Плунжер-распределитель и линия высокого давления (ЛВД)

Основным элементом, создающим высокое давление топлива в ТНВД и распределяющим топливо по цилиндрам дизеля, является плунжер, который совершает возвратно-поступательное и вращательное движение по схеме:

двигатель -> вал ТНВД -> кулачковая шайба -> плунжер

Рис. Схема движения топлива в ТНВД: А — вход топлива в насос; В — выход топлива на слив; С — подача топлива к плунжеру; Д — выход топлива к форсунке; 1 — вал; 2 — кольцо с роликами; 3 — ролик; 4 — кулачковая шайба; 5 — пружина; 6 — плунжер

Путь топлива по насосу и элементы, обеспечивающие работу плунжера-распределителя, показаны на рисунке. Выступы кулачки кулачковой шайбы 4 находятся в постоянном контакте с роликами 3, установленными на осях в неподвижном кольце 2. При вращении кулачковой шайбы каждый кулачок, набегая на ролик, толкает плунжер вправо, а возвращение его в прежнее положение осуществляется двумя пружинами 5. Рисунок ниже содержит также более подробную спецификацию нагнетательного блока ТНВД. Количество кулачков на кулачковой шайбе, как и число штуцеров 2 линии высокого давления с нагнетательными клапанами 4, соответствует числу цилиндров двигателя, обычно четыре или шесть. Возвратные пружины плунжера кроме того препятствуют разрыву кинематической связи кулачок-ролик толкателя при больших ускорениях. Обеспечивая возвратно-поступательное движение плунжера, кулачковая шайба формой выступов-кулачков определяет также ход плунжера и скорость его перемещения и, следовательно, характеристику, давление и продолжительность впрыскивания. Все эти параметры, в свою очередь, определяются формой камеры сгорания и особенностями рабочего процесса данного дизеля и должны быть, таким образом, скоординированы. По этой причине для каждого типа дизеля рассчитывается лента профиля кулачков, которая «накладывается» на фронтальную поверхность кулачковой шайбы, установленной в ТНВД. Поэтому кулачковая шайба данного насоса является деталью невзаимозаменяемой, индивидуально соответствующей данному типу дизеля.

Рис. Схема перемещения плунжера: 1 — плунжер; 2 — корпус нагнетательного клапана; 3 — клапан-дроссель обратного хода (демпфирующий клапан); 4 — нагнетательный клапан; 5 — возвратная пружина; 6 — кулачковый диск; 7 — ролик; 8 — насос низкого давления; 9 — вал; 10 — кулачок; 11 — дозирующая муфта; 12 — наконечник рычага регулятора

Плунжер ТНВД создает высокое давление топлива и распределяет его по цилиндрам при осуществлении следующих функциональных этапов процесса топливоподачи: впуск топлива, активный ход плунжера и впрыскивание топлива (нагнетание), отсечка подачи, процесс закрытия нагнетательного клапана и разгрузка линии высокого давления.

Процессы впуска и нагнетания топлива иллюстрируются на рисунках а, б.

Рис. Схема процесса подачи топлива при впуске и нагнетании: а — впуск топлива; б — нагнетание топлива; 1 — плунжер; 2 — соленоид клапана выключения подачи; 3 — впускное отверстие; 4 — прорезь для впуска топлива; 5 — камера высокого давления; 6 — нагнетательный клапан; 7 — распределительный паз; 8 — канал подачи топлива к нагнетательному клапану

Для осуществления процесса топливоподачи в плунжере 1 выполнены впускные прорези и центральный канал для прохода топлива, распределительный паз 7 и канал для перетекания топлива (3 на следующем рисунке). Канал 8 служит для подачи топлива к нагнетательному клапану 6. В течение процесса впуска (рис. а) плунжер движется в сторону своей нижней мертвой точки (НМТ), при этом выходное отверстие впускного канала 3 совмещается в результате вращения плунжера с впускной прорезью 4, и топливо поступает в камеру высокого давления 5 и в центральный канал в плунжере. Процесс впуска заканчивается, когда отверстие впускного канала 3 перекрывается плунжером при его вращении, одновременно плунжер начинает перемещаться к ВМТ, сжимая топливо и осуществляя нагнетание. Когда распределительный паз 7 совмещается с каналом 8, топливо под высоким давлением поднимает нагнетательный клапан и поступает по топливопроводу высокого давления к форсунке, через которую впрыскивается в камеру сгорания дизеля.

Активный ход плунжера, определяющий цикловую подачу топлива, зависит от момента, когда канал отсечки подачи в плунжере (1 на рисунке ниже) выходит за пределы дозирующей муфты 2, и топливо из камеры высокого давления по центральному каналу и каналу 1 выходит во внутреннюю полость корпуса насоса, при этом давление подачи резко падает, и впрыскивание топлива прекращается, как это показано на рисунке б. После отсечки подачи топливо по каналу 3 перетекает из линии высокого давления во внутреннюю полость ТНВД, обеспечивая разгрузку ЛВД и быструю посадку нагнетательного клапана на седло. Этот процесс показан на рисунке б. Далее, при совершении вращательного и поступательного движений плунжера процесс топливоподачи повторяется по отношению к другим цилиндрам, в соответствии с порядком их работы. Положение дозирующей муфты насоса, определяющее активный ход плунжера и, следовательно, величину цикловой подачи, зависит от режима работы двигателя. На рисунках а, б показана схема действия антиреверсного механизма насоса VE. Если плунжер 1 вращается в нормальном направлении, то открывается впускное отверстие 2, позволяя топливу поступать во внутреннюю полость. Далее при движении плунжера к верхней мертвой точке (ВМТ). т.е. вправо на рисунке, происходит сжатие топлива с последующим впрыскиванием. Этот процесс был разобран выше.

Рис. Схема процессов отсечки и слива топлива из ЛВД: а — отсечной канал; б — слив топлива из ЛВД: 1 — канал отсечки подачи; 2 — дозатор (дозирующая муфта); 3 — канал перетекания топлива из ЛВД (линия высокого давления)

Если же коленчатый вал двигателя и, соответственно, плунжер начинают вращаться в обратном направлении, впускное отверстие открывается при ходе сжатия, заставляя топливо из полости высокого давления перетекать через впускной канал во внутреннюю полость корпуса насоса, как это показано на рисунке б. В этом случае давление топлива не может повышаться и, следовательно, впрыскивания топлива не происходит, и двигатель немедленно останавливается.

Рис. Схема защиты от обратного вращения: а — нормальное вращение; б — обратное вращение; 1 — плунжер; 2 — впускное отверстие

В плунжере некоторых моделей ТНВД VE выполнена кольцевая канавка 1, расположенная непосредственно за впускными прорезями 2, как показано на рисунке. В этом случае при работе насоса во время процесса впуска топливо заполняет объемы всех прорезей, в том числе и тех, в которых в данный момент не имеет место такт впуска. Таким образом, кольцевая канавка улучшает наполнение полости между плунжером и гильзой, что особенно важно для ТНВД. рассчитанных на высокие цикловые подачи топлива.

Рис. Плунжер с дополнительной кольцевой канавкой: 1 — кольцевая канавка; 2 — прорези для впуска топлива

Рассмотренные выше процессы топливоподачи в плунжере-распределителе целесообразно проанализировать с помощью комплексной схемы на рисунке ниже. На верхней схеме (рис. а) показан процесс впуска, когда плунжер 1 находится в НМТ. Затем осуществляется процесс сжатия и подачи топлива в линию высокого давления через распределительный паз 2 в плунжере (рис. б). Впускное отверстие при этом закрыто плунжером.

Конец активного хода определяется моментом открытия отверстий канала 6, т.е. положением дозирующей муфты (рис. в). Топливо при этом выходит во внутреннюю полость насоса и нагнетание прекращается. При дальнейшем повороте плунжера и движении к НМТ впускное отверстие совмещается с соответствующей прорезью в плунжере, и топливо поступает в камеру высокого давления и центральный канал (рис. г). Процесс формирования заряда топлива и последующего впрыскивания происходит в течение поворота плунжера на 90° в четырехцилиндровом дизеле, 72° в пятицилиндровом и на 60° в шестицилиндровом.

Рис. Фазы процесса топливоподачи: 1 — плунжер; 2 — прорезь распределительная; 3 — камера высокого давления; 4 — канал; 5 — дозирующая муфта; 6 — отверстие отсечки подачи

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (оцени первым)
Привод плунжеров ТНВД Кулачковые валы Конструкция кулачкового вала зависит от исполнения насоса (блочное или индивидуальное для каждого цилиндра). Кулачковые валы изготовляют цельными или составными. Цельные валы преимущественно выполняют для блочных топливных насосов, а составные — для дизелей с индивидуальными топливн...
Система топливоподачи с ТНВД Lucas DPS Производством роторных ТНВД распределительного типа DPA, DPC и DPS и ТНВД с электронным управлением EPIC занимается фирма Lucas CAV (Англия). Роторные распределительные ТНВД фирмы Lucas CAV  широко используются для дизелей легковых автомо­билей, микроавтобусов и лёгких грузовиков рабочим объёмом до ...
Общее устройство ТНВД Lucas (Лукас) DPS Общий вид топливного насоса высокого давления Lucas DPC показан на первом рисунке, а его схема в разрезе на втором: Рис. Общий вид Lucas DPC: 1 – ступица привода; 2 – рычаг регулятора частоты вращения; 3 – рычаг холостого хода; 4 – пружина регулятора частоты вращения; 5 – автомат опережения вп...
✪Устройство автомобиля Авто⚡сайт №❶
Google+ ()