Основной функцией любого топливного насоса высокого давления (ТНВД) является обеспечение подачи топлива к форсункам под требуемым давлением, на любых режимах работы двигателя и в течение всего срока эксплуатации транспортного средства.
В системе Common Rail дизельного двигателя ЗМЗ-51432 CRS топливный насос высокого давления BOSCH CP1H 0 445 010 330 необходим лишь для создания резерва топлива и быстрого повышения давления в топливном аккумуляторе (топливной рампе). ТНВД создает постоянное давление величиной до 1450 бар для аккумулятора высокого давления.
Топливный насос высокого давления CP1H системы Common Rail ЗМЗ-51432 CRS.
В системе Common Rail дизельного двигателя ЗМЗ-51432 CRS используется радиальный плунжерный ТНВД CP1H 0 445 010 330 фирмы BOSCH, который создает высокое давление топлива независимо от величины цикловой подачи.
ТНВД крепиться на общем с генератором кронштейне с левой стороны двигателя. Приводится в действие с помощью шкива коленчатого вала поликлиновым ремнем 6РК1600, а частота вращения вала ТНВД не превышает 3360 оборотов в минуту.
Топливный насос высокого давления BOSCH CP1H смазывается и охлаждается проходящим через него топливом. Клапан регулирования давления топлива установлен непосредственно на ТНВД. Три плунжера с гильзой, радиально расположенные по окружности через 120 градусов, сжимают топливо внутри ТНВД. Три рабочих хода каждого плунжера за один оборот вала ТНВД позволяют обеспечить незначительную и равномерную нагрузку на вал привода с эксцентриковыми кулачками.
Крутящий момент, достигающий величины 25 Нм, составляет около 1/9 от амплитуды момента, необходимого для привода распределительного ТНВД VE. Таким образом, система Common Rail функционирует с меньшими затратами на привод. Необходимая для привода ТНВД мощность возрастает пропорционально частоте вращения вала насоса и давлению в топливном аккумуляторе высокого давления.
Принцип действия топливного насоса высокого давления BOSCH CP1H.
Топливоподкачивающий насос подает топливо к ТНВД через фильтр с сепаратором воды. Пройдя через дроссельное отверстие защитного клапана, топливо, используемое также для смазки и охлаждения деталей ТНВД, движется к плунжерам по системе каналов. Вал привода с эксцентриковыми кулачками одновременно заставляет поступательно двигаться все три плунжера.
Топливоподкачивающий насос создает давление подачи, превышающее величину, на которую рассчитан защитный клапан, от 0.5 до 1.5 бар. Последний открывает перепускной канал низкого давления, по которому топливо через впускной клапан поступает в камеру над плунжером, движущимся вниз, то есть совершающим впуск.
Когда нижняя мертвая точка плунжера пройдена, впускной клапан закрывается. Топливо в надплунжерном пространстве сжимается плунжером, идущим вверх. Когда возрастающее давление достигнет уровня, соответствующего тому, что поддерживается в аккумуляторе высокого давления, открывается выпускной клапан. Сжатое топливо поступает в контур высокого давления.
Плунжер ТНВД подает топливо до тех пор, пока не достигнет своей верхней мертной точки хода подачи. Затем давление падает, выпускной клапан закрывается. Плунжер начинает движение вниз. Когда величина давления в надплунжерном пространстве опускается ниже величины давления подкачки, впускной клапан открывается и процесс повторяется.
Мощность подачи топливного насоса высокого давления BOSCH CP1H.
Так как ТНВД рассчитан на большую величину подачи, на холостом ходу при частичных нагрузках возникает избыток сжатого топлива, которое через клапан регулирования давления и магистраль обратного слива возвращается в топливный бак. Здесь давление топлива падает, и потенциальная энергия потока топлива иссякает.
Поскольку топливо под давлением нагревается, то под влиянием температуры топлива, поступающего из магистрали обратного слива, постепенно повышается температура топлива в баке. Соответственно снижается КПД системы.
Передаточное отношение между приводным и коленчатым валами.
Величина подачи топлива к аккумулятору высокого давления пропорциональна частоте вращения вала ТНВД, и зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Передаточное отношение между приводным и коленчатым валами выбрано таким образом, чтобы избыток подаваемого топлива был невелик, но в режиме полной нагрузки полностью удовлетворялась потребность в топливе. Передаточное отношение у дизельного двигателя ЗМЗ-51432 составляет 1.34.