Принцип действия и конструкция системы насос-форсунок

Конструкция

Насос-форсунка впрыскивает в камеру сгорания топливо в момент, определяемый блоком управления, в нужном объеме и под требуемым давлением, на всех режимах работы дизеля. Благодаря компактности и универсальности конструкции агрегата применение магистрали высокого давления не требуется, что улучшает протекание процесса впрыскивания.

Рис 7.8 Конструкция насос-форсунки для двигателя легкового автомобиля

- Размещение и привод

Насос-форсунка устанавливается непосредственно в головку блока над каждым цилиндром двигателя. Встроенный в насос-форсунку распылитель 4 входит в камеру сгорания 8. Распределительный вал 2 двигателя имеет по кулачку привода на каждую насос-форсунку. Подъем каждого кулачка передается через коромысло 1 на плунжер насоса, совершающий при этом возвратно-поступательные движения.

Помимо регулирования при помощи электромагнитного клапана, момент начала впрыскивания и величина цикловой подачи зависят от реальной скорости движения плунжера, которая определяется формой кулачка. Нагрузки, возникающие при работе механизма подачи топлива, приводят к возникновению крутильных колебаний распределительного вала, что негативно отражается на характеристиках впрыскивания и межцикловой стабильности. Для снижения этих колебаний настоятельно необходимо исполнение усиленного механизма подачи топлива, т. е. привода распределительного вала, самого вала (который обычно усиливают на кручение), коромысел и их опор.

- Конструкция

Корпус насос-форсунки одновременно является и гильзой плунжера. В корпусе выделена консоль под электромагнитный клапан 1 высокого давления, который связан внутренними каналами с камерой 5 высокого давления (она же камера плунжерной пары) и распылителем 6. Внешняя форма корпуса выполнена так, чтобы насос-форсунка в головке блока цилиндров крепилась с помощью прижимной скобы 9. Возвратная пружина 2 через специальную втулку давит на плунжер насос-форсунки в сторону, противоположную действию коромысла 7 и кулачка 8, и по окончании впрыскивания возвращает плунжер в исходное положение.

Насос-форсунка функционально разделяется на следующие элементы:

- Система создания высокого давления

Основными конструктивными элементами для создания высокого давления являются гильза насос-форсунки, выполненная в корпусе 4 (рис. 7.8.), с плунжером 3 и возвратной пружиной 2.

- Электромагнитный клапан высокого давления

Этот клапан регулирует момент начала и продолжительность впрыскивания. Он состоит из следующих основных деталей катушки 10, иглы 8 клапана, якоря 9, сердечника и пружины 26 электромагнитного клапана.

- Распылитель

Распылитель 20 дозирует топливо и распыляет его по всему объему камеры сгорания, чем в конечном итоге определяется протекание процесса впрыскивания. Распылитель соединен с корпусом насос-форсунки гайкой 19.

Принцип действия

Основное впрыскивание

Рабочий процесс как насос-форсунок, так и системы механических индивидуальных ТНВД с электромагнитным клапаном можно подразделить на четыре основных этапа:

- Ход наполнения (а)

Плунжер 2 насоса движется вверх под действием возвратной пружины 3. Топливо под постоянным давлением перетекает из контура низкого давления через канал 7 в камеру б электромагнитного клапана, который в этот момент открыт. Через соединительные каналы оно направляется в камеру 4 высокого давления (она называется также надплунжерным объемом).

- Предварительный ход плунжера от НМТ до перекрытия впускного отверстия

Плунжер при повороте кулачка 1 привода движется вниз. Электромагнитный клапан открыт, и излишнее топливо через канал 8 обратного слива выдавливается плунжером в полость низкого давления.

- Ход нагнетания и процесс впрыскивания (с)

Блок управления подает напряжение на катушку 9 электромагнита в определенный момент, так что игла клапана садится на седло 10 и прерывает связь между контурами высокого и низкого давления. Этот момент называют электрическим началом впрыскивания (см. разд. «Электронное управление и регулирование»). Втягивание иглы электромагнитного клапана ведет к изменению силы тока в катушке. Этот момент определяется блоком управления (распознавание момента начала впрыскивания). Таким образом, определяется истинный момент начала подачи, учитываемый при расчете последующего процесса впрыскивания.