Устройство топливного насоса низкого давления дизельного двигателя

Топливный насос высокого давления

То́пливный насо́с высо́кого давле́ния (ТНВД) — неотъемлемый элемент любой системы впрыска топлива, подающей топливо непосредственно в цилиндр поршневого ДВС. По смыслу своего названия ТНВД предназначены для создания в топливной магистрали такого давления, которое по своей величине всегда должно быть гораздо больше давления в цилиндре двигателя, что необходимо для нормальной работы всех подобных систем впрыска топлива. Величина создаваемого давления — в диапазоне от 200 до 2000 бар. Конструктивно всегда является плунжерным насосом объёмного принципа работы с приводом от вращающихся элементов самого ДВС.

Содержание

• 1 Назначение
• 2 Разновидности
• 3 Общее устройство ТНВД
  • 3.1 Принцип действия ТНВД
  • 3.2 Дополнительные агрегаты ТНВД
• 4 См. также
• 5 Ссылки

Назначение [ править | править код ]

ТНВД предназначены для подачи в цилиндры под определенным давлением и в определенный момент цикла, точно отмеренных порций топлива, соответствующих данной нагрузке приложенной к коленчатому валу. По способу впрыска различают топливные насосы непосредственного действия и с аккумуляторным впрыском.

В топливном насосе непосредственного действия осуществляется механический привод плунжера, а процессы нагнетания и впрыска протекают одновременно. В каждый цилиндр секция топливного насоса подает необходимую порцию топлива. Требуемое давление распыления создается движением плунжера насоса.

У топливного насоса с аккумуляторным впрыском привод рабочего плунжера осуществляется за счет сил давления сжатых газов в цилиндре двигателя или с помощью специальных пружин. На мощных тихоходных дизелях применяют аккумуляторные топливные насосы с гидравлическими аккумуляторами.

В системах с гидравлическими аккумуляторами процессы нагнетания и впрыска протекают раздельно. Предварительно топливо под высоким давлением нагнетается насосом в аккумулятор, из которого поступает к форсункам. Эта система обеспечивает качественное распыление и смесеобразование в широком диапазоне нагрузок дизеля, но из-за сложности конструкций такой насос широкого распространения не получил. Современные дизели используют технологию с управлением электромагнитными клапанами форсунок от микропроцессорного устройства (такое сочетание называется «common rail»).

Разновидности [ править | править код ]

Топливные насосы высокого давления могут быть рядными, V-образными (многосекционными) и распределительными. В рядных ТНВД насосные секции располагаются друг за другом, и каждая подает топливо в определенный цилиндр двигателя. В распределительных ТНВД, которые бывают одноплунжерными и двухплунжерными, одна насосная секция подает топливо в несколько цилиндров двигателя.

Устройство распределительного ТНВД:

1. редукционный клапан;
2. всережимный регулятор;
3. дренажныйштуцер;
4. корпус насосной секции высокого давления в сборе с плунжерной парой и нагнетательными клапанами;
5. топливоподкачивающий насос;
6. лючок регулятора опережения впрыска;
7. корпус ТНВД;
8. электромагнитный клапан выключения подачи топлива;
9. кулачково-роликовое устройство привода плунжера.

Подачу топлива из бака в ТНВД обеспечивает топливоподкачивающий насос (также называемый топливным насосом низкого давления, ТННД). Он повышает давление топлива на величину около 5 бар. Редукционный клапан поддерживает стабильное давление на входе в насосную секцию ТНВД, которая расположена в корпусе.

Плунжерная пара насосной секции представляет собой золотниковое устройство, регулирующее количество впрыскиваемого топлива и распределяющее его по цилиндрам дизеля в соответствии с порядком их работы. Всережимный регулятор (2) обеспечивает устойчивую работу дизеля в любом режиме, задаваемом водителем с помощью педали акселератора, и ограничивает максимальные обороты коленчатого вала, а регулятор опережения впрыска топлива (6) изменяет момент подачи топлива в цилиндры в зависимости от частоты вращения коленвала.

Топливоподкачивающий насос подает в ТНВД топливо в гораздо большем объёме, чем требуется для работы дизеля. Излишки возвращаются в бак через дренажный штуцер (3). Что касается электромагнитного клапана (8), то он предназначен для остановки дизеля. При повороте ключа в замке зажигания в положение «выключено» электромагнитный клапан перекрывает подачу топлива к плунжерной паре, а значит, и в цилиндры дизеля, это и требуется, чтобы заглушить силовой агрегат.

В зависимости от давления и продолжительности впрыска, а также от величины цикловой подачи топлива существуют следующие модели рядных ТНВД:

• М (4—6 цилиндров, давление впрыска до 550 бар)
• А (2—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
• P3000 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
• P7100 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
• P8000 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
• P8500 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
• R (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1150 бар)
• P10 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
• ZW (M) (4—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
• P9 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
• CW (6—10 цилиндров, давление впрыска до 1000 бар)
• H1000 (5—8 цилиндров, давление впрыска до 1350 бар)

Общее устройство ТНВД [ править | править код ]

• Корпус.
• Крышки.
• Всережимный регулятор
• Муфта опережения впрыска.
• Подкачивающий насос.
• Кулачковый вал.
• Толкатели.
• Плунжеры с поводками или зубчатыми втулками,
• Гильзы плунжеров.
• Возвратные пружины плунжеров.
• Нагнетательные клапаны.
• Штуцеры.
• Рейка.

Принцип действия ТНВД [ править | править код ]

Движение кулачковый вал получает через муфту опережения впрыска и зубчатую передачу от коленчатого вала. При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель и смещает его, а он в свою очередь, сжимая пружину, поднимает плунжер. При поднятии плунжера он вначале закрывает впускной канал, а затем начинает вытеснять топливо, находящееся над ним. Топливо вытесняется через нагнетательный клапан, открывшийся за счёт давления, и поступает к форсунке.

В момент движения плунжера вверх винтовой канал, находящийся на нём, совпадает со сливным каналом в гильзе. Остатки топлива, находящиеся над плунжером, начинают уходить на слив через осевой, радиальный и винтовой каналы в плунжере и сливной в гильзе. При опускании плунжера за счёт пружины открывается впускной канал, и объём над плунжером заполняется топливом от подкачивающего насоса.

Изменение количества подаваемого топлива к форсунке осуществляется поворотом плунжеров от рейки через всережимный регулятор. При повороте плунжера, если винтовой канал совпадёт со сливным раньше, то впрыснуто топлива будет меньше. При обратном повороте каналы совпадут позже, и впрыснуто топлива будет больше.

На некоторых ТНВД (например, ТНВД трактора Т-130) часть секций отключается на холостых оборотах, соответственно, отключается и часть цилиндров двигателя.

Дополнительные агрегаты ТНВД [ править | править код ]

Муфта опережения впрыска — служит для изменения угла опережения впрыска в зависимости от оборотов. По принципу действия является механизмом, использующим центробежную силу. Устройство:

• Ведущая полумуфта.
• Ведомая полумуфта.
• Грузы.
• Стяжные пружины грузов.
• Опорные пальцы грузов

Принцип действия муфты следующий. При минимальных оборотах грузы за счёт пружин стянуты к центру и положение между муфтами является исходным, при этом угол опережения впрыска находится в пределах отрегулированного параметра. При увеличении оборотов центробежная сила в грузах возрастает и разводит их, преодолевая сопротивление пружин. При этом муфты поворачиваются относительно друг друга и угол опережения впрыска увеличивается.

Всережимный регулятор — служит для изменения количества подачи топлива в зависимости от режимов работы двигателя: запуск двигателя, увеличение/уменьшение оборотов, увеличение/уменьшение нагрузки, остановка двигателя. Устройство:

• Корпус.
• Крышки.
• Державка.
• Грузы.
• Муфта.
• Рычаги.
• Скоба-кулисы.
• Регулировочные винты.
• Оттяжные пружины.

Принцип действия регулятора следующий:

• Запуск двигателя: перед запуском рейка за счёт пружины находится в положении максимальной подачи топлива, поэтому при запуске в двигатель подаётся максимальное количество топлива. Это способствует быстрому запуску. Как только двигатель начнёт развивать обороты, и центробежная сила в грузах начнёт расти, они, преодолевая сопротивление пружин, начнут расходиться в стороны и внутренними своими рычагами давить на муфту, которая будет воздействовать на рычаг, а рычаг будет тянуть рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты установятся в соответствии с натягом пружин.
• Увеличение оборотов: при нажатии на педаль «газа» натягивается пружина, которая действует на рычаг рейки и муфту. Муфта и рейка смещается, при этом преодолевается центробежная сила в грузах. Рейка смещается в сторону увеличения подачи топлива, и обороты растут.
• Увеличение нагрузки — при увеличении нагрузки и неизменном положении педали «газа» обороты снижаются, центробежная сила в грузах тоже. Грузы складываются и дают возможность сместиться муфте, рычагу и рейке в сторону увеличения подачи топлива. При снижении нагрузки обороты начинают увеличиваться, центробежная сила в грузах тоже, грузы начинают расходится и внутренними рычагами смещать муфту, рычаг и рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты при этом прекращают расти.
• Остановка двигателя — при остановке двигателя поворачивается скоба, кулиса скобы воздействует на рычаг, а рычаг — на рейку. Рейка перемещается настолько в сторону уменьшения подачи, что подача прекращается, и двигатель останавливается

Что такое топливный насос низкого давления, его устройство, принцип работы и назначение

В топливных автомобильных системах множества двигателей, из-за их конструктивных моментов и принципа их работы, применяются ТНВД. Речь идёт о топливных насосах именно высокого давления.

Многие про них слышали, кто-то сталкивался лично. А вот про насосы низкого давления почему-то говорят намного реже. Хотя в действительности это также важный компонент топливной системы ДВС. Его ещё также называют подкачивающим.

Что это такое

Прежде чем детально разобрать и устройство, и принцип работы, на котором основан ТННД, следует вникнуть в суть этого агрегата. Нужно как минимум понять, что это такое, для чего используется и где стоит в автомобиле. Важно уловить назначение приспособления. Это во многом упростит дальнейшее понимание устройства.

Задача наноса низкого давления заключается в том, чтобы создать оптимальные условия для работы все системы топливоподачи в машине. В зависимости от конкретного автомобиля, на разные машины могут устанавливаться различные виды устройств.

ТННД выступает как элемент, используемый для доставки топлива к ТНВД.

То есть два предусмотренных системой насоса непосредственно связаны друг с другом. В основном помпу низкого давления размещают непосредственно на коробе фактически главного насоса, то есть устройства высокого давления, либо около него. Между ними предусмотрено соединение на основе специальных трубок. По ним протекает топливо, параллельно проходя через очищающие фильтры. Это система грубой и тонкой фильтрации, что необходимо для удаления всех посторонних примесей, присутствующих в горючем.

Электрический топливоподкачивающий насос

Рис. Схема электрического топливоподкачивающего насоса: А — насосная секция. В — электромотор. С — крышка. 1 — сторона нагнетания; 2 — якорь электромотора; 3 — роликовый насос; 4 — перепускной клапан; 5 — сторона всасывания.

Топливоподкачивающий насос с автономным электрическим приводом используется только в двигателях легковых и легких коммерческих автомобилей. Этот насос служит не только для подачи топлива в ТНВД, но и в составе системы текущего контроля прекращает подачу топлива в случае аварии.

Рис. Насосная секция роликового топливоподкачивающего насоса с электрическим приводом: 1 — сторона всасывания, 2 — ротор, 3 — ролик, 4 — опорная плита, 5 — сторона нагнетания.

Начиная с прокручивания двигателя стартером, электрический топливоподкачивающий насос работает с постоянной частотой вращения, независимо от частоты вращения двигателя. Это означает, что насос постоянно подает топливо из топливного бака в ТНВД через фильтр тонкой очистки топлива. Излишнее топливо направляется обратно в бак через перепускной клапан.

Контур безопасности служит для прекращения подачи топлива в случае, когда зажигание включено при неработающем двигателе.

Существуют два варианта установки топливоподкачивающих насосов с электрическим приводом — в линию низкого давления между топливным баком и фильтром тонкой очистки топлива, и внутри топливного бака. Первые крепятся к кузову автомобиля, а вторые устанавливаются на специальных опорах внутри топливного бака. Кроме наружных электрических и гидравлических соединений, на этих опорах также крепится фильтр-топливоприемник, индикатор уровня топлива и тангенциальная полость, служащая как резервуар топлива.

Электрический топливоподкачивающий насос включает в себя три функциональных элемента:

• насосную секцию (А);
• электромотор (В);
• крышку (С).

Имеется множество различных вариантов насосных элементов, применяемых в зависимости от конкретной области применения насоса. В топливной системе CR используется роторный топливоподкачивающий насос роликового типа (насос прямого вытеснения). Такой тип насоса включает в себя эксцентрично расположенную камеру с установленным в ней ротором и роликами, которые могут перемещаться в прорезях ротора. Вращение ротора вместе с создаваемым давлением топлива заставляют ролики перемещаться на периферию прорези, прижимаясь к рабочим поверхностям. В результате ролики действуют как вращающиеся уплотнители, посредством чего между роликами соседних прорезей и внутренней, рабочей поверхностью корпуса насоса, образуется камера.

Создание давления определяется тем, что при закрытии входной серпообразной полости объем камеры постоянно уменьшается, и когда выходное отверстие открывается, топливо течет через электромотор и выходит из штуцера в крышке на нагнетательной стороне насоса.

Электромотор включает в себя постоянный магнит и якорь, конструкция которого определяется требуемой величиной подачи при данном давлении в линии низкого давления. Электромотор и насосный элемент расположены в общем корпусе. При работающем насосе они постоянно омываются топливом, так что постоянно охлаждаются. Такая конструкция позволяет получить хорошую характеристику электромотора без необходимости создания сложных уплотнительных элементов между насосной секцией и электромотором.

Крышка на нагнетательной стороне имеет электрические выводы и штуцер для гидравлического соединения. В ней также могут быть установлены помехоподавляющие элементы.

Особенности устройства

Теперь стоит ознакомиться с устройством современных топливных насосов низкого давления, то есть просто сокращённо ТННД.

В составе этого компонента есть несколько основных элементов. ТННД является устройством, собранным из:

• приводного вала;
• ротора с лопастями в определённом количестве;
• статора;
• диска распределительного типа;
• соединительной муфты;
• приводной регулятивной шестерни.

Чтобы лучше понять устройство рассматриваемого насоса низкого давления, стоит изучить некоторые дополнительные нюансы.

• У топливоподкачивающего насоса, что во многом отображает суть устройства, ротор начинает своё активное движение.
• В этот момент роторные лопасти постепенно приближаются к статору и за счёт центробежной силы внутри возникают так называемые камеры.
• Учитывая, что внутри присутствует напряжение, из этих камер горючее начинает следовать к насосу, только уже высокого типа давления. Для этого конструкцией предусмотрены специальные топливопроводящие каналы в используемом распределительном диске.
• Параллельно определённый объём топлива следует к клапану редукции. Это происходит именно в том случае, когда давление оказывается больше, чем требуется согласно настройкам системы.

Следует понимать, что два насоса имеют непосредственную связь друг с другом. Поэтому для поддержки оптимальный условий, конструкцией предусмотрен сливной дроссель. Это своего рода жиклер, вмонтированный непосредственно в ТНВД автомобильного двигателя. Конструкция этого элемента позволяет создавать нужные и оптимальные условия в камерах. Происходят изменения зависимости от того, с какой текущей скоростью осуществляет свои перемещения приводной вал.

Актуальные виды

Используемый в системах автомобильных ДВС топливный насос низкого давления может демонстрировать на выходе различные характеристики и конструктивные особенности. Все ТННД можно разделить на 2 основные группы:

• механические;
• электрические.

Представить себе современный авто, будь он бензиновым или дизельным, без ТННД невозможно. Ведь именно с помощью этого устройства топливо выкачивается из бака, и подаётся для дальнейшей работы ДВС.

Сначала рассмотрим механические устройства.

Если говорить про механический тип, то такие ТННД в основном встречаются на старых карбюраторных двигателях. Монтируется на блок цилиндров, фиксируется простым винтовым соединением. Работа выполняется за счёт коленчатого вала, имеющего эксцентриковый кулачок. При нажатии на этот кулачок происходят сокращения, и бензин подкачивается в камеру.

Чтобы топливо не выливалось обратно в бак, в этом узле дополнительно используется специальный невозвратный клапан. Последующие активные нажатия способствуют поступлению горючего в карбюратор для последующего сгорания.

С помощью механических ТННД упрощается пуск двигателя при длительных стоянках. Для этого топливо подкачивается вручную, через специальный рычажок в салоне.

Более продвинутым и современным решением стал электрический тип устройства.

Он актуален для инжекторных автомобильных двигателей, поскольку инжектор повлёк за собой использование большого числа всевозможного электрического оборудования. В итоге нагнетать механическим путём топливо стало уже невозможно. Он не мог выполнять свои задачи и нужного давления соответственно уже не создавал, учитывая требования новой системы.

Шестеренчатые ТННД

Шестеренчатые ТННД напоминает устройство масляных насосов. Подобная конструкция также довольно распространена. Ключевые моменты:

1. В качестве основы конструкции выступает корпус. Он имеет высокую степень герметичности и прочности.
2. Внутри корпуса расположены две шестерни, которые находятся в зацеплении. Обе шестерни имеют размеры, при которых зубцы соприкасаются с поверхностью корпуса. За счет этого обеспечивается создание герметичных камер.
3. На момент вращения шестерни захватывают топлива, после чего выбрасывают его в отводящие отверстия.

Рассматриваемому механизму присущи все достоинства и недостатки, которые свойственны роторным вариантам исполнения. Однако, шестеренчатые характеризуются более простой и надежной конструкцией, они дешевле обходятся в обслуживании, за счет чего получили весьма широкое распространение. Поршневой вариант исполнения насоса

Поршневые конструкции также получили весьма широкое распространение. Насосы низкого давления бывают двух типов:

1. Однократного действия. В этом случае за один цикл отводится максимальное количество топлива.
2. Двукратного действия. Подобное устройство характеризуется тем, что за один рабочий цикл выполняется два накачивания топлива.

Более простую конструкцию имеет насос однократного действия. Его особенности:

1. В качестве основы применяется литой корпус.
2. В корпусе есть впускная и нагнетательная камера, центральная область для движения поршня.
3. Единую конструкцию создает поршень, шток, цилиндрический толкатель, ролик с эксцентриковым кулачковым валом.
4. Во всасывающей полости расположен впускной клапан, через который топливо втягивается из бака. Выпускное отверстие расположено в нагнетательной секции.

На момент работы поршень создает возвратно поступательное движение. Подобная конструкция менее практична, но также встречается довольно часто по причине высокого КПД. Вариант исполнения двукратного действия имеет более сложную конструкцию, но за счет этого существенно повышается эффективность механизма.

Преимущества установки ТННД

Применение современных топливных насосов высокоэффективных низкого давления в составе топливной системы различных автомобилей и двигателей даёт ряд объективных и важных преимуществ.

Стоит акцентировать внимание на наиболее значимых моментах.

1. Это важнейший компонент всей питающей системы ДВС. С его помощью эффективно подаётся топливо к ТНВД, и дополнительно прогоняется горючее через установленные фильтры грубой и финишной тонкой очистки. Это минимизирует вред, наносимый двигателю от низкокачественного горючего.
2. За счёт используемого подкачивающего насоса стабилизируется работа автомотора в различных режимах и при разных параметрах оборотов двигателя.
3. Исключается ситуация, когда мотору может не хватать топлива при работе в условиях повышенных нагрузок, требующих повышенного объёма горючего для стабильной работы.
4. ТННД можно установить на автомобиль при его штатном отсутствии. Монтируют его непосредственно в бак, либо врезают в топливную магистраль после выхода из бака.
5. За счёт подкачивающего насоса можно частично или полностью решить проблему небольшого завоздушивания питающей системы из-за длительной стоянки автомобиля.
6. Применение такого устройства позволяет упростить и облегчить пуск двигателя при заморозках и при продолжительных стоянках. Особенно это актуально для дизельных ДВС.

Автомобили с качественными и эффективными ТННД, как отмечают сами автовладельцы, легче заводятся, требуют меньше оборотов стартера для пуска. В различных режимах двигатели функционируют стабильнее. В определённых ситуациях наблюдается небольшой прирост по мощности, поскольку насос продолжает обеспечивать двигатель требуемым объёмом топлива, даже когда ДВС работает в условиях повышенных оборотов.

ТННД действительно важный, а порой незаменимый компонент автомобильной топливной системы. Выходит он из строя не так часто, поэтому особых проблем с ним у автовладельцев не возникает.

Советы и рекомендации

Следует отметить, что перед покупкой бензонасоса необходимо тщательно изучить его характеристики по производительности и давлению, потребляемому току и т.д. В ряде случаев может возникнуть ситуация, когда устройство не в состоянии нормально работать с тем или иным карбюратором.

Дело в том, что засорение фильтров повышает нагрузку на насос, в результате чего устройство может перегреваться или выйти из строя. Как правило, в случае проблем с фильтрами, сначала производительность насоса падает, затем двигатель может начать работать неустойчиво, пропадает мощность и ухудшается тяга. Игнорирование данных симптомов не только затрудняет эксплуатацию автомобиля, но и в значительной степени сокращает срок службы электрического бензонасоса.

Механический и электрический бензонасос, конструкция и принцип действия устройства, виды насосов и основные неисправности, особенности эксплуатации

Как определить, почему бензонасос не качает или плохо работает. Давление в топливной рампе, диагоностика насоса. Проводка, реле, предохранители бензонасоса.

Причины свиста и повышенного шума во время работы бензонасоса, перегрев насоса. Как самому провести диагностику и устранить поломку. Советы и рекомендации.

Топливный насос низкого давления Камаз

Топливный насос низкого давления установлен на топливном на­сосе высокого давления (на задней крышке регулятора частоты вращения) и предна­значен для подачи топлива от бака через фильтры грубой и тонкой очистки к насосу высокого давления

Топливный насос низ­кого давления приводится в действие экс­центриком кулачкового вала ТНВД через толкатель и его шток 13; состоит из корпуса 1, поршня 12 с проушиной 10, удерживаемой пробкой 11, штока 13, толкателя с втулкой, всасывающего 8 и нагнетательного 3 клапанов с пружинами (рис.1.).

На корпусе насоса низкого давления закреплен полым болтом ручной топливопрокачивающий насос поршневого типа.поэтому полость под его поршнем сообщается с надпоршневой полостью топливного насоса низкого давления.

Топливопрокачивающий насос состоит из алюминиевого цилиндра и пластмассового поршня с рези­новым уплотнительным кольцом и предназ­начен для заполнения топливом фильтров, топливопроводов и удаления из топливной системы воздуха перед пуском двигателя.

При перемещении поршня 8 (рис. 2) вверх с помощью рукоятки под ним созда­ется разрежение, открывается всасываю­щий клапан 6 и топливо поступает в по­лость Б топливного насоса низкого давления.

При обратном движении поршень 8 давит на топливо, всасывающий клапан за­крывается, а нагнетательный клапан 10 от­крывается и топливо подается к фильтру тонкой очистки.

После прокачивания си­стемы поршень 8 опускают вниз и фикси­руют его рукоятку в нижнем положении поворотом, при этом поршень плотно при­жимается к прокладке.

Для сохранения винтовой канавки на штоке, работающей в контакте со стальным штифтом, поворот пластмассовой рукоятки следует произво­дить с нажимом на нее.

Поршень 5 топливного насоса низкого давления совершает два хода: подготови­тельный и рабочий.

Подготовительный ход происходит при движении поршня вверх: под действием вращающегося эксцентрика 1 толкателем 2 и штоком 4 поршень 5 оттесняется вверх, сжимая пружину 9.

В этом положении поршня 5 во всасывающей полости Б соз­дается давление, а в нагнетательной полости А — разрежение и топливо по каналу В вытесняется поршнем 5 в полость А. При этом часть топлива, равная объему, занимаемо­му штоком в полости А, поступает к фильт­ру тонкой очистки.

Рабочий ход происходит при движении вниз: выступающая часть эксцентрика от­ходит от толкателя, и поршень под дейст­вием сжатой пружины 9 движется вниз и вытесняет топливо из полости А в фильтр тонкой очистки.

Одновременно с этим в по­лости Б создается разрежение, и она через открывшийся всасывающий клапан 6 за­полняется новой порцией топлива.

Топливный насос низкого давления по­дает топлива больше, чем необходимо для работы двигателя. Поэтому, если ход порш­ня насоса будет все время постоянным, давление в топливопроводе быстро воз­растает.

При уменьшении расхода топлива дав­ление в полости А повышается и сжатая пружина не может преодолевать противо­давление топлива.

Вследствие этого ход поршня уменьшается и поршень зависает, теряет контакт с толкателем, соответствен­но снижается подача топлива насосом. По мере увеличения расхода топлива двигате­лем давление в полости А уменьшается, ход поршня увеличивается и подача топли­ва насосом возрастает.

Назначение, устройство и работа систем питания дизельного двигателя

Система питания топливом (СПТ) – предназначена для подачи топлива под большим давлением в камеры сгорания цилиндров в определенные моменты времени (характеризуемые углом опережения подачи топлива) и в определенном количестве в зависимости от нагрузки двигателя.

Система питания дизельного двигателя состоит из:

— системы питания топливом (рис. 1);

— системы питания воздухом (рис. 2);

— системы вывода отработавших газов (рис. 3).

Рис. 1. Система питания топливом.

Рис. 2. Система питания воздухом Рис. 3. Системы вывода отработавших газов.

Система питания топливом (СПТ) – предназначена для подачи топлива под большим давлением в камеры сгорания цилиндров в определенные моменты времени (характеризуемые углом опережения подачи топлива) и в определенном количестве в зависимости от нагрузки двигателя (рис. 4).

Состав СПТ: топливные баки; топливоподкачивающий насос; топливный насос низкого давления; фильтр грубой очистки (ФГО); фильтр тонкой очистки (ФТО); топливный насос высокого давления (ТНВД); форсунки; трубопроводы низкого давления; трубопроводы высокого давления; сливные трубопроводы.

Рис. 4. Состав системы питания топливом.

Принципиальная схема системы питания.

Топливо из бака через фильтр грубой очистки засасывается топливоподкачивающим насосом и через фильтр тонкой очистки по топливопроводам низкого давления подается к топливному насосу высокого давления, который в соответствии с порядком работы двигателя распределяет топливо по топливопроводам высокого давления к форсункам. Форсунки распыляют и впрыскивают топливо в камеры сгорания. Избыточное топливо, а вместе с ним и попавший в систему воздух через перепускной клапан топливного насоса высокого давления и клапан-жиклер фильтра тонкой очистки по дренажным топливопроводам отводятся в топливный бак. Топливо, просочившееся через зазор между корпусом распылителя и иглой, сливается в бак через сливные топливопроводы.

Топливный насос высокого давления предназначен для подачи в цилиндры двигателя в определенные моменты времени строго дозированных порций топлива под высоким давлением.

В корпусе установлены восемь секций, каждая состоит из корпуса, втулки плунжера, плунжера, поворотной втулки, нагнетательного клапана, прижатого через уплотнительную прокладку к втулке плунжера штуцером. Плунжер совершает возвратно-поступательное движение под действием кулачка вала и пружины. Толкатель от проворачивания в корпусе зафиксирован сухарем. Кулачковый вал вращается в подшипниках, установленных в крышках и прикрепленных к корпусу насоса. Осевой зазор кулачкового вала регулируется прокладками. Величина зазора должна быть не более 0,1 мм.

Для увеличения подачи топлива плунжер поворачивают втулкой, соединенной через ось поводка с рейкой насоса. Рейка перемещается в направляющих втулках. Выступающий ее конец закрыт пробкой. С противоположной стороны насоса находится болт, регулирующий подачу топлива всеми секциями насоса. Этот болт закрыт пробкой и запломбирован.

Топливо к насосу подводится через специальный штуцер, к которому болтом крепится трубка низкого давления. Далее по каналам в корпусе оно поступает к впускным отверстиям втулок плунжеров.

На переднем торце корпуса, на выходе топлива из насоса, установлен перепускной клапан, открытие которого происходит при давлении 0,6-0,8 кгс/см2. Давление открытия клапана регулируется подбором регулировочных шайб внутри пробки клапана.

Смазка насоса циркуляционная, пульсирующая, под давлением от общей системы смазки двигателя.

Топливные баки (рис. 5). Каждый бак состоит из корпуса, заливной горловины и выдвижной трубы с сетчатым фильтром. Заливная горловина закрывается герметичной крышкой 6 с прокладкой. С целью увеличения жесткости бака, а также уменьшения взбалтывания топлива и образования пены в баке имеются перегородки.

Рис. 5. Топливный бак:

I-III — положение крана соответственно при отключенных баках, включенном правом баке, включенном левом баке; 1 — трубка слива топлива в бак; 2 — топливораспределительный кран на линии слива; 3 — топливораспределительный кран на линии подачи топлива; 4 — фланец; 5 — топливозаборная трубка с сетчатым фильтром; 6 — крышка; 7 — заливная горловина; 8 — корпус; 9 — перегородка; 10 — дно; 11 — пробка сливного крана

В нижней части бака имеется пробка сливного крана для слива отстоя. В верхней части левого бака устанавливается топливораспределительный кран, предназначенный для включения подачи топлива из правого бака или левого, а также для отключения баков, и топливораспределительный кран на линии слива, обеспечивающий слив топлива либо в правый, либо в левый бак. Топливораспределительные краны имеют три положения. Для включения подачи топлива из правого бака необходимо установить краны в положение II, из левого бака – в положение III, для отключения баков топливораспределительный кран на линии подачи топлива установить в положение I.

Ручной подкачивающий насос – для предварительного заполнения системы питания топливом и удаления из нее воздуха.

Фильтр грубой очистки топлива КамАЗ-740 – отстойник предварительно очищающий топливо, поступающее в топливоподкачивающий насос низкого давления. Он установлен с левой стороны автомобиля на раме (рис. 6).

Рис. 6. Фильтр грубой очистки топлива дизеля Камаз-740

Фильтр грубой очистки топлива дизеля ЯМЗ-238 (рис. 7) состоит из крышки, корпуса и фильтрующего элемента. Корпус и крышка соединяются четырьмя болтами. Уплотнение между ними обеспечивается резиновой прокладкой. На корпусе имеется пробка сливного отверстия с прокладкой. Фильтр состоит из металлического каркаса с отверстиями, на который навит ворсистый хлопковый шнур.

Рис. 7. Фильтр грубой очистки топлива дизеля ЯМЗ-238

Для центровки фильтрующего элемента имеются розетка, приваренная к корпусу, и выступ на крышке. Фильтрующий элемент плотно зажимается по торцам между крышкой и дном корпуса. Отверстие в крышке, закрытое пробкой с прокладкой, служит для заполнения фильтра топливом.

Фильтр тонкой очистки топлива (рис. 8, 9) окончательно очищает топливо перед поступлением в топливный насос высокого давления, установлен в самой высокой точке системы питания для сбора и удаления в бак проникшего в систему питания воздуха вместе с частью топлива через клапан-жиклер.

Для повышения качества очистки топлива фильтр тонкой очистки снабжен двумя параллельно работающими сменными фильтрующими элементами, изготовленными из специальной бумаги и установленными в одном сдвоенном корпусе.

Фильтр тонкой очистки топлива дизеля ЯМЗ-238 состоит из корпуса с приваренным к нему стержнем, крышки и фильтрующего элемента. Сменный фильтрующий элемент состоит из перфорированного металлического каркаса, на котором сформована фильтрующая масса.

Рис. 8. Фильтр тонкой очистки топлива дизеля КамАЗ-740

1 – корпус; 2 – болт; 3 – уплотнительная шайба; 4 – пробка; 5 и 6 – прокладки; 7 – фильтрующий элемент; 8 – колпак; 9 – пружина фильтрующего элемента; 10 – пробка сливного отверстия; 11 – стержень

Рис. 9. Фильтр тонкой очистки топлива дизеля ЯМЗ-238

1 – пробка сливного отверстия; 2 – прокладка; 3 – пружина; 4 – шайба; 5 – прокладка; 6 – фильтрующий элемент; 7 – корпус; 8 – стержень; 9 – прокладка: 10 – крышка: 11 – коническая пробка; 12 – прокладка: 13 – жиклер; 14 – болт; 15 – прокладка; 16 – прокладка

Топливоподкачивающий насос. Насос по конструкции одинаковый для дизеля КамАЗ-740.11 и для ЯМЗ-238, он предназначен для подачи топлива из топливного бака к насосу высокого давления. Топливоподкачивающий насос поршневого типа приводится в действие от эксцентрика кулачкового вала насоса высокого давления. Насос установлен на корпусе ТНВД.

Рис. 10. Схемы топливоподкачивающего и топливопрокачивающего насосов: (СЛАЙД № 11)

А — полость нагнетания топливоподкачивающего насоса; Б — полость всасывания топливоподкачивающего насоса; В — к фильтру тонкой очистки топлива; Г — полость всасывания топливопрокачивающего насоса; Д — от фильтра грубой очистки топлива; 1 — поршень; 2 — впускной клапан; 3, 7 — пружины клапанов; 4 — пружина поршня; 5 — насос топливоподкачивающий; 6 — нагнетательный клапан; 8 — пружина толкателя; 9 — эксцентрик; 10 — толкатель; 11 — нагнетательный клапан; 12 — впускной клапан; 13 — пружина; 14 — топливопрокачивающий насос; 15 — поршень

Топливоподкачивающий ручной насос служит для заполнения системы питания топливом и удаления из нее воздуха. Насос поршневого типа, закреплен на фланце топливного насоса низкого давления болтом с уплотнительной медной шайбой или на фильтре тонкой очистки топлива. Насос состоит из корпуса, поршня, цилиндра, рукоятки в сборе со штоком, опорной тарелки и уплотнения.

При движении поршня 15 вниз впускной клапан 12 закрывается и открывается нагнетательный клапан 11, топливо под давлением поступает в нагнетательную магистраль, обеспечивая удаление воздуха из топливной системы двигателя через клапан 2 фильтра тонкой очистки топлива и перепускной клапан топливного насоса высокого давления.

После прокачивания системы необходимо опустить поршень15 и зафиксировать его поворотом по часовой стрелке. При этом поршень прижимается к торцу цилиндра через резиновую прокладку, уплотнив полость всасывания насоса предпусковой прокачки топлива.

После прокачки рукоятку необходимо навернуть на верхний резьбовой хвостовик цилиндра. При этом поршень прижмется к резиновой прокладке, уплотнив всасывающую полость топливного насоса низкого давления. На многих модификациях автомобилей семейства КамАЗ установлен второй однотипный насос ручной подкачки топлива. Он позволяет подкачивать топливо без опрокидывания кабины, поскольку закреплен через кронштейн на картере маховика.