Система питания и подачи топлива в автомобиль отыгрывает одну из главнейших ролей в жизни машины. И конечно, каждый водитель знает, что двигатели бывают бензиновыми и дизельными. Хотя назначение этих двигателей ничем не отличаются, они должны приводить вашего «железного коня» в движение, отличия в конструкции, принципах работы и сжигании топливовоздушной смеси у них абсолютно разные. Так, например, в дизельном моторе крайне важную роль отыгрывает топливный насос высокого давления, в то время как на бензине такой механизм появился недавно и его эксплуатация крайне неэффективна.
Строение топливного насоса
Дизельные двигатели на наших дорогах не редкость и для большей наглядности возьмем дизель с объемом 1.6 литров, так как этот агрегат довольно часто встречается в повседневной жизни. Естественно, работа данных аппаратов практически ничем не отличается, поэтому данный случай будет применим и к двигателям с другим объемом.
Итак, состоит насос из таких элементов как:
- Корпус;
- Шесть насосных секций;
- Механизм привода секций;
- Механизм поворота плунжеров.
Теперь разберем все эти детали механизма мотора 1.6 более пристально. Корпус отыгрывает всем понятную роль, то есть внутри него заключен весь механизм. Сам же корпус сделан из очень прочного стального сплава, ведь нагрузки на его стенки крайне высоки, он должен выдерживать высокое нагнетание давления.
Что касается насосных секций, то каждая из них имеется свой плунжер, возвратная пружина с опорными шайбами, которая возвращает плунжер на место, нагнетательный клапан, отвечающий за повышение давления, а так же штуцер. О крепежных деталях говорить не будем, ведь они имеют место быть в каждом механизме, к ним относятся всевозможные втулки, болты, гайки и прочие элементы, не дающие конструкции развалиться.
Также насос двигателя объемом 1.6 литров, имеет привод насосных секций, состоящий из кулачкового вала и роликовых толкателей с болтами для регулировки.
Что касается механизма поворота плунжеров, то в него входят такие детали, как поворотная втулка, и зубчатый венец, оснащенный зубчатой рейкой. По длине всего корпуса насоса просверлено два продольных канала, которые в свою очередь совмещены поперечными. При этом всем, все плунжеры изготавливаются с такой точностью, что прохождение топлива через систему осуществляется под большим давлением, а утечка горючего практически нулевая.
Принцип работы насоса
Конечно, все понимают, что раз устройство названо насосом, то оно должно что-то качать, однако такое объяснение очень примитивно, а работает топливный насос объемом 1.6 литров довольно интересно.
Процесс работы насоса начинается с кулачкового вала, его начинает вращать коленчатый вал, который приходит в движение благодаря зубчатой передаче. Вращение кулачкового вала приводит в движение роликовые толкатели, благодаря этому плунжеры системы поднимаются.
Существует также процесс обратного хода плунжеров механизма двигателя 1.6. литров. Этот процесс осуществляется при помощи предусмотренных системой возвратных пружин. При этом плунжеры опускаются и в работу системы включается топливо, которое уже пройдя фильтрацию приходит от топливоподкачивающего насоса. Туда горючее попадает через просверленные продольные каналы, о которых писалось выше.
Далее, над опустившимся плунжером образуется пустая полость, которая как раз и заполняется определенным количеством топлива, пришедшим через продольный канал. Только после всего этого действа, плунжер начинает подниматься, закрывая собой входное отверстие и топливо под большим давлением, проходя сквозь клапан нагнетания, штуцер и форсунку впрыскивается в двигатель, где и сгорает, вырабатывая нужную энергию.
Этот процесс нагнетания топлива, насос двигателя объемом 1.6 литров будет производить до тех пор, пока полость над плунжером не сократиться до соединения со сливным каналом. Это будет значить, что дизель (двигатель) получил достаточное на данный момент количество горючего. Что касается постоянного поддержания хода плунжера, ввиду увеличенных нагрузок автомобиля при наборе скорости, в этой ситуации объемы топлива, которые подаются на форсунку, ограничиваются поворотом плунжера за счет зубчатой рейки и втулки с аналогичным венцом. С тем как плунжер меняет угол своего поворота, меняется количество подающегося топлива (как в большую, так и меньшую сторону).
Для того, чтобы автомобиль с мотором 1.6 литров мог поддерживать нарастающую скорость движения, необходимо подавать в цилиндры больше топлива. С этой задачей также справляется топливный механизм.
В таких случаях вращение коленчатого вала максимально увеличивается и угол, под которым впрыскивается топливо надо также увеличивать. За эту функцию отвечает встроенная в насос центробежная муфта, призванная смещать кулачковый вал к необходимому направлению вращения. Таким образом, дизель имеет возможность развивать наибольшую скорость.
Также стоит сказать, что существует два вида топливоподкачивающих насосов, это плунжерный насос и коловратный. Различаются эти агрегаты по принципу действия и некоторым техническим характеристикам.
Особенности работы и строение плунжерного насоса
Плунжерный топливоподкачивающий насос в двигателе 1.6. литров состоит из таких деталей, как:
- Корпус;
- Плунжер;
- Толкатель;
- Пружина;
- Шток;
- Впускной и нагнетательный клапаны.
Толкатель и плунжер этого механизма перемещаются как вверх, так и вниз. При этом движение вверх осуществляется за счет поворота эксцентрика, который представляет собой одно целое с кулачным валом. Перемещение вниз происходит за счет срабатывания специальных пружин.
Когда выступ эксцентрика сбегает с ролика, толкающего плунжер, пружины натягиваются, и он меняет свое положение с верхнего на нижнее. В этот момент топливо, которое находилось под ним, вытесняется в нагнетательную магистраль. Нагнетательный клапан при этом находится в закрытом состоянии, а впускной, будучи открытым, позволяет топливу попасть в надплунжерную полость. Когда плунжер под действием толкателя уходит в верхнее положение, впускной клапан переходит в закрытое положение от большого давления топлива, а нагнетательный в свою очередь открывается, в этот момент топливо из надплунжерной полости попадает нижнюю камеру. То есть топливо нагнетается только в том случаи, когда плунжер двигается вниз, ну и конечно двигатель 1.6 должен работать все это время.
Особенности работы и строение коловратного насоса
Коловратные топливоподкачивающие насосы применяют в основном, когда дизель быстроходный. В таком механизме ротор задействуется при вращении коленчатого вала мотора. Что касается самого ротора, что в нем есть прорези, в которые вставлены пластины. Наружным концом эти пластины осуществляют движение по внутренней поверхности направляющего стакана, а внутренним по окружности плавающего пальца.
При движении данные пластины делят направляющий стакан на три камеры и за счет движения ротора объем этих камер постоянно изменяется. Если в первой камере объем увеличивается, воздуха становится больше и создается разряжение и горючее всасывается из впускной магистрали. В этот же момент третья камера по мере увеличения первой уменьшается, в ней за счет сжатия воздуха нагнетается повышенное давление, которое вытесняет топливо в нагнетательную полость насоса. Что касается топлива во второй камере, то оно уходит от входного отверстия стакана к выходному и не попадает в процесс сгорания двигателя 1.6.
Далее, в нагнетательной полости возрастает давление, вследствие этого открывается редукционный клапан и лишнее горючее переходит во впускную полость насоса. По этой причине в выпускном трубопроводе и нагнетательной полости должно всегда быть высокое давление, иначе процесс остановится.
Перед запуском двигателя система заполняется топливом, которое впоследствии подается на топливный насос высокого давления в нашем двигателе 1.6 литров. Это действие осуществляется при помощи двух описанных выше механизмов — топливоподкащивающих насосов, которые являются неотъемлемой частью топливного насоса высокого давления.
Итоги
Как видно из всего вышеописанного, топливный насос в двигателе объемом 1.6 литров, да и в любом другом двигателе, вещь очень непростая. Однако если сравнивать дизель с данной системой впрыска топлива и инжекторный двигатель, то первый во многом превзойдет мотор потребляющий бензин. Да и исходя из соображений надежности и экономичности горючего, дизельные двигатели выигрывают с большим отрывом от бензиновых. Достигается этот показатель благодаря все тому же насосу, с его плунжерами и остальными механизмами.
