У многоплунжерных топливных насосов каждый насосный элемент соединяют трубопроводом высокого давления с одной форсункой. Насосный элемент (рис, 56) состоит из плунжера 13, гильзы 14, нагнетательного (обратного) клапана 8 с пружиной 6 и седлом 9.
Основные детали насоса — плунжер и гильзу— принято называть плунжерной парой.
Гильза имеет одно или два отверстия в стенке, которые служат для поступления топлива в гильзу и выхода его. Плунжер имеет специальную отсечную кромку 2 для изменения количества топлива, подаваемого насосным элементом, и поводок 25 для поворота плунжера, вокруг оси. Поводки пногоплунжерного насоса (рис. 57) соединены посредством хомутиков 3 с рейкой 5 насоса. Эти детали относятся к механизму регулирования количества подаваемого топлива. Поводок 1 рейки соединен с центробежным регулятором топливного насоса.
Механизм привода насосного элемента состоит из толкателей, пружины 2 (рис. 55) и кулачкового валика 46 (рис. 55), который получает вращение от распределительных шестерен дизеля.
При вращении валика 46 каждый его кулачок в определенной последовательности в (соответствии с порядком работы цилиндров дизеля) набегает на ролики 47 толкателей и перемещает их. Под действием толкателя и пружины 2 плунжер совершает возвратно-поступательное движение.
Во время движения плунжера вниз при закрытом нагнетательном клапане в надплунжер-ном пространстве создается разрежение. Когда верхняя кромка плунжера откроет впускное отверстие 10 (рис. 56), в гильзу начнет поступать топливо. Для этого впускное окно гильзы соединено с П-образным каналом 24 (рис. 58). в который топливо поступает из фильтра тонкой очистки.
При движении плунжера вверх, после того как верхняя кромка перекроет впускное отверстие (рис. 59), начинается процесс нагнетания. Давление топлива в надплунжерном пространстве резко возрастает. Как только давление топлива в надплунжерном пространстве превысит давление топлива в топливопроводе высокого давления и действие пружины нагнетательного клапана, последний откроется и пропустит топливо из надплунжерного пространства в топливопровод.
Когда давление в топливопроводе превысит величину затяжки пружины форсунки (120—170 кг/см2), игла распылителя поднимется и начнется впрыск топлива в камеру сгорания.
С началом впрыска давление топлива внутри топливопровода и под иглой распылителя форсунки начинает падать. При этом игла форсунки будет стремиться опуститься и перекрыть струю подаваемого топлива (дробящее действие иглы). Однако новые порции топлива будут стремиться опять приподнять иглу. В результате игла распылителя форсунки будет совершать возвратно-поступательное колебательное движение. Дробящее действие иглы затягивает впрыск и ухудшает качество распыла.
Для того чтобы игла распылителя во все время впрыска была поднята и не слишком затягивала впрыск, давление топлива должно продолжать резко подниматься (до 200 — 240 кг/см2 и более).
Необходимое повышение давления топлива при впрыске достигается тем, что плунжер движется с возрастающей скоростью. Чтобы обеспечить такое ускоренное движение плунжера, кулачок валика насоса имеет соответствующий профиль.
Повышение давления в надплунжерном пространстве и подача топлива продолжаются до тех пор, пока плунжер движется вверх. Высота подъема плунжера всегда одинакова (у большинства отечественных топливных насосов она равна 10 мм), и, следовательно, плунжер всегда будет подавать одно и то же количество топлива. Чтобы изменять количество топлива, подаваемого плунжером, на нем делают отсечную кромку 2 (рис. 56) в виде винтовой линии.
Центральным осевым отверстием 21 н радиальным отверстием 22 в плунжере пространство у отсечной кромки сообщается с над-плунжерным пространством в гильзе.
Внутри гильзы плунжер расположен таким образом, что отсечная кромка приходится против выпускного отверстия. При повороте плунжера положение отсечной кромки относительно выпускного отверстия гильзы меняется.
Во время движения плунжера вверх топливо будет нагнетаться до тех пор, пока выпускное отверстие закрыто. Как только отсечная кромка откроет выпускное отверстие, сжатое в надплунжерном пространстве, топливо через отверстия 21 и 22 начнет поступить к выпускному отверстию и через него выходить в выпускной канал 4. Давление в надплунжерном пространстве при этом уменьшается, и подача топлива прекращается.
Поворачивая плунжер вокруг оси, можно изменять величину рабочего хода и тем самым изменять количество подаваемого топлива. На рисунке 59 показаны три положения плунжера: заполнение топливом надплунжерного пространства через впускное отверстие, нагнетание топлива при рабочем ходе плунжера и конец нагнетания или начало перепуска топлива через выпускное отверстие.
Работа насосного элемента возможна при одном отверстии вместо двух (впускного и выпускного). При движении плунжера вниз верхняя кромка плунжера открывает перепускное отверстие и топливо поступает в надплунжер-ное пространство. При движении плунжера вверх, после перекрытия перепускного отверстия, начнется нагнетание топлива и будет продолжаться до тех пор, пока отсечная кромка не откроет перепускное отверстие. В этом случае топливо начнет выходить через перепускное отверстие и давление в надплунжерном пространстве резко понизится.
Поворотом плунжера вокруг оси изменяют расположение отсечной кромки относительно перепускного отверстия и, следовательно, увеличивают или уменьшают величину рабочего хода плунжера. Надплунжерное пространство с перепускным отверстием сообщается при помощи боковой выточки.
При падении давления топлива в надплун-жерном пространстве нагнетательный клапан 8 (рис. 56) опускается на седло 9. Прижатие клапана обусловливается давлением пружины 6 и остаточным давлением топлива в топливопроводах.
Нагнетательный клапан отъединяет надплунжерное пространство от топливопровода высокого давления, сохраняя внутри топливопровода столб топлива, находящегося под давлением. Это обеспечивает своевременное и четкое начало впрыска при каждой новой подаче топлива. Однако, чтобы величина остаточного давления не была слишком высокой, на направляющей части клапана сделан цилиндрический поясок, который называют разгрузочным пояском.
При опускании клапана разгрузочный поясок 8 (рис. 59) входит в цилиндрическое отверстие в седле клапана и, действуя, как поршень, отсасывает часть топлива из топливопровода. Этого достаточно для резкого падения давления внутри топливопровода, в результате чего форсунка заканчивает впрыск топлива быстро к четко.