Vysokotlakové palivové čerpadlo (TNVD). Vysokotlakové palivové čerpadlo (TNVD) Zariadenie predstihu vstrekovania

V predchádzajúcej sérii článkov o štruktúre palivového systému benzínového motora sa téma palivového čerpadla dotkla viackrát. vysoký tlak pre dieselové motory a benzínové motory s priamym (priamym) vstrekovaním paliva.

Tento článok je samostatný materiál, ktorý popisuje konštrukciu vysokotlakového palivového čerpadla na naftu, jeho účel, potenciálne poruchy, schému a princípy činnosti na príklade takéhoto systému dodávky paliva pre tohto typu. Takže poďme rovno k veci.

Prečítajte si v tomto článku

čo je TNVD?

Vysokotlakové palivové čerpadlo sa označuje skratkou . Toto zariadenie je jedným z najkomplexnejších v konštrukcii dieselového motora. Hlavnou úlohou takéhoto čerpadla je dodávka motorovej nafty pod vysokým tlakom.

Čerpadlá zabezpečujú prívod paliva do valcov dieselového motora pod určitým tlakom a tiež prísne v určitom okamihu. Podiely dodávaného paliva sú merané veľmi presne a zodpovedajú stupňu zaťaženia motora. Vysokotlakové palivové čerpadlá sa vyznačujú metódou vstrekovania. Existujú priamo pôsobiace čerpadlá, ako aj akumulátorové vstrekovacie čerpadlá.

Priamočinné palivové čerpadlá majú mechanický pohon piestu. Procesy vstrekovania a vstrekovania paliva prebiehajú súčasne. Určitá časť vysokotlakového palivového čerpadla dodáva potrebnú dávku paliva do každého jednotlivého valca naftového motora. Tlak potrebný na účinnú atomizáciu sa vytvára pohybom piestu palivového čerpadla.

Vysokotlakové palivové čerpadlo s batériovým vstrekovaním je iné v tom, že na pohon pracovného piestu pôsobia tlakové sily stlačených plynov vo valci samotného spaľovacieho motora alebo je ráz vyvíjaný pomocou pružín. Existujú palivové čerpadlá s hydraulickým akumulátorom, ktoré sa používajú vo výkonných nízkootáčkových dieselových spaľovacích motoroch.

Je potrebné poznamenať, že hydraulické akumulátorové systémy sa vyznačujú oddelenými procesmi vstrekovania a vstrekovania. Vysokotlakové palivo je čerpané palivovým čerpadlom do akumulátora a až potom vstupuje do palivových vstrekovačov. Tento prístup poskytuje efektívnu atomizáciu a optimálnu tvorbu zmesi, ktorá je vhodná pre celý rozsah zaťaženia naftového agregátu. Medzi nevýhody tohto systému patrí zložitosť konštrukcie, ktorá sa stala dôvodom neobľúbenosti takéhoto čerpadla.

Moderné dieselové inštalácie využívajú technológiu, ktorá je založená na riadení solenoidových ventilov vstrekovačov z elektronickej riadiacej jednotky s mikroprocesorom. Táto technológia sa nazýva Common Rail.

Hlavné príčiny porúch

Vysokotlakové palivové čerpadlo je drahé zariadenie, ktoré je veľmi náročné na kvalitu paliva a mazív. Ak je vozidlo prevádzkované na nekvalitné palivo, takéto palivo nevyhnutne obsahuje pevné častice, prach, molekuly vody atď. To všetko vedie k poruche párov piestov, ktoré sú inštalované v čerpadle s minimálnou toleranciou, meranou v mikrónoch.

Nízka kvalita paliva ľahko vyradí dýzy, ktoré sú zodpovedné za proces striekania a vstrekovania paliva.

Bežné znaky porúch pri prevádzke vstrekovacieho čerpadla a vstrekovačov sú nasledujúce odchýlky od normy:

spotreba paliva sa výrazne zvyšuje;
existuje zvýšená opacita výfukových plynov;
v priebehu práce existujú cudzie zvuky a hluk;
výkon a výkon spaľovacieho motora výrazne klesnú;
je tu ťažký štart;

Moderné motory so vstrekovacími čerpadlami sú vybavené elektronickým systémom vstrekovania paliva. dávkuje prívod paliva do valcov, rozdeľuje tento proces v čase, určuje potrebné množstvo motorovej nafty. Ak majiteľ spozoruje najmenšie prerušenie prevádzky motora, je to okamžitý dôvod na okamžité kontaktovanie servisu. Elektráreň a palivový systém sú starostlivo kontrolované pomocou profesionálnych diagnostických zariadení. Počas diagnostiky špecialisti určujú početné ukazovatele, medzi ktoré patria primárne:

stupeň rovnomernosti dodávky paliva;
tlak a jeho stabilita;
rýchlosť hriadeľa;

Vývoj zariadenia

Sprísnenie environmentálnych predpisov a emisných požiadaviek škodlivé látky do ovzdušia viedlo k tomu, že mechanické vysokotlakové palivové čerpadlá pre dieselové autá sa začali nahrádzať systémami s elektronickým riadením. Mechanická pumpa jednoducho nedokázala zabezpečiť dávkovanie paliva s požadovanou vysokou presnosťou a taktiež nebola schopná čo najrýchlejšie reagovať na dynamicky sa meniace prevádzkové režimy motora.

snímač začiatku vstrekovania;
snímač otáčok kľukového hriadeľa a TDC;
merač prietoku vzduchu;
snímač teploty chladiacej kvapaliny;
snímač polohy plynového pedálu;
Riadiaci blok;
zariadenie na štartovanie a zahrievanie spaľovacieho motora;
zariadenie na ovládanie ventilu recirkulácie výfukových plynov;
zariadenie na ovládanie uhla predstihu vstreku paliva;
zariadenie na ovládanie pohonu dávkovacej spojky;
snímač zdvihu dávkovača;
snímač teploty paliva;
vysokotlakové palivové čerpadlo;

Kľúčovým prvkom v tomto systéme je zariadenie na pohyb dávkovacej objímky vstrekovacieho čerpadla (10). Riadiaca jednotka (6) riadi procesy dodávky paliva. Informácie vstupujú do jednotky zo senzorov:

snímač začiatku vstrekovania, ktorý je inštalovaný v jednej z dýz (1);
TDC a snímač otáčok kľukového hriadeľa (2);
merač prietoku vzduchu (3);
snímač teploty chladiacej kvapaliny (4);
snímač polohy plynového pedálu (5);

Prednastavené optimálne charakteristiky sú uložené v pamäti riadiacej jednotky. Na základe informácií zo snímačov ECU vysiela signály do mechanizmov na riadenie cyklického posuvu a uhla predstihu vstreku. Takto sa upravuje množstvo cyklickej dodávky paliva v rôznych režimoch prevádzky pohonnej jednotky, ako aj v čase studeného štartu motora.

Akčné členy majú potenciometer, ktorý posiela spätnoväzbový signál do počítača, ktorý určí presnú polohu dávkovacej objímky. Uhol predstihu vstreku paliva sa nastavuje podobným spôsobom.

ECU je zodpovedná za vytváranie signálov, ktoré zabezpečujú reguláciu mnohých procesov. Riadiaca jednotka stabilizuje otáčky v režime nečinný pohyb, reguluje recirkuláciu výfukových plynov s určením indikátorov zo signálov snímača hmotnostného prietoku vzduchu. Blok porovnáva signály zo senzorov v reálnom čase s hodnotami, ktoré sú v ňom naprogramované ako optimálne. Ďalej je výstupný signál z ECU prenášaný do servo mechanizmu, ktorý zabezpečuje požadovanú polohu dávkovacej objímky. Tým je dosiahnutá vysoká presnosť ovládania.

Tento systém má samodiagnostický program. To umožňuje spracovanie núdzové režimy na zabezpečenie pohybu vozidla aj v prípade viacerých určitých porúch. K úplnému zlyhaniu dôjde až vtedy, keď sa pokazí mikroprocesor počítača.

Najbežnejším riešením cyklického riadenia prietoku pre jednopiestové vysokotlakové čerpadlo typu rozdeľovača je použitie elektromagnetu (6). Takýto magnet má rotačné jadro, ktorého koniec je spojený pomocou excentra s dávkovacou objímkou (5). Elektrina prechádza vo vinutí elektromagnetu, pričom uhol natočenia jadra môže byť od 0 do 60°. Takto sa pohybuje dávkovacia objímka (5). Táto spojka v konečnom dôsledku reguluje cyklické napájanie vstrekovacieho čerpadla.

Jednopiestové čerpadlo s elektronickým ovládaním

vstrekovacie čerpadlo;
solenoidový ventil na ovládanie automatického predstihu vstrekovania paliva;
prúdové;
valec predstihu vstrekovania;
dávkovač;
elektromagnetické zariadenie na zmenu dodávky paliva;
snímač teploty, plniaci tlak, poloha regulátora prívodu paliva;
ovládacia páka;
spätný chod paliva;
prívod paliva do trysky;

Ovládanie predstihu vstreku je riadené elektromagnetickým ventilom (2). Tento ventil reguluje tlak paliva, ktorý pôsobí na piest stroja. Ventil sa vyznačuje prevádzkou v pulznom režime podľa princípu "otváranie - zatváranie". To umožňuje modulovať tlak, ktorý závisí od otáčok hriadeľa spaľovacieho motora. V momente, keď sa ventil otvorí, tlak klesne, čo má za následok zmenšenie uhla predstihu vstreku. Uzavretý ventil poskytuje zvýšenie tlaku, ktorý posúva piest stroja na stranu, keď sa zväčší uhol predstihu vstreku.

Tieto EMC impulzy určuje ECU a závisia od prevádzkového režimu a indikátorov teploty motora. Moment začiatku vstrekovania je určený skutočnosťou, že jedna z trysiek je vybavená indukčným snímačom zdvihu ihly.

Akčné členy, ktoré pôsobia na ovládanie prívodu paliva v rozdeľovacom vstrekovacom čerpadle, sú proporcionálne elektromagnetické, lineárne, momentové alebo krokové motory, ktoré v týchto čerpadlách fungujú ako pohon výdajného stojana.

Tryska so snímačom zdvihu ihly

Elektromagnetický pohon distribučného typu pozostáva zo snímača dávkovacieho zdvihu, vlastného vykonávacieho zariadenia, dávkovacieho zariadenia, ventilu na zmenu uhla začiatku vstreku, ktorý je vybavený elektromagnetickým pohonom. Tryska má vo svojom tele zabudovanú budiacu cievku (2). ECU tam dodáva určité referenčné napätie. To sa robí s cieľom udržať prúd v elektrickom obvode konštantný a bez ohľadu na kolísanie teploty.

Tryska vybavená snímačom zdvihu ihly pozostáva z:

nastavovacia skrutka (1);
budiace cievky (2);
tyč (3);
vedenie (4);
elektrický konektor (4);

Špecifikovaný prúd ako výsledok zabezpečuje vytvorenie okolo cievky magnetické pole. V momente, keď sa ihla dýzy zdvihne, jadro (3) zmení magnetické pole. To spôsobí zmenu napätia a signálu. Keď je ihla v procese zdvíhania, impulz dosiahne svoj vrchol a je určený ECU, ktorá riadi uhol predstihu vstreku.

Elektronická riadiaca jednotka porovnáva prijatý impulz s údajmi vo svojej pamäti, ktoré zodpovedajú rôznym režimom a prevádzkovým stavom dieselového agregátu. ECU potom odošle spätný signál do solenoidového ventilu. Uvedený ventil je pripojený k pracovnej komore vstrekovacieho stroja. Tlak pôsobiaci na piest stroja sa začína meniť. Výsledkom je pohyb piestu pôsobením pružiny. Tým sa zmení uhol predstihu vstreku.

Ukazovateľ maximálneho tlaku, ktorý sa dosahuje pomocou elektronického riadenia paliva založeného na palivovom čerpadle VE, je 150 kgf / cm2. Treba poznamenať, že tento obvod je zložitý a zastaraný, napätie vo vačkovom pohone nemá perspektívu ďalšieho vývoja. ďalši krok vývoj vysokotlakových palivových čerpadiel sú schémy novej generácie.

Čerpadlo VP-44 a systém priameho vstrekovania nafty

Táto schéma sa úspešne používa na najnovších modeloch dieselových vozidiel od popredných svetových koncernov. Patria sem BMW, Opel, Audi, Ford atď. Čerpadlá tohto typu vám umožňujú získať indikátor vstrekovacieho tlaku 1000 kgf / cm2.

Systém priameho vstrekovania s palivovým čerpadlom VP-44 zobrazený na obrázku zahŕňa:

A-skupina ovládačov a snímačov;
B-skupina zariadení;
C-obrys nízky tlak;
D-systém na zabezpečenie prívodu vzduchu;
E-systém na odstraňovanie škodlivých látok z výfukových plynov;
M-krútiaci moment;
Palubná komunikačná zbernica CAN;

snímač ovládania pedálov na ovládanie paliva;
mechanizmus uvoľnenia spojky;
kontakt brzdovej doštičky;
regulátor rýchlosti vozidla;
žeraviaca sviečka a spínač štartéra;
snímač rýchlosti vozidla;
indukčný snímač otáčok kľukového hriadeľa;
snímač teploty chladiacej kvapaliny;
snímač na meranie teploty vzduchu vstupujúceho do nasávania;
snímač plniaceho tlaku;
filmový snímač na meranie hmotnostného prietoku nasávaného vzduchu;
kombinovaná prístrojová doska;
klimatizačný systém s elektronickým ovládaním;
diagnostický konektor na pripojenie skenera;
časová riadiaca jednotka pre žeraviace sviečky;
pohon vstrekovacieho čerpadla;
ECU pre riadenie motora a vstrekovacie čerpadlo;
vstrekovacie čerpadlo;
palivový prvok filtra;
palivová nádrž;
senzor trysky, ktorý riadi zdvih ihly v 1. valci;
kolíkový typ žeraviacej sviečky;
Power Point;

Tento systém má charakteristickú vlastnosť, ktorá spočíva v kombinovanej riadiacej jednotke pre vysokotlakové palivové čerpadlá a iné systémy. Riadiaca jednotka má konštrukčne dve časti, koncové stupne a napájanie elektromagnetov umiestnených na skrini palivového čerpadla.

Zariadenie vysokotlakového palivového čerpadla VP-44

palivové čerpadlo;
snímač polohy a frekvencie hriadeľa čerpadla;
Riadiaci blok;
cievka;
napájací elektromagnet;
solenoid časovania vstrekovania;
hydraulický ovládač na zmenu uhla predstihu vstreku;
rotor;
vačková podložka;

a-valce štyri alebo šesť;
b-pre šesť valcov;
c-pre štyri valce;

vačková podložka;
videoklip;
vodiace drážky hnacieho hriadeľa;
koliesková topánka;
injekčný piest;
hriadeľ rozdeľovača;
vysokotlaková komora;

Systém funguje tak, že krútiaci moment z hnacieho hriadeľa sa prenáša cez spojovaciu podložku a drážkové spojenie. Takýto moment ide do hriadeľa rozdeľovača. Vodiace drážky (3) plnia takú funkciu, že cez pätky (4) a v nich umiestnené valčeky (2) sa vstrekovacie plunžery (5) aktivujú tak, že to zodpovedá vnútornému profilu, ktorý vačkový kotúč (1) má. Počet valcov v dieselovom motore sa rovná počtu vačiek na podložke.

Vstrekovacie plunžery v telese hriadeľa rozdeľovača sú umiestnené radiálne. Z tohto dôvodu sa takýto systém nazýval vysokotlakové palivové čerpadlo. Plunžery spoločne vytláčajú prichádzajúce palivo na stúpajúci profil vačky. Potom palivo vstupuje do hlavnej vysokotlakovej komory (7). Vo vysokotlakovom palivovom čerpadle môžu byť dva, tri alebo viac vstrekovacích piestov, čo závisí od plánovaného zaťaženia motora a počtu valcov (a, b, c).

Proces distribúcie paliva pomocou skrine rozdeľovača

Toto zariadenie je založené na:

príruba (6);
distribučná objímka (3);
zadná časť hriadeľa rozvádzača (2) umiestnená v rozvádzacom puzdre;
blokovacia ihla (4) vysokotlakového solenoidového ventilu (7);
akumulačná membrána (10), ktorá oddeľuje dutiny zodpovedné za čerpanie a odvodňovanie;
armatúry vysokotlakového vedenia (16);
prívodný ventil (15);

Na obrázku nižšie vidíme samotný kryt rozvádzača:

a - fáza plnenia paliva;
b-fáza vstrekovania paliva;

Tento systém pozostáva z:

piest;
hriadeľ rozdeľovača;
distribučná objímka;
blokovacia ihla vysokotlakového solenoidového ventilu;
kanály na spätné vedenie paliva;
príruba;
vysokotlakový solenoidový ventil;
kanál vysokotlakovej komory;
prstencový prívod paliva;
akumulačná membrána na oddelenie čerpadla a odtokových dutín;
dutiny za membránou;
nízkotlakové komory;
rozvodná drážka;
výfukový kanál;
prívodný ventil;
vysokotlakové potrubie;

Počas fázy plnenia sa na klesajúcom profile vačiek radiálne pohybujúce piesty (1) pohybujú smerom von a pohybujú sa smerom k povrchu vačky. Zaisťovacia ihla (4) je teraz voľná a otvára prívod paliva. Palivo prechádza cez nízkotlakovú komoru (12), prstencový kanál (9) a ihlu. Ďalej je palivo smerované z palivového nasávacieho čerpadla cez kanál (8) hriadeľa rozvádzača a vstupuje do vysokotlakovej komory. Všetko prebytočné palivo prúdi späť cez spätný odtokový kanál (5).

Injekcia sa vykonáva pomocou piestov (1) a ihly (4), ktorá je uzavretá. Plunžery sa začínajú pohybovať na vzostupnom profile vačiek smerom k osi vačkového hriadeľa. Takto sa zvyšuje tlak vo vysokotlakovej komore.

Palivo, ktoré je už pod vysokým tlakom, prúdi cez kanál vysokotlakovej komory (8). Prechádza rozvodnou drážkou (13), ktorá v tejto fáze spája vačkový hriadeľ (2) s výstupným kanálom (14), armatúru (16) s vypúšťacím ventilom (15) a vysokotlakové vedenie s tryskou. Posledným krokom je vstup motorovej nafty do spaľovacej komory elektrárne.

Ako funguje dávkovanie paliva? Vysokotlakový solenoidový ventil

Solenoidový ventil (ventil na nastavenie počiatočného bodu vstrekovania) pozostáva z nasledujúcich prvkov:

sedlo ventilu;
smer zatvárania ventilu;
ventilová ihla;
kotva elektromagnetu;
cievka;
elektromagnet;

Za cyklické zásobovanie a dávkovanie paliva je zodpovedný špecifikovaný solenoidový ventil. Tento vysokotlakový ventil je zabudovaný do vysokotlakového okruhu vstrekovacieho čerpadla. Na samom začiatku vstrekovania je cievka elektromagnetu (5) nabudená signálom z riadiacej jednotky. Kotva (4) pohybuje ihlou (3) jej pritláčaním proti sedlu (1).

Keď je ihla pevne pritlačená k sedlu, nedochádza k prívodu paliva. Z tohto dôvodu rýchlo stúpa tlak paliva v okruhu. To umožňuje otvorenie príslušnej trysky. Keď je v spaľovacej komore motora správne množstvo paliva, napätie na cievke elektromagnetu (5) zmizne. Vysokotlakový solenoidový ventil sa otvorí, čo spôsobí zníženie tlaku v okruhu. Pokles tlaku spôsobí zatvorenie vstrekovača paliva a zastavenie vstrekovania.

Všetka presnosť, s ktorou tento proces priamo závisí od solenoidového ventilu. Ak sa pokúsite vysvetliť podrobnejšie, potom od okamihu, keď ventil skončí. Tento moment je určený výlučne absenciou alebo prítomnosťou napätia na cievke solenoidového ventilu.

Prebytočné vstrekované palivo, ktoré sa ďalej vstrekuje, kým plunžerový valec neprejde horným bodom profilu vačky, sa pohybuje po špeciálnom kanáli. Koniec cesty pre palivo je priestor za zásobnou membránou. V nízkotlakovom okruhu vznikajú vysokotlakové rázy, ktoré sú tlmené zásobnou membránou. Dodatočné je, že tento priestor ukladá (akumuluje) nahromadené palivo na doplnenie pred ďalším vstrekom.

Motor je zastavený solenoidovým ventilom. Faktom je, že ventil úplne blokuje vstrekovanie paliva pod vysokým tlakom. Toto riešenie úplne eliminuje potrebu dodatočného uzatváracieho ventilu, ktorý sa používa v distribučných vstrekovacích čerpadlách, kde je riadená ovládacia hrana.

Proces tlmenia tlakových vĺn s vypúšťacím ventilom so spätným škrtením

Tento vypúšťací ventil (15) so spätným škrtením prietoku zabraňuje ďalšiemu otvoreniu rozprašovača vstrekovača po dokončení vstreku časti paliva. Tým sa úplne eliminuje jav post-vstrek vyplývajúci z tlakových vĺn alebo ich derivátov. Toto dodatočné vstrekovanie zvyšuje toxicitu výfukových plynov a je krajne nežiaducim negatívnym javom.

Keď sa spustí prívod paliva, ventilový kužeľ (3) otvorí ventil. Práve v tomto okamihu je palivo už čerpané cez armatúru, preniká vysokotlakovým potrubím a smeruje k tryske. Koniec vstreku paliva spôsobuje prudký pokles tlaku. Z tohto dôvodu vratná pružina silou tlačí kužeľ ventilu späť na sedlo ventilu. Keď sa dýza zatvorí, nastanú spätné tlakové vlny. Tieto vlny sú úspešne uhasené škrtiacou klapkou výtlačného ventilu. Všetky tieto úkony zabraňujú neželanému vstrekovaniu paliva do pracovného spaľovacieho priestoru naftového motora.

vstrekovacie zariadenie

Toto zariadenie sa skladá z nasledujúcich prvkov:

vačková podložka;
guľový čap;
piest na nastavenie uhla predstihu vstreku;
podvodný a výstupný kanál;
nastavovací ventil;
lopatkové čerpadlo na čerpanie paliva;
odber paliva;
prívod paliva;
prívod z palivovej nádrže;
pružina riadiaceho piestu;
vratná pružina;
riadiaci piest;
hydraulická komora dorazového krúžku;
škrtiaca klapka;
solenoidový ventil (zatvorený) na nastavenie času začiatku vstrekovania;

Optimálny spaľovací proces a najlepšie výkonové charakteristiky vzhľadom na vznetové spaľovacie motory sú možné len vtedy, keď okamih začiatku spaľovania zmesi nastane v určitej polohe kľukového hriadeľa alebo piestu vo valci naftového motora.

Zariadenie predstihu vstreku plní jednu veľmi dôležitú úlohu, a to zväčšiť počiatočný uhol vstreku paliva v momente, keď dôjde k zvýšeniu otáčok kľukového hriadeľa. Toto zariadenie konštruktívne zahŕňa:

snímač uhla natočenia hnacieho hriadeľa vstrekovacieho čerpadla paliva;
Riadiaci blok;
solenoidový ventil na nastavenie času začiatku vstrekovania;

Zariadenie poskytuje veľmi optimálny moment pre začiatok vstrekovania, ktorý je ideálne prispôsobený prevádzkovému režimu motora a jeho zaťaženiu. Dochádza ku kompenzácii časového posunu, ktorý je určený skracovaním periódy vstrekovania a zapaľovania so zvyšujúcou sa rýchlosťou.

Toto zariadenie je vybavené hydraulickým pohonom a je zabudované v spodnej časti skrine vstrekovacieho čerpadla tak, aby bolo umiestnené naprieč pozdĺžnou osou čerpadla.

Činnosť zariadenia na predstih vstrekovania

Vačkový kotúč (1) vstupuje s guľovým čapom (2) do priečneho otvoru plunžera (3) tak, že translačný pohyb plunžera je transformovaný na otáčanie kotúča vačky. Piest má v strede riadiaci ventil (5). Tento ventil otvára a zatvára riadiaci port v pieste. Pozdĺž osi piestu (3) je umiestnený riadiaci piest (12), ktorý je zaťažený pružinou (10). Piest je zodpovedný za polohu riadiaceho ventilu.

Elektromagnetický ventil na nastavenie začiatku vstrekovania (15) je umiestnený naprieč osi piestu. Elektronická jednotka, ktorá riadi vstrekovacie čerpadlo, pôsobí cez tento ventil na piest vstrekovacieho zariadenia. Riadiaca jednotka dodáva nepretržité prúdové impulzy. Takéto impulzy sa vyznačujú konštantnou frekvenciou a premenlivým pracovným cyklom. Ventil v konštrukcii zariadenia mení tlak, ktorý pôsobí na riadiaci piest.

Zhrnutie

Tento materiál je zameraný na čo najdostupnejšie a najzrozumiteľnejšie zoznámenie používateľov nášho zdroja so zložitým zariadením vysokotlakového palivového čerpadla a prehľadom jeho hlavných prvkov. zariadenie a všeobecný princíp Prevádzka vysokotlakového palivového čerpadla umožňuje hovoriť o bezproblémovej prevádzke iba vtedy, ak je dieselový agregát naplnený kvalitným palivom a motorovým olejom.

Ako ste už pochopili, motorová nafta nízkej kvality je hlavným nepriateľom zložitých a drahých zariadení na naftu, ktorých oprava je často veľmi nákladná.

Ak budete dieselový motor prevádzkovať opatrne, prísne dodržiavať, ba dokonca skrátiť servisné intervaly výmeny maziva, brať do úvahy ďalšie dôležité požiadavky a odporúčania, potom vysokotlakové palivové čerpadlo svojmu starostlivému majiteľovi určite odpovie mimoriadnou spoľahlivosťou, účinnosťou a závideniahodná trvanlivosť.

Rovnako ako ľudské srdce, palivové čerpadlo cirkuluje palivo cez palivový systém. Pri benzínových motoroch túto úlohu plní elektrické palivové čerpadlo a pri dieselových motoroch vysokotlakové palivové čerpadlo (TNVD).

Táto jednotka plní dve funkcie: pumpuje palivo do trysiek v presne definovanom množstve a určuje okamih, kedy sa vstrekuje do valcov. Druhá úloha je podobná zmene časovania zapaľovania pre benzínové motory. Od zavedenia systémov vstrekovania batérií je však časovanie vstrekovania riadené elektronikou, ktorá riadi vstrekovače.

Hlavným prvkom vysokotlakového palivového čerpadla je pár piestov. Jeho štruktúra a princíp fungovania sa v tomto článku nebudú podrobne zaoberať. Stručne povedané, dvojica piestov je dlhý piest malého priemeru (jeho dĺžka je niekoľkonásobne väčšia ako priemer) a pracovný valec, veľmi presne a tesne k sebe, medzera je maximálne 1-3 mikróny ( z tohto dôvodu sa v prípade zlyhania prípadu zmení celý pár). Valec má jeden alebo dva vstupné kanály, cez ktoré vstupuje palivo, ktoré je potom vytláčané piestom (piestom) cez výfukový ventil.

Princíp fungovania páru piestov je podobný práci dvojtaktný motor vnútorné spaľovanie. Pohybom nadol vytvára piest vo vnútri valca vákuum a otvára sací otvor. Palivo, ktoré sa riadi fyzikálnymi zákonmi, sa ponáhľa vyplniť riedky priestor vo valci. Potom sa piest začne zdvíhať. Najprv zatvorí sací otvor, potom zvýši tlak vo valci, v dôsledku čoho sa otvorí výfukový ventil a palivo pod tlakom vstupuje do dýzy.

Typy vysokotlakových palivových čerpadiel

Existujú tri typy vysokotlakových palivových čerpadiel, ktoré majú rôzne zariadenie ale jeden účel:

v rade;
distribučné;
kmeň.

V prvom z nich čerpá palivo do každého valca samostatný pár piestov, pričom počet párov sa rovná počtu valcov. Schéma vysokotlakového distribučného palivového čerpadla sa výrazne líši od in-line schémy. Rozdiel spočíva v tom, že palivo sa čerpá do všetkých valcov pomocou jedného alebo viacerých párov piestov. Hlavné čerpadlo čerpá palivo do akumulátora, z ktorého sa následne rozdeľuje medzi valce.

V autách s benzínovými motormi, so systémom priameho vstrekovania, sa palivo čerpá elektrickým vysokotlakovým palivovým čerpadlom, ale tam je ho (tlak) mnohonásobne menej.

In-line vysokotlakové palivové čerpadlo

Ako už bolo spomenuté, má páry piestov podľa počtu valcov. Jeho zariadenie je celkom jednoduché. Páry sú umiestnené v kryte, vo vnútri ktorého sú podvodné a výstupné palivové kanály. V spodnej časti skrine je vačkový hriadeľ poháňaný kľukovým hriadeľom, piesty sú neustále pritláčané pružinami proti vačkám.

Princíp fungovania takéhoto palivového čerpadla nie je príliš zložitý. Vačka počas otáčania nabehne do posúvača piestu, núti ho a piest pohybovať sa nahor, čím stláča palivo vo valci. Po uzavretí výstupných a vstupných kanálov (presne v tomto poradí) tlak začne stúpať na hodnotu, po ktorej sa otvorí vypúšťací ventil, po ktorom sa motorová nafta dodáva do zodpovedajúcej trysky. Táto schéma pripomína činnosť mechanizmu distribúcie plynu motora.

Na reguláciu množstva prichádzajúceho paliva a momentu jeho dodávky mechanický spôsob, alebo elektrické (takáto schéma predpokladá prítomnosť riadiacej elektroniky). V prvom prípade sa množstvo dodávaného paliva mení otáčaním piestu. Schéma je veľmi jednoduchá: má prevodový stupeň, je zapojený do ozubeného kolesa, ktorý je zase spojený s plynovým pedálom. Horná plocha piestu má sklon, v dôsledku čoho sa mení uzatvárací moment vstupu vo valci, a tým aj množstvo paliva.

Pri zmene otáčok kľukového hriadeľa sa musí zmeniť okamih dodávky paliva. Na tento účel je na hriadeli vačky, vo vnútri ktorej sú umiestnené závažia, odstredivá spojka. So zvyšovaním rýchlosti sa rozchádzajú a vačkový hriadeľ sa otáča vzhľadom na pohon. Výsledkom je, že pri zvýšení rýchlosti palivové čerpadlo poskytuje skoršie vstrekovanie a pri znížení - neskoršie.

Zariadenie in-line vstrekovacích čerpadiel im poskytuje veľmi vysokú spoľahlivosť a nenáročnosť. Keďže k mazaniu dochádza motorovým olejom z mazacieho systému pohonnej jednotky, sú vhodné na prevádzku s motorovou naftou nízkej kvality.

In-line vstrekovacie čerpadlá sa inštalujú na stredné a ťažké nákladné vozidlá. Zapnuté autá boli úplne prerušené v roku 2000.

Vysokotlakové distribučné palivové čerpadlo

Na rozdiel od radového palivového čerpadla má distribučné čerpadlo iba jeden alebo dva páry piestov, ktoré dodávajú palivo do všetkých valcov. Hlavnými výhodami takýchto palivových čerpadiel sú nižšia hmotnosť a rozmery, ako aj rovnomernejšia dodávka paliva. Hlavná nevýhoda je jedna - ich životnosť je oveľa nižšia kvôli veľkému zaťaženiu, takže sa používajú iba na autách.

Existujú tri typy distribučných vstrekovacích čerpadiel:

s koncovým vačkovým pohonom;
s vnútorným vačkovým pohonom (rotačné čerpadlá);
s externou vačkovou mechanikou.

Zariadenie prvých dvoch typov čerpadiel im poskytuje dlhšiu životnosť v porovnaní s posledným, pretože v nich nie sú žiadne výkonové zaťaženia jednotiek hnacieho hriadeľa od tlaku paliva.

Schéma činnosti distribučného palivového čerpadla prvého typu je nasledovná. Hlavným prvkom je piest rozdeľovača, ktorý sa okrem pohybu dopredu a dozadu otáča okolo svojej osi, a tým pumpuje a rozdeľuje palivo medzi valce. Je poháňaný vačkou, ktorá obieha okolo pevného krúžku na valčekoch.

Množstvo privádzaného paliva je regulované jednak mechanicky pomocou vyššie opísanej odstredivej spojky, jednak pomocou elektromagnetického ventilu, na ktorý je privádzaný elektrický signál. Predstih vstrekovania paliva je určený otočením pevného krúžku o určitý uhol.

Rotačný okruh predpokladá trochu iné usporiadanie rozdeľovacieho palivového čerpadla. Prevádzkové podmienky takéhoto čerpadla sa trochu líšia od toho, ako funguje vysokotlakové palivové čerpadlo s predným vačkovým pohonom. Palivo je čerpané a distribuované dvoma protiľahlými plunžermi a rozdeľovacou hlavou. Rotácia hlavy zabezpečuje presmerovanie paliva do príslušných valcov.

Hlavné vstrekovacie čerpadlo

Hlavné palivové čerpadlo poháňa palivo do palivovej koľajnice a poskytuje vyšší tlak v porovnaní s radovými a distribučnými čerpadlami. Schéma jeho práce je trochu iná. Palivo môže byť čerpané jedným, dvoma alebo tromi plunžermi poháňanými vačkou alebo hriadeľom.

Prívod paliva je riadený elektronickým dávkovacím ventilom. Normálny stav ventilu je otvorený, keď je prijatý elektrický signál, čiastočne sa zatvára a tým reguluje množstvo paliva vstupujúceho do valcov.

Čo je TNND

Nízkotlakové palivové čerpadlo je potrebné na dodávanie paliva do vysokotlakového palivového čerpadla. Zvyčajne sa inštaluje buď na skriňu vstrekovacieho čerpadla alebo samostatne a čerpá palivo z plynovej nádrže cez hrubé filtre a po jemných filtroch priamo do vysokotlakového čerpadla.

Princíp jeho práce je nasledujúci. Poháňa ho excentr umiestnený na vačkovom hriadeli vstrekovacieho čerpadla. Tlačidlo pritlačené na tyč spôsobí pohyb piestnej tyče. Teleso čerpadla má vstupné a výstupné kanály, ktoré sú blokované ventilmi.

Schéma fungovania TNND je nasledovná. Pracovný cyklus nízkotlakového palivového čerpadla pozostáva z dvoch cyklov. Pri prvom, prípravnom, sa piest pohybuje dole a do valca sa nasáva palivo z nádrže, pričom je vypúšťací ventil zatvorený. Pri pohybe piesta nahor je sací ventil zablokovaný sacím ventilom a pod zvyšujúcim sa tlakom sa otvára výfukový ventil, cez ktorý sa palivo dostáva do jemného filtra a následne do vysokotlakového palivového čerpadla.

Keďže nízkotlakové palivové čerpadlo má kapacitu väčšiu, než je potrebná pre chod motora, časť paliva je tlačená do dutiny pod piestom. Výsledkom je, že piest stratí kontakt s posúvačom a zamrzne. Keď dôjde palivo, piest sa opäť spustí a čerpadlo sa obnoví.

Namiesto mechanického je možné na automobil namontovať elektrické nízkotlakové palivové čerpadlo. Pomerne často sa vyskytuje na strojoch, ktoré sú vybavené čerpadlami Bosch (Opel, Audi, Peugeot atď.). Elektrické čerpadlo je inštalované iba na autách a malých mikrobusoch. Okrem hlavnej funkcie slúži na zastavenie dodávky paliva v prípade havárie.

Elektrické vstrekovacie čerpadlo začne pracovať súčasne so štartérom a pokračuje v čerpaní paliva konštantnou rýchlosťou až do vypnutia motora. Prebytočné palivo sa cez obtokový ventil odvádza späť do nádrže. Elektrické čerpadlo je umiestnené buď vo vnútri palivovej nádrže, alebo mimo nej, medzi nádržou a jemným filtrom.

Používa sa na rôznych typoch dopravy a zariadení, je založený na spaľovaní zmesi paliva a vzduchu a energie uvoľnenej v dôsledku tohto procesu. Aby však elektráreň fungovala, palivo sa musí dodávať po častiach v presne definovaných okamihoch. A táto úloha spočíva v systéme napájania, ktorý je súčasťou konštrukcie motora.

Systémy prívodu paliva motora sa skladajú z množstva komponentov, z ktorých každý má inú úlohu. Niektoré z nich filtrujú palivo, odstraňujú z neho nečistoty, iné ho merajú a privádzajú do sacieho potrubia alebo priamo do valca. Všetky tieto prvky plnia svoju funkciu s palivom, ktoré im ešte treba dodať. A to zabezpečujú palivové čerpadlá použité pri návrhoch systémov.

Kompletné čerpadlo

Ako každé kvapalinové čerpadlo je úlohou zostavy použitej pri konštrukcii motora pumpovať palivo do systému. Navyše takmer všade je potrebné, aby bol dodávaný pod určitým tlakom.

Typy palivových čerpadiel

Rôzne typy motorov používajú svoje vlastné typy palivových čerpadiel. Ale vo všeobecnosti ich možno všetky rozdeliť do dvoch kategórií – nízky a vysoký tlak. Ktorý uzol použiť, závisí od toho dizajnové prvky a princíp činnosti elektrárne.

Takže v prípade benzínových motorov, keďže horľavosť benzínu je oveľa vyššia ako nafta a súčasne sa zapáli zmes paliva a vzduchu zo zdroja tretej strany, nie je potrebný vysoký tlak v systéme. Preto sa v konštrukcii používajú nízkotlakové čerpadlá.

Čerpadlo na benzínový motor

Je však potrebné poznamenať, že v systémoch vstrekovania benzínu najnovšej generácie sa palivo dodáva priamo do valca (), takže benzín už musí byť dodávaný pod vysokým tlakom.

Čo sa týka dieselových motorov, ich zmes sa vznieti vplyvom tlaku vo valci a teploty. Samotné palivo má navyše priame vstrekovanie do spaľovacích komôr, preto, aby ho tryska mohla vstreknúť, je potrebný značný tlak. A na to sa v konštrukcii používa vysokotlakové čerpadlo (TNVD). Poznamenávame však, že pri návrhu energetického systému nebolo možné zaobísť sa bez použitia nízkotlakového čerpadla, pretože samotné vysokotlakové palivové čerpadlo nemôže čerpať palivo, pretože jeho úlohou je iba stláčať a dodávať do trysky.

Všetky použité čerpadlá na elektrárňach odlišné typy možno tiež rozdeliť na mechanické a elektrické. V prvom prípade je zostava poháňaná elektrocentrálou (používa sa ozubený pohon alebo z hriadeľových vačiek). Čo sa týka tých elektrických, tie poháňa ich elektromotor.

Presnejšie povedané, na benzínových motoroch energetické systémy používajú iba nízkotlakové čerpadlá. A iba vo vstrekovači s priamym vstrekovaním je vysokotlakové palivové čerpadlo. Zároveň v modeloch karburátora mala táto jednotka mechanický pohon, ale v modeloch so vstrekovaním sa používajú elektrické prvky.

Mechanické palivové čerpadlo

V dieselových motoroch sa používajú dva typy čerpadiel – nízkotlakové, ktoré čerpá palivo, a vysokotlakové, ktoré stláča naftu pred vstupom do dýz.

Plniace čerpadlo naftového paliva je zvyčajne poháňané mechanicky, aj keď existujú elektrické modely. Čo sa týka vysokotlakového palivového čerpadla, to sa uvádza do prevádzky z elektrárne.

Rozdiel v tlaku generovanom medzi nízkotlakovými a vysokotlakovými čerpadlami je veľmi markantný. Takže na prevádzku vstrekovacieho energetického systému stačí iba 2,0 - 2,5 baru. Ale toto je rozsah pracovného tlaku samotného vstrekovača. Jednotka na čerpanie paliva, ako obvykle, jej poskytuje malý prebytok. Takže tlak čerpadla vstrekovača paliva sa pohybuje od 3,0 do 7,0 barov (v závislosti od typu a stavu prvku). Pokiaľ ide o karburátorové systémy, benzín sa tam dodáva prakticky bez tlaku.

Ale v dieselových motoroch je potrebný veľmi vysoký tlak na dodávku paliva. Ak vezmeme systém Common Rail najnovšej generácie, potom v okruhu „vysokotlakové palivové čerpadlo-vstrekovač“ môže tlak nafty dosiahnuť 2200 barov. Preto je čerpadlo poháňané elektrárňou, pretože vyžaduje veľa energie na prevádzku a nie je vhodné inštalovať výkonný elektromotor.

Prirodzene, prevádzkové parametre a vytvorený tlak ovplyvňujú konštrukciu týchto jednotiek.

Typy benzínových čerpadiel, ich vlastnosti

Nebudeme rozoberať zariadenie benzínového čerpadla karburátorového motora, pretože takýto energetický systém sa už nepoužíva a štrukturálne je veľmi jednoduchý a nie je na tom nič zvláštne. Malo by sa však podrobnejšie zvážiť elektrické vstrekovacie čerpadlo paliva.

Treba poznamenať, že používajú rôzne stroje odlišné typy palivové čerpadlá, líšiace sa dizajnom. Ale v každom prípade je zostava rozdelená na dva komponenty – mechanickú, ktorá zabezpečuje vstrekovanie paliva a elektrickú, ktorá poháňa prvú časť.

Čerpadlá môžu byť použité na vstrekovacích vozidlách:

vákuum;
valček;
Výbava;
odstredivé;

Rotačné čerpadlá

A rozdiel medzi nimi v podstate spočíva v mechanickej časti. A iba zariadenie vákuového palivového čerpadla je úplne iné.

Vákuum

Činnosť vákuového čerpadla je založená na konvenčnom benzínovom čerpadle karburátorového motora. Rozdiel je len v pohone, ale ona sama mechanická časť takmer identické.

Pracovný modul rozdeľuje membrána na dve komory. V jednej z týchto komôr sú dva ventily - vstupný (spojený kanálom s nádržou) a výstupný (vedúci do palivového potrubia, ktoré dodáva palivo ďalej do systému).

Táto membrána počas translačného pohybu vytvára v komore s ventilmi vákuum, čo vedie k otvoreniu vstupného prvku a čerpaniu benzínu do neho. Pri spätnom pohybe sa sací ventil zatvorí, ale výfukový sa otvorí a palivo sa jednoducho vtlačí do potrubia. Vo všeobecnosti je všetko jednoduché.

Čo sa týka elektrickej časti, funguje na princípe solenoidového relé. To znamená, že existuje jadro a vinutie. Keď je na vinutie privedené napätie, magnetické pole, ktoré v ňom vzniká, vťahuje jadro spojené s membránou (dochádza k jej translačnému pohybu). Akonáhle napätie zmizne, vratná pružina vráti membránu do pôvodnej polohy (vratný pohyb). Dávať impulzy elektrická časť ovládané elektronickou riadiacou jednotkou vstrekovačov.

Valček

Čo sa týka ostatných typov, ich elektrická časť je v princípe identická a ide o klasický jednosmerný elektromotor napájaný zo siete 12 V. Mechanické časti sú však odlišné.

Valcové palivové čerpadlo

V čerpadle valčekového typu sú pracovnými prvkami rotor s drážkami, v ktorých sú nainštalované valčeky. Tento dizajn je umiestnený v kryte s vnútornou dutinou zložitý tvar s komorami (vstup a výstup, vyrobené vo forme drážok a spojené s prívodným a výfukovým potrubím). Podstata práce spočíva v tom, že valce jednoducho destilujú benzín z jednej komory do druhej.

výbava

Typ prevodu používa dva prevody namontované jeden v druhom. Vnútorný prevod je menší a pohybuje sa po dráhe excentra. Vďaka tomu je medzi ozubenými kolesami komora, v ktorej sa palivo zachytáva z prívodného kanála a čerpá do výfukového kanála.

Zubové čerpadlo

odstredivý typ

Valčekové a ozubené typy elektrických benzínových čerpadiel sú menej bežné ako odstredivé, sú tiež turbínové.

Odstredivé čerpadlo

Tento typ zariadenia palivového čerpadla obsahuje obežné koleso s veľké množstvočepele. Táto turbína pri otáčaní vytvára vír benzínu, ktorý zabezpečuje jeho nasávanie do čerpadla a ďalšie tlačenie do potrubia.

Trochu zjednodušene sme preskúmali usporiadanie palivových čerpadiel. V ich konštrukcii sú totiž prídavné sacie a redukčné ventily, ktorých úlohou je dodávať palivo iba jedným smerom. To znamená, že benzín, ktorý vstúpil do čerpadla, sa môže vrátiť do nádrže iba pozdĺž spätného potrubia, pričom prechádza cez všetky základné prvky energetického systému. Úloha jedného z ventilov tiež zahŕňa uzamknutie a zastavenie vstrekovania za určitých podmienok.

Turbínové čerpadlo

Pokiaľ ide o vysokotlakové čerpadlá používané v dieselových motoroch, princíp činnosti je radikálne odlišný a tu sa môžete dozvedieť viac o takýchto komponentoch energetického systému.

Palivové čerpadlo (skrátene vysokotlakové palivové čerpadlo) je určené na výkon nasledujúce funkcie- dodávanie horľavej zmesi pod vysokým tlakom do palivového systému spaľovacieho motora, ako aj regulácia jej vstrekovania v určitých bodoch. Preto je palivové čerpadlo považované za najdôležitejšie zariadenie pre dieselové a benzínové motory.

Väčšinou sa vstrekovacie čerpadlá používajú, samozrejme, v dieselových motoroch. A v benzínových motoroch sa vysokotlakové palivové čerpadlá nachádzajú iba v tých jednotkách, ktoré používajú systém priameho vstrekovania paliva. Zároveň čerpadlo benzínový motor pracuje s oveľa menším zaťažením, pretože nie je potrebný taký vysoký tlak ako v dieselovom motore.

Hlavnými konštrukčnými prvkami palivového čerpadla sú piest (piest) a valec (objímka) malej veľkosti, ktoré sú spojené do jedného piestového systému (páru) vyrobeného z vysokopevnostnej ocele s veľkou presnosťou.

V skutočnosti je výroba páru piestov pomerne náročná úloha, ktorá si vyžaduje špeciálne vysoko presné stroje. Pre celok Sovietsky zväz ak ma pamäť neklame, existovala iba jedna továreň, kde sa vyrábali páry piestov.

Ako sa dnes vyrábajú piestové páry u nás, si môžete pozrieť v tomto videu:

Medzi párom piestov je vytvorená veľmi malá medzera, takzvané presné spojenie. Toto je dokonale znázornené na videu, keď piest vstupuje do valca veľmi hladko a vznáša sa pod vlastnou hmotnosťou.

Takže, ako sme už povedali, palivové čerpadlo sa používa nielen na včasné dodávanie horľavej zmesi do palivového systému, ale aj na jej distribúciu cez dýzy do valcov v súlade s typom motora.

Dýzy sú článkom tohto reťazca, takže sú spojené s čerpadlom potrubím. Dýzy sú spojené so spaľovacou komorou spodnou striekacou časťou, vybavenou o malé otvory pre efektívne vstrekovanie paliva s ďalším zapaľovaním. Uhol predstihu umožňuje určiť presný moment vstreku vozidla do spaľovacej komory.

Typy palivových čerpadiel

V závislosti od konštrukčných prvkov existujú tri hlavné typy vstrekovacích čerpadiel - distribučné, in-line, hlavné.

Inline vstrekovacie čerpadlo

Tento typ vysokotlakového palivového čerpadla je vybavený pármi piestov umiestnenými vedľa seba (odtiaľ názov). Ich počet presne zodpovedá počtu pracovných valcov motora.

Jeden pár piestov teda dodáva palivo do jedného valca.

Pary sú inštalované v telese čerpadla, ktoré má vstupné a výstupné kanály. Piest sa spúšťa pomocou vačkového hriadeľa, ktorý je zase pripojený ku kľukovému hriadeľu, z ktorého sa prenáša rotácia.

Vačkový hriadeľ čerpadla, keď sa otáča vačkami, pôsobí na posúvače plunžerov a núti ich pohybovať sa vo vnútri puzdier čerpadla. V tomto prípade sa vstupný a výstupný otvor striedavo otvárajú a zatvárajú. Keď sa piest pohybuje nahor v objímke, vytvára sa tlak potrebný na otvorenie výtlačného ventilu, cez ktorý je palivo pod tlakom nasmerované cez palivové potrubie do určitej trysky.

Okamžik dodávky paliva a nastavenie jeho množstva potrebného v určitom časovom okamihu sa môže uskutočniť buď pomocou mechanického zariadenia alebo pomocou elektroniky. Takáto úprava je potrebná na úpravu prívodu paliva do valcov motora v závislosti od otáčok kľukového hriadeľa (otáčky motora).

Mechanické ovládanie je zabezpečené pomocou špeciálnej spojky odstredivý typ, ktorý je upevnený na vačkovom hriadeli. Princíp činnosti takejto spojky spočíva v závažiach, ktoré sú vo vnútri spojky a majú schopnosť pohybovať sa pôsobením odstredivej sily.

Odstredivá sila sa mení so zvyšovaním (alebo poklesom) otáčok motora, čím sa závažia buď rozchádzajú smerom k vonkajším okrajom spojky, alebo sa opäť približujú k osi. To vedie k posunutiu vačkového hriadeľa vzhľadom na pohon, v dôsledku čoho sa mení prevádzkový režim piestov, a teda so zvýšením otáčok motora sa poskytuje skoré vstrekovanie paliva a neskoro, ako ste uhádli, s zníženie rýchlosti.

In-line palivové čerpadlá sú veľmi spoľahlivé. Sú mazané motorovým olejom pochádzajúcim z mazacieho systému motora. Na kvalitu paliva absolútne nie sú vyberaví. K dnešnému dňu je použitie takýchto čerpadiel obmedzené kvôli ich objemnosti. kamióny stredná a ťažká povinnosť. Približne do roku 2000 sa používali aj na dieselových motoroch pre cestujúcich.

Distribučné vstrekovacie čerpadlo

Na rozdiel od radového vysokotlakového čerpadla môže mať distribučné vysokotlakové palivové čerpadlo jeden alebo dva plunžery v závislosti od veľkosti motora a podľa toho aj požadovaného množstva paliva.

A tieto jeden alebo dva plunžery slúžia všetkým valcom motora, ktoré môžu byť 4, 6, 8 a 12. rovnomerné zásobovanie palivom.

Hlavnou nevýhodou tohto typu čerpadiel je ich relatívna krehkosť. Distribučné čerpadlá sú inštalované iba v osobných automobiloch.

Distribučné vstrekovacie čerpadlo môže byť vybavené rôzne druhy piestové pohony. Všetky tieto typy pohonu sú vačkové a sú: koncové, vnútorné, vonkajšie.

Najúčinnejšie sú čelné a vnútorné pohony, ktoré nie sú zaťažené tlakom paliva na hnací hriadeľ, v dôsledku čoho vydržia o niečo dlhšie ako čerpadlá s externým vačkovým pohonom.

Mimochodom, stojí za zmienku, že dovážané čerpadlá Bosch a Lucas, ktoré sa najčastejšie používajú v automobilovom priemysle, sú vybavené koncovým a vnútorným pohonom a čerpadlá domácej výroby radu ND majú externý pohon.

Pohon tvárovej vačky

Pri tomto type pohonu, ktorý sa používa v čerpadlách Bosch VE, je hlavným prvkom rozdeľovací piest, určený na vytváranie tlaku a distribúciu paliva v palivových valcoch. V tomto prípade piest rozdeľovača vykonáva rotačné a vratné pohyby počas rotačných pohybov vačky.

Vratný pohyb piestu sa vykonáva súčasne s otáčaním vačky, ktorá sa opierajúc sa o valčeky sa pohybuje pozdĺž pevného krúžku pozdĺž polomeru, to znamená, že okolo neho obieha.

Náraz podložky na piest poskytuje vysoký tlak paliva. Návrat piestu do pôvodného stavu sa vykonáva vďaka pružinovému mechanizmu.

K distribúcii paliva vo valcoch dochádza v dôsledku skutočnosti, že hnací hriadeľ zabezpečuje rotačný pohyb piestu.

Množstvo dodávky paliva môže zabezpečiť elektronické (elektromagnetický ventil) alebo mechanické (odstredivá spojka) zariadenie. Nastavenie sa vykonáva otočením pevného (nie otočného) nastavovacieho krúžku o určitý uhol.

Cyklus prevádzky čerpadla pozostáva z nasledujúcich fáz: čerpanie časti paliva do priestoru nad piestom, natlakovanie v dôsledku kompresie a distribúcia paliva vo valcoch. Potom sa piest vráti do pôvodnej polohy a cyklus sa znova opakuje.

Interný vačkový pohon

Vnútorný pohon sa používa v distribučných vstrekovacích čerpadlách rotačného typu, napríklad v čerpadlách Bosch VR, Lucas DPS, Lucas DPC. V tomto type čerpadla sa dodávka a distribúcia paliva uskutočňuje prostredníctvom dvoch zariadení: piestu a distribučnej hlavy.

Vačkový hriadeľ je vybavený dvoma protiľahlými plunžermi, ktoré zabezpečujú proces vstrekovania paliva, čím menšia je vzdialenosť medzi nimi, tým vyšší je tlak paliva. Po natlakovaní sa palivo rúti do vstrekovačov cez kanály hlavy rozdeľovača cez výtlačné ventily.

Prívod paliva do piestov zabezpečuje špeciálne posilňovacie čerpadlo, ktoré sa môže líšiť v závislosti od typu jeho konštrukcie. Môže to byť buď zubové čerpadlo alebo rotačné lamelové čerpadlo. Pomocné čerpadlo je umiestnené v telese čerpadla a je poháňané hnacím hriadeľom. V skutočnosti je inštalovaný priamo na tejto šachte.

Nebudeme uvažovať o distribučnom čerpadle s externým pohonom, pretože ich hviezda je s najväčšou pravdepodobnosťou blízko západu slnka.

Hlavné vstrekovacie čerpadlo

Tento typ palivového čerpadla sa používa v systéme prívodu paliva Common Rail, v ktorom sa palivo najskôr hromadí v palivovom potrubí predtým, ako sa dostane k vstrekovačom. Hlavné čerpadlo je schopné zabezpečiť vysoký prívod paliva - cez 180 MPa.

Hlavné čerpadlo môže byť jedno-, dvoj- alebo trojpiestové. Pohon piestu je zabezpečený vačkovou podložkou alebo hriadeľom (samozrejme tiež vačkou), ktoré vykonávajú rotačné pohyby v čerpadle, inak povedané, otáčajú sa.

Súčasne sa v určitej polohe vačiek pod pôsobením pružiny pohybuje piest nadol. V tomto momente sa kompresná komora roztiahne, vďaka čomu v nej klesá tlak a vzniká podtlak, ktorý spôsobí otvorenie sacieho ventilu, cez ktorý do komory prechádza palivo.

Zdvihnutie piestu je sprevádzané zvýšením tlaku vo vnútri komory a uzavretím vstupného ventilu. Po dosiahnutí tlaku, na ktorý je čerpadlo nastavené, sa otvorí výfukový ventil, cez ktorý sa čerpá palivo do koľajnice.

V hlavnom čerpadle je proces prívodu paliva riadený palivovým dávkovacím ventilom (ktorý sa otvára alebo zatvára o požadované množstvo) pomocou elektroniky.

Každý motor automobilu má energetický systém, ktorý zabezpečuje miešanie zložiek horľavej zmesi a ich prívod do spaľovacích komôr. Konštrukcia energetického systému závisí od toho, na aké palivo elektráreň beží. Ale najbežnejšia je jednotka, ktorá beží na benzín.

Aby mohla napájacia sústava miešať zložky zmesi, musí ich prijímať aj z nádoby, v ktorej sa nachádza benzín – palivovej nádrže. A na to je v konštrukcii zahrnuté čerpadlo, ktoré zabezpečuje dodávku benzínu. A zdá sa, že tento komponent nie je najdôležitejší, ale bez jeho prevádzky sa motor jednoducho nenaštartuje, pretože benzín nebude prúdiť do valcov.

Typy benzínových čerpadiel a princíp ich činnosti

Na autách sa používajú dva typy benzínových čerpadiel, ktoré sa líšia nielen dizajnom, ale aj miestom inštalácie, hoci majú jednu úlohu - pumpovať benzín do systému a zabezpečiť jeho prívod do valcov.

Podľa typu konštrukcie sa benzínové čerpadlá delia na:

Mechanický;
Elektrické.

1. Mechanický typ

Používa sa plynové čerpadlo mechanického typu. Zvyčajne sa nachádza na hlave bloku elektrárne, pretože je poháňaný z vačkového hriadeľa. Vstrekovanie paliva v ňom sa vykonáva v dôsledku vákua vytvoreného membránou.

Jeho konštrukcia je pomerne jednoduchá - v tele je membrána (membrána), ktorá je zospodu odpružená a pozdĺž centrálnej časti pripevnená k tyči spojenej s pákou pohonu. V hornej časti čerpadla sú dva ventily - vstupný a výstupný, ako aj dve armatúry, z ktorých jeden nasáva benzín do čerpadla a druhý vystupuje a vstupuje do karburátora. Pracovisko mechanický typ má nad membránou dutinu.

Palivové čerpadlo funguje podľa tohto princípu - na vačkovom hriadeli je špeciálna excentrická vačka, ktorá poháňa čerpadlo. Počas chodu motora rotujúci hriadeľ pôsobí na posúvač hornou časťou vačky, ktorá stláča páku pohonu. To zase stiahne tyč spolu s membránou, čím prekoná silu pružiny. Z tohto dôvodu sa v priestore nad membránou vytvorí vákuum, vďaka ktorému sa otvorí sací ventil a do dutiny sa čerpá benzín.

Video: Ako funguje palivové čerpadlo

Akonáhle sa hriadeľ otočí, pružina vráti tlačník, hnaciu páku a membránu spolu s vretenom. Z tohto dôvodu stúpa tlak v dutine nad membránou, vďaka čomu sa vstupný ventil zatvára a výstupný ventil sa otvára. Rovnaký tlak vytlačí benzín z dutiny a do výstupného otvoru a prúdi do karburátora.

To znamená, že všetka práca mechanického typu bez čerpadla je postavená na poklesoch tlaku. Poznamenávame však, že celý energetický systém karburátora nevyžaduje veľký tlak, takže tlak, ktorý vytvára mechanické palivové čerpadlo, je malý, hlavná vec je, že táto zostava poskytuje potrebné množstvo benzínu v karburátore.

Palivové čerpadlo beží nepretržite, pokiaľ beží motor. Keď sa pohonná jednotka zastaví, zastaví sa dodávka benzínu, pretože čerpadlo tiež prestane čerpať. Aby bolo dostatok paliva na naštartovanie motora a jeho prevádzku až do naplnenia systému vplyvom podtlaku, sú v karburátore komory, do ktorých sa leje benzín aj počas predchádzajúcej prevádzky motora.

2. Elektrické palivové čerpadlo, ich typy

Vo vstrekovacích palivových systémoch je benzín vstrekovaný vstrekovačmi, a preto je potrebné, aby k nim palivo prichádzalo už pod tlakom. Preto tu nie je možné použiť čerpadlo mechanického typu.

Na dodávanie benzínu do systému vstrekovania paliva sa používa elektrické palivové čerpadlo. Takéto čerpadlo je umiestnené v palivovom potrubí alebo priamo v nádrži, čo zabezpečuje čerpanie benzínu pod tlakom do všetkých komponentov energetického systému.

Spomeňme trochu najmodernejší vstrekovací systém – s priamym vstrekovaním. Funguje na princípe dieselového systému, to znamená, že benzín sa vstrekuje priamo do valcov pod vysokým tlakom, čo bežné elektrické čerpadlo nedokáže zabezpečiť. Preto sa v takomto systéme používajú dva uzly:

Prvý z nich je elektrický, inštalovaný v nádrži a zabezpečuje plnenie systému palivom.
Druhé čerpadlo je vysokotlakové čerpadlo (TNVD), má mechanický pohon a jeho úlohou je zabezpečiť značný tlak paliva pred jeho privedením do trysiek.

Ale nebudeme zatiaľ uvažovať o vysokotlakových palivových čerpadlách, ale prejdeme cez klasické elektrické benzínové čerpadlá, ktoré sú umiestnené buď v blízkosti nádrže a sú vyrezané do palivového potrubia, alebo sú inštalované priamo do nádrže.

Video: Benzínové čerpadlo, kontrola-test

Existuje veľké množstvo druhov, ale najrozšírenejšie sú tri typy:

rotačný valec;
výbava;
odstredivá (turbína);

Elektrické čerpadlo s rotačným valcom sa vzťahuje na čerpadlá, ktoré sú inštalované v palivovom potrubí. Jeho konštrukcia obsahuje elektrický motor, na rotore ktorého je nainštalovaný disk s valčekmi. To všetko je umiestnené v držiaku kompresora. Okrem toho je rotor mierne posunutý vzhľadom na kompresor, to znamená, že existuje excentrické usporiadanie. Kompresor má tiež dva výstupy - cez jeden benzín vstupuje do čerpadla a cez druhý vystupuje.

Funguje to takto: keď sa rotor otáča, valce prechádzajú cez vstupnú oblasť, vďaka čomu sa vytvára vákuum a benzín sa čerpá do čerpadla. Jeho valčeky sú zachytené a prenesené do výstupnej zóny, ale vďaka excentrickému usporiadaniu sa palivo stlačí, čím sa dosiahne tlak.

Vďaka excentrickému pohybu funguje aj zubové čerpadlo, ktoré je tiež inštalované v palivovom potrubí. Ale namiesto rotora a kompresora má vo svojej konštrukcii dva vnútorné prevody, to znamená, že jeden z nich je umiestnený vo vnútri druhého. Vnútorný prevod je v tomto prípade vedúci, je spojený s hriadeľom elektromotora a je posunutý voči druhému - hnanému. Počas prevádzky takéhoto čerpadla je palivo čerpané zubami ozubeného kolesa.

Ale na aute sa najčastejšie používa odstredivé elektrické palivové čerpadlo, ktoré je inštalované priamo v nádrži a je k nemu už pripojené palivové potrubie. Jeho prívod paliva sa vykonáva obežným kolesom s Vysoké čísločepele a umiestnené vo vnútri špeciálnej komory. Počas otáčania tohto obežného kolesa sa vytvárajú turbulencie, ktoré prispievajú k nasávaniu benzínu a jeho kompresii, čím sa zabezpečuje tlak pred jeho vstupom do palivového potrubia.

Toto sú zjednodušené schémy najbežnejších elektrických palivových čerpadiel. V skutočnosti ich konštrukcia zahŕňa ventily, kontaktné systémy na pripojenie k palubnej sieti atď.

Všimnite si, že už pri štarte vstrekovacej elektrárne by už v systéme malo byť palivo pod tlakom. Preto je elektrické palivové čerpadlo riadené elektronickou riadiacou jednotkou a je zapnuté pred aktiváciou štartéra.

Hlavné poruchy palivového čerpadla

Video: Keď palivové čerpadlo "ochorie"

Všetky benzínové čerpadlá majú pomerne dlhú životnosť vďaka relatívne jednoduchej konštrukcii.

V mechanických zostavách sú problémy vôbec zriedkavé. Najčastejšie sa vyskytujú v dôsledku prasknutia membrány alebo opotrebovania hnacích prvkov. V prvom prípade čerpadlo úplne prestane čerpať palivo a v druhom prípade nedodáva dostatok paliva.

Kontrola takéhoto benzínového čerpadla nie je náročná, stačí odstrániť horný kryt a posúdiť stav membrány. Môžete tiež odpojiť palivové potrubie od karburátora zo zostavy, spustiť ho do nádoby a naštartovať motor. V prevádzkyschopnom prvku sa palivo dodáva v rovnomerných častiach dostatočne výkonným prúdom.

Vo vstrekovacích motoroch má poruchu elektrického palivového čerpadla určité znaky- auto neštartuje dobre, je viditeľný pokles výkonu, sú možné prerušenia chodu motora.

Samozrejme, takéto znaky môžu spôsobiť poruchy v rôznych systémoch, takže bude potrebná dodatočná diagnostika, pri ktorej sa výkon čerpadla kontroluje meraním tlaku.

Ale zoznam porúch, kvôli ktorým tento uzol nefunguje správne, nie je taký veľký. Čerpadlo teda môže prestať fungovať v dôsledku silného a systematického prehriatia. Stáva sa to kvôli zvyku nalievať malé časti benzínu do nádrže, pretože palivo pre túto jednotku funguje ako chladivo.

Tankovanie paliva nízkej kvality môže ľahko viesť k poruchám. Nečistoty a cudzie častice prítomné v takomto benzíne, ktoré sa dostanú do zostavy, vedú k jej zvýšenému opotrebovaniu. základné časti.

Problémy môžu nastať aj cez elektrickú časť. Oxidácia elektroinštalácie a jej poškodenie môže viesť k tomu, že do čerpadla nie je dodávaná nedostatočná energia.

Všimnite si, že väčšinu porúch, ktoré sa vyskytujú v dôsledku poškodenia alebo opotrebovania komponentov benzínového čerpadla, je ťažké odstrániť, a preto sa často, ak je jeho výkon narušený, jednoducho vymení.