Распределенный или непосредственный впрыск (MPI или GDI)

Распределенный или многоточечный впрыск топлива

Начнем с него, все потому, что он появился первым (впереди своего соперника). Прототипы существовали на заре 20 века, хотя они были далеки от идеала и часто использовали механическое управление.

Аббревиатура MPI (Multi Point Injection) — Многоточечная распределенная инъекция. По сути, это современный инжектор

Теперь, с развитием электроники, карбюратор и другие топливные системы, которые были в зачаточном состоянии, ушли в прошлое. Распределенный впрыск — это электронная топливная система, в основе которой лежат форсунки (от слова впрыск), топливная рампа (там, где они установлены), электронный насос (который крепится к баку). Просто ЭБУ дает команду насосу перекачивать топливо, идет по магистрали к топливной рампе, затем к форсунке, а затем распыляется во впускной коллектор.

Но и эта система с годами совершенствовалась. Есть три типа инъекций:

• Одновременный. Раньше, в 70-х и 80-х, никого не волновала цена на бензин (он был дешевым) и никто даже не думал об окружающей среде. Таким образом, топливо впрыскивалось во все цилиндры одновременно с одним оборотом коленчатого вала. Это было крайне непрактично, потому что как обычно (в 4-цилиндровом двигателе) — два поршня работают на сжатие, а два других отводят выхлопные газы. А если подать газ сразу во все «котлы», то два других просто бросят его в котелок. Это очень дорого с точки зрения бензина и очень вредно для окружающей среды.
• Параллельная пара. Этот тип распределительного впрыска, как вы, наверное, уже догадались, происходил по очереди в двух цилиндрах. То есть топливо ушло именно туда, где происходит сжатие.
• Поэтапный тип. На данный момент это самый продвинутый метод, здесь каждая форсунка живет «своей жизнью» и управляется отдельно. Он подает газ непосредственно перед тактом всасывания. Именно здесь имеет место максимальная экономия смеси, а также высокая экологическая составляющая

Думаю, это понятно, это третий тип, который сейчас устанавливается на все современные модели автомобилей.

В этом заключается основное различие между распределительным впрыском и прямым впрыском. Форсунка находится на уровне впускного коллектора рядом с блоком двигателя.

Смешивание воздуха и бензина происходит прямо в коллекторе. Дозированный воздух выходит из дроссельной заслонки (которая регулируется педалью акселератора), при достижении форсунки впрыскивается топливо, получается смесь, которая уже всасывается через впускные клапаны в цилиндры двигателя (дальнейшее сжатие, зажигание и выхлоп выхлопных газов).

Преимущества этого метода — относительная простота конструкции, невысокая стоимость, кроме того, сами форсунки не должны быть сложными и устойчивыми к высоким температурам (т.к у меня нет контакта с горючей смесью), дольше работают без очистки, они не так требовательны к качеству топлива.

ПРОТИВ больший расход топлива (по сравнению с оппонентом), меньшая мощность

НО, для простоты, дешевизны и неприхотливости устанавливаются на большом количестве двигателей не только бюджетного сегмента, но и класса D.

Отличия системы MPI

Многие путают MPI с распределенным впрыском в целом, что также включает систему прямого впрыска GDI (FSI, DISI, TSI), где топливо подается непосредственно в каждый цилиндр. Это важное различие, поскольку многоточечный впрыск включает образование топливно-воздушной смеси в каналах впускного коллектора перед впускными клапанами.

Кроме того, двигатели с многоточечным впрыском являются безнаддувными. Это означает, что к таким двигателям предъявляются менее строгие требования к качеству топлива.

Про инжекторные моторы

У них другое название — инжекторные двигатели, что в целом никак не меняет сути происходящих явлений. По выполняемой работе впрыск напоминает принцип, реализованный в работе дизельного двигателя. Строго отмеренное количество топлива впрыскивается в двигатель в нужное время через форсунки форсунок и воспламеняется от искры свечи зажигания, хотя во время работы на дизеле искра не используется.

Полный цикл четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, рассмотренный выше, остается неизменным. Основное отличие состоит в том, что карбюратор подготавливает топливные сборки вне двигателя, затем поступает в цилиндры, тогда как в последних моделях двигателей с впрыском бензин впрыскивается непосредственно в цилиндр.

Такое устройство двигателя позволяет решить те проблемы, которые возникают при работе карбюратора. Использование инжектора дает двигателю следующие преимущества по сравнению с версией с карбюратором:

• увеличение мощности 7-10%;
• лучшие показатели топливной экономичности;
• снизить уровень токсичных веществ в выхлопных газах;
• подача оптимального количества топлива в зависимости от режима движения автомобиля.

Это лишь основные преимущества, которые позволяет получить инжекторный двигатель. Однако у каждого преимущества есть свои недостатки. Если карбюраторный двигатель чисто механический и может быть отремонтирован практически в любом состоянии, для управления инжекторным двигателем требуется сложная электроника и целая система датчиков, поэтому работы (текущие и ремонтные) нужно проводить в сервисном центре.

Достоинства и недостатки технологии MPI для автовладельца

Плюсы

1. Экономьте топливо»;
2. Точная дозировка бензина на каждый цилиндр двигателя;
3. Полное сгорание топлива и снижение выбросов в атмосферу;
4. Динамическое управление топливовоздушной смесью, подаваемой в камеры сгорания ДВС. Информация собирается разными датчиками, компьютер мгновенно реагирует на изменения в работе двигателя. Водитель избавлен от этой нагрузки.

Недостатки

С улучшением технологии впрыска количество задействованных элементов увеличилось. Есть дополнительные датчики, дополнительные насадки, дополнительная электроника.

Все это привело к удорожанию двигателей MPI и увеличению сложности обслуживания и ремонта. Сейчас не каждый гараж может правильно отремонтировать или отремонтировать эту систему впрыска. Стоимость ремонта увеличилась. Вместо одной форсунки, например, здесь устанавливаются четыре и это лишние деньги на их покупку при замене.

Основные моменты технологии

Для более точного дозирования топлива и стехиометрической смеси инженеры решили установить несколько форсунок вместо одной. Их положение перенесено на впускной коллектор. Если у двигателя четыре цилиндра, то есть четыре форсунки, каждая для своего цилиндра.

В отличие от карбюратора и моновпрыска, где воздушно-бензиновая смесь формировалась перед впускным коллектором, при распределенном впрыске смесь образуется непосредственно перед впускными клапанами двигателя. Здесь находятся форсунки MPI двигателя.

Что это дало?

1. Повышена точность учета топлива. Компьютер трансмиссии смог более точно впрыснуть необходимую дозу бензина для каждого цилиндра отдельно.
2. Улучшилось качество сжигания топлива и, как следствие, снизились выбросы вредных веществ в атмосферу.
3. Аппетит автомобиля к топливу снизился.

Особенности устройства инжекторного двигателя

Чтобы грамотно управлять автомобилем, оснащенным системой питания бензинового двигателя с впрыском топлива, необходимо иметь представление о его работе. Особенно если речь идет об отечественных автомобилях, системе впрыска топлива ВАЗ 2114 и прочей технике.

Без этого самостоятельно разобраться и устранить возможные неисправности станка будет сложно. Освоив особенности конструкции, принцип работы, устройство инжекторного двигателя, можно разобраться в неисправности и даже устранить ее, не обращаясь на СТО.

Двигатель инжектора управляется контроллером. В отечественных автомобилях он обычно располагается прямо под панелью приборов. Задача этого устройства — непрерывно обрабатывать информацию о состоянии двигателя и обеспечивать надежную работу его систем. В блок управления входят различные реле, форсунки, датчики.

С помощью встроенной системы диагностики неисправность в двигателе распознается, сигнализируется контрольной лампой, сохраняются диагностические коды неисправностей. В нем три запоминающих устройства, которые позволяют быстро анализировать техническое состояние за разные периоды времени.

Принципиальной характеристикой двигателя является наличие форсунок, обеспечивающих дозированный впрыск топливовоздушной смеси во впускной трубопровод после получения команды от блока управления. В этом случае необходимый воздух подается через дроссельную заслонку и регулятор холостого хода. Форсунки подключены к пандусу, установленному на впускном коллекторе.

Форсунка представляет собой электромеханический клапан, фиксируемый пружиной со штифтом. Когда на катушку соленоида форсунки подается импульс от блока управления, игла поднимается, открывая форсунку. Через него смесь поступает во впускной патрубок двигателя. Форсунки требуют постоянного контроля. Малейшая блокировка может отрицательно сказаться на работе двигателя.

Также важной частью этого двигателя является каталитический нейтрализатор, преобразующий вредные компоненты выхлопных газов.

Другой вариант классификации

Система бывает разных типов и опций.

• Одновременное сочетание редко рассматривается с практической точки зрения. За один ход одновременно активируются все форсунки внутри него.
• Параллельная работа (попарно) — за один оборот вала форсунки активируются попарно, один раз за оборот.
• Поэтапно, последовательно — когда после того, как вал совершил один оборот, любая из форсунок настраивается отдельно. В этом случае элемент открывается 1 раз перед входом.

Независимо от варианта классификации, все механизмы имеют различия по ряду параметров, учитываемых при работе.

Краткая история появления

Система впрыска топлива начала активно внедряться в 1970-х годах, как реакция на повышенный уровень выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Он был заимствован из авиационной промышленности и представлял собой более безопасную экологически чистую альтернативу карбюраторному двигателю. Последний был снабжен механической системой подачи топлива, при которой топливо поступало в камеру сгорания за счет разности давлений.

Первая система впрыска была практически полностью механической и отличалась низким КПД. Причиной тому был недостаточный уровень технического прогресса, который не мог полностью раскрыть свой потенциал. Ситуация изменилась в конце 1990-х с разработкой электронных систем управления двигателем. Электронный блок управления стал контролировать количество впрыскиваемого в цилиндры топлива и процентное содержание компонентов топливовоздушной смеси.

Непосредственный впрыск

он появился не так давно, в 80-х — 90-х годах прошлого века. Такие бренды, как MERCEDES, VOLKSWAGEN, BMW и др., принимали активное участие в разработке

Аббревиатура GDI (Gasoline Direct Injection) — впрыск непосредственно в камеру сгорания

Впрыск осуществляется по принципу фазового типа, т.е каждая форсунка управляется отдельно. Часто они закрепляются в рейке высокого давления (что-то вроде COMMON RAIL), но есть и отдельные твэлы, подходящие для каждого отдельно.

В чем тут ОТЛИЧИЕ — форсунки ввинчиваются в сам блок двигателя и имеют прямой контакт с камерой сгорания и воспламеняющейся топливной смесью.

Воздух также подается через дроссельную заслонку, затем через впускной коллектор — через клапаны он попадает в цилиндры двигателя, после чего топливо впрыскивается во время цикла сжатия, смешиваясь с воздухом и воспламеняясь от свечи зажигания. То есть смешение происходит непосредственно в двигателе, а не во впускном коллекторе, это главное ОТЛИЧИЕ!

Преимущества. Топливная эффективность (может доходить до 10%), высокая мощность (до 5%), лучшая экология.

Минусы. Стоит понимать, что форсунка находится рядом с зажженной смесью, это следует:

• Комплексное строительство
• Комплексное обслуживание
• Дорогой ремонт и обслуживание
• Требование к качеству топлива (иначе засорится)

Как видите, он эффективен и технологичен, но дорог в обслуживании.

Система непосредственного впрыска топлива в бензиновых двигателях: принцип работы

Система прямого впрыска топлива в бензиновых двигателях — безусловно, самое передовое и современное решение. Основная особенность прямого впрыска в том, что топливо подается прямо в цилиндры.

По этой причине эту систему также часто называют прямым впрыском топлива. В этой статье мы рассмотрим, как работает двигатель с непосредственным впрыском топлива, а также какие достоинства и недостатки есть у такой схемы.

Прямой впрыск топлива: устройство системы непосредственного впрыска

Как упоминалось выше, топливо в таких топливных системах подается непосредственно в камеру сгорания двигателя. Это означает, что форсунки не распыляют бензин во впускной коллектор, после чего топливовоздушная смесь попадает в цилиндр через впускной клапан и впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания.

Первыми бензиновыми двигателями с непосредственным впрыском были двигатели GDI на моделях японской компании Mitsubishi. В дальнейшем схема получила распространение, в результате чего сегодня двигатель внутреннего сгорания с такой системой подачи топлива можно встретить в ассортименте многих известных производителей автомобилей.

К примеру, компания VAG представила серию моделей Audi и Volkswagen с атмосферными и турбированными бензиновыми двигателями TFSI, FSI и TSI, получившими непосредственный впрыск топлива. Двигатели с прямым впрыском также производят BMW, Ford, GM, Mercedes и многие другие.

Такой диффузный прямой впрыск топлива получил за счет высокого КПД системы (около 10-15% по сравнению с распределенным впрыском), а также более полного сгорания рабочей смеси в цилиндрах и снижения уровня токсичности системы газы выгружаю.

Система непосредственного впрыска: конструктивные особенности

Итак, возьмем в качестве примера двигатель FSI с его так называемым «послойным» впрыском. Система включает в себя следующие элементы:

1. контур высокого давления;
2. бензиновый ТНВД;
3. регулятор давления;
4. топливная рампа;
5. датчик высокого давления;
6. форсунки для впрыска;

Начнем с топливного насоса. Указанный насос создает высокое давление, под которым топливо подается в топливную рампу и форсунки. Насос имеет поршни (может быть несколько поршней или один в насосах роторного типа) и приводится в действие распредвалом впускных клапанов.

RTD (регулятор давления топлива) встроен в насос и отвечает за дозированную подачу топлива, которая соответствует впрыску форсунки. Топливная рейка нужна для распределения топлива по форсункам. Кроме того, наличие этого элемента позволяет избежать скачков давления (пульсаций) топлива в контуре.

Кстати, в схеме используется специальный предохранительный клапан, который находится в дорожке. Указанный клапан необходим, чтобы избежать слишком высокого давления топлива и тем самым защитить отдельные элементы системы. Возможно повышение давления из-за того, что топливо имеет тенденцию расширяться при нагревании.

Датчик высокого давления — это устройство, измеряющее давление в топливной рампе. Сигналы датчиков передаются в ЭБУ (электронный блок управления двигателем), который, в свою очередь, может изменять давление в топливной рампе.

Что касается форсунки, то элемент обеспечивает своевременную подачу и распыление топлива в камере сгорания для создания необходимой топливовоздушной смеси. Обратите внимание, что описанные процессы контролируются ECM (электронная система управления двигателем). В системе есть группа различных датчиков, электронный блок управления и исполнительные механизмы. Если говорить о системе прямого впрыска, то вместе с датчиком топлива высокого давления для ее работы задействованы: датчик коленвала, ДПРВ, датчик положения дроссельной заслонки, расходомер воздуха, датчик температуры воздуха во впускном коллекторе, датчик температуры охлаждающей жидкости, и так далее

Благодаря работе этих датчиков необходимая информация отправляется в ЭБУ, после чего блок отправляет сигналы исполнительным механизмам. Это обеспечивает слаженную и точную работу электромагнитных клапанов, форсунок, предохранительного клапана и ряда других элементов.

Как работает ДВС

Чтобы четко понять разницу между двумя типами силовых устройств, необходимо сначала коснуться того, как в целом работает двигатель внутреннего сгорания. Существуют разные типы, наиболее распространенными из которых будут:

1. газ;
2. дизель;
3. газ-дизель;
4. газ;
5. вращающийся.

Принцип работы двигателя лучше всего можно понять на примере бензинового двигателя. Самый популярный из них — четырехтактный. Это означает, что весь цикл преобразования энергии, генерируемой при сгорании топлива, в механическую энергию осуществляется в четыре этапа. Конструкция движка такова, что последовательность тактовых циклов следующая:

• всасывание — заправка цилиндров топливом:
• компрессия — подготовка топлива к сжиганию;
• рабочий ход — преобразование энергии сгорания в механику;
• выхлоп — удаление продуктов сгорания топлива.

Чтобы обеспечить работу двигателя, у каждого из них своя задача. Во время первого хода поршень опускается из верхнего положения в самое нижнее, (впускной) клапан открывается, и цилиндр начинает заполняться топливовоздушной смесью. Во втором такте клапаны закрываются и поршень перемещается из нижнего положения в верхнее положение, смесь в цилиндре сжимается. Когда он достигает самого высокого положения, искра прыгает на свечу зажигания и воспламеняет смесь.

При сгорании образуется повышенное давление, которое заставляет поршень перемещаться из верхнего положения в нижнее. Достигнув его, под действием инерции вращения коленчатого вала поршень снова начинает подниматься, при этом срабатывает выпускной клапан, продукты сгорания топлива выбрасываются из цилиндра. Когда поршень достигает верхнего положения, выпуск закрывается, но впускной клапан открывается, и весь рабочий цикл повторяется.

Работа при послойном образовании топливной смеси

Схема топливной системы бензинового двигателя с впрыском топлива

Из-за конструктивных особенностей коллектора (наличие заслонок, закрывающих днище) доступ к днищу заблокирован. На такте впуска воздух поступает в верхнюю часть цилиндра, после определенного поворота коленчатого вала топливо впрыскивается во время такта сжатия, что требует большого давления насоса. Впоследствии полученная смесь сдувается вихрем в сторону свечи. К моменту подачи искры бензин уже будет хорошо перемешан с воздухом, что способствует качественному сгоранию. В то же время воздушный зазор создает своего рода оболочку, которая снижает потери и увеличивает эффективность, тем самым снижая расход топлива.

Следует отметить, что работа со стратифицированным впрыском топлива является наиболее перспективным направлением, так как в этом режиме можно добиться наиболее оптимального сгорания топлива.

Однородное формирование топливной смеси

В этом случае еще проще понять происходящие процессы. Топливо и воздух, необходимые для сгорания, поступают в цилиндр двигателя почти одновременно во время фазы впуска. Еще до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки, топливовоздушная смесь находится в смешанном состоянии. Благодаря высокому давлению впрыска образуется качественная смесь. Система переключается из одного рабочего режима в другой благодаря анализу поступающих данных. Следовательно, это приводит к увеличению экономичности двигателя.

Распределенный впрыск топлива: экономно и экологично

Ни для кого не секрет, что распределенный впрыск (впрыск) топлива — это современная технология, тесно связанная со сложной электроникой. Его главная «особенность» — наличие единственной форсунки на каждый цилиндр бензинового двигателя.

Но на самом деле подобные системы, пусть и с механическим управлением, появились в конце 19 — начале 20 веков. Их использовали в авиации, в гоночных автомобилях, а иногда их интерпретации даже выходили на рынок массовых автомобилей.

Распределенный впрыск пережил настоящий бум с появлением доступных микропроцессоров в конце 1980-х годов и до сих пор пользуется уважением у производителей автомобилей.

Перейдем к принципу работы и разновидностям системы распределенного впрыска (кстати, ее еще называют многоточечной системой).

Как мы уже упоминали, ключевой особенностью этой технологии являются топливные форсунки, которые устанавливаются по очереди перед впускными клапанами каждого цилиндра двигателя.

Таким образом, в отличие от однократного впрыска, можно добиться равномерного распределения топливовоздушной смеси по цилиндрам, а также точного ее дозирования.

В целом такое расположение форсунок позволило инженерам значительно улучшить экологичность двигателей, а также сделать их менее прожорливыми. Весь ансамбль управляется электронным блоком управления (ЭБУ).

С помощью многочисленных датчиков, которые передают данные о температуре, положении педали акселератора, количестве поступающего воздуха и других параметрах, он рассчитывает оптимальное количество бензина для впрыска и в нужный момент выдает управляющий сигнал для открытия форсунок.

В погоне за показателями

Мы уже упоминали выше, что система многоточечного впрыска позволила двигателям стать намного чище, чем их предшественники, оснащенные одинарным впрыском или карбюратором.

Однако экологам этого было недостаточно, и с каждым годом производители автомобилей должны были соблюдать все более строгие экологические стандарты.

Разновидности

Рассматривая проекты с распределенным впрыском топлива, можно выделить наиболее общие моменты:

• K-JETRONIC — часто используемый механический элемент для прямой подачи топлива.
• L-JETRONIC — это система, в которой наблюдается действие импульсов элементов с электронным управлением.
• KE-JETRONIC — это механический элемент непрерывной подачи топлива.

Следует отметить, что все эти варианты уже устарели и представляют собой весьма прихотливые конструкции.

Поэтому система может иметь несколько разновидностей в зависимости от определенного набора факторов и характеристик производительности.

Как работает система распределенной подачи ТС

Работа основных элементов системы — форсунок напрямую зависит от центра управления — блока управления, который состоит из бортового компьютера. Основная функция блока управления — получение электрических сигналов от входных датчиков с последующей обработкой и преобразованием в управляющие сигналы, которые передаются на электромагнитные клапаны топливных форсунок и исполнительные механизмы.

Помимо основных функций, блок управления выполняет и дополнительные задачи — выполняет своевременную диагностику системы питания для выявления любых неисправностей или сбоев в ее работе.

При обнаружении неисправностей блок управления информирует об этом водителя с помощью контрольных ламп на приборной панели — Проверить двигатель, Проверить. Информация о более сложных неисправностях помещается в блок памяти для дальнейшего использования при повторной диагностике.

Расчет необходимого количества топлива производится на основе данных, полученных с датчиков температуры (температура двигателя и воздуха на впуске), расхода воздуха, расчета скорости вращения коленчатого вала, угла открытия клапана и т.д.

После того, как на основе полученных данных произведены необходимые расчеты, бортовой компьютер посылает сигналы в виде электрических импульсов на форсунки, чтобы открыть их. Получая сигналы, форсунки открывают клапаны, через которые топливо высокого давления поступает в топливную рампу.

Системы питания непосредственного действия

Топливные системы прямого действия широко используются в дизельных двигателях различного назначения. Основными элементами этой системы являются насос высокого давления, форсунка, фильтры грубой и тонкой очистки и поршневой привод высокого давления. По способу поршневого привода эти системы делятся на системы с механическим, газовым, пружинным и пневмогидравлическим приводами.

Рис. Типы дизельных топливных систем

На рисунке представлена ​​принципиальная схема топливной системы дизельного двигателя с механическим приведением в действие плунжера ТНВД. Топливо поступает в систему из бака 1 через фильтр грубой очистки 2 с помощью подкачивающего насоса 3 и через фильтры тонкой очистки 5 подается во всасывающую полость насоса высокого давления 6. Байпасные клапаны 4 и 11 поддерживают некоторое давление в системе, удаляя излишки топлива через топливо возвратные линии 12 в резервуар. Давление в топливной магистрали контролируется манометром 10. Насос высокого давления, состоящий из отдельных секций, количество которых равно количеству цилиндров, отмеряет определенную порцию топлива в соответствии с режимом работы. В дизельном двигателе он сжимает его и направляет по напорному топливопроводу через фильтр высокого давления 7 и форсунку 8 в камеру сгорания 1 на определенном этапе работы двигателя. Утечка топлива через зазоры в насосе и форсунках выводится по возвратным топливопроводам 12 в питающий бак. Часто топливо также используется для охлаждения форсунки в суровых температурных условиях. В этом случае предусмотрены дополнительные трубопроводы для подачи и отвода охлаждающего топлива к форсунке.

Рис. Силовой контур дизеля с механическим срабатыванием поршня ТНВД: 1 — топливный бак; 2 — фильтр грубой очистки; 3 — подкачивающий насос; 4, 11 — перепускные клапаны; 5 — фильтры тонкой очистки, 6 — насос высокого давления; 7 — фильтр высокого давления; 8 — сопло; 9 — байпасный фильтр топливопровода; 10 — манометр, 12 — патрубки слива топлива

Во время работы топливных систем воздух может попасть в топливопровод под низким давлением из-за негерметичности соединений, а также с образованием паров при трех прерываниях непрерывности потока. Появление таких паров в трубопроводах крайне нежелательно, так как они нарушают нормальное функционирование системы. Для устранения этого вредного явления в местах возможного скопления газов для их выпуска устанавливаются игольчатые клапаны, они обеспечивают постоянную циркуляцию топлива в системе, в результате чего газы втягиваются в топливо и сбрасываются в бак, откуда их можно удалить.

В газовых топливных системах газы из дизельного цилиндра воздействуют на поршень насоса высокого давления через дополнительный поршень. Использование газов значительно упрощает конструкцию привода. С этой точки зрения использование газовых топливных систем перспективно для мощных судовых дизелей. Кроме того, в судовых дизелях с такой системой питания не требуется установка специальных реверсивных устройств.

В газовом насосе высокого давления ход всасывания плунжера 2 осуществляется тремя вспомогательными пружинами 4. Когда верхний край B плунжера открывает заливное окно 3, топливо попадает в пространство H над поршнем поршня лайнер. При этом газовый поршень 6 (перемещает воздух через регулировочную иглу 9 и канал 10 в цилиндр двигателя. В момент подачи топлива газы из цилиндра через клапан 11 и иглу 9 попадают под поршень, воздействуя на него, заставляя его двигаться вверх. Поршень насоса после закрытия окна 3 сжимает топливо и подает его в систему для впрыска через форсунку через напорный клапан 1. Подача регулируется поворотом поршня 2 с помощью устройства 5, позволяющего изменять положение регулировочной кромки P поршня относительно окна 3. Газовый поршень уплотнен компрессионными кольцами 7 и поддерживает его температурный статус за счет циркуляции воды через водяная рубашка 8. Для нормальной работы поршневого газа с обеих сторон предусмотрены ограничители для амортизатора.

В топливных системах с подпружиненным плунжером ТНВД кулачок подачи топлива действует не на плунжер, а на специальный подпружиненный рычаг. Когда выступающая часть кулачка 5 скользит по рычагу 6 толкателя, соединенному осью 9 с толкателем 4, пружина 7 сжимается и в ней накапливается энергия. При этом поршень 2 перемещается вниз под действием пружины поршня 3, и через впускной клапан 16 топливо поступает в гильзу насоса. После выхода (выступающая часть кулачка из рычага сжатия пружина перемещает толкатель 4, а вместе с ним и поршень 2 вверх. При этом топливо через выпускной клапан 1 попадает в топливопровод, а через форсунку в Камера сгорания Подача продолжается до тех пор, пока толкатель 4 не упрется своим выступом в направляющую. Предварительное натяжение пружины 7 регулируется болтом 8.

Мощность контура изменяется через нижний клин 13, соединенный с регулятором. При перемещении клина вправо шток 12 опускается. Поэтому упор 11 рычага 6 толкателя опускается, а правый конец рычага поднимается. Выступающая часть кулачка сначала коснется правого конца рычага, затем всасывание начнется раньше, и фактический ход поршня увеличится. Когда нижний клин 13 перемещается влево, демпфирующий поршень 10 перемещает упор 11 толкающего рычага 6 вверх, кулачок впоследствии касается толкающего рычага 6, эффективный ход плунжера уменьшится, что приведет к уменьшение силового цикла.

В топливных системах с пневмогидравлическим поршневым приводом топливо также выступает в качестве рабочего тела сервопривода. Шестеренчатый насос по каналу 15 подает топливо под давлением 7 МПа в объем А золотникового цилиндра 6. При соответствующем положении золотника, управляемом кулачком 14, топливо протекает через прорези 13 и 16 в полости 11. Для стабилизации давления на топливо в этой полости воздух камеры 10 действует через нагруженную мембрану 12 пружиной 11 движение диафрагмы вверх ограничивается упором 9. Под действием давления топлива толкатель 4 движется вверх, увлекая за собой плунжер 2 и, после закрытия всасывающего патрубка, топливо через напорный клапан 1 входит в топливопровод и форсунку. Гидравлический амортизатор, имеющий полость 5, ограничивает движение толкателя вверх и предотвращает его возможные удары по упорам при сильном уменьшении усилия поршня в момент резания. После отключения питания золотниковый поршень под действием пружины 7 и при повороте кулачка влево соединяется через дроссельные отверстия 17 и прорезь 8 объем под толкатель с нагнетательной полостью В. Под действием пружины 3 плунжер насоса совершает такт всасывания и одновременно опускает толкатель. Наличие дроссельных отверстий 17 предотвращает резкие движения плунжера, что ставит под угрозу работу всей системы. Резкое увеличение плунжера сопровождается неблагоприятным изменением количества впрыскиваемого топлива, а его резкая посадка может вызвать нарушение непрерывности потока во впускной полости и ухудшить заполнение впускной полости.

Применение пневмогидравлического привода позволяет исключить громоздкость кулачкового ролика, исключить влияние упругих деформаций на параметры впрыска и расширить диапазон стабильных скоростей и нагрузочных режимов работы дизеля за счет стабилизации рабочих параметров технологической системы. Однако конструкция пневмогидравлического привода усложняется из-за установки специального механизма с самоподводом, что пока препятствует его широкому внедрению.

Все рассмотренные системы с непосредственным впрыском топлива можно разделить на две группы по способу подключения насоса и форсунки. В первую группу входят системы, в которых насос и форсунка соединены напорной линией высокого давления, а во вторую — системы, в которых насос и форсунка объединены в один блок, называемый насос-инжектор. В насосно-инжекторных системах топливопровод впрыска отсутствует вообще, что исключает риск нежелательных дополнительных впрысков и влияние упругих колебаний топлива в системе высокого давления на поток впрыска. Кроме того, объем топлива между насосом и форсункой значительно уменьшается, и поэтому характеристика впрыска, определяемая профилем кулачка, меньше искажается, среднее давление подачи топлива увеличивается, а угол задержки впрыска уменьшается. В результате система питания приобретает более компактный вид.

К недостаткам насосно-форсунных систем можно отнести:

• сложность и сложность конструкции;
• сложность срабатывания насоса-форсунки, расположенного на крышке цилиндра;
• сложность обеспечения правильной жесткости деталей этой трансмиссии (тяг, коромысел и т д.);
• сложность позиционирования насоса-форсунки в крышке цилиндра;
• неудобство при проведении профилактических осмотров, так как необходимо разбирать не только форсунку, но и насос одновременно;
• эксплуатационные трудности, заключающиеся в том, что при каждой разборке насоса-форсунки необходимо сначала снимать рычаги его трансмиссии и клапаны цилиндров.

Насосные форсунки используются в основном для высокоскоростных дизельных двигателей.