Насос-форсунка – элемент системы питания, сочетающий в себе топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунку. Основная задача насос-форсунки – забор топлива из топливной магистрали, идущей от топливного бака, и впрыск его под большим давлением в цилиндр двигателя, где происходит его сгорание.

 

Пример внешнего вида насос-форсунки. На распылителе надет защитный колпачок (черного цвета), хорошо виден электромагнитный привод клапана (отдельный блок)

 

Насос-форсунка – это конструктивно более сложный узел, чем простая форсунка. Если простая форсунка принимает топливо под большим давлением от ТНВД и впрыскивает его в цилиндр, то насос-форсунка выполняет сразу три операции: подкачивает топливо из бака, создает высокое давление, необходимое для его впрыска и эффективного сгорания, и уже затем осуществляет сам впрыск в цилиндр.

Для выполнения этих операций в насос-форсунке обычно есть три основных блока: это насос низкого давления, забирающий топливо из топливной магистрали и подающий его дальше в систему питания, ТНВД, принимающий топливо от насоса низкого давления и создающий большое избыточное давление, необходимое для впрыска, и собственно форсунка, впрыскивающая топливо в цилиндр.

Одним из главных преимуществ такой схемы является отсутствие топливных магистралей высокого давления — таких как, например, топливная рампа между ТНВД и форсунками в схеме Common Rail. Кроме того, насос-форсунки сохраняют все преимущества обычных форсунок, имея высокое давление впрыска и крайне быструю работу, позволяющую осуществлять впрыск несколько раз за один такт. Обратной стороной объединения насоса и форсунки в единый блок служит увеличение размера конструкции и ее удорожание.

 

Как устроена насос-форсунка?

 

Конструктивно насос-форсунка, как уже было сказано выше, сочетает в себе ТНВД и форсунку, работающие индивидуально на каждом цилиндре. Роль насоса высокого давления в ней играет плунжерная пара — именно за счет движения плунжера в цилиндрической емкости внутри корпуса насос-форсунки создается высокое давление, необходимое для впрыска. Принципиальную схему работы форсунки можно описать так: топливо подкачивается в цилиндр плунжерной пары насосом низкого давления, затем плунжер, имеющий свой привод (например, гидравлический или механический), опускается и создает в цилиндре высокое давление, которое преодолевает сопротивление пружины, прижимающей иглу форсунки к распылителю, в результате чего игла поднимается, и топливо под давлением впрыскивается в цилиндр двигателя.

 

 

Привод плунжера в зависимости от исполнения насос-форсунки может быть разным. Существуют конструкции, где плунжер имеет гидравлический привод, питаемый моторным маслом, для подачи которого к плунжеру установлен отдельный насос. Альтернативный вариант — механический кулачковый привод: в этом случае на распредвале имеются дополнительные кулачки, которые через толкатели воздействуют на плунжер насос-форсунки.

На видео ниже показан принцип работы форсунки с гидравлическим приводом плунжера.

 

 

Управление впрыском топлива в цилиндр производится управляющим клапаном, который, как и в случае с обычной форсункой, может быть электромагнитным или пьезоэлектрическим. Управление впрыском осуществляется за счет закрытия клапана. Когда он открыт, топливо циркулирует в топливной магистрали через плунжерную пару. Когда клапан под воздействием электромагнита или пьезоэлемента закрывается, он герметизирует плунжерную пару, и при ее работе создается высокое давление, за счет которого происходит впрыск топлива в цилиндр двигателя. Таким образом, в момент закрытия управляющего клапана происходит начало впрыска, а при его открытии впрыск прекращается. За счет быстрой работы управляющего клапана (0,5 миллисекунды для электромагнитного клапана и 0,1 миллисекунды для пьезоэлектрического) впрыск топлива в цилиндр можно осуществлять несколько раз за один впускной цикл.

На приведенном ниже рисунке рассмотрен вариант с кулачковым приводом плунжера и электромагнитным клапаном. Хорошо видна полость высокого давления, создаваемого плунжером, сам плунжер, пружины распылителя и привода плунжера, соленоидный клапан с иглой, открывающей и закрывающей его, распылитель и другие ключевые элементы форсунки.

 

KnowCar - понятная энциклопедия по устройству автомобилей, где сложное описано простым языком, с иллюстрациями и видео, а статьи рассортированы по разделам. Энциклопедия в процессе наполнения. Если есть вопросы или предложения, свяжитесь с командой. Все контактные данные - внизу сайта.