Клапан подачи топлива на тнвд – Устройство ТНВД

Содержание

Клапаны топливных насосов высокого давления (ТНВД)

В топливных насосах высокого давления современных дизелей применяют следующие клапаны:

всасывающие
отсечные
нагнетательные

Всасывающие клапаны

Всасывающие клапаны обеспечивают поступление топлива в полость насоса высокого давления из подкачивающего топливопровода и разобщение этой полости с топливопроводом при окончании процесса наполнения. Устанавливают клапаны с принудительным управлением и автоматические.

Рис. Конструкции клапанов:
а — всасывающих; б — отсечных; в — демпферного устройства, 1 — клапан; 2 — толкатели; 3 — гайка; 4 — корпус клапана; 5 — каналы подвода топлива; 6 — грибок; 7 — основной клапан; 8 — дросселирующие отверстия; 9 — поршень; 10 — канал отвода топлива

Во всасывающем клапане с принудительным открытием (рис. а) толкатель 2 клапана расположен в корпусе 4 клапана. Его прижимают конусными поверхностями к гнезду гайкой 3. Грибок 6 клапана разобщает каналы 5 подвода топлива с полостью насоса. При нажатии толкателя на торец клапана происходит его открытие и топливо поступает в полость насоса высокого давления. При отсутствии воздействия толкателя пружина плотно прижимает клапан к гнезду.

Отсечные клапаны

Отсечные клапаны обеспечивают управление концом подачи топлива. Конструкция их (рис. б) аналогична конструкции всасывающих клапанов с принудительным открытием. Они могут выполнять одновременно функции всасывания и отсечки. В дизелях с большими цикловыми подачами размеры этих клапанов значительны, поэтому в момент отсечки на тарелку такого клапана действуют большие силы, нагружающие детали привода. Тогда необходимо устанавливать регулятор с большим перестановочным усилием. С целью улучшения работы клапана его выполняют двойным. Толкатель вначале воздействует на внутренний клапан 1 с малыми размерами тарелки. Когда давление в полости насоса понизится, толкатель соприкасается с торцом основного клапана 7 и открывает его, обеспечивая получение большого суммарного сечения, через которое происходит последующая отсечка и наполнение полости насоса.

Вытекающее в момент отсечки топливо имеет высокое давление, поэтому в отсечной полости создаются интенсивные колебания. В случае соединения отсечной и наполнительной полостей эти колебания распространяются по линии наполнения и приводят к резкому ухудшению процесса наполнения. Чтобы устранить эти явления и стабилизировать давление в отсечной полости, на отсечном клапане или рядом с ним устанавливают специальные демпферы или амортизаторы (рис. в), которые воспринимают нагрузки от потока топлива и предотвращают возникновение резких колебаний. При подъеме отсечного клапана 1 топливо из полости высокого давления проходит через канал 5, дросселирующие отверстия 8 в нагруженном пружиной поршне 9 и поступает через канал 10 в нагнетательный топливопровод. В момент прохода топлива через дросселирующие отверстия и объем с пружинами происходит падение давления и гашение колебаний.

Нагнетательные клапаны

Нагнетательные клапаны выполняют следующие функции:

в системах с открытыми форсунками препятствуют проникновению газов из рабочего цилиндра в полость насоса высокого давления;
разъединяют топливопровод и полость насоса высокого давления в процессе всасывающего кода плунжера насоса, обеспечивая тем самым улучшение наполнения;
способствуют получению резкого окончания впрыска и уменьшению подтекания форсунок;
обеспечивают создание в системах с закрытыми форсунками остаточного давления в нагнетательном топливопроводе, что способствует в некоторых случаях лучшему управлению процессом впрыска и более строгому выдерживанию фаз впрыска;
позволяют уменьшать остаточное давление (клапан с разгрузочным пояском) в нагнетательном топливопроводе и устранять таким образом колебания в нем после окончания нагнетания;
дают возможность корректировать характеристику подачи, приближая ее к желательной.

По конструкции различают клапаны:

грибовидные
цилиндрические
пластинчатые
комбинированные
двойные нагнетательные клапаны

Рис. Конструкции нагнетательных клапанов:
а—г — грибовидных, д, е — цилиндрических, 1 — гайка; 2 — ограничитель; 3 — пружина; 4 — клапан; 6 — корпус насоса; 7 — отсасывающий поясок; 7 — направляющая; 8 — корпус клапана, прокладка

Грибовидные клапаны

Грибовидные клапаны получили наибольшее распространение в дизелях В корпусе 8 (рис. а) расположен клапан 4 с отсасывающим пояском 6 и направляющей 7. Клапан прижимается к гнезду пружиной 3, а его подъем зависит от ограничителя 2. Гайка 1 прижимает через прокладку 9 корпус клапана к втулке насоса высокого давления. В процессе нагнетания топливо давит снизу на грибок клапана, вследствие чего он поднимается и открывает доступ к форсунке. При прекращении подачи пружина опускает клапан вниз, а затем плотно прижимает его к гнезду. При входе отсасывающего пояска в направляющую происходит увеличение объема нагнетательной линии и снижение давления в системе. Корпус клапана имеет резьбу, которая позволяет демонтировать соединение. Натравляющий стержень клапана имеет сечение, которое позволяет легко пропускать топливо в нагнетательный топливопровод.

Чаще всего на направляющей выполняют продольные шлицы, образующие продольные канавки, через которые подается топливо (рис. а, в). В клапанах-корректорах фирмы Бош канавки расширяются книзу (рис. г), а вверху они имеют форму острых тупиков. Таким образом, проходное сечение направляющей этого клапана изменяется от максимального в нижней части до нулевого в верхней. При подъеме клапана создается определенное проходное сечение в зависимости от величины подъема. В результате дросселирующего эффекта клапан поднимается тем выше, чем больше давление топлива, действующее на него со стороны полости насоса. Опускаясь с большей высоты, клапан отсасывает больше топлива, поэтому нагнетательный топливопровод разгружается интенсивнее, а остаточное давление в нем уменьшается. При последующем цикле доля активного хода плунжера затрачивается на заполнение системы, поэтому количество подаваемого в цилиндр дизеля топлива уменьшается.

С увеличением скоростного режима работы системы давление топлива в ней увеличивается, поэтому по указанной выше причине подача в цилиндр уменьшается. Это обстоятельство позволяет корректировать характеристику системы и приближать ее к желательной.

Демпфирующий клапан (см. в) предотвращает появление отраженной волны большой интенсивности. Резкая посадка нагнетательного клапана служит источником появления отраженной волны, которая при некоторых условиях может привести к нежелательному дополнительному впрыску. С целью предотвращения этого нежелательного явления грибок клапана располагают в цилиндре так. что между ним и внутренней поверхностью цилиндра создается малый кольцевой дросселирующий зазор. При посадке клапана и заходе его в цилиндр под грибком возникает амортизирующая гидравлическая подушка, уменьшающая скорость посадки клапана и амплитуды отраженной волны.

Грибовидные клапаны устанавливают в топливных насосах дизелей различного назначения. Они сравнительно просты, однако обусловливают наличие большого объема в штуцере, в котором размещают пружину, и имеют повышенную массу в насосах с большими цикловыми подачами. Грибовидные нагнетательные клапаны с принудительным открытием (см. рис. б) устанавливают например, в судовых дизелях.

Цилиндрические клапаны

Цилиндрические клапаны имеют форму стакана, в котором обычно располагают пружину. Внешняя поверхность стакана может иметь лыски, образующие проходы для топлива (рис. д), или строго цилиндрическую форму (рис. е). В последнем случае топливо поступает в нагнетательный топливопровод или через специальные боковые каналы, или через отверстия в самом клапане. Отсасывающий поясок может быть расположен вверху, (см. рис. д), внизу (см. рис. е), либо совсем отсутствовать. В последнем случае степень разгрузки системы определяется ходом клапана и скоростью его посадки, зависящей от затяжки пружины. Пружина клапана свободным концом упирается или в штуцер насоса (см. рис. д), или в специальную шайбу (см. рис. е), или в ограничитель подъема. Во всех случаях стремятся максимально облегчить стакан, чтобы уменьшить массу клапана, обусловливающую силу удара его о гнездо при посадке.

Масса цилиндрических клапанов по сравнению с грибовидными меньше. Они позволяют обеспечить заметное уменьшение объема штуцера.

Пластинчатые клапаны

Пластинчатые клапаны (рис. а) просты по устройству, обладают малой массой, поэтому малоинерционны. Пластина 3, имеющая вырезы для пропуска топлива, находится в нажимном корпусе-гайке 1 и нагружена пружиной 2, которая прижимает ее к пластине 5. При повышении давления поднимаются обе пластины. Когда нижняя пластина упирается в выступ гайки, верхняя продолжает передвигаться вверх и открывает доступ топливу к штуцеру.

Рис. Пластинчатые клапаны:
а—в — варианты конструкции, 1 — корпус гайка, 2 — пружина, 3, 5 — пластины, 4 — направляющая; 6, 7 — части клапана, соответственно внутренняя и наружная

Разгрузочный ход пластинчатого клапана определяется расстоянием между верхним торцом нижней пластины и выступом гайки. Пластинчатый клапан, представленный на рис. б, служит дополнением к сферическому клапану. Работает он аналогично предыдущему, но не нагружается пружиной.

Основным недостатком пластинчатых клапанов является то, что они не обеспечивают достаточную герметичность запирания. Уплотнение по плоскости осуществляется и в конструкции клапана, приведенного на рис. в. Клапан состоит из двух подвижных частей 6 и 7, каждая из которых нагружена собственной пружиной. Обе части клапана прижимаются к торцу седла клапана При повышении давления в надплунжерном пространстве сначала поднимается внутренняя часть 6 клапана, которая, двигаясь вверх, упирается в наружную часть 7 клапана, имеющую лыски на наружной поверхности для пропуска топлива. Отсасывание топлива производится внутренней частью клапана с момента посадки наружной части 7 на гнездо.

Наличие двух подвижных частей, составляющих прецизионный узел, а также необходимость уплотнения по двум поверхностям усложняют конструкцию клапана, его изготовление и эксплуатацию.

Шариковые клапаны еще проще по конструкции. Шарик обычно располагают или в специальном гнезде, или в специальном канале. Он может быть нагружен (устанавливают пружину) или не нагружен. Шариковые клапаны как и пластинчатые не создают надежного уплотнения поэтому применяют их сравнительно редко.

Комбинированные клапаны

Рис. Комбинированные клапаны:
а-в — варианты конструкции; 1, 2 — пластины; 3 — упор; 4, 5 — каналы; 5 — основной клапан

Комбинированные клапаны применяют для устранения колебаний в нагнетательном топливопроводе. При отсасывании топлива из системы столб жидкости, движущейся вслед за клапаном, внезапно останавливается, когда клапан садится на гнездо. Происходит резкое повышение давления у клапана, в результате чего образуется волна давления, распространяющаяся по трубопроводу к форсунке и служащая источником повторных открытий иглы и нежелательных дополнительных вспрысков. Для устранения этих явлений в топливные насосы ставят комбинированные или двусторонние клапаны.

Клапан (рис. а) состоит из двух пластин 1 и 2, одна из которых нагружена пружиной. При ходе нагнетания пластина 1 передвигается вверх и выступами упирается в корпус. Топливо проходит через отверстие в нижней пластине, обтекает верхнюю пластину и поступает в нагнетательный топливопровод. После отсечки давлением топлива верхняя пластина прижимается к нижней, разобщая топливопровод и насос высокого давления. При местном повышении давления у нагнетательного клапана в результате прихода отраженной от форсунки волны давления пластины 1 и 2, преодолевая силу пружины, перемещаются вниз до упора 3, а топливо поступает в штуцер клапана и из него через каналы 4 в полость насоса. Изменяя натяжение пружины, можно регулировать начало обратного открытия клапана. Недостатком этого клапана является наличие значительного сопротивления, создаваемого им на пути движения топлива. Поэтому коэффициент подачи насоса снижается на 8—12%. Ему присущи также недостатки, свойственные всем пластинчатым клапанам.

В клапане (рис. б) прямой поток топлива осуществляется через каналы 4 и сечение под пластиной 1, нагруженной пружиной.

При закрытом клапане отраженная волна давления у насоса действует через кольцевой зазор и каналы 5 на тарелку дополнительного клапана, нагруженного той же пружиной, что и основной пластинчатый клапан. Аналогично работает и клапан, конструкция которого приведена на рис. в. Прямой поток топлива, идущий от насоса к форсунке в процессе нагнетания, действует на основной клапан 6, нагруженный специальной пружиной. На наружной цилиндрической поверхности клапана имеются лыски, поэтому топливо поступает через сечение под запорным конусом в штуцер клапана, а затем в нагнетательный топливопровод. После отсечки клапан 6 садится на гнездо. При появлении отраженной волны повышенного давления топливо через каналы 5 поступает в полость корпуса клапана, действует на тарелку обратного клапана, нагруженного собственной пружиной, открывает его и проходит в полость насоса. Подъем обратного клапана и натяжение его пружины регулируют смещением специальной втулки с радиальными каналами 8 при помощи гайки. Контргайка фиксирует втулку в установленном положении. По сравнению с другими рассмотренными конструкциями клапанов конструкция этого клапана усложнена.

Двойные клапаны

Двойные клапаны устанавливают в ответственных тяжелых дизелях. Наличие двух последовательно расположенных клапанов обеспечивает большую надежность работы топливной системы, так как создается большая герметичность узла. Кроме того, в случае выхода из строя одного из них при заедании или попадании под конус твердых загрязнений другой продолжает самостоятельно выполнять функции разобщения трубопровода и насоса.

Рассмотренные основные конструкции далеко не охватывают все многообразие существующих нагнетательных клапанов. Однако они дают полное представление о их работе и принципах конструирования. Выполненный анализ позволяет более правильно подойти к выбору конструктивного варианта нагнетательного клапана для конкретной топливной системы.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Топливный насос высокого давления. Рядный ТНВД

Примером рядного топливного насоса высокого давления применяемого на легковых автомобилях является насос дизеля Мерседес 190, состоящий из нескольких одинаковых секций. В передней части этого насоса расположен вакуумный насос 14, приводимый в движение эксцентриком 2, расположенным на торце кулачкового вала.

В нижней части корпуса насоса установлен кулачковый вал, который соединяется со звездочкой привода через муфту опережения впрыска.

На кулачковом валу имеются профилированные кулачки для каждой насосной секции и эксцентрик для приведения в движение насоса низкого давления, который крепится к привалочной плоскости насоса высокого давления.

Рис. Топливный насос высокого давления Мерседес:
1 – штуцер подключения вакуумного усилителя тормозов; 2 – эксцентрик привода вакуумного насоса; 3 – звездочка приводной цепи; 4 – автоматическая муфта опережения впрыска; 5 – винт установки начала впрыска; 6 – подача топлива; 7 – трубопровод высокого давления; 8 – рычаг перекрытия подачи топлива; 9 – вакуумная камера остановки двигателя; 10 – вакуумная камера увеличения частоты вращения коленчатого вала; 11 – регулятор частоты вращения; 12 – пробка для установки приспособления регулировки начала впрыска; 13 – топливоподкачивающий насос; 14 – вакуумный насос

В перегородке корпуса против каждого кулачка установлены роликовые толкатели 14. Оси роликов своими концами входят в пазы корпуса насоса, предотвращая проворачивание толкателей.

Рис. Секция рядного ТНВД:
1 – зубчатый сектор; 2 – регулирующая поворотная втулка плунжера; 3 – боковая крышка; 4 – штуцер нагнетательного клапана; 5 – корпус нагнетательного клапана; 6 – нагнетательный клапан; 7 – гильза плунжера; 8 – плунжер; 9 – рейка ТНВД; 10 – поводок плунжера; 11 – возвратная пружина плунжера; 12 – нижняя тарелка возвратной пружины; 13 – регулировочный болт; 14 – роликовый толкатель; 15 – кулачковый вал

Насосные секции установлены в верхней части корпуса и крепятся винтами. Основной частью каждой насосной секции является плунжерная пара, состоящая из плунжера 8 и гильзы 7. Плунжерную пару изготовляют из хромомолибденовой стали и подвергают закалке до высокой твердости. После окончательной обработки подбором производят сборку плунжеров и гильз так, чтобы обеспечить в соединении зазор, равный 3…5 мкм. Этим достигается максимальная плотность сопряжения взаимодействующих деталей обеспечивающих давление впрыскивания топлива до 1200 кгс/см2.

Сверху каждой плунжерной пары установлен нагнетательный клапан 6, размещенный в корпусе 5.

При вращении кулачкового вала 15 насоса выступ кулачка набегает на роликовый толкатель 14, который через регулировочный болт воздействует на плунжер 8 и перемещает его вверх. Когда выступ кулачка выходит из-под ролика толкателя, пружина 11, упирающаяся в тарелки, возвращает плунжер в первоначальное положение. Рейка 9 входит в зацепление с зубчатым венцом поворотной втулки 2, надетой на гильзу.

Регулирование состава топливовоздушной смеси в дизельном двигателе происходит изменением подачи топлива при неизменном количестве воздуха, в отличие от бензиновых двигателей, где изменяется и то и другое. В рядных ТНВД изменение подачи топлива, обычно осуществляется за счет рейки, однако изменение подачи может осуществляться и за счет золотника, который перемещается по плунжеру. В рассматриваемом ТНВД при перемещении рейки 9 вдоль ее оси втулка 2 поворачивается на гильзе и, действуя на выступы плунжера, поворачивает его, в результате чего изменяется количество топлива, подаваемого к форсункам. Ход рейки ограничивается стопорным винтом, входящим в ее продольный паз. Задний конец рейки соединен с тягой регулятора частоты вращения коленчатого вала, установленного в корпусе ТНВД.

Принцип работы секции насоса

Принцип работы секции насоса заключается в следующем. При движении плунжера 1 вниз внутреннее пространство гильзы 12 наполняется топливом, и одновременно оно подается насосом низкого давления в подводящий канал 10 корпуса 11 насоса.

Рис. Схема работы секции насоса высокого давления:
а – впуск топлива; б – начало подачи; в – конец подачи;
1 – плунжер; 2 – продольный паз; 3 – выпускное отверстие; 4 – сливной канал; 5 – пружина; 6 – нагнетательный клапан; 7 – разгрузочный поясок; 8 – надплунжерное пространство; 9 – впускное отверстие; 10 – подводящий канал; 11 – корпус насоса; 12 – гильза; 13 – винтовая кромка

При этом открывается впускное отверстие 9, и топливо поступает в надплунжерное пространство 8. Затем под действием кулачка плунжер начинает подниматься вверх, перепуская топливо обратно в подводящий канал 10 до тех пор, пока верхняя кромка плунжера 1 не перекроет впускное отверстие 9 гильзы. После перекрытия этого отверстия давление топлива резко возрастает и при рабочем давлении топливо, преодолевая усилие пружины 5, поднимает нагнетательный клапан 6 и поступает в топливопровод.

Дальнейшее перемещение плунжера вверх вызывает повышение давления, превышающее давление, создаваемое пружиной форсунки, в результате чего игла форсунки приподнимается и происходит впрыскивание топлива в камеру сгорания. Подача топлива продолжается до тех пор, пока винтовая кромка 13 плунжера не откроет выпускное отверстие 3 в гильзе, в результате чего давление над плунжером резко падает, нагнетательный клапан 6 под действием пружины закрывается и надплунжерное пространство разъединяется с топливопроводом высокого давления. При дальнейшем движении плунжера вверх топливо перетекает в сливной канал 4 через продольный паз 2 и винтовую кромку 13 плунжера.

Нагнетательный клапан 6 разгружает топливопровод высокого давления, так как он снабжен цилиндрическим разгрузочным пояском 7, который при посадке клапана на седло обеспечивает увеличение объема топливопровода. Этим достигается резкое прекращение впрыскивания топлива и устраняется возможность его подтекания через распылитель форсунки, что улучшает процесс смесеобразования и сгорания рабочей смеси, а также повышает надежность работы форсунки.

Клапаны ТНВД

В ТНВД с рядным расположением плунжерных пар применяются нагнетательные клапана объемного течения и ограничения обратного течения, а также клапана постоянного давления.

Клапана обратного течения применяются для демпфирования волн обратного давления топлива, возникающих при закрытии распылителя форсунки, что уменьшает износ распылителя и подвпрыски топлива в цилиндры двигателя. Клапан устанавливается как дополнительный над обычным клапаном перед топливопроводом высокого давления, идущим к форсунке.

Рис. Штуцер ТНВД с нагнетательным клапаном:
а – с клапаном объемного течения и ограничением обратного течения; b – с клапаном постоянного течения; 1 – корпус нагнетательного клапана; 2 – обратный клапан; 3 – промежуточный объем; 4 – разгрузочный поясок; 5 – сферический клапан; 6 – втулка клапана; 7 – нагнетательный клапан; 8 – жиклер; 9 – обратный клапан

Клапан состоит из головки с запорной конической фаской, разгрузочного пояска 4 и хвостовика с прорезями для прохода топлива. Сверху на клапан установлена пружина 3, которая прижимает его к седлу. При подаче топлива разгрузочный поясок вместе с конусом клапана приподнимается над направляющей втулкой и топливо под давлением поступает к форсунке. При закрытии основного клапана клапан обратного течения перекрывает доступ обратных волн топлива.

Клапана постоянного течения применяются на ТНВД с давлением впрыска более 800 кг/см2, для уменьшения кавитации. При подаче топлива через нагнетательный клапан в конце хода нагнетания шариковый обратный клапан под действием обратных волн давления топлива открывается и система топливоподачи действует как нагнетательный клапан с перепускным дросселем. При уменьшении давления клапан закрывается, при этом в магистрали сохраняется постоянное давление.

Перемещение плунжера во втулке с момента закрытия впускного отверстия до момента открытия выпускного отверстия называется активным ходом плунжера, который в основном и определяет количество подаваемого топлива за цикл работы топливной секции.

Изменение количества топлива, подаваемого секцией за один цикл, происходит в результате поворота плунжера зубчатой рейкой 5. При различных углах поворота плунжера благодаря винтовой кромке смещаются моменты открытия выпускного отверстия. При этом, чем позднее открывается выпускное отверстие, тем большее количество топлива может быть подано к форсункам.

Рис. Схема изменения подачи топлива:
1 – гильза; 2 – впускное отверстие; 3 – плунжер; 4 – винтовая кромка; 5 –рейка

На рисунке показаны следующие положения винтовой кромки плунжера за цикл работы топливной секции:

положение а – нулевая подача топлива. Плунжер 3 повернут так, что его продольный паз расположен против выпускного отверстия, в результате чего при перемещении плунжера вверх топливо вытесняется в сливной канал, подача топлива прекращается и двигатель останавливается
положение б – промежуточная подача, так как при повороте плунжера 3 по часовой стрелке объем вытесненного топлива уменьшается так как выпускное отверстие открывается раньше
положение в – максимальная подача топлива и наибольший активный ход плунжера 3. В этом случае расстояние от винтовой кромки 4 плунжера до выпускного отверстия будет наибольшим

ustroistvo-avtomobilya.ru

Устройство и принцип действия ТНВД механического типа

Стандартные рядные ТНВД

Рядные ТНВД относятся к классической аппарату ре впрыскивания дизельного топлива. Эти надежные агрегаты используются на дизелях с 1927 г. Рядные ТНВД устанавливаются на стационарные дизели, на двигатели грузовых автомобилей, строительных и сельскохозяйственных машин. Они позволяют получать высокие цилиндровые мощности у двигателей с числом цилиндров от 2 до 12. В сочетании с регуляторами частоты вращения коленчатого вала, устройствами для изменения угла опережения впрыскивания и различными дополнительными механизмами они обеспечивают потреби гелю возможность широкого выбора режимов эксплуатации. Рядные ТНВД для легковых автомобилей сегодня не производятся. Мощность дизеля существенно зависит от количества впрыскиваемого топлива. Рядный ТНВД всегда должен дозировать количество подаваемого топлива
в соответствии с нагрузкой. Для хорошей подготовки смеси ТНВД должен дозировать топливо максимально точно, впрыскивая его под очень высоким давлением в соответствии с процессом сгорания. Оптимальное соотношение расхода топлива, уровней шума работы и эмиссии вредных веществ в ОГ требует точности порядка 1° угла поворота коленчатого вала по моменту начала
впрыскивания. Для управления моментом начала впрыскивания и компенсации времени на проход волны давления топлива через подводящую магистраль в стандартном рядном ТНВД используется муфта 3 опережения впрыскивания см. на рис. ниже, которая с увеличением частоты вращения коленчатого вала изменяет момент начала подачи топлива в направлении «раньше». В особых случаях предусмотрено управление опережением впрыскивания в зависимости от нагрузки на двигатель. Нагрузка и частота вращения коленчатого вала регулируются изменением величины цикловой подачи топлива. Рядные ТНВД делятся на два типа: стандартные и с дополнительной втулкой.

Дизель
Стандартный рядный ТНВД
Муфта опережения впрыскивания
Топливоподкачивающий насос
Регулятор частоты вращения коленчатого вала
Установочный рычаг с тягой от педали газа
Ограничитель полной подачи, зависимый от давления наддува
Фильтр тонкой очистки топлива
Магистраль высокого давления
Форсунка о сборе
Магистраль обратного слива топлива

Конструкция и принцип действия

Рядные ТНВД серии РЕ имеют собственный кулачковый вал 14, который установлен в алюминиевом корпусе. Он
соединяется с двигателем либо непосредственно, либо через соединительный узел и муфту опережения впрыскивания.
Количество кулачков на кулачковом валу TНВД соответствует числу цилиндров двигателя. Над каждым кулачком находится роликовый толкатель 13 с тарелкой 12 пружины 11. Тарелка передает усилие от толкателя на плунжер 8, а пружина возвращает его в исходное положение. Гильза 4 плунжера является направляющей, в которой плунжер совершает возвратно-поступательное движение. Сочетание втулки и плунжера образует насосный элемент, или плунжерную пару.

Корпус нагнетательного клапана
Проставка
Пружина нагнета тельного клапана
Гильза плунжера
Конус нагнетательного клапана
Впускное и распределительное отверстия
Регулирующая кромка плунжера
Плунжер
Регулирующая втулка плунжера
Поводок плунжера
Пружина плунжера
Тарелка пружины
Роликовый толкатель

Конструкция плунжерной пары

Плунжерная пара состоит из плунжера 9 и гильзы 8. Гильза имеет один или два подводящих канала (при двух каналах один из них выполняет функции подводящего и перепускного), которые соединяют полость всасывания с камерой высокого давления плунжерной пары. Над плунжерной парой находится штуцер 5 с посадочным конусом 7 нагнетательного клапана. Двигающаяся в корпусе TНВД рейка 10 вращает зубчатый сектор 2, управляя тем самым регулирующей втулкой 3 плунжера. Перемещение самой рейки определяется регулятором частоты вращения коленчатого вала. Это позволяет точно дозировать величину цикловой подачи. Полный ход плунжера неизменен. Активный ход и связанная с ним величина цикловой подачи могут изменяться поворотом плунжера, который совершается при помощи регулирующей втулки.

Полость всасывания
Зубчатый сектор
Регулирующая втулка плунжера
Боковая крышка
Штуцер нагнетательного клапана
Корпус нагнета тельного клапана
Конус нагнетательного клапана
Гильза плунжера
Плунжер
Рейка ТНВД
Поводок плунжера
Возвратная пружина плунжера
Нижняя тарелка возвратной пружины
Регулировочный винт
Роликовый толкатель
Кулачковый вал ТНВД

Плунжер имеет наряду с продольной канавкой 2 еще и спиральную канавку 7. Получаемая таким образом косая кромка на поверхности плунжера называется регулирующей кромкой 6. Если величина давления впрыскивания не превышает 600 бар, то достаточно одной регулирующей кромки, для больших значений давления впрыскивания необходим плунжер с двумя регулирующими кромками, отфрезерованными с противоположных сторон плунжера. Их наличие снижает износ плунжерной пары, поскольку плунжер с одной регулирующей кромкой под давлением прижимается к одной стороне гильзы, увеличивая ее выработку.В гильзе плунжера размещены одно или два отверстия для подвода и обратного слива топлива.
Плунжер притерт к гильзе так плотно, что пара герметична без дополнительных уплотнений даже при очень высоких давлениях и низких частотах вращения коленчатого вала. Из-за этого замене могут подвергаться только комплектные плунжерные пары.
Величина возможной подачи топлива зависит от рабочего объема пары. Максимальное значение давления впрыскивания у форсунки может составлять, в зависимости от конструкции, 400… 1350 бар. Угловой сдвиг кулачков на кулачковом валу гарантирует точное совмещение впрыскивания с фазовым сдвигом процессов по цилиндрам двигателя в соответствии с порядком его работы.

а — гильза с одним подводящим каналом
b — гильза с двумя подводящими каналами

Подводящий канал
Продольная канавка
Гильза плунжера
Плунжер
Перепускном канал
Регулирующая кромка
Спиральная канавка
Кольцевая канавка для смазки

ПЛУНЖЕРНАЯ ПАРА С ПРИВОДОМ

а — НМТ плунжера
б — ВМТ плунжера

Кулачок
Ролик
Роликовый толкатель
Нижняя тарелка возвратной пружины
Возвратная пружина плунжера
Верхняя тарелка возвратной пружины
Регулирующая втулка плунжера
Плунжер
гильза плунжера

Принцип действия плунжерной пары

(последовательность фаз)
Вращение кулачкового вала ТНВД преобразуется непосредственно в возвратно-поступательное движение роликового толкателя, приводящего в действие плунжер Движение плунжера в направлении к его ВМТ называется ходом нагнетания.
Возвратная пружина возвращает плунжер к его НМТ. Пружина рассчитана так, что даже при максимальных частотах
вращения кулачкового вала ТНВД ролик не отходит от кулачка; отскок и вместе с ним удар ролика по кулачку при длительной эксплуатации привели бы к разрушению поверхностей кулачка или ролика. Плунжерная пара работает по принципу перетока топлива с управлением регулирующей кромкой 5. Этот принцип используется в рядных ТНВД серии РЕ и индивидуальных ТНВД серии PF. В НМТ плунжера подводящий канал 2 гильзы 3 и канал 6 слива топлива открыты. Благодаря им топливо может перетекать под давлением подкачки из полости впуска в камеру 1 высокого давления. При движении вверх плунжер закрывает отверстие подводящего канала своим верхним торцом. Этот ход плунжера называется предварительным. При дальнейшем движении плунжера вверх давление
растет, что приводит к открытию нагнетательного клапана над плунжерной парой. При применении нагнетательного клапана постоянного объема плунжер дополнительно совершает втягивающий ход. После открытия нагнетательного клапана топливо во время активного хода через магистраль высокого давления направляется к форсунке, которая впрыскивает точно дозируемое количество топлива в камеру сгорания двигателя. Когда регулирующая кромка плунжера открывает перепускной канал, активный ход плунжера завершается. С этого момента топливо в форсунку не нагнетается, поскольку во время остаточного хода оно через продольную и спиральную канавки из камеры высокого давления направляется в перепускной канал. Давление в плунжерной паре при этом падает. По достижении ВМТ плунжер меняет направление своего движения на противоположное. Топливо при этом через спиральную и продольную канавки поступает обратно из перепускного канала в камеру высокого давления. Это происходит до тех пор, пока регулирующая
кромка вновь не перекроет перепускной канал. При продолжении обратного хода плунжера над ним возникает область низкого давления. С освобождением подводящего канала верхним торцом плунжера топливо вновь поступает в камеру высокого давления. Цикл начинается снова.

Последовательность работы плунжерной пары

Камера высокого давления
Подводящий канал
Гильза плунжера
Плунжер
Регулирующая кромка
Перепускной капал А полный ход плунжера

Регулирование цикловой подачи

Величину цикловой подачи топлива можно регулировать изменением активного хода кромки. Для этого рейка 5 через регулирующую втулку плунжера поворачивает сам плунжер 3 таким образом, что регулирующая кромка 4 может изменять момент конца нагнетания и
вместе с тем величину цикловой подачи (регулирование по концу впрыскивания). В крайнем положении, соответствующем нулевой подаче (а), продольная канавка находится непосредственно перед перепускным каналом. Вследствие этого давление в камере высокого давления плунжерной пары во время всего хода плунжера равняется давлению в полости всасывания и нагнетания топлива не происходит. В это положение плунжер приводится, если двигатель должен быть остановлен. При средней подаче (Ь) плунжер устанавливается в промежуточное положение (по регулирующей кромке). Полная подача (с) становится возможной только при установке максимального активного хода плунжера. Передача движения от рейки на плунжер может производиться либо через
зубчатую рейку на зубчатый сектор , закрепленный на регулирующей втулке плунжера либо через рейку с направляющими шлицами на штифт или сферическую головку на регулирующей втулке плунжера .

а — нулевая подача
b — средняя подача
с — полная подача

Гильза плунжера
Подводящий канал
Плунжер
Регулирующая кромка плунжера
Рейка ТНВД

www.carluck.ru

устройство, виды, принцип работы, регулировка и ремонт.

Mercedes-Benz Sprinter | Система подачи топлива

Система подачи топлива

Клапан предварительного подогрева топлива

Назначение

Подогрев топлива при температуре менее 30ºС.

Конструкция

Размещение

Клапан размещен в верхней части крышки топливного фильтра.

Топливо, находящееся в фильтре или подающееся из бака, подогреваются за счет тепла топлива, возвращенного из ТКВД.

Подогрев: при температуре ниже ЗО’С биметаллическая пластина перерывает канал слива топлива в бак, и топливо, возвращенное из ТКВД, под давлением, отжимая шарик клапана (6) (см. рис. MS 2.123), поступает в топливный фильтр.

Прекращение подогрева: при температуре выше ЗО’С топливо из ТКВД сливается в бак по открывшейся линии возврата.

Топливоподкачивающий насос

Назначение

Подача топлива к ТНВД через клапан прекращения подачи топлива.

Размещение

Топливоподкачивающий насос (ТННД) расположен на передней крышке головки блока цилиндров и приводится во вращение от распределительного вала впускных клапанов.

Конструкция

Топливоподкачивающий насос (ТННД) является насосом шестеренного типа. Состоит из двух шестерен, одна из которых ведущая.

Топливопроводы на двигателе

Снятие и установка топливопроводов на двигателе

Для снятия крепления топливопроводов достаточно отвести фиксирующую скобу (см. рис. MS 2.125 А). Для установки крепления топливопроводов после соединения разъема нужно зафиксировать его при помощи фиксирующей скобы (1) (см. рис. MS 2.125 В).

Клапан прекращения подачи топлива

Размещение

Клапан прекращения подачи топлива размещен на передней крышке головки блока цилиндров и состыковывается с ТНВД при помощи патрубка и уплотнительных колец.

Функционирование

При отсутствии питающего напряжения клапан открыт, при подаче напряжения на обмотку электромагнита шариковый клапан при помощи штока перекрывает подачу топлива.

Снятие

1. Снимите тепловой экран турбонагнетателя.

2. Отсоедините разъем (2) электрического клапана прекращения подачи топлива (1) (см. рис. MS 2.126).

3. Отсоедините топливопровод (3) от клапана прекращения подачи топлива (1).

4. Снимите винты (4, 9).

5. Снимите клапан прекращения подачи топлива (1) совместно с кронштейном (8), кольцами (6, 7) с переходника (5). Замените уплотнения (6,7).

6. Снимите кронштейн (8).

Установка

7. Сборку производите в обратном порядке.

8. Прокачайте топливный контур низкого давления.

9. Проверьте топливную систему на утечки кратковременным запуском двигателя.

Моменты затяжки резьбовых соединений

Винт крепления клапана прекращения подачи топлива к головке блока цилиндров — 9 Нм.

Топливный насос высокого давления

Назначение

Создание и поддержание в топливном коллекторе высокого давления необходимого давления топлива (от 200 до 1350 бар (от 20 до 135 МПа).

Размещение

ТНВД размещен на передней крышке головки блока цилиндров.

Конструкция

ТНВД представляет собой трехплунжер-ный насос кулачкового типа с радиальным расположением плунжерных пар по звездообразной схеме. ТНВД приводится во вращение с частотой примерно в 1,3 раза выше, чем частота вращения распределительного вала.

Функционирование

Контур низкого давления

Топливо поступает из топливоподкачи-вающего насоса через входной канал (6) к дроссельному клапану (13). Возможные остатки воздуха, находившиеся в топливе, увлекаются потоком топлива, направляемым через дроссельное отверстие (14) в полость возвратного потока (16). При давлении свыше 0,4 бар (0,04 МПа) поршень клапана (13) смещается, открывая доступ топливу в кольцевой канал подачи топлива к плунжерам (9).

Эксцентриковый вал (5) с эксцентриковым кулачком (4) толкает плунжеры (9) трех насосных элементов. Возврат плунжеров производится при помощи пружин (10). Утечки топлива через плунжерные пары собираются в возвратной полости.

Контур высокого давления

а. Наполнение цилиндра

Плунжер (9) под действием возвратной пружины (10) движется по направлению к эксцентриковому валу. Топливо от топли-воподкачивающего насоса подается через кольцевой канал низкого давления (6), клапанный диск (7) и клапанную пружину (8) в полость напорного цилиндра. Шариковый клапан (15) предотвращает обратное перетекание топлива из канала высокого давления (3) в полость низкого давления.

b. Создание высокого давления

Плунжер (9), толкаемый эксцентриковым кулачком (5), вытесняет топливо в канал высокого давления (3) через шариковый клапан (15). При этом нагнетаемый объем топлива отсекается от полости низкого давления (6) при помощи клапанного диска (7).

Привод ТНВД

Снятие

1. Снимите крышку клапанного механизма (10).

2. Установите поршень цилиндра номер (1) в ВМТ.

Внимание! Двигатель следует вращать за коленчатый вал в направлении часовой стрелки. Не вращайте двигатель за распределительный вал, также не вращайте двигатель в обратном направлении.

avtomotostyle.ru

Описание, снятие и установка клапана отсечки топлива

Следующая процедура применима только к моделям с двигателем F8Q. На двигателях F9Q, прекращение подачи топлива управляется электронным модулем системы впрыска.

1. Клапан отсечки топлива находится на конце топливного насоса высокого давления. Он предназначен для прекращения подачи топлива при выключенном зажигании. Если происходит обрыв обмотки клапана или проводки цепи питания, то двигатель невозможно будет запустить. То же самое будет и при застревании плунжера клапана в закрытом положении. Если плунжер застрянет в открытом положении, двигатель нельзя будет заглушить, выключив зажигание.
2. Если повредится обмотка клапана и двигатель не сможет работать, можно сделать временный ремонт, сняв клапан как описано в следующих параграфах. Установите корпус клапана без плунжера и пружины. Изолируйте провод так, чтобы он не смог касаться массы. Теперь двигатель можно запустить обычным образом, но для его остановки необходимо использовать рычаг на топливном насосе (или заглушить двигатель включением передачи).

БЕЗ ЗАКОДИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОННОГО БЛОКА

Не допускайте попадания грязи в топливный насос. При установке используйте новую уплотнительную шайбу или уплотнительное кольцо.

1. Отсоедините кабель массы от батареи (обратитесь к Главе Электрооборудование двигателя для моделей Scenic).

Если автомагнитола в вашем автомобиле закодирована, прежде чем отключать батарею, убедитесь что Вы знаете код.

2. Снимите резиновый чехол (где применяется), затем отверните гайку клеммы и отсоедините провод от верхней части электромагнитного клапана.
3. Аккуратно очистите область вокруг клапана, затем отверните и достаньте его и уберите уплотнительную шайбу или уплотнительное кольцо. Извлеките плунжер и пружину, если они остались в насосе. Сожмите грушу ручной заправки (где применяется — обратитесь к Разделу Заливка и прокачка топливной системы), чтобы смыть грязь.

1. Производите установку в обратной последовательности, используйте новую уплотнительную шайбу или уплотнительное кольцо. Затяните электромагнитный клапан приведенным в Спецификациях усилием.

С ЗАКОДИРОВАННЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ БЛОКОМ

Для высверливания винтов крепления блока к топливному насосу используется специальный комплект. При установке используйте новые винты.

1. Закодированный электромагнитный клапан закреплен на левой стороне топливного насоса.
2. Отсоедините кабель массы от батареи (обратитесь к Главе Электрооборудование двигателя для моделей Scenic).

3. На моделях с топливным насосом Bosch, отсоедините тросик газа от рычага на насосе. Снимите маслоотделитель вентиляции картера с левой передней части двигателя, чтобы получить доступ к крепежным болтам электромагнитного клапана.
4. Теперь необходимо высверлить головки крепежных болтов. Если имеется комплект Renault, расположите трубу на одном из болтов и просверлите в нем отверстие глубиной 4.0 мм, используя сверло диаметром 4.0 мм (слегка смажьте сверло маслом, чтобы облегчить сверление). Снимите крепежный болт. Повторите процедуру с оставшимися болтами.
5. Отключите проводку от клапана. Снимите пластиковую крышку и отверните клапан.
6. На моделях, оснащенных топливным насосом Lucas, для замены электромагнитного клапана топливный насос необходимо снять с двигателя.
7. Удалив насос, снимите с клапана защитные вставки.
8. Защитные вставки закреплены болтами. Теперь необходимо высверлить головки этих болтов, чтобы возможно было снять их как описано выше.
9. Отключите проводку. Снимите крышку и отверните клапан.

1. На моделях, оснащенных топливным насосом Bosch, затяните крепежную гайку клапана и установите пластиковую крышку. Затяните новые крепежные болты, пока не сорвутся их головки.
2. На моделях, оснащенных топливным насосом Lucas, затяните клапан приведенным в Спецификациях усилием. Установите крышку на клапан, следя за тем, чтобы электропроводка была правильно проложена. Установите защитные вставки, используя новые болты. Проследите, чтобы были правильно установлены распорные прокладки (где имеются). Затяните болты, затем сверните головки с болтов. Установите топливный насос на двигатель.

carmanz.com