается в камеру сгорания. После окончания впрыска давление топлива падает и под действием возвратной пружины игла плотно садится на седло в распылителе. Давление впрыска топлива регулируется регулировочным винтом с контргайкой в резьбовой втулке за­тяжкой возвратной пружины иглы распылителя. Топливо, просочившееся между иглой и распылителем, отводится дренажным трубопроводом в бак.

studfile.net

Устройство топливной системы дизельного двигателя

Дизельные двигатели изначально имели ярко выраженное «тракторное происхождение», и до сих пор поэтому ассоциируются у многих с шумностью, «львиным рычанием», повышенными показателями вибрации и детонации. Но это явно устаревшее представление. Современные дизели, благодаря применению новых автоматических систем управления и подкорректированным принципам работы топливной системы, в значительной степени избавились от пресловутых дрожи и звука. Сохранив при этом свои лучшие качества – мощную тягу и экономичность. Как эволюционировала, вместе с дизельным мотором, его топливная система, и что она из себя представляет на данный момент, рассмотрим в этой статье.

О конструктивных особенностях дизелей, в сравнении с бензомоторами

И дизель, и бензиновый мотор являются двигателями внутреннего сгорания. В глобальном смысле, по своей конструкции дизель не отличается от бензомотора: и там, и здесь – цилиндры, поршни и шатуны в них. Однако в дизелях степень сжатия гораздо выше (19-24 единицы, а у бензинового – 9-11). Потому и все детали, и клапаны в значительной степени усилены (чтобы противостоять намного более высоким нагрузкам). Потому и вес, и габариты дизельного мотора гораздо более внушительны, чем бензинового.

Главное же различие состоит в способах формирования топливно/воздушной смеси, её воспламенения и сгорания.  В бензиновых моторах смесь топлива с воздухом формируется во впускной системе, а воспламеняется она от искры свечи зажигания. В дизельных же моторах горючее и воздух подаются в рабочие полости цилиндров по отдельности. Сначала воздух. Он накаляется до семи-восьми сотен градусов и сжимается. Когда затем в камеру сгорания под большим давлением впрыскивается топливо, то оно самовоспламеняется, практически мгновенно.
О конструктивных особенностях дизелей, в сравнении с бензомоторами

Таким образом, искры никакой не требуется. А свечи накаливания, которые установлены в цилиндрической головке представляют собой нагревательные элементы, типа паяльника, и предназначены они для быстрого обогрева воздуха в камере сгорания, покуда мотор ещё не прогрелся. Это называется системой предпускового подогрева.

Когда включается зажигание, свечи накаливания за несколько мгновений разогреваются до 800-900 градусов, прогревая воздух и обеспечивая процесс самовоспламенения. Сигналы о работе данной системы подаёт водителю контрольная лампа. Электропитание снимается со свечей в автоматическом режиме, спустя 15-20 секунд после запуска непрогретого двигателя, когда его устойчивая и стабильная работа уже вполне обеспечена. Решающая же роль в обеспечении подобных показателей работы мотора принадлежит его топливной системе, об устройстве которой и пойдёт речь.

Принцип и общая схема работы топливной системы

Последовательность работы топливной системы дизельного двигателя следующая. Солярка закачивается из топливного бака при помощи топливоподкачивающего насоса (шестерёнчатого, либо помпового типа), а после фильтрации она подаётся топливным насосом высокого давления (ТНВД) на форсунки. Топливо после закачки из бака проходит сначала через фильтр грубой очистки, избавляясь от крупных включений. Далее, уже непосредственно перед топливным насосом высокого давления – сквозь фильтр тонкой очистки. В связке с ТНВД работают форсунки, через которые солярка в распылённом состоянии и впрыскивается в цилиндры.

Принцип и общая схема работы топливной системы

Схему топливной системы дизельного двигателя двигателя можно не условно, а вполне чётко разделить на два отсека: высокого давления и низкого. На участке низкого давления осуществляется предварительная подготовка, фильтрация топливной смеси, перед его отправкой в отдел высокого давления. Отсек высокого давления, в свою очередь, дорабатывает смесь до конца и переводит её в рабочую камеру.

Основная функция топливной системы, описание её работы

Предназначение топливной системы дизельного двигателя состоит в том, чтобы  подавать в цилиндры чётко отмеренный объём дизтоплива, в конкретный момент времени и под определённым давлением. Поэтому, из-за необходимости обеспечения постоянно высокого давления, а также за счёт высоких требований к точности работы, топливная система дизельного двигателя будет посложнее в конструкции, чем у бензинового, и достаточно дорого стоит.

Теперь попробуем представить себе бесперебойную работу топливной системы в поэтапном режиме, а для этого разберём по порядку отдельные её составные части. Итак, топливный бак служит для размещения солярки и обеспечения бесперебойной её подачи в систему. Эту функцию выполняют трубопроводы. Вначале топливоподкачивающий насос высасывает из бака горючее и через фильтры подаёт его в распределительную магистраль низкого давления. При этом в системе поддерживается стабильное давление в три атмосферы. Топливо дважды проходит  фильтрацию, проходя через фильтры грубой и тонкой очистки.

Основная функция топливной системы, описание её работы

В задачу топливных фильтров входит контроль за чистотой горючего и избавлением его от возможных посторонних примесей – от частичек грязи, воды, песчинок. Прошли те времена, когда дизели были весьма непритязательными к качеству топлива. Современные дизельные моторы требуют очень чистой солярки для сохранения достойных показателей своей работы. Чистота горючего сейчас – одно из основных и непременных условий эффективной работы двигателя. Топливо подаётся только в том случае, если в системе нет воздуха.

После фильтрации солярка попадает в магистраль высокого давления. Эта часть топливной системы обеспечивает подачу и впрыскивание необходимого количества топлива в цилиндры двигателя в определённые моменты. Топливный насос высокого давления, в соответствии с порядком работы цилиндров, по топливопроводам высокого давления подаёт солярку к форсункам.

Форсунки, размещённые в головках цилиндров, впрыскивают и распыляют горючее в камеры сгорания двигателя. Так как топливоподкачиваюший насос постоянно подаёт топливному насосу высокого давления топлива «с запасом», то есть несколько больше, чем нужно, то его избыток, а с ним – и попавший в систему воздух, по специальным дренажным трубопроводам, отводится обратно в бак.

Основная функция топливной системы, описание её работы01

Для обеспечения синхронного впрыска горючего устроена специальная топливная рамка, к которой и подсоединяются форсунки. Они своими головками находятся во впускной трубе и распыляют топливо, сразу же в момент его подачи.

ТНВД создаёт необходимый для впрыска показатель давления, и топливо распределяется по всем цилиндрам мотора. Количество впрыскиваемого топлива, а вместе с ним – и мощностной режим работы двигателя, варьируются нажатиями на педаль акселератора. В современных дизельных двигателях просто нажатием педали «газа» объём подаваемого топлива не увеличивается, а меняется лишь программа, по которой работают регуляторы.

Да, нажимая на педаль, водитель или механизатор уже не увеличивает этим непосредственную подачу топлива, как это было в карбюраторных движках прошлых лет. А только изменяет тем самым программы работы регуляторов, которые уже сами варьируют объём единовременной подачи горючего, по строго определённым зависимостям от числа оборотов, давления наддува, от положения рычага регулятора и т.п.

Главные составные части топливной системы дизельного двигателя

Итак, помимо топливного бака и магистральных топливопроводов, с которыми всё более или менее ясно, основными составными частями топливной системы дизельного мотора являются: топливоподкачивающий насос, фильтры грубой и тонкой очистки горючего, топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунки.

Топливоподкачивающий насос

Топливоподкачивающий насос

Устройство подкачивающего насоса дизельного топлива довольно несложное. Оно представляет собою две находящиеся в постоянном зацеплении шестерни. Когда происходит процесс вращения, зубья этих шестерней выполняют функцию лопастей, создавая и поддерживая ток горючего по направлению к ТНВД. Главным же действующим элементом подкачивающего насоса, который и непосредственно нагнетает топливо, является поршень. Как уже было отмечено, производительность топливоподкачивающего насоса устроена превышающей производительность насоса высокого давления, поэтому и оборудованы специальные топливопроводы для слива излишков обратно в топливный бак.

Топливный насос высокого давления

ТНВД предназначается для подачи топлива к форсункам под давлением, в соответствии со строго определенной программой, в зависимости от заданных режимов работы двигателя и от управляющих действий водителя. По своей сути, современный всережимный ТНВД совмещает в себе функции сложной системы автоматического управления работой двигателя и, в то же время, главного исполнительного механизма, реагирующего на команды шофера.

Благодаря внедрению в производство топливных насосов высокого давления с электронными системами управлением, а также 2-хступенчатого впрыска топлива и оптимизации процесса сгорания, получилось добиться достаточно устойчивой работы дизеля с неразделённой камерой сгорания на оборотах до 4500 в минуту, оптимизировать его экономичность, снизить показатели шума и вибрации.

Далее: по всей длине насоса, во внутренней его полости, расположен вращающийся вал, снабжённый специальными кулачками. Этот вал ТНВД получает энергию вращения от распределительного вала двигателя. Его кулачки при движении воздействуют на толкатели, которые, в свою очередь, и стимулируют нагнетающую работу поршня-плунжера. При своём продвижении вверх этот плунжер создаёт высокое давление топлива внутри цилиндра. Сила этого давления и выталкивает горючее, которое направляется по топливной магистрали к форсункам.

Для сравнения: на участке топливной системы низкого давления, где топливоподкачивающий насос гонит солярку через фильтры к ТНВД, давление составляет 3 атмосферы. А топливный насос высокого давления толкает горючее к форсункам с силой давления до 2000 атмосфер! Это нужно для того, чтобы обеспечить качественные впрыск и распыление топливной смеси в камеры сгорания цилиндров мотора.

Внутри корпуса, или гильзы, топливного насоса высокого давления расположен плунжер, иначе – специальный поршень, обладающий диаметром, значительно меньшим, чем его длина. Это называется плунжерной парой. Её детали притёрты друг к другу таким образом, что зазор не превышает 4-х мкм.

Топливный насос высокого давления

Поскольку работа дизеля в разных режимах и на разных оборотах требует, соответственно, и разного количества горючего, устройство плунжера было немного изменено: по его поверхности «пустили» специальную спиральную выточку, позволяющую менять величину активного хода при помощи механизма поворота плунжеров.

Это сделано было для того, чтобы плунжер мог не только нагнетать топливо под давлением по направлению к форсункам, но и регулировать количество, объём этой подачи. Для этого служит подвижная часть плунжера, которая, в зависимости от изменения параметров, может открывать или закрывать канавки внутри него. Данная подвижная часть соединена с педалью «газа» в кабине механизатора.

Топливный насос высокого давления01

В зависимости от того, каков угол поворота плунжера, устанавливается и соответствующая степень открытия каналов прохождения топлива, и его непосредственное количество, подаваемое на форсунки.

Форсунки

Другой важнейший элемент топливной системы дизельного двигателя – это форсунки, на каждом из его цилиндров. Они, совместно с ТНВД, обеспечивают подачу строго дозированного количества топлива в камеры сгорания. Регулировки давления открытия форсунки формируют рабочее давление в топливной системе, а типы распылителей определяют форму факела топлива, которая имеет важное значение для активизации процессов самовоспламенения и сгорания. В современных дизельных моторах обычно применяются форсунки двух типов: со шрифтовым, или с многодырчатым распределителем.

Форсунки

Форсункам на двигателе приходится работать в очень тяжёлых условиях: игла распылителя совершает возвратно/поступательные движения с частотою в половину меньшей, чем обороты двигателя, и при этом распылитель всё время непосредственно контактирует с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготавливается из специальных, высоко-жаропрочных сплавов, делается с особой точностью и является прецизионным элементом.

Распределитель форсунок выполняет функцию равномерного поступления топлива в камеры сгорания и наиболее эффективное его воспламенение. Чем более мелко распыляется топливная смесь, тем устойчивее, в целом, получается работа силового агрегата. Не менее важный фактор – это равномерность распыления горючего, во всех возможных направлениях. Современные форсунки производятся с многочисленными мельчайшими отверстиями, как раз для того, чтобы распыление топливной смеси происходило во всех направлениях, и в равномерном режиме.

Кроме того, работа форсунок поддерживает следующие процессы, с которыми напрямую связана эффективная работа двигателя:

  • Обеспечение высокого давления и температуры в камерах сгорания;
  • Смешивание солярки с воздухом в оптимальном объёме;
  • Соответствие угла опережения впрыска частоте вращения коленчатого вала мотора.

Форсунки01

Форсунки бывают с механическим, либо с электромагнитным управлением. В обычных форсунках открытие отверстия распылителя связано с тем давлением, которое имеется на тот момент в топливной магистрали. Отверстие форсунки перекрывается иглой, соединённой со специальным поршнем вверху форсунки. Пока давления нет, игла перекрывает выход топлива через отверстие распылителя. Когда происходит поступление топлива под давлением, поршень перемещается вверх и тянет за собою иглу. Отверстие раскрывается, и распыление начинается.

В современных дизельных двигателях используются форсунки с электромагнитной системой управления. Их работа регулируется уже не по механическому принципу, а с помощью электромагнитных импульсов, поступающих от блока управления. Каждая из форсунок снабжена электромагнитным клапаном, открывающим либо закрывающим распыление топлива.

На эти электромагнитные элементы форсунок поступают сигналы от электронного бока управления (ЭБУ), который, в соответствии с информацией от целого ряда датчиков, подаёт ту или иную команду на установку нужной степени распыления.

Несколько слов о системе «КоммонРэйл»

Говоря о топливной системе современных дизельных двигателей, нельзя не упомянуть такую её модификацию, как «Аккумуляторная топливная система CommonRail» («Общая рамка», или «Общая магистраль» в переводе с английского). Она проявляет очень хорошие показатели экономичности и эффективности, и вполне заслуженно завоёвывает всё большую популярность. В первую очередь – на дизельных двигателях коммерческого автотранспорта, разумеется.

В ней также используется ТНВД, подающий горючее в напорную магистраль, которая играет роль аккумулятора давления. Электронный блок управления регулирует производительность насоса, для поддержания необходимого давления в магистрали по мере расхода топлива.

Несколько слов о системе «КоммонРэйл»

В «КоммонРэйл» управляемые электроникой электрогидравлические форсунки с электромагнитным или пьезоэлектрическим приводом управляющих клапанов впрыскивают выверенные дозы дизельного топлива под высоким давлением в рабочие полости цилиндров.

Компьютерная система управления подачей горючего позволяет впрыскивать его в камеры сгорания цилиндров максимально точно дозированными дозами. Сначала впрыскивается микроскопическая, всего лишь в районе миллиграмма, порция, которая своим сгоранием накаляет температуру в камере, а за ней следует основной «заряд». Как результат – дизельные двигатели, оснащённые системой «КоммонРэйл», показывают лучшую экономичность (до 20 процентов). Доля новых дизельных двигателей, оснащённых системой «CommonRail», год от года неуклонно растёт.

Заключение

В целом, именно усовершенствованиям, которым подверглась топливная система дизельных двигателей в наше время, значительно укрепили позиции дизельных двигателей на рынке и в экономике. Дизели стали более экономичными и менее шумными, чем были прежде, а потому завоёвывают всё больше сегментов своего непосредственного применения на рынке.

tractorreview.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о