Паливний насос високого тиску розподільного типу
Конструкція та принцип роботи паливного насоса високого тиску розподільного типу: подавання палива до циліндрів, створення необхідного тиску та керування моментом упорскування.
Призначення паливного насоса високого тиску розподільного типу
Паливний насос високого тиску (ПНВТ) розподільного типу призначений для створення високого тиску дизельного палива, дозування його кількості, подачі до форсунок у визначений момент та рівномірного розподілу між усіма циліндрами двигуна відповідно до порядку їх роботи.
На відміну від рядного паливного насоса високого тиску, у розподільному насосі одна або кілька насосних секцій почергово подають паливо до всіх циліндрів двигуна через розподільний механізм.
Будова паливного насоса високого тиску розподільного типу
Основною особливістю ПНВТ розподільного типу є поєднання однієї насосної секції з механізмом, який почергово розподіляє паливо до всіх форсунок. Це дозволило значно зменшити масу, габарити та кількість деталей порівняно з рядним паливним насосом високого тиску.
Будова двосекціного паливного насоса високого тиску розподільного типу НД-22/6
1 - насосна секція;
2 - паливопровід високого тиску;
3 - розподільна головка;
4 - проміжна шестерня;
5 - всережимний регулятор;
6 - корпус;
7 - кришка;
8 - коректор регулятора;
9 - корпус приводу тахоспідометра;
10 - вал приводу паливопідкачувального насоса;
11 - ведуча шестерня приводу регулятора;
12 - кулачковий вал;
13 - отвір для зливу масла з насоса (при автономному мащені);
14 - фланець насоса;
15 - муфта автоматичного випередження упорскування палива.
Маркування НД-22/6 означає: НД — насос дизельний; 22 — позначення типу (модифікації) насоса; при цьому друга цифра 2 вказує на двосекційне виконання; 6 — насос призначений для шестициліндрового дизеля.
| Елемент | Призначення |
|---|---|
| Корпус | Служить основою для розміщення всіх деталей паливного насоса. |
| Кулачковий вал | Забезпечує зворотно-поступальний рух плунжера насосної секції. |
| Плунжерна пара | Створює високий тиск дизельного палива. |
| Розподільна головка | Почергово спрямовує паливо до форсунок усіх циліндрів. |
| Муфта автоматичного випередження упорскування палива | Автоматично змінює момент початку впорскування залежно від частоти обертання двигуна. |
| Всережимний регулятор | Автоматично підтримує задану частоту обертання двигуна, змінюючи подачу палива. |
Особливості конструкції
Одна насосна секція на кілка циліндрів
Один плунжер почергово створює високий тиск і подає паливо до форсунок кількох циліндрів відповідно до порядку їх роботи.
Розподільна головка
Під час обертання ротора паливо послідовно надходить до штуцерів, з'єднаних із форсунками окремих циліндрів.
Компактна конструкція
Менші маса, габарити та кількість деталей порівняно з рядним ПНВТ забезпечують простіше встановлення на двигуні.
Будова насосної секції
Насосна секція є основною робочою частиною паливного насоса високого тиску розподільного типу. На відміну від рядного ПНВТ, у якому кожен циліндр має окрему насосну секцію, тут використовується лише одна плунжерна пара, яка почергово подає паливо до всіх циліндрів двигуна.
Будова насосної секції паливного насоса високого тиску розподільного типу
1 - штуцер;
2 - головка насоса;
3 - впускний отвір;
4 - гільза плунжера
5 - плунжер;
6 - проміжна шестерня;
7 - зубчаста втулка:
8 - пружина;
9 - кулачок;
10 - штовхач;
11 - болт штовхача;
12 - важіль повідця дозатора;
13 - дозатор;
14 - нагнітальний канал;
15 - зворотний клапан
16 - нагнітальний клапан;
17 - упор нагнітального клапана.
Принцип роботи насосної секції
За один цикл роботи насосна секція проходить три основні етапи: наповнення паливом, створення високого тиску та розподіл палива між форсунками, а також припинення подачі палива.
І - Наповнення паливом
При опусканні плунжера 3 у гільзі 4 утворюється розрідження. Паливо через штуцер 1 та впускний отвір 2 заповнює надплунжерний простір гільзи.
ІІ - Створення тиску та нагнітання палива
При підйомі плунжера паливо стискається І тиск у надплунжерному просторі зростає. Коли тиск перевищує зусилля пружини нагнітального клапана 5» він відкривається» і паливо через розподільний канал 6 надходить до розподільника насоса.
ІІІ - Припинення подачі палива
Після проходження відсічного отвору 9 плунжер починає перекривати його. Подача палива до розподільника припиняється. Тиск у магістралі сприяє закриттю нагнітального клапана 5, а зворотний клапан 7 запобігає витіканню палива назад у секцію. Надплунжерний простір сполучається з порожниною гільзи через дозатор 8, тиск різко падає і паливо знову заповнює простір над плунжером. Секція готова до наступного циклу.
Принцип розподілу палива між циліндрами
Під час обертання приводного вала плунжер одночасно здійснює зворотно-поступальний і обертальний рух. Під час нагнітання розподільний канал плунжера почергово з'єднується зі штуцерами, що ведуть до форсунок окремих циліндрів. У результаті одна насосна секція послідовно забезпечує паливом усі циліндри двигуна відповідно до порядку їх роботи.
Послідовність розподілу палива між циліндрами
Під час обертання приводного вала плунжер одночасно здійснює зворотно-поступальний і обертальний рух. Під час нагнітання розподільний канал плунжера почергово з'єднується зі штуцерами, що ведуть до форсунок окремих циліндрів. У результаті одна насосна секція послідовно забезпечує паливом усі циліндри двигуна відповідно до порядку їх роботи.
Автоматична муфта випередження впорскування палива
У більшості паливних насосів високого тиску розподільного типу встановлюється автоматична муфта випередження впорскування. Вона змінює момент початку подачі палива залежно від частоти обертання колінчастого вала двигуна.
Автоматична муфта випередження впорскування палива
а - муфта у зборі;
6 - деталі муфти:
1 - ведуча напівмуфта;
2 - ущільнювальне кільце;
3 - самопідтискний сальник;
4 - корпус муфти;
5 - ведена напівмуфта;
6 - тягарці;
7 - пружина;
8 - вісь;
9 - упорний палець;
10 - шип;
11 - криволінійна поверхня тягарця.
Із підвищенням частоти обертання паливо необхідно впорскувати трохи раніше, оскільки процес його займання потребує певного часу. Автоматична муфта випередження впорскування повертає кулачковий вал на невеликий кут відносно приводного вала, завдяки чому початок впорскування відбувається раніше.
Регулятор частоти обертання
Паливні насоси високого тиску розподільного типу також обладнуються всережимними механічними або електронними регуляторами частоти обертання. Вони автоматично змінюють подачу палива залежно від навантаження на двигун та підтримують задану частоту обертання колінчастого вала.
За принципом роботи механічний регулятор подібний до регулятора рядного ПНВТ. Він використовує відцентрові тягарці, систему важелів та пружини, які автоматично змінюють положення дозувального механізму залежно від частоти обертання двигуна.
Збільшення частоти обертання двигуна
Коли навантаження на двигун зменшується, частота обертання колінчастого вала зростає. Відцентрова сила тягарців 1 збільшується, і вони розходяться від осі обертання. Через систему важелів тягарці стискають пружину 2 та переміщують дозатори 3 у положення меншої подачі палива. Кількість палива, що подається насосними секціями до форсунок, зменшується, завдяки чому частота обертання двигуна повертається до встановленого значення.
Зменшення частоти обертання двигуна
Коли навантаження на двигун збільшується, частота обертання колінчастого вала зменшується. При цьому відцентрова сила тягарців 1 також зменшується, тому вони зближуються до осі обертання. Під дією пружини 2 важелі повертаються, переміщуючи дозатори 3 у положення збільшеної подачі палива. До форсунок від насосних секції надходить більша кількість палива, що дає змогу двигуну розвинути більший крутний момент і відновити задану частоту обертання.
Переваги та недоліки
| Переваги | Недоліки |
|---|---|
| Компактні розміри та менша маса. | Складніша конструкція розподільної головки. |
| Менша кількість деталей. | Високі вимоги до чистоти дизельного палива. |
| Рівномірна подача палива до всіх циліндрів. | Менший ресурс порівняно з рядними ПНВТ. |
| Простіше встановлення на двигуні. | Складніший ремонт і регулювання. |
Застосування паливних насосів високого тиску розподільного типу
Паливні насоси високого тиску розподільного типу широко застосовувалися на дизельних двигунах тракторів, автомобілів та іншої самохідної техніки потужністю до 150–180 к.с. Найбільшого поширення вони набули у 1980–2000-х роках завдяки компактній конструкції, високій надійності та відносно невеликій вартості.
Bosch VE
Один із найпоширеніших паливних насосів розподільного типу. Встановлювався на численні трактори, автомобілі та іншу дизельну техніку різних виробників.
Lucas DPA / CAV
Компактний і надійний насос, який широко використовувався на тракторах Massey Ferguson, Perkins та інших дизельних двигунах середньої потужності.
Zexel
Японський аналог насосів Bosch, який застосовувався на двигунах Kubota, Yanmar, Mitsubishi та іншій азійській сільськогосподарській техніці.
Delphi
Насоси цього виробника встановлювалися на дизельних двигунах тракторів, навантажувачів та автомобілів європейського виробництва.
Цікаво знати
Паливні насоси високого тиску розподільного типу стали проміжною ланкою між класичними рядними ПНВТ та сучасними паливними системами Common Rail. Вони поєднували компактність, достатню точність дозування палива та простішу конструкцію порівняно з багатосекційними насосами.
Сьогодні такі насоси поступово витісняються системами Common Rail, однак і досі успішно експлуатуються на великій кількості тракторів та іншої сільськогосподарської техніки.
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 розподільного типу?
2. Чим розподільний ПНВТ відрізняється від рядного?
3. Який елемент почергово спрямовує паливо до форсунок окремих циліндрів?
4. Що відбувається під час першого етапу роботи насосної секції?
5. Який елемент регулює кількість палива, що подається насосною секцією?
6. Для чого призначена муфта автоматичного випередження впорскування палива?
7. Як регулятор частоти обертання змінює подачу палива в розподільному ПНВТ?
8. Що відбувається з відцентровими тягарцями регулятора при збільшенні частоти обертання двигуна?
9. Що означає цифра «6» у маркуванні насоса НД-22/6?
10. Яка основна перевага розподільного ПНВТ порівняно з рядним?
Студент: —
Заклад: —
Група: —
Результати тестування
Правильних відповідей: 0 з 10