АВТО БЛОГ YAMAHA-VOLGA.RU

Топливные насосы высокого давления: Топливный насос высокого давления — виды, устройство, работа

6 июля, 2023 by admin

виды топливных насосов высокого давления, и принцип работы топливного насоса

Топливный насос высокого давления имеющий сокращенную аббревиатуру (ТНВД) выполняет следующие основные функции:

— подает топливо под высоким давлением в топливную систему ДВС;

— регулирует моменты впрыска топлива.

Топливный насос относится к наиболее важным устройствам, как бензиновых, так и дизельных двигателей.

ТНВД обычно применяются в дизельных двигателях. В бензиновых двигателях применение ТНВД нецелесообразно, ввиду того, что в нем не требуются такие высокие давления, как в дизельном двигателе.

1. Плунжер (поршень) + Цилиндр (втулка) = Плунжерная система (пара)

Плунжерная система изготавливается из высокопрочной стали на высокотехнологическом оборудовании (станках), в связи с необходимостью высокой точности.

Всего один завод на все пост Советское пространство изготавливал плунжерные пары.

Если внимательно изучить процесс производства плунжерных пар, то отчетливо видно, что огромное значение уделяют прецизионному сопряжению (зазор между плунжерной парой). Плунжер плавно входит в цилиндр под действием собственного веса.

Как изначально упоминалось, топливный насос служит не только для подачи топлива в топливную систему, но и подает его к форсункам на каждый цилиндр на бензиновом двигателе.

Форсунки являются связующим звеном этой цепи и соединяются с насосом специальными трубопроводами. Для эффективного впрыска топлива форсунки соединяются с нижней распылительной частью с специальными отверстиями для увеличения эффективности впрыска топлива с дальнейшим воспламенением. Момент впрыска топливной смеси в камеру сгорания регулируется углом опережения зажигания.

Типы топливных насосов

Существует три основных типа ТНВД, которые мы с вами рассмотрим:

1. распределительный;
2. рядный
3. магистральный.

Рядный топливный насос высокого давления оснащен плунжерными парами, которые располагаются друг с другом. Их количество зависит от количества рабочих цилиндров двигателя и соответствует ему. Одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива только для одного цилиндра.

Пары устанавливаются в корпусе насоса, в котором имеются каналы входа и выхода. Плунжер приводится в работу при помощи кулачкового вала, который имеет привод от коленчатого вала.

При вращении кулачкового вала топливного насоса, кулачки воздействуют на толкатели плунжеров приводя их в движении внутри втулок насоса. Вследствие впускные и выпускные отверстия начинают последовательно открываться и закрываться. Когда плунжер движется вверх во втулке создается давление, которое приводит к открытию нагнетательного клапана, через который топливо подается к форсунке по топливопроводу. 

Момент подачи топлива регулируется специальным устройством (муфтой центробежного типа). Работа муфты центробежного типа основана на перемещении грузиков под действием центробежной силы.

Центробежная сила изменяется по мере роста (или уменьшения) величины оборотов коленчатого вала двигателя, вследствие чего грузики расходятся к внешним краям муфты, либо сближаются к оси. Происходит смещение кулачкового вала относительно привода, что приводит к изменению работы плунжеров.

Когда обороты коленчатого вала увеличиваются – происходит ранний впрыск топлива

Рядные топливные насосы зарекомендовали себя своей надежностью. Они совсем не привередливы к качеству топлива и смазка ТНВД осуществляется обычным моторным маслом.

Недостатки рядных топливных насосов высокого давления – их размер.

Распределительный ТНВД включает в себя один или два плунжера, что зависит от объема двигателя.

И эти один или два плунжера работают на все цилиндры двигателя. Таким образом удалось не только обеспечить более равномерную подачу топлива, но и уменьшить габариты топливного насоса высокого давления. Недостатки распределительных ТНВД в их надежности и долговечности.

Распределительные ТНВД имеют различные типы привода:

1. торцевой привод;
2. внутренний привод;
3. внешний привод;

Наиболее эффективными себя показали торцевые и внутренние приводы ТНВД, с меньшей нагрузкой.

Кстати, такие импортные насосы, как Bosch, оснащены именно торцевым и внутренним приводом, а внешний привод имеют насосы отечественного производства.

Основным элементом в торцевом приводе Bosch является распределительный плунжер, который создает давление и распределяет горючую смесь по цилиндрам. Плунжер распределитель при этом совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

Плунжер совершает возвратно-поступательно движение одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая обегает кольцо. Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в начальное положение осуществляется с помощью возвратного механизма.  

Именно вращательное движение плунжера, что приводится от приводного вала, способствует распределению топлива в цилиндрах. Величина подачи топлива обеспечивается с помощью электромагнитного клапана или центробежной муфты.

Работа насоса ТНВД

Работа насоса состоит из нескольких этапов:

1. Закачка порции топлива в надплунжерное пространство;
2. Нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам.
3. Возвращение плунжера в исходное положение. Повторение цикла работы.

Такой привод топливных насосов применяется в распределительных ТНВД роторного типа, например,  Bosch VR, Lucas DPC

Распределительный вал оснащается двумя плунжерами, расположенными друг напротив друга, которые нагнетают топливо. Тем выше давление в насосе, чем меньше расстояние между плунжерами. По мере возрастания давления топливо поступает к форсункам через нагнетательные клапана.

Магистральный ТНВД используется в известной системе подачи топлива Common Rail. Работа магистрального ТНВД заключается в накапливании топлива в топливной рампе, затем подается на форсунки. Давление в магистральном топливном насосе высокого давления составляет примерно 180 Мпа.

Магистральный насос бывает одно-, двух- или трех плунжерным.  Приводится магистральный ТНВД от кулачкового вала.

Когда кулачки воздействуют на плунжер, тот перемещается вниз, происходит расширение компрессионной камеры, давление падает и создается разряжение, которое приводит к открытию впускного клапана, и топливо начинает поступать.

Когда плунжер подымается – давление растет и клапан закрывается. Когда давление достигает необходимой отметки, топливо  через выпускной клапан нагнетается в топливную рампу.

Процесс подачи топлива в магистральном ТНВД регулируется дозирующим топливным клапаном, открытие и закрытие, которого осуществляется с помощью электроники.

Топливные насосы высокого давления

Топливные насосы высокого давления (ТНВД) 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»).

Как работают топливные насосы с непосредственным впрыском бензина высокого давления (GDI)

Топливные насосы с непосредственным впрыском бензина высокого давления (GDI) — одна из лучших инноваций в области топливных насосов. Топливные насосы высокого давления GDI обеспечивают давление топлива, необходимое для правильной работы двигателя GDI.

Что такое технология двигателя GDI?

Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском являются более совершенными, чем обычные двигатели. Они предназначены для впрыска топлива под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра. Это дает несколько преимуществ:

• Улучшение выбросов
• Улучшенная экономия топлива
• Больше мощности

Технология двигателей GDI существует с 90-х годов. И все же он только начинает становиться популярным. Это потому, что автопроизводители видят в этом хороший способ соответствовать все более строгим стандартам выбросов и экономии топлива, установленным правительствами штатов.

Двигатели GDI нуждаются в топливе с более высоким давлением. Вот где на помощь приходят топливные насосы высокого давления GDI.

Как работает топливный насос высокого давления GDI?

Топливные насосы высокого давления GDI представляют собой современные механические топливные насосы. Топливный насос высокого давления GDI отвечает за создание достаточно высокого давления, чтобы топливо полностью распылялось. Это необходимо двигателю для корректной работы. Система GDI имеет два топливных насоса:

1. Насос в баке, отвечающий за подачу достаточного количества топлива в двигатель
2. Топливный насос высокого давления GDI, отвечающий за создание достаточного давления

Топливные насосы высокого давления GDI требуют достаточной мощности, чтобы они приводились в действие механически от двигателя. Топливный насос высокого давления GDI обычно приводится в действие распределительным валом. Насос работает при работающем двигателе. Эта установка удерживает топливный насос близко к двигателю. Это гарантирует, что двигатель всегда получает такое давление топлива, которое ему необходимо для нормальной работы.

Конструкция топливного насоса высокого давления GDI напоминает механический топливный насос, но является более совершенным. Его цель состоит в том, чтобы сжать топливо, поступающее из топливного бака, перед его отправкой в ​​топливную рампу.

Датчик давления топлива в системе GDI. Датчик помогает модулю управления трансмиссией (PCM) изменять объем топлива, поступающего на вход насоса. Как правило, насос GDI высокого давления создает давление около 2000 фунтов на квадратный дюйм. Датчик и PCM помогают регулировать давление, чтобы поддерживать давление топлива на идеальном для двигателя уровне в режиме реального времени.

Когда насос в баке подает топливо в топливный насос высокого давления GDI, происходит следующее:

1. Топливо низкого давления поступает через верхнюю часть топливного насоса высокого давления GDI.
2. Шток якоря (который соединяется с пластиной регулирующего клапана) проталкивает топливо в насосную камеру (внутри насоса).
3. Распределительный вал толкает поршень вверх в насосную камеру. Это сужает пространство и выталкивает топливо в рейку. Это приводит к тому, что топливо «выстреливает» из насоса.

Распределительный вал толкает плунжер вверх и вниз с большой скоростью. Этот процесс происходит многократно и последовательно. С помощью датчика давления топлива PCM контролирует количество топлива, поступающего в топливный насос высокого давления GDI.

Топливные насосы GMB GDI: лучшие на рынке топливные насосы GDI качества оригинальных комплектующих

Мы рады сообщить, что мы добавили 12 новых топливных насосов GDI высокого давления в нашу линейку топлив качества оригинальных комплектующих. насосы! Они совместимы с более чем 12 миллионами автомобилей. В частности, они для поздней модели:

• Двигатели Форд
• Двигатели GM
• Двигатели Hyundai
• Двигатели Фольксваген
• Прочие двигатели

В GMB мы строго сравниваем все наши топливные насосы GDI с их аналогами OEM. Мы делаем это, чтобы соответствовать производительности и долговечности топливных насосов OEM. Мы гарантируем качество OEM во всех наших топливных насосах GDI:

• Выполнение высокотемпературных и низкотемпературных испытаний
• Проведение испытаний плунжера и пружины на твердость
• Проведение ресурсных испытаний топливных насосов до 250 миллионов циклов
• Выполнение других тестов

Мы надеемся начать предлагать наши топливные насосы GDI для новых автомобилей в ближайшем будущем.

Будем рады вашим отзывам! Свяжитесь с нами, чтобы поделиться своими мыслями!

Топливный насос высокого давления — логика прямого впрыска

Топливный насос с непосредственным впрыском не может увеличить свою скорость независимо от двигателя, чтобы увеличить его мощность или давление, поэтому он должен контролировать объем сжимаемого топлива. Эта взаимосвязь делает топливные насосы высокого давления с непосредственным впрыском загадкой для некоторых техников и даже инженеров. Но как только вы поймете взаимосвязь между насосом и соленоидом управления, ваши диагностические навыки возрастут.

Топливные насосы высокого давления являются механическими и обычно приводятся в действие распределительным валом. Кулачок распределительного вала давит на толкатель или ролик, который перемещает поршень. Поршень в насосе имеет два цикла: всасывание и сжатие. Соленоид на стороне насоса контролирует, сколько топлива сжимается во время такта сжатия. Во время цикла всасывания соленоид позволяет топливу со стороны низкого давления топливной системы поступать в насос. Когда поршень начинает двигаться вверх, соленоид остается открытым. Топливо выталкивается в сторону низкого давления топливной системы, когда соленоид открыт. Когда соленоид закрыт, стороны низкого и высокого давления топливной системы изолированы.

Если нагрузка на двигатель низкая, соленоид дольше остается открытым и сжимается меньший объем топлива. Если к двигателю предъявляется высокая нагрузка, соленоид закроется раньше, и будет сжато большее количество топлива. Продолжительность времени, в течение которого соленоид открыт, определяет, сколько топлива достигает топливных форсунок.

Работа соленоида зависит от положения двигателя. ЭБУ и насос используют датчик положения распределительного вала, чтобы определить положение кулачка насоса на распределительном валу. Имея информацию о положении двигателя, он может точно рассчитать время срабатывания соленоида топливного насоса высокого давления.

Если вы подключите прицел к соленоиду, вы увидите сигнал «пик и фиксация», который будет меняться по мере изменения требований к двигателю. На канале B вы можете построить график датчика положения распределительного вала, чтобы понять расположение лепестка.

Что, если?
Питающий насос в баке также может работать как аварийный насос, если на некоторых двигателях выходит из строя насос высокого давления. Когда это произойдет, увеличится производительность подающего насоса, откроется соленоид на насосе высокого давления и изменится время открытия форсунок. Этот двигатель будет иметь ограниченную производительность. Если подающий насос слабый или неисправен, на некоторых автомобилях было замечено, что всасывание топливного насоса высокого давления может всасывать топливо из бака и поддерживать работу автомобиля, но с большой потерей мощности.

Основы диагностики GDI не сильно отличаются от обычных систем впрыска топлива. Эти системы впрыскивают нужное количество топлива непосредственно в цилиндр. Эти системы очень эффективны и способны подавать в цилиндр нужное количество топлива, поэтому топливо не тратится впустую, поскольку ему не нужно распылять его на заднюю часть впускного клапана.

На самом деле, поработав с несколькими системами GDI, вы можете обнаружить, что работать с ними стало легче из-за более жестких параметров долгосрочной и краткосрочной корректировки подачи топлива.

GDI производит больше лошадиных сил для данного объема двигателя. Стратегии диагностики аналогичны системам подвода топлива, но большинство из этих систем имеют дополнительный топливный насос, датчики давления и форсунки другого типа.

Когда форсунка находится в камере сгорания, штифт и седло форсунки находятся под экстремальным давлением. Чтобы преодолеть давление в цилиндре, источник давления топлива на форсунку может достигать 2000 фунтов на квадратный дюйм.

Насос в баке в системах GDI больше отвечает за объем, чем за давление. Топливо на этой стороне системы называется стороной низкого давления. Топливный насос на двигателе нагнетает топливо для форсунок высокого давления. Этот насос приводится в действие кулачком распределительного вала. Эта часть топливной системы называется стороной высокого давления.

Давление от топливного насоса высокого давления контролируется модулем управления силовым агрегатом (PCM) с помощью датчика и может регулироваться путем изменения объема топлива, поступающего на вход насоса. Хотя удельное давление варьируется в зависимости от транспортного средства, большинство насосов высокого давления способны создавать давление топлива не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм. Эти чрезвычайно высокие уровни давления топлива необходимы для преодоления давления сжатия и сгорания внутри цилиндра и для впрыска относительно большого объема топлива непосредственно в цилиндр за очень короткий промежуток времени.

Заводские и улучшенные сканирующие устройства могут контролировать датчики давления на верхней и нижней сторонах системы. Эту информацию можно использовать для диагностики состояния насосов на стороне низкого и высокого давления. Эти инструменты будут иметь параметры PID для этих компонентов как часть данных режима 6. Эти параметры могут сказать вам, каким должно быть давление в различных режимах работы.

Comments |0|