Плунжер и гильза, являющиеся основными элементами каждой насосной секции, изготовлены из износостойкой специальной стали. Плунжер очень точно подогнан к гильзе с зазором около 2—3 мкм, что обеспечивает создание секцией высокого давления с наименьшей утечкой топлива через зазоры. Ввиду индивидуальной подгонки плунжера к гильзе эта прецизионная пара является нераздельной.

Гильза установлена в отверстии верхней части корпуса и фиксируется в определенном положении стопорным винтом. Боковые отверстия, имеющиеся в стенке гильзы, располагаются против топливных каналов корпуса, соединяя с ними внутреннюю полость гильзы.

Сверху в отверстии корпуса над гильзой установлено седло с нагнетательным клапаном, которые также изготовлены из специальной стали, очень точно подогнаны друг к другу и являются прецизионной парой. Клапан своим хвостовиком с цилиндрическим пояском входит в отверстие седла, а конусной поверхностью прижат к фаске гнезда под действием пружины. Пружина с упором расположена внутри штуцера, который плотно завернут в корпус на уплотняющей медной прокладке, закрепляя седло клапана и гильзу в корпусе. Соседние штуцеры снаружи фиксируются в корпусе скобками, стягиваемыми винтом на рифленой поверхности штуцеров.

Сверху на штуцере, на двух кольцевых латунных прокладках, закреплен колпачковой гайкой соединительный ниппель, к которому крепится стальной топливопровод высокого давления, идущий к форсунке.

На верхней части плунжера, входящего в гильзу, имеется кольцевая выточка; на его головке сделаны два вертикальных паза и косая винтовая (отсечная) кромка. На средней части плунжера имеются уплотнительные канавки, а на нижней — два выступа, которые входят в пазы поворотной втулки, надетой на нижний выступающий из корпуса конец гильзы. На верхнем конце поворотной втулки закреплен стяжным винтом зубчатый венец. На втулку надета верхняя опорная шайба возвратной пружины, закрепленной на нижнем конце плунжера разрезной опорной шайбой.

Поступательное перемещение плунжера в гильзе осуществляется с помощью кулачкового вала и толкателя. Кулачковый вал установлен в боковой крышке и корпусе регулятора, прикрепленных к корпусу насоса болтами, на двух шарикоподшипниках, за которыми снаружи установлены резиновые самоподжимные сальники. Торцовая крышка уплотнена в корпусе прокладкой и резиновым кольцом. Кроме крайних подшипников, вал фиксируется еще средней опорой, состоящей из двух частей, стянутых винтами. Опора установлена в средней перегородке корпуса и крепится стопорным винтом.

От внутреннего конца кулачкового вала приводится в действие регулятор числа оборотов двигателя. Наружный конец вала через муфту опережения соединен с приводом от двигателя.

На валу имеются шесть кулачков, расположенные своими выступами в разные стороны в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя, и эксцентрик привода подкачивающего насоса. Против эксцентрика на фланце корпуса топливного насоса закреплен подкачивающий насос.

Над каждым кулачком в отверстии средней перегородки корпуса установлен толкатель с роликом, опирающимся на кулачок. Выступы оси ролика входят в пазы корпуса насоса и фиксируют положение толкателя. Сверху в толкатель ввернут регулировочный болт, закрепляемый контргайкой. В торец головки болта постоянно упирается своим нижним концом плунжер под действием пружины.

Зубчатые венцы всех насосных секций сцеплены с общей зубчатой рейкой, которая установлена в корпусе насоса на двух бронзовых втулках. Положение рейки, а также длина ее хода фиксируются винтом, завернутым сбоку в корпус насоса. Конец винта входит в паз на рейке.

Внутренний конец рейки входит в корпус регулятора и соединен с его тягой. Наружный выступающий из корпуса конец рейки закрыт колпаком, навернутым на резьбовую втулку, завернутую в корпус. На период обкатки двигателя максимальное перемещение рейки ограничивается запломбированным винтом, завернутым в колпак рейки.

Кулачковый вал с подшипниками и толкатели смазываются маслом, которое залито в нижнюю камеру корпуса насоса. Для заливки масла на крышке корпуса имеется отверстие, завернутое пробкой с сапуном. Проверка уровня масла производится маслоизмерительным стержнем, установленным в нижней части корпуса. К корпусу внизу присоединена дренажная трубка для слива избыточного масла.

Работа каждой насосной секции осуществляется следующим образом.

При работе двигателя кулачковый вал насоса вращается со скоростью, в 2 раза меньшей скорости вращения коленчатого вала. При этом подкачивающий насос подает в топливные каналы насоса топливо, необходимое давление которого поддерживается в каналах перепускным клапаном. Излишнее топливо по сливному топливопроводу поступает обратно в бак. Непрерывная циркуляция топлива через насос снижает возможность образования в топливе пузырьков воздуха.

При сбегании кулачка с ролика толкателя плунжер в гильзе опускается под действием пружины вниз. При этом верхний торец плунжера открывает отверстие в гильзе, и внутренняя полость гильзы заполняется протекающим через нее топливом.

При набегании кулачка на толкатель плунжер поднимается в гильзе вверх и, как только верхняя кромка плунжера перекроет верхнее впускное отверстие, давление топлива в полости повышается, и топливо через открывающийся нагнетательный клапан по топливопроводу подводится к форсунке, где при достижении необходимого давления впрыскивается в камеру сгорания двигателя.

Нагнетание топлива плунжером осуществляется до тех пор, пока отсечная кромка его головки не начнет открывать перепускное отверстие гильзы. При этом топливо из нагнетательной полости гильзы по пазу и выточке на плунжере начинает перепускаться в сливной канал корпуса. Тогда давление в нагнетательной полости гильзы резко падает, и нагнетательный клапан закрывается, прекращая подачу топлива к форсунке.

Резкости прекращения подачи топлива в форсунку (резкости отсечки) способствует нагнетательный клапан. При падении давления в нагнетательной полости гильзы, в момент начала перепуска топлива отсечной кромкой плунжера, нагнетательный клапан, опускаясь, сначала входит в седло цилиндрическим своим пояском, разобщая топливопровод от секции и прекращая подачу топлива. Клапан, опускаясь еще ниже, садится своим конусом на седло и освобождает над собой некоторое пространство, что способствует падению давления в топливопроводе. Это обеспечивает более резкое прекращение подачи топлива форсункой, разгрузку топливопровода от высокого давления и устраняет возможность подтекания топлива из сопла форсунки.

При постоянном ходе плунжера, определяемом высотой выступа кулачка, регулирование количества подаваемого к форсунке топлива осуществляется поворотом плунжера с помощью рейки и зубчатого сектора с поворотной втулкой.

При повороте плунжера в положение, когда оба его паза установлены против впускного и перепускного отверстий гильзы, подача топлива насосом полностью выключена, так как в нагнетательной полости давления не создается и топливо при подъеме плунжера выдавливается из нее по пазам плунжера и через отверстия гильзы вытесняется обратно в каналы корпуса. Насос при этом работает вхолостую.

По мере поворота плунжера против часовой стрелки расстояние от верхней кромки плунжера до края отсечной кромки постепенно возрастает, увеличивая длину рабочего хода плунжера. При этом количество топлива, подаваемого секцией, от минимальной подачи постепенно возрастает до средней и максимальной подачи, которая получается, когда против перепускного отверстия гильзы располагается несрезанная часть головки плунжера с наибольшей длиной выступа.