Плунжерная пара работает так. При движении плунжера вниз (рис. 3, а) в рабочей полости гильзы создается разрежение. Нагнетательный клапан закрывается, и полость изолируется от топливопровода. Как только плунжер открывает впускной канал, топливо заполняет полость.

При ходе плунжера вверх вначале перекрывается впускной канал (рис. 3, б). Затем топливо, сжимаемое в изолированной полости, открывает нагнетательный клапан и проходит в топливопровод. Подача тзплива в топливопровод продолжается до тех пор, пока винтовая кромка на плунжере не откроет перепускной канал (рис. 3, в). Теперь надплунжерная полость с давлением 30…50 МПа через канал в плунжере соединяется с перепускным каналом, где давление не превышает 0,1 МПа. Давление в полости резко падает, нагнетательный клапан закрывается, и подача топлива в топливопровод быстро прекращается.

Количество топлива, подаваемого плунжерной парой, регулируется изменением хода нагнетания плунжера Н от момента перекрытия впускного канала до момента открытия винтовой кромкой перепускного канала. Осуществляется это поворотом плунжера посредством пободка (рис. 4), в результате чего изменяется по высоте положение винтовой кромки 6 плунжера относительно перепускного канала. Так, при повороте плунжера по часовой стрелке на угол а точка К винтовой кромки перемещается в точку К’ напротив перепускного канала. Рабочий ход плунжера при этом уменьшается на величину h, так как перепуск топлива теперь начинается в тот момент, когда точка К’ сравняется с уровнем перепускного канала. Поворот плунжера, изображенного на рисунке 4, против часовой стрелки приводит к запаздыванию открытия перепускного канала, а следовательно, к увеличению хода нагнетания плунжера и подачи топлива.

Количество топлива, подаваемого каждой плунжерной парой, определяется положением регулирующей винтовой кромки плунжера относительно перепускного канала гильзы, то есть зависит от угла поворота плунжера. Поскольку во все цилиндры в данный момент должно подаваться одинаковое количество топлива (допускается погрешность 3%), поворот всех плунжеров производится одновременно. Для этого поводки (в некоторых топливных насосах зубчатые секторы) всех плунжеров связываются с общей рейкой топливного насоса. При перемещении рейки все поводки или зубчатые секторы поворачиваются вместе с плунжерами и подача топлива изменяется одновременно всеми насосными секциями.

Таким образом, для изменения подачи топлива одновременно во все цилиндры требуется увеличить или уменьшить ход рейки, а следовательно, угол поворота всех плунжеров. Если же требуется подрегулировать количество топлива, подаваемого отдельной секцией, то в этом случае прибегают к изменению положения плунжера регулируемой секции относительно рейки. Это достигается поворотом плунжера в зубчатом секторе или перемещением хомутика, связанного с поводком плунжера, по рейке топливного насоса.

Момент начала подачи топлива определяется положением торца плунжера относительно верхней кромки впускного канала. При неизменном положении деталей привода плунжера момент подачи топлива может быть изменен за счет удлинения или укорочения общей длины толкателя.

При удлинении толкателя плунжер поднимается, раньше перекрывает впускной канал и начинает подачу топлива. Если толкатель укоротить, то плунжер опускается вниз, позже перекрывает впускной канал и начинает подачу.

Для изменения общей длины толкателя, а следовательно, и момента подачи топлива в его корпус сверху ввертывают регулировочный болт с контргайкой (рис. 49).

Давление впрыска топлива зависит от плотности плунжерной пары, то есть от ее способности удерживать топливо, сжимаемое в надплунжерной полости, от просачивания через зазор между плунжером и гильзой. Чем лучше плотность плунжерной пары, тем более высокое давление впрыска она может обеспечить. Для получения необходимой плотности плунжерной пары качество обработки рабочих поверхностей плунжера и гильзы должно отвечать требованиям 11-го и 12-го класса чистоты, а зазор между плунжером и гильзой не должен превышать 0,001… 0,002 мм.

Качество впрыска топлива зависит не только от давления, но и от работы нагнетательного клапана. При впрыске топлива в топливопроводе высокого давления может наблюдаться распространение отраженных волн давления. Так, отраженные от форсунки волны давления вторично отражаются от нагнетательного клапана и, переместившись к форсунке, вызывают повторный подъем иглы и появление дополнительных впрысков топлива. Это приводит к попаданию в цилиндры двигателя в конечной фазе процесса впрыска крупных капель топлива, которые полностью не сгорают и дают интенсивное нагарообразование.

Для исключения дополнительных впрысков топлива осуществляют разгрузку топливопровода высокого давления и гашение отраженной волны давления. Эти функции выполняют нагнетательные (обратные) клапаны насосных секций.

Нагнетательный клапан (рис. 7) состоит из седла, которое устанавливается непосредственно на верхний торец гильзы, и собственно клапана. Клапан имеет коническую запорную часть, разгрузочный поясок и направляющую часть с четырьмя фрезерованными пазами для прохода топлива. Сверху клапан прижимается к седлу пружиной.

При увеличении давления в надплунжерной полости нагнетательный клапан, преодолевая сопротивление пружины, приподнимается вверх настолько, что разгрузочный поясок полностью выходит из седла. Топливо по пазам направляющей части четырьмя потоками устремляется вверх в топливопровод.

В момент начала перепуска топлива, когда давление в подплунжерной полости резко падает, нагнетательный клапан под действием пружины и давления в топливопро-воде закрывается. При этом вначале в седло входит цилиндрический разгрузочный поясок, отсасывая топливо из топливопровода, затем коническая запорная часть клапана садится на седло. Отсасывающее действие разгрузочного пояска приводит к быстрому падению давления в топливопроводе и тем самым предотвращает распространение волн давления и повторные впрысни топлива при пониженном давлении.

Разгрузка топливопровода высокого давления вмоментокончания впрыска топлива может осуществляться также обратным и нагнетательным клапанами, схема которых представлена на рисунке 8.

Если давление топлива со стороны подводящего топливного канала отсутствует или недостаточно для преодоления силы пружины, то нагнетательный клапан плотно прижимается к седлу пружиной, а обратный клапан — к нагнетательному клапану пружиной. При этом топливо из подводящего канала в топливопровод высокого давления не проходит.

Во время подачи топлива плунжером клапаны поднимаются и топливо поступает в топливопровод.

В момент окончания подачи топлива оба клапана опускаются и перекрывают проход топлива в топливопровод высокого давления. Более того, вследствие разности давлений в топливных каналах часть топлива из топливопровода высокого давления через жиклер и обратный клапан устремляется в полость гильзы и на перепуск. Давление в топливопроводе резко падает, и повторных впрысков через форсунку не происходит.

Чтобы исключить повторные подскоки нагнетательного клапана и его нестабильную работу, давление открытия нагнетательных клапанов многоплунжерных топливные насосов должно быть не менее 1,2 МПа.

Топливный насос типа ТН-8,5 X 10 представляет собой рядный многоплунжерный топливный насос. Диаметр плунжера 8,5 мм, ход плунжера 10 мм. Отдельные модификации этого топливного насоса имеют две (2ТН), четыре (4ТН) или шесть (6ТН) насосных секций и увеличенный диаметр плунжера (9 мм).

Подача топлива регулируется поворотом плунжера при помощи специального поводкового механизма, момент впрыска топлива каждой насосной секцией — изменением длины толкателя при помощи регулировочного болта.

Номинальная подача насосного элемента такого топливного насоса находится в пределах 32…55 г/мин (37… 65 см3/мин) при частоте вращения кулачкового валика 700…850 мин“1.

Топливные насосы типа ТН выпускают Харьковский и Алтайский моторные заводы.

Топливный насос УТН-5 — унифицированный четырех-секционный топливный насос с диаметром плунжера 8,5 мм и ходом плунжера 8 мм. Модификации этого топливного насоса имеют две или шесть насосных секций.

Количество впрыскиваемого каждой секцией топлива регулируют поворотом плунжера относительно зубчатого венца, связанного с рейкой.

Момент впрыска топлива регулируется, как и в топливных насосах типа ТН, путем изменения длины толкателя-регулировочным болтом.

Подача насосных секций при номинальной частоте вращения кулачкового валика от 700 до 1250 мин-1 колеблется в пределах от 37 до 83 г/мин (39…97 см3/мин).