Тнвд в разрезе: Устройство ТНВД

alexxlabОпубликовано

Содержание

Устройство ТНВД BOSCH (Бош) VE. Топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления ⭐ (ТНВД) — основной конструктивный элемент системы впрыска дизельного двигателя, выполняющий две основные функции: дозированную подачу топлива в цилиндры двигателя под давлением и определение правильного момента впрыска. После появления аккумуляторных систем впрыска, задачу определения момента подачи топлива выполняет электронная форсунка.

Принципиальная схема системы топливоподачи дизельного двигателя с одноплунжерным ТНВД

Принципиальная схема системы топливоподачи дизеля с одно­плунжерным распределительным топливным насосом (ТНВД) с торцевым кулачко­вым при­водом плунжера показана на рисунке:

Рис. Принципиальная схема системы топливоподачи дизельного двигателя с одноплунжерным ТНВД: 1 – топливопровод низкого давления; 2 – тяга; 3 – педаль подачи топлива; 4 – ТНВД; 5 – электромагнитный клапан; 6 – топливопровод высокого давления; 7 – топливопровод сливной магистрали; 8 – форсунка; 9 – свеча накаливания; 10 – топливный фильтр; 11 – топливный бак; 12 – топливоподкачивающий насос (применяется при магистралях большой протяженности; 13 – аккумуляторная батарея; 14 – замок «зажигания»; 15 – блок управления временем включения свечей накаливания

Топливо из бака 11 прокачивается по топливо­проводу низкого давления в топливный фильтр тонкой очистки топлива 10, откуда засасывается топливным насосом низкого давления и затем направляется во внутреннюю полость корпуса ТНВД 4, где создается давление порядка 0,2 … 0,7 МПа. Далее топливо поступает в насосную секцию высокого давления и с помощью плунжера — распреде­лителя в соответствии с порядком работы цилиндров подается по топливопроводам высокого давления 6 в форсунки 8, в результате чего осуществляется вспрыскивание топлива в камеру сгорания дизеля. Избыточное топливо из корпуса ТНВД, форсунки и топливного фильтра (в некоторых конструкциях) сливается по топливо­проводам 7 обратно в топливный бак. Охлаждение и смазка ТНВД осуществляются циркулирующим в системе топливом. Фильтр тонкой очистки топлива имеет важное значение для нормальной и безаварийной работы ТНВД и форсунки. Поскольку плунжер, втулка, нагнетательный клапан и элементы форсунки являются деталями прецизионными, топливный фильтр должен задерживать мельчайшие абразивные частицы размером 3…5 мкм. Важной функцией фильтра является также задержание и выведение в осадок воды, содержащейся в топливе  Попадание влаги во внутреннее пространство насоса может привести к выходу последнего из строя по причине образования коррозии.

Топливный насос подает в цилиндры дизеля строго дози­рован­ное количество топлива под высоким давлением в определенный момент времени в зависимости от нагрузки и скоростного режима, поэтому характеристики двигателей существенно зависят от работы ТНВД.

Схема и общий вид распределительного насоса VE

Схема распределительного насоса VE представлена на первом рисунке, а его общий вид на следующем.

Основные функциональные блоки топливного насоса VE представляют собой:

  • роторно-лопастной топливный насос низкого давления с регулирующим перепускным клапаном
  • блок высокого давления с распределительной головкой и дозирующей муфтой
  • автоматический регулятор частоты вращения с системой рычагов и пружин
  • электромагнитный запирающий клапан, отключающий подачу топлива
  • автоматическое устройство (автомат) изменения угла опережения впрыскивания топлива

Рис. Схема топливного насоса — Bosch VE: 1 – вал привода насоса; 2 – перепускной клапан регулирования внутреннего давления; 3 – рычаг управления подачей топлива; 4 – грузы регулятора; 5 – жиклер слива топлива; 6 – винт регулировки полной нагрузки  7 – передаточный рычаг регулятора; 8 – электромагнитный клапан остановки двигателя; 9 – плунжер  10 – центральная пробка; 11 – нагнетательный клапан; 12 – дозирующая муфта; 13 – кулачковый диск; 14 – автомат опережения впрыска топлива; 15 – ролик; 16 – муфта; 17 – топливоподкачивающий насос низкого давления

 

Рис. Общий вид распределительного ТНВД VE: а – ТНВД; б – блок высокого давления с распределительной головкой и дозирующей муфтой. Позиции соответствуют позициям на предыдущем рисунке.

Дополнительные устройства распределительного ТНВД VE

Распределительный ТНВД VE может также быть оснащен различными дополнительными устройствами, например, кор­рек­торами топ­ливоподачи или ускорителем холодного пуска, которые позволяют индивидуально адаптировать ТНВД к особенностям данного дизеля.

Вал привода 1 топливного насоса расположен внутри корпуса ТНВД, на валу установлен ротор 17 топливного насоса низкого давления и шестерня привода вала регулятора с грузами 4. За валом 1 неподвижно в корпусе насоса установлено кольцо с ро­ли­ками и штоком привода автомата опережения впрыски­вания топлива 14. Привод вала ТНВД осуществляется от колен­чатого вала дизеля, шесте­ренчатой или ременной передачей. В че­тырехтактных двигателях частота вращения вала ТНВД составляет половину от частоты вращения коленчатого вала, и работа распределительного ТНВД осуществляется таким образом, что поступательное движение плунжера синхронизировано с движением поршней в цилиндрах дизеля, а вращательное обеспечива­ет распределе­ние топлива по цилиндрам.

Поступательное движение обеспечивается кулачковой шай­бой, а враща­тельное – валом топливного насоса.

Автоматический регулятор частоты вращения включает в себя центробежные грузы 4, которые через муфту регулятора и систему рычагов воз­действуют на дози­рующую муфту 12, изменяя таким образом величину топливоподачи в зависимости от скоростного и на­грузочного режимов дизеля. Корпус ТНВД закрыт сверху крышкой, в которой установлена ось рычага управления, связанного с педалью акселератора.

Автомат опережения впрыскивания топлива является гидравлическим устройством, работа которого определяется давлением топлива во внутренней по­лости ТНВД, создаваемым топливным насосом низкого давления с регулирующим перепу­скным клапаном 2.

Видео: Работа ТНВД

Топливный насос высокого давления дизельного двигателя с системой питания Common Rail.


Система впрыска Common Rail



Агрегаты системы Common Rail

Топливный насос высокого давления — ТНВД

Основной функцией топливного насоса высокого давления (ТНВД) является обеспечение подачи топлива к форсункам под необходимым давлением на любых режимах работы двигателя. Система питания Common Rail в этом плане имеет некоторое отличие – здесь ТНВД необходим для создания резерва топлива и быстрого повышения давления в топливном аккумуляторе (рампе) до 200 бар

.

В аккумуляторных системах легковых автомобилей чаще всего используется радиальный плунжерный ТНВД, который создает высокое давление топлива независимо от величины цикловой подачи (см. рисунки 1-4).
ТНВД приводится в действие двигателем через муфту, шестерню, цепь или зубчатый ремень.

Смазка деталей ТНВД осуществляется проходящим через него дизельным топливом.
Величина подачи топлива к аккумулятору высокого давления (рампе) пропорциональна частоте вращения вала привода ТНВД, которая, в свою очередь, непосредственно зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Соотношение частот вращения валов к двигателю устанавливается при адаптации системы впрыска.
Передаточное отношение между приводным валом ТНВД и коленчатым валом подбирается таким образом, чтобы избыток подаваемого топлива был невелик, но в режиме полной нагрузки полностью удовлетворялась потребность двигателя в горючем.

Возможные значения этого передаточного отношения составляют 1:2 и 2:3.

Рис. 1. Общее устройство ТНВД системы Common Rail

Принцип работы плунжерного ТНВД достаточно простой. В корпусе насоса расположены три плунжерных секции 3, радиально размещенные по окружности через 120° (рис. 4). Плунжеры перемещаются в цилиндрических гильзах эксцентриковым валом и возвратной пружиной, при этом в надплунжерную полость через впускной клапан всасывается порция топлива, а при рабочем ходе плунжера она вытесняется через выпускной клапан под давлением в магистраль, ведущую в рампу.

Три рабочих хода каждого плунжера за один оборот вала ТНВД позволяют обеспечить незначительную и равномерную нагрузку на вал привода с эксцентриковыми кулачками. Привод такого ТНВД создает относительно низкий момент сопротивления, не превышающий 16 Нм.
Необходимая для привода ТНВД мощность возрастает пропорционально потребной частоте вращения вала привода насоса и давлению топлива в аккумуляторе высокого давления (рампе).


Так, например, на дизеле рабочим объемом 2,0 л ТНВД (при механическом КПД около 90%) потребляет мощность порядка 3,8 кВт при номинальной частоте вращения коленчатого вала и давлении 1330 бар в аккумуляторе высокого давления.
Из-за утечек, расхода на управление форсунками и обратного слива топлива через клапан регулирования давления требуется дополнительная мощность.

Рис. 2. Поперечный разрез ТНВД системы питания Common Rail



Топливо к ТНВД подается топливоподкачивающим насосом через фильтр с влагоотделителем. Пройдя через дроссельное отверстие защитного клапана 14 (рис. 3), топливо, используемое также для смазки и охлаждения деталей ТНВД, движется к плунжерам по системе каналов. Вал

1 привода с эксцентриковыми кулачками 2 одновременно заставляет поступательно двигаться все три плунжера 3.

Топливоподкачивающий насос создает давление подачи, превышающее величину, на которую рассчитан защитный клапан (от 0,5 до 1,5 бар). Последний открывает перепускной канал 15, по которому топливо через впускной клапан 5 поступает в камеру 4 над плунжером, движущимся вниз (то есть совершающим впуск) под действием возвратной пружины.

Рис. 3. ТНВД системы впрыска Common Rail (схема, продольный разрез):
1 — Вал привода; 2 — Эксцентриковый кулачок; 3 — Плунжер с гильзой; 4 — Камера над плунжером; 5 — Впускной клапан; 6 — Электромагнитный клапан отключения плунжерной секции; 7 — Выпускной клапан; 8 — Уплотнение; 9 — Штуцер магистрали ведущей к аккумулятору высокого давления; 10 — Клапан регулирования давления; 11 — Шариковый клапан; 12 — Магистраль обратного слива топлива; 13 — Магистраль подачи топлива в ТНВД; 14 — Защитный клапан с дроссельным отверстием; 15 — Перепускной канал низкого давления

Рис. 4. ТНВД системы впрыска Common Rail (схема, поперечный разрез):
1 — Вал привода; 2 — Эксцентриковый кулачок; 3 — Плунжер с втулкой; 4 — Впускной клапан; 5 — Выпускной клапан; 6 — Подача топлива

Так как ТНВД рассчитан на большую величину подачи, на холостом ходу и при частичных нагрузках в рампе возникает избыток топлива, поступающего сюда под все возрастающим давлением. Когда давление в рампе достигает требуемой величины, открывается клапан регулирования давления и топливо возвращается в топливный бак по магистрали обратного слива.
Поскольку сжимаемое насосом высокого давления топливо сильно нагревается, то под влиянием температуры сливаемых через обратную магистраль излишков температура топлива в баке постепенно повышается. Соответственно снижается КПД системы.

Чтобы избежать негативных последствий чрезмерной подачи топлива в рампу при неполной нагрузке на двигатель, одна или две плунжерные секции могут отключаться электромагнитным клапаном 6. Отключение секции осуществляется встроенным в якорь клапана штифтом, который нажимает на впускной клапан 5, удерживая его в открытом положении.

Поступившее в надплунжерное пространство топливо не сжимается во время хода подачи, повышения давления не происходит, выпускной клапан не открывается. Соответственно топливо не поступает в контур высокого давления, а возвращается в контур низкого давления.
Таким образом, при работе двигателя на холостом ходу и частичных нагрузках, отключение одной из плунжерных секций позволяет регулировать производительность ТНВД.

***

Форсунки Common Rail


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Диагностика и ремонт топливных насосов (ТНВД)

Краткий обзор современных систем

ТНВД

Основная задача топливных насосов высокого давления (ТНВД) — подача топлива через форсунки в камеру сгорания цилиндра под высоким давлением в нужном количестве в нужный момент. История развития ТНВД началась с двадцатых годов прошлого столетия, а предпосылкой для их создания явилось бурное развитие высокоточных (прецизионных) технологий обработки материалов. В настоящее время существует большое количество конструкций ТНВД, которые условно можно разделить на четыре основных вида:
— ТНВД с механическим регулированием
— ТНВД с электронным регулированием
— Индивидуальные ТНВД и насос-форсунки
— ТНВД системы Common Rail

ТНВД с механическим регулированием

Рядные ТНВД (Рис. 1) комплектуются плунжерными парами, состоящими из плунжера 4 и гильзы 1, по числу цилиндров двигателя. Плунжер смещается вверх, встроенным в ТНВД кулачковым валом 7, приводимым от двигателя. Возвратная пружина 5 отжимает плунжер обратно.

Рис. 1. Принцип работы рядного ТНВД a – стандартный рядный ТНВД типа PE 1. Гильза плунжера 2. Впускное окно 3. Регулирующая кромка плунжера 4. Плунжер 5. Возвратная пружина плунжера 6. Траектория поворотов плунжера вокруг своей оси (установка цикловой подачи) 7. Кулачковый вал привода плунжеров 10. Подача топлива к форсунке X- активный ход плунжера

Когда верхний торец плунжера при движении наверх перекрывает впускное окно 2, давление начинает повышаться. Этот момент называется началом нагнетания. При дальнейшем движении плунжера вверх создается избыточное давление, которое открывает форсунку и топливо впрыскивается в камеру сгорания. Когда регулирующая кромка плунжера 3 совмещается с окном 2, топливо начинает перетекать обратно, давление падает, и форсунка закрывается. Ход плунжера между открытием и закрытием впускного окна называется активным ходом плунжера — Х. Положение регулирующей кромки плунжера относительно впускного окна меняется поворотом плунжера 6 с помощь ю рейки ТНВД. Изменение активного хода позволяет регулировать величину цикловой подачи (необходимое количество топлива). Рейка управляется механическим регулятором.

Распределительные ТНВД, в отличие от рядных ТНВД оснащаются единым нагнетающим элементом высокого давления для всех цилиндров двигателя.

Рис. 2. Принцип действия распределительного ТНВД с аксиальным движением плунжера и распределения топлива с помощью регулирующей кромки 1. Траектория поворотов роликового кольца 2. Ролик 3. Кулачковая шайба 4. Аксиальный плунжер-распределитель 5. Регулирующая втулка 6. Камера высокого давления 7. Подача топлива к форсунке 8. Распределительный паз X- активный ход плунжера

Кулачковая шайба 3 (Рис.2), жестко соединенная с плунжером-распределителем 4, приводится во вращение от двигателя. Число кулачков, выполненных в виде выступов на рабочей поверхности шайбы, соответствует числу цилиндров двигателя. Шайба обкатывается по роликам 2, при наезде на которые кулачки приводят вращающий плунжер –распределитель в дополнительное возвратно- поступательное движение. По мере вращения приводного вала плунжер- распределитель совершает столько ходов, сколько требуется по числу цилиндров двигателя. При этом топливоподкачивающий насос нагнетает топливо в камеру 6 высокого давления, которое создается плунжером- распределителем. Вращаясь он открывает и закрывает распределительные отверстия, направляя топливо через распределительный паз 8 к отдельным форсункам. Продолжительность впрыскивания и цикловая подача изменяются путем перемещения регулирующей втулки 5, которая управляется механическим регулятором.

Роторные ТНВД или ТНВД с радиальным движением плунжеров (Рис.3) также снабжен кулачковой шайбой 3, только в отличие от распределительных насосов с аксиальным движением плунжера она имеет кольцевую форму. Кроме того, роторные ТНВД имеют от двух до четырех радиальных плунжеров 4, создающих высокое давление топлива. Данные ТНВД могут создавать более высокое давление топлива, чем аксиальные ТНВД.

Рис. 3. Принцип работы роторного ТНВД 1. Регулировка момента впрыскивания сдвигом кулачковой шайбы 2. Ролик 3. Кулачковая шайба 4. Радиальный плунжер 5. Электромагнитный клапан высокого давления 6. Камера высокого давления 7. Подача топлива к форсунке

Регулировка момента впрыскивания может осуществляться сдвигом кулачковой шайбы. Момент начала впрыскивания и продолжительность впрыска у этих ТНВД регулируется электромагнитным клапаном.

Все вышеуказанные типы ТНВД имеют одно общее-встроенный механический регулятор частоты вращения. Он автоматически изменяет цикловую подачу топлива воздействуя на рейку рядного ТНВД или на регулирующую втулку распределительного насоса, поддерживая заданную частоту вращения коленчатого вала. Кроме того, регулятор ограничивает максимальную и поддерживает минимально устойчивую частоту вращения.

Регуляторы подразделяются на пневматические, гидравлические и центробежные. Наибольшее распространение получили центробежные регуляторы, которые имеют несколько разновидностей в зависимости от их предназначения.

Механические ТНВД в своем составе также имеют:
— топливный насос низкого давления (ТННД), предназначенный для подачи необходимого количества топлива с необходимым давлением к контуру высокого давления.
— механизм опережения впрыскивания служит для управления моментом начала подачи и для компенсации времени прохождения волны давления через магистраль высокого давления. Механизм изменяет угол опережения впрыска на более ранний, с ростом частоты вращения коленчатого вала.
— механические корректирующие устройства служат для изменения цикловой подачи топлива с целью оптимизации работы дизеля. Существуют корректоры по давлению во впускном трубопроводе, по атмосферному давлению, по нагрузке, корректоры холодного пуска и демпфирования впрыскивания.

ТНВД с электронным регулированием

В отличие от механических ТНВД, топливные насосы с электронными регуляторами реагируют не только на изменение частоты вращения в зависимости от нагрузки, но и на многие другие характеристики дизеля, что позволяет более точно формировать цикловую подачу на всех рабочих режимах. Наличие электронного блока управления (ЭБУ), датчиков и электромеханических исполнительных позволяет увеличить скорость регулирования, мощность двигателя, уменьшить расход топлива и эмиссию отработанных газов (ОГ).

Рис.4. Системные блоки электронного управления работой дизеля 1. Датчики и задающие устройства (входные сигналы) 2. Электронный блок управления 3. Исполнительные механизмы 4. Взаимодействие с другими системами дизеля 5. Диагностика

Датчики и задающие устройства предназначены для регистрации условий эксплуатации, к ним относятся:
— Задающее устройство регулировок
— Индуктивный датчик частоты коленчатого вала (датчики оборотов)
— Датчик частоты распределительного вала и распознавания цилиндра двигателя
— Датчики температуры (охлаждающей жидкости, воздуха, топлива, масла)
— Датчик давления воздуха во впускном коллекторе
— Переключатель ограничения цикловой подачи и максимальной частоты коленчатого вала
— Датчик начала впрыскивания (датчик хода иглы распылителя)

ЭБУ обрабатывает сигналы датчиков и задающих устройств по определенным программам и алгоритмам управления. Он управляет исполнительными механизмами с помощью электрических выходных сигналов.
ЭБУ способен обрабатывать входные сигналы от датчиков в аналоговой, цифровой и импульсной формах, ограничивать их допустимыми напряжениями и проводить проверку на достоверность. ЭБУ рассчитывает момент начала и продолжительность впрыска топлива, учитывая параметры загруженных в него характеристик и сигналы датчиков. Затем расчетные величины преобразуются в выходные сигналы, которые генерируются в виде сигналов широтно-импульсной модуляции (ШИМ), при помощи которых исполнительные механизмы приводятся в любое рабочее положение.
Рис.5 иллюстрирует принцип работы исполнительного механизма (ИМ) на основе ШИМ. Сигналы постоянной частоты с варьируемым временем включения имеют прямоугольную форму. Сила тока при подаче сигналов всегда постоянна. Эффективная же сила тока, влияющая на работу якоря ИМ, зависит от соотношения включенного и выключенного состояния электромагнита ИМ. Малое время включения создает меньшую эффективную силу тока, а большее время — большую.

Рис.5. График сигнала широтно-импульсной модуляции
a) постоянная частота сигнала
b) переменное время включения

Исполнительные механизмы преобразуют выходные сигналы в действие электромеханических узлов, например, электромагнитов, передвигающих рейку ТНВД или регулирующую втулку в заданное положение.
На (Рис. 6) показан исполнительный механизм электронного регулятора частоты вращения рядного ТНВД.

Рис.6. Исполнительный механизм электронного регулятора частоты вращения рядного ТНВД 1. Рейка ТНВД 2. Возвратная пружина 3. Контактное кольцо датчика пути регулирования 4. Электромагнит 5. Якорь электромагнита 6. Датчик частоты вращения 7. Импульсное кольцо датчика частоты вращения 8. Кулачковый вал ТНВД

В ТНВД, оснащенными подобными регуляторами величина цикловой подачи, определяется положением рейки ТНВД, которое зависит от частоты вращения коленчатого вала и от значений датчиков системы управления дизеля. Электромагнит 4 исполнительного механизма при подаче на него напряжения, перемещает якорь 5, преодолевая сопротивление возвратной пружины 2. С увеличением силы тока регулирования якорь сдвигает рейку 1 ТНВД в направлении большей цикловой подачи. Таким образом происходит соответствующая установка рейки в любое необходимое положение — от нулевой до максимальной цикловой подачи. Управление электромагнитом происходит на основе сигнала ШИМ. Распределительные ТНВД с регулирующей кромкой и ЭБУ оснащаются исполнительным механизмом регулировки величины цикловой подачи и электромагнитным клапаном регулирования момента ее начала.

Рис. 7. Электромагнитный исполнительный механизм распределительного ТНВД с ЭБУ 1. Полудифференциальный коротко-замкнутый кольцевой датчик 2. Электромагнитный поворотный исполнительный механизм регулировки цикловой подачи 3. Электромагнитный остановочный клапан 4. Плунжер-распределитель 5. Электромагнитный клапан регулирования момента начала подачи 6. Регулирующая втулка

Электромагнитный поворотный исполнительный механизм 2 (Рис.7) действует через валик на регулирующую втулку. Управляющий канал в зависимости от режима работы ТНВД может открываться раньше или позже.
Величина цикловой подачи постоянно изменяется в пределах между нулевым и максимальным значениями (например, при холодном пуске). Управление изменением этой величины происходит в зависимости от ширины сигналов ШИМ. В обесточенном состоянии возвратные пружины исполнительного механизма переводят его в «нулевое» положение. Угол поворота исполнительного механизма, и, следовательно, положения регулирующей втулки определяется датчиком 1. Его сигналы и частота вращения определяет необходимую цикловую подачу.
Давление внутри ТНВД, пропорциональное частоте вращения, действует на поршень установки момента начала подачи и регулируется электромагнитным клапаном5, который также управляется импульсными сигналами. При длительно открытом электромагнитном клапане, когда давление понижается, устанавливается более поздний момент подачи, а при закрытом клапане (повышение давления) более ранний.

Индивидуальные ТНВД и насос-форсунки

Индивидуальные ТНВД и насос-форсунки являются индивидуальными системами впрыска и комплектуются одной самостоятельной топливной системой высокого давления на каждый цилиндр. В насос-форсунке ТНВД и форсунка объединены в одну конструкцию и встроены в головку блока непосредственно над каждым цилиндром. Система индивидуальных ТНВД включает в себя индивидуальные насосы высокого давления (столбики), которые монтируются на дизеле как отдельные узлы, соединенные с форсунками короткими трубками высокого давления. Благодаря этому облегчается компоновка этих агрегатов на двигателе и упрощается их обслуживание. Именно эти факторы обеспечивают индивидуальным ТНВД широкое применение в дизелях от мелких строительных и сельхозмашин до тяжелых грузовиков, тепловозов и судов. На (Рис.8) изображена схема расположения индивидуальных ТНВД с электромагнитным клапаном на двигателе, управляемых общим ЭБУ.

Рис. 8. Схема расположения индивидуальных ТНВД с ЭБУ на двигателе 1. Ступенчатый корпус форсунки 2. Камера сгорания двигателя 3. Индивидуальный ТНВД 4. Распределительный вал двигателя 5. Штуцер магистрали высокого давления 6. Магистраль высокого давления 7. Электромагнитный клапан 8. Возвратная пружина 9. Роликовый толкатель

Каждый индивидуальный ТНВД приводится в действие непосредственно от собственного кулачка на распределительном валу 4 двигателя. Связь с плунжером осуществляется через возвратную пружину 8 и роликовый толкатель 9. Все ТНВД крепятся через фланцы к блоку цилиндров. На (Рис.9) изображена конструкция индивидуального ТНВД с электромагнитным клапаном.

Рис. 9. Конструкция индивидуального ТНВД с электромагнитным клапаном 1. Ступенчатый корпус форсунки 2. Штуцер магистрали высокого давления 3. Магистраль высокого давления 4. Накидная гайка ТНВД 5. Ограничитель хода иглы электромагнитного клапана 6. Игла электромагнитного клапана 7. Пластина 8. Корпус ТНВД 9. Камера высокого давления (в плунжерной паре) 10. Плунжер 11. Блок цилиндров дизеля 12. Ось роликового толкателя 13. Кулачок 14. Тарелка пружины 15. Пружина клапана 16. Корпус клапана с катушкой и магнитным сердечником 17. Пластина якоря 18. Проставка 19. Уплотнение 20. Канал подвода топлива (низкое давление) 21. Канал обратного слива топлива 22. Ловушка для возврата просачивающегося вокруг плунжера топлива 23. Пружина толкателя 24. Стакан толкателя 25. Тарелка пружины 26. Роликовый толкатель 27. Ролик толкателя

ТНВД системы Common Rail

Одной из самых перспективных систем впрыска является система Common Rail. Главное отличие этой системы от других систем-разделение процесса нагнетания давления и обеспечения впрыскивания топлива. В данной системе ТНВД отвечает только за процесс нагнетания топлива, но он лишен распределительной функции и необходим лишь для создания резерва топлива и быстрого повышения давления в топливном аккумуляторе.
С момента создания системы Common Rail конструкции ТНВД претерпели многочисленные изменения и способны развивать огромное давление до 2500 bar. В наиболее простой конструкции ТНВД СР-1 (Рис.10) три плунжера 3, радиально расположенные по окружности через 120 градусов, сжимают топливо внутри ТНВД. Три рабочих хода каждого плунжера за один оборот вала ТНВД позволяют обеспечить незначительную и равномерную нагрузку на вал привода 1 с эксцентриковыми кулачками 2.

Рис. 10. ТНВД системы Common Rail 1. Вал привода 2. Эксцентриковый кулачок 3. Плунжер с втулкой 4. Впускной клапан 5. Выпускной клапан 6. Подача топлива

Топливоподкачивающий насос через фильтр подает топливо к ТНВД (Рис.11). Пройдя через дроссельное отверстие защитного клапана 14 и открытый перепускной клапан 15, оно поступает к впускному клапану 5 и далее в камеру 4 над плунжером, движущимся вниз (режим впуска). После прохождения нижней мертвой точки впускной клапан 5 закрывается. Топливо в надплунжерном пространстве сжимается плунжером, идущим вверх. Когда возрастающее давление достигнет уровня, соответствующего тому, что поддерживается в аккумуляторе высокого давления, открывается выпускной клапан 7. Сжатое топливо поступает в контур высокого давления до тех пор, пока плунжер не достигнет верхней мертвой точки (режим подачи). Затем давление падает, выпускной клапан 7 закрывается и плунжер начинает движение вниз.

Рис. 11. Схема продольного разреза ТНВД системы Common Rail 1. Вал привода 2. Эксцентриковый кулачок 3. Плунжер с гильзой 4. Камера над плунжером 5. Впускной клапан 6. Электромагнитный клапан отключения плунжерной секции 7. Выпускной клапан 8. Уплотнение 9. Штуцер магистрали, ведущей к аккумулятору высокого давления 10. Клапан регулирования давления 11. Шариковый клапан 12. Магистраль обратного слива топлива 13. Магистраль подачи топлива к ТНВД 14. Защитный клапан с дроссельным отверстием 15. Перепускной канал низкого давления

Когда величина давления опускается ниже давления, создаваемого топливоподкачивающим насосом, впускной клапан 5 открывается и процесс повторяется.


Диагностика ТНВД

В условиях плотной компоновки агрегатов моторного отсека современного автомобиля экономически целесообразно до снятия ТНВД для проверки его параметров на безмоторном стенде провести диагностику основных систем двигателя, чтобы убедиться, что причина неисправности именно в ТНВД. Для двигателей не оснащенных электронной системой управления необходимо провести механическую диагностику, а для двигателей, оснащенных ЭБУ, компьютерную или комплексную диагностику. Исключение составляют случаи явных дефектов ТНВД, например, течи топлива или самопроизвольное изменение оборотов двигателя.

После проведения диагностики двигателя, при необходимости, ТНВД снимается с двигателя и проверяется на специальном безмоторном стенде или дефектуется методом частичной или полной разборки.

До установки ТНВД на безмоторный стенд он осматривается на предмет внешних повреждений, герметичности, отсутствия люфтов приводного вала, а для механических ТНВД, дополнительно, отсутствия люфтов рычага акселератора.

Методика проверки ТНВД, как отдельного агрегата, определяется специальным тест-планом, параметры которого индивидуальны для каждого типа дизельного двигателя.
В общем случае проверка ТНВД проводится по следующей схеме:
— проверка топливного насоса низкого давления(ТННД)
— проверка герметичности нагнетательных клапанов
— проверка момента начала подачи ТНВД
— проверка производительности ТНВД на основных режимах работы
— проверка неравномерности подачи ТНВД по секциям
— проверка устройства опережения впрыска
— проверка корректирующих устройств ТНВД

Для рядных, распределительных и роторных ТНВД с электронным управлением необходимо проверить параметры электромеханического исполнительного механизма.

При диагностике ТНВД системы Common Rail на безмоторном стенде осуществляется проверка:
— плунжерных секций при различной нагрузке
— впускных клапанов
— выпускных клапанов
— электронного клапана регулировки давления
— производительности ТНВД при давлениях, соответствующих основным рабочим режимам.


Ремонт ТНВД

Основной целью ремонта ТНВД является: 1. Ввод агрегата в рабочее состояние, обеспечивающее его длительную эксплуатацию. 2. Определение причин его выхода из строя. Основными причинами выхода из строя ТНВД могут являться:
— некачественное топливо, содержащее механические примеси, воду, инородные жидкости.
— естественный износ при длительной эксплуатации.
— некачественный ремонт или установка деталей сомнительного производства.
— нарушение технологических нормативов при снятии и установке ТНВД с двигателя, например, перетяжка приводного ремня.
— нарушение норм эксплуатации или слишком динамичные режимы условия эксплуатации, например, жесткая езда.
Главный экономический смысл ремонта ТНВД заключается в том, чтобы стоимость ремонта вместе с установленными запчастями, не превышала стоимости нового или проверенного ТНВД, приобретенного на разборке.
Хороший ремонт ТНВД требует высокой квалификации персонала, специального диагностического и технологического оборудования, наличие диагностических тест-планов и качественных запчастей.

Методы ремонта могут сильно различаться для каждых типов ТНВД, ввиду большого разнообразия их конструкций. Однако общая технология ремонта производится по следующей схеме:

1. Внешний осмотр и оценка комплектности агрегата. 2. Мойка ТНВД в собранном виде.
Производится различными способами:
— механическим способом
— специальными моющими жидкостями под давлением
— сжатым воздухом
— погружением в ультразвуковую ванну
3. Разборка и предварительная оценка внутреннего состояния.
Разборка проводится с помощью специальных приспособлений, без участия которых процесс становится трудоемким и может привести к дополнительным поломкам. Потом определяется наличие поломанных деталей, коррозии, продуктов износа трущихся поверхностей (металлической стружки). 4. Мойка всех деталей и узлов ТНВД. Лучше всего детали отмываются в ультразвуковой ванне, с применением специальных моющих средств. Процесс считается законченным, когда детали очищены от грязи и коррозии. 5. Дефектация и отбраковка деталей ТНВД.
Этот этап проводится путем осмотра, а также с применением оптических и высокоточных измерительных устройств. Операция выполняется с целью определения степени износа и пригодности деталей к дальнейшей эксплуатации. Измеряется износ, люфты, определяется наличие сколов, царапин, трещин, величина эрозии металла.
Важным условием дефектации является проверка электрических параметров электромеханических исполнительных механизмов и корректирующих механизмов. Далее детали сортируют на годные к эксплуатации, требующие ремонта и не подлежащие ремонту.

6. Ремонт деталей ТНВД.
Данная операция целесообразна, в случае, когда ее стоимость ниже стоимости новых деталей при условии длительной эксплуатации. Наиболее пригодными для ремонта считаются:
— корпус ТНВД
— детали топливоподкачивающего насоса
— нагнетательные клапана
7. Комплектация ТНВД новыми деталями.
Традиционно запчасти основных производителей ТНВД таких как Bosch, Zexel, Delphi, Denso, Siemens имеют высокую стоимость. Желание сэкономить и использовать запчасти производителей, не имеющих достойную репутацию, может привести к некачественному ремонту. Поэтому вопрос комплектации запчастями лучше отдать на откуп сервису, производящему ремонт ТНВД, при условии, что сервис предоставляет гарантийные обязательства. 8. Сборка ТНВД.
Ввиду того, что ТНВД является прецизионным устройством, вне зависимости от величины ремонтной организации, его сборка должна производиться на оборудованном рабочем месте, имеющим специальный инструмент, с соблюдением технологической дисциплины и чистоты. Вне зависимости от конструкции ТНВД, его сборка осуществляется по общим правилам:
— сборка ТНВД проводиться в обратном порядке к его разборке
— к сборке допускаются только новые, отремонтированные и годные к эксплуатации детали, прошедшие отбраковку
— при сборе используются только новые ремкомплекты сальников и уплотнений
— затяжка резьбовых соединений осуществляется динамометрическим ключом, в определенном порядке, с использованием технологических нормативов
— для смазки трущихся деталей используется чистое дизельное топливо и специальные смазочные материалы, рекомендованные производителем ТНВД
— на каждом этапе сборки ТНВД необходим контроль допустимых люфтов, подвижных соединений и плавности хода
— после сборки проводится проверка ТНВД на герметичность под необходимым давлением
— окончательный этап сборки ТНВД – его обкатка на безмоторном стенде. 9. Регулировка ТНВД.
Регулировка ТНВД осуществляется после сборки. Главная задача регулировки ТНВД- приведение его основных параметров (давление, цикловая подача, момент начала впрыскивания, неравномерность цикловой подачи) в соответствие с техническими характеристиками двигателя (мощность, крутящий момент, количество оборотов в минуту) на основных рабочих режимах.
Регулировка ТНВД проводится на специальном безмоторном стенде, по алгоритму аналогичному схеме диагностики ТНВД. При этом используются эталонные трубки высокого давления, и эталонные форсунки стенда, отрегулированные на давление открытия форсунок данного двигателя. Механические ТНВД регулируются с помощью специальных винтов (винта номинальных оборотов, винта максимальных оборотов, винта холостого хода). Электронные распределительные ТНВД типа VE регулируются путем смещения исполнительного механизма (централизации) относительно корпуса насоса. Регулировка давления ТНВД системы Common Rail производиться с помощью:
— клапана регулирования в зоне высокого давления
— дозирующего клапана в зоне всасывания
— комбинированного способа, сочетающего оба метода регулировки

На Рис. 12 представлена блок-схема алгоритма ремонта ТНВД.

Рис.12. Блок- схема ремонта ТНВД


Установка ТНВД на двигатель

После ремонта и регулировки ТНВД устанавливается на двигатель, с которым он может быть связан ременным, цепным или шестеренчатым приводом. Для этого необходимо совместить установочные метки ТНВД с метками механизма газораспределения двигателя. Данные о взаимном расположении установочных меток можно подчерпнуть в справочной литературе и на электронных носителях информации, например, Autodata. Там же существуют данные о моментах затяжки присоединительных винтов ТНВД. Если ТНВД связан с двигателем ременной передачей необходимо установить ремень с заданным усилием. Нарушение этого условия может привести к серьезным поломкам ТНВД и двигателя.
После установки насоса на двигатель, для механических ТНВД и ТНВД с электронным регулятором требуется точная регулировка угла опережения впрыска (УОВ) на двигателе. Для механических ТНВД используется статический и динамический способы регулировки. Для рядных ТНВД статический способ осуществляется с помощью моментоскопа, а для распределительных применяется специальная индикаторная головка. Динамический способ установки угла впрыска производится на холостых оборотах двигателя с помощью специального стробоскопа. Данные об установочных углах для обоих способов определяются через программу Autodata. Для электронных ТНВД оптимальный метод установки УОВ осуществляется с помощью диагностических сканеров, например, KTS фирмы Bosch. При установке ТНВД системы Common Rail на двигатель точной регулировки угла опережения впрыска не требуется.


ООО «Дизель-Сервис» предлагает полный спектр услуг по снятию, установке, профилактике, диагностике и агрегатному ремонту ТНВД следующих типов:

  • VE фирмы BOSCH европейских автопроизводителей, а также фирм ZEXEL и DENSO азиатских автопроизводителей для легковых автомобилей, микроавтобусов, малогабаритных грузовиков и спецтехники;
  • рядных механических ТНВД для легковых автомобилей и микроавтобусов MERCEDES и др. ;
  • электронных ТНВД типа VE BOSCH для европейских автомобилей и VE ZEXEL и VE DENSO для некоторых моделей японских и корейских автомобилей.
  • ТНВД для автомобилей, оснащенных системой Common Rail фирмы BOSCH.

ООО «Дизель-Сервис» имеет оборудование и специнструмент для снятия и установки большинства видов топливных насосов, а также свой топливный цех по агрегатному ремонту и диагностике ТНВД. Наши специалисты, имеющие огромный опыт по диагностике и ремонту ТНВД, в сжатые сроки и с хорошим качеством произведут ремонт топливной аппаратуры по умеренным ценам. На все виды работ имеются гарантийные обязательства.

Оплата может производиться по наличному и безналичному расчету.

устройство, принцип работы и ремонт

ТНВД – это Топливный Насос Высокого Давления. Ставиться он на дизельные двигатели и предназначен для подачи топлива в топливную систему под высоким давлением, для наилучшего сгорания его в цилиндрах.

Устройство ТНВД

Рис.1 — Подробная схема всех элементов топливного насоса для автомобилей Камаз с двигателем 740.

Принцип работы

Из бака, через фильтр грубой очистки, с помощью топливного насоса низкого давления топливо, по топливопроводу, поступает сначала в фильтр тонкой очистки, а потом на вход в ТНВД. От коленвала двигателя передается крутящий момент на топливный насос, а точнее на кулачковый вал, который в свою очередь приводит в действие толкатели. Толкатели давят на пружины, которые поднимают плунжер. Плунжер закрывает впускной клапан, топливо подается на форсунки, которые распыляют его уже в цилиндрах. Кулачковый вал, проварачиваясь дальше опускает плунжер, открывая, тем самым, поступление топлива в ТНВД и процесс повторяется.

Вроде бы ничего сложно, однако, это не совсем так. Любой ТНВД это очень сложный механизм, основой которого являются плунжерные пары. Их изготавливают с очень высокой точностью. Одна такая пара состоит из цилиндра и поршня, который, перемещаюсь и создает высокое давление в системе.

ТНВД двигателя Камаз 740 представляет собой V-образное устройство, в каждой половине которого находится по 4 плунжерные пары. Внизу корпуса насоса находится кулачковый вал, на который от коленвала и передается крутящий момент. Кулачки на валу передают поступательные движения на поршни каждой пары. Работа поршней ТНВД строго синхронизирована с работой поршней самого двигателя с помощью пружинных толкателей.

В конструкции каждой плунжерной пары есть несколько клапанов, как впускных так и выпускных и специальных канавок для отвода лишнего топлива. За направлениями потока топлива отвечают специальные автоматически клапанные механизмы.

Возможные неисправности в работе ТНВД и их ремонт

В топливном насосе двигателя Камаз 740 высокое давление создается за счет очень плотного прилегания поршня в цилиндре плунжерной пары. В случае какого либо нарушения этой плотности в топливной системе падает давление и двигатель вообще может не запуститься или работать не ровно, с перебоями. Длительную и безаварийную работы ТНВД в первую очередь обеспечивает качественное дизельное топливо. Для дизельных моторов это одно из главных условий успешной эксплуатации. Внимательно отнеситесь к выбору АЗС, на которой заправляетесь.

Для того, чтобы двигатель КАМАЗ и ТНВД работали исправно и долго своевременно проводите все необходимые регламентные работы по их техническому обслуживанию, а особое внимание стоит уделить замене топливных фильтров, как грубой, так и тонкой очистки. Старайтесь покупать оригинальные расходные материалы у официальных дилеров или в авторизированных сервисных центрах.

Как и у любого механизма у ТНВД есть свой ресурс, который он в любом случае со временем выработает. Но инженеры Камаза разработали ремонтопригодный агрегат, который можно восстановить, заменив изношенные детали. Но ремонтировать топливный насос высокого давления стоит на специализированных станциях, которые оборудованы стендом проверки топливной системы под давлением. Такое оборудование поможет выявить как явные, так и скрытые неисправности. После проведения ремонта ТНВД должен пройти ряд стендовых испытаний и точную настройку вместе топливными форсунками.

Основные причины выхода ТНВД из строя

  • Вода в топливной системе. Причин появления воды в системе может быть несколько: некачественный или изношенный топливный фильтр; большой процент воды в дизельном топливе; нарушение герметичности топливопровода из-за чего образуется конденсат внутри на трубках.
  • Механические примеси в топливе. Примеси могут появляться опять же из-за плохих топливных фильтров. Так же рекомендуется периодически проводить очистку топливного бака от образований парафина и т.п. отложений.
  • Плохие смазывающие качества дизельного топлива. Причина этого может скрывать в применение не сертифицированных присадок. Не поддавайтесь рекламе и не добавляйте в топливо ничего лишнего, чего не рекомендует производитель.
  • Не герметичный топливопровод. В этом случае идет постоянный подсос воздуха в систему, повышающий коэффициент трения в плунжерных парах, что приводит к их быстрому износу.

Самые часто встречающиеся неисправности

  • Неравномерная подача топлива. Причина скорее всего кроется в поврежденной плунжерной паре. Так же рекомендуется проверить клапаны топливного насоса, а также работу форсунок.
  • Повышенный расход топлива. Причина банальна – повреждения топливопровода.
  • Запаздывает впрыск. Проблема может скрываться в регулировочном болте толкателя или в поврежденном кулачковом вале.

Видео, подробно описывающее работу топливной систему двигателя Камаз 740.

Регулировка подачи топлива

Как снять ТНВД

  1. отсоединить тросики ручного управления рычагом остановки двигателя и рычагом управления регулятором,
  2. снимите тягу управления подачей топлива,
  3. отсоедините все трубопроводы подвода топлива к насосу, отводящий и дренажный трубопроводы и трубопровод от фильтра тонкой очистки топлива,
  4. отсоедините трубку для подвода масла к насосу и, масло отводящую трубку,
  5. выкрутите стяжной болт переднего фланца ведущей полумуфты и два болта ведомой полумуфты (для того, чтобы выкручивать болты было удобно нужно провернуть коленвал через люк картера сцепления),
  6. отсоедините топливопроводы факельных свечей,
  7. снимите топливопроводы высокого давления,
  8. отсоедините трубку, которая подводит воздух к рабочему цилиндру вспомогательного тормоза,
  9. открутите четыре болта, которые крепят ТНВД,
  10. снимите собственно сам насос.

Порядок разборки

  • вывернуть винты крепления задней крышки регулятора частоты вращения и снять крышку в сборе с насосом низкого давления;
  • снять автоматическую муфту опережения впрыска топлива, используя приспособление И-801.16.000. Сначала отвернуть гайку 2 (рис. а) крепления муфты. Для этого вставить отвертку 4 в паз гайки и, удерживая муфту 1 от вращения, ключом 3 отвернуть гайку. Затем, вворачивая в муфту съемник 5 (рис. б), снять муфту;

Рис.2 – Снятие муфты

  • распломбировать и вывернуть винты крепления защитных кожухов секций ТНВД и снять кожуха;
  • распломбировать и вывернуть болты крепления верхней крышки регулятора и снять крышку;
  • вынуть ось рычага регулятора и снять рычаг регулятора с рычагом муфты грузов, муфтой, пружиной регулятора и рычагом пружины;
  • снять стопорное кольцо и державку грузов в сборе;
  • вывернуть пробки реек, вынуть втулки реек, затем сами рейки, предварительно расстопорив их;
  • отвернуть гайки крепления секций ТНВД, снять стопорные шайбы штуцеров секций и вынуть секции ТНВД и толкатели плунжеров;
  • расшплинтовать и отвернуть гайки и, используя съемник И-801. 26.000, снять эксцентрик привода насоса низкого давления, ведущую шестерню регулятора и промежуточную шестерню;
  • снять второй подшипник с оси промежуточной шестерни;
  • выбить шпонки с носка и хвостовика кулачкового вала, снять крышку заднего подшипника, вынуть кулачковый вал в сборе с подшипниками и снять крышку переднего подшипника;
  • используя съемник И-801.30.000, снять подшипники с кулачкового вала;
  • секции ТНВД и топливоподкачивающий насос низкого давления разобрать в приспособлении И-801.20.000. Для выпрессовки нагнетательного клапана секции ТНВД использовать приспособление И-801.21.000.

Сборка и установка ТНВД после ремонта

Сборка ТНВД, как и положено, проводится в обратном порядке. Чтобы установить подшипники на кулачковый вал используется приспособление И-801.27.000. Свободный ход вала должен быть не больше 0,1 мм, делается это путем подбора регулировочных прокладок под крышку переднего подшипника кулачкового вала.

Установка ТНВД:

  • проверните коленвал до его положения, которое соответствует началу впрыска топлива в первый цилиндра (фиксатор находится в зацеплении с маховиком), проверьте, чтобы метка I на заднем фланце ведущей полумуфты привода должна быть вверху;
  • установите топливный насос на двигатель, совместив при этом метки II на корпусе насоса и муфте опережения впрыска топлива;
  • затяните болты крепления насоса;

Рис.3 — Порядок затяжки болтов крепления, топливного насоса высокого давления

  • не нарушая взаимного расположения меток, затяните верхний болт ведомой полумуфты привода, переставьте фиксатор в мелкий паз, проверните коленвал на один оборот и затяните второй болт ведомой полумуфты, затяните стяжной болт переднего фланца полумуфты;
  • установите крышку люка картера сцепления;
  • подсоедините трубопроводы высокого давления, маслоподводящую и маслоотводящую трубки, трубку подвода воздуха к пневмоцилиндру вспомогательного тормоза, трубопроводы низкого давления, тягу управления подачей топлива, тросики ручного управления рычагом останова и рычагом управления регулятором.

После установки ТНВД запустите двигатель и болтом отрегулировать минимальную частоту вращения холостого хода, которая не должна превышать 600 об/мин.

За информацию спасибо сайту 24techno-guide.ru

Топливный насос высокого давления — Википедия

Топливный насос высокого давления 12-цилиндрового дизельного двигателя, в разрезе.

То́пливный насо́с высо́кого давле́ния (ТНВД) ди́зельного дви́гателя является одним из наиболее сложных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей.

Топливные насосы предназначены для подачи в цилиндры дизеля 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 распыливание 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»).

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. дренажный штуцер;
  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 (5), а редукционный клапан (1) поддерживает стабильное давление на входе в насосную секцию ТНВД, которая расположена в корпусе (4).

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)
  • h2000 (5—8 цилиндров, давление впрыска до 1350 бар)

Общее устройство ТНВД[править]

  • 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]

Вращение 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]

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

» Топливный насос высокого давления УТН 5А»

Разработка урока по предмету «Устройство тракторов»

Тема программы: Система питания двигателей.

Тема урока : Топливный насос высокого давления

УТН 5А,

Тип урока: Комбинированный

Цели урока:

1. Познавательные: формирование у обучающихся знаний о составляющих системы питания, овладение техническим языком.

2. Воспитательная: воспитание добросовестного отношения к технике.

3. Развивающая: Развитие творческого мышления путем оценки понимания, оценки применения, анализа и обобщения.

Межпредметные связи:

1. Техническое обслуживание тракторов: ТО системы питания двигателя.

2. Химия: ГСМ и их свойства.

3. Техническая механика: угловая скорость, силы инерции.

Методическое оснащение урока:

1. компьютер и проектор.

2. электронные плакаты.

3. макеты, ТНВД в разрезе и в разборе.

4. тесты, карточки

Требования при изучении темы.

Обучающийся должен знать:

1. назначение ТНВД

2. устройство и работу ТНВД.

Обучающийся должен уметь:

1. Объяснить назначение и устройство ТНВД

2. анализировать информацию

3. делать выводы

4. отвечать на вопросы и тестовые задания

5. вести конспект

Ход урока

1. Организационный момент: психолого-педагогическая беседа:

1.1 проверка студентов группы по списку.

1.2 проверка готовности группы к уроку.

1.3 сообщение темы и цели урока.

2. Опрос и проверка пройденного материала и увязывание темы нового урока с содержанием предыдущего, используя плакаты, макеты и детали.

Вопросы:

1. Каково назначение форсунки ФД – 22.

2. Расскажите устройство форсунки ФД – 22.

3. Расскажите устройство и принцип работы топливоподкачивающего насоса.

4. Объясните назначение турбокомпрессора.

5. Расскажите устройство и принцип работы турбокомпрессора.

3. Обобщение по ответам студентов и переход к восприятию новой темы.

Создание проблемной ситуации и формирование обучающимися главного вопроса: какой узел системы питания мы еще не изучили? При помощи каких узлов системы питания двигателя топливо подается и распыляется в камере сгорания.

4. Изучение нового материала.

1. Назначение рядного насоса высокого давления УТН – 5А двигателя Д-240.

2. Устройство насоса высокого давления УТН – 5А (макет, ТНВД в разрезе )

3. Схема действия плунжернойпары ТНВД. (электронный плакат)

Для объяснения нового материала используется компьютер с проектором и экраном.

5. Закрепление нового материала.

С целью организации дифференцированной работы используется групповая форма работы.

1. группа разбивается на подгруппы по 6 человек. Раздаются карточки-задания или тестовые задания.

2. Способные обучающиеся (консультанты) в подгруппах вместе со слабыми студентами на макетах, реальных узлах, по слайдам закрепляют полученные знания.

3. Обучающиеся решают тесты на компьютере.

6. Задание на дом.

1. В.А.Родичев «Тракторы» 2009г. «Академия» стр. 95-101,

2.Б.М. Гельман «Сельскохозяйственные тракторы и автомобили» стр. 173-188

7. Подведение итогов урока.

1.Выставление оценок обучающимся с последующим комментарием.

2. Выявление вопросов у обучающихся и ответы на них.

ТНВД дизельного двигателя Д-245 — устройство и регулировки

________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

ТНВД дизельного двигателя Д-245 — устройство и регулировки

На двигателе Д-245 автомобилей ЗИЛ-5301 Бычок, ГАЗ-3309, МАЗ-4370 Зубренок устанавливаются ТНВД-773. Топливный насос высокого давления представляет собой блочную конструкцию, состоящую из четырех насосных секций в одном корпусе, имеющую кулачковый привод плунжеров и золотниковое дозирование цикловой подачи топлива.

ТНВД-773 предназначен для подачи в камеры сгорания цилиндров дизеля в определенные моменты времени дозированных порций топлива под высоким давлением. Привод кулачкового вала топливного насоса осуществляется от коленчатого вала дизеля через шестерни распределения.

Взаимное положение шестерни привода топливного насоса и полумуфты привода фиксируется затяжкой гаек, устанавливаемых на шпильки полумуфты. Значение момента затяжки гаек 35…50 Нм.

Топливный насос высокого давления Д-245 объединен в один агрегат с всережимным регулятором и топливоподкачивающим насосом поршневого типа.

Регулятор имеет корректор подачи топлива, автоматический обогатитель топливоподачи (на пусковых оборотах) и пневматический ограничитель дымления (корректор по наддуву). Подкачивающий насос установлен на корпусе ТНВД Д-245 и приводится эксцентриком кулачкового вала.

Рабочие детали насоса смазываются проточным маслом, поступающим из системы смазки дизеля. Слив масла из корпуса насоса осуществляется в картер дизеля. Вновь установленный на дизель насос необходимо заполнить маслом в количестве 200…250 см3. Заливку масла производить через отверстие слива масла поз.30 (Рис.1).

Рис.1 – Топливный насос ТНВД 773 дизеля Д-245

1 — секция топливного насоса; 2 — табличка; 3 – фланец; 4 – шпонка; 5 – полумуфта привода; 6 – гайка крепления полумуфты; 7 – кулачковый вал; 8 – корпус топливного насоса; 9 – топливоподкачивающий насос; 10 – поддерживающий кронштейн; 11 – болт регулировки пусковой подачи; 12 – рычаг останова; 13 – корпус регулятора; 14 – крышка регулятора; 15 – крышка смотрового люка; 16 – болт регулировки минимальной частоты вращения; 17 – болт регулировки максимальной частоты вращения; 18 – гайка крепления секций топливного насоса; 19 – перепускной клапан; 20 – штуцер подвода топлива; 21– маслопровод; 22 – штуцер отвода топлива от подкачивающего насоса к фильтру тонкой очистки топлива; 23 – болт крепления штуцера подвода топлива к подкачивающему насосу; 24 – корректор по наддуву; 25 – болт штуцера подвода воздуха; 26 – рычаг управления; 27 – пробка винта регулировки
номинальной подачи топлива; 28 – пробка спуска воздуха; 29 – электромагнит останова ; 30 – отверстие слива масла.

Обслуживание топливного насоса высокого давления ТНВД дизелей Д-245

В процессе эксплуатации топливного насоса высокого давления 773 при износе основных деталей нарушаются его регулировочные параметры. Смазка ТНВД Д-245 централизованная от системы смазки дизеля через специальный маслопровод. Необходимый уровень масла в картере насоса устанавливается автоматически.

Для снижения износов прецизионных деталей не допускается работа ТНВД без фильтрующего элемента или с засоренным фильтром тонкой очистки топлива. Также не допускается работа с топливом, имеющим повышенное содержание воды.

При необходимости, а также через каждые 120 тыс. км пробега необходимо снять насос и проверить его на стенде на соответствие регулировочным параметрам, а также установочный угол опережения впрыска топлива на дизеле. При необходимости, произведите соответствующие регулировки.

Регулировка и контроль ТНВД 773 для установочного угла опережения впрыска топлива на двигателе Д-245

При затрудненном пуске дизеля, дымном выпуске, а также при замене, установке топливного насоса после проверки на стенде через каждые 120 тыс. км пробега или ремонте дизеляобязательно проверьте установочный угол опережения впрыска топлива на дизеле.

Установочный угол опережения впрыска топлива, градусов поворота коленчатого вала для топливного насоса высокого давления ТНВД 773.1111005-20.05 — 2,5±0,5

Проверку установочного угла опережения впрыска топлива для ТНВД 773 двигателя Д-245 производите в следующей последовательности:

— установите поршень первого цилиндра на такте сжатия за 40-50 до ВМТ;

— установите рычаг управления регулятором в положение, соответствующее максимальной подаче топлива;

— отсоедините трубку высокого давления от штуцера первой секции ТНВД и вместо неё подсоедините контрольное приспособление, представляющее собой отрезок трубки высокого давления длиной 100…120 мм с нажимной гайкой на одном конце и вторым концом, отогнутым в сторону на 150…170° в соответствии с рисунком 24;

— заполните топливный насос топливом, удалите воздух из системы низкого давления и создайте избыточное давление насосом ручной прокачки до появления сплошной струи топлива из трубки контрольного приспособления;

— медленно вращая коленчатый вал дизеля Д-245 автомобилей ЗИЛ-5301 Бычок, ГАЗ-3309, МАЗ-4370 Зубренок по часовой стрелке и поддерживая избыточное давление в головке насоса (прокачивающим насосом), следите за истечением топлива из контрольного приспособления.

— В момент прекращения истечения топлива (допускается каплепадение до 1 капли за 10 секунд) вращение коленчатого вала прекратить;

— выверните в соответствии с рисунком 2 фиксатор из резьбового отверстия заднего листа и вставьте его обратной стороной в то же отверстие до упора в маховик, при этом фиксатор должен совпадать с отверстием в маховике (это значит, что поршень первого цилиндра установлен в положение, соответствующее установочному углу опережения впрыска топлива.

Рис.2 — Установка фиксатора в отверстие заднего листа и маховика дизеля Д-245

При несовпадении фиксатора с отверстием в маховике произведите регулировку ТНВД 773, для чего проделайте следующее:

— снимите в соответствии с рисунком 3 крышку люка;

— совместите фиксатор с отверстием в маховике, поворачивая в ту или другую сторону коленчатый вал;

— отпустите на 1…1,5 оборота гайки крепления шестерни привода топливного насоса;

— при помощи ключа поверните за гайку валик топливного насоса против часовой стрелки до упора шпилек в край паза шестерни привода топливного насоса;

— создайте избыточное давление в головке топливного насоса до появления сплошной струи топлива из трубки контрольного приспособления;

— поворачивая вал насоса по часовой стрелке и поддерживая избыточное давление, следите за истечением топлива из контрольного приспособления;

— в момент прекращения истечения топлива прекратите вращение вала и зафиксируйте его, зажав гайки крепления полумуфты привода к шестерне привода.

Произведите повторную проверку момента начала подачи топлива. Отсоедините контрольное приспособление и установите на место трубку высокого давления и крышку люка.
Заверните в отверстие заднего листа фиксатор.

Рис.3 — Привод топливного насоса ТНВД двигателя Д-245

1 – крышка люка; 2 – гайка; 3 – шпилька; 4 – гайка специальная; 5 – полумуфта привода; 6 – шестерня привода топливного насоса

Проверка форсунок дизеля Д-245 на давление начала впрыска и качество распыла топлива

Рис.4 – Форсунка двигателя Д-245

1 – корпус форсунки; 2 – шайба регулировочная; 3 – пружина; 4 – штанга форсунки; 5 – проставка; 5 – гайка распылителя; 7 – распылитель; 8 – кольцо уплотнительное.

Проверку форсунок производите через каждые 120 тыс. км пробега. Снимите форсунки с дизеля и проверьте их на стенде. Форсунка топливного насоса ТНВД 773 считается исправной, если она распыливает топливо в виде тумана из всех пяти отверстий распылителя, без отдельно вылетающих капель, сплошных струй и сгущений.

Начало и конец впрыска должны быть четкими, появление капель на носке распылителя не допускается. Качество распыла проверяйте при частоте 60-80 впрысков в минуту.

При необходимости отрегулируйте форсунки изменением общей толщины регулировочных шайб 2 (Рис.4): увеличение общей толщины регулировочных шайб (увеличение сжатия пружины) повышает давление, уменьшение – понижает. Изменение толщины шайб на 0,1мм приводит к изменению давления начала подъема иглы форсунки на 1,3… 1,5 МПа.

Значения давления начала впрыскивания для форсунок: 455.1112010-50 – 24,5 МПа; 172.1112010-11.01 – 25,0…26,2 МПа. Установите форсунки на дизель. Болты скобы крепления форсунок затягивайте равномерно в 2-3 приема. Окончательный момент затяжки 20…25 Нм.

 

Узел топливного насоса

: подробное руководство

Узел топливного насоса — это блок в бензобаке, который подает топливо в двигатель. Помимо самого насоса, узел состоит из нескольких других компонентов, каждый из которых выполняет особую функцию в системе подачи топлива. Узел топливного насоса, также известный как узел модуля топливного насоса, обеспечивает поступление чистого топлива под давлением к топливным форсункам.

Топливные насосы в сборе обычно располагаются в бензобаке, погруженном в топливо. Основным насосным компонентом в сборке является электродвигатель, который вращается на высокой скорости с рабочим колесом, несколькими клапанами и регулятором давления.Чем автомобильный топливный насос отличается от топливного насоса в сборе?

Топливо Насос в сборе Vs. Топливный насос

Автомобильный топливный насос обычно представляет собой автономное устройство, состоящее из двигателя и насосной секции. Его можно установить в бензобак или на топливопровод. Топливный насос также может быть электрическим или механическим. В старых карбюраторных топливных системах используются механические топливные насосы, а в современных двигателях с прямым впрыском используются электрические топливные насосы.

Автомобильный электрический топливный насос обычно представляет собой канистру с входом, выходом и электрическими соединениями. В отличие от электрического топливного насоса, который нагнетает топливо при высоком давлении, механический топливный насос работает при низком давлении, и поэтому они подходят для карбюраторных систем.

Топливный насос в сборе, с другой стороны, представляет собой более сложный узел. В нем рядом с другими частями находится топливный насос автомобиля. В большинстве современных автомобилей блок также содержит главный топливный фильтр.Узел обычно помещается в топливный бак, откуда он забирает топливо и отправляет его в топливопроводы под высоким давлением.

Узел топливного насоса находится в бензобаке и погружен в топливо. Узел бензобака и топливного насоса соединяется в месте установки винтами для герметичного уплотнения. Это гарантирует отсутствие попадания воздуха в топливный насос и бак в сборе и предотвращает взрыв.

Схема топливного насоса в сборе

Источник: autozone. com

Полный узел топливного насоса состоит из множества различных частей, но основные из них включают сетчатый фильтр, двигатель и насос. Вот подробный обзор этих компонентов.

Сетчатый фильтр

Источник: http://www.cjponyparts.com

Не путать с топливным фильтром, сетка фильтра в узле топливного насоса представляет собой простой сетчатый фильтр. Это сетчатое сито, основная функция которого — улавливать крупный мусор. В то время как топливный фильтр может улавливать частицы размером менее 10 микрон, сетчатый фильтр в узле топливного насоса фильтрует загрязнения размером до 70 микрон.

Носочный фильтр находится внизу и прикреплен к впускному отверстию или части, которая втягивает топливо в двигатель. Поскольку он не фильтрует мелкие загрязнения, этот сетчатый фильтр прослужит долго. Только топливо с чрезмерным количеством загрязнителей может вызвать его слишком быстрое засорение.

Некоторые узлы топливного насоса также включают основной фильтр рядом с сетчатым фильтром. Размещенные в модуле, два фильтра работают вместе, чтобы топливо, перекачиваемое из бензобака, было чистым и готовым к подаче в двигатель.

Топливный насос

Источник: www.carid.com

Из всех узлов топливного насоса насос является сердцем агрегата. Он состоит из небольшого двигателя постоянного тока, крыльчатки для подачи топлива и компонентов, обеспечивающих перекачку. Двигатели топливного насоса могут быть толкательными или съемными. Как правило, в топливных насосах в баке используются съемники.

Хотя эти двигатели неэффективны при извлечении топлива из бака, они могут выталкивать топливо при большом давлении.Это желательно в современных системах впрыска топлива, где требуется давление выше 40 фунтов на квадратный дюйм. Поскольку эти двигатели работают на высоких скоростях, погружение в топливо помогает охлаждать и смазывать движущиеся части. Это также помогает уменьшить производимый шум.

Регулятор давления топлива

Источник: https://www. yocracing.com

Как следует из названия, это часть, которая регулирует давление топлива. В системе впрыска топлива требуется точное и постоянное давление, иначе двигатель будет работать слишком бедной или слишком богатой.Оба сценария нежелательны в системе подачи топлива. Они могут привести к потере мощности, неэффективному сгоранию или даже повреждению.

Регулятор давления топливного насоса представляет собой клапан, состоящий из пружины и диафрагмы. Когда давление слишком высокое, клапан открывается, позволяя излишку топлива течь обратно в бензобак. В более старых карбюраторных двигателях регулятор находится за пределами топливного бака, ближе к концу топливной рампы. В современных системах с прямым впрыском топлива регулятор подачи топлива встроен в насосный агрегат.

Некоторые регуляторы давления, особенно линейные регуляторы давления топлива, могут быть регулируемыми. Регулируемый регулятор давления топлива позволяет увеличивать или уменьшать максимально допустимое давление. Некоторые поставляются с манометром и предлагают больше возможностей.

Регулируемый регулятор давления топлива с манометром позволяет контролировать давление до точного уровня. Это, как правило, регулятор давления топлива обратного стиля, который устанавливается в напорном стороны непрерывных топливопроводов. Универсальный регулятор давления топлива подходит для широкого спектра автомобилей, что делает его одним из наиболее часто используемых типов внешних блоков регулирования давления топлива.

Независимо от того, является ли это регулятором давления бензина или дизельного топлива, эта часть топливной системы является одной из самых полезных. Слишком низкое давление топлива и двигатель работает на обедненной смеси. Слишком высокое давление и двигатель работает слишком богато. В редких случаях регулятор может выйти из строя и вызвать снижение давления топлива. Он также может застрять, что приведет к работе насоса с максимальным давлением.

Как работает Автомобильная промышленность Топливо Насос Сборка Работает?

Как мы видели, сборка состоит из топливного фильтра, насоса и регулятора давления среди других компонентов. Когда автомобиль включен, топливный насос через разъемы получает электрическое возбуждение. Это заставляет его начать втягивать топливо из бака в узел.

Сетчатый фильтр задерживает загрязнения по мере протекания топлива через него, улавливая более крупные частицы. Из сетчатого фильтра топливо поступает в топливный насос, который по сути представляет собой двигатель постоянного тока и его компоненты. Здесь топливо закручивается через отверстия для создания необходимого давления. В некоторых узлах топливных насосов внутри находится топливный фильтр.

Регулятор давления регулирует количество топлива, прокачиваемого по топливопроводу. Регулятор топливного насоса открывается и закрывается по мере необходимости с помощью пружины. Также есть блок подачи топлива. Он состоит из топливного датчика, который посылает сигнал, чтобы загорелся индикатор на приборной панели, и поплавка, который управляет указателем уровня топлива.

Типы авиационных топливных насосов

Некоторые старые самолеты с поршневым двигателем были оснащены топливными насосами с ручным управлением. Они используются для поддержки насоса с приводом от двигателя и для перекачки топлива из бака в бак.Качающиеся насосы, как их называют, представляют собой насосы двойного действия, которые подают топливо при каждом движении рукоятки насоса. По сути, они представляют собой насосы лопастного типа, в которых просверлены каналы в центре насоса, что позволяет перекачивать топливо возвратно-поступательным движением, а не совершать полный оборот лопастей, как это обычно бывает в лопастях с электрическим или моторным приводом. тип насосов.

Рисунок 1. Ручной качающийся насос, используемый для запуска двигателя и перекачки топлива на самолетах более старой транспортной категории

Центробежные нагнетательные насосы

Центробежный насос является наиболее распространенным типом вспомогательного топливного насоса, используемого в самолетах, особенно больших и высокопроизводительных. Он приводится в действие электродвигателем и чаще всего погружен в топливный бак или расположен сразу за пределами дна бака, при этом входное отверстие насоса выходит в бак. Если насос установлен вне бака, обычно устанавливается клапан для снятия насоса, поэтому насос можно снимать без слива топлива из бака. [Рисунок 3]

Рисунок 3. Центробежный подкачивающий топливный насос может быть погружен в топливный бак (A) или может быть прикреплен к внешней стороне бака с впускным и выпускным патрубками, проходящими в бак (B).Ручка клапана снятия насоса выступает под панелью зазора сигнального флажка, указывая на то, что впускной канал насоса закрыт

Центробежный подкачивающий насос — это насос переменной производительности. Он забирает топливо в центре рабочего колеса и выбрасывает его наружу по мере вращения рабочего колеса. [Рис. 4] Выпускной обратный клапан предотвращает обратный поток топлива через насос. К выпускному отверстию насоса подсоединяется топливопровод. В системе подачи топлива может быть установлен перепускной клапан, позволяющий насосу с приводом от двигателя откачивать топливо из бака, если подкачивающий насос не работает.Центробежный подкачивающий насос используется для подачи топлива в топливный насос с приводом от двигателя, поддержки топливного насоса с приводом от двигателя и для перекачки топлива из бака в бак, если самолет сконструирован таким образом.

Рисунок 4. Внутренняя работа центробежного топливного насоса. Топливо всасывается в центр крыльчатки через сетку. Он перемещается за пределы корпуса крыльчаткой и выходит из выпускной топливной трубки

Некоторые центробежные топливные насосы работают с более чем одной скоростью, выбранной пилотом, в зависимости от фазы эксплуатации самолета.Односкоростные топливные насосы также распространены. Центробежные топливные насосы, расположенные в топливных баках, обеспечивают положительное давление во всей топливной системе независимо от температуры, высоты или положения в полете, предотвращая образование паров. Погружные насосы имеют топливонепроницаемые крышки для электродвигателя, поскольку электродвигатель находится в топливе. Центробежные насосы, установленные на внешней стороне бака, этого не требуют, но имеют какой-то входной патрубок, расположенный в топливе. Это может быть трубка, в которой расположен запорный клапан, поэтому насос можно заменить без опорожнения резервуара.Входное отверстие центробежных насосов обоих типов закрыто сеткой для предотвращения попадания посторонних предметов. [Рисунок 5]

Пульсирующие электрические насосы

В самолетах авиации общего назначения часто используются меньшие и менее дорогие вспомогательные топливные насосы. Пульсирующий электронасос или плунжерный топливный насос является обычным явлением. Обычно он используется так же, как центробежный топливный насос на более крупных самолетах, за исключением того, что он расположен ниже по потоку от выпускных отверстий топливного бака. Пульсирующий электрический топливный насос подключен параллельно насосу с приводом от двигателя.Во время запуска он подает топливо до того, как топливный насос с приводом от двигателя набирает обороты, и его можно использовать во время взлета в качестве резервного. Его также можно использовать на больших высотах, чтобы предотвратить образование паров.

Пульсирующий электрический насос использует плунжер для всасывания и выталкивания топлива из насоса. Он приводится в действие соленоидом, который чередуется между включением и отключением энергии, который перемещает плунжер вперед и назад в пульсирующем движении. На Рисунке 7 показано внутреннее устройство насоса. При включении ток проходит через катушки соленоида, которые опускают стальной поршень между катушками.Любое топливо из камеры C проталкивается через небольшой обратный клапан в центре плунжера в камеру D. Когда плунжер расположен между соленоидом, он находится достаточно далеко от магнита, чтобы он больше не притягивал его, а шарнир позволяет контакты для открытия. Это прерывает ток к соленоиду. Калиброванная пружина, показанная под плунжером, достаточно сильна, чтобы вытолкнуть плунжер вверх между катушками соленоида. Когда плунжер поднимается, он выталкивает топливо из камеры D из выпускного отверстия насоса.Также когда плунжер поднимается, он втягивает топливо в камеру C и через обратный клапан в камеру C. Когда плунжер поднимается, магнит притягивается к нему, и движение вверх закрывает точки. Это позволяет току течь к катушкам соленоида, и процесс начинается снова, когда плунжер опускается между катушками, магнит отпускается, а острия открываются.

Рис. 7. Пульсирующий электрический вспомогательный топливный насос используется на многих легких самолетов с поршневым двигателем.В A показан насос с включенной соленоидной катушкой, которая втягивает поршень вниз между катушкой. Это открывает точки прерывания, позволяя калиброванной пружине толкать плунжер вверх, тем самым выкачивая топливо из выпускного отверстия B. Этот цикл повторяется со скоростью, зависящей от повышения давления топлива на выходе насоса

Пульсирующий электрический топливный насос одностороннего действия реагирует на давление топлива на выходе. Когда требуется топливо, насос работает быстро с небольшим давлением на выходе из насоса.По мере роста давления топлива насос замедляется, поскольку откалиброванная пружина встречает это сопротивление, пытаясь подтолкнуть поршень вверх. Пружина в центре поршня гасит его движение. Диафрагма между топливной камерой D и воздушным пространством в верхней части насоса гасит выходные топливные импульсы.


Топливные насосы пластинчатые

Топливные насосы лопастного типа являются наиболее распространенными типами топливных насосов на самолетах с поршневыми двигателями. Они используются как в качестве первичных топливных насосов с приводом от двигателя, так и в качестве вспомогательных или подкачивающих насосов.Тем не менее, пластинчатый насос представляет собой насос постоянного объема, который перемещает постоянный объем топлива при каждом обороте насоса. При использовании в качестве вспомогательного насоса электродвигатель вращает вал насоса. В системах с приводом от двигателя лопастной насос обычно приводится в действие дополнительной коробкой передач.

Как и во всех пластинчатых насосах, эксцентриковый ротор приводится в действие внутри цилиндра. Щели на роторе позволяют лопасти, чтобы скользить в и и проходить к стенке цилиндра с помощью центрального плавающего распорного штифта.Когда лопатки вращаются вместе с эксцентриковым ротором, объемное пространство, создаваемое стенкой цилиндра, ротором и лопатками, увеличивается, а затем уменьшается. Впускной порт расположен там, где лопатки создают увеличивающееся объемное пространство, и топливо всасывается в насос. При дальнейшем вращении создаваемое пространство становится меньше. Расположенный там выпускной канал заставляет топливо вытесняться из цилиндра. [Рисунок 8]

Рисунок 8. Основной механизм лопастного топливного насоса

Устройство дозирования топлива для двигателя подает больше топлива, чем необходимо для работы.Однако постоянный объем лопастного насоса может быть чрезмерным. Для регулирования потока большинство пластинчатых насосов имеют регулируемую функцию сброса давления. Он использует давление, создаваемое на выходе из насоса, чтобы поднять клапан с седла, который возвращает излишки топлива на входную сторону насоса. На рисунке 9 показан типичный топливный насос лопастного типа с этой регулируемой функцией сброса давления. Путем установки разгрузки на определенное давление выше давления воздуха на впуске устройства дозирования топлива двигателя, правильный объем топлива подается.Давление сброса устанавливается с помощью винта регулировки давления, который натягивает пружину клапана сброса.

Рисунок 9. Клапан сброса давления в лопастном топливном насосе

Во время запуска двигателя или при неработающем лопастном насосе топливо должно проходить через насос к дозатору топлива. Это достигается за счет использования перепускного клапана внутри насоса. Слегка подпружиненная пластина под предохранительным клапаном преодолевает давление пружины, когда давление топлива на входе в насос превышает давление топлива на выходе.Пластина перемещается вниз, и топливо может течь через насос. [Рисунок 10]

Рис. 10. Функция байпаса в лопастном топливном насосе позволяет топливу течь через насос во время запуска или когда насос не работает

Компенсированные лопастные топливные насосы используются, когда лопастной насос является первичным топливным насосом с приводом от двигателя. Настройка предохранительного клапана изменяется автоматически, чтобы обеспечить правильную подачу топлива, поскольку давление воздуха на входе устройства дозирования топлива изменяется из-за высоты над уровнем моря или давления на выходе турбонагнетателя. Вентиляционная камера над диафрагмой, прикрепленной к разгрузочному механизму, соединена с источником давления входящего воздуха. При изменении давления воздуха диафрагма поддерживает или противодействует давлению пружины предохранительного клапана, что обеспечивает надлежащую подачу топлива в соответствии с условиями в устройстве дозирования топлива. [Рисунок 11]

Рисунок 11. Компенсированный лопастной насос используется в системах с приводом от двигателя. Давление воздуха на входе в дозатор топлива связано с вентиляционной камерой в насосе.Мембрана поддерживает или противодействует механизму предохранительного клапана в зависимости от давления в этой камере


СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ
Компоненты топливной системы
Типы топливных баков
Типы топливных клапанов
Фильтры и сетчатые фильтры
Индикаторы топливной системы

Конструкция и принцип работы автомобильных топливных насосов

АВТО ТЕОРИЯ

Мы никогда не думаем о топливных насосах в наших автомобилях. Они сидят там год за годом, закачивая газ в карбюратор, никогда не требуя ремонта или регулировки, пока в конечном итоге не выйдут из строя. Они настолько надежны, что мы не носим с собой запасные части и не думаем о замене их через каждые 30, 40, 50 тысяч миль.

Принцип работы механического топливного насоса (который есть в большинстве наших инкассаторских автомобилей) обманчиво прост. Он состоит из резиновой диафрагмы, которая зажата между двумя половинами корпуса и приводится в действие каким-то рычагом. Подробнее об этом позже, а пока мы должны различать «толкающие» и «выталкивающие» насосы.

Механические топливные насосы — это насосы-съемники. То есть они обладают сильной всасывающей способностью, которая необходима для вытягивания бензина из бака в двигатель. Расстояние от насоса до карбюратора относительно невелико, поэтому насосам-съемникам не нужно много работать, чтобы поддерживать давление в топливной магистрали.

Насосы

«Толкающие», с другой стороны, лучше выталкивают топливо по магистрали, чем в первую очередь его всасывают. Электронасосы (например, в британских спортивных автомобилях), как правило, являются «толкателями», поэтому их помещают близко к резервуару и для заправки топлива используют сифон.

Работа топливного насоса

Распределительный вал имеет эксцентрик, который предназначен для приведения в действие рычага насоса. Точка опоры рычага находится очень близко к части, которая приводит в действие диафрагму, поэтому очень небольшое перемещение рычага на распределительном валу приводит к значительному перемещению диафрагмы. Каждое вращение распределительного вала на 360 градусов приводит к одному полному циклу самой диафрагмы.

По мере того, как диафрагма поднимается вверх, бензин, находящийся над ней, сжимается и перемещается из насоса в топливопровод к карбюратору.Давление топлива обычно составляет 2-6 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от производителя. Поскольку плечо рычага позволяет диафрагме вернуться в исходное положение, односторонние клапаны в корпусе насоса предотвращают возврат топлива из карбюратора и открывают путь для забора топлива из бензобака. Вакуум, создаваемый движением диафрагмы, втягивает топливо в камеру, чему способствует уже имеющийся в топливной системе сифон.

А как насчет двухступенчатых насосов?

Во многих автомобилях использовались двухступенчатые насосы для очистки стеклоочистителей с вакуумным приводом.Основным недостатком вакуумных дворников было то, что без помощи насосов под нагрузкой двигателя вакуум во впускном коллекторе снижался до нуля, и дворники на мгновение останавливались. Эту проблему «вылечили» с помощью двухступенчатых насосов.

Топливная секция двухступенчатого насоса работает так же, как и обычные топливные насосы. Однако вращение эксцентрика распределительного вала в вакуумном насосе также приводит в действие секцию вакуумного усилителя, приводя в действие рычаг насоса, который толкает звено и узел сильфонной диафрагмы вверх, вытесняя воздух из верхней камеры через выпускной клапан во впускной коллектор. .На обратном ходе рычага насоса диафрагменная пружина перемещает сильфонную диафрагму вниз, создавая всасывание в вакуумной камере.

Это всасывание открывает впускной клапан вакуумной секции и втягивает воздух через впускной патрубок от дворников. Когда дворники не работают, всасывание (разрежение) во впускном коллекторе удерживает мембрану против давления пружины мембраны, так что мембрана не работает при каждом ходе рычага насоса. Когда разрежение превышает всасывание, создаваемое насосом, воздух выходит из стеклоочистителя через впускной клапан и вакуумную камеру насоса и выходит из выпускного клапана в коллектор, оставляя вакуумную секцию неработающей.

При сильном всасывании во впускном коллекторе работа стеклоочистителя будет такой же, как если бы насос не был установлен. Когда всасывание низкое, например, когда двигатель ускоряется или работает на высокой скорости, всасывание насоса больше, чем в коллекторе, и вакуумная секция управляет дворниками с постоянной скоростью.

data-matched-content-ui-type = «image_card_stacked» data-matched-content-rows-num = «3» data-matched-content-columns-num = «1» data-ad-format = «autorelaxed»>

Как заменить топливный насос

Если ваш топливный насос не перекачивает достаточно топлива, чтобы не отставать от двигателя, возможно, его необходимо заменить. Это можно сделать за 12 шагов.

Если ваш топливный насос не обеспечивает достаточное давление топлива для соответствия спецификациям или не перекачивает достаточно топлива, чтобы не отставать от двигателя, возможно, его необходимо заменить.
Это можно сделать за 12 бесшовных шагов; однако рекомендуется иметь помощника для облегчения процесса.

  1. Припаркуйте автомобиль на твердой ровной поверхности и включите стояночный тормоз.
  2. Найдите топливный насос, который на большинстве автомобилей находится в топливном баке.После обнаружения откройте крышку топливного бака и попросите помощника повернуть ключ в положение ON, пока вы прислушиваетесь к заливному отверстию. При правильной работе топливный насос будет гудеть в течение двух-трех секунд. Если не слышно звука, может потребоваться замена насоса.
  3. Найдите и проверьте предохранитель и реле топливного насоса.
  4. Если предохранитель перегорел, замените его на предохранитель той же силы тока. Проверить работу топливного насоса. Если топливный насос работает, ваша работа сделана.
  5. Если предохранитель и реле исправны, проверьте питание и массу на топливном насосе.Может потребоваться снятие топливного бака или заднего сиденья. Если в насосе есть питание и заземление, значит, насос неисправен.
  6. Сбросьте давление в топливной системе. Отсоедините отрицательный провод аккумуляторной батареи.
  7. Слейте из топливного бака как можно больше топлива. Отсоедините шланг заливной трубки и электрическое соединение от насоса.
  8. Подпереть топливный бак домкратом и деревянным бруском. Снимите все удерживающие ремни или болты, крепящие бак к раме.Опустите бак.
  9. Отсоедините топливопроводы и снимите топливный насос с бака.
  10. Сравните новый топливный насос с оригиналом, чтобы убедиться, что у вас нужная деталь. Установите новый топливный насос.
  11. Подсоедините топливопроводы к насосу. Поднимите топливный бак и установите фиксирующую ленту. Подсоедините шланг заливной трубки и электрический разъем.
  12. Подсоедините отрицательный провод аккумуляторной батареи. Заполните баллон газом. Проведите дорожное испытание, чтобы подтвердить успешный ремонт.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О ТОПЛИВНЫХ НАСОСАХ КАРТЕРА
НАЙДИТЕ ЗАПЧАСТИ

Серия 50 — Раздел 2.6 Привод топливного насоса

Раздел 2.6


Привод топливного насоса

Узел привода топливного насоса состоит из алюминиевого корпуса, косозубой шестерни, ведомой от зубчатого колеса, ведущего вала, поддерживаемого посередине двухрядным шарикоподшипником, и вилочной ступицы, которая соединяется с ведущей муфтой. Привод топливного насоса поставляется в сборе, поэтому детали не обслуживаются.Ведущая шестерня и ступица прижимаются к ведущему валу. Резиновое уплотнительное кольцо, расположенное в канавке, вырезанной на монтажной поверхности привода, используется для уплотнения узла топливного насоса с картером редуктора. Стопорное кольцо внутреннего типа установлено в паз в корпусе топливного привода насоса, чтобы удерживать подшипник и вал.

Примечание. Начиная с двигателя с серийным номером 04R0030272, выпущенного 27 октября 1999 г., топливные насосы с редуктором имеют шлицевой ведущий вал и зубчатый привод в сборе. См. Рисунок «Текущие и бывшие шестеренчатые топливные насосы с корпусом» .Бывший и нынешний топливный насос и узлы привода не взаимозаменяемы. Обе текущие сборки должны использоваться вместе. Компоненты прежних и нынешних насосных агрегатов и приводных агрегатов не являются взаимозаменяемыми.

1. Гайка

6. Ступица

2. Шестерня, привод топливного насоса

7. Муфта

3. Болт, стопор привода топливного насоса (5)

8.Привод топливного насоса

4. Шлицевой вал

9. Кольцо круглое

5. Топливный насос в сборе

Рис. 1. Топливные насосы в корпусе с нынешней и бывшей шестернями

Муфта между топливным насосом и приводными ступицами топливного насоса выполнена из пластика и действует как амортизатор в приводной магистрали топливного насоса.

Раздел 2.6.1

Смазка подшипника привода топливного насоса

Подшипник привода топливного насоса смазывается разбрызгиванием моторного масла от шестерен, вращающихся в картере коробки передач. Это масло питает подшипник и приводной вал через отверстие в корпусе привода топливного насоса.

Раздел 2.6.2

Снятие узла привода топливного насоса

Снимите привод топливного насоса в сборе следующим образом:

  1. Снимите болты, удерживающие узел на коробке передач.

    ВНИМАНИЕ:

    Если не снять узел привода топливного насоса, потянув его, можно повредить уплотнительное кольцо.

  2. Снимите привод топливного насоса в сборе, вытащив его из коробки передач.
Раздел 2.6.2.1

Очистка узла привода топливного насоса

Очистите привод топливного насоса в сборе следующим образом:

  1. Очистите сопрягаемые поверхности узла привода топливного насоса и коробки передач жидким топливом.

    ТРАВМА ГЛАЗА

    Во избежание травм от разлетающихся обломков при использовании сжатого воздуха используйте соответствующие средства защиты глаз (защитную маску или защитные очки) и не превышайте давление воздуха 276 кПа (40 фунтов на кв. Дюйм).

  2. Просушите привод топливного насоса в сборе сжатым воздухом.
Раздел 2.6.2.2

Проверка узла привода топливного насоса

Для проверки узла привода топливного насоса выполните следующие действия:

  1. Узел привода топливного насоса не подлежит обслуживанию, если подшипник изношен или поцарапан.Заменить привод топливного насоса в сборе.
Раздел 2.6.3

Установка узла привода топливного насоса

Для установки привода топливного насоса выполните следующие действия:

  1. При необходимости замените уплотнительное кольцо.
  2. Смажьте уплотнительное кольцо тонким слоем вазелина.
  3. Установите уплотнительное кольцо на корпус привода топливного насоса.
  4. Установите привод в сборе на коробку передач.

    Примечание. Может потребоваться использовать латунный молоток или фибровый молоток для установки узла привода.Будьте осторожны, чтобы не повредить уплотнительное кольцо во время установки.

  5. Установите болты топливного привода и затяните с моментом 30-34 Н · м (22-25 фунт · фут), используя показанную схему затяжки. См. Рисунок «Последовательность крутящего момента топливного привода» .

    Рис. 2. Последовательность крутящего момента топливного привода

  6. Установите топливный насос. См. «2.5.5 Установка топливного насоса с шестеренчатым приводом». для топливного насоса с шестеренчатым приводом. См. «2.5.6 Установка топливного насоса с приводом от воздушного компрессора» для топливного насоса с приводом от воздушного компрессора.
  7. Установите все остальные компоненты, которые были удалены для этой процедуры.

    ТРАВМА

    Чтобы избежать травм перед запуском и запуском двигателя, убедитесь, что автомобиль стоит на ровной поверхности, включен стояночный тормоз и заблокированы колеса.

    ТРАВМА

    В штате Калифорния известно, что выхлопные газы дизельных двигателей и некоторые их составляющие вызывают рак, врожденные дефекты и другие нарушения репродуктивной системы.

    • Всегда запускайте и эксплуатируйте двигатель в хорошо вентилируемом месте.
    • Если двигатель работает в закрытом помещении, выпустите выхлоп наружу.
    • Не модифицируйте и не вмешивайтесь в систему выпуска отработавших газов или систему контроля выбросов.
  8. Запустите двигатель и проверьте герметичность. Если обнаружены утечки. При необходимости отремонтируйте.
  9. Остановите двигатель после завершения проверки.

Насосная секция топливного насоса

Настоящее изобретение в целом относится к топливным насосам для транспортных средств и, в частности, к насосной секции для топливного насоса транспортного средства.

Известно, что в транспортном средстве имеется топливный бак для хранения топлива, используемого двигателем транспортного средства. Также известен топливный насос для перекачки топлива из топливного бака в двигатель. Один тип топливного насоса известен как топливный насос турбины высокого давления. Топливный насос турбины высокого давления обычно включает в себя насосную секцию, имеющую рабочее колесо, вращающееся между впускной и выпускной пластинами. Крыльчатка закрытого типа с лопастями для повышения эффективности и производительности насоса. Рабочее колесо имеет ступицу, множество кончиков лопастей, идущих радиально от ступичной части и расположенных по окружности вокруг нее, недостаточны в мощности или спотыкании.Уменьшение потерь потока может быть достигнуто за счет понимания областей парообразования внутри секции насоса и поиска способов их решения.

В предыдущих конструкциях секции насоса впускные и выпускные отверстия располагались таким образом, чтобы они соответствовали проточному каналу для создания объема жидкости в верхнем и нижнем каналах проточного канала через рабочее колесо одновременно и в одном положении. Крыльчатки с открытыми лопастями используют эту технику, чтобы как можно скорее запустить цикл регенерации. Однако рабочие колеса с V-образными лопастями с закрытыми лопастями используют тангенциальное действие частиц жидкости для перемещения жидкости на более низких скоростях, тем самым создавая более высокое противодавление на лопатку и вызывая заполнение канала как верхнего, так и нижнего каналов в разных положениях и в разное время в зоне всасывания секции насоса.Пар, создаваемый V-образными лопастями в зоне всасывания секции насоса, приближается к всасыванию 5 фунтов на кв. Дюйм (35 кПа), и, если его не заменить топливом, вакуум может привести к тому, что пар попадет в канал потока, прежде чем будет вытеснен через выходной порт.

Следовательно, желательно обеспечить насосную секцию для топливного насоса, которая уменьшает или устраняет пары топлива в нем. Также желательно предусмотреть насосную секцию для топливного насоса, чтобы перекачивать в ней горячее топливо. Это периферийная кольцевая часть, проходящая радиально от концов лезвий.

Способность насосной секции создавать желаемый поток и давление в среде, присутствующей в топливных баках, основана на максимально эффективном удалении паров топлива. Прохождение V-образных лопаток через канал проточного тракта создает отрицательное давление на тыльную сторону самой лопатки. Этот «вакуум» вытесняет частицы топлива, которые создают объем жидкости, необходимый для достижения заданного расхода при заданной скорости и давлении. При более низких температурах топливного бака летучесть топлива очень стабильна, и отрицательное давление, наблюдаемое во входной зоне секции насоса, не влияет на соотношение пара и жидкости.Когда возникают более высокие температуры (от 40 до 50 градусов Цельсия), частицы воздуха и топлива смешиваются вместе, что приводит к богатому паросодержанию топлива и снижает способность рабочего колеса вытеснять объемную жидкость.

Падение потока в топливном насосе из-за повышенных температур топлива в топливном баке является результатом неспособности секции насоса эффективно удалять пары. Летучесть бензина и / или реформированного бензина при повышенных температурах является основным источником потери потока.Секция насоса также имеет более низкую эффективность, продувая пары при высоких расходах. Для применений, где более высокие скорости потока требуются системой управления двигателем, возникают проблемы с управляемостью, потеря дополнительной желательности для обеспечения насосной секции для топливного насоса, которая максимизирует производительность.

Таким образом, одной из целей настоящего изобретения является создание новой насосной секции для топливного насоса в топливном баке транспортного средства.

Другой целью настоящего изобретения является создание насосной секции для топливного насоса транспортного средства, которая уменьшает или устраняет пары, генерируемые горячим топливом.

Для достижения вышеупомянутых целей настоящее изобретение представляет собой топливный насос для транспортного средства, включающий в себя насосную секцию, имеющую проточный канал и вращающуюся крыльчатку, взаимодействующую с проточным каналом для прокачки топлива через него. Топливный насос также включает в себя секцию двигателя, расположенную рядом с секцией насоса и имеющую двигатель для вращения крыльчатки. Топливный насос дополнительно включает выпускную секцию, расположенную рядом с моторной секцией, чтобы позволить перекачиваемому топливу выходить из топливного насоса. Рабочее колесо имеет множество лопаток, которые обычно имеют V-образную форму.Насосная секция имеет впускной канал и выпускной порт, сообщающиеся с проточным каналом и имеющие форму в соответствии с углом наклона лопастей.

Одно из преимуществ настоящего изобретения заключается в том, что для топливного насоса в топливном баке транспортного средства предусмотрена новая насосная секция. Другое преимущество настоящего изобретения состоит в том, что насосная секция имеет канал как для входной пластины, так и для выходной пластины для удаления паров, присущих или образующихся при прохождении V-образных лопаток на крыльчатке во входной зоне секции насоса.Еще одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что секция насоса перекачивает горячее топливо и максимизирует производительность, превышающую характеристики традиционных секций насоса для приложений с высоким расходом / высокой производительностью, благодаря геометрии, препятствующей попаданию паров топлива, образующихся во впускном канале выпускной пластины . Еще одно преимущество настоящего изобретения состоит в том, что секция насоса имеет конструкцию выпускного отверстия для увеличения длины дуги проточного канала, тем самым повышая производительность при низких дельта-давлениях, когда жидкость выходит из секции насоса высокого давления.Еще одно преимущество настоящего изобретения состоит в том, что насосная секция имеет «синхронизацию порта», определяемую частицами жидкости, проходящими через рабочее колесо с клиновидными лопастями как на входе, так и на выходе. Еще одним преимуществом настоящего изобретения является то, что насосная секция устраняет образование паров топлива за счет устранения мертвых зон в портах. Еще одним преимуществом настоящего изобретения является то, что насосная секция позволяет топливному насосу работать с горячим топливом с высокими расходами (40 г / с при 350 кПа).

Другие цели, особенности и преимущества настоящего изобретения будут легко оценены, поскольку они станут более понятными после прочтения последующего описания, взятого вместе с сопроводительными чертежами.

РИС. 1 представляет собой частичный вертикальный вид топливного насоса согласно настоящему изобретению.

РИС. 2 — вид сверху секции насоса согласно настоящему изобретению топливного насоса по линии 2-2 на фиг. 1 .

РИС. 3 — вид в разрезе по линии 3–3 на фиг. 2 .

РИС. 4 — графическое изображение зависимости расхода от температуры для характеристик горячего топлива в конструкциях предшествующего уровня техники и насосной секции фиг. 2 .

РИС. 5 представляет собой графическое изображение зависимости расхода от температуры для работы с горячим топливом насосной секции фиг. 2 .

Ссылаясь на чертежи и, в частности, на фиг. 1 и 2 показан один вариант осуществления топливного насоса 12 регенеративной турбины в соответствии с настоящим изобретением для транспортного средства (не показано). Топливный насос 12 включает в себя секцию насоса 14 на одном осевом конце, секцию двигателя 16 рядом с секцией насоса 14 и выпускную секцию 18 рядом с секцией двигателя 16 на другом осевом конец. Как известно в данной области техники, топливо поступает в секцию насоса 14 , которая вращается секцией двигателя 16 , и перекачивается мимо секции двигателя 16 к выходной секции 18 . Выпускная секция 18, имеет выпускной элемент 20, , проходящий в осевом направлении, с проходом 22 , проходящим через него в осевом направлении. Выпускной элемент , 20, также имеет множество выступов или зазубрин , 24, , идущих радиально наружу для прикрепления к каналу (не показан).Выпускной элемент 20, также включает в себя обратный клапан 26 , расположенный в проходе 22 . Следует понимать, что топливо, текущее к выпускной секции 18, , течет в выпускной элемент 20 и через канал 22 и обратный клапан 26 , когда он открыт в трубопровод. Также следует понимать, что, за исключением секции насоса , 14, , топливный насос , 12, является обычным и известным в данной области техники.

Ссылаясь на фиг. 1–3, секция насоса 14 , согласно настоящему изобретению, включает в себя рабочее колесо 28 , которое служит роторным насосным элементом от топливного насоса регенеративной турбины 12 . Рабочее колесо 28 имеет форму диска, установленного на вращающемся валу якоря 29 электродвигателя 30 моторной секции 16 для вращения вместе с ним. Рабочее колесо 28 обычно имеет плоскую и круглую форму.Рабочее колесо 28 имеет ступицу 31 , которая образует отверстие 31 и в центре и прикреплена к валу 29 . Отверстие , 31, , , , имеет выемку для размещения вала 29 аналогичной формы двигателя 30 . Следует понимать, что вырез 31, , и позволяет валу 29 приводить в движение крыльчатку 28 , когда электродвигатель 30 активирован.

Рабочее колесо , 28, также имеет множество кончиков лопаток 32 , отходящих радиально наружу от ступицы 31 и расположенных вокруг нее по окружности. Рабочее колесо , 28, имеет периферийную кольцевую часть 33 , выступающую радиально от кончиков лопаток 32 , чтобы охватывать концы лопаток 32 . Рабочее колесо 28 изготовлено из жесткого материала, например пластика. Следует понимать, что вал 29, вращается вокруг продольной центральной оси 29, , , .Также следует понимать, что клемма 30, , и выступает из одного конца корпуса , 38, и подключена к жгуту проводов (не показан) транспортного средства для подачи электроэнергии на двигатель 30 .

Насосная секция 14 также включает впускную пластину 34 , расположенную в осевом направлении на одной стороне рабочего колеса 28 , и выпускную пластину 36 , расположенную в осевом направлении на другой стороне рабочего колеса 28 .Входная пластина 34 и выпускная пластина 36 обычно имеют плоскую и круглую форму. Впускная пластина , 34, и выпускная пластина, , 36, заключены в трубчатую металлическую оболочку или металлический корпус насоса , 38, и закреплены на ней. Впускная пластина 34 и выпускная пластина 36 имеют кольцевое впускное отверстие или первую канавку или выемку 40 и кольцевое выпускное отверстие или вторую канавку или выемку 42 соответственно, расположенные в осевом направлении напротив кончиков лопаток 32 , прилегающих к периферийная кольцевая часть 33 для образования кольцевого потока или канал насоса 43 для функции, которая будет описана.

Топливный бак транспортного средства сообщается по текучей среде с кольцевым каналом насоса 43 через впускной канал 44 a во впускной пластине 34 . Это сообщение происходит через кольцевую канавку , 40, на впускной стороне рабочего колеса , 28, , а также через известные каналы внутри топливного насоса , 12, . Выпускной элемент 20 выпускной секции 18 гидравлически соединен с выпускным отверстием 44 b в выпускной пластине 36 через другие известные каналы в топливном насосе 12 через выпускной порт 44 b , выпускной элемент 20 по текучей среде сообщается с кольцевым каналом насоса 43 на выпускной стороне рабочего колеса 28 . Следует понимать, что из выпускного элемента 20, топливо под давлением выпускается и подается топливным насосом , 12, для использования в двигателе транспортного средства.

Углубления 40 и 42 обычно имеют кольцевую форму и позволяют топливу течь через них из впускного порта 44 a к выпускному порту 44 b секции насоса 14 . Периферийная кольцевая часть 33 рабочего колеса 28 образует уплотнительную поверхность с внешним диаметром (OD) 46 на обеих осевых сторонах с входной пластиной 34 и выходной пластиной 36 .Следует понимать, что рабочее колесо 28, вращается в общем пространстве в форме диска 47 между впускной пластиной 34 и выпускной пластиной 36 и относительно них. Также следует понимать, что впускная пластина 34 и выпускная пластина 36 неподвижны относительно рабочего колеса 28 .

Секция насоса 14 также включает в себя распорное кольцо 48 , расположенного в осевом направлении между входной пластиной 34 и выпускной пластиной 36 и разнесенным в радиальном направлении от рабочего колеса 28 с образованием зазора 50 между ними. Прокладочное кольцо 48 закреплено на корпусе 38 и неподвижно относительно рабочего колеса 28 . Прокладочное кольцо 48 обычно имеет плоскую и круглую форму.

Ссылаясь на фиг. 1–3 кончики лезвий 32 имеют внутренний диаметр и внешний диаметр и проходят радиально между внутренним диаметром и внешним диаметром. Концы лопастей , 32, рабочего колеса , 28, , каждая имеет лопасть вентилятора или лопасть 56 , которые обычно равномерно разнесены друг от друга.Каждое лезвие 56 обычно имеет V-образную форму. Лезвия 56 могут иметь толщину лезвия на внутреннем диаметре 52 больше, чем толщина лезвия на внешнем диаметре 54 . Лезвия , 56, имеют заданный угол лезвия, такой как сорок пять градусов от толщины корневого лезвия до толщины кромки лезвия. Лезвия , 56, имеют заданный угол задней фаски, предпочтительно шестьдесят градусов, для создания низкого давления при проходе.Лопатки 56 расположены между кольцевыми канавками и рядом с ними. 40 и 42 во внутренней и внешней пластинах 34 и 36 соответственно и расположены непосредственно в канале регенеративного топливного насоса турбины. 12 . Наконечники 32, лезвия также имеют множество полостей для лезвий 62 , расположенных между лезвиями 56 . Следует понимать, что жидкость течет во входную выемку 40 , через полости 62 для лопаток и выходит из выходной выемки 42 .

Как показано на фиг. 3, входной порт 44 a имеет внутренний входной радиус 50 и внешний входной радиус 52 . Радиусы , 50, и , 52, имеют дугообразную форму и заданное значение, такое как 2,0 мм и 9,3 мм соответственно. Выходное отверстие 44 b выдвинуто в соответствии с углом торца лопастей 56 относительно канавки 40 входной пластины 34 и расположено ближе к продольной оси 29 a .Выходное отверстие 44 b имеет пандус 54 , который длиннее с меньшим углом схождения. В результате, канал потока 43 имеет более длинную длину дуги, чтобы позволить насосной секции 14 , чтобы доставить более высокое давление статического напора и выхода топлива с наименьшим давлением со-эффективным, К, тем самым уменьшая крутящий момент к привод жидкости и повышение эффективности секции насоса 14 . Следует понимать, что направленный путь прохождения жидкости приводит к более эффективному прохождению жидкости от впускного порта 44 a к выпускному отверстию 44 b .

Ссылаясь на фиг. 4, результаты, показывающие способность насосной секции 14 продувать пары из проточного канала 43 и улучшенные характеристики в условиях насыщенного парами насосной секции 14 , сравниваются с традиционными конструкциями. Как показано, график зависимости расхода от температуры для рабочих характеристик горячего топлива насосной секции , 14, настоящего изобретения и предшествующего уровня техники. Насосная секция 14 настоящего изобретения имела более высокий расход топлива при повышенных температурах, чем в предшествующем уровне техники. В секции насоса 14 настоящего изобретения угол передней лопатки и задняя фаска с крыльчаткой 28 большей ширины привели к увеличению производительности. Кроме того, увеличение угла наклона для впускного порта 44 a и выпускного порта 44 b и сужение регенеративного потока перед вытеснением паров топлива повысило производительность. Как показано на фиг. 5 показаны результаты, демонстрирующие улучшенные характеристики насосной секции 14 настоящего изобретения по сравнению с традиционной конструкцией.Как показано, график зависимости расхода от температуры для рабочих характеристик горячего топлива насосной секции 14 настоящего изобретения и предшествующего уровня техники. Насосная секция 14 настоящего изобретения имела более высокий расход топлива при повышенных температурах, чем в предшествующем уровне техники.

При работе регенеративного топливного насоса турбины 12 , когда электричество подается через клемму на электродвигатель 30 , вал якоря 29, начинает вращаться. Вращение вала 29 , в свою очередь, заставляет рабочее колесо 28 вращаться в дискообразном пространстве между внутренней и внешней пластинами 34 и 36 . Топливо из топливного бака всасывается во впускной канал 44 a и течет в кольцевую канавку 40 и, таким образом, в кольцевой канал насоса 43 . Когда рабочее колесо 28 вращается, его V-образные лопасти 56 в сочетании с кольцевыми канавками 40 и 42 с обеих сторон заставляют топливо вращаться вокруг кольцевого канала насоса 43 по тороидальному пути .В частности, когда рабочее колесо 28, вращается, топливо выходит из каждой лопасти 56 на конце и затем снова входит в основание ведомой лопасти 56 . Как известно в данной области техники, этот регенеративный цикл выхода из кончика ведущей лопасти 56 и входа в основание ведомой лопасти 56 происходит много раз, когда топливо подается через кольцевой канал насоса 43 посредством лопасти 56 движутся по периферии рабочего колеса 28 .

Когда рабочее колесо 28 вращается, движение V-образных лопаток 56 через кольцевой канал насоса 43 сообщает импульс топливу, когда оно течет по тородиальному пути потока. На выходной стороне рабочего колеса 28 (т.е. через кольцевую канавку 42 ) быстро движущееся топливо затем течет через выпускное отверстие 44 b , определенное в выходной пластине 36 . Топливо течет из впускного порта 44 a через канал потока 43 к выпускному отверстию 44 b .Из выпускного отверстия 44 b топливо продолжает течь через внутренние каналы топливного насоса 12 и выходит из топливного насоса 12 через выпускной элемент 20 . Таким известным способом топливо под относительно высоким давлением подается в двигатель транспортного средства с соответствующей скоростью потока.

Настоящее изобретение было описано в иллюстративной манере. Следует понимать, что использованная терминология предназначена для описания слов, а не ограничения.

В свете изложенного выше возможны многие модификации и варианты настоящего изобретения. Следовательно, в рамках прилагаемой формулы изобретения настоящее изобретение может быть реализовано на практике иначе, чем конкретно описано.

Системы подачи топлива

6008

Файл cookie — это небольшой файл данных, который хранится на вашем конечном устройстве. Файлы cookie используются для анализа интереса пользователей к нашим веб-сайтам и помогают сделать их более удобными для пользователей.Как правило, вы также можете получать доступ к нашим веб-сайтам без файлов cookie. Однако, если вы хотите использовать все функции наших веб-сайтов наиболее удобным для пользователя способом, вы должны принять файлы cookie, которые позволяют использовать определенные функции или предоставляют удобные функции. Назначение файлов cookie, которые мы используем, показано в следующем списке.

Используя наши веб-сайты, вы даете согласие на использование тех файлов cookie, которые принимает ваш браузер в соответствии с его настройками. Однако вы можете настроить свой браузер так, чтобы он уведомлял вас перед принятием файлов cookie, принимал или отклонял только определенные файлы cookie или отклонял все файлы cookie.Кроме того, вы можете в любое время удалить файлы cookie со своего носителя. Дополнительную информацию можно найти в разделе «Защита данных».

В настоящее время активированы следующие файлы cookie:

Технически необходимые файлы cookie

Эти файлы cookie абсолютно необходимы для работы сайта и включают, например, функции, связанные с безопасностью.Используются следующие файлы cookie:

Имя

Время удерживания

Назначение

Статистика

Для дальнейшего улучшения нашего предложения и нашего веб-сайта мы собираем анонимные данные для статистики и анализа. Эти файлы cookie используются для анализа поведения пользователей на нашем веб-сайте с помощью решения для веб-анализа Google Analytics. Они носят имена «_ga», «_gid» или «_gat», которые используются для различения пользователей и ограничения скорости запросов. Все собранные данные анализируются анонимно.

Имя

Время удерживания

Назначение

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *