________________________________________________________________

Дизельные двигатели грузовых автомобилей и тракторов. Запасные части, регулировки и ремонт.

_______________________________________________________________

Топливоподкачивающий насос и соленоидный клапан

Топливоподкачивающий насос в ступени низкого давления

Топливоподкачивающий насос в ступени низкого давления топлива служит для обеспечения требуемой подачи топлива к элементам ступени высокого давления.

В работе насоса предусматривается:

- Независимость от режима работы двигателя;

- Минимальный шум;

- Обеспечение необходимого давления;

- Ресурс работы, соответствующий полному сроку службы автомобиля.

В настоящее время существуют два варианта подкачивающих насосов: стандартный вариант — электрический роторный (роликовый) насос, и альтернативный — шестеренчатый насос с механическим приводом.

Электрический топливоподкачивающий насос

Рис.13. Схема электрического подкачивающего насоса

А — насосная секция. В — электромотор. С — крышка, 1 — сторона нагнетания; 2 — якорь электромотора; 3 — роликовый насос; 4 — перепускной клапан; 5 — сторона всасывания.

Топливоподкачивающий насос с автономным электрическим приводом используется только в двигателях легковых и легких коммерческих автомобилей. Этот насос служит не только для подачи топлива в ТНВД, но и в составе системы текущего контроля прекращает подачу топлива в случае аварии.

Рис.14. Насосная секция роликового подкачивающего насоса с электрическим приводом

1 — сторона всасывания, 2 — ротор, 3 — ролик, 4 — опорная плита, 5 — сторона нагнетания.

Начиная с прокручивания двигателя стартером, электрический подкачивающий насос работает с постоянной частотой вращения, независимо от частоты вращения двигателя.

Это означает, что насос постоянно подает топливо из топливного бака в ТНВД через фильтр тонкой очистки топлива. Излишнее топливо направляется обратно в бак через перепускной клапан.

Контур безопасности служит для прекращения подачи топлива в случае, когда зажигание включено при неработающем двигателе.

Существуют два варианта установки подкачивающих насосов с электрическим приводом — в линию низкого давления между топливным баком и фильтром тонкой очистки топлива, и внутри топливного бака. Первые крепятся к кузову автомобиля, а вторые устанавливаются на специальных опорах внутри топливного бака.

Кроме наружных электрических и гидравлических соединений, на этих опорах также крепится фильтр-топливоприемник, индикатор уровня топлива и тангенциальная полость, служащая как резервуар топлива.

Электрический топливоподкачивающий насос включает в себя три функциональных элемента: насосную секцию; электромотор; крышку.

Имеется множество различных вариантов насосных элементов, применяемых в зависимости от конкретной области применения насоса. В топливной системе CR используется роторный топливоподкачивающий насос роликового типа (насос прямого вытеснения).

Такой тип насоса включает в себя эксцентрично расположенную камеру с установленным в ней ротором и роликами, которые могут перемещаться в прорезях ротора.

Вращение ротора вместе с создаваемым давлением топлива заставляют ролики перемещаться на периферию прорези, прижимаясь к рабочим поверхностям.

В результате ролики действуют как вращающиеся уплотнители, посредством чего между роликами соседних прорезей и внутренней, рабочей поверхностью корпуса насоса, образуется камера.

Создание давления определяется тем, что при закрытии входной серпообразной полости объем камеры постоянно уменьшается, и когда выходное отверстие открывается, топливо течет через электромотор и выходит из штуцера в крышке на нагнетательной стороне насоса.

Электромотор включает в себя постоянный магнит и якорь, конструкция которого определяется требуемой величиной подачи при данном давлении в линии низкого давления. Электромотор и насосный элемент расположены в общем корпусе.

При работающем насосе они постоянно омываются топливом, так что постоянно охлаждаются. Такая конструкция позволяет получить хорошую характеристику электромотора без необходимости создания сложных уплотнительных элементов между насосной секцией и электромотором.

Крышка на нагнетательной стороне имеет электрические выводы и штуцер для гидравлического соединения. В ней также могут быть установлены помехоподавляющие элементы.

Топливоподкачивающий насос шестеренчатого типа

Рис.15. Схема подкачивающего насоса шестеренчатого типа

1 — сторона всасывания, 2 — ведущая шестерня, 3 — сторона нагнетания.

На легковых, коммерческих и вседорожных автомобилях с топливной системой Common Rail используются топливоподкачивающие насосы шестеренчатого типа.

Они могут быть интегрированы в корпус ТНВД и, следовательно, иметь общий с ним привод или непосредственно устанавливаться на двигатель и иметь свой привод. Обычно применяются шестеренчатый привод или зубчатый ремень.

Основными элементами шестеренчатого насоса являются два шестеренчатых колеса, которые находятся в зацеплении между собой, посредством чего топливо «захватывается» в камеру, образующуюся между зубьями шестерен и стенкой корпуса насоса, и направляется к выходу на стороне нагнетания.

Контактные поверхности между зубьями вращающихся шестерен обеспечивают уплотнение между сторонами всасывания и нагнетания и, таким образом, предотвращают перетекание топлива снова на всасывание.

Величина подачи шестеренчатым насосом практически пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя, поэтому величина подачи уменьшается дросселем на всасывающей стороне или ограничивается перепускным клапаном на стороне нагнетания.

Шестеренчатые насосы не требуют технического обслуживания. Для удаления воздуха из топливной системы перед пуском или в случае, когда топливный бак оказывается пустым, непосредственно на подкачивающем насосе или в линии низкого давления может быть установлен насос ручной подкачки топлива.

Соленоидный клапан

Принцип действия соленоидного клапана

Основными задачами соленоидного клапана являются: обеспечение точного времени начала впрыска топлива относительно угла поворота коленчатого вала двигателя на различных режимах работы, продолжительности впрыска и количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр двигателя.

Соленоидный клапан можно разделить на две группы – соленоидную и клапанную. Клапанная группа состоит из игольчатого клапана 2, корпуса 12 клапана составляющего одно целое с корпусом насоса и пружины клапана 1.

Рис.16. Соленоидный клапан для легковых автомобилей

1 – пружина клапана; 2 – игольчатый клапан; 3 – камера высокого давления; 4 – камера низкого давления; 5 – компенсационная шайба; 6 – катушка; 7 – упор; 8 – штекер; 9 – щель для прохода топлива; 10 – уплотнительная плоскость корпуса клапана; 11 – уплотнительная плоскость клапана; 12 – корпус; 13 – накидная гайка; 14 – магнитный диск; 15 – магнитный сердечник; 16 – якорь; 17 – уравнительная пружина

Уплотнительная плоскость 10 корпуса клапана имеет конусообразную форму. Посадочная поверхность клапана 11 имеет точно такую форму, однако угол конуса клапана немного больше угла конуса его корпуса.

Когда клапан закрыт и прижат к корпусу, корпус и клапан соприкасаются только по линии седла клапана, благодаря чему достигается очень хорошее уплотнение клапана. Клапан и его корпус составляют прецизионную пару и очень плотно подогнаны друг к другу.

Магнит состоит из ярма магнитопровода и подвижного якоря 16. Ярмо состоит из магнитного сердечника 15, катушки 6 и штекеров выводных контактов 8. Якорь соединен с клапаном. Между магнитным ярмом и якорем в исходном положении имеется зазор.

Электромагнитный клапан имеет два переключаемых положения – «клапан открыт» и «клапан закрыт». Клапан открыт, когда напряжение питания на катушку не подается. Клапан закрывается при подаче напряжения питания от задающего каскада ЭБУ.

Клапан открыт. Под усилием пружины 1 клапан 2 прижимается к упору 7, в результате чего обеспечивается проход топлива через щель для прохода топлива 9 между иглой и корпусом в области седла клапана.

При этом камеры высокого 3 и низкого 4 давления соединены между собой. В этом исходном положении топливо может как втекать в камеру высокого давления, так и вытекать из нее.

Клапан закрыт. Когда наступает момент впрыска топлива, на катушку клапана подается напряжение питания от задающего каскада ЭБУ.

Ток срабатывания вызывает магнитный поток в элементах магнитного контура (магнитный сердечник и якорь), который генерирует силу магнитного притяжения для перемещения
якоря к статору.

В результате движение якоря останавливается иглой при ее посадке на седло в корпусе. При этом между якорем и статором остается небольшой воздушный зазор. Клапан теперь закрыт, и при движении плунжера насос-форсунки вниз осуществляется впрыск топлива.

Сила магнитного притяжения используется не только для подтягивания якоря, но и для преодоления силы действия пружины клапана и, соответственно, удерживания якоря.

Кроме того, сила магнитного притяжения прикладывается к уплотнительным поверхностям седла для удерживания их в контакте друг с другом. Якорь удерживается в данном положении до тех пор, пока на катушку клапана подается напряжение питания.

Чем сильнее магнитный поток, тем ближе располагается к статору якорь. После закрытия клапана можно уменьшить ток до удерживающего уровня. Клапан, таким образом, остается закрытым, а потери мощности и, следовательно, выделение тепла, оказываются минимальными.

Для прекращения процесса впрыска топлива должна быть прекращена подача напряжения на катушку клапана, в результате чего магнитный поток исчезает, как и сила магнитного притяжения, и пружина перемещает иглу клапана в ее исходное положение на упоре. Проход топлива через седло клапана открывается.

___________________________________________________________________