Работа топливного насоса Volkswagen Golf (дизель)

Пластинчатый насос

Первым звеном распределительного топливного насоса является пластинчатый насос. Он всасывает топливо из трубопровода, который идет от фильтра. Ротор насоса, в котором установлены подвижные, скользящие пластины, размещается в статоре специальной формы. Скользящие пластины всегда прилегают к стенкам статора, гак как ротор вращается во время работы двигателя, и они под действием центробежной силы и давления топлива стремятся выйти из пазов ротора. Таким образом достигается герметизация. При вращении ротора полость между ротором, пластинами и статором уменьшается к нагнетательной стороне насоса, сжимая топливо.

Распределительный поршень и толкающая шайба

Таким образом, топливо под давлением перемещается в корпусе топливного насоса. Там находится распределительный поршень. Он является важнейшей частью насоса.

Принцип работы распределительного поршня аналогичен принципу работы распределителя зажигания карбюраторного двигателя. Распределительный поршень пронизан отверстиями и имеет пазы. Во время впрыска распределительное окно поршня располагается напротив впускного отверстия. Топливо, подаваемое пластинчатым насосом под давлением, попадает через каналы в поршне к форсунке, одновременно осуществляется поступательное движение поршня (об этом ниже) и топливо еще больше сжимается, осуществляется впрыск.

Распределительный поршень поворачивается дальше. Впускное отверстие снова закрывается. Впрыск прекращается.

Благодаря повороту распределительного поршня (1) впускное отверстие (3) совпадает с распределительным окном (4) — выемкой в поршне. Топливо, подаваемое под давлением от пластинчатого насоса, теперь попадает в так называемую полость (6) высокого давления и заполняет полость целиком. Наполнение этим и завершается. Остальные цифры обозначают: 2 — выключатель; 5 — сливной трубопровод к баку; 7 — форсунка.

Теперь речь пойдет о двух других частях. Распределительный поршень соединен с шайбой, на которой есть четыре утолщения в виде выступов. Это толкающая шайба, которая движется возле контропоры, имеющей четыре ролика для уменьшения трения. Ролики размещены на таких же расстояниях друг от друга, как выступы на шайбе.

После завершения наполнения распределительный поршень (2) поворачивается дальше. Теперь впускное отверстие закрывается поршнем. В топливном насосе, выступы толкающей шайбы набегают на ролики кольца. Поэтому поршень, жестко соединенный с толкающей шайбой, движется вперед. Давление в камере высокого давления возрастает выше того уровня, который обычно есть в топливном насосе. В этот момент канал (3) благодаря вращению поршня оказывается в таком положении, что его отверстие совпадает с отверстием выпускного канала (4). Теперь через топливопровод высокого давления (6) топливо под большим давлением движется к форсунке (7). которая осуществляет впрыск. Остаток топлива течет назад к баку по сливному трубопроводу (5). Разумеется, выключатель (1) должен открыть доступ топлива к камере высокого давления.

И снова о впрыске. Толкающая шайба движется возле роликового кольца. Когда выступы нака-1ываюгся на ролики, толкающая шайба вместе с распределительным поршнем движется вперед. Это происходит как раз в тот момент, когда отверстие в поршне совпадает с каналом, который ведет к форсунке. Следовательно, топливо может подаваться в сторону того цилиндра, где осуществляется сжатие. Из-за движения вперед распределительного поршня уменьшается объем полости перед ним. И без того находящееся под давлением топливо еще дополнительно сжимается и выдавливается к форсунке.

Коленчатый вал продолжает поворачиваться, топливный насос высокого давления работает. Распределительный поршень скользит обратно. Из впускного отверстия дополнительно поступает топливо. Распределительный поршень поворачивается к выпускному каналу следующего цилиндра. Выступы толкающей шайбы снова накатываются на ролики кольца. Распределительный поршень движется вперед, топливо впрыскивается под давлением в следующий цилиндр.

Электромагнитный выключатель

Перед тем, как дизельное топливо попадет к впускному отверстию у распределительного поршня, оно протекает мимо электромагнитного клапана-выключателя. При повороте ключа зажигания в первую позицию к электромагнитному выключателю подается напряжение и открывается путь топливу. При выключении двигателя ключ прерывает электрическую цепь. Тогда выключатель закрывает впускное отверстие, двигатель останавливается. Другой возможности остановки дизельного двигателя нет (за исключением: закрыть трубку воздушного фильтра или выпускную трубу).

Автомобиль с автоматической коробкой передач дополнительно еще имеет механический выключатель у передней части насоса. С помощью этого выключателя можно остановить двигатель, если неисправен электромагнитный выключатель.

Центробежный регулятор

На иллюстрации показан топливный насос фирмы «Бош» в открытом виде (не рекомендуется открывать самостоятельно); хорошо виден центробежный регулятор (4) с его противовесам и (3); далее еще можно увидеть: 1 — резьбовой штуцер для топливопровода к форсунке; 2 — выключатель; 5 — пустотелый болт подающего топливопровода; 6 — рычаг ускорителя холодного пуска.

В топливном насосе высокого давления имеется центробежный регулятор для того, чтобы при различных рабочих режимах двигателя регулировать количество впрыскиваемого топлива. Противовесы центробежного регулятора в зависимости от числа оборотов двигателя более или менее раскрываются и двигают толкатель. Через рычажный механизм противовесы давят на регулирующий золотник, который дает возможность вытечь избытку топлива. Для этого золотник открывает отверстие в распределительном поршне.

Если число оборотов двигателя оказывается слишком высоким для какого-то положения педали акселератора, регулятор открывает отверстие в распределительном поршне, и число оборотов уменьшается.

При пуске регулирующее отверстие совсем закрывается. Двигатель получает полное количество топлива, но только до тех пор. пока не будет достигнуто число оборотов холостого хода.

Аналогичное происходит при холостом ходе и частичном нагружении. Центробежный регулятор посредством механической системы «сопоставляет» положение педали акселератора и число оборотов двигателя. Когда согласно положению педали достигнуто определенное число оборотов, действие регулятора прекращается Максимальное число оборотов двигателя тоже ограничивается центробежным регулятором.

Регулирующее отверстие открывается, если число оборотов двигателя превышает следующие величины:

• 5550 ± 50 мин (для 1,5 л)
• 5350 ± 50 мин (для 1,6 л)
• 5100 ± 50 мин (для турбодизельного двигателя)

Регулятор опережения впрыска

При увеличении числа оборотов двигателя топливо должно быть впрыснуто раньше, чтобы обеспечить смесеобразование. Регулятор опережения впрыска и выполняет эту задачу: он регулирует момент впрыска в зависимости от положения поршня в цилиндре.

Когда число оборотов двигателя увеличивается, пластинчатый насос в ТНВД вращается быстрее. Поэтому увеличивается давление топлива. Это явление используется в работе регулятора. Топливо под давлением действует на поршень регулятора, сдвигает его, преодолевая силу пружины. Роликовое кольцо жестко соединено с этим поршнем. Иллюстрация на показывает это. При растущем давлении топлива (то есть при большем числе оборотов) поршень поворачивает роликовое кольцо немного вокруг его оси. Поэтому выступы толкающей шайбы раньше набегают на ролики; таким образом, впрыск происходит раньше. При уменьшении числа оборотов поршень и вместе с ним роликовое кольцо возвращаются назад, опережение впрыска уменьшается.

Мембрана регулятора (1) находится вверху на топливном насосе и соединяется с помощью воздушного шланга (2) с впускным трубопроводом. Если в результате работы турбонагнетателя давление наддува увеличилось, мембрана изгибается, увеличивая подачу топлива

Ускоритель холодного пуска

Иногда кнопку ускорителя холодного пуска (слева у руля) сравнивают с кнопкой «Choke» некоторых карбюраторных двигателей. Но обе кнопки имеют мало общего. Кнопка тоже вытягивается, когда двигатель холодный, но приток воздуха из-за этого нс уменьшается, а сдвигается момент впрыска, он осуществляется раньше. Тогда холодный двигатель лучше пускается, так как топливо раньше впрыскивается и имеет больше времени для смешивания с холодным воздухом. Кроме того, двигатель потом лучше набирает обороты в первой фазе холодного пуска.

Надоедливый голубой дым из выхлопной трубы (который при пуске зарождает подозрение, что двигатель сильно поврежден) почти отсутствует, когда вытянута кнопка ускорителя холодного пуска.

Кнопка ускорителя холодного пуска при начале движения с непрогретым двигателем должна быть полностью вытянута, независимо от внешней температуры. После езды в течение приблизительно 1 минуты ее снова надо вдавить обратно. Если вы однажды забыли ее нажать обратно, это еще нс беда. Двигатель тогда работает немного жестче и не развивает полную мощность. Что делает ускоритель холодного пуска в топливном насосе высокого давления? Ответ предельно прост Он выполняет ту же функцию, что и регулятор опережения впрыска (читайте в предыдущем разделе) Тяга ускорителя холодного пуска через рычаг действует на поршень регулятора и толкает его назад (как при высоких числах оборотов давление топлива). Благодаря этому роликовое кольцо проворачивается приблизительно на 2,5 градуса для более раннего впрыска.

Регулятор подачи топлива

Сверху, на топливном насосе высокого давления, размещено дополнительное устройство (у машины с трубодизелем).

Это регулятор подачи топлива. Он выполняет следующую функцию. Избыток воздуха, который был нагнетен турбонагнетателем, требует дополнительного топлива в зависимости от существующего давления наддува. Устройство работает следующим образом.

На мембрану, находящуюся вверху в корпусе, через шланг действует давление наддува из всасывающей трубки. Благодаря этому мембрана изгибается вниз и передает это движение через толкатель и уголок на тот самый регулирующий золотник, на который также действует центробежный регулятор. Если давление наддува повышается, золотник дольше, чем обычно, замыкает отверстие распределительного поршня. Следовательно, излишек топлива не может улетучиться, а, наоборот, впрыскивается. Таким образом, при повышенном давлении наддува подается больше топлива.