О полном приводе, дорогах и бездорожье 4X4@aaa13.ru

Топливный насос высокого давления (ТНВД)

Автор: Сергей Михайлов
Источник: Off-road club "Протектор"

Основным узлом топливной системы дизеля является топливный насос высокого давления. Его главные функции - нагнетание топлива в форсунки в строго дозированном количестве и обеспечение необходимого момента начала впрыскивания (он определяется углом опережения впрыска по аналогии с углом опережения зажигания у бензиновых двигателей).

На дизелях легковых автомобилей применяются три типа ТНВД. Рассмотрим их более подробно. Плунжерные рядные насосы типа М или MW фирмы Bosch применяются сейчас, в основном, только фирмой Mercedes. Эти насосы сложны по конструкции, но обладают, пожалуй, максимальными надежностью и долговечностью. Конструктивно плунжерные ТНВД имеют отдельные нагнетательные секции на форсунку каждого цилиндра с приводом от кулачкового вала насоса. Каждая секция состоит из двух прецизионных (т.е. сверхточно выполненных) элементов - плунжера и нагнетательного клапана. Плунжер служит для нагнетания топлива в форсунку и установлен в корпусе насоса с очень малым зазором - менее 1 мкм. Кроме того, плунжер управляет количеством топлива, подаваемого к форсунке. Нагнетательный клапан необходим для быстрого запирания топливопровода, соединяющего насос и форсунку, и поддержания небольшого остаточного давления в топливопроводе между впрысками.

В распределительном насосе типа VE фирмы Bosch (подобные насосы производятся также японской фирмой Diesel KiKi по лицензии Bosch) система нагнетания имеет только один плунжер-распределитель, который совершает поступательные движения для нагнетания топлива и вращение для распределения топлива по форсункам. Поступательно- вращательное движение плунжера обеспечивается за счет его контакта с шаговым диском через ролики, при этом плунжер выполняет за один оборот диска столько циклов нагнетания, сколько цилиндров у двигателя.

В распределительных насосах типа DPC французской фирмы Lucas Rotodiesel и DPA, DPS английской фирмы Lucas-CAV систему нагнетания составляет пара противолежащих поршней, выполняющих поступательные движения навстречу друг другу. Нагнетание топлива происходит здесь в результате действия на поршни роликовых толкателей, набегающих на кулачки обоймы подшипника ротора. Распределение топлива по форсункам выполняется за счет разделителя, вращающегося вместе с поршнем и соединяющего или разъединяющего в определенных положениях насос с форсунками.

Чтобы ТНВД создавал необходимое давление впрыскивания, топливо должно поступать к плунжерной паре под небольшим давлением. Для этого используют насосы предварительной подкачки (низкого давления). В рядных ТНВД такой насос вынесен наружу и приводится от кулачкового вала двигателя, в то время как в распределительных насосах он установлен внутри корпуса самого ТНВД.

Активное развитие производства легковых дизельных двигателей, начало которому было положено мировым нефтяным кризисом 70-х годов, потребовало создания для них собственных конструкций топливной аппаратуры. До начала широкого внедрения дизелей на легковом транспорте среди производимой мировыми фирмами топливной аппаратуры преобладали рядные топливные насосы, составляя до 90% всего объема выпуска. На первых легковых дизелях также устанавливалась разработанная специально для них рядная топливная аппаратура, однако ее высокая стоимость, а также повышенные масса и габариты потребовали разработки новых типов топливных насосов высокого давления (ТНВД), параметры которых в большей степени удовлетворяли бы новым требованиям. Такими ТНВД стали насосы распределительного типа, в которых один нагнетающий элемент обслуживает по очереди все цилиндры двигателя. Подобные топливные насосы имеют, во-первых, сравнительно небольшие габариты и массу, во-вторых, их стоимость на 30-50% ниже, чем у рядных ТНВД аналогичного назначения. Кроме того, важным оказалось и то, что в распределительных ТНВД сравнительно легко осуществляется автоматическое управление параметрами процесса подачи топлива, что оказалось чрезвычайно важно для высокооборотных легковых дизелей.

Отвечая возникшим потребностям рынка, два крупнейших мировых производителя топливной аппаратуры - Bosch (Германия) и CAV (Великобритания) разработали конструкции ТНВД распределительного типа, которые и были ими запущены в массовое производство в начале 70-х, причем CAV несколько опередил Bosch, поскольку разработанный им распределительный насос DPA роторного типа (нагнетающим элементом является вращающийся ротор с радиальными плунжерами, число которых может быть различным) разрабатывался в том числе и для среднеоборотных двигателей легких грузовиков и строительной техники (эти двигатели, оснащенные насосами DPA, начали производиться с конца 60-х годов).

Топливные насосы, выпущенные CAV и Bosch, отличались по своим конструктивным схемам, однако их потребительские качества оказались приблизительно равноценными.

Bosch после относительно непродолжительного выпуска распределительного ТНВД EP/VА, оснащенного сложным гидравлическим регулятором, сосредоточился на выпуске ТНВД EP/VE, который и стал основным продуктом фирмы для легковых дизелей. Этот ТНВД по своей конструкции относится к одноплунжерным насосам с приводом от торцевой шайбы. По мере развития конструкций легковых дизелей EP/VE также претерпевал изменения, его конструкция усложнялась для обеспечения соответствия требованиям вновь разрабатываемых двигателей. Так этот ТНВД приобрел корректор по наддуву, корректор внешней скоростной характеристики (для двигателей с непосредственным впрыском топлива, начавшим приходить на смену вихрекамерным с середины 90-х годов).

Конструкция VE оказалась чрезвычайно удачной в плане возможности гибкого совершенствования конструкции, что дало возможность разработать к концу 80-х модификацию с электронным управлением подачей топлива, которая оказалась незаменимой для двигателей непосредственного впрыска, форсированных турбонаддувом (AUDI1,9TDI и т.д.).

EP/VE по лицензии производится в Японии двумя фирмами – NIPPONDENSO (обслуживает в основном корпорацию Toyota) и ZEXEL, продукция которого устанавливается на большинство японских дизелей и который в последнее время практически стал структурным подразделением Bosch. Nippondenso же по истечении срока действия лицензионного соглашения создала на базе VE несколько новых модификаций, которые не имеют европейских аналогов и встречаются в основном на двигателях, выпускаемых для внутреннего рынка Японии. Изделия же фирмы ZEXEL практически не имеют отличий от ТНВД, выпускаемых Bosch.

CAV, сменившая в 80-х название на LUCAS, разработала к тому времени две новых модификации ТНВД - DPC и DPS, которые решили проблему гибкой коррекции внешней скоростной характеристики, что невозможно было осуществить в DPA. Эти две новые модификации и выпускаются вплоть до настоящего времени для легковых дизелей, вытеснив DPAв область тракторов и строительной техники.

Для современных двигателей непосредственного впрыска с наддувом был разработан ТНВД с электронным управлением EPIC, который широко используется в настоящее время на автомобилях Ford-Тransit. Кроме того, EPIC устанавливается в настоящее время на двигатели Peugeot, FIAT и Mercedes (двигатель ОМ604).

ТНВД Lucas также широко производятся в различных странах, включая Францию, Корею, Бразилию и т.д.

Потребительские свойства ТНВД двух крупнейших мировых производителей практически равноценны, они достаточно надежны, но требуют использования качественного топлива и обязательного периодического техобслуживания (ориентировочно после каждых 70 тысяч километров пробега).

Disclaimer:		как известно - сколько людей, столько и мнений, так что применять или не применять тот или иной совет со страниц сайта - Ваша личная ответственность за последствия.
Copyrights:		все авторы и/или владельцы информации указаны в каждом материале. Также указан источник получения информации. Так что при цитировании на страницах других веб-сайтов не лишне будет указывать автора и источник цитирования.