ТОПЛИВНЫЕ НАСОСЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Первые ТНВД были похожи на миниатюрные рядные двигатели. Кулачковый вал, приводив­ шийся в действие от коленчатого вала двигателя, с числом выступов, соответствующих чис­ лу цилиндров, воздействовал на серию плунжерных пар (поршневых насосов высокого давления) (рис. 2.89). С 1960 г. дизели легковых автомобилей используют ТНВД роторного типа. Роторный ТНВД представляет собой устройство с вращающимся кулачковым валом, имеющим один выступ, который воздействует на плунжерные пары, расположенные ради- ально, число которых также соответствует числу цилиндров двигателя. Такие насосы назы­ ваются распределительными. Они отличаются от рядных компактностью и меньшей себе­ стоимостью в производстве. Механические устройства (а в последнее время электронные), встроенные в насос, регулируют момент впрыска, поворачивая вперед или назад кулачко-

Рис. 2.89. Регулирование подачи топлива в ТНВД с рядным расположением плунжер­ ных пар:1 — из топливного канала; 2 — к форсунке; 3 — втулка; 4 — плунжер; 5 — нижняя регулирующая спиральная выемка; 6 — вертикальная канавка

вый вал, и подачу топлива, с помощью от­ сечных клапанов, сбрасывающих давление, когда впрыснуто достаточное количество топлива. Следует отметить, что начало впрыскивания должно быть точно установ­ лено по времени, в пределах ±1 ° поворота коленчатого вала, с целью поддержания оп­ тимального расхода топлива и токсичности отработавших газов.

Плунжерная пара представляет собой поршень (плунжер) и цилиндр (втулка) не­ большого размера. Плунжер и втулку изго­ тавливают из высококачественной стали

Рис. 2.90. Многоплунжерный ТНВДс высокой точностью и в процессе изготов­

ления индивидуально притирают друг к дру­ гу, чтобы обеспечить минимальный зазор в сопряжении. Во втулке на разном уровне про­ сверлены два отверстия. Через одно отверстие (впускное) топливо поступает, а через другое (выпускное) отводится. В многоплунжерном насосе число плунжерных пар равно числу ци­ линдров двигателя и каждая пара снабжает топливом определенный цилиндр (рис. 2.90).

Плунжерные пары установлены в корпусе ТНВД, в котором имеются каналы для подвода и отвода топлива. Каждый плунжер на боковой поверхности имеет специальную спиральную канавку — отсечную кромку. В нижней части корпуса ТНВД на подшипниках качения уста­ новлен кулачковый вал, который приводится от коленчатого вала двигателя. Все плунжеры

Рис. 2.91 . Схема работы плунжерной пары:I — впуск топлива (наполнение); II — начало дви­ жения плунжера вверх; III — момент начала нагнетания; IV — момент отсечки подачи; А — от­ сечная кромка; Б — перепускное окно; В — впускное окно; Г — надплунжерное пространст­ во; Д — разгрузочный поясок; Е — запорная часть клапана; 1 — кулачок; 2 — толкатель; 3 — плунжер; 4 — втулка плунжера; 5 — нагнетательный клапан; 6 — пружина клапана

с помощью пружин прижимаются к соответству­ ющим кулачкам. При вращении кулачкового вала кулачки в определенной последова­ тельности перемещают плунжеры внутри втулок. При движении плунжера вверх он сначала закрывает выпускное отверстие во втулке, а затем впускное (рис. 2.91).

Под давлением топлива открывается на­ гнетательный клапан, находящийся сверху гильзы, и топливо поступает через трубо­ проводы высокого давления к соответству­ ющим форсункам (рис. 2.92).

Внутри форсунки расположена игла, ко­ торая сверху поджимается пружиной и за­ крывает топливу проход к отверстиям рас­ пылителя. Под действием давления топлива игла приподнимается, сжимая пружину, и топли­ во начинает впрыскиваться через распылитель в камеру сгорания. Процесс впрыскивания прекращается в момент, когда канавка от­ сечной кромки плунжера совпадете выпуск­ ным отверстием в гильзе. В этот момент происходит резкое падение давления топли­ ва и игла форсунки закрывает распылитель, не допуская подтекания топлива.

Если поворачивать плунжер внутри гильзы, то из-за наклона отсечной кромки будет изменяться момент окончания пода­ чи топлива, а следовательно, и количество этого топлива. Для поворота плунжеров на каждом из них закреплена шестерня, на­ ходящаяся в зацеплении с зубчатой рейкой. Рейка связана механическим приводом с педалью акселератора. Поэтому нажатие педали вызывает перемещение рейки, ко­ торая одновременно поворачивает все плунжеры и изменяет количество топлива, поступающего в цилиндры двигателя. Для того чтобы заглушить дизель, необходимо прекратить подачу топлива. В этом случае все плунжеры поворачиваются в положе­ ние, при котором отсечная кромка постоян­ но соединяется с выпускным отверстием.

Рис. 2.92. Конструкция многодырчатой форсунки:1 — корпус распылителя; 2 — иг­ ла; 3 — гайка; 4 — установочные штифты; 5 — проставка; 6 — штанга; 7 — корпус фор­ сунки; 8 — уплотнительное кольцо; 9 — шту­ цер; 10 — фильтр; 11 — уплотняющая втулка; 12 — регулировочные прокладки; 13 — упорная прокладка; 14 — пружина

При изменении частоты вращения коленчатого вала необходимо изменять момент начала подачи топлива в цилиндры. С этой целью на кулачковом вале ТНВД установ­ лена центробежная муфта опережения впрыскивания топлива. Внутри муфты имеют­ ся грузики, которые при увеличении оборотов коленчатого вала расходятся под дей­ ствием центробежных сил и проворачивают кулачковый вал по фазе относительно привода. Увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя приводит к бо­ лее раннему началу впрыскивания, а уменьшение — к более позднему.

Рис. 2.93. Распределительный ТНВД с аксиальным движением плунжера и компенса­ тором давления во впускном трубопроводе (LDA)

В одноплунжерных ТНВД используется только одна плунжерная пара, а подача порций то­ плива к форсункам различных цилиндров дизеля осуществляется с помощью специального вращающегося распределителя. Такие насосы называются также распределительными (рис. 2.93). Распределительные ТНВД более компактны, их масса меньше, но плунжеру при­ ходится работать с большей частотой ходов и долговечность таких насосов ниже.