Паливний насос високого тиску (ТНВД) типу «Компакт-40» з електронною системою управління (ЕСУ) у зборі з механізмом виконавчим, насосом паливопідкачуючим та муфтою демпферною показаний на малюнку 1
Позначення ТНВД з ЕСУ, що застосовуються на двигунах ЯМЗ-6583.10: повне 179.1111002-30, умовне 179.2-30.
Позначення ТНВС без ЕСУ: 179.1111005.
Основні параметри та характеристики ТНВД з ЕСУ наведені в таблиці.
Пристрій та робота ТНВД
З паливним насосом високого тиску 1 в одному агрегаті об'єднані механізм виконавчий (МІ) 2, паливопідкачувальний насос (ТПН) 3 та демпферна муфта 4 (рис. 1).
ТНВД, що складається з секцій (окремих насосних елементів), розміщених у загальному корпусі, встановлений у розвалі двигуна між рядами циліндрів.
Кількість секцій ТНВД відповідає кількості циліндрів двигуна.
Секція паливного насоса високого тиску: 1 – корпус насоса; 2 – вал кулачковий; 3 – штовхач; 4 - тарілка пружини штовхача нижня; 5 – пружина штовхача; 6 – пробка; 7 - кільце пружинне; 8 - поворотна втулка; 9 – рейка; 10,11, 20 - кільце ущільнювальне; 12 – плунжер; 13 – втулка плунжера; 14 – штифт; 15 - екран; 16 - сідло нагнітального клапана; 17 - клапан нагнітальний; 18 - ролик штовхача; 19 - шпилька; 21 - фланець натискний; 22 - корпус секції; 23 – штуцер; 24 – тарілка верхня; 25 - пружина нагнітального клапана; 26 - упор клапана; 27 – гайка; 28,29,30 - прокладки
Пристрій секції ТНВД показано на малюнку 2.
У корпусі 1 ТНВД встановлені корпуси секцій 22 з парами плунжерними, нагнітальними клапанами, штовхачами плунжера 3 і штуцерами паливними 23, до яких приєднуються паливопроводи високого тиску.
Плунжер 12 і втулка плунжера 13, сідло нагнітального клапана 16 і нагнітальний клапан 17 є прецизійними парами, заміна яких можлива тільки комплектно.
Втулка плунжера фіксується у певному положенні штифтом 14, запресованим у корпус секції.
Плунжер рухається від кулачкового валу 2 через роликовий штовхач.
Пружина штовхача 5 через тарілку пружини штовхача нижню 4 постійно притискає ролик штовхача до кулачка.
Тлумачі плунжера, що мають лиски на бічних поверхнях, утримуються від розвороту фіксаторами, запресованими в корпус ТНВД.
Конструкція плунжерної пари дозволяє дозувати паливо зміною моменту початку та кінця подачі.
Для зміни кількості та моменту початку подачі палива плунжер у втулці повертається поворотною втулкою 8, що входить у зачеплення з рейкою паливного насоса 9.
Регулювання рівномірності подачі палива на максимальному режимі кожної секції ТНВД здійснюється розворотом корпусу секції при ослаблених гайках 27 кріплення секцій.
Зміна початку подачі палива в залежності від її величини (навантаження двигуна) забезпечується керуючими кромками, виконаними на торці плунжера.
Робота секції здійснюється наступним чином.
Під час руху плунжера вниз під дією пружини паливо під невеликим тиском, створюваним паливопідкачуючим насосом, надходить через поздовжній канал корпусу ТНВД в надплунжерний простір.
Під час руху плунжера вгору паливо через нагнітальний клапан надходить у паливопровід високого тиску і перепускається в паливопідвідний канал доти, поки торцева кромка плунжера не перекриє впускний отвір втулки плунжера.
При подальшому русі плунжера вгору тиск палива в надплунжерному просторі різко зростає.
Коли тиск досягне величини, що перевищує зусилля пружини форсунки, голка форсунки підніметься і почнеться процес упорскування палива в циліндр двигуна.
При подальшому русі плунжера вгору спіральні кромки плунжера відкривають відсічні отвори у втулці, що викликає різке падіння тиску палива в паливопроводі.
При цьому нагнітальний клапан, опускаючись у сідло під дією пружини, збільшує обсяг у паливопроводі між форсункою та клапаном.
Цим досягається більш чітке закінчення впорскування палива та розвантаження паливопроводу високого тиску.
На внутрішній поверхні втулки плунжера є кільцева канавка, а в стінці - отвір для відведення палива, що проник через зазор в плунжерній парі.
Герметизація зазорів між втулкою плунжера та корпусом секції, корпусом секції та корпусом ТНВД здійснюється гумовими кільцями ущільнювачів 10, 11, 20.
З порожнини навколо втулки плунжера паливо, що просочилося, надходить по пазу на втулці плунжера в паливний канал корпусу ТНВД і далі через перепускний клапан по паливопроводу в паливний бак.
У нижній частині корпусу ТНВД розташований кулачковий вал, що обертається у роликових конічних підшипниках. Він має залежно від моделі ТНВД одну чи дві проміжні опори.
Кулачковий вал встановлений з осьовим натягом (0,01-0,07) мм, який забезпечується регулювальними прокладками, встановленими між кришкою підшипника та корпусом ТНВД.
Зв'язок секцій з виконавчим механізмом здійснюється через рейку паливного насоса, що переміщається у напрямних втулках, запресованих у корпус ТНВД.
Кінець рейки, що виступає з корпусу, захищений кришкою рейки 5 (рис. 1).
Основні параметри та характеристики ТНВД з ЕСУ
Назва параметра - Значення
Кількість секцій 8
Діаметр плунжера 12 мм
Повний хід плунжера 14 мм
Напрямок обертання кулачкового валу (з боку приводу) - за годинниковою стрілкою (правий)
Порядок роботи секцій (з боку приводу) 1-3-6-2-4-5-7-8
Номінальна частота обертання кулачкового валу 950 хв -1
Частота обертання кулачкового валу, що відповідає режиму максимального крутного моменту 600 хв -1
Частота обертання кулачкового валу на режимі мінімального холостого ходу 300 хв. ‑1
Спосіб мастила - централізований від системи мастила двигуна
Допустимі кути кренів, не більше:
- - поздовжні 35º
- - поперечні 25º
Механізм виконавчий є електромагнітом, розміщеним у корпусі, що кріпиться до корпусу ТНВД.
Насос, що паливо підкачує: 1 - корпус; 2 – поршень; 3 – пружина поршня; 4, 20, 26, 27 - кільце ущільнювальне; 5 – пробка пружини; 6 – втулка штока; 7 – шток штовхача; 8 – штовхач поршня; 9 - сухар штовхача; 10 - кільце стопорне штовхача; 11 – вісь ролика; 12 - кільце запірне; 13 - ролик штовхача; 14 – сідло клапана; 15 - нагнітальний клапан; 16 – пружина клапана; 17,28 – шайба; 18 – пробка клапана; 19 - корпус циліндра; 21 – поршень насоса; 22 - шток; 23 - рукоятка; 24 - ковпачок захисний; 25 - циліндр; 29 - клапан, що всмоктує; 30 - крутець; 31 - прокладання
Електромагніт, отримуючи команду від електронного блоку управління, через систему важелів переміщує рейку паливного насоса в задане положення.
При вимиканні ЕСУ пружина, пов'язана з рейкою, переміщає її в положення вимкненої подачі.
Паливний насос 3 (рис. 3) – поршневого типу, подвійної дії, призначений для подачі палива з паливного бака через фільтри грубого та тонкого очищення палива до ТНВД.
Продуктивність ТПН значно перевищує продуктивність ТНВД, що гарантує стабільність процесу паливоподачі від циклу до циклу.
Пристрій ТНН показано на малюнку 3.
ТПН кріпиться на корпусі ТНВД і приводиться в дію від подвійного кулачка кулачкового валу.
У корпусі паливопідкачувального насоса 1 розміщені: поршень ТПН 2, пружина поршня 3, фіксована пробкою пружини 5, втулка штока штовхача 6 зі штоком штовхача 7, штовхач поршня 8.
У корпус ТПН запресовані чотири сідла клапана 14, до яких пружинами клапана 16 притиснуті клапани паливного насоса, з яких клапан 29 є всмоктуючим, а клапан 15 - нагнітальним.
Порожнина корпусу ТПН, в якій переміщується поршень, з'єднана каналами з порожнинами клапанів.
Привід поршня здійснюється штовхачем через шток. Ролик штовхача 13 обертається плаваючою осі ролика 11.
Ролик та вісь фіксуються кільцем стопорним штовхачем 10.
Сухар штовхача 9 захищає штовхач від розвороту.
Втулка штока штовхача, що служить направляючою для штока, вгорнута в корпус ТПН на спеціальному клеї.
Втулка та шток складають прецизійну пару, заміна якої можлива лише комплектно.
Над всмоктувальною порожниною ТПН встановлений ручний паливопрокачувальний насос, пристрій якого також показано на малюнку 3.
Цей насос служить для видалення повітря з паливної системи перед пуском двигуна та для заповнення магістралі низького тиску паливом після проведення технічного обслуговування системи живлення.
Для приведення його в дію необхідно вивернути шток 22 з поршнем 20 корпусу циліндра 19 за рукоятку 23 і прокачати паливну систему двигуна.
Демпферна муфта
ТНВД комплектується демпферною муфтою, призначеною для захисту механізмів від руйнування. Вона встановлюється на конічній поверхні переднього кінця кулачкового валу з натягом, що створюється кільцевою гайкою.
Від провороту демпферна муфта фіксується шпонкою.
Демпферна муфта є нерозбірною конструкцією з маховиком, що вільно обертається у спеціальній високов'язкій рідині.
Вм'ятини на корпусі демпферної муфти можуть вивести її з ладу.
Форсунка 51-21 (рис. 4), що входить до складу паливної апаратури, відноситься до форсунок закритого типу з багатоструменевим розпилювачем та гідравлічним управлінням підйому голки.
Деталі форсунки зібрані в корпусі форсунки 7. До нижнього торця форсунки гайкою розпилювача 5 приєднуються проставка 3 і корпус розпилювача 1, всередині якого знаходиться запірна голка розпилювача 2.
Взаємне розташування корпусу форсунки, проставки та корпусу розпилювача визначається штифтами 4, запресованими у проставку.
Корпус розпилювача та голка розпилювача є прецизійною парою.
Регулювання тиску початку впорскування здійснюється набором шайб 9.
Підведення палива здійснюється безпосередньо до штуцера корпусу форсунки через щілинний фільтр 10.
Паливо, що просочилося через зазор між голкою та корпусом розпилювача, відводиться через різьбовий отвір у верхній частині корпусу форсунки.
Форсунка встановлюється у склянку головки циліндрів. Під торець гайки розпилювача встановлюється гофрована шайба для ущільнення від прориву газів.
Форсунка комплектується розпилювачем у зборі моделі DLLA 160 P фірми BOSCH.