Как называется топливный насос низкого давления и как он работает? Что такое топливные компрессоры высокого давления, как они работают

Устройство топливных насосов и особенности их работы

Автомобильные топливные насосы различаются:

• Диафрагменные. Топливные насосы практически всех карбюраторных моторов.
• Плунжерные. Механические подкачивающие насосы и насосы высокого давления, обеспечивающие работу дизельных агрегатов.
• Центробежные. Все электрические насосы впрысковых бензиновых двигателей, иногда применяются как подкачивающие в топливном контуре низкого давления дизелей.

Преимущества установки подкачивающего насоса на дизель

Если вернуться к основной теме, подкачивающий насос на дизель во многих случаях является электрическим. Такой насос становится важным элементом в системе питания, так как позволяет не только быстро и эффективно подать дизтопливо к ТНВД, но и пропустить солярку через фильтры.

Данная необходимость может быть продиктована разными причинами, начиная с незначительного завоздушивания системы питания после стоянки и заканчивая стремлением облегчить пуск дизельного двигателя. Насос можно поставить как в топливный бак, так и интегрировать на определенных участках топливных магистралей подачи дизтоплива уже после бака.

Как правило, после установки владельцы отмечают, что дизель легче заводится (нужно сделать меньшее количество оборотов стартером). Также отмечается более стабильная работа ДВС на разных режимах (переходные режимы, ХХ, работа под нагрузкой). В некоторых случаях возможен и прирост мощности, так как горючее стабильно подается к ТНВД даже на высоких оборотах.

Когда необходимо промывать систему питания дизельного двигателя: основные признаки. Как промыть топливную систему на дизеле, промывка своими руками.

Конструкция дизельного топливного насоса высокого давления, потенциальные неисправности, схема и принцип работы на примере устройства системы топливоподачи.

Устройство и схема работы системы питания дизельного двигателя. Особенности топлива и его подачи , основные компоненты системы питания, турбодизельный ДВС.

Какие системы топливного впрыска устанавливаются на дизельные ДВС. Схема с механическим ТНВД, насос-форсунки, Common Rail. Устройство, плюсы и минусы.

Топливный насос высокого давления (ТНВД)

Это устройство считается одним из самых сложных в дизельном моторе. Главная его задача — обеспечить подачу дизеля в камеры сгорания под высоким давлением. Подача обеспечивается не просто под определенным давлением, но в необходимый момент времени. Порция очень точно отмеривается электроникой и полностью соответствует уровню нагрузки на агрегат. Существует несколько видов устройств по типу впрыска. Это агрегаты с аккумуляторной системой впрыска и с непосредственным действием.

Устройство топливного насоса высокого давления дизельного двигателя, в которых применяется непосредственный принцип действия, отличается тем, что в конструкции применяется плунжер, оснащенный механическим типом привода. Так, нагнетание и впрыск выполняются одновременно. В каждую камеру сгорания отдельная секция насоса распыляет свою дозу горючего. Необходимое давление обеспечивается за счет движения механизма плунжера.

Разновидности ТННД

Топливный насос низкого давления дизельного двигателя – это только одна разновидность этих механизмов. Кроме дизельных, данные устройства можно встретить в других двигателях, независимо от модели мотора или года его производства. Без насоса не обойтись – он необходим для подачи горючего из топливного бака и передачи его далее по системе.

Устройство и принцип работы подкачивающего насоса

Подкачивающий насос дизельного двигателя представляет собой топливный насос низкого давления (ТННД). Главной задачей данного устройства становится функция подачи топлива к топливному насосу высокого давления ТНВД. Как правило, подкачивающий насос установлен на «коробе» ТНВД или в непосредственной близости от насоса высокого давления.

Оба насоса соединяются при помощи топливных трубок, по которым дизтопливо подается из ТННД к ТНВД. Параллельно реализована очистка солярки, которая предполагает пропуск через специальные топливные фильтры грубой и тонкой очистки. Далее мы рассмотрим устройство, а также принцип работы подкачивающего топливного насоса более подробно.

Расположение

В современных моделях автомобилей электрический топливный насос и датчик уровня топлива обычно устанавливаются в одном блоке в топливном баке.

Чтобы Вы могли достать блок топливного насоса, в верхней части бака предусмотрено сервисное отверстие. В зависимости от решения производителя транспортного средства, данное отверстие доступно или изнутри автомобиля (за сложенными задними сиденьями), или только после снятия топливного бака.

Подкачивающий насос дизельного двигателя для ТНВД

Итак, топливный насос низкого давления (ТННД) нужен для того, чтобы под небольшим давлением пропустить дизельное топливо через фильтры и затем подать горючее в ТНВД. При этом выделяют два режима работы устройства. Первый режим является так называемым подготовительным, тогда как второй режим рабочий.

Стоит отметить, что насос низкого давления перекачивает немного больше топлива, чем необходимо двигателю для ровной работы. Такая подкачка «с запасом» позволяет поддерживать оптимальное давление в системе питания, избегая повышения нагрузок.

• При неработающем подкачивающем насосе впускной и нагнетательный клапаны закрыты, а надпоршневое и подпоршневое пространство заполнено топливом.
• При вращении кулачкового вала топливного насоса толкатель и поршень под действием эксцентрика вала и пружин совершают возвратно-поступательное движение.
• Когда выступ эксцентрика отходит от толкателя, поршень и толкатель под действием пружин движутся в сторону кулачкового вала. При этом в подпоршневом пространстве создается давление, а в надпоршневом — разрежение. Нагнетательный клапан закрывается, а впускной открывается, и топливо из впускного канала, А поступает в надпоршневое пространство, а из подпоршневого выжимается по каналу Б в топливный фильтр и далее в головку топливного насоса.
• Когда выступ эксцентрика набегает на толкатель, последний с помощью стержня перемещает поршень, сжимая пружину. В надпоршневом пространстве создается давление, а в подпоршневом — разрежение. Впускной клапан закрывается, а нагнетательный клапан открывается, и топливо перетекает из надпоршневого пространства в подпоршневое. Таким образом, топливо подается к топливному насосу при движении поршня в сторону эксцентрика под действием пружины, а при движении поршня под действием эксцентрика оно перетекает из надпоршневого пространства в подпоршневое. При последующих ходах поршня процесс повторяется в той же последовательности.
• При повышении давления в нагнетательном канале Б (например, при уменьшении расхода топлива топливным насосом или засорении топливного фильтра) пружина, перемещая поршень не может преодолеть сопротивление топлива, и поршень останавливается.
• Положение поршня в этом случае зависит от расхода топлива. Чем меньше расход топлива, тем выше давление в нагнетательном канале, тем раньше останавливается поршень и тем меньше его рабочий ход.
• При меньшем рабочем ходе поршня меньше топлива подается в нагнетательный канал. Поэтому даже при малом расходе топлива давление в нагнетательном канале не поднимается выше определенного.
• Так автоматически ограничивается максимальное давление топлива, которое подается подкачивающим насосом в систему. Это следует учитывать в эксплуатации.
• При несвоевременной замене фильтра тонкой очистки топлива, его подача в систему становится недостаточной, и дизель теряет мощность.

Если фильтрующий элемент засорится настолько, что его гидравлическое сопротивление станет больше усилия пружины, то подача топлива прекратится совсем, и дизель остановится.

а — нагнетание топлива в систему; б — перетекание топлива; в — прекращение подачи топлива; 15 — эксцентрик.

Это устройство считается одним из самых сложных в дизельном моторе. Главная его задача — обеспечить подачу дизеля в камеры сгорания под высоким давлением. Подача обеспечивается не просто под определенным давлением, но в необходимый момент времени. Порция очень точно отмеривается электроникой и полностью соответствует уровню нагрузки на агрегат. Существует несколько видов устройств по типу впрыска. Это агрегаты с аккумуляторной системой впрыска и с непосредственным действием.

Актуальные виды

Используемый в системах автомобильных ДВС топливный насос низкого давления может демонстрировать на выходе различные характеристики и конструктивные особенности. Все ТННД можно разделить на 2 основные группы:

• механические;
• электрические.

Представить себе современный авто, будь он бензиновым или дизельным, без ТННД невозможно. Ведь именно с помощью этого устройства топливо выкачивается из бака, и подаётся для дальнейшей работы ДВС.

Сначала рассмотрим механические устройства.

Если говорить про механический тип, то такие ТННД в основном встречаются на старых карбюраторных двигателях. Монтируется на блок цилиндров, фиксируется простым винтовым соединением. Работа выполняется за счёт коленчатого вала, имеющего эксцентриковый кулачок. При нажатии на этот кулачок происходят сокращения, и бензин подкачивается в камеру.

Чтобы топливо не выливалось обратно в бак, в этом узле дополнительно используется специальный невозвратный клапан. Последующие активные нажатия способствуют поступлению горючего в карбюратор для последующего сгорания.

С помощью механических ТННД упрощается пуск двигателя при длительных стоянках. Для этого топливо подкачивается вручную, через специальный рычажок в салоне.

Более продвинутым и современным решением стал электрический тип устройства.

Он актуален для инжекторных автомобильных двигателей, поскольку инжектор повлёк за собой использование большого числа всевозможного электрического оборудования. В итоге нагнетать механическим путём топливо стало уже невозможно. Он не мог выполнять свои задачи и нужного давления соответственно уже не создавал, учитывая требования новой системы.

Если рассматривать электронасос в упрощённом исполнении, то это сам насосный компонент и электропривод (электромотор), заключённые в корпус. Здесь же внутри предусмотрен фильтр, заборник топлива и датчик расхода. Принцип работы напоминает механический аналог. Но отличие в том, что за перемещение горючего отвечает электромотор.

ТННД монтируются внутри топливного бака. Ошибочно считать, что это неправильно с позиции безопасности. В случае же с механическим типом устройства нагрев горючего происходил под воздействием работы ДВС. В электросистемах подобная проблема полностью исключается. Топливо непрерывно осуществляет движение по системе из специальных трубок, что не позволяет рабочей жидкости нагреваться до опасных температур, или хотя бы приближаться к этим значениям.

То есть можно смело утверждать о том, что установка ТННД в бензобак является наиболее правильным и рациональным решением с позиции сохранения оптимальной температуры. Ведь расстояние между насосом и источником тепла внушительное.

Также важно заметить, что компоненты конструкции электронасоса находятся в постоянном контакте с бензином. Они погружены в него. Как итог, говорить о каких-либо коротких замыканиях и воспламенениях не имеет смысла. Их в принципе произойти не может.

Особенности устройства

Теперь стоит ознакомиться с устройством современных топливных насосов низкого давления, то есть просто сокращённо ТННД.

В составе этого компонента есть несколько основных элементов. ТННД является устройством, собранным из:

• приводного вала;
• ротора с лопастями в определённом количестве;
• статора;
• диска распределительного типа;
• соединительной муфты;
• приводной регулятивной шестерни.

Чтобы лучше понять устройство рассматриваемого насоса низкого давления, стоит изучить некоторые дополнительные нюансы.

• У топливоподкачивающего насоса, что во многом отображает суть устройства, ротор начинает своё активное движение.
• В этот момент роторные лопасти постепенно приближаются к статору и за счёт центробежной силы внутри возникают так называемые камеры.
• Учитывая, что внутри присутствует напряжение, из этих камер горючее начинает следовать к насосу, только уже высокого типа давления. Для этого конструкцией предусмотрены специальные топливопроводящие каналы в используемом распределительном диске.
• Параллельно определённый объём топлива следует к клапану редукции. Это происходит именно в том случае, когда давление оказывается больше, чем требуется согласно настройкам системы.

Следует понимать, что два насоса имеют непосредственную связь друг с другом. Поэтому для поддержки оптимальный условий, конструкцией предусмотрен сливной дроссель. Это своего рода жиклер, вмонтированный непосредственно в ТНВД автомобильного двигателя. Конструкция этого элемента позволяет создавать нужные и оптимальные условия в камерах. Происходят изменения зависимости от того, с какой текущей скоростью осуществляет свои перемещения приводной вал.

Назначение топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя.

1. Топливоподкачивающий насос применяют для подачи топлива из топливного бака к фильтру.

2. Топливоподкачивающий насос применяют для подачи топлива из топливного бака через фильтры к форсункам.

3. Топливоподкачивающий насос применяют для подачи топлива из топливного бака через фильтры к насосу высокого давления.

Типы топливоподкачивающих насосов, применяемых на дизельных двигателях ЯМЗ-236М и КамАЗ-740.10.

1. На дизелях ЯМЗ-236М и КамАЗ-740.10 установлены топливоподкачивающие насосы поршневого типа.

2. На дизелях ЯМЗ-236М и КамАЗ-740.10 установлены топливоподкачивающие насосы диафрагменного типа.

3. На дизелях ЯМЗ-236М и КамАЗ-740.10 установлены топливоподкачивающие насосы поршневого и диафрагменного типа.

Устройство топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя.

1. Ведомая полумуфта, ось груза, пружина, ведущая полумуфта, корпус, па­лец ведущей полумуфты, груз, проставка.

2. Толкатель, пружины, крышка, нагнетательный клапан, седло, гильза, болт регулировочный.

3. Шток толкателя, пружины, толкатель, выпускной клапан, пробки, поршень, впускной клапан, корпус насоса, насос ручной подкачки.

Работа топливоподкачивающего насоса (ручная подкачка) дизельного двигателя.

1. Вращающийся эксцентрик, расположенный на кулачковом валу насоса высокого давления, набегает на ролик толкателя, вследствие чего сжимается пружина и перемещается шток с поршнем, сжимая пружину. Под действием давления топлива в полости А над поршнем, впускной клапан прижимается к седлу, а выпускной клапан открывается, топливо перетекает по перепускному каналу в полость Б под поршень.

2. Когда эксцентрик сбегает с ролика толкателя, пружина возвращает толка­тель в исходное положение. Одновременно пружина, разжимаясь, перемещает поршень в обратную сторону. Над поршнем в полости А создается пониженное, а под поршнем в полости Б — повышенное давление. Выпускной клапан садится на седло, и топливо из полости Б по каналам насоса и трубопроводу поступает к фильтру тонкой очистки. Вследствие понижения давления над поршнем открывается впускной клапан и топливо заполняет полость А.

3. При перемещении поршня рукояткой вверх в цилиндре создается разрежение, открывается впускной клапан и топливо поступает внутрь цилиндра. При перемещении поршня вниз в цилиндре создается давление, впускной клапан закрывается, а выпускной клапан открывается и топливо подается к фильтру тонкой очистки.

Работа топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя.

1. При перемещении поршня, рукояткой вверх в цилиндре создается разрежение, открывается впускной клапан и топливо поступает внутрь цилиндра. При перемещении поршня вниз в цилиндре создается давление, впускной клапан закрывается, а выпускной клапан открывается и топливо подается к фильтру тонкой очистки.

2. Вращающийся эксцентрик, расположенный на кулачковом валу насоса высокого давления, набегает на ролик толкателя, вследствие чего сжимается пружина и перемещается шток с поршнем, сжимая пружину. Под действием давления топлива в полости А над поршнем, впускной клапан прижимается к седлу, а выпускной клапан открывается, топливо перетекает по перепускному каналу в полость Б под поршень.

3. Когда эксцентрик сбегает с ролика толкателя, пружина возвращает толка­тель в исходное положение. Одновременно пружина, разжимаясь, перемещает поршень в обратную сторону. Над поршнем в полости А создается пониженное, а под поршнем в полости Б — повышенное давление. Выпускной клапан садится на седло, и топливо из полости Б по каналам насоса и трубопроводу поступает к фильтру тонкой очистки. Вследствие понижения давления над поршнем открывается впускной клапан, и топливо заполняет полость А.

4. Работа топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя осуществляется по принципам, указанным в ответах 2 и 3.

Изменение производительности топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя.

1. Производительность топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя изменяется за счет регулирования жесткости пружины поршня.

2. Производительность топливоподкачивающего насоса дизельного двигателя не изменяется.

3. При уменьшении расхода топлива двигателем давление в полости перед поршнем повышается, и силы сжатой пружины недостаточно для преодоления противодавления топлива. Вследствие этого активный ход поршня уменьшается, и соответственно, снижается подача топлива насосом. Толкатель при этом свободно перемещается в обе стороны. По мере увеличения расхода топлива двигателем, давление в полости перед поршнем уменьшается, активный ход поршня увеличивается и подача топлива насосом возрастает.

Устройство подкачивающего насоса

Подкачивающий или топливный насос низкого давления (ТННД) в дизельных силовых агрегатах имеет простую конструкцию. Он состоит из двух шестеренок, которые постоянно находятся в сцеплении друг с другом. В процессе вращения зубья этих шестерен создают поток горючего по топливной системе к насосу высокого давления. Главный элемент конструкции в насосе помпового типа – поршень, который нагнетает топливо. Для подачи дизеля необходимо два режима работы поршня. Это рабочий ход и вспомогательный.

Топливоподкачивающий насос

Топливоподкачивающий насос низкого давления (рис. 1) служит для подачи топлива из топливного бака к насосу высокого давления (ТНВД). Он приводится в действие от эксцентрика кулачкового вала насоса высокого давления.

Насос имеет поршень 19, который приводится в движение через роликовый толкатель 3, состоящий из ролика 2, штока 5 и пружины 4, прижимающей толкатель к эксцентрику 21.

При движении поршня 19 вниз над ним образуется разрежение, под действием которого открывается впускной клапан 13, и топливо заполняет надпоршневое пространство (полость А). Выпускной клапан 15 при этом закрыт, прижатый пружиной 16 к своему седлу. При движении поршня вверх давление топлива над ним возрастает, впускной клапан при этом закрывается, а выпускной открывается, и топливо поступает к выпускному штуцеру 17, а также по перепускному каналу 22 в полость Б под поршнем. При следующем ходе (движение поршня вниз) топливо вытесняется к выпускному штуцеру и далее к фильтру тонкой очистки.

Как ремонтировать ТННД

В случае если упала эффективность работы агрегата, топливный насос низкого давления дизельного двигателя необходимо демонтировать и провести ревизию. Зачастую производительность снова вырастает после промывки и прочистки рабочих полостей и элементов устройства.

Зная, как устроен топливный насос низкого давления дизельного двигателя, принцип работы устройства, можно без труда отремонтировать его или же заменить.

Механический ТННД

Данная система устанавливается непосредственно на блоке цилиндров и закрепляется при помощи обыкновенных винтов. Работа такого насоса обеспечивается при помощи коленчатого вала с эксцентриком. Если нажать на эксцентриковый кулачок, внутри создаются сокращения. Так топливо подается по системе питания. Для того чтобы горючее не попало обратно, насос оснащен специальным клапаном. Остальные нажатия на кулачок отправляют бензин в карбюратор. Если в автомобиле установлен ТННД механического типа, то с ним можно легко завести двигатель даже при учете долгого простоя. Для этого просто вручную качают механизм подкачки.

Устройство подкачивающего насоса и различные типы ТННД

Если говорить о конструкции, топливный насос низкого давления имеет следующие составные элементы:

• Приводной вал
• Ротор с лопастями
• Статор
• Диск распределения
• Приводную шестерню-регулятор
• Соединительные муфты

Принцип действия заключается в том, что сначала начинает двигаться ротор, в результате его лопасти приближаются к статору. В результате под воздействием центробежной силы создаются «камеры» и определенное напряжение. Затем из камер горючее поступает к ТНВД. Для подачи топлива в диске распределения выполнены каналы. Если давление превышает норму, часть горючего перенаправляется на редукционный клапан.

С учетом того, что подкачивающий насос и насос высоко давления связаны, для того, чтобы поддерживать необходимые условия, имеется топливный сливной дроссель. Указанный дроссель представляет собой жиклер, который вкручен в ТНВД.

Данное решение позволяет поддерживать нужные условия в камерах, при этом учитывается зависимость от той скорости, с которой движется приводной вал. Подобная схема хорошо подходит для дизельных моторов, при этом существуют и другие виды подкачивающих насосов.

Разновидности топливных насосов низкого давления

Начнем с того, что топливный насос низкого давления установлен на любом автомобиле, бензиновом (карбюратор, инжектор), так и на многих дизельных, но не на всех. Данное устройство «вытягивает» горючее из топливного бака, после чего топливо проходит через фильтры, попадает в дозирующие системы и подается в двигатель.

При этом подкачивающие насосы бывают механическими и электрическими. На бензиновых карбюраторных ДВС стоит механический насос, на инжекторных моторах подкачивающий топливный насос электрический. Однако если в бензиновых аналогах независимо от типа мотора такой насос является основным, в дизельных двигателях подкачивающий насос подает топливо на ТНВД.

Механический подкачивающий насос, как правило, ставится на блок цилиндров. В действие такое устройство приводит сам двигатель. Если просто, во время вращения мотора происходит нажатие на специальный кулачок насоса, в результате устройство начинает закачивать горючее в карбюратор. Также механический насос имеет специальный рычаг, что позволяет вручную прокачать бензин перед запуском двигателя.

Электрический подкачивающий насос стал необходимостью после того, как появились инжекторные двигатели. Дело в том, что для нормальной работы инжектора топливо должно подаваться на форсунки под более высоким давлением по сравнению с карбюраторными ДВС.

Естественно, слабый по производительности механический насос не способен справиться с такой задачей. Ему на смену пришел электробензонасос. Такой насос фактически представляет собой электродвигатель и насосную камеру, которые объединены в общем в корпусе. Нагнетатель расположен прямо в бензобаке и погружен в топливо. Также в корпус насоса интегрирован датчик уровня топлива и специальная сетка-фильтр для очистки горючего.

Такое решение имеет целый ряд преимуществ, так как устройство более производительное, а также не перегревается от избытков тепла в подкапотном пространстве. Также перед запуском двигателя нет необходимости подкачивать топливо вручную, так как после поворота ключа зажигания подкачивающий насос начинает сразу работать, поднимая давление в системе питания.

Еще следует отметить, что в схеме с электрическим насосом топливо постоянно движется по магистралям, что позволяет поддерживать нормальную температуру горючего и избежать перегрева.

Топливоподкачивающий насос однократного действия

Топливоподкачивающий насос однократного действия состоит из корпуса, в котором размещены шток, поршень и клапана.

На входе и выходе топлива в корпусе в корпусе насоса установлены впускной 5 и выпускной 1 клапаны с пружинами. Привод насоса осуществляется от эксцентрика 3 кулачкового вала ТНВД. Усилие через толкатель передается на привод поршня топливоподкачивающего насоса. Обратный ход поршня осуществляется под действием пружины 6. Принцип работы такого насоса заключается в следующем. При сбегании эксцентрика 3 с толкателя 2 давление на поршень 4 со стороны толкателя пропадает и под действием пружины 6 поршень перемещается вверх. Впускной клапан 5 при этом закрывается, а выпускной 1 открывается и топливо поступает к ТНВД. При набегании эксцентрика 3 кулачкового вала на шток 2 поршень 4 движется вниз. Топливо находящееся под давлением открывает впускной клапан 5 и поступает через прорези в поршне в полость, находящуюся над поршнем.

Плунжерные подкачивающие насосы

Основной тип механических насосов низкого давления дизельных двигателей.

Монтируются непосредственно на блоке цилиндров двигателя.

Подпружиненный плунжер перемещается в цилиндрической полости корпуса эксцентриком на вспомогательном валу двигателя. Через впускной клапан солярка из подводящей магистрали всасывается в плунжерную камеру и выталкивается из неё рабочим ходом плунжера через выпускной клапан в напорную магистраль. Оба клапана шариковые.

Для устранения воздушных пробок в подводящем трубопроводе, подкачивающий плунжерный насос может иметь дополнительный ручной привод плунжера.

Плунжерные подкачивающие насосы развивают давление 30-40 бар, имеют большой запас по производительности.

Рабочий зазор цилиндр-плунжер около 3,0 мкм. При износе и увеличении зазора развиваемое давление резко снижается.

Смазывается плунжерная пара только топливом. От качества и свойств «солярки» зависит работоспособность всех топливных устройств плунжерного типа.

Используемая схема работы автомобильного насоса низкого давления предусматривает наличие 2 режимов функционирования:

Учитывая назначение, а также разобрав само устройство автомобильного ТННД, не лишним будет детальнее разобрать его принцип работы.

Этап подготовки наблюдается в момент, когда поршень начинает своё движение в направлении вверх. В это время на него действует эксцентрик, пружина стягивается. Затем запускается движение горючки в камерах между элементами фильтрации грубой и соответственно тонкой очистки.

Если же говорить про рабочий режим, то он происходит при обратном совершаемом движении поршня, когда он перемещается вниз.

ТННД постоянно доставляет больший объём топлива, нежели ДВС требуется для стабильного функционирования.

За счёт этого при разных режимах работы можно создавать внутри автомобильной топливной системы наиболее оптимальные условия для работы установленного в машине двигателя. Ведь если поршень будет постоянно совершать движения, нагрузка окажется очень высокой, и всё это закончится вполне ожидаемыми неисправностями, поломками узла.

Если топливо будет подаваться в меньшем количестве, тогда напряжение увеличится, поршень не сможет с ним совладать и справиться. Итогом станет зависание поршня. Это указывает на подачу топливным механизмом меньшего количества рабочей жидкости. Если топливо подаётся в больших объёмах, поршень активно совершает свои движения, ТННД перегоняет больше горючки.

Разобравшись с тем, как работает в двигателе насос низкого давления и каким образом он связан с ТНВД, обязательно стоит рассказать о существующих разновидностях применяемых ТННД.

• При неработающем подкачивающем насосе впускной и нагнетательный клапаны закрыты, а надпоршневое и подпоршневое пространство заполнено топливом.
• При вращении кулачкового вала топливного насоса толкатель и поршень под действием эксцентрика вала и пружин совершают возвратно-поступательное движение.
• Когда выступ эксцентрика отходит от толкателя, поршень и толкатель под действием пружин движутся в сторону кулачкового вала. При этом в подпоршневом пространстве создается давление, а в надпоршневом — разрежение. Нагнетательный клапан закрывается, а впускной открывается, и топливо из впускного канала А поступает в надпоршневое пространство, а из подпоршневого выжимается по каналу Б в топливный фильтр и далее в головку топливного насоса.
• Когда выступ эксцентрика набегает на толкатель, последний с помощью стержня перемещает поршень, сжимая пружину. В надпоршневом пространстве создается давление, а в подпоршневом — разрежение. Впускной клапан закрывается, а нагнетательный клапан открывается, и топливо перетекает из надпоршневого пространства в подпоршневое. Таким образом, топливо подается к топливному насосу при движении поршня в сторону эксцентрика под действием пружины, а при движении поршня под действием эксцентрика оно перетекает из надпоршневого пространства в подпоршневое. При последующих ходах поршня процесс повторяется в той же последовательности.
• При повышении давления в нагнетательном канале Б (например, при уменьшении расхода топлива топливным насосом или засорении топливного фильтра) пружина, перемещая поршень не может преодолеть сопротивление топлива, и поршень останавливается.
• Положение поршня в этом случае зависит от расхода топлива. Чем меньше расход топлива, тем выше давление в нагнетательном канале, тем раньше останавливается поршень и тем меньше его рабочий ход.
• При меньшем рабочем ходе поршня меньше топлива подается в нагнетательный канал. Поэтому даже при малом расходе топлива давление в нагнетательном канале не поднимается выше определенного.
• Так автоматически ограничивается максимальное давление топлива, которое подается подкачивающим насосом в систему. Это следует учитывать в эксплуатации.
• При несвоевременной замене фильтра тонкой очистки топлива, его подача в систему становится недостаточной, и дизель теряет мощность.

Как устроен ТННД

Топливный насос низкого давления дизельного двигателя состоит из вала привода. Прокачивание осуществляется при помощи специального ротора, на котором имеются лопасти. Также в конструкции предусмотрен статор, распределительный диск и приводная шестерня. Когда ротор приводится в действие, происходит сближение его лопастей со статором. Затем выполняется формирование камер из-за воздействия центробежной силы. Так как в полости насоса создается напряжение, то горючее поступает из них непосредственно к ТНВД. Для этого существуют каналы в распределительном диске. Незначительный объем дизеля попадет в клапан редукции, если давление больше необходимого.

Аккумуляторные ТНВД и их особенности

Насосы, оснащенные аккумуляторным впрыском, имеют отличия. Так, на рабочий привод плунжера будут действовать сжатые под давлением газы в цилиндрах двигателя. Также воздействие может оказываться с помощью пружин. Сейчас распространены устройства с аккумулятором гидравлического типа. Они устанавливаются в мощных моторах, работающих преимущественно на небольших оборотах.

• режим подготовки;
• рабочий режим.

Преимущества установки ТННД

Применение современных топливных насосов высокоэффективных низкого давления в составе топливной системы различных автомобилей и двигателей даёт ряд объективных и важных преимуществ.

Стоит акцентировать внимание на наиболее значимых моментах.

• Это важнейший компонент всей питающей системы ДВС. С его помощью эффективно подаётся топливо к ТНВД, и дополнительно прогоняется горючее через установленные фильтры грубой и финишной тонкой очистки. Это минимизирует вред, наносимый двигателю от низкокачественного горючего.
• За счёт используемого подкачивающего насоса стабилизируется работа автомотора в различных режимах и при разных параметрах оборотов двигателя.
• Исключается ситуация, когда мотору может не хватать топлива при работе в условиях повышенных нагрузок, требующих повышенного объёма горючего для стабильной работы.
• ТННД можно установить на автомобиль при его штатном отсутствии. Монтируют его непосредственно в бак, либо врезают в топливную магистраль после выхода из бака.
• За счёт подкачивающего насоса можно частично или полностью решить проблему небольшого завоздушивания питающей системы из-за длительной стоянки автомобиля.
• Применение такого устройства позволяет упростить и облегчить пуск двигателя при заморозках и при продолжительных стоянках. Особенно это актуально для дизельных ДВС.

Автомобили с качественными и эффективными ТННД, как отмечают сами автовладельцы, легче заводятся, требуют меньше оборотов стартера для пуска. В различных режимах двигатели функционируют стабильнее. В определённых ситуациях наблюдается небольшой прирост по мощности, поскольку насос продолжает обеспечивать двигатель требуемым объёмом топлива, даже когда ДВС работает в условиях повышенных оборотов.

ТННД действительно важный, а порой незаменимый компонент автомобильной топливной системы. Выходит он из строя не так часто, поэтому особых проблем с ним у автовладельцев не возникает.

Назначение, устройство и работа топливоподкачивающего насоса.

Топливная система дизеля состоит из систем низкого и высокого давлений. Система высокого давления обеспечивает подачу топлива к форсунке и впрыскивание его в цилиндры, состоит из топливного насоса высокого давления и форсунок соединенных нагнетательным трубопроводом. Система низкого давления предназначена для хранения запаса топлива, его фильтрации, подогрева (при низких температурах окружающего воздуха) и подачи к насосам высокого давления.

Для подачи топлива к топливному насосу высокого давления и для циркуляции топлива в системе низкого давления предназначен топливоподкачивающий насос. Хорошая наполняемость топливных насосов высокого давления достигается за счёт избыточного давления в топливном коллекторе. Поэтому производительность топливоподкачивающего насоса выбирают в 2-5 раз больше, чем необходимо для реализации полной мощности дизеля.

В группу топливоподкачивающих устройств входят насосы с приводом от электродвигателя и механическим приводом от вала дизеля.

Недостаточная надежность топливоподкачивающего насоса с приводом от электродвигателя привела к необходимости использования на дизелях тепловозов двух агрегатов, один из которых — резервный.

Поэтому на некоторых сериях тепловозов устанавливают 2 таких агрегата, один из которых резервный. Например на дизеле 5Д49 один топливоподкачивающий насос с электроприводом используют при запуске дизеля, а второй с механическим приводом от валя дизеля обеспечивает питание его топливом во время работы.

Топливоподкачивающий насос с приводом от электродвигателя применяется наиболее часто. Обычно он шестеренного типа; в практике двигателестроения применяются также насосы поршневого, лопастного диафрагменного типов.

ТОПЛИВОПОДКАЧИВАЮЩИЙ НАСОС ШЕСТЕРЕННЫЙ С ПРИВОДОМ ОТ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА

обеспечивает подачу топлива из бака через фильтры в топливный коллектор. При частоте вращения коленчатого вала дизеля 750 об/мин подача насоса (рис. 4)

составляет 2520 л/ч (42 л/мин). В чугунном корпусе 8 расположены две стальные цилиндрические прямозубые шестерни 1 и 6 (Z = 10), находящиеся в зацеплении. Корпус имеет два обработанных фланца 18 для крепления всасывающей и нагнетательной труб. С торцов корпус закрыт крышками 3 и 9, которые стянуты шестью шпильками 7.

Рис.4Топливоподкачивающий насос 1, 6 — ведомая и ведущая шестерни; 2, 5 — втулочные подшипники; 3, 9 — задняя и передняя крышки; 4, 16 — ведомый и ведущий валы; 7 — шпилька; 8 — корпус насоса; 10, 17 — сальники; 11, 12 — стопорные кольца; 13 — шестерня привода; 14 — шариковый подшипник; 15, 18 — фланцы

Передняя крышка 9 одновременно является корпусом шарикового подшипника 14, на который опирается вал 16 ведущей шестерни 6. Двумя другими опорами вала служат бронзовые втулки 5, запрессованные в расточки крышек. Положение опорно-упорного шарикового подшипника 14 фиксируется стопорными кольцами 11 и 12. Вал 4 ведомой шестерни 1 вращается в двух других бронзовых втулках 2, также запрессованных в крышках. Втулочные подшипники 2 и 5 смазываются топливом, для подвода которого на поверхности крышек сделаны выемки, соединенные с канавками а

во втулках. Шестерни 1 и 6 напрессованы на валы 4 и 16. Ведущая шестерня 6 дополнительно фиксируется шпонкой. На переднем конце ведущего вала 16 укреплена при помощи шпонки и корончатой гайки шестерня привода 13 (Z = 26). В расточках передней крышки установлены три сальника. Два сальника 17 препятствуют просачиванию топлива по валу. Сальник 10, дополнительно закрепленный в корпусе стопорным кольцом, не допускает просачивания масла, смазывающего шестерню 13 и подшипник 14. Между сальниками 10 и 17 в передней крышке 9 имеется открытая полость А для вытекания просочившегося топлива или масла. Насос прикреплен к главному масляному насосу дизеля при помощи фланца 15, отлитого за одно целое с передней крышкой 9.

При выходе из строя топливоподкачивающего насоса система переводится на аварийный режим при котором топливо, минуя фильтры грубой очистки, через клапан 18 аварийного питания поступает к фильтрам тонкой очистки и далее в топливные коллекторы. Подъем топлива к топливным насосам в этом случае происходит в результате разрежения в топливо проводе, создаваемого плунжерами насосов высокого давления. Под действием атмосферного давления топливо из бака поднимается к клапану аварийного питания, приподнимает шарик клапана и поступает в топливные коллекторы. При работе на аварийной системе дизель может развить мощность не более 2/з номинальной.

Дизель типа 5Д49. Дизель (рис. 122) имеет два топливных насоса: один топливоподкачивающий 10, работающий только во время пуска дизеля, и другой основной 3 с приводом от дизеля. При выходе из строя основного насоса топливоподкачивающий включается тумблером, расположенным в аппаратной камере, на постоянный режим работы. В случае выхода из строя обоих насосов, подача топлива в топливные коллекторы осуществляется через клапан 7 аварийного питания за счет разрежения в топливо проводе, создаваемого плунжерами насосов высокого давления.

Какие задачи решает ТННД в топливной системе

Топливный насос низкого давления дизельного двигателя решает важную задачу.

Горючее, которое подается под низким давлением, подвержено закипанию. В результате образуются паровые пробки. Пузырьки пара легких фракций и более густое горючее разделяются. Это означает, что в насос низкого давления начнет попадать жидкость, вязкость которой постоянно меняется. О нагнетании горючего при помощи ТНВД в нормальном режиме не приходится говорить. Факел постоянно меняется и не будет попадать в нормальные параметры.