насос, що підкачує
Плунжерний насос подає паливо до ТНВД під тиском порядку 1. 2,5 бар. Плунжер насоса, що підкачує, що приводиться в дію від распределі- ного кулачка, при кожному такті переміщається у верхню мертву точку. Зворотний рух здійснюється пружиною під час зворотного такту - відбувається впуск палива. Чим більше тиск в топливопроводе, тим менше хід плунжера, що подає паливо.
Насос з рядним розташуванням плунжерних пар: 1 втулка нагнітального клапана: 2 - опорний торець пружини: 3 - нагнета- вальний клапан: 4 - втулка плунжера: 5 - плунжер насоса; 6 - важіль з сфері- чеський головкою; 7 - керуюча рейка; 8 - поворотна втулка; 9 - керуючий пояс плунжера: 10 - пружина плунжера: 11 - сідло пружини: 12 - роликовий тол- Катель; 13 - кулачковий вал
Паливний насос високого тиску
Кожен насос високого тиску з рядним розташуванням плунжерів має плунжерні пару для кожного циліндра двигуна. Приводиться в рух двигуном кулачковий вал викликає рух плунжера, що підвищує тиск палива. Повернення його в початкове положення здійснюється пружиною. Плунжер підганяється до втулки з такою точністю (зазор складає 3. 5 мкм), що він фактично працює без витоків навіть при високому тиску і на будь-яких частотах обертання колінчастого вала двигуна. Робочий хід плунжера є постійним.
Регулювання подачі палива в ТНВД з рядним розташуванням плунжерних пар:
1 - з паливного каналу: 2 - до форсунки: 3 - втулка: 4 - плунжер: 5 - нижня регулююча спіральна виїмка: 6 - вертикальна канавка
Кількість палива, що подається регулюється за допомогою повороту плунжера - спіральна виїмка змінює його дійсний робочий хід. Активна робота насоса починається, коли верхня кромка плунжера закриває впускний отвір. Проріз з'єднує камеру вище плунжера з зоною нижче просторової спіральної виїмки.
ТНВД з рядним розташуванням плун- жорно пар з механічним регулятором (відцентрового типу):
1 паливний бак: 2 - регулятор: 3 - то- плівоподкачівающій насос; 4 - ТНВД; 5 - муфта випередження впорскування: 6 - привід від двигуна; 7 - паливний фільтр: 8 - перепускний канал: 9 - фор- Сунка: 10 - лінія повернення палива; 11- пінія надлишкового потоку
Для регулювання подачі палива використовуються плунжери з різними типами спіральних канавок. У плунжера тільки з нижньої спіральної канавкою початок подачі палива завжди відбувається при тому ж такті стиснення, а при обертанні плунжера може змінюватися випередження або запізнювання уприскування палива. При верхньому розташуванні спіральної канавки змінюється початок упорскування палива. Є також плунжери з верхнім і нижнім розташуванням спіральних канавок. Для ТНВД використовуються наступні типи нагнітальних клапанів: клапан з об'ємною розвантаженням; клапан-дросель зворотного ходу: клапан постійного тиску.
Штуцер ТНВД з нагнітальним клапаном: а- з клапаном об'ємного перебігу та ог- зпечних зворотної течії: Ь - з клапаном постійного тиску; 1 - корпус нагнітального клапана: 2 - зворотний клапан: 3 - проміжний об'єм: 4 - розвантажувальний поясок; 5 - сфе- річескій клапан; 6 - втулка клапана; 7 - нагнітальний клапан; 8 - жиклер; 9 - зворотний клапан
Для ряду випадків застосовуються спеціально розроблені нагнітальні клапани постійного тиску, які використовуються з метою гасіння хвильових явищ при відображенні від сопла форсунки, попереджаючи, таким чином, повторне впорскування палива. Клапан постійного тиску використовується для підтримки стабільних гідравлічних характеристик в системах упорскування палива високого тиску і в невеликих двигунах безпосереднього вприскування, що працюють на високих частотах обертання колінчастого вала. У ТНВД, в яких середні величини тисків впорскування досягають 600 бар (наприклад, в ТНВД розмірністю М, А), плунжерно-втулковий комплект встановлюється в корпусі насоса. У насосах з тиском впорскування палива, що перевищує 600 бар, плунжерно-втулковий комплект, нагнітальний клапан і втулка нагнітального клапана утворюють єдиний пристрій з метою виключення високих зусиль на корпусі насоса (наприклад, в ТНВД розмірністю MW, Р). ТНВД з рядним розташуванням плунжерних пар і приєднаний до нього регулятор приєднуються до системи змащення двигуна.
Регулювання частоти обертання
Існують регулятори, які підтримують задані частоти обертання колінчастого вала двигуна, наприклад, на холостому ходу або всережимним регулятори, які діють в діапазоні між холостим ходом і максимальною частотою обертання. Є регулятори, керуючі режимом подачі палива при повному навантаженні в залежності від частоти обертання колінчастого вала, тиском повітря, а також використовуються для подачі додаткової кількості палива, необхідного при пуску двигуна. Регулятор встановлює кількість палива, що подається за допомогою зміни положення рейки паливного насоса.
Характеристики роботи регулятора:
а - пряма корекція моменту;
b - нерегульований діапазон;
с - зворотна корекція крутного моменту; 1 - установча точка частоти обертання на холостому ходу; 2 - зовнішня швидкісна характеристика; 3 - зовнішня швидкісна характеристика двигуна з турбонаддувом; 4 - зовнішня швидкісна характеристика двигуна без турбонаддува; 5 - зовнішня швидкісна характеристика двигуна без турбонаддува з відносною компенсацією; 6 - проміжний контроль частоти обертання колінчастого вала двигуна; 7 - кількість палива для запуску
Механічні (відцентрові) регулятори
Такі регулятори приводяться в обертання від кулачкового валу ТНВД. Вантажі під дією відцентрових сил, долаючи зусилля пружини регулятора, впливають за допомогою системи важелів на рейку насоса. Відцентрова сила і сила пружності пружини знаходяться в стані рівноваги, встановлюючи рейку в положення, відповідне подання палива для заданої потужності. Зменшення частоти обертання при підвищенні навантаження призводить до відповідного зменшення відцентрової сили, і пружина регулятора переміщує обертаються вантажі, а разом з ними і рейку насоса в напрямку підвищення кількості палива, що подається до тих пір, поки не відновиться рівновага.
Регулятор типу RQ: 1 - плунжер насоса; 2 - рейка насоса; 3 - зупинка при повному навантаженні; 4 - регулюючий важіль; 5 - кулачковим вал ТНВД; 6 - обертові вантажі; 7 - пружина регулятора; 8 - ковзний шток
всережимним регулятори
Вони підтримують фактично постійну частоту обертання відповідно до положення важеля управління. Застосовуються в дизелях вантажних автомобілів, будівельної техніки, тракторів.
Регулятор типу RSV: 1 - плунжер насоса; 2 - рейка насоса; 3 - обмежувач максимальної частоти обертання; 4 - важіль управління; 5 - пружина пуску; 6 - шток зупинки двигуна: 7 - пружина регулятора; 8 - допоміжна пружина режиму холостого ходу; 9 - кулачковий вал ТНВД; 10 - відцентрові вантажі; 11 - шток; 12 - пружина регулювання крутного моменту; 13- обмежувач повного навантаження
Дворежимні регулятори (мінімальної і максимальної частот обертання)
Цей тип регулятора ефективний тільки на холостому ходу, коли двигун досягає максимальних обертів. Крутний момент між цими крайніми величинами визначається положенням педалі керування подачею палива.
комбіновані регулятори
Комбіновані регулятори являють собою синтез двох описаних вище типів регуляторів. Залежно від специфіки використання, активний контроль може здійснюватися як у верхньому, так і в нижньому діапазонах частот обертання колінчастого вала двигуна.
типи регуляторів
Регулятори типу RQ і RQV включають роботу відцентрових мас, які діють на пружину регулятора; руху важеля управління змінюються відповідно до передавальним відношенням точки опори важеля. В регуляторах типу RSV і RSF пружина регулятора знаходиться поза обертових мас, тому передавальне відношення в точці опори важеля залишається в основному постійним.
Зменшення частоти обертання
Робота регулятора характеризується ступенем нерівномірності частоти обертання 6:
6 = (nLO - nVO) / nVO * 100%
де nLO - верхня безнагрузочная частота обертання;
nVO - верхня полнонагрузочная частота обертання колінчастого вала. Чим менше різниця між nLO і nVO, тим менше зниження частоти обертання, іншими словами - тим вище ступінь точності, з якою регулятор підтримує конкретну частоту обертання колінчастого вала. Всережимним регулятори, що встановлюються на невеликих високооборотних двигунах, дозволяють підтримувати частоту обертання колінчастого вала в межах 6. 10%.
Додаткове обладнання
Регулювання крутного моменту
Допоміжна пружина (пружина регулювання крутного моменту) точно підлаштовується на режим роботи двигуна, забезпечуючи необхідну подачу палива на режимі повного навантаження, тільки при трохи знижених показниках. При досягненні заданої частоти обертання колінчастого вала пружина стискається і викликає переміщення рейки насоса в напрямку зменшення циклової подачі (позитивний контроль крутного моменту). Також можливий негативний контроль, який відповідає підвищеній частоті обертання колінчастого вала двигуна за допомогою збільшення кількості палива, що подається.
Компенсатор тиску у впускному патрубку (LDA): 1 - під'єднання підсилювача тиску;
2 - діафрагма
Компенсатор тиску у впускному патрубку (LDA)
У дизелях з турбонаддувом необхідно підвищувати цикловую подачу палива. Для підвищення крутного моменту подпружиненная діафрагма збільшує топливоподачу при зростанні тиску наддуву при повному навантаженні. Діафрагма впливає на рейку насоса, до якої вона приєднується, з метою забезпечення порівнюйте збільшення кількості палива, що подається.
Компенсатор абсолютного тиску (ADA):
1 - мембранний датчик тиску; 2 - з'єднання з атмосферою
Компенсатор абсолютного тиску (ADA)
Такий компенсатор подібний компенсатора LDA. Він зменшує цикловую подачу палива на повному навантаженні в разі зниження атмосферного тиску (у високогірних умовах). Мембранний датчик тиску зміщує рейку насоса в напрямку зниження циклової подачі, як тільки зменшується атмосферний тиск.
Пристрій пуску, що враховує температуру:
1 - рейка насоса; 2 - механізм прекра- щення пуску двигуна, що діє за допомогою елемента розширення
Пристрій холодного пуску (TAS)
Двигун в холодному стані для нормального пуску вимагає збільшеної циклової подачі палива. При високих температурах атмосферного повітря і прогрітому двигуні збагачення суміші може привести до підвищеної димності відпрацьованих газів. У цих умовах застосовується пристрій холодного пуску (ТАS), що використовує термодатчик для попередження перезбагачення суміші під час пуску прогрітого двигуна.
Датчик переміщення рейки (RWG):
1 - пластинчастий сталевий сердечник; 2 - контрольна котушка; 3 - фіксоване кільце закорочення; 4 - рейка насоса; 5 - вимірювальна котушка; 6 - рухливе кільце закорочення
Датчик переміщення рейки (RWG)
У датчику RWG застосовуються індукційні котушки. Після обробки даних сигнал використовується для виконання управління механічною або гідравлічної коробкою передач, забезпечення більш низьких величин витрати палива, рециркуляції відпрацьованих газів і діагностики
Датчик переміщення рейки (RWG)
У датчику RWG застосовуються індукційні котушки. Після обробки даних сигнал використовується для виконання управління механічною або гідравлічної коробкою передач, забезпечення більш низьких величин витрати палива, рециркуляції відпрацьованих газів і діагностики
Датчик закриття отвору (FBG)
Датчик FBG є індукційне пристрій для управління двигуном за допомогою закриття отвори ТНВД.
Пристрій синхронізації (положення відключення)
Пристрій випередження впорскування
Розміщується на приводі між двигуном і ТНВД. Відцентрові вантажі реагують на що підвищується частоту обертання колінчастого вала двигуна за допомогою повороту кулачкового валу ТНВД по відношенню до ведучого валу в напрямку "випередження подачі".
Вимкнення роботи насоса
Використовується механічне (важіль зупинки), електричне або пневматичний пристрій для зупинки дизеля припиненням подачі палива.
Електронний регулятор (EDC)
Замість регулятора відцентрового типу може використовуватися електронний регулятор для ТНВД з рядним розташуванням плунжерних пар, в якому є соленоїдний привід з безконтактним індуктивним датчиком, що визначає положення рейки насоса. Соленоїдний виконавчий механізм приводиться в дію за допомогою ECU, який порівнює становище дросельної заслінки, частоту обертання і деяке число додаткових факторів з робочими характеристиками з метою визначення правильного кількості палива, що подається (виражається як функція положення рейки). За допомогою електронного контролера порівнюється положення рейки насоса з конкретною точкою для визначення значення струму збудження соленоїда, який стискає зворотну пружину. Коли звичайне явище обумовлено, регулюється струм збудження, забезпечуючи зміщення рейки насоса до більш точному положенню. Індуктивний вимірювальний перетворювач частоти обертання колінчастого вала керує положенням колеса, що встановлюється на кулачковому валу; ECU використовує імпульсні інтервали для обчислення частоти обертання колінчастого вала двигуна. Переваги електронного регулятора: двигун може пускатися і зупинятися за допомогою ключа запалювання; вільний вибір зовнішніх швидкісних характеристик; максимальна кількість палива, що впорскується точно скоординовано з тиском наддуву для дотримання норм на димність відпрацьованих газів; можливість коригування в залежності від температур повітря і палива; збагачення суміші під час пуску; контроль частоти обертання колінчастого вала двигуна для допоміжних пристроїв; засіб управління рухом на маршруті; регулювання максимальної швидкості руху автомобіля; стабілізація частоти обертання на холостому ходу двигуна; регулювання сили тяги (ASR) при автоматичній коробці передач; передача сигналу для тахометра і дисплея витрати палива; інтегральна діагностика відмов.
Рядний ТНВД з додатковою втулкою
Такий насос для управління кутом випередження впорскування здійснює регулювання закриття отвору (початок подачі палива). Випускний отвір в корпусі насоса включено в золотник кожного плунжерно-втулкового комплекту. Керуючий вал з важелями регулює положення всіх ковзних контактів одночасно за допомогою зміщення ковзаючого контакту вгору або вниз, вводячи випередження або запізнювання початку подачі палива. Поворот вала проводиться електромагнітним механізмом. Датчик переміщення голки контролює початок впорскування безпосередньо в форсунки. Він передає відповідний сигнал до ECU з метою регулювання струму збудження соленоїда для досягнення сумісності з заданими вихідними величинами. Датчик частоти обертання колінчастого вала подає точну інформацію про тривалості впорскування палива по відношенню до ВМТ за допомогою імпульсів від контрольних міток на маховику.
Рядний ТНВД з електронним управлінням циклової подачею палива: 1 - рейка;
2 виконавчий механізм; 3 - кулачковий вал; 4 - датчик частоти обертання колінчастого вала; 5 - ECU. Вхідні / вихідні величини: а - відключення при надмірній подачі; b - підвищення тиску; с - швидкість руху автомобіля; d - температура (вода, повітря, паливо): е - зміна впускається кількості палива; f - швидкісний режим: g - переміщення рейки; h - положення соленоїда; i - індикатор витрати палива і частоти обертання; до - діагностика; i- положення дроселя; m - заданий швидкісний режим; n - зчеплення, гальма, гальмування двигуном