Поступление топлива под низким давлением в дизельном двигателе

Система низкого давления

Система низкого давления в системе впрыска топлива с распределительным насосом включает в себя топливный бак, топливопроводы, топливный фильтр, топливоподающий лопастной насос, клапан управления давлением (2) и ограничитель перетока топлива (7).

Рис. 1. Приводной вал; 3. Эксцентрическое кольцо; 4. Упорное кольцо; 5. Привод регулятора; 6. Подводки (выступы) приводного вала; 8. Корпус насоса.

Топливоподающий лопастной насос втягивает топливо из топливного бака. Он подает приблизительно постоянный поток топлива за один оборот во внутреннюю часть ТНВД. Клапан управления давлением устанавливается для обеспечения того, чтобы определенное давление внутри ТНВД поддерживалось в зависимости от оборотов топливоподаюшего насоса. Пользуясь этим клапаном, возможно установить определенное давление для данного числа оборотов. Внутреннее давление насоса затем увеличивается пропорционально оборотам (другими словами, чем выше обороты насоса, тем выше внутреннее давление в насосе). Некоторое количество топлива протекает через клапан регулировки давления и возвращается к подающей стороне. Некоторое количество топлива также протекает через ограничитель перетока и обратно в топливный бак, чтобы обеспечить охлаждение и самовентиляцию ТНВД. Клапан перетока может быть установлен вместо ограничителя перетока.

Конфигурация топливопровода

Для эффективной работы ТНВД необходимо, чтобы его система высокого давления постоянно обеспечивалась топливом под давлением и без пузырьков воздуха Обычно в случае легковых автомобилей и легких грузовиков разница по высоте между топливным баком и деталями системы впрыска незначительна. Более того, топливопроводы не слишком длинные и имеют соответствующие внутренние диаметры. В результате этого топливоподающий насос в ТНВД достаточен для вытягивания топлива из топливного бака и для создания нужного давления внутри ТНВД.

В таких случаях когда разница по высоте между топ-ливным баком и ТНВД велика, а ТНВД велик и (или) топливо-провод между баком и насоссм слишком длинный, необходимо установить дополнительный насос Это помогает преодолеть сопротивления в топливопроводе и в топливном фильтре. В стационарных двигателях в основном используется подача топлива самотеком.

Топливный бак

Топливный бак должен быть из коррозионостойкого материала и не иметь утечек при двойном рабочем давлении и. в некоторых случаях, при 0,3 бар. Должно быть обеспечено своевременное открывание или предохранительные клапаны или принять побочные меры для обеспечение стравливания избыточного давления. Топливо не должно вытекать через крышку бака или через устройства компенсации давления. Это справедливо, когда автомобиль подвергается небольшим механическим воздействиям, например, при поворотах или при остановке или движение по пересеченной местности. Топливный бак и двигатель должны быть отделены друг от друга настолько, чтобы в случае аварии не было опасности возгорания. Более того, для автомобилей с открытым кузовом, тракторов и автобусов нужно учитывать специальные правила, касающиеся высоты топливного бака и его защиты.

Топливопроводы

Как альтернатива стальным трубкам, для топливопроводов низкого давления могут быть использованы огнеустойчивые армированные сталью гибкие трубки. Они должны проходить так, чтобы обеспечить невозможность их механического повреждения, а топливо, которое сконденсировалось или испарилось не должно иметь возможности скопления или воспламенения.

Топливный фильтр

Система (контур) высокого давления ТНВД и форсунки изготавливаются с точностью в несколько тысячных долей миллиметра. Это означает, что загрязнения в топливе могут привести к поломкам. Неэффективная фильтрация может стать причиной повреждения деталей ТНВД, нагнетательных клапанов и форсунок. Это значит, что топливный фильтр, специально отвечающий требованиям системы впрыска, чрезвычайно важен для надежной и длительной работы системы впрыска топлива. Топливо может содержать воду в связанной форме (эмульсия) или в свободном виде (конденсация из-за изменения температуры). Если вода попадет в ТНВД, то могут образоваться коррозионные повреждения. В связи с этим распределительные насосы должны быть оснащены топливным фильтром с водосборником, из которого вода должна регулярно сливаться. Возрастающая популярность дизельных двигателей в легковых автомобилях привела к необходимости создания автоматических устройств контроля наличия воды и индикаций с помощью контрольной лампы необходимости слива воды.

Топливоподающий лопастной насос

Рис. Топливоподающий лопастной насос: 1 — вход; 2 — выход

Лопастной насос расположен вокруг приводного вала ТНВД. Его рабочий диск концентричен с валом и соединен с ним шпонкой и вращается внутри эксцентричного кольца, укрепленного в корпусе насоса.

Когда приводной вал вращается, центробежная сила прижимает четыре лопасти диска наружу к внутренней части эксцентричного кольца. Топливо между внутренними сторонами лопастей и диском служит для опоры наружного перемещения лопастей. Топливо проходит через канал поступления и выемку в форме почки в корпусе насоса и заполняет пространство, образуемое рабочим диском, лопастью и внутренней стороной эксцентричного кольца. Вращательное движение приводит к тому, что топливо между соседними лопастями нагнетается в верхнюю (выходную) выемку в форме почки и через канал во внутреннюю часть ТНВД. В то же самое время некоторое количество топлива протекает через второй канал к клапану управления давлением.

Клапан управления давлением

Рис. Клапан управления давлением

Клапан управления давлением соединяется через канал с верхней (выходной) выемкой почки и крепится в промежуточной области топливоподающего насоса. Это подпружиненный цилиндрический клапан, с помощью которого внутреннее давление в ТНВД может изменяться в зависимости от количества подаваемого топлива. Если давление топлива возрастет выше заданного значения, то сердечник клапана открывает возвратный канал так, что топливо может протекать обратно к впускной стороне топливоподающего насоса. Если давление топлива слишком низкое, то возвратный канал закрывается пружиной. Начальное усилие пружины может быть отрегулировано для установки давления открывания клапана.

Ограничитель перетока

Рис. Ограничитель перетока

Ограничитель перетока вкручен в крышку регулятора ТНВД и соединяется с внутренней частью ТНВД. Он позволяет изменяемому количеству топлива возвращаться в топливный бак через узкий канал. Для этого топлива ограничитель соответствует сопротивлению потока, которое помогает в поддержании давления внутри ТНВД. Так как точно определенное давление внутри ТНВД необходимо в зависимости от оборотов насоса, то ограничитель перетока и клапан управления потоком точно подбираются друг к другу.