Паливний насос високого тиску рядного типу
Паливний насос високого тиску (ПНВТ) є одним із найвідповідальніших агрегатів дизельного двигуна. Від точності цого роботи залежать потужність, економічність і надійність роботи дизеля.
Призначення паливного насоса високого тиску
Паливний насос високого тиску (ПНВТ) призначений для створення високого тиску дизельного палива, точного дозування його кількості та своєчасної подачі до форсунок відповідно до порядку роботи циліндрів двигуна. Завдяки цьому забезпечуються ефективне сумішоутворення, повне згоряння палива та економічна робота дизеля.
Створення високого тиску
Плунжерні пари стискають дизельне паливо до тиску, необхідного для його впорскування через форсунки в камеру згоряння.
Точне дозування палива
Насос подає до кожного циліндра строго визначену кількість палива залежно від режиму роботи двигуна та положення органів керування.
Своєчасна подача
ПНВТ забезпечує подачу палива до кожної форсунки у потрібний момент відповідно до порядку роботи циліндрів двигуна.
Будова паливного насоса високого тиску
Рядний паливний насос високого тиску складається з окремих плунжерних секцій, кількість яких відповідає кількості циліндрів двигуна. Кожна секція створює високий тиск палива та подає його до відповідної форсунки. Усі секції об'єднані в одному корпусі й приводяться в дію спільним кулачковим валом.
Будова паливного насоса високого тиску рядного типу
1 – корпус насоса; 2 – гвинт фіксації штовхача; 3 – плунжерна пара; 4 – нагнітальний клапан; 5 – пружина; 6 – перепускний клапан; 7 – поворотна втулка; 8 – установчий фланець; 9 – нижня тарілка; 10 – плита; 11 – рейка; 12 – пружина плунжера; 13 – втулка рейки; 14 – верхня тарілка; 15 – штуцер; 16 – кульковий підшипник; 17 – кулачковий вал; 18 – стакан; 19 – зубчастий вінець; 20 – штовхач; 21 – сальник ущільнення кулачкового вала; 22 – шліцьова втулка.
Привод паливного насоса високого тиску
Паливний насос високого тиску приводиться в дію від колінчастого вала двигуна через зубчасту передачу механізму газорозподілу. Частота обертання кулачкового вала ПНВТ у чотиритактному дизельному двигуні становить половину частоти обертання колінчастого вала, що забезпечує подачу палива один раз за робочий цикл кожного циліндра.
Для правильної роботи двигуна паливний насос установлюють за спеціальними мітками на шестернях або за допомогою регулювальної муфти. Це забезпечує впорскування палива в точно визначений момент, відповідно до фаз роботи двигуна.
Привод паливного насоса високого тиску
Паливний насос високого тиску встановлюють на двигун так, щоб початок упорскування палива відбувався за певний кут до приходу поршня у верхню мертву точку наприкінці такту стискання. Для цього застосовують шліцеву шайбу 2, що з'єднує шестерню приводу 1 зі шліцевою втулкою 4 кулачкового вала паливного насоса.
Отвори в шестерні та шліцьовій шайбі 2 виконані так, що можна поєднати лише дві протилежні пари отворів. Після послаблення болтів кріплення 3 шайбу можна повернути відносно шестерні до суміщення наступної пари отворів, а потім знову затягнути болти. При повороті шліцьової шайби за ходом годинникової стрілки момент початку подачі палива до форсунки настає на 3° раніше, а при повороті проти ходу годинникової стрілки — кут випередження впорскування відповідно зменшується на 3°.
Важливо! Правильно відрегульований кут випередження впорскування забезпечує повніше згоряння палива, підвищує потужність і економічність двигуна, а також зменшує димність і токсичність відпрацьованих газів. Надто раннє впорскування спричиняє жорстку роботу двигуна, а надто пізнє — призводить до зниження потужності, збільшення витрати палива та появи чорного диму з випускної труби.
Будова насосної секції
Насосна секція є основною робочою частиною рядного паливного насоса високого тиску. Кожна секція обслуговує один циліндр двигуна та створює високий тиск, необхідний для впорскування дизельного палива через форсунку. Кількість насосних секцій відповідає кількості циліндрів двигуна.
Будова насосної секції рядного ПНВТ
1 – сідло нагнітального клапана;
2 – прокладка;
3 – нагнітальний клапан;
4 – штуцер;
5 – пружина;
6 – стяжний гвинт;
7 – верхня тарілка;
8 – поворотна втулка;
9 – регулювальний болт з контргайкою;
10 – пружина плунжера;
11 – нижня тарілка;
12 – ролик;
13 – вісь ролика;
14 – втулка ролика;
15 – корпус ролика;
16 – плунжер;
17 – втулка плунжера;
18 – зубчастий вінець.
| Елемент | Призначення |
|---|---|
| Корпус | Об'єднує всі механізми насоса, забезпечує їх правильне взаємне розташування та захищає від зовнішніх впливів. |
| Кулачковий вал | Передає обертання від двигуна та забезпечує зворотно-поступальний рух плунжерів. |
| Плунжерна пара | Створює високий тиск дизельного палива перед його подачею до форсунки. |
| Нагнітальний клапан | Запобігає зворотному руху палива після завершення нагнітання. |
| Пружина плунжера | Повертає плунжер у вихідне положення після проходження кулачка. |
| Штовхач | Передає рух від кулачкового вала до плунжера. |
| Зубчаста рейка | Одночасно повертає всі плунжери, змінюючи кількість палива, що подається до циліндрів. |
| Штуцери високого тиску | З'єднують насос із паливопроводами високого тиску та форсунками. |
Принцип роботи паливного насосної секціїї рідного ПНВТ
Робота насосної секції рядного ПНВТ ґрунтується на зворотно-поступальному русі плунжера в гільзі. Під час обертання кулачкового вала кулачок піднімає штовхач і плунжер. Паливо стискається до дуже високого тиску, відкривається нагнітальний клапан і воно надходить через паливопровід високого тиску до форсунки. Після проходження вершини кулачка плунжер опускається під дією пружини, а секція знову заповнюється паливом.
1. Наповнення насосної секції паливом
Коли кулачок не тисне на штовхач, плунжер 1 під дією пружини опускається вниз. У цей момент через відкрите впускне вікно 3 у втулці 2 в порожнину над плунжером із паливного каналу 4 надходить дизельне паливо.
2. Стискання палива та подача до форсунки
Під час руху плунжера вгору впускне вікно перекривається, паливо стискається, а його тиск швидко зростає. Коли тиск перевищує силу пружини 5, нагнітальний клапан 6 відкривається, і паливо надходить до форсунки.
3. Припинення подачі палива
Коли гвинтова кромка плунжера відкриває перепускне вікно 9 у гільзі, паливо перетікає в канал 8 головки насоса. Тиск різко знижується, нагнітальний клапан притискаючись до сідла 7 закривається, і подача палива до форсунки припиняється.
Регулювання кількості палива
На відміну від бензинових двигунів, потужність дизеля регулюється не кількістю повітря, а кількістю палива, що подається до циліндрів. У рядному паливному насосі високого тиску це здійснюється поворотом плунжера навколо своєї осі за допомогою зубчастої рейки. При цьому змінюється момент відкриття перепускного вікна, а отже — і кількість палива, що нагнітається до форсунки.
Мінімальна подача
Після невеликого підйому плунжера коса кромка швидко відкриває перепускне вікно. Тиск різко знижується, тому до форсунки надходить невелика кількість палива.
Середня подача
При повороті плунжера перепускне вікно відкривається пізніше, тому нагнітання триває довше, а кількість упорснутого палива збільшується.
Максимальна подача
Перепускне вікно відкривається наприкінці ходу плунжера. Паливо нагнітається найдовше, тому його циклова подача є максимальною.
Важливо! Поворот плунжера не змінює хід плунжера або створюваний тиск. Змінюється лише тривалість нагнітання палива, а отже — його кількість, що надходить до форсунки за один цикл.
Регулятор частоти обертання
Під час роботи двигуна навантаження постійно змінюється. Щоб підтримувати необхідну частоту обертання колінчастого вала, паливний насос обладнують механічним всережимним регулятором. Він автоматично змінює положення зубчастої рейки, збільшуючи або зменшуючи подачу палива залежно від навантаження на двигун.
Будова механічного всережимного регулятора
1 - кулачковий вал;
2 - маточина;
3 - спіральна пружина;
4 - важіль управління;
5 - спускний затор;
6 - відцентровий тягарець;
7 - муфта;
8 - ролик;
9 - проміжний важіль;
10 - з'єднувальний болт;
11 - болт номіналу;
12 - коректор;
13 - гвинт припинення подання палива;
14 - основний важіль;
15 - пружина збагачувача;
16 - пружина регулятора;
17 - важіль;
18 - зубчаста рейка насоса;
19 - гвинт максимальних оборотів;
20 - пробка контрольного отвору.
| Елемент | Призначення |
|---|---|
| Відцентрові тягарці | Реагують на зміну частоти обертання та переміщуються під дією відцентрової сили. |
| Муфта регулятора | Передає переміщення від вантажів до системи важелів. |
| Система важелів | Передає рух до зубчастої рейки паливного насоса. |
| Пружина регулятора | Урівноважує дію відцентрової сили та визначає режим роботи двигуна. |
| Зубчаста рейка | Повертає плунжери, змінюючи циклову подачу палива. |
Принцип роботи регулятора частоти обертання
Під час роботи двигуна відцентрові тягарці регулятора постійно обертаються разом із кулачковим валом паливного насоса. Зі зміною частоти обертання змінюється відцентрова сила, що діє на тягарці. Через систему важелів вона переміщує зубчасту рейку паливного насоса, автоматично збільшуючи або зменшуючи подачу палива.
Запуск двигуна
Під час запуску частота обертання кулачкового вала невелика, тому відцентрова сила, що діє на тягарці, незначна. Під дією пружини регулятора рейка встановлюється в положення максимальної подачі палива, що полегшує запуск двигуна.
Нормальна робота під навантаженням
Під час роботи двигуна відцентрова сила тягарців урівноважується силою пружини регулятора. У такому положенні рейка підтримує необхідну подачу палива, забезпечуючи сталі оберти двигуна.
Короткочасне перевантаження
При збільшенні навантаження частота обертання двигуна зменшується, тому відцентрова сила тягарців слабшає. Пружина переміщує рейку в бік збільшення подачі палива, що сприяє відновленню необхідної частоти обертання.
Максимальні холості оберти
Зі збільшенням частоти обертання відцентрова сила тягарців зростає. Вони розходяться, стискають пружину регулятора та переміщують рейку в бік зменшення подачі палива, не допускаючи перевищення максимальної частоти обертання.
Зупинка двигуна
Під час вимикання двигуна важіль керування переводить рейку в положення повного припинення подачі палива. Незалежно від положення тягарців паливо перестає надходити до форсунок, і двигун зупиняється.
Переваги та недоліки рядного ПНВТ
Висока надійність
Міцна конструкція забезпечує тривалий ресурс роботи навіть у важких умовах експлуатації.
Ремонтопридатність
Більшість деталей можна замінити або відремонтувати без заміни всього агрегату.
Точне дозування
Плунжерні секції забезпечують рівномірну подачу палива до кожного циліндра двигуна.
Великі габарити
Через окрему плунжерну секцію для кожного циліндра насос має значні розміри та масу.
Високі вимоги до палива
Навіть незначне забруднення або вода можуть спричинити прискорене зношування плунжерних пар.
Складність регулювання
Для правильної роботи необхідне точне регулювання подачі палива та кута випередження впорскування.
Цікаво знати
Мікронна точність
Зазор між плунжером і гільзою становить лише кілька мікрометрів, тому плунжерна пара виготовляється з дуже високою точністю.
Паливо як мастило
Дизельне паливо не лише передає тиск, а й змащує плунжерні пари, зменшуючи їх зношування.
Довговічність
За умови використання якісного палива та своєчасної заміни фільтрів рядний ПНВТ може працювати десятки тисяч мотогодин.
Навчальні відео
Паливний насос високого тиску
Інтерактивний тест для самоперевірки
Дайте відповіді на запитання та перевірте, наскільки добре ви засвоїли знання про рядня паливні насоси високого тиску дизельних двигунів.
Реєстрація користувача
1. Для чого призначений паливний насос високого тиску?
2. Скільки насосних секцій має рядний ПНВТ?
3. Який елемнт створює високий тиск палива в насосній секції?
4. Що відбувається під час руху плунжера вниз?
5. Яка деталь змінює циклову подачу палива?
6. Для чого призначений нагнітальний клапан насосоної секції ПНВТ?
7. Яке призначення зубчастої рейки ПНВТ?
8. За рахунок чого працює механічний регулятор частоти обертання?
9. Що відбувається з відцентровими тягарцями при збільшенні частоти обертання двигуна?
10. Як зупиняють дизельний двигун із механічним рядним ПНВТ?
Студент: —
Заклад: —
Група: —
Результати тестування
Тема. Паливний насос високого тиску рядного типу
Правильних відповідей: 0 з 10