1. Рядний паливний насос високого тиску
2. Розподільчий паливний насос високого тиску
3. Магістральний паливний насос високого тиску

Паливний насос високого тиску (скорочене найменування - ТНВД) є одним з основних конструктивних елементів системи упорскування дизельного двигуна. Насос, виконує, як правило, дві основні функції: нагнітання під тиском певної кількості палива; регулювання необхідного моменту початку впорскування. З появою акумуляторних систем уприскування функція регулювання моменту уприскування покладено на керовані електронікою форсунки .

Основу паливного насоса високого тиску складає плунжерні пара, яка об'єднує поршень (він же плунжер) і циліндр (він же втулка) невеликого розміру. Плунжерная пара виготовляється з високоякісної сталі з високою точністю. Між плунжером і втулкою забезпечується мінімальний зазор - Точні сполучення.

Залежно від конструкції розрізняють наступні види паливних насосів високого тиску: рядний, розподільний і магістральний. У рядном насосі нагнітання палива в циліндр проводиться окремої плунжерній парою. Розподільчий насос має один або кілька плунжеров, які забезпечують нагнітання і розподіл палива по всіх циліндрах. Магістральні насоси здійснюють тільки нагнітання палива в акумулятор.

Паливний насос високого тиску використовується також в системі безпосереднього вприскування бензинового двигуна, але його робочий тиск на порядок нижча від аналогічної характеристики дизельного насоса.

Провідними виробниками паливних насосів високого тиску є, в основному, зарубіжні фірми: Bosch, Lucas, Delphi, Denso, Zexel.

Рядний паливний насос високого тиску

Рядний ТНВД має плунжерні пари по числу циліндрів. Плунжерні пари встановлені в корпусі насоса, в якому виконані канали для підведення і відведення палива. Рух плунжера здійснюється від кулачкового вала, який в свою чергу має привід від колінчастого вала двигуна. Плунжери постійно притискаються до кулачкам за допомогою пружин.

При обертанні кулачкового валу кулачок набігає на штовхач плунжера. Плунжер рухається вгору по втулці, при цьому послідовно закриваються випускне і впускний отвір. Створюється тиск, при якому відкривається нагнітальний клапан, і паливо по паливопроводу надходить до відповідної форсунки.

Регулювання кількості палива, що подається і моменту його подачі може здійснюватися механічним шляхом або за допомогою електроніки. Механічне регулювання кількості палива здійснюється поворотом плунжера у втулці. Для повороту на плунжері виконана шестерня, яка з'єднана з зубчастої рейкою. Рейка пов'язана з педаллю газу. Верхня кромка плунжера має похилу поверхню, тому при повороті відсічення палива і відповідно його кількість буде змінюватися.

Зміна моменту початку подачі палива потрібно при зміні частоти обертання колінчастого вала двигуна. Механічне регулювання моменту подачі палива виробляється за допомогою відцентрової муфти, розташованої на кулачковому валу. Усередині муфти знаходяться важки, які при збільшенні оборотів двигуна розходяться під дією відцентрових сил і повертають кулачковий вал щодо приводу. При збільшенні оборотів двигуна забезпечується ранній уприскування палива, при зменшенні - пізній.

Конструкція рядних ТНВД забезпечує високу надійність. Насоси змащуються моторним маслом системи змащення двигуна, тому можуть працювати на паливі низької якості. Рядні паливні насоси високого тиску застосовуються на двигунах з роздільними камерами згоряння і безпосереднім уприскуванням середніх і важких вантажних автомобілів. На легкових дизелях даний вид насоса застосовувався до 2000 року.

Розподільчий паливний насос високого тиску

Розподільні паливні насоси високого тиску, на відміну від рядного ТНВД, мають один або два плунжера, які обслуговують все циліндри двигуна. Розподільні насоси мають меншу масу і габаритними розмірами, а також забезпечують більшу рівномірність подачі. З іншого боку їх відрізняє порівняно низька довговічність сполучених деталей. Все це визначає сферу застосування даних насосів, в основному, на двигунах легкових автомобілів.

Конструкції розподільних паливних насосів високого тиску можуть мати різний привід плунжера:

• торцевої кулачковий привід (насоси Bosch VE);
• внутрішній кулачковий привід (роторні насоси Bosch VR, Lucas DPC, Lucas DPS);
• зовнішній кулачковий привід (вітчизняні насоси НД-21, НД-22).

Кращими в плані експлуатації є перші два типи приводу плунжерів, тому що в них відсутні силові навантаження від тиску палива на вузли приводного вала і, відповідно, вище довговічність.

Основним елементом розподільного ТНВД з торцевих кулачковим приводом плунжера (Bosch VE) є плунжер-розподільник, який здійснює зворотно-поступальний і обертальний рух, забезпечуючи нагнітання і розподіл палива по циліндрах.

Зворотно-поступальний рух плунжера відбувається при обертанні кулачковою шайби, яка оббігає нерухоме кільце по роликам. Шайба натискає на плунжер, за рахунок чого створюється тиск палива. У вихідне положення плунжер повертається за допомогою пружини.

Обертання плунжера виробляється від приводного вала. При цьому відбувається розподіл палива по циліндрах.

Регулювання величини подачі палива здійснюється автоматично за допомогою механічного або електронного пристроїв. Механічний регулятор включає відцентрову муфту з вантажами, яка через систему важелів впливає на дозатор, що змінює величину подачі палива. Електронний регулятор являє собою електромагнітний клапан.

Регулювання величини випередження впорскування палива в розподільному насосі проводиться шляхом повороту нерухомого кільця на певний кут.

Робочий процес розподільного насоса включає впуск палива в надплунжерний простір, нагнітання і розподіл у відповідні циліндри.

У розподільному насосі роторного типу нагнітання і розподіл палива по циліндрах здійснюються різними пристроями плунжером і розподільної головкою. Нагнітання палива виробляється за допомогою двох протилежних плунжеров, розташованих на розподільному валу . Плунжери через ролики оббігає профіль кулачковою обойми і здійснюють зворотно-поступальний рух.

При русі плунжерів назустріч один одному відбувається зростання тиску палива, після чого паливо по каналах розподільної головки і нагнітальним клапанів доставляється до форсунок відповідних циліндрів.

Паливо до плунжеру (плунжера) подається під невеликим тиском, яке створює топливоподкачивающий насос. У розподільних насосах топливоподкачивающий насос встановлений на приводному валу в корпусі насоса. Конструктивно це може бути роторно-лопатевої насос, шестерінчастий насос із зовнішнім або внутрішнім зачепленням.

Мастило розподільного насоса високого тиску проводиться дизельним паливом, яке заповнює корпус насоса.

Магістральний паливний насос високого тиску

Магістральний паливний насос високого тиску використовується в акумуляторної системі уприскування палива Common Rail , Де він виконує функцію нагнітання палива в паливну рампу. Магістральні ТНВД забезпечують більш високий тиск палива (в сучасних системах уприскування близько 180 МПА і більше).

Конструктивно магістральний насос може мати один, два або три плунжера. Привід плунжеров здійснюється за допомогою кулачкового вала або кулачковою шайби.

При обертанні кулачкового валу (ексцентрика кулачковою шайби) під дією поворотної пружини плунжер рухається вниз. Збільшується обсяг компресійної камери і зменшується тиск в ній. Під дією розрядження відкривається впускний клапан, і паливо надходить в камеру.

Рух плунжера вгору супроводжується зростанням тиску в камері, впускний клапан закривається. При певному тиску відкривається випускний клапан і паливо подається в рампу.

Управління подачею палива виробляється в залежності від потреби двигуна за допомогою клапана дозування палива. У нормальному положенні клапан відкритий. За сигналом електронного блоку управління клапан закривається на певну величину, тим самим регулюється кількість що надходить в компресійну камеру палива.