ТНВД - паливний насос високого тиску дизеля.

1. Пристрої і прилади високого тиску
2. Класифікація ТНВД
3. Многоплунжерние ТНВД з механічним приводом
4. Пристрій і робота насосної секції ТНВД
5. Особливості пристрою ТНВД двигуна КамАЗ-740
6. Пристрій і робота ТНВД розподільного типу

Пристрої і прилади високого тиску

Наша сеть партнеров Banwar

Паливний насос високого тиску (ТНВД) служить для точного дозування палива і подачі його в певний момент під високим тиском до форсунок.
Автомеханіки і водії нерідко називають паливний насос високого тиску паливною апаратурою.

В даний час многоплунжерние ТНВД з механічним приводом поступово поступаються місцем в системах живлення дизелів досконаліших конструкцій, таким, як керовані комп'ютером система насос-форсунка і розподільним насосам роторного типу, використовуваних в системах харчування Common Rail . Проте, на багатьох автотракторних двигунах насоси класичної конструкції ще широко застосовуються.

Класифікація ТНВД

Паливні насоси високого тиску класифікуються за такими ознаками:

по числу плунжеров:

• многоплунжерние (на кожен циліндр доводиться один плунжер);
• розподільні (один плунжер подає паливо в кілька циліндрів);

Многоплунжерние ТНВД можуть бути виконані з рядним або V-подібним корпусом.

по виду приводу плунжера:

• механічний;
• гідравлічний;
• пневматичний;

за методом дозування палива:

• з регулюванням кількості подаваного палива за цикл (отсечкой);
• з регулюванням циклової подачі дроселюванням на впуску (зміна наповнення паливом надплунжерного обсягу за допомогою дросселирующего пристрою в каналі, що підводить паливо до впускного вікна; застосовується в розподільчих насосах).

Розподільні ТНВД підрозділяються на плунжерні і роторні.

***

Многоплунжерние ТНВД з механічним приводом

В автомобільних дизелях набули поширення многоплунжерние насоси з механічним приводом і регулюванням кількості подаваного палива отсечкой. Розглянемо пристрій такого насоса на прикладі ТНВД двигуна ЯМЗ-236, який належить до рядним насосів плунжерного типу і забезпечує тиск уприскування 16 МПа (рис. 1).

У нижній частині корпусу 1 насоса на двох шарикопідшипниках встановлено кулачковий вал 12 з зубчастим колесом 11. На кулачковому валу є профільовані кулачки 19 по числу циліндрів двигуна і ексцентрик для приводу топливоподкачивающего насоса, який кріпиться до привалочной площині ТНВД.

У перегородці корпусу проти кожного кулачка встановлені роликові штовхачі 18. Осі роликів 15 своїми кінцями входять у пази корпуса насоса, запобігаючи проворачивание штовхачів. У центр штовхачів вкручені регулювальні болти 40, на які спираються плунжери насосних секцій. Всі секції влаштовані однаково, вони взаємозамінні, і їх число дорівнює числу циліндрів двигуна.

Насосна секція складається з втулки 35 з плунжером 6, нагнітального клапана 33 з сідлом 34, пружиною 32 і упором 31, штуцера 7, поворотною втулки 16 з зубчастим вінцем 4, штовхача 18 з віссю і роликом 15, пружини 38 плунжера і опорних тарілок 28 і 39.

Втулка плунжера фіксується в корпусі стопорним гвинтом.
Плунжер і його втулка утворюють так звану плунжерні пару. Плунжерні пару виготовляють з хромомолібденової стали і піддають гарту до високої твердості. Після закінчення обробки підбором виробляють складання плунжерів і гільз так, щоб забезпечити в їх сполученні зазор 5 ... 2 мкм.
З такою ж точністю виготовляються нагнітальний клапан 33 і його сідло 34. Тому ці деталі називають прецизійними, і вони є незамінними.

Сідло нагнетательного клапан притиснуто до втулки плунжера різьбовим штуцером 7 через ущільнювальну мідну прокладку. До штуцера кріпиться трубка високого тиску, що з'єднує секцію насоса з форсункою. Кулачок 19, штовхач 18 і пружина 38 забезпечують зворотно-поступальний рух плунжера 6.

Втулка 35 плунжера фіксується в корпусі стопорним гвинтом 29. На втулку вільно надівається поворотна втулка 16, а в вертикальні пази нижньої частини втулки входять виступи 17 плунжера. На верхньому кінці поворотної втулки закріплений зубчастий вінець 4, який входить в зачеплення з зубчастої рейкою (загальною для всіх секцій), яка може переміщатися уздовж корпусу ТНВД.

При переміщенні рейки уздовж корпусу ТНВД втулка 16 повертається на втулці плунжера і, діючи на виступи 17 плунжера, повертає його, в результаті чого змінюється кількість палива, що подається до форсунок. Хід рейки обмежується стопорним гвинтом 37, що входять в її поздовжній паз.
Задній кінець рейки з'єднаний з тягою 10 регулятора частоти обертання колінчастого вала, встановленого в корпусі 9. Виступаючий з насоса передній кінець рейки закритий ковпаком, в який ввернуть гвинтовий упор 2, що обмежує подачу палива при обкатці автомобіля. Положення упору налаштовується на заводі-виробнику і пломбується.

Паливо до плунжерним парам підводиться по каналу 36, а відводиться по каналу 30, в передньому кінці якого встановлений під ковпаком перепускний клапан 5. Якщо тиск в каналах перевищує 0,16 ... 0,17 МПа, клапан відкривається і перепускає частину палива в бак.
Що потрапив в канали насоса повітря випускається через отвір, що закривається пробкою 8.

Привід насоса здійснюється зубчастої передачею від колінчастого вала двигуна через муфту випередження впорскування палива.
Муфта складається з провідної 23 і відомою 26 полумуфт. На відомою напівмуфті закріплені дві осі 27 з встановленими на них відцентровими грузиками 25, в вирізах яких встановлені пружини 22. Пружини спираються з одного боку на осі 27, а з іншого - на опорні пальці 21 провідної напівмуфти 23. Механізм муфти в зборі закритий кришкою 24, яка навернена на різьбу відомою напівмуфти.

***

Пристрій і робота насосної секції ТНВД

На рис. 2 показана робота насосної секції ТНВД.
Основними деталями паливної секції є плунжер і його втулка. Втулка має два вікна: верхнє впускне 6 і нижнє перепускний 11. Впускний вікно знаходиться в порожнині впускного каналу ТНВД, а перепускний - в порожнині випускного каналу.
На плунжері виконана гвинтова канавка, верхній край (відсічна кромка 5) якої гострий. Зверху в плунжері виконано осьовий свердління, що переходить в радіальну і кручені канавку.

Кожна секція ТНВД працює наступним чином.
Коли плунжер знаходиться в нижньому положенні (рис. 2, а), паливо надходить в порожнину А з впускного вікна під тиском, яке створює топливоподкачивающий насос. При набіганні кулачка 1 на ролик штовхача 2 плунжер починає рухатися вгору, при цьому частина палива виходить назад у впускний вікно (рис. 2, б).

Коли плунжер перекриє впускний вікно (рис. 2, в), паливо в порожнині А виявиться замкненим, що призведе до різкого наростання тиску - це момент початку нагнітання. Подальший рух плунжера призводить до відкриття нагнітального клапана 9, і паливо надходить до форсунки - це момент початку подачі. За часом моменти початку нагнітання і початку подачі майже збігаються.

При подальшому русі плунжера відсічна кромка 5 відкриє перепускний вікно (рис. 2, г), в якому тиск становить 0,1 ... 0,12 МПа. Паливо з порожнини А через перепад тиску по поглибленню в плунжері і отсечной канавці почне перетікати в перепускний вікно 11. Тиск у порожнині А різко впаде. Нагнітальний клапан 9 опуститься на сідло. Подача палива припиниться, що буде відповідати кінцю подачі (відсічення палива).
Плунжер буде продовжувати рухатися далі, але подачі палива не буде, воно перетече в випускне вікно.

Хід плунжера, відповідний відстані від початку перекриття впускного вікна до початку відкриття перепускного вікна, називається активним або робочим. Його значення для різних насосів при повній подачі - 0,8 ... 2 мм.

Таким чином, подача палива при високому тиску здійснюється внаслідок малого зазору в плунжерній парі і високій швидкості руху (в момент початку подачі вона перевищує 1,6 м / с).

Регулювання кількості палива, що подається здійснюється поворотом плунжера навколо своєї осі, при цьому початок подачі відбувається в один і той же час (перекриття верхньою кромкою плунжера випускного вікна). Однак, відсічна кромка підходить до перепускному вікна по-різному (в залежності від ступеня повороту плунжера), а тому кінець подачі палива може статися рано чи пізно. Відповідно палива буде подано менше або більше.

Якщо подовжити плунжер, то момент перекриття впускного вікна станеться раніше, подача почнеться раніше, і навпаки. При регулюванні початку подачі змінюються не довжину плунжера, а довжину штовхача, обертаючи його регулювальний болт 40 (див. Рис. 1).

Нагнітальний клапан роз'єднує надплунжерний простір паливної секції від внутрішніх порожнин нагнетательного паливопроводу і розвантажує його від високого тиску в період між вприсками палива.
В результаті забезпечується більш різке закінчення подачі і запобігає або зводиться до мінімуму подвприск палива.
Розвантажується паливопровід високого тиску за допомогою розвантажувального паска 7 (рис. 2) нагнітального клапана при його переміщенні вниз, коли цей поясок виконує роль поршенька, що відсмоктує паливо з нагнітального трубопроводу.

***

Особливості пристрою ТНВД двигуна КамАЗ-740

На двигунах КамАЗ-740 встановлюється V-подібні паливні насоси високого тиску з кутом розвалу між секціями 75 ˚ (рис. 3).

У корпусі 1 насоса встановлений механізм повороту плунжерів, сполучений з правою і лівою рейками. Рейки діють на поворотні втулки плунжеров, розташованих в два ряди. Кожна насосна секція на відміну від насосів марки «ЯМЗ» має власний корпус 13, а на штовхачі замість регулювального гвинта встановлена регулювальна п'ята 5 певної товщини. Принцип дії насосної секції даного ТНВД такий же, як і на дизелях марки «ЯМЗ».

До передній кришці ТНВД прикріплений топливоподкачивающий насос з приводом від ексцентрика кулачкового вала через штангу.

V-образна форма паливного насоса високого тиску дозволила отримати більш компактну конструкцію насоса з укороченим кулачковим валом, в результаті чого стало можливим збільшити його жорсткість і підвищити тиск уприскування до 18 МПа.

Прецизійні деталі насосів змащуються дизельним паливом, інші деталі включені паралельно в мастильну систему двигуна.

***

Пристрій і робота ТНВД розподільного типу

Одноплунжерні ТНВД розподільного типу (рис. 4) знайшли застосування на легкових автомобілях і тракторах.

Осі приводного вала 1 і плунжера 3 збігаються і обертаються з однаковою швидкістю. Топливоподкачивающий насос 8 встановлений на приводному валу і забезпечує підпір 0,2 ... 0,8 МПа.
Обертається разом з плунжером кулачкова шайба 6, набігаючи своїм кулачком на ролик 7, переміщує плунжер вправо, і той робить хід нагнітання. Пружина 5 притискає шайбу з плунжером до ролика, який встановлений на нерухомої осі. Для зміни циклової подачі палива служить дозатор 4, який управляється важелем 2 регулятора. При наявності чотирьох роликів плунжер за один оборот валу обслужить чотири форсунки.

На рис. 5 показана робота розподільного одноплунжерний насоса.
Подача палива починається з наповнення (рис. 5, а) паливом надплунжерний порожнини Д через впускний вікно В і виточку Г в плунжері 3 при русі плунжера вліво (до НМТ). Нагнітальний канал Б в цей час через паз А, виточку на плунжері і вікно Е з'єднаний з порожниною низького тиску.
Плунжер, при знаходженні в НМТ, обертаючись, поступово перекриває наповнювальне вікно. Починається активний хід плунжера (рис. 5, б). Паливо через центральний канал і розподільний паз А плунжера, нагнітальний канал Б корпусу 2 і нагнітальний клапан подається по паливопроводу до форсунки.
Активний хід плунжера закінчується отсечкой палива через радіальні канали Ж (рис. 5, в), раніше закриті дозатором 1.

Циклова подача палива змінюється за допомогою важеля регулятора, який переміщує дозатор 1 уздовж осі плунжера. При переміщенні дозатора вправо активний хід плунжера і циклова подача збільшуються.

У насосах розподільного типу (одноплунжерний) менше прецизійних пар, ніж в многоплунжерние насосах. Отже, вони простіше, дешевше, мають менше число регулювань, менші габаритні розміри і масу.
Однак многоплунжерние насоси секційного типу мають великий ресурс (довговічністю), їх робота стабільніше, а технічне обслуговування простіше.

***

Муфта випередження впорскування палива