Паливний насос високого тиску системи Common Rail
У цій темі розглянуто будову та принцип роботи паливного насоса високого тиску системи Common Rail, його роль у створенні тиску палива та особливості взаємодії з іншими елементами системи.
Місце паливного насоса високого тиску в системі Common Rail
Паливний насос високого тиску є одним з основних елементів системи живлення Common Rail. Він розташований між паливним фільтром тонкого очищення та паливною рампою і створює високий тиск палива, необхідний для роботи електронно керованих форсунок.
Щоб краще зрозуміти призначення насоса, розглянемо загальну будову системи Common Rail та місце, яке він займає в ній.
Основні елементи системи Common Rail
1 - паливний бак;
2 - паливопідкачувальний насос;
3 - фільтр тонкого очищення палива;
4 - паливний насос високого тиску;
5 - паливна рампа (акумулятор високого тиску);
6 - датчик тиску палива;
7 - регулятор тиску палива;
8 - форсунка;
9 - електронний блок керування двигуном (ECU).
| Елемент | Призначення |
|---|---|
| Паливний бак | Призначений для зберігання запасу дизельного палива та подачі його до системи живлення. |
| Паливопідкачувальний насос | Забезпечує подачу палива з бака через паливний фільтр до паливного насоса високого тиску. |
| Фільтр тонкого очищення палива | Очищає паливо від дрібних механічних домішок і води перед його надходженням до паливного насоса високого тиску. |
| Паливний насос високого тиску (ПНВТ) | Стискає паливо до високого тиску та безперервно подає його до паливної рампи. |
| Паливна рампа (акумулятор високого тиску) | Акумулює паливо під високим тиском, підтримує його стабільний тиск і рівномірно розподіляє паливо між форсунками. |
| Датчик тиску палива | Вимірює тиск палива в паливній рампі та передає інформацію до електронного блока керування двигуном. |
| Регулятор тиску палива | Підтримує необхідний тиск палива в паливній рампі за командами електронного блока керування двигуном. |
| Форсунка | Впорскує точно дозовану кількість палива в камеру згоряння за сигналом електронного блока керування двигуном. |
| Електронний блок керування двигуном (ECU) | Обробляє сигнали датчиків і керує роботою системи Common Rail, забезпечуючи оптимальний режим упорскування палива. |
У системі Common Rail паливопідкачувальний насос може бути механічним (вбудованим у корпус паливного насоса високого тиску) або електричним (розташованим у паливному баку чи поруч із ним). В обох випадках він забезпечує безперервну подачу палива через фільтр до ПНВТ під невеликим тиском.
Функції створення високого тиску та впорскування палива розділені. Паливний насос високого тиску лише створює необхідний тиск у паливній рампі, а момент і тривалість упорскування визначає електронний блок керування, який керує роботою форсунок.
Призначення паливного насоса високого тиску системи Common Rail
Паливний насос високого тиску (ПНВТ) системи Common Rail призначений для створення високого тиску дизельного палива та його безперервної подачі до паливної рампи (акумулятора високого тиску). На відміну від класичних рядних і розподільних насосів, він не визначає момент упорскування та не розподіляє паливо між циліндрами.
Основним завданням насоса є підтримання необхідного тиску палива в рампі, а момент і тривалість упорскування визначаються електронним блоком керування двигуном через електромагнітні або п'єзоелектричні форсунки.
Будова паливного насоса високого тиску системи Common Rail
Конструкція насосів різних виробників може дещо відрізнятися, однак більшість сучасних ПНВТ системи Common Rail мають однакові основні вузли.
Будова паливного насоса високого тиску системи Common Rail
1 — приводний вал;
2 — ексцентриковий кулачок;
3 — штовхач;
4 — плунжер;
5 — надплунжерна порожнина;
6 — впускні клапани;
7 — нагнітальні клапани;
8 — клапан регулювання тиску;
9 — підведення палива;
10 — подача палива до паливної рампи;
11 — зворотній злив палива.
| Елемент | Призначення |
|---|---|
| Приводний вал | Передає обертання від двигуна до механізму насоса. |
| Ексцентриковий кулачок | Перетворює обертальний рух у зворотно-поступальний рух плунжерів. |
| Плунжери | Стискають паливо до високого тиску. |
| Впускний клапан | Пропускає паливо до надплунжерної порожнини. |
| Нагнітальний клапан | Подає паливо до паливної рампи. |
| Клапан регулювання тиску | Регулює кількість палива, що надходить до насосних секцій. |
Принцип роботи паливного насоса високого тиску системи Common Rail
Паливний насос високого тиску системи Common Rail працює безперервно, підтримуючи необхідний тиск у паливній рампі незалежно від моменту впорскування. Електронний блок керування двигуном регулює кількість палива, що надходить до насоса, а форсунки отримують паливо безпосередньо з рампи.
I — Заповнення паливом
Паливопідкачувальний насос подає очищене дизельне паливо до ПНВТ. Під час руху плунжера вниз через відкрити впускний клапан надплунжерна порожнина заповнюється паливом. Нагнітальний клапан закритий.
II — Створення високого тиску
Кулачковий вал переміщує плунжер угору. Паливо стискається, тиск різко зростає, після чого відкривається нагнітальний клапан і паливо надходить до паливної рампи. Впускний клапан закритий.
Після завершення ходу плунжера нагнітальний клапан закривається.
Насос продовжує циклічно подавати паливо, підтримуючи необхідний тиск у паливній рампі, а електронний блок керування регулює продуктивність насоса залежно від режиму роботи двигуна.
Особливості роботи паливного насоса системи Common Rail
Постійне створення тиску
Насос постійно підтримує високий тиск у паливній рампі незалежно від того, коли відбувається впорскування палива.
Електронне керування
Кількість палива, що стискається насосом, регулюється електромагнітним дозувальним клапаном за командами електронного блока керування двигуном.
Відсутність механічного розподілу
Насос не розподіляє паливо між окремими циліндрами. Цю функцію виконують електронно керовані форсунки.
Відмінності ПНВТ системи Common Rail від класичних паливних насосів
| Класичний ПНВТ | ПНВТ Common Rail |
|---|---|
| Створює високий тиск і визначає момент упорскування. | Лише створює високий тиск у паливній рампі. |
| Механічно дозує паливо. | Кількість палива визначає електронний блок керування. |
| Подає паливо безпосередньо до форсунок. | Подає паливо до спільної паливної рампи. |
| Механічно пов'язаний із моментом упорскування. | Працює незалежно від моменту відкриття форсунок. |
| Менший робочий тиск. | Працює при значно вищому тиску — до 2500 бар і більше. |
Переваги та недоліки
| Переваги | Недоліки |
|---|---|
| Створює дуже високий тиск упорскування. | Висока вартість виготовлення та ремонту. |
| Забезпечує точне дозування палива. | Дуже високі вимоги до чистоти дизельного палива. |
| Сприяє повнішому згорянню палива. | Складна електронна система керування. |
| Зменшує витрату палива та токсичність відпрацьованих газів. | Чутливість до потрапляння води та механічних домішок у паливо. |
Застосування паливних насосів високого тиску системи Common Rail
Паливні насоси високого тиску системи Common Rail сьогодні застосовуються практично на всіх сучасних дизельних двигунах тракторів, автомобілів, комбайнів, будівельної та дорожньої техніки. Вони забезпечують високу економічність, екологічність і стабільну роботу двигуна в широкому діапазоні навантажень.
Bosch
Один із найбільших виробників паливної апаратури Common Rail. Насоси Bosch встановлюються на двигунах багатьох виробників тракторів і автомобілів.
Denso
Японський виробник паливної апаратури, продукція якого широко застосовується на техніці Kubota, Toyota, Hino та інших виробників.
Delphi
Насоси цього виробника використовуються на багатьох дизельних двигунах європейської сільськогосподарської та автомобільної техніки.
Stanadyne
Виробляє сучасні паливні насоси високого тиску для дизельних двигунів малої та середньої потужності.
Цікаво знати
У сучасних дизельних двигунах тиск, який створює паливний насос високого тиску системи Common Rail, може перевищувати 2500 бар. Це приблизно у 1700 разів більше, ніж атмосферний тиск.
Саме завдяки високому тиску паливо розпилюється на надзвичайно дрібні краплини, що забезпечує швидке змішування з повітрям, повніше згоряння, збільшення потужності двигуна та зменшення витрати палива.
Навчальні відео
Система живлення Common Rail
Візуалізація роботи ПНВТ системи Common Rail
ПНВТ DELPHI системи Common Rail
Інтерактивний тест для самоперевірки
Дайте відповіді на запитання та перевірте, наскільки добре ви засвоїли матеріал про паливний насос високого тиску системи Common Rail.
Реєстрація користувача
1. Яке основне призначення паливного насоса високого тиску системи Common Rail?
2. Від якого елемента паливної системи Common Rail паливо надходить до форсунок під високим тиском?
3. Який елемент безпосередньо створює високий тиск палива в насосі?
4. Що визначає момент упорскування палива в системі Common Rail?
5. Для чого призначений клапан регулювання тиску паливного насоса?
6. Який механізм приводить плунжери паливного насоса в рух?
7. Яка головна відмінність ПНВТ системи Common Rail від класичного паливного насоса?
8. Чому паливо в системі Common Rail добре розпилюється?
9. Яка з перелічених переваг характерна для системи Common Rail?
10. Який тиск можуть створювати сучасні паливні насоси високого тиску системи Common Rail?
Студент: —
Заклад: —
Група: —
Результати тестування
Правильних відповідей: 0 з 10