Топливный насос высокого давления дизельного двигателя: ТНВД — что это? Принцип работы

ТНВД — что это? Принцип работы

ТНВД представляет собой один из ключевых узлов двигателя транспортного средства. Его важность показывает сравнение с сердечной мышцей в организме человека, задачей которой выступает обеспечение циркуляции крови по телу. Назначение ТНВД аналогично, с той лишь разницей, что он отвечает за перемещение горючего по топливной системе.

Определение

ТНВД или топливный насос высокого давления – это сложный с конструктивной и технологической точек зрения узел системы подачи топлива в дизельном или бензиновом двигателе. Английское название устройства — injection pump. Основными функциями ТНВД выступают такие:

• подача горючего к форсункам с одновременным нагнетанием давления;
• дозирование топлива в зависимости от выбранного водителем режима эксплуатации;
• определение оптимальной периодичности впрыска топлива в цилиндры двигателя.

Ключевым отличием топливного насоса высокого давления от выполняющего в целом аналогичные функции карбюратора выступает впрыск четко дозированного количества горючего в камеры внутреннего сгорания двигателя. Это достигается установлением непосредственной связи с коленчатым валом, что позволяет при разгоне автомобиля увеличивать порцию подаваемой топливно-воздушной смеси, а при уменьшении оборотов – снижать объем впрыскиваемого горючего. Как следствие – уменьшается расход топлива и обеспечивается более высокий КПД работы двигателя, что и выступает главным достоинством ТНВД.

История разработки и совершенствования

Разработчиком ТНВД считается Роберт Бош. Активное использование рассматриваемой разновидности топливного насоса на легковых автомобилях началось во второй половине 30-х годов прошлого века.

Изначально топливный насос высокого давления предназначался исключительно для дизельных двигателей. Однако, в настоящее время ТНВД применяется и для бензиновых агрегатов, оборудованных инжекторной системой, обеспечивающей впрыскивание топлива непрямую в цилиндры.

Постоянный рост требований в части охраны труда и соблюдения экологических стандартов объясняет еще одно важное направление улучшения ТНВД. В современных условиях произошло вытеснение механических топливных насосов устройствами, оснащенными электронной регулировкой подачи горючего. Второй вариант системы впрыска топлива намного экономичнее и сводит к минимуму количество вредных выбросов в атмосферу.

Устройство

Различают несколько видов топливных насосов высокого давления. Несмотря на существенные конструктивные различия, основным рабочим узлом ТНВД является так называемая плунжерная пара. Основной ее задачей является нагнетание давления в топливной системе.

Устройство плунжерной пары включает две детали – поршень или плунжер, давший название рабочему узлу, и втулка или гильза. Принцип работы устройства основан на возвратно-поступательном движении, которое плунжер осуществляет внутри втулки. При этом каналы и клапаны, расположенные внутри ТНВД обеспечивают подачу горючего в полость, размещенную над плунжером, а также его отвод после сжатия и нагнетания давления.

Узел может эффективно работать только при обеспечении высокого уровня герметичности. Для этого рабочие поверхности и поршня, и втулки тщательно обрабатываются, что дало еще одно название плунжерной пары – прецизионная, то есть высокоточная. Еще одно обязательное требование к поршню и втулке – изготовление из крайне прочных марок стали, способной выдержать серьезные нагрузки.

Наличие других конструктивных элементов, деталей и узлов топливного насоса высокого давления зависит от конкретной разновидности устройства. Конструкция наиболее простого и широко распространенного рядного ТНВД предусматривает присутствие следующих деталей:

• плунжерная пара, подробно описанная выше;
• специальные канавки, назначение которых – подача горючего к плунжерной паре;
• кулачковый вал, оснащенный центробежной муфтой, который вращается при помощи ремня ГРМ;
• толкатели плунжера, передающие энергию, поступающую от кулачкового вала;
• пружины, предназначенные для возврата плунжера в исходное положение;
• нагнетательные клапаны, обеспечивающие движение топлива в нужном для эксплуатации двигателя направлении;
• зубчатые рейки, штуцеры и так называемый всережимный регулятор, активируемый педалью газа.

Некоторые особенности других разновидностей ТНВД описываются ниже. Но независимо от различий в конструкции, принцип работы любых топливных насосов высокого давления примерно одинаков.

Принцип работы

Схема работы рассматриваемой модели топливного насоса напоминает эксплуатацию двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Она включает в себя несколько последовательно реализуемых этапов:

1. Вращение кулачкового вала с оказанием давления на толкатели плунжера.
2. Перемещение поршня по втулке.
3. Увеличение давления топлива, в результате которого открываются нагнетательные клапаны.
4. Поступление горючего к форсункам через открытые клапаны.

Важной особенностью ТНВД выступает попадание в форсунки не всей топливно-воздушной смеси, а только четко определенной дозы. Оставшееся топливо через специальные сливные клапаны возвращается в систему. Наличие центробежной муфты обеспечивает поступление горючего в нужный момент, а присутствие в конструкции всережимного регулятора обеспечивает точное определение необходимого объема смеси. В результате одновременной работы всех узлов топливного насоса высокого давления удается добиться продуктивной работы двигателя при минимально возможном расходе топлива.

Дальнейшего увеличения КПД двигателей, оснащенных ТНВД, позволяет добиться использование электронных систем управления работой топливного насоса. Современные высокоточные датчики контролируют все ключевые параметры системы, к числу которых относятся:

• изменение положения педали газа;
• количество оборотов распределительного вала;
• уровень температуры охлаждающей жидкости;
• скорость транспортного средства;
• уровень давления в системе наддува воздуха;
• изменение положения иглы форсунки и т.д.

Дополнительный плюс ТНВД с электронным блоком контроля и управления – наличие эффективных программ самодиагностики системы. Они позволяют быстро выявлять возникшие проблемы и обеспечивают работу двигателя даже в случае отказа отдельных узлов или деталей.

Классификация

Для классификации ТНВД применяется несколько признаков. По принципу работы различают топливные насосы непосредственного действия и системы, предусматривающие аккумуляторный впрыск. Первая разновидность также делится на два типа – с механическим и пневматическим приводом. Она обеспечивает одновременное осуществление процессов нагнетания давления и впрыска, а потому проще и намного чаще применяется на практике.

Вторая разновидность – топливный насос с гидроаккумулятором – разделяет выполнение накачки топливно-воздушной смеси и ее впрыска в форсунки. Сначала горючее собирается в специальном хранилище, который и называется аккумулятором, после чего передается для сжигания. В результате повышается эффективность работы двигателя, но при этом заметно усложняется конструкция ТНВД. Последний аргумент стал главной причиной того, что насосы с гидроаккумулятором не относятся к числу популярных.

Второй классифицирующий признак – конструктивные особенности насоса. В соответствии с ними принято различать три типа ТНВД:

1. Рядные. Наиболее простая и надежная конструкция, предусматривающая наличие нескольких ниш или секций, каждая из которых предназначена для подачи топлива в одну форсунку двигателя. При этом плунжерные пары размещаются в ряд, что и дало название агрегату. Сегодня такая разновидность ТНВД применяется исключительно на грузовых автомобилях, что объясняется надежностью и низким уровнем требований к качеству топлива. Однако, из-за больших габаритов и невысокого, по сравнению с альтернативными вариантами, КПД, установка на легковые авто прекращена в 2000 году.
2. Распределительные. Данная разновидность насоса предполагает наличие одного или двух плунжеров, количество которых определяется объемом двигателя. Благодаря особенностям конструкции, этого оказывается вполне достаточно для обслуживания цилиндров, число которых варьируется в пределах от 4 до 12. В результате, достигается уменьшение массы и размеров ТНВД, что позволяет использование на двигателях легковых авто. Основной минус – сравнительная недолговечность насосов распределительного типа.
3. Магистральные. ТНВД этого типа предусматривает систему подачи топлива Common Rail, которая стала в последние годы одной из наиболее востребованных. Главная особенность – накапливание топлива перед поступлением к форсункам в специальной рампе. Основное достоинство магистральных ТНВД – высокий уровень давления (свыше 180 МПа), благодаря которому достигается более эффективное сжигание горючего, обеспечивающее рост КПД при снижении расхода топлива.

Частые неисправности

Несмотря на достаточно серьезные конструктивные различия между разновидностями топливных насосов высокого давления, их эксплуатация сопровождается необходимостью выполнение ряда обязательных требований. Первое и главное из них – использование топлива, соответствующего характеристикам конкретной модели насоса.

Второе необходимое условие – своевременное и регулярное техническое обслуживание агрегата. Третье требование – применение в процессе эксплуатации качественных смазочных материалов.

Невыполнение любого из перечисленных условий приводит к необходимости дорогостоящего и весьма трудоемкого ремонта, что связано со сложностью конструкции ТНВД и, как следствие, большим объемом работ по снятию плунжерной пары или других пришедших в негодность деталей. Наиболее частыми неисправностями топливного насоса высокого давления являются:

• увеличение количества образуемого в ходе выхлопа дыма;
• повышенный расход топлива;
• снижение мощности двигателя;
• возникновение посторонних шумов;
• трудности с запуском двигателя;
• скачки такого важного показателя, как количество оборотов.

Несмотря на внушительный перечень возможных неисправностей, необходимо отметить, что качественно изготовленный ТНВД при грамотной эксплуатации является надежным и долговечным устройством. Следование приведенным выше рекомендациям и правильное использование топливного насоса гарантирует экономичную и эффективную работу двигателя в течение всего нормативного срока службы.

виды топливных насосов высокого давления, и принцип работы топливного насоса

Топливный насос высокого давления имеющий сокращенную аббревиатуру (ТНВД) выполняет следующие основные функции:

— подает топливо под высоким давлением в топливную систему ДВС;

— регулирует моменты впрыска топлива.

Топливный насос относится к наиболее важным устройствам, как бензиновых, так и дизельных двигателей.

ТНВД обычно применяются в дизельных двигателях. В бензиновых двигателях применение ТНВД нецелесообразно, ввиду того, что в нем не требуются такие высокие давления, как в дизельном двигателе.

1. Плунжер (поршень) + Цилиндр (втулка) = Плунжерная система (пара)

Плунжерная система изготавливается из высокопрочной стали на высокотехнологическом оборудовании (станках), в связи с необходимостью высокой точности.

Всего один завод на все пост Советское пространство изготавливал плунжерные пары. Изготовление плунжерных пар сегодня происходит таким образом.

Если внимательно изучить процесс производства плунжерных пар, то отчетливо видно, что огромное значение уделяют прецизионному сопряжению (зазор между плунжерной парой). Плунжер плавно входит в цилиндр под действием собственного веса.

Как изначально упоминалось, топливный насос служит не только для подачи топлива в топливную систему, но и подает его к форсункам на каждый цилиндр на бензиновом двигателе.

Форсунки являются связующим звеном этой цепи и соединяются с насосом специальными трубопроводами. Для эффективного впрыска топлива форсунки соединяются с нижней распылительной частью с специальными отверстиями для увеличения эффективности впрыска топлива с дальнейшим воспламенением. Момент впрыска топливной смеси в камеру сгорания регулируется углом опережения зажигания.

Типы топливных насосов

Существует три основных типа ТНВД, которые мы с вами рассмотрим:

1. распределительный;
2. рядный
3. магистральный.

Рядный ТНВД

Рядный топливный насос высокого давления оснащен плунжерными парами, которые располагаются друг с другом. Их количество зависит от количества рабочих цилиндров двигателя и соответствует ему. Одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива только для одного цилиндра.

Пары устанавливаются в корпусе насоса, в котором имеются каналы входа и выхода. Плунжер приводится в работу при помощи кулачкового вала, который имеет привод от коленчатого вала.

При вращении кулачкового вала топливного насоса, кулачки воздействуют на толкатели плунжеров приводя их в движении внутри втулок насоса. Вследствие впускные и выпускные отверстия начинают последовательно открываться и закрываться. Когда плунжер движется вверх во втулке создается давление, которое приводит к открытию нагнетательного клапана, через который топливо подается к форсунке по топливопроводу. 

Момент подачи топлива регулируется специальным устройством (муфтой центробежного типа). Работа муфты центробежного типа основана на перемещении грузиков под действием центробежной силы.

Центробежная сила изменяется по мере роста (или уменьшения) величины оборотов коленчатого вала двигателя, вследствие чего грузики расходятся к внешним краям муфты, либо сближаются к оси. Происходит смещение кулачкового вала относительно привода, что приводит к изменению работы плунжеров.

Когда обороты коленчатого вала увеличиваются – происходит ранний впрыск топлива, когда уменьшаются – поздний впрыск топлива.

Рядные топливные насосы зарекомендовали себя своей надежностью. Они совсем не привередливы к качеству топлива и смазка ТНВД осуществляется обычным моторным маслом.

Недостатки рядных топливных насосов высокого давления – их размер.

Распределительный ТНВД

Распределительный ТНВД включает в себя один или два плунжера, что зависит от объема двигателя.

И эти один или два плунжера работают на все цилиндры двигателя. Таким образом удалось не только обеспечить более равномерную подачу топлива, но и уменьшить габариты топливного насоса высокого давления. Недостатки распределительных ТНВД в их надежности и долговечности.

Распределительные ТНВД имеют различные типы привода:

1. торцевой привод;
2. внутренний привод;
3. внешний привод;

Наиболее эффективными себя показали торцевые и внутренние приводы ТНВД, с меньшей нагрузкой.

Кстати, такие импортные насосы, как Bosch, оснащены именно торцевым и внутренним приводом, а внешний привод имеют насосы отечественного производства.

Основным элементом в торцевом приводе Bosch является распределительный плунжер, который создает давление и распределяет горючую смесь по цилиндрам. Плунжер распределитель при этом совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

Плунжер совершает возвратно-поступательно движение одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая обегает кольцо. Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в начальное положение осуществляется с помощью возвратного механизма.  

Именно вращательное движение плунжера, что приводится от приводного вала, способствует распределению топлива в цилиндрах. Величина подачи топлива обеспечивается с помощью электромагнитного клапана или центробежной муфты.

Работа насоса ТНВД

Работа насоса состоит из нескольких этапов:

1. Закачка порции топлива в надплунжерное пространство;
2. Нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам.
3. Возвращение плунжера в исходное положение. Повторение цикла работы.

Внутренний кулачковый привод ТНВД

Такой привод топливных насосов применяется в распределительных ТНВД роторного типа, например,  Bosch VR, Lucas DPC. В данном типе ТНВД распределение горючей смеси происходит за счет плунжера и распределительной головки.

Распределительный вал оснащается двумя плунжерами, расположенными друг напротив друга, которые нагнетают топливо. Тем выше давление в насосе, чем меньше расстояние между плунжерами. По мере возрастания давления топливо поступает к форсункам через нагнетательные клапана.

Магистральный ТНВД

Магистральный ТНВД используется в известной системе подачи топлива Common Rail. Работа магистрального ТНВД заключается в накапливании топлива в топливной рампе, затем подается на форсунки. Давление в магистральном топливном насосе высокого давления составляет примерно 180 Мпа.

Магистральный насос бывает одно-, двух- или трех плунжерным.  Приводится магистральный ТНВД от кулачкового вала.

Когда кулачки воздействуют на плунжер, тот перемещается вниз, происходит расширение компрессионной камеры, давление падает и создается разряжение, которое приводит к открытию впускного клапана, и топливо начинает поступать.

Когда плунжер подымается – давление растет и клапан закрывается. Когда давление достигает необходимой отметки, топливо  через выпускной клапан нагнетается в топливную рампу.

Процесс подачи топлива в магистральном ТНВД регулируется дозирующим топливным клапаном, открытие и закрытие, которого осуществляется с помощью электроники.

Общие сведения и модификация топливных насосов высокого давления для двигателей Cummins, Duramax и Power Stroke

| Обзоры автомобилей

Это мир Common-Rail

В настоящее время Industrial Injection разрабатывает тройной комплект CP3 с заводскими или модифицированными насосами для тех гонщиков, которые хотят работать в диапазоне от 1500 до 2000 л. с.

В современных дизельных пикапах, легковых автомобилях и внедорожниках есть определенные ключевые компоненты, которые делают эти автомобили тем, чем они являются сегодня. Турбокомпрессоры, например, являются данностью среди легковых автомобилей, поскольку болезненно медленные безнаддувные дизели прошлого почти забыты. Еще одна необходимость, обнаруженная в новом поколении дизельных автомобилей, — это система впрыска топлива с общей топливной рампой, которая используется практически в каждом новом дорожном транспортном средстве, произведенном в США и Европе, а также в большинстве внедорожных платформ. Мы все время слышим термин «common-rail», но что такое система Common-Rail и система впрыска топлива?

Вот простое представление о том, как работает система впрыска Common-Rail. Вместо того, чтобы иметь одну линию от насоса высокого давления к каждой форсунке, топливо под высоким давлением подается в рампу (рядные двигатели) или рампы (двигатели V), при этом небольшая линия от рампы питает каждую форсунку. Оттуда сама форсунка вместе с ЭБУ двигателя определяет, когда и сколько топлива впрыскивается.

В первые дни прямого впрыска топливо подавалось (при низком давлении / от 5 до 20 фунтов на квадратный дюйм) от топливного насоса (или подъемного насоса) к насосу впрыска, который затем увеличивал давление до 15 000 до 25 000 фунтов на квадратный дюйм, прежде чем течь по отдельным линиям в форсунки и двигатель. Это огромное давление необходимо, потому что современные дизели являются двигателями с непосредственным впрыском; то есть топливо впрыскивается отдельно от воздуха, а не смешивается с ним перед камерой сгорания. Как только топливо выходит из сопла форсунки, оно начинает гореть и создавать мощность.

Хотя это хороший метод запуска дизельного двигателя, в этом типе конструкции есть подводные камни. Ранние дизели громкие, потому что они испытывают только один большой впрыск, а их подаче топлива не хватает точности, необходимой для постоянно ужесточающихся норм выбросов. Даже в ТНВД, таких как легендарный насос Bosch P7100, установленный на двигателях Cummins, отсутствует переменная синхронизация, которая становится все более и более важной. Итак, каково решение? Впрыск Common-Rail.

Самым популярным топливным насосом высокого давления на вторичном рынке является Bosch CP3, который показан здесь на изображении двигателя Duramax в разрезе. Расположение насоса в долине блока затрудняет доступ к нему, если его когда-либо потребуется модернизировать или заменить.

В системе впрыска Common Rail топливо под высоким давлением прокачивается и хранится в рампе, которая питает несколько форсунок одновременно, а не через насос, который непосредственно питает форсунку. Фактические события впрыска происходят с форсунками с электронным управлением, а не с простыми устройствами тарельчатого типа. Хотя это значительно усложняет работу самих форсунок, теперь возможны несколько событий впрыска, переменная синхронизация и точное управление.

CP3, CP4. 2, K16
Существует три различных типа распространенных насосов высокого давления, используемых на автомобилях GM с 2001 года по настоящее время, Rams 2003 года и выше и Ford 2008 года и новее. Первым агрегатом, который мы обсудим, является насос Bosch CP3, который доступен в грузовиках с двигателем Duramax с 2001 по 2010 год и в автомобилях Ram 2003 года выпуска. CP3 — это радиально-поршневой насос, который в некоторых случаях может обеспечивать давление до 29 000 фунтов на квадратный дюйм, и, возможно, это самый известный и наиболее модифицированный насос высокого давления на рынке.

На сегодняшний день проще всего получить доступ к насосу при модернизации или замене насоса, установленного на рядных двигателях Cummins. Расположенные прямо на боковой стороне блока, CP3 с редуктором расходуют немного меньше, чем устройства, характерные для Duramax, но объем по-прежнему достаточен для обеспечения хорошей мощности.

Далее идет CP4, который также производится Bosch. Хотя CP4 имеет более высокое числовое обозначение, на самом деле расход топлива примерно на 20 процентов меньше, чем у его младшего брата CP3. Насос CP4, устанавливаемый на двигатели Power Stroke и Duramax с 11-го по настоящее время, представляет собой более совершенный насос, несмотря на то, что он пропускает меньше топлива, с внешними контурами высокого давления и максимальным давлением 29 000 фунтов на квадратный дюйм.

Новинкой в ​​этом блоке является CP4, который можно найти в новых автомобилях GM и Ford для тяжелых условий эксплуатации. Хотя CP4 не производит такого большого объема, как CP3, насосы по-прежнему очень производительны и могут поддерживать мощность более 500 л.с. в стандартной комплектации.

И последнее, но не менее важное: это большой папа группы, Siemens VDO K16, который можно найти на Ford F-250 и F-350 с 2008 по 2010 год. В дополнение к составным турбонагнетателям насос K16 является важной причиной того, что двигатели объемом 6,4 л этих двух модельных годов способны развивать впечатляющую мощность при простом программировании. Максимальное давление составляет 24 650 фунтов на квадратный дюйм, но именно объем насоса делает его победителем на двигателе Ford.

Несмотря на то, что двигатели Ford объемом 6,4 л, выпущенные с ’08 по ’10, очень сильны с точки зрения производительности, их насосы высокого давления расположены в очень труднодоступном месте: под турбонагнетателями, в задней части двигателя, рядом с брандмауэр. К сожалению, с этими насосами довольно часто возникают проблемы с проводкой и регулятором, и их часто необходимо заменять.

Модификация систем Common-Rail
Как и более старые механические системы, системы впрыска Common Rail с электронным управлением могут быть модифицированы, чтобы обеспечить достаточное количество топлива для поддержки уровней мощности, намного превышающих заводские. В то время как то, сколько именно может поддерживать топливная система OEM, варьируется, в GM, Ford и Ram ¾- и 1-тонных приложениях большинство насосов могут выдерживать от 500 до 600 л. с., прежде чем они начнут опорожнять рампу и перепады давления.

Возможно, самый простой способ поддерживать высокое давление в рампе при большой мощности — добавить второй топливный насос. Здесь показан комплект СИЗ для автомобиля Cummins, в который устанавливается второй CP3, приводимый ременным приводом в верхней части двигателя. Мало того, что эти комплекты стилей могут поддерживать мощность более 1200 л.с., PPE в настоящее время получает многие из своих комплектов Dual Fueler с сертификатами CARB и EPA, чтобы их можно было использовать на законных основаниях во всех 50 штатах.

Что такое «Слив рельсов?»
Давление и объем топлива связаны в системе впрыска Common Rail. Если форсунки требуют гораздо большего количества топлива, чем запас, заводская система насоса и рампы может справиться с этим, но при более низком давлении. Хотя это может показаться неплохим, более низкое давление впрыска на самом деле оставляет много лошадиных сил на столе, производит больше дыма и выделяет больше тепла. При поиске максимальной производительности крайне важно поддерживать максимально высокое давление в рампе. Это гарантирует, что питание останется включенным, и это поможет уменьшить количество дыма. Мы наблюдали увеличение мощности задних шин более чем на 100 л.с. (на грузовике мощностью 800 л.с.), когда давление впрыска увеличилось с 22 000 фунтов на квадратный дюйм до 26 000 фунтов на квадратный дюйм. Да, давление впрыска является огромным фактором производительности.

Сдвоенные насосы
Одним из наиболее распространенных (и простых) решений для увеличения объема в системе Common-Rail является установка второго насоса. Это стандартная практика для Ford, GM и Ram, поскольку установка сдвоенных насосов может мгновенно удвоить мощность, которую они могут поддерживать, до 1000–1200 л.с. Доступные через такие компании, как ATS Diesel Performance, Industrial Injection, H&S Motorsport, Rudy’s Diesel и PPE, двойные насосы являются обычным явлением для мощных дизелей.

Двойные насосы не ограничиваются только GM и Ram. Здесь второй CP3 установлен со стороны пассажира на 6,7-литровом двигателе Ford, где он работает вместе с заводским CP4 для создания давления в рампе.

Модифицированные насосы
В какой-то момент производители дизельных двигателей поняли, что они могут модифицировать существующие насосы высокого давления для увеличения расхода и давления. Модифицированные насосы от Exergy Engineering, Industrial Injection, Fleece Performance и других компаний особенно удобны в случаях, когда упаковка является проблемой или класс соревнований ограничивает грузовик одним топливным насосом. второй насос. Эти ходовые насосы чаще всего доступны в форме CP3 и могут пропускать достаточно, чтобы поддерживать мощность от 800 до 1000 л.с. с помощью всего одного насоса.

Сдвоенные насосы Beyond
Хотя модифицированные CP3 обеспечивают гораздо больший расход и давление, чем стандартные версии, даже при использовании двухтактных насосов (что требует значительных денежных затрат), поддержание давления в рампе, когда производительность достигает диапазона от 1500 до 2000 л. с., затруднено. В последнее время мы видели ряд комбинаций Duramax и Cummins, оснащенных тремя, четырьмя или даже пятью CP3, чтобы попытаться не отставать от гигантских форсунок с перегрузкой от 400 до 600 процентов, которые сейчас устанавливаются в эти двигатели.

Помимо ременного привода, второй (или третий) насос высокого давления может также приводиться в действие непосредственно двигателем, как показано здесь на великолепной установке Дмитрия Милларда из пяти CP3.

Будущее
Хотя мы не знаем, сохранится ли тенденция использования нескольких насосов в будущем, одно мы можем сказать наверняка: системы впрыска Common-Rail не исчезнут в ближайшее время. Поскольку производительность и давление впрыска продолжают расти, ищите представителей отрасли для разработки новых продуктов, которые могут удовлетворить эти потребности.

Технология Common-Rail прочно укоренилась в дизельном автоспорте, поскольку многие автомобили, предназначенные только для соревнований, экспериментируют со все новыми и новыми способами получения мощности. Известно, что этот огромный насос с одним зубчатым приводом на гоночном грузовике Мики Салливана удерживает давление в рампе выше 30 000 фунтов на квадратный дюйм, развивая мощность 1 800 л.с. и вращаясь со скоростью 6 000 об/мин. находиться в диапазоне от 1500 до 2000 л.с.

Популярные страницы

• Лучшие электромобили — самые популярные модели электромобилей

• Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен

• Лучшие гибридные автомобили — самые популярные модели гибридных автомобилей

• Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году

• Это самые экономичные пикапы, которые вы можете купить

  Это внедорожники с лучшим расходом топлива

Популярные страницы

• Лучшие электромобили — самые популярные модели электромобилей

• Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен

• Лучшие гибридные автомобили — самые популярные модели гибридных автомобилей

• Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году

• Это самые экономичные пикапы, которые вы можете купить

  Это внедорожники с лучшим расходом бензина

Топливный насос высокого давления — непосредственный впрыск Логика

Двигатель

Топливный насос с непосредственным впрыском не может увеличивать свою скорость независимо от двигателя, чтобы увеличить его мощность или давление, поэтому он должен контролировать объем сжимаемого топлива. Эта взаимосвязь делает топливные насосы высокого давления с непосредственным впрыском загадкой для некоторых техников и даже инженеров. Но как только вы поймете взаимосвязь между насосом и соленоидом управления, ваши диагностические навыки возрастут.

Топливный насос с непосредственным впрыском топлива не может увеличивать свою скорость независимо от двигателя, чтобы увеличить его мощность или давление, поэтому он должен контролировать объем сжимаемого топлива. Эта взаимосвязь делает топливные насосы высокого давления с непосредственным впрыском загадкой для некоторых техников и даже инженеров. Но как только вы поймете взаимосвязь между насосом и соленоидом управления, ваши диагностические навыки возрастут.

Топливные насосы высокого давления являются механическими и обычно приводятся в действие распределительным валом. Кулачок распределительного вала давит на толкатель или ролик, который перемещает поршень. Поршень в насосе имеет два цикла: всасывание и сжатие. Соленоид на стороне насоса контролирует, сколько топлива сжимается во время такта сжатия. Во время цикла всасывания соленоид позволяет топливу со стороны низкого давления топливной системы поступать в насос. Когда поршень начинает двигаться вверх, соленоид остается открытым. Топливо выталкивается в сторону низкого давления топливной системы, когда соленоид открыт. Когда соленоид закрыт, стороны низкого и высокого давления топливной системы изолированы.

Если нагрузка на двигатель низкая, соленоид дольше остается открытым и сжимается меньший объем топлива. Если к двигателю предъявляется высокая нагрузка, соленоид закроется раньше, и будет сжато большее количество топлива. Продолжительность времени, в течение которого соленоид открыт, определяет, сколько топлива достигает топливных форсунок.

Работа соленоида зависит от положения двигателя. ЭБУ и насос используют датчик положения распределительного вала, чтобы определить положение кулачка насоса на распределительном валу. Имея информацию о положении двигателя, он может точно рассчитать время срабатывания соленоида топливного насоса высокого давления.

Если вы подключите прицел к соленоиду, вы увидите сигнал «пик и фиксация», который будет меняться по мере изменения требований к двигателю. На канале B вы можете построить график датчика положения распределительного вала, чтобы понять расположение лепестка.

Что если?
Питающий насос в баке также может работать как аварийный насос, если на некоторых двигателях выходит из строя насос высокого давления. Когда это произойдет, увеличится производительность подающего насоса, откроется соленоид на насосе высокого давления и изменится время открытия форсунок. Этот двигатель будет иметь ограниченную производительность. Если подающий насос слабый или неисправен, на некоторых автомобилях было замечено, что всасывание топливного насоса высокого давления может всасывать топливо из бака и поддерживать работу автомобиля, но с большой потерей мощности.

Основы диагностики GDI не сильно отличаются от обычных систем впрыска топлива. Эти системы впрыскивают нужное количество топлива непосредственно в цилиндр. Эти системы очень эффективны и способны подавать в цилиндр нужное количество топлива, поэтому топливо не тратится впустую, поскольку ему не нужно распылять его на заднюю часть впускного клапана.

На самом деле, поработав с несколькими системами GDI, вы можете обнаружить, что работать с ними стало легче из-за более жестких параметров долгосрочной и краткосрочной корректировки подачи топлива.

GDI производит больше лошадиных сил для данного объема двигателя. Стратегии диагностики аналогичны системам подвода топлива, но большинство из этих систем имеют дополнительный топливный насос, датчики давления и форсунки другого типа.

Когда форсунка находится в камере сгорания, штифт и гнездо форсунки находятся под экстремальным давлением. Чтобы преодолеть давление в цилиндре, источник давления топлива на форсунку может достигать 2000 фунтов на квадратный дюйм.

Насос в баке в системах GDI больше отвечает за объем, чем за давление. Топливо на этой стороне системы называется стороной низкого давления. Топливный насос на двигателе нагнетает топливо для форсунок высокого давления. Этот насос приводится в действие кулачком распределительного вала. Эта часть топливной системы называется стороной высокого давления.

Давление от топливного насоса высокого давления контролируется модулем управления силовым агрегатом (PCM) с помощью датчика и может регулироваться путем изменения объема топлива, поступающего на вход насоса. Хотя удельное давление варьируется в зависимости от транспортного средства, большинство насосов высокого давления способны создавать давление топлива не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм. Эти чрезвычайно высокие уровни давления топлива необходимы для преодоления давления сжатия и сгорания внутри цилиндра и для впрыска относительно большого объема топлива непосредственно в цилиндр за очень короткий промежуток времени.

Заводские и улучшенные сканирующие устройства могут контролировать датчики давления на верхней и нижней сторонах системы. Эту информацию можно использовать для диагностики состояния насосов на стороне низкого и высокого давления. Эти инструменты будут иметь параметры PID для этих компонентов как часть данных режима 6. Эти параметры могут сказать вам, каким должно быть давление в различных режимах работы. Кроме того, если эти данные используются вместе с осциллограммами импульсов форсунок, можно выполнить балансировку цилиндров и другие диагностические тесты. Датчики давления также можно использовать для контроля давления в системе для диагностики проблем с трудным пуском.

Техническое обслуживание и снижение частоты замены моторного масла, как известно, негативно сказываются на некоторых насосах высокого давления GDI. Например, на некоторых автомобилях VW и Audi наблюдается износ толкателя насоса из-за плохой смазки и выхода масла из строя. Толкатель, который вращается на распределительном валу, может изнашиваться и терять металл в основании.

Насос очень чувствителен к изменениям размеров толкателя, что может привести к снижению давления топлива. Первоначально это состояние диагностируется с помощью сканера, а не щупов.