[alex diesel spb]

Топливный насос высокого давления (ТНВД) Delphi
Топливный насос высокого давления дизельного двигателя (сокращенно ТНВД) относится к самым сложным узлам системы топливоподачи дизельных двигателей. Основной функцией топливных насосов является подача в цилиндры дизеля в определенный момент и под определенным давлением точно отмеренных порций топливной смеси, которые соответствуют данной нагрузке. По способу впрыскивания различают топливные насосы с аккумуляторным впрыскиванием и насосы непосредственного действия. В топливных насосах непосредственного действия проходит механический привод плунжера, а процесс впрыскивания и нагнетания проходят одновременно. Во все цилиндры секцией ТНВД подача необходимой порция топливной смеси. Необходимое давление распыления создается при помощи движения плунжера насоса.
В топливном насосе с аккумуляторным впрыскиванием привод рабочего плунжера происходит за счет сил давления сжатых газов в цилиндре двигателя или при помощи специальных пружин. На довольно мощных тихоходных дизельных двигателях используются аккумуляторные топливные насосы с гидравлическим аккумулятором. В системах с гидравлическим аккумулятором процесс впрыскивания и нагнетания протекает раздельно.

ТНВД
Изначально топливная смесь под высоким давлением нагнетается при помощи насоса в аккумулятор, а из него уже переходит к форсункам. Из-за того, что такой вид топливного насоса имеет достаточно сложное устройство, он не получил такого распространения, как другие виды топливных насосов.
В представленной нами статье мы более подробно поговорим об ТНВД Delphi, а именно рассмотрим такие довольно распространенные вопросы:
Основная информация об ТНВД Delphi
Основание американской компании Delphi происходило еще в начале прошлого века, и с самых первых дней образования смогла завоевать хорошие позиции на рынке автомобильных запчастей. Достаточно большая научная база и тесное сотрудничество исключительно с самыми лучшими изобретателями-конструкторами дали возможность компании Delphi довольно быстро получить завоевание мировой популярности. Начало функционирования компании Delphi ознаменовалось разработкой первого машинного радиатора и автоматизированной системы зажигания, а также первым машинным кондиционером и первой отопительной системой. До 1999 года компания Delphi входила в состав generalmotors и считалась одним из самых крупных поставщиков машинных запчастей во всем мире.
На сегодняшний момент компания Delphi имеет офисы в десяти странах мира. Для высококачественной поддержки продаваемой продукции была создана международная сеть, которая состоит больше чем из трех тысяч официальных дистрибьюторов, а они в свою очередь представляются в больше чем ста странах мира. Основной целью создания такой огромной дистрибьюторской сети, является обеспечение клиентской базы нужными запасными частями, а их ассортимент приблизительно равен 20 тысячам наименований.
Больше всего популярности компания Delphi получила после создания высокотехнологического дизельного оборудования и его новейших разработок.

Тнвд Delphi
К основным направлениям работы дизельного подразделения компании относятся такие:
•   Создание топливных фильтров;
•   Создание сепараторов, фильтрующих узлов, а также подогревателей;
•   Выпуск присадок;
•   Создание распылителей дизельного топлива и форсунок;
•   Создание ТНВД распылительного типа;
•   Создание аккумуляторной системы впрыскивания Commonrail;
•   Обеспечение своего дизельного оборудования ремкомплектами и запчастями.
На сегодняшний момент компания Делфи изготовляет одни из самых распространённых и востребованных ТНВД.
Топливный насос компании Делфи оснащен такими детали, которые используются во всех видах ТНВД. К ним относятся такие детали как фланец, шариковые и роликовые подшипники, шестеренный насос, плунжирные пары, уплотнители, корпус насоса, эксцентриковый вал, дозировочный блок и многие другие элементы.
Почти все элементы ТНВД фирмы Делфи не подлежат ремонту, а только замене. Оценивая устройство ТНВД фирмы Делфи можно прийти к выводу, что принцип его функционирования ничем не отличается от любого другого ТНВД.
Основные виды ТНВД, которые производятся фирмой Делфи
Касательно особенностей конструкции ТНВД, которые считаются основой для их видовой классификации, компанией Делфи производятся все типы насосов (распределительные, рядные, магистральные и Commonrail). Рядные ТНВД оснащаются форсунками и регуляторами механического типа. Современные моторы оснащаются рядными ТНВД с электрическим управлением. Представленный тип насосов считается самым простым, хотя и отличается значительными размерами и весовыми характеристиками. Такой тип ТНВД применяется на грузовых и легковых автомобилях, без каких-либо ограничений.
Распределительный тип ТНВД оснащается одной или несколькими плунжерными парами, нагнетающими топливную смесь и распределяющими ее по цилиндрам. Данный тип намного меньше и легче по сравнению с рядными. Хотя такое преимущество приводит к некоторым недостаткам, например, быстрый износ деталей распределительного типа ТНВД. Представленный тип ТНВД чаще всего используется на легковых автомобилях.

Топливный насос высокого давления
Магистральные топливные насосы обычно используются в системе впрыскивания Commonrail. Их основной и единственной функцией является нагнетание топливной смеси в рампу. Количество плунжеров колеблется от одного до трех. В данном типе ТНВД также применяются такие детали как шайба или кулачный валик, приводящие плунжеры в действие.
Касательно системы Commonrail, то она выпускалась в трех поколениях ТНВД, которая была оснащена представленной системой впрыскивания. К ним относятся такие поколения как DFP4, DFP1 и DFP3, относящиеся к рядному, распределительному и магистральному типу ТНВД. Потребность в модернизации ТНВД обусловливалась тем, что первые поколения были недостаточно надежными во время использования и нуждались в улучшении.
Ротационные топливные насосы разрабатывались для легковых и коммерческих автомобилей с маленькой грузоподъемностью. Представленный тип ТНВД также выпускался в трех сериях, а каждый из них предназначался для определенных моторов. Итак, три серии ротационных ТНВД:
•   EPIC;
•   DPCN;
•   DPC.
Топливные насосы серии DPC предназначались для использования на скоростных дизельных двигателях с непрямым впрыскиванием горючего. Серия EPIC содержала полнофункциональные ТНВД для моторов с непрямым и прямым впрыскиванием. Такие топливные насосы оснащались дистанционным управлением, которое давало возможность экономии топливной смеси, снижало шум двигателя и вибрацию, а также сокращало количество вредных выбросов.
Ремонт топливных насосов производства Делфи
Топливные насосы компании Delphi вполне нормально поддаются ремонту, а значит, их можно восстановить. Но для правильного и качественного ремонта ТНВД необходимо иметь соответствующее оборудование и необходимую информацию об устройстве топливного насоса. Устройство ТНВД фирмы Делфи сделано таким образом, что во время эксплуатации машина впоследствии трения механических частей образовывает металлическую стружку, а это может привести к неисправности форсунок и самого насоса.

Основными компонентами топливного насоса фирмы Делфи считаются такие:
•   Валик;
•   Шариковый подшипник;
•   Два сальника;
•   Шестеренный насос;
•   Комплект уплотнительных колец;
•   Фланец;
•   Корпус;
•   Роликовый подшипник;
•   Плунжерные пары;
•   Ролики;
•   Перепускной клапан;
•   Дозировочный блок.
Восстановление топливного насоса фирмы Делфи начинается с диагностики на специальном стенде, в результате которой составляется порядок проведения ремонта. Во время проведения ремонта ТНВД компания Делфи также занимается восстановлением форсунок, промывкой топливной магистрали, а также очищение топливной рампы и бака. Естественно ремонт ТНВД может проводиться исключительно квалифицированными мастерами, а самостоятельный ремонт здесь невозможен. Квалифицированные мастера знают как проводится ремонт ТНВД, но так как все детали насоса не подлежат восстановлению, а только замене, то естественно и ремонт заключается в замене неисправных запчастей топливного насоса.
ТНВД распределительного типа
ТНВД распределительного типа могут иметь механический регулятор частоты вращения или электронную систему управления со встроенным автоматом опережения впрыска. ТНВД распределительного типа имеют только одну плунжерную пару для всех цилиндров двигателя.
ТНВД распределительного типа с аксиальным расположением плунжера
В ТНВД распределительного типа с аксиальным расположением плунжера топливо в корпус ТНВД подается лопастным топливным насосом низкого давления. Высокое давление и распределение топлива по цилиндрам обеспечиваются центральным плунжером. За один оборот вала привода плунжер совершает число рабочих ходов, равное числу цилиндров двигателя. Поступательно-вращательное движение передается плунжеру торцевыми кулачками на кулачковой шайбе, которые набегают на ролики, закрепленные на роликовом кольце при вращении вала привода.
Активный ход плунжера и, соответственно, количество подаваемого топлива в серийных ТНВД VE с механическими регуляторами частоты вращения осуществляется дозирующей муфтой, как и в ТНВД с электромагнитным приводом дозирующей муфты. Начало подачи топлива регулируется автоматом опережения впрыска путем соответствующего поворота кольца с роликами. В ТНВД с электронным управлением величину топливоподачи вместо дозирующей муфты регулирует клапан с быстродействующим электромагнитным приводом. Управляющие сигналы с обратной связью и без обратной связи обрабатываются в двух ЭБУ (ЭБУ двигателя и ЭБУ ТНВД). Быстродействие контролируется соответствующими электронными устройствами.
Роторный ТНВД
В роторных ТНВД топливо в корпус насоса подается лопастным топливным насосом низкого давления. Насос высокого давления с кулачковым кольцом и двумя или четырьмя радиально расположенными плунжерами обеспечивает формирование высокого давления и распределение топлива по форсункам, количество которого измеряется электромагнитным клапаном высокого давления. Автомат опережения впрыска регулирует начало подачи, поворачивая кулачковое кольцо в нужном направлении. Как и в ТНВД с аксиальным плунжером и с электромагнитным управлением дозирующего клапана, все сигналы с обратной и без обратной связи обрабатываются в двух ЭБУ, при этом быстродействие также контролируется соответствующими электронными устройствами.
Применение дизельных топливных систем Bosch
Дизели имеют широкую область применения в различных вариантах исполнения, например:
•   в качестве привода передвижных дизель-генераторных установок цилиндровой мощностью до 10 кВт/цилиндр;
•   быстроходные двигатели легковых и коммерческих автомобилей цилиндровой мощностью до 50 кВт/цилиндр;
•   двигатели строительных, сельскохозяйственных машин и машин лесозаготовительной промышленности (цилиндровой мощностью до 50 кВт/цилиндр);
•   двигатели тяжелых грузовиков, автобусов и тракторов цилиндровой мощностью до 80 кВт/цилиндр.
•   стационарные двигатели, используемые, например, в составе резервных дизель-генераторных установок, цилиндровой мощностью до 160 кВт/цилиндр;
•   тепловозные и судовые двигатели цилиндровой мощностью до 1000 кВт/цилиндр.

Применение дизельных топливных систем фирмы Bosch:
•   М, MW, А, Р, ZWM, CW — многоплунжерные рядные ТНВД, обозначенные по мере увеличения размеров;
•   PF — одноплунжерные ТНВД;
•   VE — ТНВД распределительного типа с аксиальным плунжером;
•   VR — роторные ТНВД распределительного типа;
•   UP — система с индивидуальными ТНВД;
•   UI — система с насос-форсунками;
•   CR — система Common Rail.
Проверка и регулировки топливных насосов (ТНВД) Bosch VE
Топливные насосы Bosch VE и выпускаемые по лицензии фирмы Bosch ТНВД VE ZEXEL (Diesel Kiki) и Nippon Denso имеют широкое применение и устанавливаются на дизели автомобилей европейского и японского производства Audi, VW, BMW. Volvo, Peugeot. Ford, FIAT, Mazda, Nissan. Mitsubishi и другие.
Подготовительные и проверочные операции
Маркировка ТНВД
Номенклатура топливных насосов VE определяется типом дизелей, на которые они устанавливаются, а основные данные насоса отражены на табличке фирмы, показанной для одного насоса в качестве примера на рисунке.

Рис. Заводская табличка с обозначением модели ТНВД VE
Марка насоса VE 4/9 F2250R12 расшифровывается следующим образом:
•   V — насос распределительного типа;
•   Е — обозначает семейство ТНВД;
•   4 — число цилиндров двигателя;
•   9 — диаметр плунжера насоса, мм;
•   F — обозначает тип регулятора — центробежный;
•   2250 — номинальная частота вращения вала насоса, мин-1;
•   L — насос левого вращения (R — правого вращения);
•   12 — индекс исполнения (для данного дизеля).
Дополнительные цифровые обозначения на табличке являются индексами фирмы, например, 0 460 494 001 расшифровывается так: 0 — индекс производства, 460 — класс изделия, 4 — обозначает насос типа VE, 9 — индекс диаметра плунжера. 4 — число цилиндров дизеля, 001 — порядковый номер, который может изменяться в производстве.
В топливных насосах VE японского производства в обозначении добавляется аббревиатура «NP», например, VE 4/8 F 2500 LNP 347.
Кроме того, на табличке может быть указана фирма (ZEXEL), и это же название отлито вместе с корпусом насоса.
Индекс исполнителя в обозначении насоса может быть уточнен в зависимости от комплектации, так для дизеля VW «AAZ» имеем:
•   Bosch VE 4/9 F2300 R 432 — автомобиль без кондиционера;
•   Bosch VE 4/9 F2300 R 432-4 — с кондиционером.
Общие методы проверки
Несмотря на широкую номенклатуру насосов VE и некоторые конструктивные отличия существуют общие методы проверки и регулировки рассматриваемых ТНВД. Ниже излагаются некоторые приемы простейших проверок топливной аппаратуры при нарушении работы дизеля.
Если имеют место пропуск вспышек в отдельных цилиндрах дизеля, неравномерная работа и связанная с этой неисправностью потеря мощности, то для определения цилиндра, работающего с перебоями, может быть применен метод последовательного их отключения на режиме минимальной частоты вращения холостого хода. Для этого следует отвернуть на полоборота гайку крепления трубки высокого давления к форсунке и на слух или с помощью тахометра определить наличие или отсутствие изменений в работе двигателя. В случае отсутствия изменений в работе данный цилиндр является причиной неравномерной работы и, следовательно, требуется произвести более детальную проверку (форсунки, компрессии и т.д.).
Полезным в определении причин нарушений работы дизеля является анализ дымности ОГ.
Неровная работа и потеря мощности могут быть связаны с засорением всасывающих топливопроводов грязью или с подсосом воздуха. Наличие пузырьков последнего на впуске может быть определено путем установки прозрачной трубки на всасывающей линии.
Если дизель не развивает максимальной частоты вращения и имеются признаки нарушения подачи топлива, следует установить манометр на штуцер фильтра тонкой очистки топлива и проверить величину низкого давления, которое должно соответствовать спецификации фирмы. Следует также проверить состояние топливного фильтра и наличие избыточного количества воды в сепараторе фильтра.
Необходимо проверить привод ТНВД. чтобы убедиться в правильности установки фазы опережения впрыскивания, особенно если двигатель подвергался ремонту.
Одной из первых проверок должна быть оценка правильности соединений рычага управления регулятором с педалью акселератора. Для этого должно быть проведено соответствие максимальной частоты вращения холостого хода и начала действия регулятора с отсоединенным приводом от педали, т.е. при непосредственном воздействии на рычаг управления, и с подсоединенным. В случае несоответствия отрегулировать привод.
Важным параметром работы топливной системы является температура топлива во внутренней полости корпуса ТНВД, оптимальная величина которой должна быть в пределах 45 — 50°С. Увеличение температуры выше 50°С приводит к снижению мощности дизеля, в большей степени для двигателя с турбонаддувом.
Проверка и корректировка основных установочных режимов
Регулировки топливных насосов определяются инструкциями фирм-изготовителей и должны быть строго соблюдены для обеспечения нормальной работы топливной аппаратуры и, соответственно, дизеля.
Регулировочные операции при сборке ТНВД носят общий характер для всех насосов VE, отличаясь только конкретными установочными размерами, которые обеспечиваются обычно установкой регулировочных шайб.
В таблице приведены в качестве примера значения установочных размеров топливного насоса VE 4/8 F2125 RNP286 Diesel Kiki-ZEXEL дизеля автомобиля Mazda R2. Численно значения установочных размеров, приведенные в таблице, должны быть выдержаны при сборке ТНВД.
Таблица. Пример установочных размеров
Наименование размера   Величина размера, мм
K   3,20-3,40
KF   5,70-5,90
L1   1,50-2,00
L2   0,15-0,35
MS   1,40-1,60
На рисунках а, б показаны схемы измерения и регулировки установочных размеров «KF» и «К» с обозначением мест установки регулировочных шайб «А» и «В».
Размер «KF» есть расстояние между торцевой поверхностью втулки и концом плунжера. Измерение размера «KF» производится стрелочным индикатором, который с помощью приспособления вворачивается в резьбовое отверстие в центре распределительной головки.

Рис. Регулировки положения плунжера ТНВД: размеры «KF» и «К»
Размер «К» является расстоянием между торцевой поверхностью втулки и торцом плунжера, когда последний находится в НМТ. Проверка размера «К» также осуществляется стрелочным индикатором.
Выбор толщины регулировочных шайб должен производиться в соответствии с инструкциями фирм-производителей, в которых даются и численные значения размеров, как это было показано на примере таблицы.
На рисунках а, б показаны величины осевых зазоров «L» вала регулятора и держателя центробежных грузов. Вал регулятора имеет на конце левую резьбу у ТНВД правого вращения и правую резьбу у ТНВД левого вращения. Указанные на рисунках а, б зазоры практически одни и те же для различных насосов VE.

Рис. Регулировки установочных размеров «L»: вала регулятора (а) и осевого зазора держателя грузов (б)

Рис. Установочный размер «MS»: 1 — силовой рычаг; 2 — регулировочный рычаг; 3 — нажимной рычаг; 4 — сменный наконечник муфты
Важное значение имеет установочный размер «MS», определяющий величину пусковой подачи топлива. Измерение величины «MS» производится приспособлением со стрелочным индикатором, которое устанавливается вместо вала регулятора. Порядок измерения показан на рис. а, б. Вначале муфта регулятора прижимается пальцем руки к грузам, после чего стрелочный индикатор устанавливается на «ноль» (рис. а). Затем силовой рычаг регулятора прижимается к упору (рис. б), после чего муфта регулятора перемещается обратно до контакта пускового рычага с силовым. Показание индикатора есть размер «MS».

Рис. Установочный размер стрелочного индикатора для измерения размера «MS»
Если показание индикатора выходит за установленные пределы, следует заменить пробку муфты регулятора на другую, подобрав размер, в соответствии со спецификацией запасных частей для данного насоса.
Контроль и регулировка насосов VE
Испытания и регулировки топливных насосов VE производятся на стендах для испытаний дизельной топливной аппаратуры с использованием приспособлений, перечень которых приводится в руководстве по технической эксплуатации для сервисной службы фирмы-производителя ТНВД или дизеля. В таблице в качестве примера приведены регулировочные параметры насоса VE дизеля автомобиля Mazda R2.

Рис. Приспособления для испытаний ТНВД VE: 1 — эталонная форсунка; 2 — корпус распылителя; 3 — трубка ЛВД; 4 — приспособление для измерения хода поршня автомата опережения впрыскивания; 5 — кронштейн для установки насоса на топливном стенде; 6 — муфта привода ТНВД на стенде; 7 и 8 — приспособления для разборки и сборки регулятора низкого давления
Типовой набор приспособлений, используемый при техническом обслуживании и регулировках топливных насосов VE фирмой Nissan, показан на рисунке. В испытаниях на топливных стендах используется технологическая жидкоеть для испытаний ISO 4113 или SAE J967d при температуре 45-50°С. В виде исключения может быть использовано дизельное топливо.
Эталонные топливные форсунки (1 и 2 на рисунке) регулируются на давление начала впрыскивания, указанное в инструкции фирмы для данного насоса, а трубки высокого давления на стенде (3 на рисунке) обычно имеют размеры 2,0×6,0x840 мм — внутренний и наружный диаметры и длина трубки, соответственно.
Приемы регулировки перепускного клапана низкого давления топлива показаны на рисунках ниже а, б, в, г.
Таблица. Регулировочные параметры топливного насоса Diesel Kiki-ZEXEL VE 4/8 F 2125 RNP 286
Цикловая подача по внешней цикловой характеристике
Частота вращения вала ТНВД, мин-1   Цикловая подача, см3/1000 циклов
2500                                                           4,0 (максимально)
2400                                                           10,1-16,1
2300                                                           20,1-26,1
2125                                                           32,0-36,0
1500                                                           37,7-39,7
1250                                                           36,0-40,0
500                                                                   30,7-34,7
Холостой ход (минимальная частота вращения) вала ТНВД
350                                                                    6,0-10,0
450                                                                    меньше 4,0
Ход поршня автомата опережения впрыска
n, мин-1          1250   1500   2125
ход, мм                3,6-4,2   4,6-5,8   8,2-9,4
Давление подкачивающео насоса
n, мин-1   500             1250              2125
Р, Мпа       0,27-0,33   0,49-0,55   0,73-0,79
Расход топлива на слив через штуцер с дросселем
n, мин-1   1250
расход, см3/10 с   49,7-93,7

Рис. Регулировки перепускного клапана низкого давления: 1 — клапан; 2 — пружина; 3 — поршень; 4 — пружинное кольцо; 5 — приспособление; 6 — пробка-упор пружины; 7 — приспособление; 8 — пружинное кольцо; 9 — перепускной клапан
Если давление меньше установленного техническими условиями, например, в таблице для ТНВД фирмы ZEXEL, нужно легкими ударами молотка по выколотке или штоку соответствующего диаметра передвинуть пробку внутрь корпуса клапана, увеличивая таким образом предварительное сжатие пружины (рис. а).
Если измеренное давление оказывается ниже установленного техническими условиями, нужно выполнить следующие регулировочные операции:
•   Вынуть клапан из корпуса ТНВД и разобрать, используя приспособление 7 на рисунке.
•   Используя выколотку, выбить изнутри пробку 6 — упор пружины так, чтобы она стала заподлицо с корпусом клапана (рис. в).
•   Установить пружину 2, поршень 3 и пружинное кольцо 4 внутрь клапана, используя приспособление (рис. г).
•   Убедиться, что пружинное кольцо 4 заподлицо с корпусом клапана после установки всех его деталей.
•   Установить регулировочный клапан в корпус ТНВД.
•   Отрегулировать давление подкачивающего насоса в соответствии с техническими условиями.

Рис. Установка приспособления (а) и регулировка хода поршня автомата опережения впрыскивания (б): 1 — регулировочная шайба
Важное значение для нормальной работы дизеля имеет правильная регулировка автомата опережения впрыскивания. Для этого используется приспособление, с помощью которого проверяется ход поршня автомата. Приспособление устанавливается вместо крышки автомата на стороне без пружины, если ТНВД не имеет автоматического привода KSB и на стороне с пружиной, если таковой имеется. Установка приспособления показана на рис. а, измерения проводятся на режимах, указанных в инструкции фирмы-производителя, например, в стандарте ZEXEL. а регулировка осуществляется установкой/снятием регулировочных шайб, как это показано на рис. б.
Важную роль в работе насоса играет дроссель в штуцере на выходе из корпуса ТНВД, определяющий расход топлива на слив и, следовательно, участвующий в формировании давления топлива во внутреннем пространстве ТНВД. Количество возвращаемого (на слив) топлива определяется техническими условиями производителей, в частности ZEXEL, и может быть измерено при испытании насоса на стенде при соответствующем подсоединении сливной трубки, как это показано на рисунке ниже.

Рис. Измерение расхода топлива на слив

Рис. Установка рычага управления на упоре максимального режима (а) и регулирование величины номинальной подачи топлива (б)
Измерение величины расхода топлива, идущего на слив, производится следующим образом:
•   Установить рычаг управления на упоре максимальной частоты вращения, используя пружинное или другое подходящее приспособление.
•   Подать напряжение 12 В на электромагнитный клапан прекращения подачи топлива
•   Измерить объемный расход возвращаемого топлива.
В случае несоответствия измеренного расхода требованиям технических условий проверить состояние дросселя, размер его отверстия (обычно 0.6 мм), возможное наличие запаздывания.
Регулировка величины цикловой подачи и настройка регулятора на режиме максимальной нагрузки осуществляется винтом максимальной подачи (рис. а, б) с предварительной установкой рычага управления на упоре в винт максимальной частоты вращения, после чего оба винта пломбируются и допускают вмешательство только квалифицированного персонала при наличии соответствующего оборудования.
Положение рычага управления определяется размером «р» (рис. а), который зависит от марки насоса VE, иногда в спецификации фирмы указывается угол поворота рычага, который для ТНВД VE двигателя Mazda R2 должен быть в пределах 40-60°, а например, для ТНВД дизеля Nissan CD-17 линейный размер «р» равен 11-16 мм (спецификация SDS). В каждом отдельном случае регулировка должна проводиться в соответствии с инструкцией фирмы-изготовителя данного дизеля. Так, при проверке величины цикловой подачи нужно строго выдерживать скоростной режим (например, в соответствии с таблицей) и в случае необходимости в регулировке оперировать винтом максимальной подачи. При заворачивании регулировочного винта подача увеличивается, при отворачивании — уменьшается. Величина пусковой подачи определяется размером «MS», а в некоторых дизелях может также устанавливаться регулировочным винтом.
Порядок выполнения операций по регулировкам минимальной частоты вращения холостого хода и ускоренного холостого хода также определяются соответствующими спецификациями или инструкциями по эксплуатации конкретных двигателей.
Ниже представлены примеры выполнения регулировок холостого хода на ТНВД нескольких широко известных автомобильных фирм, что позволит читателю в принципе представить себе весь спектр подобных регулировок.
Регулировка холостого хода дизелей Volkswagen
Регулировочные винты ТНВД VE 4/9 F 2250 дизелей Volkswagen представлены на рисунке. Регулировка режимов холостого хода осуществляется следующим образом.
Минимальная частота вращения холостого хода дизелей без турбонаддува, указанных в подрисуночной подписи должна быть 900 мин-1, для дизеля с турбонаддувом (AAZ) — 980 мин-1.

Рис. Регулировочные винты ТНВД двигателей Volkswagen: 1 — регулировочный винт холостого хода: 2 — винт максимальной частоты вращения; 3 — ограничительный винт минимальной частоты вращения холостого хода; 4 — ограничительный винт ускоренного холостого хода; 5 — упор минимального режима
Регулировка частоты вращения осуществляется винтом 1. Если поворотом винта 1 не удается отрегулировать требуемую частоту вращения, следует ослабить контргайку винта 3, отвернуть винт 3 и винтом 1 добиться требуемой частоты вращения, после чего завернуть винт 3 до касания с рычагом ограничения минимальной частоты вращения холостого хода, затянуть контргайку винта 3.
Частота вращения ускоренного холостого хода регулируется винтом 4 в следующем порядке:
•   Проверить правильность регулировки минимальной частоты вращения холостого хода.
•   Вытянуть рукоятку ускорителя холодного пуска до первого фиксированного положения, при этом частота вращения должна увеличиться на 60 мин-1.
•   Вытянуть рукоятку до отказа и проверить частоту вращения ускоренного холостого хода, которая должна быть в пределах 1000-1100 мин-1.
•   При отклонении частоты вращения от нормы ослабить контргайку регулировочного винта 4. отрегулировать ускоренный холостой ход этим винтом и затянуть контргайку.
Регулировка максимальной частоты вращения холостого хода:
•   Запустить и прогреть двигатель (температура масла не менее 60°С).
•   Быстро нажать на педаль акселератора до отказа и проверить частоту вращения, которая должна быть в пределах 4950-5150 мин-1.
•   При отклонении частоты вращения от нормы отрегулировать винтом 2.
Примечание: Винт 2 находится под пломбой и его регулировка может быть выполнена только квалифицированным механиком или сервисной службой фирмы, если дизель находится на гарантии.
Окончательная регулировка минимальной частоты вращения холостого хода осуществляется винтом 5. При заворачивании винта 5 частота вращения увеличивается, при отворачивании уменьшается.
Примечание: Положение регулировочного винта минимального режима установлено на заводе и в процессе эксплуатации не должно изменяться.
Регулировка холостого хода дизелей CITROEN
Расположение регулировочных винтов ТНВД дизеля CITROEN показано на рисунках а, б.
Перед началом регулировки прогреть двигатель и отключить все вспомогательное оборудование. Частота вращения для дизелей АХ должна быть 775 ±25 мин-1, для дизелей Saxo — 800±25 мин-1, частота вращения ускоренного холостого хода — 1000±25 мин-1.
Регулировка минимальной частоты вращения холостого хода (рис. а):
•   Запустить и прогреть двигатель.
•   Отвернуть винт 1 до появления зазора между винтом 1 и рычагом управления 2.
•   Отрегулировать частоту вращения винтом холостого хода 3.

Рис. Регулировочные винты ТНВД двигателя VJY/VJZ (TVD 5/L/Y L3 Citroen АХ 1,5 D SAXO 1,5 D): а: 1 — упор минимального режима; 2 — рычаг управления; 3 — винт регулирования холостого хода; б: 1 — зажим; 2 — гайка; 3 — трос; 4 — рычаг остановки; 5 — рычаг управления (акселератора); 6 — винт максимальной частоты вращения; 7 — зажим троса акселератора; 8 — винт минимальной частоты вращения
Регулировка ускоренного холостого хода:
•   Двигатель холодный — рычаг 4 (рис. а) должен быть на упоре (рис а).
•   Если нет, отрегулировать натяжение троса, используя зажим 1 (рис. б), тонкую регулировку осуществлять гайкой с накаткой 2 (рис. б).
•   Прижать рычаг 4 к винту 5 (рис. а) и отрегулировать ускоренный холостой ход винтом 5.
•   На прогретом двигателе трос 3 (рис. б) должен быть в прослабленном состоянии.
Регулировка против произвольной остановки двигателя:
•   Вставить щуп толщиной 1 мм между рычагом управления 2 и винтом 1 (рис. а).
•   Отрегулировать частоту вращения в соответствии с техническими условиями.
•   Вынуть щуп.
•   Увеличить частоту вращения до 3000 мин-1 поворотом рычага управления 2 и отпустить рычаг.
•   Частота вращения должна уменьшаться до холостого хода в течение 2-3 секунд.
Регулировка холостого хода дизелей FIAT Scudo и Ulysse
На рисунках а, б показано расположение регулировочных винтов ТНВД дизеля FIAT Scudo и Ulysse. Минимальная частота вращения холостого хода равна 830-880 мин-1 для дизеля Scudo и 750-800 мин-1 — Ulysse, ускоренный холостой ход — 900-1000 мин-1 для обоих двигателей.

Рис. Регулировочные винты ТНВД двигателя D8B FIAT Scudo 1,9 TD: а: 1 — рычаг: 2 — регулировочный винт холостого хода; 3 — упор минимального режима; 4 — винт ускоренного холостого хода; б: 1 — стопор; 2 — шлицевая втулка
Регулировка минимальной частоты вращения холостого хода:
•   Прогреть двигатель.
•   Убедиться, что рычаг 1 находится на упоре в винт 2.
•   Отрегулировать минимальную частоту вращения холостого хода винтом 2 и затянуть контргайку.
•   Вставить щуп толщиной 1 мм между рычагом управления и регулировочным винтом 3 — упором минимального режима («X» на рис.).
•   Частота вращения должна увеличиться на 20-50 мин-1.
•   Если нет, отрегулировать винтом 3, после чего затянуть контргайку.
Регулировка ускоренного холостого хода:
•   Установить рычаг 1 на упоре в регулировочный винт 4.
•   Отрегулировать частоту вращения ускоренного холостого хода и затянуть контргайку.
Регулировка троса акселератора:
•   Выключить «зажигание».
•   Снять пружинный стопор 1 (рис. б).
•   Отрегулировать натяжение троса шлицевой втулкой 2. обеспечивая легкое прославление.
•   Установить стопор 1.
Регулировка холостого хода дизелей RENAULT
На рисунке показано расположение регулировочных винтов ТНВД дизеля RENAULT. Минимальная частота вращения холостого хода должна быть 775±25 мин-1, ускоренного хода — 875±25 мин-1. Порядок регулировки практически одинаков с рассмотренным выше для дизеля Fiat. В рассматриваемом ТНВД имеется демпфер 7 рычага управления, регулировка которого заключается в следующих операциях:
•   Убедиться, что рычаг 4 находиться на упоре 2.
•   Длина демпфера на режиме холостого хода должна соответствовать метке на его корпусе.

Рис. Регулировочные винты ТНВД двигателя RENAULT: 1 — винт минимальной частоты вращения; 2 — упор минимального режима; 3 — рычаг управления; 4 — рычаг; 5 — винт ускоренного холостого хода; 6 — зажим троса; 7 — демпфер.
Регулировки холостого хода дизеля Toyota Land Cruiser 3,0D Turbo
Регулировочные винты ТНВД DENSO VE показаны на рисунках а, б, в. Минимальная частота вращения холостого ход 700±50 мин-1, частота вращения при включенном кондиционере — 950.

Рис. Регулировочные винты ТНВД DENSO VE, TOYOTA Land Cruiser: 1 — упор минимального режима; б: 1 — зазор между рычагом управления и винтом ускоренного холостого хода; 2 — винт ускоренного холостого хода; в: 1 — вакуумный шланг; 2 — регулировочный винт
Порядок регулировки:
•   Отсоединить тягу акселератора.
•   Прогреть двигатель.
•   Отрегулировать минимальную частоту вращения холостого хода винтом 1 (рис. а).
•   Подсоединить тягу акселератора.
•   При необходимости, отрегулировать длину тяги акселератора.
Регулировка ускоренного холостого хода (рис. б):
•   Измерить расстояние 1 между рычагом управления и винтом 2 (указано в спецификации Nippon DENSO).
•   При несоответствии спецификации, отрегулировать винтом 2.
Регулировка повышенной частоты вращения холостого хода при работающем кондиционере воздуха (рис. в):
•   Прогреть двигатель и отрегулировать холостой ход.
•   Включить кондиционер.
•   Отсоединить вакуумный шланг 1 от исполнительного сервомеханизма.
•   Подать разрежение на сервомеханизм.
•   Увеличить частоту вращения до 2500 мин-1 на несколько секунд и «сбросить газ».
•   Проверить значение частоты вращения и, если она не соответствует спецификации (950 мин-1). отрегулировать винтом 2.
•   Повторить проверку.
•   Подсоединить вакуумный шланг.
Установка углов опережения впрыска ТНВД

Очень важную роль в нормальной работе дизеля является правильная установка угла опережения впрыскивания топлива. Проверка угла опережения впрыскивания в динамике проводится стробоскопической импульсной лампой на стенде или на двигателе и, в случае необходимости, проводится регулировка статического угла опережения впрыскивания с последующей динамической проверкой.
Статический угол опережения впрыскивания измеряется стрелочным индикатором, устанавливаемым в головке корпуса ТНВД вместо резьбовой пробки при положении поршня первого цилиндра в BMT такта сжатия и соответствующем совмещении меток на маховике или шкиве коленчатого вала и меток установки ТНВД на дизеле.
Таким образом, индикатор измеряет ход плунжера ТНВД от НМТ насоса до начала подачи топлива. Соответствующие обозначения угла и перемещение плунжера регламентированы инструкциями по эксплуатации конкретных двигателей. Изложенные материалы дают представление об основных параметрах при сборке и регулировке топливных насосов VE и позволяют проводить простые регулировочные работы, в принципе общие для большинства быстроходных дизелей, оснащенных ТНВД Bosch VE Diesel Kiki-ZEXEL, NIPPON-DENSO, MICO (Bosch Group).
На некоторых моделях топливного насоса VE могут быть установлены автоматические устройства TAS и TLA.
На дизелях японских автомобилей устанавливаются топливные насосы VE фирмы ZEXEL (Diesel Kiki), которые имеют некоторые дополнительные устройства в зависимости от модели автомобиля. В частности, если автомобиль оснащен кондиционером, на ТНВД VE устанавливается пневматическое устройство для увеличения частоты вращения холостого хода. В топливных насосах VE ZEXEL могут иметь место некоторые другие конструктивные отличия от ТНВД VE других отделений фирмы Bosch, не имеющие принципиального значения.
Топливные системы с насосом VE и электронным регулированием

Рис. Схема системы электронного управления ТНВД фирмы Bosch серии VE: 1 — датчик угла опережения впрыскивания; 2 — датчик ВМТ и частоты вращения коленчатого вала; 3 — расходомер воздуха; 4 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 5 — датчик положения педали водителя; 6 — исполнительное устройство управления цикловой подачой топлива; 7 — исполнительное устройство управления углом опережения впрыскивания топлива; 8 — исполнительное устройство управления клапаном рециркуляции ОГ; 9 — вывод на диагностический разъем
Схема электронного регулирования дизеля с одноплунжерным топливным насосом EP/VE приведена на рисунке. Для управления цикловой подачей в микрокомпьютер поступает информация от датчиков. В соответствии с заданными в памяти микрокомпьютера характеристиками управления и полученной информацией микрокомпьютер и электронный регулятор обеспечивают изменение цикловой подачи, подавая управляющие импульсы на исполнительное устройство, перемещающее дозатор. В качестве исполнительного устройства используется электромагнитное исполнительное устройство, что объясняется небольшим перестановочным усилием.

Рис. Топливный насос VE с электронным управлением: 1 — датчик хода дозатора; 2 — электромагнит с поворотным сердечником; 3 — электромагнитный клапан остановки дизеля; 4 — плунжер; 5 — автомат опережения впрыскивания; 6 — дозатор
Управление углом опережения впрыскивания также требует информации от датчиков ВМТ и частоты вращения и от датчика хода дозатора. Микрокомпьютер обрабатывает полученную информацию, и электронный регулятор с помощью электромагнитного клапана управляет положением кольца с роликами и, следовательно, углом опережения впрыскивания. Электронное управление может выполнять и другие функции. Например, управление рециркуляцией отработавших газов, диагностика дизеля.
Как вариант в топливном насосе Bosch VE с электронным управлением в качестве исполнительного механизма, управляющего величиной подачи топлива, используется электромагнит 2 с поворотным сердечником, конец которого соединен через эксцентрик с дозирующей муфтой 6. При прохождении тока в обмотке электромагнита сердечник поворачивается ка угол от 0 до 60°, соответственно перемещая дозирующую муфту. Контроль положения последней производится с помощью датчика 1.
Управление автоматом опережения впрыскивания осуществляется быстродействующим электромагнитным клапаном (2 на рисунке ниже), который регулирует давление топлива, действующего на поршень автомата. Клапан работает в импульсном режиме «открыт — закрыт», модулируя давление в зависимости от частоты вращения вала двигателя. Когда клапан открыт, давление уменьшается и угол опережения впрыскивания также уменьшается. Когда клапан закрыт, давление увеличивается, перемещая поршень автомата в сторону увеличения угла опережения впрыскивания. Отношение импульсов определяется электронным блоком в зависимости от режима работы и температурного состояния двигателя. Для определения момента начала впрыскивания одна из форсунок имеет индукционный датчик подъема иглы.

Рис. Развернутая схема насоса VE с электронным управлением: 1 — топливный насос низкого давления; 2 — электромагнитный клапан управления автоматом опережения впрыскивания; 3 — цилиндр автомата опережения впрыскивания; 4 — дозатор; 5 — электромагнитное устройство измерения подачи топлива; 6 — электронный блок управления; a, b, c, d — датчики; е — педаль управления; f — возврат топлива; g — ЛВД
В корпус форсунки встроена катушка возбуждения 2, на которую электронный блок управления подает опорное напряжение таким образом, что ток в электрической цепи поддерживается постоянным, независимо от изменений температуры. Этот ток создает вокруг катушки магнитное поле. Как только игла форсунки подымается, сердечник 3 изменяет магнитное поле, вызывая изменение сигнала электрического напряжения.
В определенный момент подъема иглы возникает пиковый импульс, который воспринимается электронным блоком управления и используется для управления углом опережения впрыскивания.

Рис. Схема форсунки с датчиками подъема иглы: 1 — регулировочный винт; 2 — катушка возбуждения; 3 — шток; 4 — провод; 5 — фишка электрического разъема
Электронный блок управления формирует сигналы, обеспечивающие протекание регуляторных характеристик, стабилизацию частоты вращения холостого хода, рециркуляцию ОГ, степень которой определяется по сигналам датчика массового расхода воздуха.
В систему заложена программа самодиагностики и отработки аварийных режимов, что позволяет обеспечить движение автомобиля при большинстве неисправностей, кроме выхода из строя микропроцессора.
Фирмами Bosch, Diesel Kiki (ZEXEL) и Nippon Denso разработан ряд систем электронного управления топливоподачей на базе топливного насоса VE, которые обеспечили дальнейшее совершенствование процесса топливоподачи — повышение точности дозирования топлива в отдельные цилиндры, уменьшение межцикловой нестабильности процесса сгорания, уменьшение неравномерности работы дизеля на режимах холодного хода с соответствующим снижением вибраций. Некоторые системы (Model-1) с помощью быстродействующего клапана позволяют ввести элементы управления процессом впрыскивания, разделяя его на две фазы, что уменьшает жесткость процесса сгорания в цилиндре.
В электронном блоке управления сопоставляются реальные сигналы датчиков со значениями в запрограммированных полях характеристик, в результате чего на сервомеханизм исполнительных устройств передается выходной сигнал, обеспечивающий требуемое положение дозирующей муфты с высокой точностью регулирования.
Автоматические устройства в топливных насосах VE
Распределительный топливный насос VE выполнен по модульной схеме и может быть укомплектован различными дополнительными устройствами соответственно требованиям данного двигателя. В соответствии с их функциями появляются дополнительные возможности для адаптации дизеля к различным условиям эксплуатации, позволяющие увеличить его приспособляемость и приемистость, снизить расход топлива и эмиссию токсичных компонентов с отработавшими газами, понизить шумность и улучшить холодный пуск.
Такие автоматические устройства насоса VE, как корректоры топливоподачи в регуляторах частоты вращения были рассмотрены выше. В этой статье рассматриваются работа автомата опережения впрыскивания топлива и функциональные устройства, имеющие различное назначение и обозначенные следующими аббревиатурами, принятыми компанией Bosch.
•   LDA — корректор по давлению наддува, ограничивающий величину топливоподачи в зависимости от давления наддува;
•   ADA — высотный корректор, ограничивающий толливоподачу в зависимости от атмосферного давления;
•   LFB — автоматическое устройство, корректирующее угол опережения впрыскивания топлива в зависимости от нагрузки;
•   KSB — ускоритель холодного пуска дизеля;
•   TAS — устройство, работающее в комбинации с KSB и препятствующее образованию дыма при пуске горячего двигателя;
•   TLA — устройство, работающее в комбинации с KSB и обеспечивающее некоторое увеличение скоростного режима холостого хода после пуска дизеля для исключения неравномерности его работы.
Автомат опережения впрыскивания топлива
Оптимальный угол опережения впрыскивания топлива позволяет обеспечить нормальное протекание процесса сгорания.
После начала процесса впрыскивания требуется определенный период времени для испарения топлива и образования с воздухом горючей смеси. Таким образом, период задержки воспламенения (интервал времени от момента начала впрыскивания топлива до начала сгорания топливовоздушной смеси) зависит от цетанового числа топлива, степени сжатия, давления и температуры воздуха, характеристик впрыскивания и распыливания топлива форсункой. Продолжительность периода задержки в градусах растет с увеличением частоты вращения. Следовательно, чтобы обеспечить подготовку топливовоздушной смеси для сгорания в цилиндре дизеля при увеличении скоростного режима, необходимо увеличить угол опережения впрыскивания топлива, для чего в топливном насосе устанавливается автоматическое устройство или автомат опережения впрыскивания, схема которого показана на рисунке.

Рис. Автомат опережения впрыскивания топлива: а — исходное положение; б — процесс увеличения угла опережения впрыскивания; 1 — корпус насоса; 2 — кольцо; 3 — ролики; 4 — шток; 5 — канал в поршне автомата; 6 — крышка; 7 — поршень: 8 — шарнир; 9 — пружина
Автомат опережения впрыскивания расположен в нижней части корпуса 1 насоса перпендикулярно оси вала ТНВД. Поршень 7 автомата закрыт с обеих сторон крышками 6, с одной стороны в поршне просверлен канал 5 для прохода топлива под давлением из внутренней полости корпуса насоса, с другой стороны установлена пружина сжатия 9. Поршень автомата посредством шарнира 8 и стержня (цапфы) 4 связан с кольцом 2 несущего ролика 3.
Работа автомата опережения впрыскивания топлива происходит следующим образом. В исходном положении поршень автомата находится под действием пружины 9. Давление топлива во внутренней полости корпуса насоса возрастает пропорционально скоростному режиму двигателя и определяется регулировкой перепускного клапана низкого давления и работой дросселя на выходе из насоса. Это давление по каналу 5 на рисунке передается в рабочий цилиндр автомата с одной стороны поршня, который под действием силы давления топлива в определенный момент начинает перемещаться влево, преодолевая сопротивление пружины 9. Осевое перемещение поршня посредством шарнира 8 и стержня 4 передается кольцу с роликами, которое поворачивается и меняет свое положение относительно кулачковой шайбы таким образом, что кулачки набегают на ролики 3 раньше, обеспечивая фазовое смещение на величину до 12° по углу поворота кулачковой шайбы (до 24° по углу поворота коленчатого вала (рис. б)).
Корректоры по давлению наддува и высотный корректор
Автоматический противодымный корректор или корректор по давлению наддува дизеля (LDA) служит для приведения в соответствие расхода топлива, подаваемого в цилиндры дизеля, величине расхода воздуха, подаваемого компрессором, исключая таким образом дымление двигателя. Необходимость установки указанного автоматического устройства определяется изменением плотности воздуха в цилиндрах дизеля с турбонаддувом в зависимости от режима работы турбокомпрессора. Особенно необходима работа корректора на режимах разгона дизеля, когда величина топливоподачи возрастает значительно быстрее, чем расход воздуха, при этом коэффициент избытка воздуха уменьшается, и работа дизеля сопровождается дымлением.

Рис. Схема корректора по давлению наддува: 1 — рабочая пружина регулятора; 2 — крышка регулятора; 3 — рычаг-упор корректора: 4 — стержень; 5 — регулировочная гайка; 6 — мембрана; 7 — пружина: 8 — шток; 9 — управляющий конус; 10 — регулировочный винт максимальной подачи; 11 — регулировочный рычаг; 12 — силовой рычаг 13 — пусковой рычаг; М1 — ось поворота рычага 3; 14 — штуцер давления наддува; 15 — отверстие для соединения с атмосферой
Конструктивное исполнение корректора по давлению наддува, установленного на верхней крышке 2 корпуса насоса, показано на рисунке. Внутренняя полость корректора разделена мембраной 6 на две камеры — верхнюю, соединенную с впускным коллектором и находящуюся под давлением наддува, и нижнюю, содержащую пружину 7, которая действует на мембрану, оказывая сопротивление ее перемещению вниз. Предварительная затяжка пружины 7, определяющая начало перемещения мембраны, осуществляется регулировочной гайкой 5. Нижняя камера корректора находится под атмосферным давлением. Мембрана 6 соединена со штоком 8, имеющим управляющий конус 9, в который упирается подвижный стержень 4. передающий движение штока и, следовательно, мембраны рычагу-упору корректора 3. Шток взаимодействует с силовым рычагом 12 регулятора. Работа корректора происходит следующим образом. Если величина давления наддува недостаточна для преодоления усилия затяжки пружины 7, то мембрана 6 и шток 8 находятся в исходном положении, как это показано на рисунке. При увеличении давления воздуха, подаваемого компрессором, мембрана, преодолевая сопротивление пружины, перемещается вниз, соответственно перемещая шток с управляющим конусом 9, в результате чего стержень 4 изменяет свое положение и рычаг 3 поворачивается относительно оси М1 по часовой стрелке под действием рабочей пружины регулятора 1. Силовой рычаг 12, следуя перемещению рычага-упора 3, также поворачивается вместе с пусковым рычагом 13 относительно их общей оси, перемещая дозирующую муфту в направлении увеличения подачи. Таким образом, величина топливоподачи оказывается в соответствии с количеством воздуха, подаваемого в цилиндры дизеля, поскольку это количество пропорционально давлению наддува. Если скоростной и нагрузочный режимы уменьшаются, то снижается и давление наддува, пружина корректора перемещает мембрану со штоком вертикально вверх, и механизм регулятора работает в направлении, обратном описанному выше, уменьшая подачу топлива в функции давления наддува.
Если работа турбокомпрессора нарушается, то автоматическое устройство LDA, т.е. корректор по давлению наддува, оказывается в исходном положении на верхнем упоре, обеспечивая работу дизеля без дымления. Величина максимальной подачи топлива для данного двигателя регулируется винтом 10, установленным на крышке ТНВД.
Если ДВС работает в высотных условиях, масса воздуха, поступающего в цилиндры, уменьшается из-за уменьшения его плотности, в результате чего процесс сгорания топлива в цилиндрах двигателя нарушается, что приводит к образованию дыма и нарушением температурного режима. Для исключения отрицательных явлений при работе дизеля в высотных условиях в топливных насосах предусматривается установка высотного корректора — упора максимальной подачи, управляемого атмосферным давлением (автоматического устройства ADA). Как правило, такие устройства устанавливаются на дизелях без турбонаддува.
Воздействие ADA на топливоподачу аналогично рассмотренному выше LDA, только вместо мембраны в крышке регулятора устанавливается барометрическая капсула (анероидная коробка), связанная через отверстие в камере своей установки с атмосферой. Диапазон работы капсулы изменяется по мере изменения высоты над уровнем моря. При увеличении последней капсула (сильфон) под действием внутреннего давления расширяется, перемещая шток с управляющим конусом и обеспечивая таким образом уменьшение подачи по схеме LDA применительно к рассматриваемому нами насосу VE.
Автоматическое устройство адаптации работы насоса по нагрузке
В топливных насосах, оснащенных автоматическим устройством LFB, при уменьшении нагрузки с соответствующим увеличением частоты вращения (работа по регуляторной характеристике) угол опережения впрыскивания топлива уменьшается, а по мере увеличения нагрузки постепенно увеличивается. Посредством такой адаптации достигается более плавная работа двигателя, сопровождающаяся снижением шума на режимах холостого хода.

Рис. Автоматическое устройство в регуляторе для адаптации работы по нагрузке: 1 — рабочая пружина регулятора; 2 — муфта регулятора; 3 — силовой рычаг; 4 — пусковой рычаг; 5 — дозирующая муфта; 6 — плунжер; 7 — вал регулятора; 8 — грузы регулятора; М2 — ось вращения рычагов 3 и 4
Автоматическое устройство LFB реализуется в ТНВД Bosch VE путем модификации муфты регулятора, вала регулятора и корпуса насоса в соответствии со схемой рисунке. Для этого в муфте регулятора 2 выполнено дополнительное поперечное отверстие (3 на рисунке ниже), а в валу регулятора 7 продольный канал и два поперечных отверстия (1 и 7, соответственно, на следующем рисунке). Кроме того, в корпусе насоса выполнено сверление, посредством которого внутреннее пространство ТНВД может быть связано с линией впуска лопастного насоса низкого давления.
При увеличении скоростного режима поршень автомата опережения впрыскивания топлива смещается в сторону увеличения угла начала подачи из-за увеличения давления во внутреннем пространстве корпуса ТНВД, создаваемого лопастным насосом низкого давления. Посредством уменьшения давления во внутреннем пространстве насоса, которое обеспечивается LFB, достигается небольшое смещение поршня автомата опережения впрыскивания в сторону запаздывания угла опережения впрыскивания топлива. Происходит это следующим образом.
Управляя педалью акселератора, водитель устанавливает рычаг управления регулятора в некоторое положение, задавая режим работы по внешней скоростной характеристике, т.е. задавая предварительную затяжку рабочей пружины регулятора 1. При уменьшении нагрузки частота вращения вала двигателя увеличивается, грузы регулятора 8 расходятся, муфта регулятора 2 перемещается вправо, воздействуя через рычаги 3 и 4, поворачивающиеся относительно оси М2, на дозирующую муфту 5, перемещая последнюю в сторону уменьшения подачи. Таким образом образуется регуляторная характеристика с переходом на режим холостого хода при полном сбросе нагрузки.

Рис. Положение муфты регулятора при: а — положение при пуске; б — перед началом открытия отверстий; в — открытие отверстий и процесс уменьшения давления в корпусе насоса; 1 — продольное отверстие; 2 — вал регулятора; 3 — отверстие в муфте; 4 — муфта; 5 — поперечное отверстие в 2; 6 — управляющая кромка в 2, 7 — приемное отверстие в 2
При движении муфты регулятора 2 вправо в определенный момент процесса регулирования отверстие 3 на рисунке, а подходит к кромке отверстий 7 (положение б) и затем происходит совмещение отверстий 3 и 7 (положение с на рисунке), в результате чего часть топлива через каналы 1 и 5 перетекает на всасывающую сторону насоса низкого давления, уменьшая давление во внутреннем пространстве корпуса ТНВД. Из-за уменьшения давления топлива поршень автомата опережения впрыскивания топлива изменяет свое положение, поворачивая кольцо с роликами (позиции 2 и 3 на рисунке) в направлении запаздывания. При увеличении нагрузки описанный выше процесс идет в обратном направлении.
Ускоритель холодного пуска дизеля
Корректирование угла опережения впрыскивания при холодном пуске дизеля осуществляется вручную водителем из кабины посредством троса или автоматически посредством устройства KSB. устанавливающего угол опережения впрыскивания в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.
Привод системы KSB монтируется на корпусе ТНВД, как это показано на рисунках. Рычаг KSB крепится на валу 12. на другом конце которого эксцентрично расположена поворотная цапфа 3. взаимодействующая при повороте с кольцом 6, несущим ролики 7, т.е. с автоматом опережения впрыскивания топлива. Исходное положение рычага KSB определяется упором 3 и пружиной 4. К верхней части рычага KSB крепится трос 2 управления с места водителя или шток автомата привода 6.
Работа устройства KSB, ручного или автоматического, происходит следующим образом. Когда водитель воздействует на рычаг KSB перед пуском дизеля, поворачиваются вал 12 и цапфа 3, под воздействием которой через прорезь 4 кольцо 6 с роликами 7 изменяет свое положение, поворачиваясь против часовой стрелки за счет сжатия пружины 11 и соответствующих перемещений деталей 8, 9 и 10, заранее устанавливая необходимый угол опережения впрыскивания топлива. Автомат KSB при холодном двигателе обеспечивает нужное опережение впрыскивания, и по мере увеличения температуры охлаждающей жидкости расширительный элемент в корпусе 6 автомата прекращает свое воздействие на кольцо с роликами.

Рис. Поперечное сечение устройства KSB: 1 — рычаг; 2 — окно; 3 — поворотная цапфа; 4 — продольная прорезь; 5 — корпус насоса; 6 — кольцо с роликами; 7 — ролик; 8 — поршень; 9 — поворотный стержень; 10 — шарнир; 11 — пружина автомата опережения впрыскивания; 12 — ось устройства; 13 — пружина шпилечная

Рис. Схема автоматического привода устройства KSB: 1 — тяга; 2 — трос; 3 — упор; 4 — пружина; 5 — рычаг; 6 — корпус автомата
Одним из преимуществом автомата KSB перед ручным управлением является ограничение минимально возможного угла опережения впрыскивания топлива в зависимости от теплового состояния двигателя.

Рис. Характеристика по углу опережения опрыскивания KSB: а — участок работы автомата опережения впрыскивания, б — участок работы KSB
На рисунке показана характеристика по углу опережения впрыскивания топлива в градусах поворота вала ТНВД в зависимости от частоты его вращения. Если водитель воздействует на ускоритель холодного пуска KSB, то независимо от действия автомата опережения впрыскивания имеет место пусковая коррекция угла — приблизительно 2,5° по углу поворота кулачкового вала насоса (участок б).
В зависимости от варианта исполнения топливного насоса Bosch VE, направления вращения, комплектации, связанных с типом дизеля, на который он устанавливается, возможны конструктивные изменения в различных блоках насоса.
Автоматические регуляторы частоты вращения двигателя
Автоматический регулятор частоты вращения включает в себя собственно механический регулятор с центробежными грузами и систему управляющих рычагов, обеспечивающих связь регулятора и элементов настройки с дозирующей муфтой.
Автоматический регулятор частоты вращения служит для поддержания заданного скоростного режима с заданной точностью. Точность регулирования оценивается, в частности, степенью неравномерности, которая определяется как отношение разности частот вращения режима холостого хода и заданного режима по внешней скоростной характеристике к среднему их значению. Практически степень неравномерности определяется наклоном регуляторной характеристики.
Режим холостого хода означает работу двигателя без нагрузки. Таким образом, работа автоматического регулятора заключается в изменении величины топливоподачи при изменении нагрузки и постоянном положении рычага управления, т.е. педали акселератора. При этом формируется регуляторная характеристика данного скоростного режима. Всережимный автоматический регулятор обеспечивает регулирование дизеля во всем диапазоне рабочих режимов, а водитель задает требуемый скоростной режим, нажимая на педаль акселератора.
Двухрежимный регулятор частоты вращения обеспечивает автоматическое регулирование режима пуска и минимального и номинального режимов, а все промежуточные режимы находятся под управлением водителя, который воздействует непосредственно на дозирующий орган, изменяя величину топливоподачи.
Двухрежимные регуляторы более предпочтительны на автомобильных дизелях, поскольку непосредственное воздействие на дозирующий орган уменьшает расход топлива и выброс частиц при работе на неустановившихся режимах.
Скоростные и регуляторные характеристики топливоподачи насоса VE со всережимным и двухрежимным регуляторами представлены на рисунках а, б. Соответствующие обозначения кривых и характерных точек даны в спецификации к рисунку.

Рис. Скоростные и регуляторные характеристики топливоподачи: а — с двухрежиммым регулятором; б — с всережимным регулятором; 1 — пусковая подача; 2 — подача при полной нагрузке; 3 — участок работы положительного корректора; 4 — регуляторные характеристики; 5 — холостой ход минимального режима
Всережимные регуляторы
Схемы работы всережимного регулятора частоты вращения топливного насоса VE с системой рычагов и рабочими положениями дозирующей муфты на различных нагрузочных и скоростных режимах показаны на рисунках а, б, в, г.

Рис. Работа всережимного регулятора: а — положение при пуске; б — холостой ход минимального режима; в — режим уменьшения нагрузки; г — режим увеличения нагрузки; 1 — грузы регулятора; 2 — муфта регулятора, 3 — силовой рычаг; 4 — нажимной рычаг, 5 — пружина пусковой подачи; 6 — дозирующая муфта; 7 — отсечные отверстия в плунжере; 8 — плунжер; 9 — регулировочный винт холостого хода минимального режима; 10 — рычаг управления; 11 — регулировочный винт максимального режима; 12 — ось рычага управления; 13 — рабочая пружина регулятора; 14 — фиксатор пружины; 15 — пружина минимального режима; 16 — упор силового рычага; М2 — ось вращения рычагов 4 и 5; h, и h2 активный ход плунжера на различных режимах
Грузы регулятора 1 (обычно четыре груза) установлены в держателе, который получает вращение от приводной шестеренки. Радиальное перемещение грузов трансформируется в осевое перемещение муфты регулятора 2, что изменяет положение нажимного 4 и силового 3 рычагов регулятора, которые, поворачиваясь относительно оси М2. перемещают дозирующую муфту 6,определяя тем самым активный ход плунжера 8.
В верхней части силового рычага установлена пружина холостого хода 15, а между силовым и нажимным рычагами — пластинчатая пружина пусковой подачи 5. Рычаг управления 10 воздействует на рабочую пружину регулятора 13. второй конец которой закреплен в силовом рычаге на фиксаторе 14. Таким образом. положение системы рычагов и. следовательно, дозирующей муфты определяется взаимодействием двух сил — силы предварительной затяжки рабочей пружины регулятора, определяемой положением рычага управления, и центробежной силы грузов, приведенной к муфте.
Работа регулятора при пуске дизеля
Перед пуском дизеля, когда коленчатый вал еще не вращается и топливный насос не работает, грузы регулятора находятся в состоянии покоя на минимальном радиусе, а нажимной рычаг 4 (его другое название — рычаг пуска) под действием пружины пусковой подачи 5 смещен влево на рисунке а, имея возможность качания относительно оси М2. Соответственно нижний шарнирный конец рычага обеспечивает крайне правое положение дозатора 6 относительно плунжера 8. что соответствует пусковой подаче за счет увеличенного активного хода плунжера h1. Как только двигатель запустится, грузы регулятора расходятся и муфта 2 перемещается вправо на величину хода «а», преодолевая сопротивление достаточно слабой пусковой пружины 5. Рычаг 4 при этом поворачивается на оси М2 по часовой стрелке, перемещая дозирующую муфту в сторону уменьшения подачи (влево на рис. б).
Работа регулятора на минимальной частоте вращения холостого хода
При отсутствии нагрузки и положении рычага управления на упоре в регулировочный винт 9 дизель должен устойчиво работать на минимальной частоте вращения холостого хода в соответствии со схемой рисунка б. Регулирование этого режима обеспечивается пружиной холостого хода 15. усилие которой находится в равновесии с центробежной силой грузов, и в результате этого равновесия поддерживается подача топлива, соответствующая активному ходу плунжера h2. Работа дизеля на этом режиме соответствует точке 5 на характеристике первого рисунка. Как только скоростной режим двигателя выходит за пределы минимальной частоты вращения холостого хода, реализуется ход «с» силового рычага при сжатии пружины 15 под действием увеличивающейся центробежной силы грузов.
Работа регулятора на нагрузочных режимах
В эксплуатации дизеля со всережимным регулятором скоростной режим устанавливается водителем путем воздействия через педаль акселератора на рычаг управления 10. На рабочих режимах пружина пусковой подачи 5 и пружина 15 холостого хода не работают, и работа регулятора определяется предварительной деформацией рабочей пружины 13. При повороте рычага управления до упора 11 (рисунки в, г) в сторону увеличения скоростного режима и соответствующем растяжении рабочей пружины ее усилие передается на силовой рычаг 3 и затем через рычаг 4 на муфту регулятора 2, заставляя грузы 1 сходиться. Система рычагов при этом поворачивается относительно оси М2 против часовой стрелки на рисунке, перемещая дозирующую муфту 6 в сторону увеличения подачи до режимов внешней скоростной характеристики. Частота вращения коленчатого вала дизеля и соответственно, грузов регулятора при этом увеличивается, центробежная сила грузов и сопротивление последней усилию рабочей пружины также увеличиваются, и в какой-то момент наступает равновесие сил и равновесие положения всех элементов регулятора. При отсутствии изменения нагрузки двигатель работает на установившемся режиме при постоянной частоте вращения (не принимая во внимание естественную для ЛВС нестабильность вращения).
Если на этом режиме имеет место изменение нагрузки, то в работу вступает автоматический регулятор в соответствии со схемами, показанными на рисунках в, г. При уменьшении нагрузки частота вращения увеличивается, грузы регулятора расходятся и, преодолевая сопротивление рабочей пружины, перемещают муфту регулятора вправо (рисунок в). Система рычагов при этом поворачивается относительно оси М2 по часовой стрелке перемещая дозирующую муфту влево, в сторону уменьшения подачи. В результате формируется регуляторная ветвь 4 на первом рисунке. Если рычаг управления устанавливается в некоторое промежуточное положение, то, по сравнению с настройкой регулятора, показанной на рисунках в, г, будет образовываться одна из регуляторных характеристик, показанных пунктиром на первом рисунке б, т.е. регулятор в последнем случае начинает работать раньше — при меньшей частоте вращения.
На рисунке г показана работа регулятора при положении рычага управления на упоре 11 и при увеличении нагрузки. В этом случае частота вращения вала дизеля уменьшается, грузы регулятора сходятся, центробежная сила грузов уменьшается, и под действием усилия рабочей пружины муфта регулятора перемещается влево, а система рычагов 3 и 4 перемещает дозирующую муфту вправо, в сторону увеличения подачи. Если дизель до начала увеличения нагрузки работал на регуляторной ветви, то при увеличении подачи он будет выходить на более мощностной режим и затем на внешнюю скоростную характеристику. Если же дизель работает на внешней характеристике на номинальном или близком к нему режиме, то при увеличении нагрузки реализуется режим перегрузки, для преодоления которой дизель должен иметь достаточно высокий коэффициент приспособляемости. Положительное корректирование топливоподачи осуществляется на участке 3 характеристики с помощью положительного корректора или при соответствующем подборе характеристики топливоподачи ТНВД.
Корректоры топливоподачи
Корректирование топливоподачи в дизелях, положительное или отрицательное, осуществляется с целью формирования внешней скоростной характеристики двигателя при необходимости увеличить максимальный крутящий момент путем увеличения подачи при уменьшении частоты вращения от nном до nm на так называемом режиме перегрузки (положительное корректирование) или уменьшить дымление дизеля при работе на n < nm по внешней скоростной характеристике. Влияние корректирования на протекание внешней скоростной характеристики дизеля показано на рисунке ниже. Положительное корректирование необходимо для обеспечения заданного запаса крутящего момента двигателя.

Рис. Внешняя характеристике дизеля: Мe — крутящий момент, n — частота вращения, nм — частота вращения при максимально Me, nном — частота вращения номинального режима, n мин — минимальная частота вращения по внешней характеристике
Корректирование характеристики может быть осуществимо нагнетательным клапаном ТНВД или механическим корректором в регуляторе. С помощью механического корректора осуществляется также и отрицательное корректирование. Последнее обычно применяется в двигателях с целью уменьшения выбросов сажи при n < nм1, а также в двигателя с турбонаддувом и ТНВД без корректора по давлению наддува, т.е. без ограничения подачи в системе LDA.
Работа положительного и отрицательного корректоров
Устройство и работа положительного и отрицательного механических корректоров топливоподачи топливного насоса VE иллюстрируется рис. а, б.

Рис. Схема регулятора с положительным (а) и отрицательным (б) корректором топливоподачи: 1 — рычаг пусковой; 2 — пружины корректоров; 3 — рабочая пружина регулятора; 4 — силовой рычаг 5 — упор; 6 — рычаги корректоров; 7 — шток корректора; 8 — дозирующая муфта; 9 — пружина пусковой подачи; 10 — муфта регулятора; 11 — точка упора; Мг — ось вращения рычагов 1 и 4; М4 — ось вращения рычагов 1 и 6; ΔS — ход корректирования подачи
Начало действия прямого (положительного) корректора топливоподачи определяется жесткостью и предварительным сжатием его пружины, которые согласованы с соответствующим скоростным режимом дизеля. Работа положительного корректора происходит следующим образом. На номинальном режиме дозирующая муфта 8 занимает положение, обозначенное пунктиром на рис. а. Пружина корректора 2 при этом сжата из-за воздействия центробежной силы грузов через муфту 10 регулятора на рычаг 6, который нажимает на головку штока 7, поворачиваясь на упоре 5 в силовом рычаге 4. Рычаг 1 при этом повернут по часовой стрелке и дозатор обеспечивает цикловую подачу, которая соответствует требованиям номинального режима дизеля (см. Пунктир на рис. а). Если нагрузка на этом режиме увеличивается (режим перегрузки), частота вращения уменьшается, усилие со стороны муфты регулятора также уменьшается, и пружина корректора 2 через рычаг 6 поворачивает рычаг 1 против часовой стрелки, перемещая дозирующую муфту вправо, в сторону увеличения подачи на величину ΔS (рис. а).
Работа отрицательного корректора
При работе с минимальной частотой на внешней характеристике рычаг 6 корректора упирается в силовой рычаг в точке 5 (рис. б). Головка штока 7 корректора также упирается в силовой рычаг 4. При увеличении частоты вращения центробежная сила грузов, приведенная к муфте, преодолевает усилие пружины 2 корректора, сжимая ее. в результате чего рычаг 6 перемещается вправо на рисунке, в сторону головки штока, при этом общая ось рычагов М4 меняет свое положение. Одновременно рычаг 1 поворачивается относительно оси М2, перемещая дозирующую муфту 8 в сторону увеличения подачи. Ход корректирования ΔS определяется ходом сжатия пружины корректора до упора рычага 6 в головку штока 7. При работе дизеля на левой части внешней скоростной характеристики при увеличении нагрузки и уменьшении частоты вращения пружина 2 поворачивает рычаг 6 по часовой стрелке, а последний заставляет поворачиваться рычаг 1 относительно оси М2 по часовой стрелке, перемещая дозирующую муфту 8 в сторону уменьшения подачи, осуществляя, таким образом, отрицательное корректирование (область nмин < n < nм на рисунке).
Двухрежимные регуляторы
Устройство двухрежимного автоматического регулятора частоты вращения топливного насоса VE и его работа на различных режимах показаны на рисунках далее, имеющих общую спецификацию. Вал регулятора получает вращение от вала ТНВД через шестеренчатую повышающую передачу с передаточным отношением 1:1,6 и передает его держателю с четырьмя грузами.
Аналогичную конструкцию этого узла имеют топливные насосы VE с всережимными регуляторами, рассмотренные выше.
Величина топливоподачи изменяется при изменении положения дозирующей муфты 15, которое определяется равновесием центробежной силы грузов, приведенной к муфте, и силы от действия рабочих пружин регулятора, зависящей, в частности, от положения педали акселератора.
Режим пуска дизеля показан на рисунке. При неработающем двигателе грузы регулятора сведены и муфта 19 находится в крайнем левом положении. Рычаг корректора 16 и пусковой рычаг 18 прижимаются под действием пружины пусковой подачи 12 к муфте регулятора 19, поворачиваясь относительно оси М2. Таким образом, дозирующая муфта 15 перемещается нижним шарниром системы рычагов вправо на рисунке ниже, обеспечивая пусковую подачу. Педаль акселератора при пуске дизеля может оставаться в ненажатом положении. Величина пусковой подачи определяется активным ходом ΔS1

Рис. Схема двухрежимного регулятора. Режим пуска дизеля: 1 — держатель грузов; 2 — грузы регулятора; 3 — серьга; 4 — ось рычага управления; 5 -пружина номинального режима; 6 — пружина частичного режима; 7 — регулировочный винт максимальной подачи; 8 — демпферная пружина; 9 — пружина холостого хода минимального режима; 10 — силовой рычаг; 11 — регулировочный рычаг; 12 — пружина пусковой подачи; 13 — поддерживающая пружина; 14 — плунжер ТНВД; 15 — дозирующая муфта; 16 — рычаг отрицательного корректора; 17 — пружина отрицательного корректора; 18 — пусковой рычаг; 19 — муфта регулятора; 20 — корпус пружин регулятора; 21 — отверстия отсечки подачи; шарниры рычажной системы регулятора: М1 — система рычагов в этой точке поддерживается двумя подвижными пальцами, установленными в рычаге 2; М4 — общая ось рычагов пускового и корректора; ΔS1 — ход дозирующей муфты.
После пуска двигателя грузы регулятора под действием центробежной силы расходятся и толкают муфту регулятора 19 вправо, преодолевая сопротивление пружины пусковой подачи 12. При этом головка штока рычага корректора 16 упирается в точке А в силовой рычаг 10, а ось М4 движется вправо на шарнире А до тех пор, пока усилие муфты регулятора окажется равным усилию пружины холостого хода 9. Соответственно, дозирующая муфта 15 перемещается шарниром М2 влево до установления подачи холостого хода, что соответствует схеме на рисунке.

Рис. Работа регулятора на холостом ходу минимального режима
На рисунке показано взаимодействие элементов регулятора при работе дизеля на частичных скоростных режимах, когда педаль акселератора слегка нажата. Последовательность, с которой вступают в работу пружины регулятора, определяется их жесткостью и предварительной деформацией. Первой работает демпферная пружина 8. за ней следует пружина частичного режима 6 и, наконец, пружина номинального режима 5.
Рычаг управления соединяется с педалью акселератора. При нажатии на нее сжимается демпферная пружина 8 и силовой рычаг притягивается влево, в результате чего дозирующая муфта перемещается вправо, в сторону увеличения подачи с соответствующим увеличением частоты вращения. Муфта регулятора 19 из-за увеличения центробежной силы грузов нажимает на рычаг корректора, который упирается.в силовой рычаг в точке в результате чего пружина холостого хода 9 максимально сжимается, и далее силовой рычаг уже двумя шарнирными точками А и В перемещается вправо, вместе с осью М2. В этих условиях, когда силовой рычаг движется вправо, а корпус пружин под действием водителя влево, пружина частичной нагрузки сжимается до момента достижения баланса сил. При уменьшении нагрузки и увеличении частоты вращения силовой рычаг будет перемещаться под действием муфты регулятора 19 вправо на ход ΔS2 пружины 6, а дозирующая муфта 15 влево, в сторону уменьшения подачи до достижения установившегося скоростного режима дизеля.

Рис. Работа регулятора на частичном скоростном режиме

Рис. Работа регулятора при полной нагрузке
Работа регулятора дизеля при полной нагрузке иллюстрируется рисунке. В этом случае педаль акселератора нажата до упора рычага управления в регулировочный винт максимального режима. Силовой рычаг 10 при этом оказывается на упоре М3, а пружины стартовая, минимального холостого хода 9, демпферная 8 и частичной нагрузки 6 — в полностью сжатом состоянии. Муфта регулятора 19 находится в равновесии под действием противоположно направленных центробежной силы грузов и силы предварительной затяжки рабочей пружины 5. Подача топлива на режиме полной нагрузки определяется активным ходом плунжера, обозначенным двумя стрелками у дозирующей муфты 15. Рассматриваемый здесь двухрежимный регулятор оснащен отрицательным корректором топливоподачи. При работе дизеля на левой ветви внешней скоростной характеристики, при n < nm пружина 17 отрицательного корректора разжимается и через систему рычагов перемещает дозирующую муфту 15 в сторону уменьшения подачи, отодвигая внешнюю характеристику от предела дымления.

Рис. Работа отрицательного корректора
Режим максимальной частоты вращения холостого хода и формирование соответствующей регуляторной характеристики имеют место при уменьшении нагрузки двигателя, работающего на режиме полной (номинальной) мощности. В этом случае частота вращения вала двигателя и грузов регулятора увеличивается, и последние перемещают муфту 19 вправо, которая заставляет пружину регулятора 5 сжиматься и за счет этого вращает систему рычагов по часовой стрелке относительно оси М2, уменьшая топливоподачу до величины подачи холостого хода. Этот процесс показан на рисунке.
Если при полном сбросе нагрузки имеет место неконтролируемое увеличение частоты вращения, опасное для двигателя, регулятор полностью прекращает подачу топлива в цилиндры дизеля. В этом случае работа регулятора происходит в соответствии с рисунке, только при частоте вращения большей, чем на режиме максимальной частоты вращения холостого хода. Дозирующая муфта при этом еще больше перемещается влево, полностью открывая отсечные отверстия 21, в результате чего все топливо из камеры высокого давления ТНВД возвращается во внутреннюю полость корпуса насоса и впрыскивание топлива прекращается.

Рис. Работа регулятора на холостом ходу максимального режима
График скоростных характеристик топливоподачи рассмотренного выше двухрежимного регулятора показан на рисунке, назначение различных кривых на характеристике обозначено подрисуночными подписями. Наличие пружины частичных режимов в регуляторе позволяет получить большую плавность и устойчивость регулирования на режимах малых нагрузок и частот вращения. В остальном характеристики рассмотренного выше двухрежимного регулятора аналогичны общей характеристике.

Рис. Скоростные характеристики топливоподачи ТНВД с двухрежимным регулятором: а — пусковая подача, б — участок уменьшения подачи после пуска дизеля, в — ход при сжатии пружины частичного режима, г — область управления подачей водителем, д — регуляторные характеристики максимального режима
Нагнетательные клапаны в линии высокого давления ТНВД
Нагнетательный клапан разъединяет линию высокого давления (штуцер ТНВД, топливная трубка высокого давления и форсунка) и полость высокого давления в насосе. Нагнетательный клапан обеспечивает разгрузку линии высокого давления сразу после окончания впрыскивания топлива, предотвращая тем самым подвпрыски топлива, регулирует остаточное (начальное) давление в нагнетательном топливопроводе и корректирует скоростную характеристику топливоподачи. Схема нагнетательного клапана показана на рисунке.

Рис. Штуцер ТНВД в сборе с нагнетательным клапаном и клапаном-дросселем обратного потока: а — нагнетательный клапан в сборе; б — фаза впрысха; в — процесс разгрузки; г — посадка клапана в седло; 1 — нагнетательный клапан; 2 — пружина клапана; 3 — корпус нагнетательного клапана; 4 — пружина клапана-дросселя обратного потока; 5 — клапан-дроссель обратного хода; 6 — посадочные поверхности клапана; 7 — разгрузочный поясок
Нагнетательный клапан 1 грибкового типа открывается давлением топлива во время активного хода плунжера и прижимается к седлу пружиной 2 во время процессов слива топлива из ЛВД и наполнения.
В конце процесса впрыскивания топлива при посадке иглы форсунки на седло в линии высокого давления возникают прямые и отраженные волны давления, которые могут приводить к повторным впрыскиваниям. Негативные последствия этого явления заключаются в закоксовывании сопловых отверстий форсунки из-за появления капель топлива с последующим нарушением процесса сгорания и в появлении дыма и токсичных составляющих в отработавших газах двигателя. С целью устранения подвпрыскиваний нагнетательный клапан имеет разгрузочный поясок 7. При отсечке подачи клапан начинает садиться на седло и в положении, показанном на рисунке в разгрузочный поясок 7 отсасывает топливо из линии высокого давления, обеспечивая тем самым быстрое прекращение впрыскивания, отсутствие подвпрысков и формируя определенный уровень остаточного (начального) давления в линии высокого давления. На рисунке г клапан показан в закрытом положении, стрелками обозначен ход клапана от начала действия разгрузочного пояска, т.е. ход разгрузки В простейшем исполнении штуцер ТНВД не включает в себя клапан-дроссель обратного потока (5 рисунке) и состоит только из собственно клапана 1 и пружины 2. установленных внутри корпуса штуцера 3.
Необходимость установки клапан-дросселя обратного потока возникает в тех случаях, когда действия разгрузочного пояска нагнетательного клапана бывает недостаточно для устранения подвпрыскивания топлива (как правило, при высоких частотах вращения в сочетании с увеличенным остаточным давлением) В этих случаях быстрая посадка нагнетательного клапана генерирует волну сжатия, которая, несмотря на действия разгрузочного пояска, может сформировать дополнительное впрыскивание топлива. Для предотвращения этих явлений в корпус 3 штуцера устанавливается клапан с дросселем 5 и с пружиной 4. составляющие клапан-дроссель обратного потока (рис. а). Наличие такого демпфирующего клапана делает процесс разгрузки линии высокого давления более плавным, исключающим указанные выше негативные явления.
Топливные трубки высокого давления подобраны к данному типу насоса и к данному дизелю в соответствии с требованиями к процессу топливоподачи и не должны меняться местами при проведении технического обслуживания, также должны быть исключены резкие изгибы трубопровода. Радиус кривизны в любом месте не должен быть меньше 25 мм. Топливные трубки высокого давления изготовляется из стальных толстостенных труб без применения сварки.
На рисунках ниже представлены общий вид топливного насоса VE и детали привода и блока высокого давления, дающие, с учетом всего рассмотренного выше, достаточное представление о конструкции ТНВД Bosch VE.

Рис. Общий вид топливного насоса BOSCH VE: 1 — клапан-регулятор низкого давления; 2 — регулятор частоты вращения; 3 — штуцер с дросселем для выхода топлива; 4 — распределительная головка; 5 — насос низкого давления; 6 — автомат опережения впрыскивания топлива; 7 — внутренняя полость насоса; 8 — электромагнитный клапан остановки дизеля

Рис. Детали привода ТНВД и блока высокого давления: 1 — муфта крестообразная; 2 — кольцо с роликами; 3 — кулачковая шайба; 4 — регулировочные шайбы; 5 — плунжер; 6 — фланец; 7 — дозирующая муфта; 8 — распределительная головка; 9 — штуцер; 10 — возвратная пружина
Плунжер-распределитель и линия высокого давления (ЛВД)
Основным элементом, создающим высокое давление топлива в ТНВД и распределяющим топливо по цилиндрам дизеля, является плунжер, который совершает возвратно-поступательное и вращательное движение по схеме:
двигатель -> вал ТНВД -> кулачковая шайба -> плунжер

Рис. Схема движения топлива в ТНВД: А — вход топлива в насос; В — выход топлива на слив; С — подача топлива к плунжеру; Д — выход топлива к форсунке; 1 — вал; 2 — кольцо с роликами; 3 — ролик; 4 — кулачковая шайба; 5 — пружина; 6 — плунжер
Путь топлива по насосу и элементы, обеспечивающие работу плунжера-распределителя, показаны на рисунке. Выступы кулачки кулачковой шайбы 4 находятся в постоянном контакте с роликами 3, установленными на осях в неподвижном кольце 2. При вращении кулачковой шайбы каждый кулачок, набегая на ролик, толкает плунжер вправо, а возвращение его в прежнее положение осуществляется двумя пружинами 5. Рисунок ниже содержит также более подробную спецификацию нагнетательного блока ТНВД. Количество кулачков на кулачковой шайбе, как и число штуцеров 2 линии высокого давления с нагнетательными клапанами 4, соответствует числу цилиндров двигателя, обычно четыре или шесть. Возвратные пружины плунжера кроме того препятствуют разрыву кинематической связи кулачок-ролик толкателя при больших ускорениях. Обеспечивая возвратно-поступательное движение плунжера, кулачковая шайба формой выступов-кулачков определяет также ход плунжера и скорость его перемещения и, следовательно, характеристику, давление и продолжительность впрыскивания. Все эти параметры, в свою очередь, определяются формой камеры сгорания и особенностями рабочего процесса данного дизеля и должны быть, таким образом, скоординированы. По этой причине для каждого типа дизеля рассчитывается лента профиля кулачков, которая «накладывается» на фронтальную поверхность кулачковой шайбы, установленной в ТНВД. Поэтому кулачковая шайба данного насоса является деталью невзаимозаменяемой, индивидуально соответствующей данному типу дизеля.

Рис. Схема перемещения плунжера: 1 — плунжер; 2 — корпус нагнетательного клапана; 3 — клапан-дроссель обратного хода (демпфирующий клапан); 4 — нагнетательный клапан; 5 — возвратная пружина; 6 — кулачковый диск; 7 — ролик; 8 — насос низкого давления; 9 — вал; 10 — кулачок; 11 — дозирующая муфта; 12 — наконечник рычага регулятора
Плунжер ТНВД создает высокое давление топлива и распределяет его по цилиндрам при осуществлении следующих функциональных этапов процесса топливоподачи: впуск топлива, активный ход плунжера и впрыскивание топлива (нагнетание), отсечка подачи, процесс закрытия нагнетательного клапана и разгрузка линии высокого давления.
Процессы впуска и нагнетания топлива иллюстрируются на рисунках а, б.

Рис. Схема процесса подачи топлива при впуске и нагнетании: а — впуск топлива; б — нагнетание топлива; 1 — плунжер; 2 — соленоид клапана выключения подачи; 3 — впускное отверстие; 4 — прорезь для впуска топлива; 5 — камера высокого давления; 6 — нагнетательный клапан; 7 — распределительный паз; 8 — канал подачи топлива к нагнетательному клапану
Для осуществления процесса топливоподачи в плунжере 1 выполнены впускные прорези и центральный канал для прохода топлива, распределительный паз 7 и канал для перетекания топлива (3 на следующем рисунке). Канал 8 служит для подачи топлива к нагнетательному клапану 6. В течение процесса впуска (рис. а) плунжер движется в сторону своей нижней мертвой точки (НМТ), при этом выходное отверстие впускного канала 3 совмещается в результате вращения плунжера с впускной прорезью 4, и топливо поступает в камеру высокого давления 5 и в центральный канал в плунжере. Процесс впуска заканчивается, когда отверстие впускного канала 3 перекрывается плунжером при его вращении, одновременно плунжер начинает перемещаться к ВМТ, сжимая топливо и осуществляя нагнетание. Когда распределительный паз 7 совмещается с каналом 8, топливо под высоким давлением поднимает нагнетательный клапан и поступает по топливопроводу высокого давления к форсунке, через которую впрыскивается в камеру сгорания дизеля.
Активный ход плунжера, определяющий цикловую подачу топлива, зависит от момента, когда канал отсечки подачи в плунжере (1 на рисунке ниже) выходит за пределы дозирующей муфты 2, и топливо из камеры высокого давления по центральному каналу и каналу 1 выходит во внутреннюю полость корпуса насоса, при этом давление подачи резко падает, и впрыскивание топлива прекращается, как это показано на рисунке б. После отсечки подачи топливо по каналу 3 перетекает из линии высокого давления во внутреннюю полость ТНВД, обеспечивая разгрузку ЛВД и быструю посадку нагнетательного клапана на седло. Этот процесс показан на рисунке б. Далее, при совершении вращательного и поступательного движений плунжера процесс топливоподачи повторяется по отношению к другим цилиндрам, в соответствии с порядком их работы. Положение дозирующей муфты насоса, определяющее активный ход плунжера и, следовательно, величину цикловой подачи, зависит от режима работы двигателя. На рисунках а, б показана схема действия антиреверсного механизма насоса VE. Если плунжер 1 вращается в нормальном направлении, то открывается впускное отверстие 2, позволяя топливу поступать во внутреннюю полость. Далее при движении плунжера к верхней мертвой точке (ВМТ). т.е. вправо на рисунке, происходит сжатие топлива с последующим впрыскиванием. Этот процесс был разобран выше.

Рис. Схема процессов отсечки и слива топлива из ЛВД: а — отсечной канал; б — слив топлива из ЛВД: 1 — канал отсечки подачи; 2 — дозатор (дозирующая муфта); 3 — канал перетекания топлива из ЛВД (линия высокого давления)
Если же коленчатый вал двигателя и, соответственно, плунжер начинают вращаться в обратном направлении, впускное отверстие открывается при ходе сжатия, заставляя топливо из полости высокого давления перетекать через впускной канал во внутреннюю полость корпуса насоса, как это показано на рисунке б. В этом случае давление топлива не может повышаться и, следовательно, впрыскивания топлива не происходит, и двигатель немедленно останавливается.
Рис. Схема защиты от обратного вращения: а — нормальное вращение; б — обратное вращение; 1 — плунжер; 2 — впускное отверстие
В плунжере некоторых моделей ТНВД VE выполнена кольцевая канавка 1, расположенная непосредственно за впускными прорезями 2, как показано на рисунке. В этом случае при работе насоса во время процесса впуска топливо заполняет объемы всех прорезей, в том числе и тех, в которых в данный момент не имеет место такт впуска. Таким образом, кольцевая канавка улучшает наполнение полости между плунжером и гильзой, что особенно важно для ТНВД. рассчитанных на высокие цикловые подачи топлива.

Рис. Плунжер с дополнительной кольцевой канавкой: 1 — кольцевая канавка; 2 — прорези для впуска топлива
Рассмотренные выше процессы топливоподачи в плунжере-распределителе целесообразно проанализировать с помощью комплексной схемы на рисунке ниже. На верхней схеме (рис. а) показан процесс впуска, когда плунжер 1 находится в НМТ. Затем осуществляется процесс сжатия и подачи топлива в линию высокого давления через распределительный паз 2 в плунжере (рис. б). Впускное отверстие при этом закрыто плунжером.
Конец активного хода определяется моментом открытия отверстий канала 6, т.е. положением дозирующей муфты (рис. в). Топливо при этом выходит во внутреннюю полость насоса и нагнетание прекращается. При дальнейшем повороте плунжера и движении к НМТ впускное отверстие совмещается с соответствующей прорезью в плунжере, и топливо поступает в камеру высокого давления и центральный канал (рис. г). Процесс формирования заряда топлива и последующего впрыскивания происходит в течение поворота плунжера на 90° в четырехцилиндровом дизеле, 72° в пятицилиндровом и на 60° в шестицилиндровом.

Рис. Фазы процесса топливоподачи: 1 — плунжер; 2 — прорезь распределительная; 3 — камера высокого давления; 4 — канал; 5 — дозирующая муфта; 6 — отверстие отсечки подачи
Устройство ТНВД BOSCH VE
Принципиальная схема системы топливоподачи дизеля с одноплунжерным распределительным ТНВД с торцевым кулачковым приводом плунжера показана на рисунке.

Рис. Схема топливоподачи дизеля: 1 — топливный бак; 2 — топливопровод; 3 — фильтр тонкой очистки топлива 4 — ТНВД; 5 — ЛВД; 6 — форсунка; 7 — линия слива топлива; 8 — свеча накаливания
Топливо из бака 1 низкого давления, который встроен в ТНВД, прокачивается по трубопроводу 2 в топливный фильтр тонкой очистки топлива 3, откуда засасывается топливным насосом низкого давления и затем направляется во внутреннюю полость корпуса ТНВД 4, где создается давление порядка 0.2-0.7 МПа. Далее топливо поступает в насосную секцию высокого давления и с помощью плунжера — распределителя в соответствии с порядком работы цилиндров подается по топливопроводам высокого давления 5 в форсунки 6, в результате чего осуществляется впрыскивание топлива в камеру сгорания дизеля. Избыточное топливо из корпуса ТНВД, форсунки и топливного фильтра (в некоторых конструкциях) сливается по топливопроводам 7 обратно в топливный бак. Охлаждение и смазка ТНВД осуществляются циркулирующим в системе топливом.
Фильтр тонкой очистки топлива имеет важное значение для нормальной и безаварийной работы ТНВД и форсунки. Поскольку плунжер, втулка, нагнетательный клапан и элементы форсунки являются деталями прецизионными, топливный фильтр должен задерживать мельчайшие абразивные частицы размером 3-5 мкм. Важной функцией фильтра является также задержание и выведение в осадок воды, содержащейся в топливе. Попадание влаги во внутреннее пространство насоса может привести к выходу последнего из строя по причине образования коррозии Задержанная фильтром вода собирается в коллекторе, откуда должна периодически удаляться, обычно когда ее объем достигает 140 см3, о чем сигнализирует контрольная лампа датчика уровня.

Рис. Схема топливного насоса Bosch VE с обозначением функциональных блоков: 1 — топливный насос низкого давления с перепускным клапаном; 2 — блок высокого давления; 3 — регулятор частоты вращения; 4 — электромагнитный клапан остановки двигателя; 5 — автомат опережения впрыскивания топлива
Топливный насос подает в цилиндры дизеля строго дозированное количество топлива под высоким давлением в определенный момент времени в зависимости от нагрузки и скоростного режима Поэтому характеристики двигателей существенно зависят от работы ТНВД Основные функциональные блоки топливного насоса VE показаны на рис. 2.2 и представляют собой:
1.   роторно-лопастной топливный насос низкого давления с регулирующим перепускным клапаном;
2.   блок высокого давления с распределительной головкой и дозирующей муфтой;
3.   автоматический регулятор частоты вращения с системой рычагов и пружин;
4.   автоматическое стоп-устройство — электромагнитный клапан для перекрытия впускного окна (в вариантах конструкции возможна установка механического устройства);
5.   автоматическое устройство (автомат) изменения угла опережения впрыскивания топлива.
Распределительный ТНВД VE может также быть оснащен различными дополнительными устройствами, например, корректорами топливоподачи или ускорителем холодного пуска, которые позволяют индивидуально адаптировать ТНВД к особенностям данного дизеля. Более подробно устройство топливного насоса VE показано на рисунке.

Рис. Схема топливного насоса Bosch VE: 1 — насос низкого давления; 2 — вал ТНВД; 3 — перепускной клапан регулирования низкого давления; 4 — грузы регулятора; 5 — штуцер с дросселем на выходе из насоса; 6 — система рычагов; 7 — плунжер; 8 — нагнетательный клапан; 9 — дозирующая муфта; 10 — кулачковый диск; 11 — ролик; 12 — цапфа автомата опережения впрыска топлива; 13 — поршень автомата опережения впрыска топлива
Вал привода 2 топливного насоса расположен внутри корпуса ТНВД, на валу установлен ротор 1 топливного насоса низкого давления и шестерня привода вала регулятора с грузами 4. За валом 2 неподвижно в корпусе насоса установлено кольцо с роликами 11 и штоком 12 привода автомата опережения впрыскивания топлива 13. Привод вала ТНВД осуществляется от коленчатого вала дизеля, шестеренчатой или ременной передачей. В четырехтактных двигателях частота вращения вала ТНВД составляет половину от частоты вращения коленчатого вала, и работа распределительного ТНВД осуществляется таким образом, что поступательное движение плунжера синхронизировано с движением поршней в цилиндрах дизеля, а вращательное обеспечивает распределение топлива по цилиндрам. Поступательное движение обеспечивается кулачковой шайбой 10, а вращательное — валом топливного насоса.
Автоматический регулятор частоты вращения (блок 3 на рисунке 2) включает в себя центробежные грузы 4 (рисунок 3), которые через муфту регулятора и систему рычагов воздействуют на дозатор 9, изменяя таким образом величину топливоподачи в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов дизеля. Корпус ТНВД закрыт сверху крышкой, в которой установлена ось рычага управления, связанного с педалью акселератора.
Автомат опережения впрыскивания топлива (блок 5) является гидравлическим устройством, работа которого определяется давлением топлива во внутренней полости ТНВД, создаваемым топливным насосом низкого давления с регулирующим перепускным клапаном 3 (рисунок 3). Кроме того, заданный уровень давления внутри корпуса ТНВД поддерживается дросселем 5 в штуцере для выхода избыточного топлива из корпуса ТНВД.
Топливный насос высокого давления (ТНВД) КамАЗ
Топливный насос высокого давления (ТНВД) плунжерного типа предназначен для подачи под высоким давлением (в зависимости от режима двигателя) в форсунки в определенные моменты времени строго дозированных порций топлива.
В корпусе 1 насоса имеются восемь секций, каждая из которых состоит из корпуса 17, втулки 16 плунжера, плунжера 11, поворотной втулки 8, нагнетательного клапана 19, прижатого через уплотнительную прокладку 18 к втулке плунжера штуцером 20.

Рис. Схема топливного насоса высокого давления КамАЗ: 1 — корпус; 2 — ролик толкателя; 3 и 31 — ось ролика; 4 — втулка ролика; 5 — пята толкателя; 6 — сухарь; 7 — тарелка пружины толкателя; 8 — поворотная втулка; 9 — пружина толкателя; 10, 34, 43, 45, 51 и 55 — шайбы; 11 — плунжер; 12 и 13 — уплотнительные кольца; 14 — установочный штифт; 15 — правая рейка; 16 — втулка плунжера; 17 — корпус секции; 18 — прокладка нагнетательного клапана; 19 — нагнетательный клапан; 20 — штуцер; 21 — фланец корпуса секции; 22 — топливоподкачивающий насос; 23 — пробка пружины, 24, 27 и 48 — прокладки; 25 — втулка штока; 26 — корпус насоса низкого давления; 28 — пружина толкателя; 29 — толкатель; 30 — стопорный винт; 32 — ролик толкателя; 33 и 52— гайки; 35 — эксцентрик привода насоса низкого давления; 36 и 50 — шпонки; 37 — фланец ведущей шестерни регулятора; 38 — сухарь ведущей шестерни регулятора; 39 — ведущая шестерня регулятора; 40 — упорная втулка; 41 и 49 — крышки подшипников; 42 — подшипник; 44 — кулачковый вал; 46 — уплотнительное кольцо; 47 — манжета с пружиной; 53 — муфта опережения впрыска топлива; 54 — пробка рейки; 56 — перепускной клапан; 57 — втулка рейки
Плунжер совершает возвратно-поступательное движение под действием кулачка вала 44 и пружины 9. Проворачиванию толкателя в корпусе препятствует сухарь 6.
Кулачковый вал вращается в роликоподшипниках 42, установленных в прикрепленных к корпусу насоса крышках. Осевое перемещение кулачкового вала устраняют подбором регулировочных прокладок 48.
Для увеличения подачи топлива поворачивают плунжер поворотной втулкой, которая через ось поводка соединена с рейкой 15 насоса. Рейка перемещается в направляющих втулках 57 по каналу, который закрыт пробкой 54. С противоположной стороны насоса находится регулировочный винт подачи топлива насосом. Этот винт обычно закрыт пробкой и опломбирован.
Топливо к насосу подводится через специальный штуцер, к которому болтом крепится трубка низкого давления. Далее по каналам в корпусе оно поступает к нагнетательным секциям.
Смазка насоса циркуляционная, под давлением от общей системы смазки двигателя.
Устройство ТНВД BOSCH (Бош) VE. Топливный насос высокого давления
Топливный насос высокого давления  (ТНВД) — основной конструктивный элемент системы впрыска дизельного двигателя, выполняющий две основные функции: дозированную подачу топлива в цилиндры двигателя под давлением и определение правильного момента впрыска. После появления аккумуляторных систем впрыска, задачу определения момента подачи топлива выполняет электронная форсунка.
Принципиальная схема системы топливоподачи дизельного двигателя с одноплунжерным ТНВД
Принципиальная схема системы топливоподачи дизеля с одно¬плунжерным распределительным топливным насосом (ТНВД) с торцевым кулачковым приводом плунжера показана на рисунке:

Рис. Принципиальная схема системы топливоподачи дизельного двигателя с одноплунжерным ТНВД: 1 – топливопровод низкого давления; 2 – тяга; 3 – педаль подачи топлива; 4 – ТНВД; 5 – электромагнитный клапан; 6 – топливопровод высокого давления; 7 – топливопровод сливной магистрали; 8 – форсунка; 9 – свеча накаливания; 10 – топливный фильтр; 11 – топливный бак; 12 – топливоподкачивающий насос (применяется при магистралях большой протяженности; 13 – аккумуляторная батарея; 14 – замок «зажигания»; 15 – блок управления временем включения свечей накаливания
Топливо из бака 11 прокачивается по топливо¬проводу низкого давления в топливный фильтр тонкой очистки топлива 10, откуда засасывается топливным насосом низкого давления и затем направляется во внутреннюю полость корпуса ТНВД 4, где создается давление порядка 0,2 … 0,7 МПа. Далее топливо поступает в насосную секцию высокого давления и с помощью плунжера — распреде¬лителя в соответствии с порядком работы цилиндров подается по топливопроводам высокого давления 6 в форсунки 8, в результате чего осуществляется вспрыскивание топлива в камеру сгорания дизеля. Избыточное топливо из корпуса ТНВД, форсунки и топливного фильтра (в некоторых конструкциях) сливается по топливо¬проводам 7 обратно в топливный бак. Охлаждение и смазка ТНВД осуществляются циркулирующим в системе топливом. Фильтр тонкой очистки топлива имеет важное значение для нормальной и безаварийной работы ТНВД и форсунки. Поскольку плунжер, втулка, нагнетательный клапан и элементы форсунки являются деталями прецизионными, топливный фильтр должен задерживать мельчайшие абразивные частицы размером 3…5 мкм. Важной функцией фильтра является также задержание и выведение в осадок воды, содержащейся в топливе  Попадание влаги во внутреннее пространство насоса может привести к выходу последнего из строя по причине образования коррозии.
Топливный насос подает в цилиндры дизеля строго дози¬рован¬ное количество топлива под высоким давлением в определенный момент времени в зависимости от нагрузки и скоростного режима, поэтому характеристики двигателей существенно зависят от работы ТНВД.
Схема и общий вид распределительного насоса VE
Схема распределительного насоса VE представлена на первом рисунке, а его общий вид на следующем.
Основные функциональные блоки топливного насоса VE представляют собой:
•   роторно-лопастной топливный насос низкого давления с регулирующим перепускным клапаном
•   блок высокого давления с распределительной головкой и дозирующей муфтой
•   автоматический регулятор частоты вращения с системой рычагов и пружин
•   электромагнитный запирающий клапан, отключающий подачу топлива
•   автоматическое устройство (автомат) изменения угла опережения впрыскивания топлива

Рис. Схема топливного насоса — Bosch VE: 1 – вал привода насоса; 2 – перепускной клапан регулирования внутреннего давления; 3 – рычаг управления подачей топлива; 4 – грузы регулятора; 5 – жиклер слива топлива; 6 – винт регулировки полной нагрузки  7 – передаточный рычаг регулятора; 8 – электромагнитный клапан остановки двигателя; 9 – плунжер  10 – центральная пробка; 11 – нагнетательный клапан; 12 – дозирующая муфта; 13 – кулачковый диск; 14 – автомат опережения впрыска топлива; 15 – ролик; 16 – муфта; 17 – топливоподкачивающий насос низкого давления

Рис. Общий вид распределительного ТНВД VE: а – ТНВД; б – блок высокого давления с распределительной головкой и дозирующей муфтой. Позиции соответствуют позициям на предыдущем рисунке.
Дополнительные устройства распределительного ТНВД VE
Распределительный ТНВД VE может также быть оснащен различными дополнительными устройствами, например, кор¬рек¬торами топ¬ливоподачи или ускорителем холодного пуска, которые позволяют индивидуально адаптировать ТНВД к особенностям данного дизеля.
Вал привода 1 топливного насоса расположен внутри корпуса ТНВД, на валу установлен ротор 17 топливного насоса низкого давления и шестерня привода вала регулятора с грузами 4. За валом 1 неподвижно в корпусе насоса установлено кольцо с ро¬ли¬ками и штоком привода автомата опережения впрыски¬вания топлива 14. Привод вала ТНВД осуществляется от колен¬чатого вала дизеля, шесте¬ренчатой или ременной передачей. В че¬тырехтактных двигателях частота вращения вала ТНВД составляет половину от частоты вращения коленчатого вала, и работа распределительного ТНВД осуществляется таким образом, что поступательное движение плунжера синхронизировано с движением поршней в цилиндрах дизеля, а вращательное обеспечива¬ет распределе¬ние топлива по цилиндрам. Поступательное движение обеспечивается кулачковой шай¬бой, а враща¬тельное – валом топливного насоса.
Автоматический регулятор частоты вращения включает в себя центробежные грузы 4, которые через муфту регулятора и систему рычагов воз¬действуют на дози¬рующую муфту 12, изменяя таким образом величину топливоподачи в зависимости от скоростного и на-грузочного режимов дизеля. Корпус ТНВД закрыт сверху крышкой, в которой установлена ось рычага управления, связанного с педалью акселератора.
Автомат опережения впрыскивания топлива является гидравлическим устройством, работа которого определяется давлением топлива во внутренней по¬лости ТНВД, создаваемым топливным насосом низкого давления с регулирующим перепу-скным клапаном 2.
Конструкции топливных насосов высокого давления (ТНВД)
Конструкция топливного насоса высокого давления обусловлена цикловой подачей, конструкцией дизеля, типом топливной системы, способом регулирования цикловой подачи и другими факторами.
Насосы высокого давления быстроходных дизелей массового производства стремятся выполнить более универсальными с тем, чтобы их можно было при небольших изменениях использовать на всех двигателях определенного класса. В корпусе таких насосов можно устанавливать плунжерные пары разных размеров при использовании одного и того же кулачка. В результате образуется размерный ряд насосов высокого давления. Чтобы расширить диапазон изменения цикловых подач, создают несколько размерных рядов насосов.
Конструкции насосов высокого давления для больших тихоходных дизелей единичного или мелкосерийного производства имеют особенности, зависящие от конструкции дизеля.
Насосы высокого давления конструируют как с собственным кулачковым валом, так и без него. Собственный кулачковый вал имеют многосекционные (блочные) насосы, устанавливаемые в основном в быстроходных дизелях, а без кулачкового вала обычно выполняют односекционные насосы с большими цикловыми подачами.

Рис. Многосекционный насос высокого давления быстроходною дизеля:
1 — корпус; 2 — кулачковый вал, 3 — толкатель, 4 — регулировочный винт, 5 — поворотная втулка, 6 — зубчатый сектор, 7 — отсечной канал, 8 — упор; 9 — штуцер, 10 — нагнетательный клапан; 11 — впускной канал; 12 — плунжер; 13 — рейка, 14 — центробежная муфта, 15 — поперечный канал, 16, 21 — сальники, 17, 20 — шарикоподшипники, 18 — крышка; 19 — топливоподкачивающнй насос
Блочный шестисекционный насос высокого давления с собственным кулачковым валом, устанавливаемый на автомобильных дизелях ЯМЗ-238, имеет корпус насоса 1, который отлит из алюминиевого сплава. В нем на двух шарикоподшипниках 17 и 20, уплотненных резиновыми самоподвижными сальниками 16 и 21, установлен кулачковый вал 2 с шестью кулачками тангенциального профиля и одним эксцентриком привода поршневого топливоподкачивающего насоса 19. На одном конце вала имеется центробежная муфта 14 автоматического изменения угла опережения впрыска топлива, а на другом — шестерня привода регулятора. В горизонтальной стенке блока, отделяющей полость кулачкового вала от полости пружин, выполнены отверстия, в которых установлены роликовые толкатели 3. Концы оси толкателя, имеющие лыски, входят в вертикальные пазы отверстия, предотвращая тем самым проворачивание толкателя и обеспечивая постоянный контакт трущейся поверхности ролика и кулачка по всей образующей.
В верхней части корпуса в специальных расточках установлены плунжерные пары и нагнетательные клапаны, а также выполнены впускной 11, отсечной 7 и соединительные (поперечные) 15 каналы. Продольные каналы 7 и 11 с одной стороны заглушены пробками, а с другой соединены штуцерами соответственно с отводящим и подводящим топливопроводами. Поперечные каналы 15 соединяют продольные и имеют втулки для выпуска воздуха. Втулки плунжеров прижимаются к выступам расточек корпуса штуцерами 9 через корпусы нагнетательных клапанов. Впускное и отсечное окна втулки расположены под углом 180° и смещены одно относительно другого по высоте. Плунжер имеет симметричные спиральные пазы, наличие которых обеспечивает выравнивание боковых сил, действующих на него в процессе работы, и уменьшение износа. Выточки сообщаются с надплунжерной полостью осевым и поперечным каналам плунжера. Одну из них используют для изменения цикловой подачи, которое осуществляется проворачиванием плунжера при помощи разрезного зубчатого сектора 6 и поворотной втулки 5 Правильная установка верхней кромки плунжера относительно окон втулки достигается регулировочным винтом 4, который фиксируют в корпусе толкателя контргайкой.
Рейка 13, обеспечивающая поворот плунжеров, установлена в расточках торцовых стенок блока на бронзовых втулках. От проворота ее фиксируют при помощи винта, входящего в ее продольный паз и ввернутого в стенку блока насоса Один конец рейки соединен тягой с центробежным регулятором, а другой остается свободным.
Нагнетательный клапан тарельчатого типа имеет отсасывающий поясок и ограничивается в движении упором 8. Для доступа к деталям движения насоса в передней стенке блока насоса выполнен люк, закрываемый крышкой 18. Снизу блок имеет шесть люков, которые расположены против отверстий толкателей. Они необходимы для обработки этих отверстий, и их закрывают общей плоской стальной крышкой с прокладками. Насос на дизеле крепят болтами, проходящими через отверстия в специальных выступах блока насоса.

Рис. Односекционный топливный насос без кулачкового вала:
1 — корпус; 2 — пружина, 3 — рейка насоса, 4 — шестерня, 5 — втулка плунжера, 6 — плунжер, 7 — стопорный винт, 8 — седло клапана, 9 — нажимной штуцер, 10 — фланец
Односекционный насос без собственного кулачкового вала устанавливают на дизелях семейства Д-100. В чугунном корпусе 1 насоса размещены пружина 2 плунжера, втулка 5 с плунжером 6 и седло 8 нагнетательного клапана. Втулка плунжера имеет одно отверстие для подвода и отвода топлива и прижимается к бурту блока нажимным штуцером 9 при помощи фланца 10 и двух шпилек с гайками. Стопорный винт 7 фиксирует втулку относительно кромок плунжера.

Рис. Односекционный клапанный топливный насос:
1 — роликовый толкатель, 2 — рычаг, 3 — эксцентриковая ось, 4 — регулировочным винт толкателя клапана, 5 — шток, 6 — впускной клапан; 7 — нагнетательный клапан, 8 — втулка; 9 — плунжер, 10 — гайка крепления втулки; 11 — пружина
Нагнетательный клапан (цилиндрической формы) имеет над запорным конусом четыре отверстия, через которые топливо поступает во внутреннюю его полость в процессе нагнетания.
Подачу топлива регулируют поворотам плунжера, в результате которого изменяется взаимное расположение отсечной кромки и отверстия втулки. Шестерня поворота плунжера установлена на трех шлицах, выполненных как одно целое с плунжером. Она находится в зацеплении с зубьями рейки, которую устанавливают в гнездах корпуса насоса и перемещают регулятором через систему рычагов.
Односекционный топливный насос без кулачкового вала, но с толкателем показал на рисунке. Роликовый толкатель 1 насоса контактирует с торцом плунжера 9, расположенного во втулке 8 и нагруженного пружиной 11. Втулку крепят в корпусе насоса при помощи гайки 10.
Цикловую подачу регулируют воздействием на толкатель и шток 5 впускного клапана 6. Толкатель клапана приводится в движение от толкателя плунжера через двуплечий рычаг 2, установленный на эксцентриковой оси 3. При повороте эксцентриковой оси изменяется длина плеч рычага 2, а следовательно, и момент посадки впускного клапана на седло. Равномерность подачи топлива по отдельным секциям насоса регулируют при помощи регулировочного винта 4 толкателя клапана. Конструкция нагнетательного клапана 7 аналогична конструкции впускного.

Рис. Топливный насос УТН-5:
1 — нагнетательный клапан, 2 — втулка плунжера, 3 — подводящий канал, 4 — пружина, 5 — роликовый толкатель, 6 — кулачок
Конструкция насоса высокого давления тракторного дизеля приведена на рисунке. Тангенциальный кулачок 6 передает движение роликовому толкателю 5, а затем плунжеру. Контакт толкателя с плунжерам обеспечивается пружиной 4 Топливо поступает во втулку 2 плунжера из подводящего канала 3, а подается в цилиндр через нагнетательный клапан 1.
Профилирование кулачков ТНВД
Профиль топливного кулачка или кулачковой шайбы оказывает большое влияние на закон подачи и динамику привода насоса высокого давления, поэтому выбору его конфигурации должно уделять большое внимание. При профилировании кулачка следует руководствоваться некоторыми общими требованиями:
•   начало геометрической подачи топлива должно осуществляться при значительных скоростях движения плунжера, зависящих от назначения и быстроходности дизеля;
•   продолжительность геометрической подачи должна быть такой, чтобы обеспечивалась требуемая действительная продолжительность впрыска;
•   на участке геометрической подачи желательно обеспечивать возрастающую подачу топлива с тем, чтобы к моменту отсечки плунжер вытеснял максимальное количество топлива в секунду;
•   фазу подачи топлива следует стремиться осуществлять по возможности на восходящей кривой скорости плунжера;
•   движение толкателя по профилю должно происходить плавно во избежание появления в системе привода больших ускорений, влияющих на прочность и износостойкость деталей;
•   профиль кулачка должен быть технологичным.
Проектирование профилей топливных кулачков ведут обычно двумя способами:
•   первый — задаются законом изменения скорости плунжера, особенно на участке геометрической подачи, а затем путем графического интегрирования строят кривую пути плунжера или устанавливают законы изменения пути и ускорения, обеспечивающие желаемую характеристику подачи и удовлетворительную динамическую напряженность деталей;
•   второй — задаются профилем кулачка, состоящего из прямых и дуг окружностей, обеспечивающих плавное сопряжение отдельных участков и приемлемые кинематические параметры движения толкателя и плунжера насоса.
Для проектирования тяжелых дизелей широкое распространение получил первый способ. Причем обычно принимают постоянное ускорение на отдельных участках профиля. В этом случае ограничивается получение больших сил инерции, в результате чего достигается снижение ударных нагрузок и износов деталей привода. Кроме того, появляется возможность обеспечить удовлетворительное протекание подачи топлива в цилиндры дизеля. Недостаток этого способа заключается в том, что в результате получают сложную форму профиля.
Для легких дизелей применяют выпуклые профили топливных кулачков, очерченные дугами окружности, тангенциальные и вогнутые профили, очерченные дугами. Тангенциальные и вогнутые профили применяют тогда, когда желают сократить геометрическую продолжительность подачи. Эти профили применяют также и для судовых и тепловозных дизелей. Из технологических соображений профили кулачков обычно имеют прямые и дуги окружностей или только дуги окружностей.
В системе привода топливных насосов дизелей применяют как симметричные, так и несимметричные профили.
Симметричные профили используют в основном для легких, а также для многих двухтактных судовых реверсивных дизелей. Кулачковые шайбы с симметричным профилем позволяют осуществлять реверсирование простым поворотом кулачкового валика. При наличии симметричных кулачков возникает малая продолжительность всасывания, вызывающая ухудшение наполнения насоса высокого давления, особенно в быстроходных дизелях.
Несимметричные профили кулачков позволяют осуществлять меньший угол впрыска при большей скорости и более продолжительный период наполнения насоса. Однако применительно к реверсивным дизелям при таких кулачках необходимо устанавливать дополнительный комплект кулачков, предназначенных для работы дизеля на заднем ходе.
В связи с многообразием применяемых профилей топливных кулачков и топливных кулачковых шайб трудно правильно их выбрать для конкретного топливного насоса. Эти затруднения вызваны также тем, что ввиду большого числа факторов, влияющих на характеристику (впрыска топлива, до настоящего времени отсутствует теоретически обоснованный и надежный метод расчета, связывающего протекание рабочего процесса дизеля с характеристикой впрыска, четко не сформулированы требования, предъявляемые к ней. Наличие между насосом высокого давления и форсункой упругой среды из впрыскиваемого топлива в значительной мере искажает характер подачи, обусловливаемый движением толкателя. Это искажение усиливается упругостью деталей привода: закручиванием кулачкового вала, его прогибам в процессе большого нагружения, сжатием толкателя и самого плунжера, деформациями топливопровода и др. По этим причинам при проектировании профиль кулачка или кулачковой шайбы приходится выбирать несколькими этапами. На первом этапе пользуются упрощенными приемами построения профиля с тем, чтобы на следующих этапах проектирования и в процессе доводки вносить соответствующие коррективы. В процессе доводки профиль кулачка можно подвергать существенным изменениям. При выборе известного профиля следует руководствоваться следующими соображениями.
Сравнение трех известных характерных профилен кулачка (тангенциального, выпуклого и вогнутого, очерченных дугами окружностей), сопрягающихся с роликовым толкателем, при одинаковых подъеме и угле профиля показывает, что каждый из них обладает определенными достоинствами и недостатками.
Тангенциальный профиль кулачка сравнительно прост в изготовлении, наличие его обеспечивает получение малых ускорений в начале подъема толкателя, однако возникают большие отрицательные ускорения, что приводит к необходимости постановки жестких пружин.
При выпуклом профиле кулачка, очерченного дугами окружностей, возникают большие положительные ускорения и малые отрицательные. Последнее обстоятельство улучшает условия работы пружин.
При вогнутом профиле, образованном дугами окружностей, происходит более медленное нарастание скорости. Изменением кривизны вогнутого профиля можно добиться желаемого характера протекания скорости на участке подачи. Отрицательные ускорения получаются обычно большими, чем при выпуклом профиле. Применение этого профиля ограничено сложностью технологии изготовления, поэтому его используют сравнительно редко. Для получения оптимального профиля кулачка необходимо исходить из анализа опытных данных по профилям хорошо зарекомендовавших себя топливных систем дизелей.
Условия работы деталей привода ТНВД и материалы для них
Кулачковые валы работают в условиях больших нагрузок. Шейки и кулачки сильно изнашиваются. Материал для кулачковых валов должен обладать достаточной прочностью и хорошей износостойкостью. Для изготовления кулачковых валов служат стали 15, 25, 35 (ГОСТ 1050—74) и другие легированные цементируемые стали, например 15Х (ГОСТ 10702—78), а также углеродистые стали 40 и 45. Для повышения износостойкости опорных шеек и кулачков малоуглеродистые стали подвергают цементации на глубину 0,6—1,5 мм и закалке до твердости HRC 55—65. Дли легких дизелей кулачковые валы отливают нз отбеливающихся чугунов.
Кулачковые шайбы сильно нагруженных приводов изготовляют из сталей 45, 45Х и других. Для менее нагруженных кулачковых шайб допускается применение стали 15Х. Рабочую поверхность, контактирующую с роликом толкатели, цементируют на глубину 1,5—2 мм и закаляют до твердости HRC 58—62. В некоторых случаях шайбы изготовляют из модифицированного и сверхпрочного чугуна.
Корпус толкателя воспринимает значительные боковые нагрузки и подвергается износу. Изготовляют его из сталей 15 и 20, хромистых 10Х и 20Х, улучшенных легированных сталей, углеродистых сталей 40, 45, а также из отбеливающихся чугунов. Трущиеся поверхности толкателей, изготовленных из малоуглеродистых простых и легированных сталей, цементируют на глубину 0,5—1 мм. Стальные толкатели подвергают закалке на глубину 1—2 мм до твердости HRC 50—60.
Ось ролика воспринимает большие нагрузки при сравнительно малых размерах и сильно изнашивается. При применении подшипников скольжения ось изготовляют из стали 45 с поверхностной закалкой до HRC 50—60. В случае установки игольчатых подшипников оси выполняют из стали 15Х и других с цементацией на глубину 0,8—1,2 мм и закалкой до HRC>58.
Ролик толкателя работает в тяжелых условиях, воспринимая большие нагрузки и подвергаясь износу. Лучшим материалом для изготовления роликов являются стали 12ХНЗА (ГОСТ 4543—71) и 15Х. Цилиндрическую поверхность его цементируют на глубину 0,8—1,2 мм и закаливают до HRC>58.
Втулку ролика изготовляют чаще всего плавающей из бронзы Бр ОПС 5—5—5 или Бр ОФ10—1. При отсутствии втулки устанавливаются игольчатые подшипники. Иглы подбирают по наружному диаметру (1,6; 2,0; 2,5; 3,0, 3,5; 4,0; 5,0 и 6,0 мм).
Пружины толкателей должны обладать значительной силой упругости, их изготовляют из сталей 50ХФА и 60С2А (ГОСТ 14959—79). Для повышения срока службы пружины подвергают поверхностной обработке дробью- или песком и заневоливанию, а для защиты от коррозии оксидируют, покрывают лаками, эмалями, цинком и кадмием. Тарелки и другие детали соединения толкателя с пружиной изготовляют из углеродистых и низколегированных улучшенных сталей.
Направляющие толкателей часто выполняют непосредственно в блоках насосов. Для облегчения ремонта и монтажа тяжелых дизелей направляющие топливных насосов выполняют в виде отдельных съемных чугунных втулок.
Подшипники скольжения кулачкового вала отливают из легких сплавов, серых чугунов или вытачивают из малоуглеродистых сталей. По внутренней поверхности стальные и чугунные втулки часто заливают антифрикционным сплавом (например, баббитами). Для легких дизелей вкладыши подшипников изготовляют из биметаллической ленты (сталь — баббит), которую закрепляют в гнезде штифтом. Из таких же материалов выполняют упорные подшипники кулачкового вала.
Регулировочный болт толкателя изготовляют из малоуглеродистых и цементируемых легированных сталей. Для увеличения твердости контактирующие поверхности болтов цементируют и закаляют.
Шестерни привода выполняют из чугунов СЧ 21—40, СЧ 32—52 и сталей 20—40. Ведомые шестерни в целях уменьшения шума изготовляют из текстолитов и гетинаксов. Конические и цилиндрические шестерни, передающие значительные мощности, изготовляют из малоуглеродистых хромоиикелевых сталей. Требования к механической обработке деталей привода аналогичны тем, которые предъявляют к деталям привода систем газораспределения дизелей.
Кулачковые валы обычно изготовляют штамповкой. Перед механической обработкой вал проходит нормализацию при определенной температуре и с определенной выдержкой. Профили кулачков обрабатывают с высокой точностью, так как от точности изготовления профиля зависит закон подачи топлива. При разъемных кулачковых шайбах обе половины обрабатывают совместно. Половины шайбы маркируют, и они образуют комплект, в котором замена одной из них не допускается. Биение конических поверхностей шайб, служащих для их крепления, должно быть не более 0,05 мм относительно оси вала, а непараллельность образующей профиля кулачковой шайбы относительно внутренней цилиндрической поверхности не должна превышать 0,02—0,03 мм на ширине шайбы.
При обработке корпуса толкателя большое взимание уделяется обработке отверстий под ось. Ось этих отверстий должна быть перпендикулярной оси толкателя и стенкам паза. Неперпендекулярность осей отверстий к оси толкателя допускается в пределах 0,05—0,20 мм на длине 100 мм. Для судовых дизелей верхний предел неперпендикулярности осей ограничен 0,08 мм, а для тракторных может быть и больше. Смещение оси отверстия от оси толкателя и оси паза может доходить до 0,1 мм. Неперпендикулярность осей отверстий и паза не должна превышать 0,05 мм на крайних точках. Кулачковые шайбы могут иметь конусность наружной поверхности 0,015 мм и овальность до 0,02 мм на ширине шайбы, биение конических поверхностей для крепления шайбы относительно внутренней цилиндрической поверхности ие более 0,05 мм. В этих же пределах допускается биение и торцовых поверхностей.
Иглы роликов подбирают по наружному диаметру. Допуск на наружный диаметр составляет 0,01 мм. В пределах этого допуска иглы комплектуют на две группы с полем допуска каждой 0,005 мм. Пружины толкателя следует обрабатывать так же, как и пружины плунжеров.
Привод плунжеров ТНВД
Кулачковые валы
Конструкция кулачкового вала зависит от исполнения насоса (блочное или индивидуальное для каждого цилиндра). Кулачковые валы изготовляют цельными или составными. Цельные валы преимущественно выполняют для блочных топливных насосов, а составные — для дизелей с индивидуальными топливными насосами. Для уменьшения массы кулачкового вала иногда выполняют осевое сверление, которое можно использовать для подвода масла к шейкам и кулачкам.
Устанавливают кулачковый вал на опорных подшипниках, число которых обусловлено нагруженностью кулачка. При небольших нагрузках между двумя опорами может находиться три-четыре и более кулачков. При установке индивидуальных насосов каждый кулачок находится между двух опор. Если кулачковый вал вставляют в блок насоса с торца, то радиус опорных шеек выполняют больше высоты кулачка и устанавливают неразъемные подшипники. При большой высоте кулачков подшипники имеют разъем. Перед установкой кулачкового вала с разъемными подшипниками в корпус насоса их скрепляют кольцами, а затем фиксируют от осевого и радиального смещений стопорными винтами. Подшипниками могут служить втулки из легкого сплава, бронзовые или латунные вкладыши, внутренние поверхности которых могут быть выполнены из антифрикционных сплавов, стальные втулки с внутренней поверхностью из антифрикционных сплавов.
Подшипники качения применяют главным образом в топливных насосах легких дизелей, когда нагрузки на кулачки небольшие и кулачковый вал устанавливают на двух опорах. При большой длине вала, расположенного на опорах качения, иногда посредине предусматривают вспомогательный подшипник.
Кулачки выполняют или как одно целое с валом, или съемными в виде кулачковых шайб. Число кулачков зависит от числа секций насоса. Взаимное расположение их «а кулачковом валу обусловлено порядком работы секций насоса. Съемные кулачковые шайбы применяют в дизелях средней и большой мощности и устанавливают обычно на распределительном валу. Преимуществом съемных шайб является то, что их изготовляют из двух половинок, которые при необходимости можно заменить новыми без демонтажа распределительного вала. Наличие съемных шайб позволяет также измерять угол опережения подачи топлива, поворачивая шайбу относительно вала перед тем как ее закрепить.
Кулачковый вал фиксируют от осевого перемещения упорными подшипниками, воспринимающими усилия от механизма привода. Упорные подшипники можно устанавливать в различных местах (вала: около приводной муфты, на средней опорной шейке или на конце вала. При установке подшипников качения один из них выполняют упорным. Упорные подшипники скольжения изготовляют из легких сплавов, легких чугунов. Они представляют собой пластинки, залитые в местах трения антифрикционными сплавами. От смещения в гнезде их крепят буртиками или штифтами. Часто фиксируют при помощи стального диска, закрепленного на торце вала и расположенного между крышкой и корпусом насоса с зазором 0,10—0,20 мм. Иногда в крышке устанавливают поршенек с пружиной. Этот поршенек упирается в каленую головку штифта, запрессованного в торец вала. Вместо подпружиненного поршенька можно устанавливать регулировочный болт с необходимым зазором между торцом болта и торцом штифта.
Подшипники насосов смазывают масляным туманом, находящимся в картере насоса, или маслом, подводимым по каналам в перегородках картера, или через внутреннюю полость вала и отверстая в его опорных шейках. В последнем случае масло подводят и к кулачкам через отверстия в них.
Привод кулачкового вала осуществляют при помощи шестерен от коленчатого вала. Передаточное отношение шестерен зависит от тактности дизеля и типа насоса высокого давления (аккумуляторный, распределительный и др.). Шестерни привода изготовляют цилиндрическими и коническими. Конические шестерни выполняют с прямыми зубьями, а цилиндрические, как правило, с косыми. Шестерни устанавливают на валы с натягом и закрепляют для предотвращения перемещений в продольном направлении винтами или гайками со стопором.
От кулачкового вала часто приводится подкачивающий насос. Тогда на валу выполняют специальный эксцентрик. От кулачкового вала приводится и регулятор дизеля.
Толкатели

Рис. Толкатели насосов высокого давления:
а—з — роликовые; и, к — комбинированные; 1 — корпус насоса; 2 — продольный паз; 3 — масляный канал, 4 — регулировочный болт; 5 — контргайка; 6 — корпус толкателя, 7 — ролик, 8 — втулка, 9 — ось; 10 — лыска
В топливных насосах дизелей используют роликовые, плоские и рычажные толкатели.
Роликовые толкатели получили широкое распространение. При работе между толкателем и кулачком возникает трение качения, поэтому уменьшается износ трущихся поверхностей. Они более сложные, чем толкатели других типов, и более тяжелые, поэтому в сильно форсированных дизелях применение их затруднительно.
В корпус 1 топливного насоса высокого давления устанавливают корпус 6 толкателя (рис. а). На запрессованной в корпус оси 9 находится ролик с втулкой 8. Для предотвращения осевого поворота толкателя в процессе работы, который может привести к аварии, на оси выполнены лыски 10, заходящие в пазы 2. Смазывается ролик и его подшипник маслом, поступающим через каналы 3 в корпусе толкателя. В верхней части установлен регулировочный болт 4 с контргайкой 5, с помощью которого регулируют угол опережения впрыска для отдельных плунжерных пар и осуществляют таким образом идентичность начала подачи топлива в каждый из цилиндров дизеля. Под воздействием кулачка валика насоса толкатель совершает возвратно-поступательное движение, передавая боковые нагрузки на направляющую и осевые на торец плунжера насоса.
При конструировании толкателя необходимо стремиться к получению максимально большой опорной поверхности при минимальной общей массе. В противном случае будут иметь место большие силы инерции и большие нагрузки на детали привода. Поэтому толкатели максимально облегчают, выбирая в корпусе лишний металл (см. рис. б—з). На наружной поверхности корпуса толкателя могут быть специальные выемки, служащие резервуарами масла (рис. ж). Чтобы не уменьшить опорную поверхность толкателя, маслораспределительные выемки иногда выполняют в направляющей (рис. г).
Направляющими толкателя чаще всего служат расточки в блоке насоса (см. рис. а—г, ж, з). Иногда устанавливают чугунные втулки (см. рис. д, е, и, к), которые легко можно заменить новыми при больших износах поверхности. Применяют такие втулки главным образом в топливных насосах тяжелых дизелей.
Фиксируют роликовый толкатель от проворачивания в процессе работы при помощи двусторонних (см. рис. а) или односторонних (см. рис. в) пазов, а также специальных болтов (см. рис. е), закрепленных в блоке и входящих концами в пазы корпуса толкателя.
При работе толкателя, имеющего увеличенную длину, значительно уменьшенную массу (для его облегчения), появляется опасность некоторого перекоса корпуса толкателя в направляющей. Для предотвращения этого в верхней части корпуса закрепляют специальные направляющие (см. рис. в) или предусматривают вторую направляющую меньшего диаметра (см рис. б).
Часто практикуется установка пружин у толкателя (см. рис. б, з). В этом случае корпус толкателя выполняют так, чтобы удобно было компоновать пружины. Число пружин обусловлено силами инерцией. В легких дизелях обычно устанавливают по одной пружине, расположенной или у плунжера, или у толкателя. В тяжелых дизелях нередко встречается две и три пружины.
Оси роликов в основном запрессовывают в расточки корпуса толкателя (см рис. а—г). Их можно и фиксировать в расточках блока при помощи болтов (см. рис. ж, з). Реже применяют плавающие оси (см. рис. д, е), удерживаемые от осевых перемещений стопорными кольцами. Расточки корпуса толкателя при закреплении осей в них не изнашиваются, поэтому по длине их можно выполнять укороченными. Тогда появляется возможность несколько увеличить ширину ролика и, следовательно, уменьшить давление как между внешней поверхностью ролика и кулачком, так и между осью и подшипником. При наличии плавающей оси более равномерно изнашивается поверхность пальца. Однако тогда необходимо удлинить опорную поверхность расточек в корпусе толкателя.
Ролики можно устанавливать или непосредственно на осях (см. рис. в, г), или на втулках (см. рис. а, б, ж, з), или на игольчатых подшипниках (рис. д, е, з). При отсутствии втулок можно уменьшить габаритные размеры ролика и его массу, однако поверхностную твердость оси и ролика в месте контакта следует увеличить. При наличии втулок значительно улучшается работа узла, но это приводит к увеличению размеров ролика. Втулки можно запрессовывать в ролик (см. рис а, б), устанавливать на оси при помощи шпонки (см. рис. ж) или выполнять плавающими. При плавающих втулках (см. ж) происходит более равномерный износ, а при установке на шпонке увеличивается внешняя опорная поверхность втулки. Конструктивно проще и надежнее в работе узел с запрессованной в ролик втулкой, поэтому такой способ установки втулки встречается наиболее часто. Во многих толкателях практикуется установка игольчатых подшипников или непосредственно в расточки ролика (см. рис. д, е), или в запрессованные втулки. При наличии игольчатых подшипников улучшается работа узла, но увеличивается масса толкателя и к поверхностной твердости соприкасающихся с ними деталей предъявляются повышенные требования.
Смазка роликовых толкателей производится масляным туманом, а также маслом, подводимым по специальным каналам (см. рис. а, б, г, ж).
В насосах с золотниковым регулированием подачи топлива, в которых усилия передаются непосредственно от толкателя к плунжеру, у толкателя устанавливают устройство для регулировки угла опережения подачи в виде болта с контргайкой (см. рис. а—в). При подаче усилия через штангу это устройство размещают обычно у опоры штанги с коромыслом.
Торец плунжера чаще всего упирается в верхнюю часть толкателя. В насосах, в которых контакт плунжера с толкателем происходит в его средней части (см. рис. г, к), толкатель воспринимает нагрузки, более равномерно распределенные по его опорной поверхности, меньше перекашивается. Такую конструкцию легче осуществить в насосах с клапанным регулированием. В золотниковых насосах наличие регулировочной рейки затрудняет аналогичную компоновку.
Плоские толкатели насосов быстроходных дизелей по (конструктивному оформлению имеют много общего с плоскими толкателями системы газораспределения дизеля. Торцовым трущимся поверхностям, контактирующим с профилем кулачка, придают плоскую или сферическую форму. При плоской поверхности вследствие погрешностей изготовления и деформаций возможны задиры. Для более равномерного износа опорной поверхности толкателя и его тарелки ось кулачка смещают относительно оси толкателя на 1,5—3 мм. При этом в месте контакта создается момент, проворачивающий толкатель относительно его оси. Толкатели с плоским торцом отличаются простотой конструкции и малой стоимостью. Толкатели со сферическими головками (радиус сферы 700—1000 мм) обычно применяют с кулачками, имеющими небольшую конусность (6’—12′). Это способствует проворачиванию толкателя и равномерному износу контактирующих поверхностей.
Плоские толкатели насосов тяжелых дизелей на торцовых поверхностях имеют специальные опоры плоского и шарового типов (см. рис. и, к). При износе такие опоры сравнительно легко можно заменить.
Плоские толкатели сравнительно мало применяют в топливных насосах дизелей. Их устанавливают в насосах высокооборотных дизелей, а также при комбинации с рычажными толкателями в некоторых тяжелых дизелях.
Рычажные толкатели применяют самостоятельно или в комбинации с плоскими толкателями в основном в тяжелых дизелях. В тяжелых дизелях в системе привода возникают большие усилия. При передаче усилий интенсивно изнашивается направляющая толкателя. Поэтому устанавливают «дополнительный рычажный толкатель, значительно облегчающий работу плоского. Боковые нагрузки воспринимает ось рычажного толкателя. В месте контакта рычажного толкателя с кулачком часто устанавливают ролики (см. рис. и, к).
Материалы для клапанов ТНВД, обработка их и контроль
Клапаны насосов высокого давления воспринимают значительные силы от давления топлива, а направляющие поверхности, фаски клапана и его гнездо сильно изнашиваются. Замечено, что в процессе эксплуатации на конусной поверхности клапана в результате ее износа образуется кольцевая канавка с продольными рисками. Это приводит к неплотному прилеганию клапана, обусловливающему перетекание топлива из нагнетательной полости в надплунжерную, нарушению первоначального закона подачи и угла опережения впрыска. Износ отсасывающего пояска и направляющей клапана изменяет степень разгрузки системы, что также отражается на нарушении подобранного закона подачи. Поэтому для изготовления клапанов должны применяться высококачественные материалы, обладающие хорошей прочностью и износостойкостью.
Материалом для клапана и его корпуса служат стали ХВГ и ШХ15. Допускается применение хромоникельмолибденовой стали и цементирование ее на глубину 0,5—0,8 мм или цианирование на глубину 0,25—0,40 мм. Пружины клапанов изготовляют из специальных пружинных сталей 50ХФА, 60С2А (ГОСТ 14959—79).
Для повышения твердости трущихся поверхностей и стабилизации размеров детали клапанов обязательно закаливают, а также обрабатывают холодом и подвергают старению. Твердость термически обработанных клапанов должна составлять HRC 56—62, а их корпусов HRC 60—64.
Диаметральный зазор между цилиндрическими поверхностями отсасывающего пояска и направляющей не должен превышать 0,01 мм при диаметре менее 10 мм и 0,015 мм при диаметре более 10 мм. Отклонение разгрузочного хода для некоторых клапанов должно составлять ±0,1 мм.
После совместной притирки клапана и корпуса проверяют легкость перемещения клапана и его герметичность. Плавность перемещения деталей проверяют после тщательной промывки деталей в дизельном топливе. Клапан должен свободно перемещаться в корпусе под действием собственного веса при любом повороте относительно корпуса и с любого положения по высоте.
На герметичность клапан по запорному конусу проверяют на специальном стенде опрессовкой сжатым до давления 0,4—0,6 МПа воздухом. Кланам прижимают к гнезду пружиной и через штуцер присоединяют к воздухопроводу с сжатым воздухом. При опускании клапана в жидкость (дизельное топливо, керосин) просочившийся через неплотности воздух образует ясно видимые пузырьки. Клапан считается годным, если в течение 5—20 с в жидкости не появляется воздушных пузырьков. Обычно проверяют при трех положениях клапана, поворачивая его на 120 градусов относительно седла.
Плотность посадки клапана по отсасывающему пояску проверяют с помощью ротаметра или гидравлической опрессовкой путем сравнения с эталоном. По результатам этих испытаний клапаны комплектуют на отдельные группы. Проверенные клапаны в сборе с корпусом представляют комплект, в котором замена одной из деталей не допускается.
Клапаны топливных насосов высокого давления (ТНВД)
В топливных насосах высокого давления современных дизелей применяют следующие клапаны:
•   всасывающие
•   отсечные
•   нагнетательные
Всасывающие клапаны
Всасывающие клапаны обеспечивают поступление топлива в полость насоса высокого давления из подкачивающего топливопровода и разобщение этой полости с топливопроводом при окончании процесса наполнения. Устанавливают клапаны с принудительным управлением и автоматические.

Рис. Конструкции клапанов:
а — всасывающих; б — отсечных; в — демпферного устройства, 1 — клапан; 2 — толкатели; 3 — гайка; 4 — корпус клапана; 5 — каналы подвода топлива; 6 — грибок; 7 — основной клапан; 8 — дросселирующие отверстия; 9 — поршень; 10 — канал отвода топлива
Во всасывающем клапане с принудительным открытием (рис. а) толкатель 2 клапана расположен в корпусе 4 клапана. Его прижимают конусными поверхностями к гнезду гайкой 3. Грибок 6 клапана разобщает каналы 5 подвода топлива с полостью насоса. При нажатии толкателя на торец клапана происходит его открытие и топливо поступает в полость насоса высокого давления. При отсутствии воздействия толкателя пружина плотно прижимает клапан к гнезду.
Отсечные клапаны
Отсечные клапаны обеспечивают управление концом подачи топлива. Конструкция их (рис. б) аналогична конструкции всасывающих клапанов с принудительным открытием. Они могут выполнять одновременно функции всасывания и отсечки. В дизелях с большими цикловыми подачами размеры этих клапанов значительны, поэтому в момент отсечки на тарелку такого клапана действуют большие силы, нагружающие детали привода. Тогда необходимо устанавливать регулятор с большим перестановочным усилием. С целью улучшения работы клапана его выполняют двойным. Толкатель вначале воздействует на внутренний клапан 1 с малыми размерами тарелки. Когда давление в полости насоса понизится, толкатель соприкасается с торцом основного клапана 7 и открывает его, обеспечивая получение большого суммарного сечения, через которое происходит последующая отсечка и наполнение полости насоса.
Вытекающее в момент отсечки топливо имеет высокое давление, поэтому в отсечной полости создаются интенсивные колебания. В случае соединения отсечной и наполнительной полостей эти колебания распространяются по линии наполнения и приводят к резкому ухудшению процесса наполнения. Чтобы устранить эти явления и стабилизировать давление в отсечной полости, на отсечном клапане или рядом с ним устанавливают специальные демпферы или амортизаторы (рис. в), которые воспринимают нагрузки от потока топлива и предотвращают возникновение резких колебаний. При подъеме отсечного клапана 1 топливо из полости высокого давления проходит через канал 5, дросселирующие отверстия 8 в нагруженном пружиной поршне 9 и поступает через канал 10 в нагнетательный топливопровод. В момент прохода топлива через дросселирующие отверстия и объем с пружинами происходит падение давления и гашение колебаний.
Нагнетательные клапаны
Нагнетательные клапаны выполняют следующие функции:
•   в системах с открытыми форсунками препятствуют проникновению газов из рабочего цилиндра в полость насоса высокого давления;
•   разъединяют топливопровод и полость насоса высокого давления в процессе всасывающего кода плунжера насоса, обеспечивая тем самым улучшение наполнения;
•   способствуют получению резкого окончания впрыска и уменьшению подтекания форсунок;
•   обеспечивают создание в системах с закрытыми форсунками остаточного давления в нагнетательном топливопроводе, что способствует в некоторых случаях лучшему управлению процессом впрыска и более строгому выдерживанию фаз впрыска;
•   позволяют уменьшать остаточное давление (клапан с разгрузочным пояском) в нагнетательном топливопроводе и устранять таким образом колебания в нем после окончания нагнетания;
•   дают возможность корректировать характеристику подачи, приближая ее к желательной.
По конструкции различают клапаны:
•   грибовидные
•   цилиндрические
•   пластинчатые
•   комбинированные
•   двойные нагнетательные клапаны

Рис. Конструкции нагнетательных клапанов:
а—г — грибовидных, д, е — цилиндрических, 1 — гайка; 2 — ограничитель; 3 — пружина; 4 — клапан; 6 — корпус насоса; 7 — отсасывающий поясок; 7 — направляющая; 8 — корпус клапана, прокладка
Грибовидные клапаны
Грибовидные клапаны получили наибольшее распространение в дизелях В корпусе 8 (рис. а) расположен клапан 4 с отсасывающим пояском 6 и направляющей 7. Клапан прижимается к гнезду пружиной 3, а его подъем зависит от ограничителя 2. Гайка 1 прижимает через прокладку 9 корпус клапана к втулке насоса высокого давления. В процессе нагнетания топливо давит снизу на грибок клапана, вследствие чего он поднимается и открывает доступ к форсунке. При прекращении подачи пружина опускает клапан вниз, а затем плотно прижимает его к гнезду. При входе отсасывающего пояска в направляющую происходит увеличение объема нагнетательной линии и снижение давления в системе. Корпус клапана имеет резьбу, которая позволяет демонтировать соединение. Натравляющий стержень клапана имеет сечение, которое позволяет легко пропускать топливо в нагнетательный топливопровод.
Чаще всего на направляющей выполняют продольные шлицы, образующие продольные канавки, через которые подается топливо (рис. а, в). В клапанах-корректорах фирмы Бош канавки расширяются книзу (рис. г), а вверху они имеют форму острых тупиков. Таким образом, проходное сечение направляющей этого клапана изменяется от максимального в нижней части до нулевого в верхней. При подъеме клапана создается определенное проходное сечение в зависимости от величины подъема. В результате дросселирующего эффекта клапан поднимается тем выше, чем больше давление топлива, действующее на него со стороны полости насоса. Опускаясь с большей высоты, клапан отсасывает больше топлива, поэтому нагнетательный топливопровод разгружается интенсивнее, а остаточное давление в нем уменьшается. При последующем цикле доля активного хода плунжера затрачивается на заполнение системы, поэтому количество подаваемого в цилиндр дизеля топлива уменьшается.
С увеличением скоростного режима работы системы давление топлива в ней увеличивается, поэтому по указанной выше причине подача в цилиндр уменьшается. Это обстоятельство позволяет корректировать характеристику системы и приближать ее к желательной.
Демпфирующий клапан (см. в) предотвращает появление отраженной волны большой интенсивности. Резкая посадка нагнетательного клапана служит источником появления отраженной волны, которая при некоторых условиях может привести к нежелательному дополнительному впрыску. С целью предотвращения этого нежелательного явления грибок клапана располагают в цилиндре так. что между ним и внутренней поверхностью цилиндра создается малый кольцевой дросселирующий зазор. При посадке клапана и заходе его в цилиндр под грибком возникает амортизирующая гидравлическая подушка, уменьшающая скорость посадки клапана и амплитуды отраженной волны.
Грибовидные клапаны устанавливают в топливных насосах дизелей различного назначения. Они сравнительно просты, однако обусловливают наличие большого объема в штуцере, в котором размещают пружину, и имеют повышенную массу в насосах с большими цикловыми подачами. Грибовидные нагнетательные клапаны с принудительным открытием (см. рис. б) устанавливают например, в судовых дизелях.
Цилиндрические клапаны
Цилиндрические клапаны имеют форму стакана, в котором обычно располагают пружину. Внешняя поверхность стакана может иметь лыски, образующие проходы для топлива (рис. д), или строго цилиндрическую форму (рис. е). В последнем случае топливо поступает в нагнетательный топливопровод или через специальные боковые каналы, или через отверстия в самом клапане. Отсасывающий поясок может быть расположен вверху, (см. рис. д), внизу (см. рис. е), либо совсем отсутствовать. В последнем случае степень разгрузки системы определяется ходом клапана и скоростью его посадки, зависящей от затяжки пружины. Пружина клапана свободным концом упирается или в штуцер насоса (см. рис. д), или в специальную шайбу (см. рис. е), или в ограничитель подъема. Во всех случаях стремятся максимально облегчить стакан, чтобы уменьшить массу клапана, обусловливающую силу удара его о гнездо при посадке.
Масса цилиндрических клапанов по сравнению с грибовидными меньше. Они позволяют обеспечить заметное уменьшение объема штуцера.
Пластинчатые клапаны
Пластинчатые клапаны (рис. а) просты по устройству, обладают малой массой, поэтому малоинерционны. Пластина 3, имеющая вырезы для пропуска топлива, находится в нажимном корпусе-гайке 1 и нагружена пружиной 2, которая прижимает ее к пластине 5. При повышении давления поднимаются обе пластины. Когда нижняя пластина упирается в выступ гайки, верхняя продолжает передвигаться вверх и открывает доступ топливу к штуцеру.

Рис. Пластинчатые клапаны:
а—в — варианты конструкции, 1 — корпус гайка, 2 — пружина, 3, 5 — пластины, 4 — направляющая; 6, 7 — части клапана, соответственно внутренняя и наружная
Разгрузочный ход пластинчатого клапана определяется расстоянием между верхним торцом нижней пластины и выступом гайки. Пластинчатый клапан, представленный на рис. б, служит дополнением к сферическому клапану. Работает он аналогично предыдущему, но не нагружается пружиной.
Основным недостатком пластинчатых клапанов является то, что они не обеспечивают достаточную герметичность запирания. Уплотнение по плоскости осуществляется и в конструкции клапана, приведенного на рис. в. Клапан состоит из двух подвижных частей 6 и 7, каждая из которых нагружена собственной пружиной. Обе части клапана прижимаются к торцу седла клапана При повышении давления в надплунжерном пространстве сначала поднимается внутренняя часть 6 клапана, которая, двигаясь вверх, упирается в наружную часть 7 клапана, имеющую лыски на наружной поверхности для пропуска топлива. Отсасывание топлива производится внутренней частью клапана с момента посадки наружной части 7 на гнездо.
Наличие двух подвижных частей, составляющих прецизионный узел, а также необходимость уплотнения по двум поверхностям усложняют конструкцию клапана, его изготовление и эксплуатацию.
Шариковые клапаны еще проще по конструкции. Шарик обычно располагают или в специальном гнезде, или в специальном канале. Он может быть нагружен (устанавливают пружину) или не нагружен. Шариковые клапаны как и пластинчатые не создают надежного уплотнения поэтому применяют их сравнительно редко.
Комбинированные клапаны

Рис. Комбинированные клапаны:
а-в — варианты конструкции; 1, 2 — пластины; 3 — упор; 4, 5 — каналы; 5 — основной клапан
Комбинированные клапаны применяют для устранения колебаний в нагнетательном топливопроводе. При отсасывании топлива из системы столб жидкости, движущейся вслед за клапаном, внезапно останавливается, когда клапан садится на гнездо. Происходит резкое повышение давления у клапана, в результате чего образуется волна давления, распространяющаяся по трубопроводу к форсунке и служащая источником повторных открытий иглы и нежелательных дополнительных вспрысков. Для устранения этих явлений в топливные насосы ставят комбинированные или двусторонние клапаны.
Клапан (рис. а) состоит из двух пластин 1 и 2, одна из которых нагружена пружиной. При ходе нагнетания пластина 1 передвигается вверх и выступами упирается в корпус. Топливо проходит через отверстие в нижней пластине, обтекает верхнюю пластину и поступает в нагнетательный топливопровод. После отсечки давлением топлива верхняя пластина прижимается к нижней, разобщая топливопровод и насос высокого давления. При местном повышении давления у нагнетательного клапана в результате прихода отраженной от форсунки волны давления пластины 1 и 2, преодолевая силу пружины, перемещаются вниз до упора 3, а топливо поступает в штуцер клапана и из него через каналы 4 в полость насоса. Изменяя натяжение пружины, можно регулировать начало обратного открытия клапана. Недостатком этого клапана является наличие значительного сопротивления, создаваемого им на пути движения топлива. Поэтому коэффициент подачи насоса снижается на 8—12%. Ему присущи также недостатки, свойственные всем пластинчатым клапанам.
В клапане (рис. б) прямой поток топлива осуществляется через каналы 4 и сечение под пластиной 1, нагруженной пружиной.
При закрытом клапане отраженная волна давления у насоса действует через кольцевой зазор и каналы 5 на тарелку дополнительного клапана, нагруженного той же пружиной, что и основной пластинчатый клапан. Аналогично работает и клапан, конструкция которого приведена на рис. в. Прямой поток топлива, идущий от насоса к форсунке в процессе нагнетания, действует на основной клапан 6, нагруженный специальной пружиной. На наружной цилиндрической поверхности клапана имеются лыски, поэтому топливо поступает через сечение под запорным конусом в штуцер клапана, а затем в нагнетательный топливопровод. После отсечки клапан 6 садится на гнездо. При появлении отраженной волны повышенного давления топливо через каналы 5 поступает в полость корпуса клапана, действует на тарелку обратного клапана, нагруженного собственной пружиной, открывает его и проходит в полость насоса. Подъем обратного клапана и натяжение его пружины регулируют смещением специальной втулки с радиальными каналами 8 при помощи гайки. Контргайка фиксирует втулку в установленном положении. По сравнению с другими рассмотренными конструкциями клапанов конструкция этого клапана усложнена.
Двойные клапаны
Двойные клапаны устанавливают в ответственных тяжелых дизелях. Наличие двух последовательно расположенных клапанов обеспечивает большую надежность работы топливной системы, так как создается большая герметичность узла. Кроме того, в случае выхода из строя одного из них при заедании или попадании под конус твердых загрязнений другой продолжает самостоятельно выполнять функции разобщения трубопровода и насоса.
Рассмотренные основные конструкции далеко не охватывают все многообразие существующих нагнетательных клапанов. Однако они дают полное представление о их работе и принципах конструирования. Выполненный анализ позволяет более правильно подойти к выбору конструктивного варианта нагнетательного клапана для конкретной топливной системы.
Материалы плунжерных пар ТНВД. Изготовление и контроль
Плунжерные пары, насосов высокого давления работают в условиях больших нагрузок и интенсивного истирания В процессе возвратно-поступательного движения плунжера и при малых зазорах происходят большие износы как цилиндрических поверхностей плунжера и гильзы, так и их кромок и торцов. Эти износы обусловливаются наличием в топливе твердых примесей, деформациями плунжера и гильзы н боковыми силами, устранить которые полностью не представляется возможным. Поверхности плунжера и гильзы изнашиваются неравномерно. Больше изнашивается обычно верхняя часть плунжера, обращенная к полости нагнетания, а также поверхности у распределительных кромок. Вследствие износа на поверхностях плунжера и гильзы образуются продольные риски, повышается овальность и конусность рабочих поверхностей. По этой причине увеличивается зазор между плунжером и гильзой, уменьшается плотность пары и увеличиваются утечки В результате уменьшается коэффициент подачи системы, падает давление подачи, изменяется угол опережения подачи и усиливается неравномерность распределения топлива по отдельным цилиндрам. Эти нарушения в работе топливной системы приводят к повышению удельного расхода топлива, снижению эффективной мощности дизеля и неустойчивой работе дизеля на малых, скоростных и нагрузочных режимах.
Чтобы предотвратить быстрый выход из строя топливной аппаратуры, плунжерные пары следует изготовлять из таких материалов, которые хорошо противостоят механическому истиранию, коррозии и вредному воздействию различных примесей, встречающихся в дизельных топливах. Материалы плунжерных пар должны иметь высокую твердость и износостойкость в условиях повышенных давлений топлива, иметь малый коэффициент линейного расширения, сохранять размеры и геометрическую форму, хорошо обрабатываться.
Материалом для плунжера и втулки служат стали ШХ15 или ХВГ (ГОСТ 5950—73). Допускается изготовлять плунжерные пары и из хромомолибденовых сталей. В случае наличия резьбовых соединений можно применять малоуглеродистую легированную сталь. Применяют также хромоалюминиевые стали.
В процессе обработки плунжерные пары подвергают термической обработке. Детали, изготовленные из малоуглеродистых сталей, проходят цементацию. Цементируют рабочие поверхности на глубину 1—1,5 мм. Детали из хромоалюминиевых и хромоалюминиевых с добавками молибдена сталей азотируют на глубину 0,2—0,5 мм. Азотирование деталей позволяет повысить поверхностную твердость при вязкой сердцевине детали и антикоррозионную стойкость работающей поверхности, а также уменьшить брак по трещинам. После азотирования детали шлифуют на глубину 0,02—0,05 мм для снятия хрупкою поверхностного слоя (эпсилонфазы).
Однако азотированные детали, обладая хорошей износостойкостью и коррозионной стойкостью, имеют повышенную хрупкость. При механической обработке на станках наблюдается выкрашивание азотированного слоя По этой причине эти стали широко не применяют.
Плунжерные пары подвергают закаливанию для повышения твердости поверхностного слоя. Твердость трущихся поверхностей плунжеров и их торцов должна быть HRC 55. Направляющие цилиндрические поверхности гильзы и плунжера притирают совместно. Перед притиркой поверхности плунжера и втулки проверяют на отсутствие волосовин и трещин. Плоскостность уплотняющих поверхностей проверяют стеклянной пластиной для интерференционных измерений. Допускается не более трех интерференционных полос.
Диаметральный зазор между плунжером и втулкой для увеличения срока службы выбирают минимальным, но обеспечивающим легкость передвижения плунжера во втулке. В поперечном сечении, проходящем через отсечное окно втулки, минимальный диаметральный зазор может изменяться от 1,5 до 4 мк в зависимости от диаметра плунжера. Наличие этого зазора обеспечивает получение верхнего предела гидравлической плотности плунжерных пар. Нижний предел гидравлической плотности имеет место при максимальном диаметральном зазоре, изменяющемся от 4 до 8 мк в зависимости от диаметра плунжера. Правильность выбора диаметральных зазоров проверяется на стендах. После совместной притирки детали промывают бензином, затем смачивают дизельным топливом и проверяют на легкость передвижения плунжера во втулке. Плунжер, выдвинутый на 1/3 длины протертой поверхности, должен под действием собственного веса свободно перемещаться при любом угловом положении относительно втулки, установленной вертикально.
Гидравлическую плотность плунжерных пар проверяют опрессовкой на гиревых стендах. Опрессовку проводят фильтрованной смесью дизельного топлива и веретенного масла вязкостью 9,9—10,9 сСт при температуре 16—20° С. При герметически закрытой втулке со стороны полости нагнетания на плунжер, установленный в положение максимальной подачи, создается нагрузка, соответствующая давлению смеси в подплунжерном пространстве 20±1 МПа. Гидравлическую плотность измеряют временем, в секундах, хода плунжера от момента его нагружения до момента отсечки, когда движение плунжера резко увеличивается. Плотность гладких плунжеров определяется временем, необходимым для перемещения плунжера на величину заданного хода. Плунжерные пары плотностью меньше требуемой разукомплектовывают, а детали их поступают на участок сборки. При слишком большой плотности плунжерные пары проходят дополнительную притирку.
Годные плунжерные пары сортируют на группы по гидравлической плотности. На насос ставят пары одной гидравлической плотности. Каждую проверенную плунжерную пару маркируют.
Пружины плунжеров воспринимают значительные знакопеременные нагрузки, поэтому материалы, применяемые для их изготовления, должны обладать хорошей прочностью. Для пружин плунжеров обычно применяют стали 50ХФА и 60С2А диаметром 4—11 мм (ГОСТ 14959—79) Термическая обработка проволоки из этих сталей должна обеспечивать твердость HJRC 43—47 для сталей 50ХФА и HRC 44—49 для сталей 60С2А.
Неравномерность шага витков задается так, чтобы при наибольшем рабочем прогибе пружины было гарантировано отсутствие соприкосновения витков. Неприлегание концов опорных витков должно быть не более 0,5 мм. Неперпендикулярность торцов и оси не более 0,1 мм на каждые 20 мм длины пружины. Технология изготовления пружин должна предусматривать проверку их характеристик, оказывающих влияние на рабочий процесс отдельных плунжерных пар.
Сочленение плунжера ТНВД с толкателем
Конструкция сочленения плунжера с толкателем обусловлена типом топливного насоса.
В клапанных насосах регулятор воздействует на привод клапанов, а плунжер нагружен на протяжении всего прямого и обратного хода. Толкатель непосредственно контактирует с нижним торцом плунжера в процессе всей работы насоса (рис. а). В некоторых насосах (рис. б) устанавливают разгрузочный стакан, а конец плунжера упирается в специальную вставку, выполненную из износостойкого материала. При износе вставки можно заменять.

Рис. Схемы сочленения плунжера с толкателем:
а—м — варианты
В насосах с регулированием подачи топлива перепускной иглой регулятор воздействует на иглу. Торец плунжера может постоянно контактировать или непосредственно с толкателем, или с разгрузочным стаканом, выполняющим роль толкателя. Для изменения начала подачи между торцом плунжера и толкателем можно устанавливать специальные прокладки или предусмотреть зазор, выбрав его так, что толкатель не будет контактировать с плунжером и, следовательно, сжимать топливо (рис. в). Наличие зазора позволяет не использовать начальный участок профиля кулачка, когда скорости движения плунжера небольшие.
В насосах золотникового типа плунжер через механизм поворота и рейку постоянно связан с регулятором, который в зависимости от режима работы изменяют угловое его положение. Чтобы дать возможность регулятору свободно осуществлять поворот всех плунжеров насоса в процессе его работы, необходимо обеспечить разгрузку плунжеров после прекращения подачи ими топлива, которая позволяет уменьшить перестановочное усилие регулятора, и следовательно, и его размеры, облегчает работу регулятора и упрощает процесс регулирования. Эту разгрузку обеспечивает наличие зазора между торцами плунжера и толкателя (рис. г). При таком выполнении стыка плунжера с толкателем усилие пружины передается через нижнюю тарелку непосредственно на толкатель, а плунжер при отсутствии воздействия на него топлива остается ненагруженным. Характерные конструкции сочленения плунжера с толкателем в топливных насосах с золотниковым регулированием приведены на рис. д—м.
Втулки плунжеров ТНВД
Втулки плунжеров конструктивно оформляют по-разному. Конструкция втулки обусловлена типом насоса, способом дозирования топлива, типом дизеля. Хотя имеется большое разнообразие конструкций втулок, можно отметить основные особенности их.
Втулки насосов беззолотникового регулирования в абсолютном большинстве выполняют гладкими. В насосах с клапанным регулированием для судовых дизелей втулки устанавливают в корпус насоса и прижимают к нему точно обработанными торцовыми поверхностями при помощи гаек или резьбы, выполненной на внешней поверхности втулки. Втулки можно уплотнять также при помощи прокладок из отожженной меди. Втулки золотниковых насосов выполняют с окнами, поэтому их должны устанавливать так, чтобы окна соответствующим образом были расположены относительно распределительных кромок плунжеров.

Рис. Втулки золотниковых насосов:
а—с — варианты, 1 — торец корпуса клапана, 2 — всасывающая полость; 3 — посадочный болт, 4 — отсечная полость, 5 — регулировочный винт; 6 — отверстия для отвода топлива, 7 — кольцевой паз, 8,9 — каналы, 10 — кольцо
Характерные конструкции втулок золотниковых топливных насосов представлены на рисунке. Втулка в верхней части уплотняется притертым торцом 1, плотно прижимаемым корпусом нагнетательного клапана (рис. а). В нижней части, где втулка опирается на выступ корпуса насоса, уплотнение является менее ответственным, так как оно только отсоединяет всасывающую 2 и отсечную 4 полости от картера насоса. Для проворота втулки при регулировании равномерности подачи по отдельным секциям топливного насоса в его корпусе устанавливают регулировочный винт 5, головка которого входит в специальный паз на втулке. При вращении винта его головка давит на одну из стенок паза гильзы и заставляет ее поворачиваться. После регулирования втулку закрепляют корпусом нагнетательного клапана в определенном положении.
В процессе нагнетания топлива в надплунжерной части втулки развивается большое давление, поэтому увеличиваются утечки через зазоры между плунжером и втулкой. Чтобы предотвратить попадание топлива в картер насоса, в гильзе могут выполнять отверстия 6 (рис. б), через которые просачивающееся топливо отводится во всасывающую или отсечную полость. Просачивающееся топливо можно отводить и при помощи кольцевого паза 7 (рис. в), соединяющегося каналами 8 и 9 с полостью наполнения.
Гильзы со стороны картера насоса можно уплотнять при помощи специальных колец 10 (рис. а).
При высоких давлениях топлива, выходящего из отсечных отверстий, часто наблюдается износ полости отсечки в местах, расположенных около отверстий. Для предотвращения быстрого разрушения, иногда у стенок этих полостей устанавливают защитные пластины, выполненные из высокопрочного материала (рис. д).
Втулку можно запрессовывать в корпус (рис. е). Жесткость такого узла увеличивается, и деформация стенок становится незначительной. Кроме того, не требуется никаких уплотнений втулки. Длина верхней части гильзы определяется числом и расположением отверстий и полным ходом плунжера, числом всасывающих и отсечных отверстий; зависит от цикловой подачи насоса, принятого способа регулирования и ряда других факторов.
Плунжеры топливных насосов высокого давления (ТНВД)
Плунжеры насосов с клапанным регулированием подачи нагнетают топливо, а функции дозирования выполняют клапаны. Поэтому внешняя цилиндрическая поверхность этих плунжеров обычно гладкая. Иногда на внешней поверхности выполняют распределительные кольцевые канавки, в которых собирается топливо, продавливаемое через зазоры между плунжером и гильзой. В результате наличия этих канавок улучшается смазка трущихся поверхностей плунжера и гильзы.

Рис. Схема золотниковой пары плунжера:
а — с одним окном, б — с двумя окнами, в — с раздельными всасывающими и отсечными окнами, г — с двумя окнами и неполным уравновешиванием, д — с кромкой регулирования начала подачи, 1 — плунжер; 2 — отсечная кромка; 3 — всасывающее окно; 4 — продольный паз; 5, 7 — наклонные пазы, 6 — отсечное окно; 8 — осевой канал, 9 — радиальный канал; 10 — кромка; 11 — наклонный канал
Плунжеры топливных насосов с золотниковым регулированием имеют усложненную конструкцию как в верхней, так и в нижней части. В верхней части плунжера предусмотрены распределительные кромки, а в нижней части — устройство, при помощи которого осуществляют угловое перемещение плунжера. В насосах с золотниковым регулированием дозирование топлива осуществляется изменением конца подачи, изменением начала подачи и одновременным изменением как начала, так и конца подачи. От способа дозирования зависит конструкция верхней части плунжера.
При регулировании по концу подачи торец плунжера 1 (рис. а) перекрывает окно 3 с постоянным опережением. Отсечка подачи осуществляется кромкой 2, расположение которой относительно окна i изменяется при повороте плунжера. Когда продольный паз 4 находится против окна, подача топлива не происходит. Наличие продольного паза 4 и канавки на боковой поверхности, расположенной под кромкой плунжера (рис. б), обусловливает появление силы, действующей на боковую поверхность, прижимающей плунжер к втулке. Это приводит к быстрому и одностороннему износу плунжерной пары яри одном окне, выполняющим функции всасывания и отсечки, ограничению длины уплотняющей части плунжера, увеличению утечки топлива через золотниковую часть пары. Однако небольшая длина верхней части плунжера позволяет уменьшить общую его длину, а следовательно, и массу, что для быстроходных дизелей имеет большое значение. Продольный паз выполняют обычно фрезой, а отсечная кромка представляет собой винтовую линию (рис. в).
В конструкции плунжерной пары (рис. г) продольный боковой паз заменен осевым каналом 8, который сообщается с подкромочным пространством радиальным каналом 9. Кроме того, в плунжерной втулке выполнены всасывающее 3 и отсечное 6 окна. Наличие двух окон позволяет, во-первых, увеличить уплотняющую часть плунжера в области расположения кромок и уменьшить утечки топлива через эту часть в окна, во-вторых, отделить область всасывания от области отсечки и этим уменьшить влияние колебательных процессов в отсечной полости на наполнение втулки в процессе всасывания.
Исследования показывают, что при наличии одного окна при всех прочих равных условиях утечки через золотниковую часть меньше, чем при наличии двух. Это объясняется тем, что в процессе работы в области окна образуется некоторое пониженное давление, поэтому плунжер плотнее прижимается к втулке и препятствует проникновению топлива к ону. Однако такое прижатие обусловливает повышенный износ плунжера в верхней части Поэтому целесообразнее выполнять два окна, увеличивая несколько уплотняющую часть плунжера в области золотника. При этом нагрузка на плунжер получается более равномерной.
Отсутствие продольного бокового паза (см. рис. а) уменьшает неуравновешенную силу, действующую на боковую поверхность плунжера, и улучшает условия работы плунжерной пары. При полностью уравновешенном плунжере (см. рис. б) пазы 5 и 7, в которых в процессе нагнетаний находится топливо под высоким давлением, расположены на поверхности плунжера симметрично. Отсечка сначала производится через паз 5 и окно 6, а при дальнейшем движении плунжера вверх паз 7 открывает окно 3, а окно 6 перекрывается. Таким образом, конец отсечки осуществляется через паз 7 и окно 3.
В насосах с большими цикловыми подачами всасывающие и отсечные окна можно выполнять раздельно. Плунжер (см. рис. в) имеет два всасывающих окна, расположенных в верхней части втулки, и четыре отсечных. Отсечка топлива аналогична отсечке для плунжера с двумя окнами (см. рис. б).
В насосах с регулированием по началу подачи винтовые кромки выполняют у торца плунжера (рис. д). Кромки 10 можно изготовлять односторонними с одним или двумя окнами или двусторонними, как показано на схеме. В последнем случае предусмотрены два всасывающих окна 3, плунжер уравновешен симметрично расположенными канавками. Отсечка производится прямой кромкой или через радиальный канал 9, или наклонный канал 11 и отсечные окна 6. При наклонном потоке несколько уменьшается гидравлическое сопротивление и улучшается процесс отсечки. Наклон винтовых кромок определяется углом Bо.
В случае смешанного регулирования выполняют две винтовые кромки: одна из них соответствует началу подачи, а другая — отсечке. Всасывающая кромка 2 регулирования начала подачи перекрывает всасывающее окно 1, а отсечная кромка 4 при окончании подачи открывает отсечное окно 3 (рис. а). При повороте плунжера изменяется взаимное расположение кромок к окон, поэтому меняется как начало, так и конец подачи.
В плунжерной паре (рис. б), обеспечивающей двухфазную подачу топлива в цилиндр дизеля, в результате наличия пазов 6 и 5 на внешней поверхности плунжера и внутренней поверхности втулки происходит разрыв подачи. Основная часть цикловой подачи впрыскивается в цилиндр дизеля в период второй фазы.
Расположение кромок на поверхности плунжера при смешанном регулировании подачи в транспортном дизеле показано на рисунке в. При помощи кромки 2 и всасывающего окна 1 изменяют начало подачи, а кромки 4 и окна 3 — момент отсечки Нижняя кромка имеет два участка с разными наклонами к плоскости, перпендикулярной оси плунжера. На участке аб дизель работает на частных нагрузках, при этом изменяются не только углы начала и конца подачи, но и количество впрыскиваемого топлива. При работе дизеля по внешней характеристике (участок бв) цикловая подача остается постоянной. В зависимости от скоростного режима изменяются только начало и конец подачи. Конструкция нижней части плунжера при золотниковом регулировании зависит от способа его поворота.

Рис. Схемы выполнения кромок для золотниковой пары плунжера при смешанном регулировании:
а—в — варианты, 1 — всасывающее окно, 2 — всасывающая кромка, 3 — отсечное окно, 4 — отсечная кромка, 5 — паз во втулке; 6 — паз на плунжере
Характерные варианты нижней части, плунжера представлены на рисунке. На плунжере (рис. а) снята лыска, при помощи которой фиксируют шестерни от угловых перемещений. Шестерня находится в зацеплении с рейкой, движение которой через шестерню перелается плунжеру. В осевом направлении шестерня не перемешается, так как установлена между выступом корпуса и втулкой.

Рис. Схемы выполнения нижней части плунжера золотниковою насоса:
а—е — варианты
Плунжер с шестерней может быть соединен при помощи трех выступов (рис. 6), входящих в соответствующие пазы шестерни. Такое соединение позволяет устанавливать шестерню только в одном и том же положении относительно плунжера и обеспечивает передачу большего момента. Как и в предыдущей схеме, шестерня фиксируется от осевых перемещений в корпусе насоса.
Широко применяют в дизелестроении плунжер с нижней частью, имеющей специальный выступ (рис. в). Этот выступ входит в прорези втулки шестерни. При перемещении рейки связанная с ним шестерня поворачивается, поэтому совершает поворот и плунжер. Вместо выступа можно устанавливать штырь, который запрессовывают в просверленный канал. Такое устройство проще, однако оно менее надежно, чем конструкция плунжера с выступом, выполненным как одно целое с плунжером.
Плунжер можно поворачивать и при помощи зубчатого сектора (рис. г), разрез которого стягивают болтом. Сектор входит в зацепление с рейкой топливного насоса. Вместо шестерни можно устанавливать втулки с пальцевидными (рис. б) или шаровидными (рис. е) выступами. Эти выступы входят в соответствующие пазы устройств, выполняющих функции рейки.
Основные типы топливных насосов высокого давления (ТНВД)
Топливные насосы высокого давления предназначены для подачи топлива к форсункам. В процессе работы дизеля насосы высокого давления должны выполнять следующие функции:
•   создавать высокое давление топлива у форсунки, необходимое для качественного его распиливания в камере сгорания;
•   изменять количество топлива, подаваемого в камеру сгорания за цикл, в зависимости от нагрузочного режима работы дизеля;
•   подавать топливо к форсунке в определенную фазу рабочего процесса дизеля и за сравнительно небольшой промежуток времени;
•   подавать отмеренную порцию топлива в соответствии с характеристикой подачи, наиболее оптимальной для заданных условий протекания процесса сгорания;
•   изменять начало и конец подачи топлива в зависимости от нагрузочного и скоростного режимов работы дизеля;
•   увеличивать цикловую подачу во время пуска дизеля для ускорения и облегчения этого процесса;
•   обеспечивать подачу топлива к форсункам многоцилиндрового дизеля в строго одинаковых количествах и в последовательности, соответствующей принятому порядку работы каждой форсунки;
•   увеличивать подачу топлива при уменьшении частоты вращения коленчатого вала дизеля;
•   обеспечивать сохранение высоких давлений подачи топлива при снижении нагрузки и уменьшении частоты вращения коленчатого вала дизеля;
•   обеспечивать устойчивую работу дизеля на минимальных скоростных и нагрузочных режимах.

Рис. Схемы топливных насосов с различными способами регулирования подачи:
а — с переменным ходом плунжера; б — с дросселированием на перепуске, в — с дросселированием на впуске; 1 — нагнетательный клапан; 2 — всасывающий клапан, 3 — плунжер; 4 — пружина, 5 — толкатель, 6, 10 — рычаги, 7 — кулачковая шайба; 9 — дросселирующая игла; 9 — регулируемый упор
Различные топливные насосы высокого давления выполняют перечисленные функции по-разному. Создать насос, который одинаково хорошо удовлетворял бы всем требованиям, затруднительно.
По способу дозирования цикловой подачи насосы высокого давления классифицируют на насосы:
•   с переменным ходом плунжера
•   с дросселированием на перепуске
•   с дросселированием на всасывании
•   с клапанным регулированием
•   с золотниковым регулированием
Насосы перечисленных типов различаются по характеристикам подачи, конструкции.
Топливные насосы с переменным ходом плунжера
Топливные насосы с переменным ходом плунжера (рис. а) имеют подачу топлива на протяжении всего хода нагнетания, происходящего при набегании кулачковой шайбы 7 на ролик толкателя 5, который передает осевое усилие на плунжер 3. Топливо через нагнетательный клапан 1 поступает в форсунку и далее в камеру сгорания дизеля. Всасывающий ход происходит под действием пружины 4 при сбегании толкателя с кулачковой шайбы. Подачу топлива регулируют изменением хода плунжера при помощи конической кулачковой шайбы. При помощи рычага 6, связанного с регулятором, шайба 7 передвигается в осевом направлении. При перемещении шайбы вправо увеличивается ход плунжера, а поэтому и цикловая подача. Наоборот, при перемещении шайбы влево цикловая подача уменьшается.
В насосах этого типа отсечка топлива отсутствует, поэтому при крайнем верхнем положении плунжера в надплунжерном пространстве топливо находится под максимальным давлением. При обратном ходе плунжера доля хода затрачивается на расширение этого топлива, вследствие чего уменьшается поступление очередной порции из всасывающей полости насоса. С увеличением частоты вращения коленчатого вала дизеля максимальное давление топлива растет, поэтому возрастает потерянная доля хода на всасывании и уменьшается цикловая подача. Это уменьшение происходит тем интенсивнее, чем меньше нагрузка дизеля, так как увеличивается объем надплунжерного объема насоса, находящегося под максимальным давлением.
Насосы этого типа имеют гладкий плунжер, сравнительно простую конструкцию, удовлетворительную характеристику подачи. Однако им присущи и недостатки, препятствующие их распространению. Основные недостатки следующие:
•   при работе насоса между шайбой и роликом толкателя возникает осевая составляющая суммарной силы, увеличивающая перестановочное усилие регулятора;
•   осевая сила, действующая на роликовый толкатель, приводит к повышенному износу шайбы и ролика, ухудшает условия и работы;
•   малые начальные скорости движения плунжера, обусловленные движением толкателя по первому участку профиля, вызывают плохое распиливание первых порций топлива, поступающих в камеру сгорания;
•   отсутствие отсечки не позволяет заканчивать подачу при резком падении давления распыливания;
•   уменьшение подачи сопровождается сокращением скорости плунжера и изменением фаз подачи, что в сильной степени сказывается на качестве смесеобразования.
Топливные насосы с дросселированием на перепуске
Топливные насосы с дросселированием на перепуске имеют постоянный ход плунжера при всех нагрузках дизеля, а регулирование подачи осуществляется перепуском части топлива на протяжении всего нагнетательного хода плунжера при помощи дросселирующей иглы 8 (рис. б). Движение плунжера 3 вверх при набегании толкателя 5 на кулачковую шайбу 7 приводит к сжатию топлива в надплунжерном пространстве, закрытию всасывающего клапана 2 и открытию нагнетательного клапана 1 и дросселирующей иглы 8. Перемещение иглы 8 ограничивается упором 9, установленным на винте, который поворачивается рычагом 10. Чем больше дросселирующее сечение под иглой 8, тем медленнее происходит нарастание давления в надплунжерном пространстве, тем позже начинается подача топлива в камеру сгорания дизеля. В многоцнлиндровых дизелях дросселирующие иглы устанавливают в каждой секции насоса, а привод рычагов 10 находится под воздействием регулятора. Равномерность подачи по отдельным цилиндрам осуществляется поворотом винта, предварительно освобождаемого от рычага 10.
Насосы с дросселированием на перепуске отличаются простой конструкцией плунжера и регулирующего устройства; к недостаткам этих насосов следует отнести:
•   трудную регулировку равномерности подачи с помощью иглы по отдельным цилиндрам;
•   резкое увеличение цикловой подачи при повышении частоты вращения коленчатого вала;
•   небольшое давление и плохое распиливание в начале подачи, отсутствие отсечки, что не дает возможности получить резкий и четкий конец впрыска топлива;
•   ухудшение распиливания топлива, резкое уменьшение давления подачи при снижении нагрузки (увеличением дросселирующего сечения);
•   трудное регулирование фазы подачи при изменении скоростного и нагрузочного режимов работы насоса.
Топливные насосы с дросселированием на всасывании
Топливные насосы с дросселированием на всасывании имеют дросселирующую иглу 8 у всасывающего окна (рис. в). Игла связана с винтом, находящимся под воздействием регулятора дизеля. При помощи рычага 10 можно изменять дросселирующее сечение, а следовательно и наполнение полости насоса. Работа этого насоса происходит следующим образом. При движении плунжера вниз в надплунжерном пространстве возникает разрежение, которое заполняется парами топлива. После открытия плунжерам всасывающего отверстия это пространство заполняется топливом. Чем больше частота вращения вала, тем сильнее разрежение над плунжером, тем больше сопротивление дроссселирующего сечения проходящему топливу, тем меньше интервал времени, в течение которого остается открытым всасывающее окно, тем меньшее количество топлива поступит в полость насоса.
Скоростные характеристики этого насоса имеют гиперболический вид. При малых скоростных режимах топливо успевает заполнять надплунжерное пространство насоса, поэтому подача насоса увеличивается, а при большой частоте вращения вала уменьшение времени-сечения впускного окна и увеличение гидравлического сопротивления дросселирующего сечения обусловливают сокращение подачи.
Этот способ регулирования цикловой подачи используют главным образом для дизелей небольшой мощности и в насосах распределительного типа.
Насос отличается простотой конструкции плунжера и регулирующего устройства, имеет удовлетворительную скоростную характеристику подачи. К недостаткам насоса следует отнести:
•   трудность регулирования равномерности подачи в многоцилиндровых дизелях, когда иглу устанавливают в каждой секции насоса;
•   небольшие давления начала подачи и отсутствие четкой отсечки в конце подачи;
•   уменьшение давления подачи при снижении нагрузки дизеля;
•   значительное падение цикловой подачи при повышенных скоростных режимах;
•   трудность регулирования фаз подачи при различных режимах работы дизеля.
Топливные насосы с клапанным регулированием
Топливные насосы с клапанным регулированием цикловой подачи топлива могут дозировать подачу изменением начала активного хода плунжера, его конца изменением начала и конца этого хода.
Рассмотрим наиболее общий случай, когда дозируют изменением начала и конца подачи. Такое регулирование называется смешанным. В насосе со смешанным регулированием при набегании кулачковой шайбы 15 на ролик толкателя 1 плунжер 2 поднимается и вытесняет топливо через открытый всасывающий клапан 6 в приемную магистраль насоса. Одновременно с толкателем поднимается и левый конец рычага 13, противоположный выступ которого находится в контакте с толкателем 12 стержня 10, управляющего всасывающим клапаном 8 Рычаг 13 вращается на эксцентриковой оси 14. Начало подачи топлива через нагнетательный клапан 4 к форсунке совпадает с моментом отхода стержня 10 от торца клапана 6 и посадки всасывающего клапана на гнездо. Подача продолжается до подхода стержня 9 к торцу перепускного клапана 3.

Рис. Клапанный топливный насос смешанного регулирования:
1 — толкатель; 2 — плунжер, 3 — перепускной клапан, 4 — нагнетательный клапан, 5—7 — колпачки-заглушку; 8 — всасывающий клапан, 9, 10 — стержни клапанных толкателей, 11 — регулировочные болты; 12 — Клапанные толкатели, 13 — рычаг, 14 — эксцентриковая ось коромысла, 15 — кулачковая шайба
Цикловая подача (активный ход) плунжера изменяется при повороте эксцентриковой оси 14. При повороте оси изменяется расстояние между осями эксцентрика и толкателей, поэтому меняется начало и конец подачи топлива. Привод эксцентриковой оси обычно связан с регулятором дизеля. Равномерность подачи топлива по отдельным цилиндрам регулируют изменением зазора между торцами толкателей и стержней при помощи болтов 11, ввертываемых в толкатели.
Преимуществами такого насоса являются простота конструкции плунжера, автоматическое изменение начала и конца подачи при изменении частоты вращения коленчатого вала дизеля, возможность использования одной и той же кулачковой шайбы для переднего и заднего хода, удовлетворительная характеристика цикловой подачи с изменением частоты вращения коленчатого вала дизеля. К недостаткам относится усложненная конструкция насоса вследствие наличия специальных устройств для регулирования всасывающего и перепускного клапанов.
Применение этих насосов в быстроходных дизелях затруднительно в результате наличия сложного привода клапанов, а также увеличенных масс подвижных деталей. При отсутствии перепускного клапана и детален его привода насос характеризуется регулированием подачи только по началу, а при отсутствии всасывающего клапана — только по концу подачи.

Добавлено спустя некоторое время 
Продолжение.


Рис. Клапанный топливный насос с одним регулирующим клапаном:
1 — всасывающий клапан, 2 — нагнетательный клапан, 3 — отсечной клапан, 4 — стержень клапана; 5 — регулировочное устройство; 6 — дополнительный рычаг; 7, 9 — эксцентриковые оси; 8 — регулировочный болт; 10 — основной рычаг
В топливном насосе начало и конец подачи регулируют одним и тем же клапаном. Насос имеет всасывающий 1, нагнетательный 2 и отсечной 3 клапаны. Отсечной клапан 3 приводится в движение основным рычагом 10, связанным с толкателем насоса через стержень 4 клапана. Кроме основного рычага 10 имеется дополнительный рычаг 6. Этот рычаг одним концом входит в специальное гнездо толкателя клапана, а другим упирается в регулировочный болт 8, установленный в выступе основного рычага 10 При движении плунжера насоса вверх перемещается и конец рычага 10, установленного на эксцентриковой оси 9. Тогда регулировочный болт 8 отходит от конца дополнительного рычага 6, а пружина отсечного клапана перемещает стержень 4 клапана вниз. Когда отсечной клапан при движении вниз достигает своего гнезда, утечки через него топлива прекращаются и начинается активный ход плунжера, в течение которого сжатое топливо поступает через нагнетательный клапан 2 к форсунке. При подходе основного рычага 10 к торцу стержня 4 отсечной клапан открывается и активный ход плунжера насоса прекращается. Изменением расстояний l1 и l2 при повороте эксцентриковых осей 9 и 7 меняют начало и конец подачи, а также количество впрыскиваемого в цилиндр дизеля топлива. При увеличении расстояния l1, отсечка наступает раньше и подача топлива уменьшается, а при увеличении расстояния l2 отсечной клапан садится на гнездо позже, поэтому активный ход запаздывает и цикловая подача уменьшается. Равномерность подачи по отдельным цилиндрам изменяют регулировочным устройством 5.
Несмотря на то, что насосы с клапанным регулированием имеют удовлетворительную характеристику, простую конструкцию плунжера (гладкий), их ограниченно применяют в дизелях вследствие конструктивной. сложности и наличия дополнительных элементов. В настоящее время стремятся заменять клепанные насосы насосами золотникового типа даже на тех дизелях, на которые клапанные насосы устанавливали раньше.
Топливные насосы с золтниковым регулированием
Топливные насосы с золтниковым регулированием получили наибольшее распространение. Особенность этих насосов состоит в том, что плунжер у них выполняет одновременно функции впрыска, дозирования и регулирования фаз. На верхней части плунжера сделаны выточки определенной формы, конфигурация которых обусловлена способом дозирования цикловой подачи. В топливном насосе золотникового типа с регулированием по концу подачи при сбегании толкателя 8 с кулачка 9 пружина 6 опускает плунжер 5 вниз, а освобождаемой плунжером объем насоса заполняется через окно 2 топливом. Обратное движение плунжера происходит при набегании кулачка на ролик толкателя. По мере перекрытия плунжером окна 2 в надплунжерном полости насоса давление увеличивается, в результате чего нагнетательный клапан 1 поднимается и пропускает топливо к форсунке. При полном перекрытии плунжером окна 2 начинается активный ход плунжера, в продолжение которого все топливо вытесняется в нагнетательный топливопровод. Когда винтовая кромка 3 плунжера начинает открывать окно 2, активный ход плунжера заканчивается, топливо начинает поступать в отсечную полость, давление в надплунжерной полости насоса резко падает и впрыск топлива в камеру дизеля прекращается. Количество впрыскиваемого топлива обусловлено длиной образующей плунжера между его торцом и винтовой кромкой по диаметру окна. Поворотным устройством 4 изменяют эту длину плунжера и тем самым регулируют подачу топлива в цилиндр дизеля. Начало подачи регулируют при помощи болта 7.

Рис. Секция топливного насоса с золотниковым регулированием:
1 — нагнетательный клапан, 2 — окно, 3 — кромка плунжера, 4 — поворотное устройство, 5 — плунжер, 6 — пружина, 7 — регулировочный болт, 8 — толкатель, 9 — кулачок
Насосы с золотниковым регулированием подачи отличаются простой конструкцией, небольшими габаритными размерами. Их удобно компоновать на дизеле. Они сравнительно просты в эксплуатации и надежны в работе. К недостаткам их относятся усложнение конструкции верхней части плунжера, повышенный износ винтовой кромки и неблагоприятная скоростная характеристика подачи. Однако недостатки не преобладают над преимуществами золотниковых насосов, поэтому они получили большое распространение, особенно в быстроходных дизелях.
Типы систем питания дизельного двигателя
Системы питания дизелей обычно включают расходные топливные баки, отстойники, подкачивающие насосы, подающие топливо из баков в приемные полости насосов высокого давления через топливопроводы низкого давления, топливные фильтры грубой и тонкой очистки, устанавливаемые на линии низкого давления, топливные фильтры высокого давления, форсунки, топливопроводы для отвода перепускаемого топлива и другие элементы. В зависимости от типа системы питания некоторые из этих элементов могут отсутствовать, другие можно соединять в один или вводить новые элементы. В результате создают топливные системы различных типов, достаточно обоснованную классификацию которым дать затруднительно. Решающее влияние на конструкцию системы питания дизеля оказывает способ подачи и распыливания топлива.
По способу подачи и распыливания системы питания современных дизелей разделяют на:
•   системы непосредственного действия
•   аккумуляторные системы
Системы питания непосредственного действия
Системы питания непосредственного действия получили широкое распространение на дизелях различного назначения. Основными элементами этой системы являются насос высокого давления, форсунка, фильтры грубой и тонкой очистки, привод плунжера высокого давления. По способу привода плунжера эти системы разделяют на системы с механическим, газовым, пружинным и пневмогидравлическим приводами.

Рис. Типы систем питания дизелей
Принципиальная схема системы питания дизеля с механическим приводом плунжера насоса высокого давления показана на рисунке. Топливо поступает в систему из бака 1 через фильтр 2 грубой очистки при помощи подкачивающего насоса 3 и подается через фильтры 5 тонкой очистки в приемную полость насоса 6 высокого давления. Перепускные клапаны 4 и 11 поддерживают в системе определенное давление, отводя излишки топлива по сливным топливопроводам 12 в бак. Давление в подводящей линии контролируют манометром 10. Насос высокого давления, состоящий из отдельных секций, число которых равно числу цилиндров, отмеривает в соответствии с режимом работы дизеля определенную порцию топлива, сжимает ее и подает по нагнетательному топливопроводу через фильтр 7 высокого давления и форсунку 8 в камеру сгорания 1 в заданную фазу рабочего процесса двигателя. Просочившееся через зазоры в насосе и форсунках топливо отводится по сливным топливопроводам 12 в расходный бак. Нередко топливо используют и для охлаждения форсунки, находящейся в тяжелых температурных условиях. В этом случае предусматривают дополнительные трубопроводы для подвода и отвода охлаждающего топлива к форсунке.

Рис. Схема питания дизеля с механическим приводом плунжера насоса высокого давления:
1 — топливный бак; 2 — фильтр грубой очистки; 3 — подкачивающий насос; 4, 11 — перепускные клапаны; 5 — фильтры тонкой очистки, 6 — насос высокого давления; 7 — фильтр высокого давления; 8 — форсунка; 9 — фильтр перепускного топливопровода; 10 — манометр, 12 — сливные топливопроводы
В процессе эксплуатации систем питания возможно проникание воздуха в топливопровод низкого давления через неплотности соединений, а также образование паров три разрывах сплошности течения. Крайне нежелательно появление в трубопроводах таких паров, так как они нарушают правильную работу системы. Для устранения этого вредного явления в местах возможного скопления газов для их выпуска устанавливают игольчатые клапаны, предусматривают постоянную циркуляцию топлива в системе, в результате которой газы увлекаются топливом и отводятся в бак, откуда их можно удалять.
В топливных системах с газовым приводом на плунжер насоса высокого давления через дополнительный поршень действуют газы цилиндра дизеля. Использование газов позволяет значительно упростить конструкцию привода. С этой точки зрения применение топливных систем с газовым приводом перспективно для мощных судовых дизелей. Кроме того, в судовых дизелях с такой системой питания не требуется установка специальных устройств реверса.
В насосе высокого давления с газовым приводом всасывающий ход плунжера 2 осуществляется три помощи пружины 4. Когда верхняя кромка В плунжера откроет наполнительное окно 3, топливо поступает в надплунжерное пространство Н гильзы. Газовый поршень 6 при этом (вытесняет воздух через дросселирующую иглу 9 и канал 10 в цилиндр двигателя. В момент подачи топлива газы из цилиндра через клапан 11 и иглу 9 поступают под поршень, воздействуют на него, заставляя перемещаться вверх. Плунжер насоса после перекрытия окна 3 сжимает топливо и через нагнетательный клапан 1 подает его в систему для впрыска через форсунку. Регулирование подачи осуществляется поворотом плунжера 2 при помощи устройства 5, которое позволяет изменять положение регулирующей кромки Р плунжера относительно окна 3. Газовый поршень уплотняют компрессионными кольцами 7, а температурное его состояние поддерживают путем циркуляции воды через водяную рубашку 8. Для нормальной работы газового поршня предусматривают ограничители перемещений демпфера колебаний с обеих сторон.

Рис. Схема насоса высокого давления с газовым приводом плунжера:
1 — нагнетательный клапан, 2 — плунжер, 3 — окно, 4 — пружина, 5 — поворотное устройство, 6 — газовый поршень, 7 — компрессионные кольца, 8 — водяная рубашка, 9 — игла, 10 — канал подвода газа; 11 — газовый клапан, В — верхняя кромка; Н — надплунжерное пространство, Р — регулирующая кромка

Рис. Схема впрыскивающего насоса с пружинным приводом плунжера:
1 — нагнетательный клапан; 2 — плунжер, 3 — пружина плунжера; 4 — толкатель; 5 — кулачок, 6 — рычаг толкателя; 7 — пружина, 8 — борт регулирования пружины; 9 — ось рычага; 10 — демпфирующий поршень, 11 — упор рычага; 12 — шток, 13 — нижний клин; 14 — верхний клин; 15 — винт; 16 — всасывающий клапан.
В топливных системах с пружинным приводом плунжера насоса высокого давления топливный кулачок действует не на плунжер, а на специальный подпружиненный рычаг. При набегании выступающей части кулачка 5 на рычаг 6 толкателя, связанного осью 9 с толкателем 4, происходит сжатие пружины 7 и аккумулирование в ней энергии. Плунжер 2 при этом под действием пружины 3 плунжера передвигается вниз, и через всасывающий клапан 16 топливо поступает в гильзу насоса. После сбегания (выступающей части кулачка с рычага сжатия пружина перемещает толкатель 4, а вместе с ним и плунжер 2 вверх. При этом топливо через нагнетательный клапан 1 поступает в топливопровод и через, форсунку в камеру сгорания. Подача происходит до тех пор, пока толкатель 4 не упрется своим выступом в направляющую. Предварительное натяжение пружины 7 регулируют болтом 8.
Цикловую подачу изменяют при помощи нижнего клина 13, соединенного с регулятором. При перемещении клина вправо шток 12 сдвигается вниз. Поэтому перемещается вниз и упор 11 рычага 6 толкателя, а правый конец рычага поднимается. Выступающая часть кулачка раньше коснется правого конца рычага, поэтому раньше начнется всасывание и увеличится полезный ход плунжера. При перемещении нижнего клина 13 влево демпфирующий поршень 10 передвинет упор 11 рычага 6 толкателя вверх, кулачок позже коснется рычага 6 толкателя, полезный ход плунжера уменьшится, что приведет к снижению цикловой подачи.

Рис. Схема впрыскивающего насоса с пневмогидравлическим приводом плунжера:
А — приемная полость, Б — сливная полость; 1 — нагнетательный клапан; 2 — плунжер; 3 — пружина плунжера; 4 — толкатель; 5 — полость амортизатора; 6 — цилиндр золотника; 7 — пружина золотника; 8 — правая щель; 9 — упор; 10 — камера; 11 — полость для рабочей жидкости; 12 — мембрана; 13 — левая щель; 14 — кулачок; 15 — канал подвода топлива; 16 — центральная щель; 17 — дросселирующие отверстия
Равномерность распределения топлива по отдельным цилиндрам регулируют верхним клином 14 при помощи винта 15.
В топливных системах с пневмогидравлическим приводом плунжера топливо служит одновременно и рабочей жидкостью сервопривода. Шестеренный насос по каналу 15 подает топливо под давлением 7 МПа в объем А цилиндра 6 золотника. При соответствующем положении золотника, управляемого кулачком 14, топливо поступает через щели 13 и 16 в полость 11. Для стабилизации давления на топливо, находящееся в этой полости, через мембрану 12, нагруженную пружиной, действует воздух камеры 10. Движение мембраны вверх ограничивается упором 9. Под действием давления топлива толкатель 4 перемещается вверх, увлекая за собой плунжер 2, и после перекрытия всасывающего окна топливо через нагнетательный клапан 1 поступает в топливопровод и форсунку. Гидравлический амортизатор, имеющий полость 5, ограничивает верхнее передвижение толкателя и предотвращает возможные его удары об упоры при резком уменьшении усилия плунжера в момент отсечки. После прекращения подачи плунжер золотника под действием пружины 7 и при повороте кулачка перемещается влево, соединяя через дросселирующие отверстия 17 и щель 8 объем под толкателем со сливной полостью Б. Под действием пружины 3 плунжер насоса совершает всасывающий ход и одновременно передвигает вниз толкатель. Наличие дросселирующих отверстий 17 предотвращает резкие передвижения плунжера, отрицательно влияющие на работу всей системы. Резкий подъем плунжера сопровождается неблагоприятным изменением количества впрыскиваемого топлива, а резкая его посадка может вызвать разрыв сплошности течения в полости всасывания и ухудшить наполнение надплунжерной полости.
Использование пневмогидравлического привода позволяет избавиться от громоздкого кулачкового валика, устранить влияние упругих деформаций на параметры впрыска, расширить диапазон устойчивых скоростных и нагрузочных режимов работы дизеля в результате стабилизации параметров рабочего процесса системы. Однако конструкция пневмогидравлического привода усложнена в результате установки специального механизма с автономным питанием, что препятствует пока широкому его внедрению.
Все рассмотренные системы с непосредственным впрыском топлива могут быть разделены на две группы по способу соединения насоса и форсунки. В первую группу входят системы, у которых насос и форсунка соединены нагнетательным трубопроводом высокого давления, а вто вторую — системы с объединенными насосом и форсункой в одном агрегате, называемом насосом-форсункой. В системах с насосами-форсунками полностью отсутствует нагнетательный топливопровод, поэтому исключается опасность возникновения нежелательных дополнительных впрысков и влияние упругих колебаний топлива в системе высокого давления на протекание впрыска. Кроме того, значительно уменьшается объем топлива, находящегося между насосом и форсункой, и поэтому меньше искажается характеристика впрыска, заданная профилем кулачка, увеличивается среднее давление подачи топлива и уменьшается угол запаздывания впрыска. Следовательно, топливная система принимает более компактный вид.
К недостаткам систем с насосами-форсунками следует отнести:
•   сложность и трудоемкость конструкции;
•   сложность привода насоса-форсунки, расположенного на цилиндровой крышке;
•   трудность обеспечения надлежащей жесткости деталей этого привода (штанги, коромысла и др.);
•   трудность размещения насоса-форсунки в цилиндровой крышке;
•   неудобство проведения текущих осмотров, так как требуется одновременно разбирать не только форсунку, но и насос;
•   трудности эксплуатации, состоящие в том, что при каждом демонтаже насоса-форсунки приходится предварительно снимать рычаги ее привода и клапанов цилиндра.
Насосы-форсунки применяют в основном для быстроходных дизелей.
Топливные системы аккумуляторного типа
Топливные системы аккумуляторного типа обычно состоят из насоса, нагнетающего топливо в аккумулятор, специального распределителя и форсунки. Принципиальное отличие этих систем от систем непосредственного действия заключается в том, что топливо поступает в камеру сгорания дизеля не непосредственно от насоса высокого давления, а из аккумулятора, в котором поддерживается необходимое давление.
В аккумуляторных топливных системах с аккумуляторами большой емкости насос нагнетает топливо в промежуточный аккумулятор с регулируемым давлением.

Рис. Схема аккумуляторной системы питания дизеля:
1 — топливный бак, 2 — перепускной топливопровод, 3 — фильтры тонкой очистки топлива, 4 — насос; 5, 12 — перепускные клапаны, 6 — перепускной топливопровод; 7 — гидравлически управляемая форсунка, 8 — специальный распределитель, 5 — механически управляемая форсунка; 10 — емкость, 11 — манометр; 13 — подкачивающий насос, 14 — фильтры грубой очистки
Топливо из топливного бака 1 через фильтры 14 грубой очистки поступает во всасывающую полость подкачивающего насоса 13. Затем топливо через перепускной клапан 12 и фильтры 3 тонкой очистки нагнетается в насос высокого давления. При этом часть топлива через перепускной топливопровод сливается в бак 1. Насос создает в емкости 10 высокое давление, поддерживаемое автоматическим перепускным клапаном 5 и контролируемое манометром 11. Давление в аккумуляторе регулируют изменением затяжки пружины клапана 5. Излишнее топливо возвращается по перепускному топливопроводу 6 в бак. Топливо от аккумулятора в камеру сгорания дизеля может поступать тремя способами: через механически управляемую форсунку, через специальный распределитель и через форсунку с электромагнитным приводом.
При механически управляемой форсунке 9 топливо поступает в форсунку непосредственно от аккумулирующей емкости. Фаза подачи и количество впрыскиваемого топлива в этом случае зависят от момента и продолжительности открытия иглы форсунки. Такой способ подвода топлива в камеру сгорания дизеля в настоящее время применяется сравнительно редко в результате сложного привода иглы форсунки и ненадежной работы форсунки. При высоких давлениях топлива осуществить надежное уплотнение подвижной иглы в месте ее выхода из корпуса затруднительно. Даже хорошее уплотнение через сравнительно небольшое время значительно теряет герметичность, в результате чего форсунка выходит из строя.
Если на дизеле устанавливают гидравлически управляемую форсунку, то между аккумулирующей емкостью и форсункой 7 в этом случае компонуют специальный распределитель 8, состоящий из блока распределительных клапанов или золотников. Фазы и продолжительность впрыска устанавливают в соответствии с режимом работы дизеля при помощи распределительного клапана, управляемого специальным органом, или при помощи управляемого золотника. Введение в систему специального распределительного устройства усложняет как систему, так и ее эксплуатацию.
Аккумуляторная система подачи топлива может быть значительно упрощена при установке электромагнитной форсунки.
Рассмотренная схема аккумуляторной системы с аккумулятором большой емкости имеет сложные и малонадежные запорные и распределительные органы, находящиеся под высоким давлением, что удорожает систему и усложняет ее обслуживание. Стремление избавиться от этого недостатка привело к созданию аккумуляторных систем малой емкости, в которых единичный впрыск осуществляется за счет энергии, аккумулированной в насосной секции или в форсунке.
При использовании аккумулятора большой емкости в каждой секции предусмотрены два плунжера: дозирующий и впрыскивающий. Дозирующий плунжер, как и плунжер системы непосредственного впрыска, дозирует топливо и нагнетает его в специальный аккумулятор. Впрыскивающий плунжер вытесняет топливо из аккумулятора в форсунку и затем в камеру сгорания при открытии перепускного клапана или отверстия. Впрыскивающий плунжер может быть нагружен топливом, воздухом, пружиной или топливом и пружиной, воздухом и пружиной. В соответствии с этим системы с аккумулированием топлива в насосе разделяют на системы с гидравлическим, воздушным, пружинным или комбинированным приводом.
В аккумуляторной системе малой емкости с аккумулированием энергии в объеме форсунки отмеренная обычным способом доза топлива подается в форсунку и сжимается там. В момент впрыска происходит разрядка объема форсунки, и топливо подается в камеру сгорания дизеля за счет аккумулированной энергии.
Системы аккумуляторного типа позволяют обеспечивать высокие давления подачи топлива в камеру сгорания дизеля на режимах малых частот вращения коленчатого вала и подач. В этом основное их преимущество перед другими системами. Они обеспечивают получение высоких средних давлений впрыска и облегчают борьбу с нежелательными повторными впрысками. В топливных системах с аккумуляторами большой емкости топливные насосы высокого давления более просты по сравнению с насосами в системах непосредственного действия. Число рабочих плунжеров этих насосов не связано с числом цилиндров и может быть сведено даже к одному. Подача топлива плунжерами не связана по фазам с рабочим процессом дизеля, поэтому не регулируется. Широкому распространению этих систем препятствует большая сложность по сравнению с системами непосредственного действия.