Топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления

То́пливный насо́с высо́кого давле́ния (ТНВД) — неотъемлемый элемент любой системы впрыска топлива, подающей топливо непосредственно в цилиндр поршневого ДВС. По смыслу своего названия ТНВД предназначены для создания в топливной магистрали такого давления, которое по своей величине всегда должно быть гораздо больше давления в цилиндре двигателя, что необходимо для нормальной работы всех подобных систем впрыска топлива. Величина создаваемого давления — в диапазоне от 200 до 2000 бар. Конструктивно всегда является плунжерным насосом объёмного принципа работы с приводом от вращающихся элементов самого ДВС.

Содержание

Назначение [ править | править код ]

ТНВД предназначены для подачи в цилиндры под определенным давлением и в определенный момент цикла, точно отмеренных порций топлива, соответствующих данной нагрузке приложенной к коленчатому валу. По способу впрыска различают топливные насосы непосредственного действия и с аккумуляторным впрыском.

В топливном насосе непосредственного действия осуществляется механический привод плунжера и процессы нагнетания и впрыска протекают одновременно. В каждый цилиндр секция топливного насоса подает необходимую порцию топлива. Требуемое давление распыления создается движением плунжера насоса.

У топливного насоса с аккумуляторным впрыском привод рабочего плунжера осуществляется за счет сил давления сжатых газов в цилиндре двигателя или с помощью специальных пружин. На мощных тихоходных дизелях применяют аккумуляторные топливные насосы с гидравлическими аккумуляторами.

В системах с гидравлическими аккумуляторами процессы нагнетания и впрыска протекают раздельно. Предварительно топливо под высоким давлением нагнетается насосом в аккумулятор, из которого поступает к форсункам. Эта система обеспечивает качественное распыление и смесеобразование в широком диапазоне нагрузок дизеля, но из-за сложности конструкций такой насос широкого распространения не получил. Современные дизели используют технологию с управлением электромагнитными клапанами форсунок от микропроцессорного устройства (такое сочетание называется «common rail»).

Разновидности [ править | править код ]

Топливные насосы высокого давления могут быть рядными, V-образными (многосекционными) и распределительными. В рядных ТНВД насосные секции располагаются друг за другом, и каждая подает топливо в определенный цилиндр двигателя. В распределительных ТНВД, которые бывают одноплунжерными и двухплунжерными, одна насосная секция подает топливо в несколько цилиндров двигателя.

Устройство распределительного ТНВД:

; ; штуцер;
1. корпус насосной секции высокого давления в сборе с плунжерной парой и нагнетательными клапанами;
2. топливоподкачивающий насос;
3. лючок регулятора опережения впрыска;
4. корпус ТНВД;
5. электромагнитный клапан выключения подачи топлива;
6. кулачково-роликовое устройство привода плунжера.

Подачу топлива из бака в ТНВД обеспечивает топливоподкачивающий насос (также называемый топливным насосом низкого давления, ТННД). Он повышает давление топлива на величину около 5 бар. Редукционный клапан поддерживает стабильное давление на входе в насосную секцию ТНВД, которая расположена в корпусе.

Плунжерная пара насосной секции представляет собой золотниковое устройство, регулирующее количество впрыскиваемого топлива и распределяющее его по цилиндрам дизеля в соответствии с порядком их работы. Всережимный регулятор (2) обеспечивает устойчивую работу дизеля в любом режиме, задаваемом водителем с помощью педали акселератора, и ограничивает максимальные обороты коленчатого вала, а регулятор опережения впрыска топлива (6) изменяет момент подачи топлива в цилиндры в зависимости от частоты вращения коленвала.

Топливоподкачивающий насос подает в ТНВД топливо в гораздо большем объёме, чем требуется для работы дизеля. Излишки возвращаются в бак через дренажный штуцер (3). Что касается электромагнитного клапана (8), то он предназначен для остановки дизеля. При повороте ключа в замке зажигания в положение «выключено» электромагнитный клапан перекрывает подачу топлива к плунжерной паре, а значит, и в цилиндры дизеля, это и требуется, чтобы заглушить силовой агрегат.

В зависимости от давления и продолжительности впрыска, а также от величины цикловой подачи топлива существуют следующие модели рядных ТНВД:

• М (4—6 цилиндров, давление впрыска до 550 бар)
• А (2—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
• P3000 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
• P7100 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
• P8000 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
• P8500 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
• R (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1150 бар)
• P10 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
• ZW (M) (4—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
• P9 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
• CW (6—10 цилиндров, давление впрыска до 1000 бар)
• H1000 (5—8 цилиндров, давление впрыска до 1350 бар)

Общее устройство ТНВД [ править | править код ]

• Корпус.
• Крышки.
• Всережимный регулятор
• Муфта опережения впрыска.
• Подкачивающий насос.
• Кулачковый вал.
• Толкатели.
• Плунжеры с поводками или зубчатыми втулками,
• Гильзы плунжеров.
• Возвратные пружины плунжеров.
• Нагнетательные клапаны.
• Штуцеры.
• Рейка.

Принцип действия ТНВД [ править | править код ]

Движение кулачковый вал получает через муфту опережения впрыска и зубчатую передачу от коленчатого вала. При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель и смещает его, а он в свою очередь, сжимая пружину, поднимает плунжер. При поднятии плунжера он вначале закрывает впускной канал, а затем начинает вытеснять топливо, находящееся над ним. Топливо вытесняется через нагнетательный клапан, открывшийся за счёт давления, и поступает к форсунке.

В момент движения плунжера вверх винтовой канал, находящийся на нём, совпадает со сливным каналом в гильзе. Остатки топлива, находящиеся над плунжером, начинают уходить на слив через осевой, радиальный и винтовой каналы в плунжере и сливной в гильзе. При опускании плунжера за счёт пружины открывается впускной канал, и объём над плунжером заполняется топливом от подкачивающего насоса.

Изменение количества подаваемого топлива к форсунке осуществляется поворотом плунжеров от рейки через всережимный регулятор. При повороте плунжера, если винтовой канал совпадёт со сливным раньше, то впрыснуто топлива будет меньше. При обратном повороте каналы совпадут позже, и впрыснуто топлива будет больше.

На некоторых ТНВД (например, ТНВД трактора Т-130) часть секций отключается на холостых оборотах, соответственно, отключается и часть цилиндров двигателя.

Дополнительные агрегаты ТНВД [ править | править код ]

Муфта опережения впрыска — служит для изменения угла опережения впрыска в зависимости от оборотов. По принципу действия является механизмом, использующим центробежную силу. Устройство:

• Ведущая полумуфта.
• Ведомая полумуфта.
• Грузы.
• Стяжные пружины грузов.
• Опорные пальцы грузов

Принцип действия муфты следующий. При минимальных оборотах грузы за счёт пружин стянуты к центру и положение между муфтами является исходным, при этом угол опережения впрыска находится в пределах отрегулированного параметра. При увеличении оборотов центробежная сила в грузах возрастает и разводит их, преодолевая сопротивление пружин. При этом муфты поворачиваются относительно друг друга и угол опережения впрыска увеличивается.

Всережимный регулятор — служит для изменения количества подачи топлива в зависимости от режимов работы двигателя: запуск двигателя, увеличение/уменьшение оборотов, увеличение/уменьшение нагрузки, остановка двигателя. Устройство:

Регулировка ТНВД

1. Предварительная проверка и подготовка к регулировке ТНВД на стенде.

• Тип контрольных форсунок топливного стенда — DN12SD12 (NIPPONDENSO)
• Давление начала подъема иглы форсунки — 145-155 бар

• Предельно допустимая погрешность — ± 40 об/мин

г) Закрепите ТНВД на стенде.

Примечание: нанесите метку на соединительную муфту напротив шпонки вала насоса.

• Наружный диаметр — 6,0 мм
• Внутренний диаметр — 2,0 мм
• Длина — 840 мм
• Минимально допустимый радиус изгиба — более 25 мм
• Момент затяжки — 22 Нм

ж) Отвернув два болта, снимите правую крышку автомата опережения впрыска.

• Момент затяжки — 8 Нм

и) Подсоедините провод к клемме электромагнитного клапана отсечки подачи и подайте напряжение 12 В.

• — Аккумуляторная батарея должна располагаться как можно дальше от ТНВД во избежание «проскакивания» искры.
• — Сначала подсоединяйте провод к выводу электромагнитного клапана.

к) Давление в трубке подвода топлива должно составлять 0,2 кг/см 2 . Температура топлива должна быть 40-45°С.

м) Установите угломер на топливный стенд и соедините его с рычагом управления ТНВД.

н) Закрепите верхнюю часть рычага управления в положение максимальной подачи.

о) Проверьте установку кулачковой шайбы.

(1) Отсоедините топливную трубку высокого давления от нагнетательного штуцера с маркировкой «С», нанесенной на распределительной головке ТНВД.

(2) При помощи специального приспособления выверните корпус (штуцер) нагнетательного клапана.

(3) Проверьте, что топливо вытекает из отверстия распределительной головки при положении метки на переходнике, в соответствии с рисунком.

(4) Если топливо не вытекает, разберите соответствующие детали и поверните кулачковую шайбу на 180°.

Примечание: при выполнении данной операции отключите клемму электромагнитного клапана отсечки подачи топлива.

• Момент затяжки — 59 Нм

• Момент затяжки — 22 Нм

р) Дайте ТНВД проработать в течение 5 минут при 2000 об/мин.

Примечание: проверьте отсутствие утечек топлива и посторонних шумов.

• — Определите объем топлива в мерных колбах (мензурках).
• — Перед следующим замером сливайте топливо из мензурки не менее 30 с.

2. Предварительная регулировка номинальной подачи топлива.

а) Установите верхнюю часть рычага управления ТНВД в положение максимальной подачи.

б) Измерьте величину подачи топлива. (см. таблицу 1).

в) Если имеется кольцевая пломба, то удерживая регулировочный винт номинальной подачи освободите уплотнительную манжету от места приваривания поворотом контргайки против часовой стрелки на 90° или больше.

С помощью отвертки удалите уплотнительную манжету.

г) Если имеется проволочное уплотнение — обрежьте проволоку.

д) Отрегулируйте подачу топлива вращением винта регулировки подачи топлива.

Примечание: при повороте регулировочного винта номинальной подачи на ½ оборота подача топлива изменяется приблизительно на 3 см 3 .

3. Предварительная регулировка положения вала регулятора.

• Величина выступа вала — 0,5-2,0 мм

4. Предварительная регулировка максимальной частоты вращения.

а) Установите рычаг управления ТНВД в положение максимальной подачи.

б) Измерьте величину подачи топлива (см. таблицу 2).

в) Удалите пломбу винта максимальной частоты вращения.

г) Отрегулируйте величину подачи регулировочным винтом максимальной частоты вращения.

Отрегулируйте давление топлива внутри корпуса ТНВД.

а) Установите рычаг управления ТНВД в положение максимальной подачи.

б) Измерьте давление топлива внутри корпуса ТНВД при частотах вращения, указанных в таблице 3.

в) Если давление меньше указанных величин, то отрегулируйте его с помощью металлического стержня легкими ударами по упору пружины редукционного клапана, наблюдая одновременно за показаниями манометра, измеряющего давление внутри корпуса ТНВД.

В случае, если давление превышает указанные величины или если редукционный клапан запал, то он подлежит замене.

6. Проверьте объем топлива.

a) Установите рычаг управления ТНВД в положение максимальной подачи.

• Частота вращения вала привода ТНВД — 2100 об/мин
• Объем отводимого топлива — 167-364 см 3

7. Для следующих регулировок отключите устройство управления прогретом двигателя.

а) Поверните рычаг управления прогревом на 20° против часовой стрелки.

6) Поместите металлическую пластину 8,5-10 мм между рычагом и привод управления прогревом.

Примечание: держите систему повышенной частоты вращения при прогреве отключенной, пока все измерения и регулировки не будут выполнены.

8. Измерьте и отрегулируйте ход плунжера автомата опережения впрыска.

а) Установите шкалу измерения хода плунжера на ноль.

б) Измерьте ход плунжера автомата опережения впрыска при заданных частотах вращения.

в) Шестигранным ключом 5 мм отрегулируйте ход плунжера автомата опережения.

Примечание: ход плунжера уменьшается при повороте винта по часовой стрелке и увеличивается при повороте винта против часовой стрелки.

9. Регулировка цикловой подачи при полной нагрузке.

а) Угол поворота рычага регулятора: (А — максимальный холостой ход) плюс 13-23°, (В — минимальный холостой ход) минус 24-34°.

б) Измерьте цикловую подачу при полной нагрузке (см. выше таблицу 1).

в) Отрегулируйте подачу топлива при полной нагрузке регулировочным винтом номинальной подачи.

Примечание: величина подачи изменяется приблизительно на 3 см 3 за каждые полоборота винта.

10. Регулировка при максимальной частоте вращения.

а) Измерьте объем впрыскиваемого топлива при максимальных значениях частоты вращения.

• Число циклов — 200
• Угол поворота рычага управления ТНВД — плюс 13-23°

11. Проверьте объем впрыскиваемого топлива.

• Число циклов — 200
• Угол поворота рычага управления ТНВД — плюс 13-23°

в) Снимите детали, указанные на рисунке.

1 — стопорное кольцо,
2 — упорное кольцо,
3 — упорный подшипник,
4 — пробку.

г) Измерьте толщину головки пробки втулки, выберите новую пробку втулки.

Примечание: удлинение пробки на 0,1 мм увеличивает стартовую подачу на 0,6 см 3 /200 циклов. Если неравномерность подачи превышает заданное значение, то замените нагнетательный клапан.

Пробки выпускаются с различной толщиной головки от 2, 2 до 3,4 мм (с шагом 0,1 мм).

д) Соберите втулку регулятора в порядке, обратном разборке, запрессуйте пробку во втулку.

12. Отрегулируйте положение вала регулятора по нагрузке.

а) Регулировка проводится поворотом вала втулки регулятора. Отрегулируйте начальную и конечную точки хода муфты регулятора частоты вращения.

б) Установите рычаг управления ТНВД в положение максимальной подачи.

Примечание: где А — значение измеренное в подпункте, г) пункта 15.

• Число циклов — 200
• Частота вращения — 1500 об/мин

• Частота вращения — 1500 об/мин
• Разница подач — 1,0±0,3 см 3
• Число циклов — 200

Примечание: полоборота вала регулятора изменяет подачу на 3 см.

з) Медленно перемещайте рычаг к упору минимального холостого хода и закрепите рычаг в точке, где заканчивает падать давление в корпусе насоса.

Сравните величину подачи топлива с данными таблицы 7.

и) Проверьте разницу хода плунжера автомата опережения впрыска по нагрузке при перемещении рычага управления ТНВД из положения максимальной частоты вращения в положение холостого хода (см. таблицу 8.)

• Выступ вала — 0,5-2,0 мм

16. Регулировка подачи холостого хода.

• Угол поворота рычага управления ТНВД — минус 24-34°
• Число циклов — 200
• Допускаемая неравномерность — 0,34 см

17. Отрегулируйте систему управления прогревом.

• Температура топлива — 15-35°С

в) Установите шкалу приспособления для измерения хода плунжера автомата опережения впрыска на ноль.

г) Проверьте начальное угловое попоженив регулировочного рычага управления прогревом ТНВД, которое будем считать за нулевое.

д) Выньте металлическую пластину, которая была установлена мемеду регулировочным рычагом и приводом управления прогревом.

е) Поверните рычаг автомата управления прогревом по часовой стрелке с усилием примерно 4,9 Нм и удерживайте его в этом положении динамометрическим ключом под указанным усилением в течение 10 секунд, затем снимите усилие.

ж) Измерьте ход плунжера автомата опережения — впрыска при температуре 25°С и частота вращения вала привода ТНВД 400 об/мин.

• с МКПП — 0,74-1,14 мм
• с АКПП — 0,55-0,95 мм

19. Отрегулируйте повышенную частоту вращения холостого хода.

а) Измерьте зазор между рычагом управления и регулировочным винтом частоты вращения холостого хода.

• 25°С — 1,4 мм
• 50 °C — 0 мм

20. Проверка после регулировки.

• Частота вращения вала ТНВД — 100 об/мин

• Регулировочный угол положения рычага управления — 42-52°

в) Удалите металлическую пластину между рычагом и приводом управления прогревом.

21. Отрегулируйте датчик положения рычага управления.

• Подача топлива — 5,6 см 3
• Число циклов — 200
• Частота вращения вала привода ТНВД — 700 об/мин

б) Ослабьте два винта, крепящие датчик положения рычага управления к кронштейну.

в) Приложите напряжение 5 В между выводами «VC» и «Е2».

г) Подсоедините вольтметр к выводам «VTA» и «Е2» датчика положения рычага управления.

• Напряжение — 2,74 ± 0,025 В

22. Снимите ТНВД со стенда.

23. Установите пломбы.

Запломбируйте регулировочные винты максимальной частоты вращения и номинальной подачи (полной нагрузки) новыми проволочными пломбами.

Модуль ЕСМ и электронный блок управления ТНВД постоянно обмениваются сигналами в режиме реального времени. Модуль ЕСМ посылает сигналы о планируемом объеме и фазе впрыска топлива, частоте оборотов даигателя и т.д., и получает от блока управления

ТНВД сигналы о частоте оборотов ТНВД, температуре топлива и т.д. При помощи этих сигналов блок управления ТНВД рассчитывает оптимальные параметры работы насоса. Блок управления оснащен диагностической системой, которая выявляет неисправности механизмов и датчиков ТНВД. Информация о неисправностях передается в модуль ЕСМ.

Управление объемом впрыска топлива

В соответствии с сигналом о планируемом объеме впрыска топлива от блока ЕСМ, объем топлива регулируется управляющим клапаном в ТНВД и изменяется за счет времени открытого состояния иглы клапана.

Управление фазой впрыска топлива

Основываясь на сигнале о планируемом моменте впрыска топлива от ЕСМ, регулировка момента впрыска происходит в соответствии с положением пружины таймера, которая выполняет функцию управления рабочим циклом клапана опережения впрыска в топливном насосе и регулирует давление в камере высокого давления поршня таймера.

Датчик температуры топлива

Датчик определяет температуру топлива в ТНВД и служит для соответствую-

Диагностика (код 0402):

Неисправность обнаружена в случае

Проверьте компоненты (возможные причины)

Датчик температуры топлива (встроен в ТНВД) подает в блок управления ТНВД неверный сигнал напряжения

• Проводка или разъемы (цепь ТНВД имеет разрыв или короткозамкнута)

Диагностика (код 1002):

Неисправность обнаружена в случае

Проверьте компоненты (возможные причины)

Неправильно работает система отсечки топлива

• Проводка или разъемы (цепь системы управления впрыском топлива)

• Система управления впрыском топлива

Диагностика (код 0701):

Неисправность обнаружена в случае

Проверьте компоненты (возможные причины)

Датчик положения кулачка (встроен в ТНВД) подает в блок управления ТНВД неверный сигнал напряжения

• Проводка или разъемы (цепь ТНВД имеет разрыв или короткозамкнута)

Диагностика (код 0703):

Неисправность обнаружена в случае

Проверьте компоненты (возможные причины)

В блок управления ТНВД постоянно поступают сигналы неправильного напряжения от ЕСМ

• Проводка или разъемы (цепь ТНВД имеет разрыв или короткозамкнута)

Диагностика (код 0704):

Неисправность обнаружена в случае

Проверьте компоненты (возможные причины)

Сливной клапан (встроенный в ТНВД) функционирует неправильно

• Проводка или разъемы (цепь ТНВД имеет разрыв или короткозамкнута)

Диагностика (код 0705):

Неисправность обнаружена в случае

Проверьте компоненты (возможные причины)

Блок управления ТНВД работает неправильно

• Блок управления ТНВД

Диагностика (код 0707):

Неисправность обнаружена в случае

Проверьте компоненты (возможные причины)

Система управления опережением впрыска работает неправильно

• Проводка или разъемы (цепь ТНВД имеет разрыв или короткозамкнута)

• Низкое качество топлива

Подтверждение кода неисправности

1. Поверните ключ зажигания в положение «ON» и подождите не менее 2 сек.

2. Запустите двигатель и дайте ему поработать на холостых оборотах не менее 2 секунд (если двигатель не запускается, поверните ключ зажигания в положение «START» и удерживайте его не менее 2 секунд).

3. Поверните ключ зажигания в положение «OFF», подождите не менее 5 сек. и снова поверните в положение «ON».

4.Проведите диагностику в режиме II («Результаты самодиагностики»).

Смотрите также:

— Датчик положения акселератора… Датчик положения акселератора (код неисправности 0403) Рабочий блок акселератора установлен на верхнем конце педали в сборе. Датчик положения и позиционный…
— Датчик массы расхода воздуха… Датчик массы расхода воздуха расположен в потоке впускного воздуха и измеряет его объем. Измерение производится при помощи пленки, которая нагревается…
— Модуль ЕСМ (Коды 0901, 0301, 0902).… Модуль ЕСМ (код неисправности 0901, 0301, 0902) Модуль ЕСМ состоит из микрокомпьютера и разъемов для входных и выходных сигналов, а…
— Система управления впрыском… Система выполняет три функции: управление при запуске двигателя, управление в режиме холостого хода и управление работой двигателя в обычных условиях…
— Вентилятор радиатора (код… Модуль ЕСМ контролирует работу вентилятора с учетом скорости движения автомобиля, температуры охлаждающей жидкости и сигнала включенного состояния кондиционера («ON»). Имеется…

Электронные системы управления рядными ТНВД

Как и в обычном рядном ТНВД, оснащенном механическим регулятором, количество впрыскиваемого топлива является функцией положения управляющей рейки подачи топлива 3 и частоты вращения вала привода ТНВД. Управление рейкой осуществляется с помощью специального электромагнитного регулятора количества топлива 8, присоединенного непосредственно к ТНВД. Электромагнитный регулятор состоит из катушки и сердечника, воздействующего на рейку ТНВД. Положение рейки насоса определяется индуктивным датчиком положения рейки 9, закрепленным на ней. В катушку электромагнитного регулятора, в зависимости от сигналов входных датчиков температуры двигателя, частоты вращения вала насоса, положения педали управления рейкой и др. от блока управления поступает ток возбуждения различной величины. При этом сердечник регулятора, втягиваясь под воздействием магнитного поля, воздействует на рейку насоса преодолевая усилие пружины, изменяя количество впрыскиваемого топлива. С увеличением силы тока поступаемого от блока управления, сердечник, втягиваясь на большую величину и воздействуя на рейку, увеличивает подачу топлива. При отключении соленоида пружина прижимает рейку в положение остановки двигателя и прекращает подачу топлива.

Общий вид рядного ТНВД с электронным управлением показан на рисунке:

Рис. Рядный ТНВД с электронным управлением:
1 – гильза; 2 – втулка управления; 3 – рейка подачи топлива; 4 –плунжер; 5 – кулачковый вал; 6 – электромагнитный клапан начала подачи топлива; 7 – вал управления регулирующей втулкой; 8 – электромагнитный регулятор количества топлива; 9 – индуктивный датчик положения рейки; 10 – вилочное соединение; 11 – диск; 12 – топливоподкачивающий насос

На кулачковом валу ТНВД устанавливается зубчатый диск 11, который при вращении подает импульсы на индуктивный измерительный преоб­разователь. Электронный блок управления использует импульсные ин­тервалы для вычисления частоты вра­щения коленчатого вала двигателя.

Датчик положения рейки подает сигналы для различных устройств на двигателе и автомобиле:

• сигнал о моменте переключения передач для гидравлической коробки передач
• сигнал для подачи максимальной порции топлива скоординированной с давлением наддува для соблюдения норм на дымность отработавших газов
• сигнал о нагрузке, как указание момента переключения для переключения передач в механической коробке передач
• сигнал для измерения расхода топлива
• сигнал для запуска рецеркуляции отработавших газов
• сигнал диагностики и др.

Рис. Датчик положения рейки:
1 – контрольная катушка; 2 – сердечник; 3 – короткозамкнутый подвижный контур; 4 – рейка; 5 – лыска; 6 – возвратная пружина; 7 – измерительная катушка; 8 – магнитопровод; 9 – неподвижный контур

Датчик состоит из пластинчатого стального сердечника 2 с двумя наружными открытыми концами. На одном конце закреплена измерительная катушка 7, которая запитывается переменным током 10 кГц, на другом конце контрольная катушка 1. Короткозамкнутый подвижный контур 3, предназначенный для регистрации хода рейки крепится к ней. Датчик хода рейки соединен с блоком управления.

Принцип работы датчика состоит в том, что короткозамкнутый неподвижный контур 9, окружающий конец сердечника, экранирует переменное магнитное поле (индукцию), вырабатываемое контрольной катушкой 1. Распространение магнитного поля ограничивается пространством между катушкой и короткозамкнутым кольцом. Учитывая то, что короткозамкнутое подвижное кольцо перемещается вместе с рейкой и изменяет своё положение относительно измерительной катушки, магнитное поле воздействующее на измерительную обмотку изменяется. Реагирующая цепь преобразует отношение индукции измерительной катушки 7 к индукции контрольной катушки 1 в отношении напряжений, которые пропорциональны ходу рейки. Величина измеряемого напряжения постоянно сравнивается с напряжением контрольной катушки.

Датчик информирует о текущем положении рейки с точностью 0,2 мм.

Электронный блок управления сравнивает частоту вращения и другие параметры работы двигателя с целью определения оптимального ко­личества подаваемого топлива (выра­жаемого как функция положения рей­ки). С помощью электронного контрол­лера сравнивается положение рейки насоса с конкретной точкой для опре­деления значения тока возбуждения соленоида, который сжимает возврат­ную пружину. Когда отклонения опре­деляются, регулируется ток возбужде­ния, обеспечивая смещение рейки насо­са к более точному положению.

Подача топлива к форсункам принципиально не отличается от механических ТНВД. Однако в насосах с электронным управлением отсутствует муфта опережения впрыска и в них угол опережения впрыска управляется по сигналам, подаваемым от блока управления в электромагнитный клапан начала подачи топлива. В зависимости от величины силы тока поступающего в катушку электромагнитного клапана начала подачи топлива 6, его сердечник, преодолевая сопротивление пружины, втягивается в катушку на определенную величину, поворачивая при этом вал управления 7 регулирующей втулкой. В свою очередь вал управления связан с втулкой управления. При повороте вала управляющая втулка может приподниматься или опускаться. При обесточивании электромагнитного клапана вал под воздействием пружины переводит втулки в верхнее положение (поздний впрыск).

Начало подачи может регулироваться при изменении положения втулок в пределах до 40° поворота коленчатого вала.

Принцип работы прецизионных деталей гильзы, плунжера и управляющей втулки показан на рисунке:

Рис. Принцип работы плунжерной пары с управляющей втулкой:
a – НМТ плунжера; b – начало подачи топлива; c – завершение подачи топлива; d – ВМТ плунжера; h1 – предварительный ход; h2 – полезный ход; h3 – холостой ход; 1 – нагнетательный клапан; 2 – полость высокого давления; 3 – втулка плунжера; 4 – управляющая втулка; 5 – винтовая канавка плунжера; 6 – распределительное отверстие в плунжере; 7 – плунжер; 8 – пружина плунжера; 9 – роликовый толкатель; 10 – кулачок; 11 – разгрузочное отверстие; 12 – камера низкого давления

Плунжер кроме обычной спиральной канавки изменяющей подаваемую порцию топлива к форсункам имеет распределительное отверстие 6, которое может быть закрыто или открыто управляющей втулкой 4. При движении плунжера вниз топливо поступает в надплунжерное пространство.

При движении плунжера 7 вверх, до тех пор, пока распределительное отверстие 6 находится в полости всасывания камеры низкого давления 12, давление в полости нагнетания 2 выравнивается с давлением во всасывающей полости через центральный канал.

Как только распределительное отверстие 6 плунжера перекрывается кромкой управляющей втулки 4 полость всасывания и полость высокого давления разобщаются и давление в полости нагнетания начинает расти. После того как под воздействием высокого давления открывается нагнетательный клапан 1, давление в трубопроводе высокого давления растет до величины открытия иглы форсунки (начало впрыска).

Впрыск продолжается при движении плунжера вверх пока кромка спиральной канавки 5 не достигнет разгрузочного отверстия 11 в управляющей втулке 4. После этого давление в полостях выравнивается, и нагнетательный клапан 1 под воздействием пружины и давления топлива закрывается.

Регулирование начала впрыска топлива зависит от частоты вращения коленчатого вала, нагрузки на двигатель и его температуры. Начало впрыска топлива зависит от положения управляющей втулки, размещенной в кольцевой выточке гильзы. Изменение начала впрыска происходит одновременно во всех секциях насоса за счет поднятия или опускания управляющих втулок. Начало впрыска топлива зависит от положения управляющей втулки, так как нагнетание может произойти только после перекрытия распределительного отверстия плунжера 6, в противном случае топливо через вертикальный канал и отверстие 6 будет вытесняться полость 12 и давление в надплунжерном пространстве возрастать не будет. В момент перекрытия отверстия 6 полость в надплунжерном пространстве становится герметичной и давление топлива начинает резко возрастать, открывая при этом нагнетательный клапан. Если втулка находится относительно отверстия плунжера 6 выше, впрыск начинается позже, так как позже будет перекрываться окно плунжера. При более низком положении втулки относительно окна плунжера перекрытие окна плунжера будет более ранним и впрыск начинается раньше. Ход втулки составляет около 5,5 мм при изменении угла опережения впрыска топлива 12° по углу поворота коленчатого вала.

Регулирование количества подаваемого топлива осуществляется как и у обычных механических ТНВД поворотом плунжера 7, на котором распределительное отверстие 6 соединено с винтовой канавкой 5 плунжера. Если плунжер повернут на небольшой угол, количество подаваемого топлива будет малым, так как спиральная канавка очень быстро после закрытия распределительного отверстия в плунжере 6 управляющей втулкой достигает разгрузочного отверстия 11 втулки. При большем повороте плунжера подача топлива соответственно увеличивается.

Прекращение подачи топлива осуществляется при останове двигателя. При этом плунжер устанавливается в такое положение, при котором в любой позиции между мертвыми точками полости всасывания и нагнетания соединены через центральное отверстие плунжера.