Система впрыска насос-форсунками является современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. В отличии от системы впрыска Common Rail в данной системе функции создания высокого давления и впрыска топлива объединены в одном устройстве – насос-форсунке. Собственно насос-форсунка и составляет одноименную систему впрыска.

Применение насос-форсунок позволяет повысить мощность двигателя, снизить расход топлива, выбросы вредных веществ, а также уровень шума.

Каждый цилиндр имеет свою собственную насос-форсунку, которая устанавливается непосредственно в головке блока цилиндров.

Распылитель форсунки устанавливается в корпусе насос-форсунки и выступает внутрь камеры сгорания. Распределительный вал двигателя имеет для каждой насос-форсунки индивидуальный кулачок, усилие от которого передается к плунжеру через коромысло, так что плунжер совершает возвратно-поступательное движение под совместным действием коромысла и возвратной пружины.

Устройство и конструкция:

Корпус насос-форсунки служит как втулка плунжера насоса. Корпус имеет удлиненную часть для крепления электромагнитного клапана. Каналы в корпусе насос-форсунки обеспечивают соединения между камерой высокого давления, перекрываемой электромагнитным клапаном, а также между камерой высокого давления и распылителем. Насос-форсунка крепится в головке блока цилиндров посредством специального прижима. Возвратная пружина прижимает плунжер к коромыслу, а коромысло, соответственно, — к кулачку. Это обеспечивает постоянный механический контакт во время работы между плунжером, коромыслом и кулачком.

Принцип работы

Работа топливных систем с одноплунжерными насос-форсунками может быть подразделена на четыре рабочие стадии:

- Ход впуска топлива. Возвратная пружина перемещает плунжер вверх. Топливо, постоянно находящееся под давлением, поступает из ступени низкого давления в камеру электромагнитного клапана через отверстия в блоке цилиндров двигателя и впускной клапан.

- Предварительный ход. Кулачок, продолжая поворачиваться, заставляет плунжер двигаться вниз. Электромагнитный клапан открыт настолько, что плунжер может выталкивать топливо через канал возврата в ступень низкого давления (“обратку”).

- Рабочий ход и впрыск топлива. В этот момент электронный блок управления (ЭБУ) выдает пусковой сигнал на электромагнитный клапан. Клапан перекрывает “обратку”. Это “геометрическое начало подачи”. Закрытие электромагнитного клапана (изменение тока в его катушке) — сигнал действительного начала впрыска для ЭБУ, начинающего расчет дальнейшего процесса впрыска.

- Дальнейшее движение плунжера вниз повышает давление топлива в камере высокого давления, а также в распылителе. Как только давление в распылителе достигает величины, соответствующей давлению начала подъема иглы форсунки (около 300 бар), игла поднимается с седла и топливо впрыскивается в камеру сгорания (“действительное начало впрыска”). Давление топлива продолжает увеличиваться в течение всего периода впрыска. Максимальное давление достигается во время переходной фазы между ходом впрыска и заключительным ходом. В зависимости от типа насос-форсунки величина максимального давления находится в пределах 1800—2050 бар.

- Заключительный ход. Как только катушка электромагнитного клапана обесточивается, клапан после короткой задержки открывает соединение между камерой высокого давления и ступенью низкого давления. Давление в форсунке падает, подача топлива в цилиндр прекращается. Оставшееся топливо уходит в “обратку”.

Индивидуальный ТНВД

Назначение и принцип работы индивидуального ТНВД аналогичны работе насос-форсунки. Отличие заключается в том, что функции создания высокого давления и управления электромагнитным клапаном и собственно впрыска разделены, а ТНВД и форсунка соединены коротким трубопроводом высокого давления.

Все индивидуальные ТНВД имеют очень короткие трубопроводы высокого давления. Все они имеют одинаковую длину и способны постоянно выдерживать максимальное давление, создаваемое ТНВД.

Каждый индивидуальный ТНВД приводится специальным кулачком на распределительном валу двигателя. Связь с плунжером насоса осуществляется через роликовый толкатель с помощью возвратной пружины.

Индивидуальный ТНВД имеет модульную конструкцию, а его крепление сбоку блока цилиндров даст следующие преимущества:

- нет необходимости менять конструкцию существующей головки блока;

- отсутствие коромысел повышает жесткость привода;

- легкий демонтаж насосной группы.

Подводя итог:

Напрашивается разумный вопрос: зачем нужны такие сложные конструкции?

К современным дизелям предъявляются высокие требования: по экономичности, экологичности, удельной мощности. Оптимального баланса удается достигнуть, используя высокое давление впрыска и исключительную точность подачи топлива. Топливные системы дизелей с насос-форсунками и системы с индивидуальными ТНВД с этим отлично справляются.

А как же Common-Rail? Современные CR-системы обеспечивают не намного меньшее давление впрыска (до 1600 бар). Однако они представляются более простыми и технологичными. Поэтому именно на них мировые автопроизводители и делают основной акцент.