Что такое тнвд в бензиновом двигателе – виды, устройство и принцип работы

Содержание

Топливный насос высокого давления: устройство и назначение

Топливный насос высокого давления в инжекторном двигателе выполняет функцию по поддержанию высокого давления для обеспечения полноценного впрыска топлива в камеры сгорания цилиндров.

Если же не знаете и двигатель машины для вас это очень сложное устройство, состоящее из тысяч различных деталей и узлов, которые трудятся в унисон, останьтесь и  получите удовольствие от новой информации.

Топливный насос высокого давления можно встретить и у дизелей, и у бензиновых агрегатов.

Устройство насоса сложное, но крайне важное для функционирования силового агрегата, поэтому мы постараемся поговорить о реальных разновидностях этого узла, встречающиеся под капотами наших авто.

Наверное, заядлые дизелисты с ревностью скажут, что топливный насос высокого давления – это прерогатива исключительно двигателей на солярке. Так и есть, вернее, было до изобретения бензиновых моторов с непосредственным впрыском, где также необходимо создавать высокое давление для инжекции горючего.

Но стоит отметить, что бензиновым двигателям нужно гораздо меньшее давление, развиваемые насосами двух типов моторов, и отличаются они примерно в 10 раз.

Топливный насос высокого давления

Какой бы ни была разновидность ТНВД, главным элементом его схемы в любом случае остаётся плунжерная пара.

Что же это за штуковина? Проще говоря, она представляет собой поршень (плунжер), вставленный в цилиндр (втулку). Но не думайте, что это такая уж простая деталь. На самом деле плунжерная пара крайне прецизионное устройство, изготовить которое можно только на высокоточном оборудовании.

Только представьте себе, расстояние между поршнем и втулкой должно составлять микроны! Кстати, это одна из причин, по которой дизельные моторы выходят из строя – некачественное топливо, имеющее в составе микрочастицы грязи, пагубно влияют на работоспособность плунжеров, царапая и загрязняя их.

Такие разные и одинаковые ТНВД

Переходим к разновидностям ТНВД. Так как инженерная мысль находится в постоянном поиске и попытках сделать мир лучше, появляются всё новые и новые технические решения.

В современном автомобилестроении топливный насос высокого давления представлен в трех основных типах:

  • рядные;
  • распределительные;
  • магистральные.

Давайте попробуем разобраться, зачем их столько навыдумывали.

Рядный

Итак, рядный топливный насос высокого давления. В принципе, название этого типа насосов говорит само за себя. В них плунжерные пары расположены в один ряд, причём их количество равно количеству цилиндров мотора.

В одном корпусе с плунжерами расположен кулачковый вал, который и приводит их в действие, а сам вал имеет привод от коленвала двигателя. Такая вот система.

 

Управление подачей дизтоплива к форсункам может происходить как механически, так и при помощи электронных блоков управления.

Считается, что рядные ТНВД очень надёжны и неприхотливы к качеству горючего. Тем не менее, из-за своих внушительных габаритов они перестали использоваться на легковых авто с начала 2000-х годов.

Распределительный

Следующий топливный насос высокого давления, о которых мы вспомнили – распределительный.

Главным его отличием от предыдущей разновидности является наличие всего лишь одного или двух плунжеров. Чтобы обеспечить питание для всех цилиндров и никого не обидеть, плунжер вращается, попеременно подавая горючее в магистраль каждого.

Грубо говоря, его работу можно сравнить с револьвером, в котором бы по кругу вращался не барабан, а ствол.

Регулировка подачи солярки может быть и механической и электронной при помощи клапана, работающего под руководством блока управления двигателя.

Сам плунжер в распределительных ТНВД может иметь несколько вариантов привода:

  • торцевой кулачковый;
  • внутренний кулачковый;
  • внешний кулачковый.

Первые два варианта из списка считаются наиболее оптимальными, так как меньше изнашивают механизмы насоса, хотя, в целом, данный топливный насос высокого давления нельзя назвать долговечным.

Магистральный

Ну и наконец, третий тип насосов – магистральный. В его составе может быть до трёх плунжеров, привод которых обеспечивается кулачковым валом или кулачковой шайбой, движущихся внутри ТНВД.

В отличие от своих собратьев, этот насос может развить очень высокое давление, а его главная задача заключается в нагнетании горючего в топливную рампу (аккумулятор), которое потом при помощи форсунок распределяется по цилиндрам.

Контролирует подачу горючего электронный клапан дозировки, находящийся в ведении блока управления мотором. Нужный объём топлива рассчитывается на основе информации, поступающей от многочисленных датчиков, разбросанных по силовому агрегату.

Кстати, о системе подачи топлива дизелей, в которой используются магистральные ТНВД, мы уже говорили в предыдущих статьях – это Common Rail, наиболее любимая технология у автопроизводителей.

Вот так всё просто. Надеюсь, дорогие читатели, эта статья раскрыла определённые секреты в строении автомобилей.

Подписывайтесь на рассылку, и вы никогда не пропустите свежие и полезные публикации.

Пока!

auto-ru.ru

Топливный насос высокого давления (ТНВД): виды, устройство, принцип работы

Топливный насос (сокращенно ТНВД) предназначен для выполнения следующих функций -  подачи горючей смеси под высоким давлением в топливную систему ДВС, а также регулирования его впрыска в определенные моменты. Именно поэтому топливный насос считается наиболее важным устройством для дизельных и бензиновых двигателей.

Преимущественно ТНВД применяются, конечно же, в дизельных двигателях. А в бензиновых двигателях ТНВД встречаются лишь в тех агрегатах, на которых используется система непосредственного впрыска топлива. При этом насос в бензиновом двигателе работает куда с меньшей нагрузкой, поскольку такое высокое давление, как в дизеле не требуется.

Основные конструктивные элементы топливного насоса - плунжер (поршень) и цилиндр (втулка) малого размера, которые объединяются в единую плунжерную систему (пару), изготовленную из высокопрочной стали с большой точностью.

На самом деле изготовление плунжерной пары довольно трудная задача, требующая специальных высокоточных станков. На весь Советский союз был, если не изменяет память, всего один завод, на котором изготавливались плунжерные пары.

Как делают плунжерные пары в нашей стране сегодня можно увидеть в этом видео:

Между плунжерной парой предусматривается очень маленький зазор, так называемое прецизионное сопряжение. Это отлично показано в видео, когда плунжер очень плавно, с зависанием под действием собственного веса входит в цилиндр.

Итак, как мы уже сказали ранее, топливный насос применяется не только для своевременной подачи горючей смеси в топливную систему, но и для распределения его через форсунки в цилиндры в соответствии с типом двигателя.

Форсунки – связующее звено в этой цепи, поэтому они соединены с насосом трубопроводами. С камерой сгорания форсунки соединяются нижней распылительной частью, оснащенной небольшими отверстиями для эффективного впрыска топлива с дальнейшим его воспламенением.  Определить точный момент впрыска ТС в камеру сгорания позволяет угол опережения.

Типы топливных насосов

В зависимости от особенностей конструкции различают три основных типа ТНВД – распределительный, рядный, магистральный.

Рядный ТНВД

Этот тип топливного насоса высокого давления оснащается плунжерными парами, расположенными рядом друг с другом (потому и такое название). Их количество строго соответствует количеству рабочих цилиндров двигателя.

Таким образом, одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива в один цилиндр.

Пары устанавливаются в насосном корпусе, в котором предусмотрены каналы входа и выхода. Запускается плунжер при помощи кулачкового вала, соединенного, в свою очередь, с коленвалом, от которого и передается вращение.

Кулачковый вал насоса, при вращении кулачками воздействует на толкатели плунжеров, заставляя их двигаться внутри втулок насоса. При этом поочередно открываются и закрываются впускные и выпускные отверстия. При движении плунжера вверх по втулке создается давление, необходимое для открывания нагнетательного клапана, через который топливо под давлением направляется по топливопроводу к определенной форсунке.

Момент подачи топлива и регулировка его количества, необходимого в конкретный момент времени может осуществляться либо с помощью механического устройства, либо с помощью электроники. Такая регулировка нужна для корректировки подачи топлива в цилиндры двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала (оборотов двигателя).

Механическое управление обеспечивается за счет использования специальной муфты центробежного типа, которая закреплена на кулачковом валу. Принцип действия такой муфты заключен в грузиках, которые находятся внутри муфты и имеют возможность перемещаться под действием центробежной силы.

Центробежная сила изменяется с ростом (или уменьшением) величины оборотов двигателя, благодаря чему грузики либо расходятся к внешним краям муфты, либо снова сближаются к оси. Это приводит к смещению кулачкового вала относительно привода из-за чего и изменяется режим работы плунжеров и, соответственно, при увеличении частоты вращения коленвала двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, а поздний, как вы догадались, при снижении оборотов.

Рядные топливные насосы весьма надежны. Их смазка осуществляется моторным маслом, поступающим из системы смазки двигателя. Они совершенно не привередливы к качеству топлива. На сегодняшний день применение таких насосов из-за их громоздкости ограничено грузовыми автомобилями средней и большой грузоподъемности. Примерно до 2000 года они применялись и на легковых дизельных моторах.

Распределительный ТНВД

В отличие от рядного насоса высокого давления, у распределительного ТНВД может быть либо один, либо два плунжера в зависимости от объема двигателя и, соответственно, необходимого объема топлива.

И эти один или два плунжера обслуживают все цилиндры двигателя, которых может быть и 4, и 6, и 8, и 12. Благодаря своей конструкции, в сравнении с рядными ТНВД, распределительный насос более компактен и меньше весит, и при этом способен обеспечить более равномерную подачу топлива.

К основному недостатку данного типа насосов можно отнести их относительную недолговечность. Распределительные насосы устанавливаются только в легковые автомобили.

Распределительный ТНВД может оснащаться различными типами приводов плунжера. Все эти типы привода являются кулачковыми и бывают: торцевыми, внутренними, внешними.

Наиболее эффективными считаются торцевые и внутренние приводы, которые лишены нагрузок, создаваемых давлением топлива на приводной вал, вследствие чего они служат несколько дольше, нежели насосы с внешним кулачковым приводом.

Кстати, стоит отметить, что импортные насосы фирм Bosch и Lucas, наиболее часто использующиеся в автомобилестроении оснащены именно торцевым и внутренним приводом, а внешний привод имеют насосы серии НД отечественного производства.

Торцевой кулачковый привод

В этом типе привода, используемом в насосах Bosch VE, основным элементом является распределительный плунжер, предназначенный для создания давления и распределения топлива в топливных цилиндрах. При этом плунжер-распределитель совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

Возвратно-поступательное перемещение плунжера осуществляется одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая, опираясь на ролики, перемещается вдоль неподвижного кольца по радиусу, то есть, как бы обегает его.

Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в исходное состояние осуществляется благодаря пружинному механизму.

Распределение топлива в цилиндрах происходит за счет того, что приводной вал обеспечивает вращательные движения плунжера.

Величина подачи топлива может быть обеспечена с помощью электронного (электромагнитный клапан) или механического (центробежная муфта) устройства. Регулировка осуществляется за счет поворота на определенный угол неподвижного (не вращающегося), регулировочного кольца.

Цикл работы насоса состоит из следующих стадий: закачка порции топлива в надплунжерное пространство, нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам. Затем плунжер возвращается в исходное положение и цикл повторяется заново.

Внутренний кулачковый привод

Внутренний привод применяется в распределительных ТНВД роторного типа, например, в насосах Bosch VR, Lucas DPS, Lucas DPC. В таком типе насоса подача и распределение топлива осуществляется посредством двух устройств: плунжера и распределительной головки.

Распределительный вал оснащается двумя противоположно-расположенными плунжерами, которые обеспечивают процесс нагнетания топлива, чем меньше расстояние между ними, тем выше давление топлива. После нагнетания давления топливо устремляется к форсункам по каналам распредголовки через нагнетательные клапана.

Подачу топлива к плунжерам обеспечивает специальный подкачивающий насос, который может отличаться в зависимости от типа своей конструкции. Это может быть либо шестеренчатый насос, либо роторно-лопастной. Подкачивающий насос находится в корпусе насоса и приводится в действие приводным валом. Собственно, он прямо на этом валу и установлен.

Распределительный насос с внешним приводом рассматривать не будем, поскольку, скорее всего, их звезда близка к закату.

Магистральный ТНВД

Такой вид топливного насоса применяется системе подачи топлива Common Rail, в которой топливо перед тем, как поступить к форсункам сначала накапливается в топливной рампе. Магистральный насос способен обеспечить высокую подачу топлива - свыше 180 МПа.

Магистральный насос может быть одно-, двух- или трехплунжерным. Привод плунжера обеспечивается кулачковой шайбой или валом (тоже кулачковым, разумеется), которые в насосе совершают вращательные движения, проще говоря, крутятся.

При этом в определенном положении кулачков, под действием пружины плунжер перемещается вниз. В этот момент происходит расширение компрессионной камеры, за счет чего в ней снижается давление и образуется разряжение, которое заставляет открыться впускной клапан, через который топливо проходит в камеру.

Поднятие плунжера сопровождается увеличением внутрикамерного давления и закрытием клапана впуска. При достижении давления, на который настроен насос, открывается выпускной клапан, через который топливо нагнетается в рампу.

В магистральном насосе управление процессом подачи топлива реализуется дозирующим топливным клапаном (который приоткрывается или закрывается на необходимую величину) при помощи электроники.

autodromo.ru

Бензиновые двигатели GTI принцип ТНВД примерно как на Дизелях... - Авто Мото клуб

Поэтому, наверное, уже настала пора поговорить о "новом слове в двигателестроении" - двигателе, получившем аббревиатуру GDI (Gasoline Direct Injection), что можно перевести как "двигатель с непосредственным впрыском топлива", то есть, топливо на таком двигателе впрыскивается не во впускной коллектор, как на всех остальных двигателях, а прямо в цилиндры двигателя.

На данный момент автомобили с двигателями системы GDI выпускают фирмы: Mitsubishi (6G-74, 4G-93, 4G-73), Toyota (3S-FSE, 1AZ-FSE), Nissan (3.0-litre Engines VG30dd), BOSCH (система Moronic MED7).


Остановимся на некоторых практических рекомендациях для владельцев GDI. Первое, основное и главное, что надо бы уяснить для себя владельцам таких автомобилей - это качество топлива, которое вы будете заливать в топливный бак. Оно должно быть "самым-самым": высокооктановым и чистым (по-настоящему высооктановым и по-настоящему чистым). Естественно, совершенно не допускается применения ЭТИЛИРОВАННОГО бензина. Так же не стоит злоупотреблять различного рода "присадками и очистителями", "повышателями октанового числа" и так далее и тому подобное.
И причиной этого запрета являются сами принципы "построения" топливных насосов высокого давления, то есть принципы "сжимания и нагнетания топлива". Например, на двигателе 6G-74 GDI в этом участвует клапан мембранного типа, а на двигателе 4G-94 GDI - целых СЕМЬ маленьких плунжеров, расположенных в специальной "обойме" похожей на револьверную и работающих по сложному механическому принципу.
И клапан мембранного типа, и плунжера являются деталями высокой точности и их поверхности обработаны с чистотой не менее 14 класса.
Естественно, если в топливе будут посторонние примеси или, не дай Бог, "обыкновенная" грязь, то, само собой разумеется, что через некоторое время эксплуатации топливный насос высокого давления просто-напросто "сядет", то есть, уже не будет нагнетать топливо в вихревые форсунки с нужным давлением.
Конечно, конструкторами предусмотрена очистка топлива, которая имеет несколько ступеней:

· Первая очистка топлива производится "сеточкой" топливоприемника топливного насоса, расположенного непосредственно в топливном баке.
· Вторая очистка топлива осуществляется "обычным" топливным фильтром (на Mitsubishi он располагается под днищем автомобиля, на Toyota в баке).
· Третья очистка топлива происходит при поступлении топлива в топливный насос высокого давления: на "входе" топливопровода стоит "сеточка - стакан", диаметром 4 мм и высотой 9мм.
· Четвертая очистка топлива осуществляется при ВЫХОДЕ топлива из "топливной рейки" обратно в бак - конструктивно "выход" топлива осуществляется опять же через корпус топливного насоса высокого давления: там стоит такая же "сеточка-стакан".
Очистка, согласимся, хорошая, но только не для нашего топлива. Например, можно привести случай с директором автозаправочной станции, ездившим на Mitsubishi Pajero с двигателем 6G-74 GDI. Уж как только он не очищал топливо, как только не берег свою "ласточку", заливая в бак топливо действительно "самое-самое". Но все равно, через некоторое время двигатель начал терять приемистость и, в конце концов, автомобиль начал двигаться еле-еле. А когда разобрали топливный насос высокого давления - руками развели! Все высокоточные, прецизионные детали топливного насоса были такого вида, словно их специально "шкрябали" наждачной бумагой… Следует помнить, что в баке установлен "вспомогательный" насос подкачки топлива и топливный фильтр (см. рис.). Их неисправность также может вносить свою лепту состояние инжекторной системы.
Первым "звоночком" для владельца двигателя GDI о том, что с его двигателем "что-то не так" становится снижение мощности и приемистости, а если и на это он не обратит внимание, то далее, через некоторое время двигатель начинает отказываться заводиться.
Необходимое примечание: именно на этом этапе владельцу двигателя GDI надо все бросать и "лететь" на СТО занимающуюся ремонтом таких топливных насосов высокого давления, потому что в этом случае что-то еще можно будет поправить и хоть немного, но восстановить.
Проверить и удостовериться в "виновности" в этом топливного насоса высокого давления можно достаточно просто. Для этого можно применить методику, состоящую из нескольких "шагов":
Шаг 1: "подтверждаем или опровергаем виновность" системы электронного обеспечения управления двигателем (всей электроники), для чего проводим ее диагностику и считывание DTC.
Необходимое примечание: топливный насос высокого давления GDI - высокоточное механическое прецизионное устройство, и из всей "электроники" на нем только электромагнитный клапан, "запирающий" топливо. Система самодиагностики на автомобилях с двигателями GDI - это действительно настолько "продвинутая" система, что иногда нам казалось, что она способна "думать".
Например, компьютер "знает", что двигатель после запуска из "холодного" состояния не способен прогреться за пару минут (проводя эксперименты, мы принудительно изменяли показания датчика температуры охлаждающей жидкости сразу же после запуска двигателя), и реагировал на наши действия лампочкой "CHECK" на приборной панели.
Так же компьютер "знает", сколько "воздуха надо для нормальной работы двигателя", и при его уменьшении (мы имитировали "забитость" воздушного фильтра) так же зажигает лампочку "CHECK" на приборной панели.
Мы провели около тридцати подобных тестов и выяснили, что система настолько "продвинута", что может вызывать уважение.
Однако, несмотря на свою "продвинутость", электронная система не может, она просто не "научена" реагировать на изменение давления топлива, вследствие ухудшения параметров "внутренностей" топливного насоса высокого давления (износа вследствие применения некачественного топлива). Поэтому мы делаем.
Шаг 2: проверяем исправность электромагнитного "запирающего" клапана и если здесь все нормально, то делаем
Шаг 3: измеряем давление топливного насоса высокого давления на "выходе". И зная, что оно должно составлять от 40 до 50 кгсм2, смотрим на прибор и делаем вполне определенные выводы.
Автомобили с двигателями GDI пока еще не "научены" ездить на нашем топливе.
Ну а если у вас все же двигатель GDI и "деваться некуда", то единственное, что можно посоветовать - регулярно, через несколько тысяч километров производить полную очистку топливного насоса высокого давления в специализированной мастерской. На некоторых двигателях GDI использована корректирующая схема управления дроссельной заслонкой, которая состоит из Throttle Posicion Sensor, расположенный на оси дроссельной заслонки Два сенсора Pedal Posicion, расположенных в районе левой передней стойки и управляемых тросиком «газа».Throttle Control Motor, расположенный на дроссельной заслонке напротив TPS, который и управляет дроссельной заслонкой (датчик температуры), расположенный в «развале» блока цилиндров. Установка дроссельной заслонки в «правильное» положение при запуске двигателя производится при повороте ключа зажигания в положение «Ig 1».Полностью закрытая дроссельная заслонка резко открывается на 20-30 градусов, а потом медленно «идет» обратно и останавливается в том положении, на которое ей «указывают» два сенсора – TPS и THW ( при регулировке TPS при включенном зажигании дроссельная заслонка изменяет свое положение. Так же, при изменении сопротивления THW дроссельная заслонка меняет свое исходное положение). При выключении зажигания блок управления ( ECM) проводит контроль работоспособности дроссельной заслонки:Throttle Control Motor «пошагово» двигает дроссельную заслонку до упора вверх и обратно, до упора вниз. Таким образом проверяется готовность дроссельной заслонки для следующего запуска двигателя и исправность системы управления дроссельной заслонкой. В случае неправильной регулировки TPS или неправильной работы Throttle< Control Motor, когда дроссельная заслонка «перейдет критические углы установки», Блок управления (ECM) начинает «ругаться» и полностью отключает систему управления дроссельной заслонкой. Для восстановления работоспособности надо выключить зажигание и подождать 20-30 секунд, пока произойдет автоматический «сброс» неправильной информации ( щелчок реле за «бардачком»).

Владимир КУЧЕР


nasmnogo.net

Мой дорогой дизель: почему ломаются ТНВД, и как их чинят

С одной стороны, вы получаете неимоверно производительный ДВС с паровозной тягой и уменьшенным расходом, с другой – необходимость повышенного внимания к качеству топлива, более частой замене топливного фильтра и довольно большим расходам в случае необходимости ремонта или замены элементов системы. Но если первая чаша весов все же перевесила, и вы стали обладателем автомобиля «на дизеле» с системой Common Rail, то стоит посмотреть, как ремонтируются элементы этой системы. Сегодня мы выясним, как выполняется ремонт ТНВД.

Кратко об устройстве

Common Rail: это словосочетание у всех на слуху, и многие даже знают, что это такое. Говоря простым языком, это не что иное, как система впрыска дизельного топлива из общей магистрали непосредственно в цилиндр двигателя под очень высоким давлением (1 600 – 1 800 бар). Некоторые скажут: но ведь дизтопливо уже давно впрыскивается непосредственно, в чем же особенность? Ответ лежит на поверхности, в самом названии: это «единая магистраль».

Раньше, до появления Common Rail, дизтопливо под давлением, создаваемым ТНВД (топливным насосом высокого давления) отправлялось сразу к форсунке, через которую впрыскивалось в цилиндр. В новой же системе насос нагнетает топливо в топливную рампу, которая сама по себе является аккумулятором – а уже от рампы топливо по трубкам подводится к форсункам.

Благодаря подобной схеме получается, что все форсунки имеют в своем распоряжение топливо под одинаковым давлением в любое время и в любом количестве – причем давление это довольно высокое. Оно необходимо для лучшего распыления и, следовательно, смешивания топлива с воздухом, а значит, для более полного сгорания. Все это – звенья цепи, ведущей к повышению эффективности работы ДВС.

Почему нельзя было обойтись без общей топливной рампы? Чтобы ответить себе на этот вопрос, попробуйте надуть до максимального размера воздушный шарик за один присест. Если вы кит, то справитесь без проблем. Если же вы человек, то придется или очень постараться, или просто сделать несколько вдохов и выдохов. Так и здесь: систему питает небольшой насос высокого давления с малыми потерями на трение, но с возможностью накачать 1600 бар в трубку, называемую топливной рампой.

Следующий элемент в схеме – форсунки. В современных моторах они могут быть электромагнитными или пьезоэлектрическими. Вторые, к слову – последнее слово техники в дизелестроении.

Для завершения схематической картины работы Common Rail добавим, что топливо от рампы подается к форсункам, но не запирается в самой рампе, а отводится через сливной канал. По сути, топливо в системе постоянно циркулирует, но как только сигнал «приходит» на электромагнитный клапан, он «открывает» форсунку, и топливо распыляется в цилиндр. Кстати, именно об устройстве и работе форсунок мы поговорим в следующей статье.

Устройство ТНВД

Конструктивно насосы могут быть роторными или, как в нашем случае, плунжерными. Так как в наше поле зрения попал плунжерный насос, и на данный момент он более распространен, то и рассматривать мы будем различные вариации этой конструкции.

Принцип работы предельно прост: подпружиненный плунжер двигается внутри стакана, набирая и выталкивая из полости над ним дизтопливо. Перемещается плунжер благодаря кулачковому валу. Зачастую конструктивно в корпус установлено три плунжера. В полости над плунжером установлены односторонние клапаны на впуск и выпуск. В общем, насос устроен почти как сердце.

Если обратиться к деталям, то можно выделить три типа ТНВД.

Первый – «голый» насос: топливо к нему подкачивается отдельным насосом, смонтированным в баке. Второй – ТНВД с регулятором давления. И, наконец, третий – на котором установлен и подкачивающий насос, и регулятор давления, который в случае необходимости сбрасывает топливо под избыточным давлением в «обратку».

Существуют также небольшие отличия и в конструкции плунжеров. Для наглядности мы разбирали и ремонтировали ТНВД с плунжером, перемещающимся в стакане, который можно извлечь из корпуса и заменить в сборе. Однако есть и конструкции, в которых сам корпус исполняет роль стакана. В принципе, о механике здесь больше ничего и не скажешь – она простейшая.

Что может поломаться?

Первый и чуть ли не единственный враг всех деталей топливной аппаратуры дизельного двигателя – вода. Не исключение здесь и ТНВД с прецизионной подгонкой пары плунжер-стакан и клапанами. Помните статью про дизельный фильтр-отстойник с краном для слива воды? Так вот если не следить за водой в отстойнике, то в один момент ваш автомобиль потеряет тягу «на низах», а может и во всем диапазоне оборотов – как повезет. Впрочем, справедливости ради нужно сказать, что зачастую качество нашего дизтоплива оставляет желать лучшего, потому даже если каждый день сливать воду из отстойника, но при этом заправляться на подозрительных станциях – результат будет такой же.

Еще один момент, который нужно выделить в самом начале: ни в коем случае нельзя давать работать ТНВД «на сухую» – иными словами, надо исключить пуск двигателя без прокачки топливной системы. ТНВД смазывается топливом, а работа без смазки «приговорит» его в считанные минуты.

Любая поломка ТНВД так или иначе связана с коррозией или попаданием посторонних частиц на рабочие поверхности. Именно она может стать причиной подклинившего плунжера или односторонних клапанов. К поломкам также можно отнести износ втулок вала в передней крышке корпуса ТНВД. Не редкость – износ сальника вала. Но втулки и сальник – просто мелочи по сравнению с коррозией.

Конечно, в предыдущем абзаце упомянуты не все возможные поломки. Могут, например, порваться и уплотнительные кольца крышек корпуса или фланца (в зависимости от конструкции) – но это обычно случается только в процессе разборки. Выйти из строя может регулятор давления – как его электрическая, так и механическая часть. Этим список потенциальных неисправностей, пожалуй, можно завершить.

Зато по топливоподкачивающему насосу вопросов обычно не возникает, так как там ломаться попросту нечему. Он являет собой обычный шестеренный насос внешнего зацепления – такой же, как масляный насос на Жигулях.

Начало

В любом уважающем себя и клиента сервисе перед тем, как лезть в «железо», выполняют компьютерную диагностику двигателя и его систем. Благодаря ей можно локализовать поломку – вернее, приблизительно понять, кто именно стал виновником неправильной работы двигателя. Окончательно убедившись, что это ТНВД, его направляют в ремонтный цех.

Здесь первым делом насос устанавливают на специальный диагностический стенд и подключают к нему все необходимые трубки. Выбрав в меню по номеру детали искомый набор букв и цифр, запускают процесс диагностики. Самое удобное здесь то, что работа стенда построена на системе подсказок. Выполняя заданную программу диагностики, мастер видит результаты испытания в реальном времени и на их основании делает выводы.

Уже на данном этапе мастер может понять, в чем проблема и каков приблизительный масштаб предстоящих работ и затрат.

В работу!

Как уже упоминалось выше, мы для наглядности разбирали ТНВД с возможностью замены пары стакан-плунжер. Это немного устаревшая конструкция, но для понимания устройства – самый оптимальный вариант. Итак, поместив насос в сборе на поворотный стол и закрепив его на нем, мы выкрутили элементы крепления и сняли переднюю крышку.

Сальник и втулка отправляются под замену в любом случае.

После этого шага сразу стало понятно, почему насос не создавал нужного давления: из-за коррозии, которая «победила» почти все внутренности ТНВД, завис один из плунжеров, результат – сниженная производительность. Далее мы сняли крышку подклинившего плунжера вместе с клапанами.

Сняв крышку, мы извлекли стакан с плунжером.

Мастер, немного поработав плунжером, сделал вывод, что можно попробовать его разработать, но лучше, конечно, заменить. Это зависит от решения клиента – или оставить все как есть, фактически ожидая очередного подклинивания, или заменить пару. Остальная коррозия, что видна в корпусе, будет удалена без особых проблем.

Кстати клапаны тоже поставляются как детали, потому заменить их не проблема – весь вопрос в цене.

Уплотнительные кольца под крышками также подлежат замене.

Таким же образом мы извлекли оставшиеся плунжеры – они были в нормальном рабочем состоянии. В итоге было принято решение заменить все плунжерные пары и клапаны. Никакие расточки или шлифовки не предусмотрены: заложили производители возможность замены основных деталей – и на том спасибо. Хотя случись аналогичная беда с более современным насосом, без крышек и без стаканов - пришлось бы заменять весь корпус ТНВД.

Именно такой насос мы использовали как пример на диагностическом стенде. Вот такой неоднозначный жест от производителей – вроде и намерения благие (повышенная прочность и износостойкость, уменьшенная цена производства), но и возможностей для ремонта куда меньше. Именно поэтому нужно помнить: чем автомобиль моложе, тем вероятность агрегатного ремонта – такого, когда заменяют весь агрегат в сборе – выше.

По окончании работ

После замены деталей и сборки насос снова ставят на стенд для диагностики. И если хоть один из параметров выйдет в «красную» зону, то насос вернется на верстак под разборку с последующим, уже повторным, ремонтом. Полностью исправный насос необходимо запечатать в герметичную упаковку, чтобы исключить попадание внутрь влаги. Ну а далее – только установка обратно на двигатель.

В завершение

Да, автомобили с дизельными двигателями совершили необычайный рывок в автоиндустрии, дав возможность экономить на топливе порой без потери в мощности, но с выигрышем в моменте. Однако вместе с этим пришла немалая головная боль для хозяев – необходимость более тщательного выбора поставщика продуктов нефтепереработки и еще более тщательного изучения заводского руководства по обслуживанию и эксплуатации своего четырехколесного спутника. Интересная интерпретация закона механики – в чем-то выигрываешь, в чем-то теряешь. Ну а для апологетов тяжелого топлива можно оставить памятку из двух пунктов: во-первых, чаще меняйте топливные фильтры (невзирая на техрегламент), а во-вторых, следите за индикаторами на приборном щитке – там есть особый значок, отображающий необходимость слива воды из фильтра-отстойника.

Особая благодарность в подготовке материала и консультациях компании Мастер Сервис (MSG), к.т. +7 (800) 350-99-23 (Москва), +380 (57) 738-33-08 (Харьков).

Опрос

А вы сталкивались с поломкой ТНВД?

Всего голосов:

www.kolesa.ru

Что такое ТНВД?

Топливный насос высокого давления — это сложный узел, являющийся частью дизельного мотора. Также как и электрический бензонасос для бензинового двигателя, ТНВД подает горючее к форсункам дизельного двигателя. Главной составляющей этой системы является так называемая плунжерная пара. Если говорить проще, то она является небольшим цилиндром с поршнем, имеющим диаметр в два или три раза меньший, чем его длинна. Благодаря этому можно осуществлять закачку большего количества смеси в цилиндр насоса для создания большего давления. Принцип, по которому он работает, аналогичен работе топливного насоса двухтактного двигателя. При опускании поршня вниз в цилиндр происходит закачка горючего, когда же он поднимается наверх, происходит сжимание топлива с созданием высокого давления. От действия высокого давления происходит открытие выпускного клапана, и топливо начинает свое движение к форсункам, которыми при наступлении необходимого момента (под высоким давлением) впрыскивается горючее в цилиндры двигателя.

На современных моторах осуществляется установка нескольких подобных цилиндров плунжерной пары для обеспечения давлением каждой отдельно взятой форсунки. Из-за того, что величина зазора между стенками цилиндров и поршнем достигает всего нескольких микромиллиметров, когда возникает даже самая малейшая неисправность, надо производить замены всей плунжерной пара, так она не подлежит восстановлению.

Недостатки ТНВД

Главный недостаток этой системы впрыска заключается в том, что на ремонт топливного насоса высокого давления тратится много денег. Есть такие неисправности, которые вообще невозможно устранить, вот почему в отдельных случаях появляется необходимость в приобретении нового насоса. Срок, в течение которого работает ТНВД, прямо определяется качеством топлива, которое используется, поэтому об этом надо помнить постоянно. Всем хорошо известно, что качество топлива на отечественных заправках невысокое, не говоря уже про качество дизельного топлива. Топливному насосу требуется бережная эксплуатация, поэтому использование горючего с любыми примесями, тем более с водой, быстро приведет к неминуемому выходу из строя топливного насоса высокого давления и непредвиденным расходам по его замене.

Использование ТНВД в бензиновых двигателях

Однако несмотря на все недостатки, которые присущи этому вида впрыска, эта система стала использоваться и на бензиновых двигателях, правда уже под другим названием — GDI. Это стало возможным благодаря преимуществам ТНВД, перекрывающим их недостатки. Основное же преимущество заключается в уменьшении расхода топлива до 30%, благодаря тому, что впрыск топлива происходит под высоким давлением.

yakauto.ru

виды топливных насосов высокого давления, и принцип работы топливного насоса

Топливный насос высокого давления имеющий сокращенную аббревиатуру (ТНВД) выполняет следующие основные функции:

- подает топливо под высоким давлением в топливную систему ДВС;

- регулирует моменты впрыска топлива.

Топливный насос относится к наиболее важным устройствам, как бензиновых, так и дизельных двигателей.

ТНВД обычно применяются в дизельных двигателях. В бензиновых двигателях применение ТНВД нецелесообразно, ввиду того, что в нем не требуются такие высокие давления, как в дизельном двигателе.

Можно выделить следующие основные конструктивные элементы топливного насоса:

  1. Плунжер (поршень) + Цилиндр (втулка) = Плунжерная система (пара)

Плунжерная система изготавливается из высокопрочной стали на высокотехнологическом оборудовании (станках), в связи с необходимостью высокой точности.

Всего один завод на все пост Советское пространство изготавливал плунжерные пары. Изготовление плунжерных пар сегодня происходит таким образом.

Если внимательно изучить процесс производства плунжерных пар, то отчетливо видно, что огромное значение уделяют прецизионному сопряжению (зазор между плунжерной парой). Плунжер плавно входит в цилиндр под действием собственного веса.

Как изначально упоминалось, топливный насос служит не только для подачи топлива в топливную систему, но и подает его к форсункам на каждый цилиндр на бензиновом двигателе.

Форсунки являются связующим звеном этой цепи и соединяются с насосом специальными трубопроводами. Для эффективного впрыска топлива форсунки соединяются с нижней распылительной частью с специальными отверстиями для увеличения эффективности впрыска топлива с дальнейшим воспламенением. Момент впрыска топливной смеси в камеру сгорания регулируется углом опережения зажигания.

Типы топливных насосов

Существует три основных типа ТНВД, которые мы с вами рассмотрим:

  1. распределительный;
  2. рядный
  3. магистральный.

Рядный ТНВД

Рядный топливный насос высокого давления оснащен плунжерными парами, которые располагаются друг с другом. Их количество зависит от количества рабочих цилиндров двигателя и соответствует ему. Одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива только для одного цилиндра.

Пары устанавливаются в корпусе насоса, в котором имеются каналы входа и выхода. Плунжер приводится в работу при помощи кулачкового вала, который имеет привод от коленчатого вала.

 

При вращении кулачкового вала топливного насоса, кулачки воздействуют на толкатели плунжеров приводя их в движении внутри втулок насоса. Вследствие впускные и выпускные отверстия начинают последовательно открываться и закрываться. Когда плунжер движется вверх во втулке создается давление, которое приводит к открытию нагнетательного клапана, через который топливо подается к форсунке по топливопроводу. 

Момент подачи топлива регулируется специальным устройством (муфтой центробежного типа). Работа муфты центробежного типа основана на перемещении грузиков под действием центробежной силы.

Центробежная сила изменяется по мере роста (или уменьшения) величины оборотов коленчатого вала двигателя, вследствие чего грузики расходятся к внешним краям муфты, либо сближаются к оси. Происходит смещение кулачкового вала относительно привода, что приводит к изменению работы плунжеров.

Когда обороты коленчатого вала увеличиваются – происходит ранний впрыск топлива, когда уменьшаются – поздний впрыск топлива.

Рядные топливные насосы зарекомендовали себя своей надежностью. Они совсем не привередливы к качеству топлива и смазка ТНВД осуществляется обычным моторным маслом.

Недостатки рядных топливных насосов высокого давления – их размер.

Распределительный ТНВД

Распределительный ТНВД включает в себя один или два плунжера, что зависит от объема двигателя.

 

И эти один или два плунжера работают на все цилиндры двигателя. Таким образом удалось не только обеспечить более равномерную подачу топлива, но и уменьшить габариты топливного насоса высокого давления. Недостатки распределительных ТНВД в их надежности и долговечности.

 

Распределительные ТНВД имеют различные типы привода:

  1. торцевой привод;
  2. внутренний привод;
  3. внешний привод;

Наиболее эффективными себя показали торцевые и внутренние приводы ТНВД, с меньшей нагрузкой.

Кстати, такие импортные насосы, как Bosch, оснащены именно торцевым и внутренним приводом, а внешний привод имеют насосы отечественного производства.

 

Основным элементом в торцевом приводе Bosch является распределительный плунжер, который создает давление и распределяет горючую смесь по цилиндрам. Плунжер распределитель при этом совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

Плунжер совершает возвратно-поступательно движение одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая обегает кольцо. Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в начальное положение осуществляется с помощью возвратного механизма.  

Именно вращательное движение плунжера, что приводится от приводного вала, способствует распределению топлива в цилиндрах. Величина подачи топлива обеспечивается с помощью электромагнитного клапана или центробежной муфты.

Работа насоса ТНВД

Работа насоса состоит из нескольких этапов:

  1. Закачка порции топлива в надплунжерное пространство;
  2. Нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам.
  3. Возвращение плунжера в исходное положение. Повторение цикла работы.
Внутренний кулачковый привод ТНВД

Такой привод топливных насосов применяется в распределительных ТНВД роторного типа, например,  Bosch VR, Lucas DPC. В данном типе ТНВД распределение горючей смеси происходит за счет плунжера и распределительной головки.

 

Распределительный вал оснащается двумя плунжерами, расположенными друг напротив друга, которые нагнетают топливо. Тем выше давление в насосе, чем меньше расстояние между плунжерами. По мере возрастания давления топливо поступает к форсункам через нагнетательные клапана.

Магистральный ТНВД

Магистральный ТНВД используется в известной системе подачи топлива Common Rail. Работа магистрального ТНВД заключается в накапливании топлива в топливной рампе, затем подается на форсунки. Давление в магистральном топливном насосе высокого давления составляет примерно 180 Мпа.

 

Магистральный насос бывает одно-, двух- или трех плунжерным.  Приводится магистральный ТНВД от кулачкового вала.

Когда кулачки воздействуют на плунжер, тот перемещается вниз, происходит расширение компрессионной камеры, давление падает и создается разряжение, которое приводит к открытию впускного клапана, и топливо начинает поступать.

Когда плунжер подымается – давление растет и клапан закрывается. Когда давление достигает необходимой отметки, топливо  через выпускной клапан нагнетается в топливную рампу.

Процесс подачи топлива в магистральном ТНВД регулируется дозирующим топливным клапаном, открытие и закрытие, которого осуществляется с помощью электроники.

www.autoezda.com

что такое в автомобиле, особенности и устройство

С каждым годом количество дизельных автомобилей увеличивается. И на то есть объективные причины. Дизель обладает приемлемым крутящим моментом, что положительно отображается на динамике разгона. Плюс ко всему такие автомобили в полтора раза экономичнее бензиновых. Но далеко не каждый знает устройство топливной системы дизельного авто и то, что такое ТНВД в автомобиле. Что же, давайте рассмотрим более детально данный механизм.

Характеристика

Итак, что такое ТНВД в автомобиле? Расшифровка данной аббревиатуры проста и понятна. Под ТНВД подразумевается топливный насос высокого давления. Это одна из главных составляющих в любом дизельном автомобиле. Для чего нужен данный насос? Он создан для подачи дизтоплива под высоким давлением.

Разновидности

На данный момент существует несколько типов данных устройств:

  • Распределительный.
  • Рядный.
  • Магистральный.

В первом имеется один либо несколько плунжеров. Они нагнетают и распределяют горючее по всем цилиндрам. Во втором типе подачу солярки выполняет отдельная плунжерная пара. Магистральные же механизмы выполняют лишь нагнетание топлива.

Производители

Есть несколько ведущих производителей ТНВД для грузовых автомобилей и легковых:

  • "Бош".
  • "Делфи".
  • "Лукас".

Далее рассмотрим подробно все типы ТНВД в автомобиле.

Что такое рядный ТНВД?

Данный механизм имеет столько плунжерных пар, сколько есть цилиндров в двигателе. Эти пары установлены в корпусе ТНВД. В последнем предусмотрены специальные каналы для отвода и подвода горючего. Сам плунжер двигается от кулачкового вала. Последний же приводится в действие благодаря коленчатому валу ДВС. В данном типе механизмов плунжеры постоянно прижаты к кулачкам посредством пружин. Как работает дизельный ТНВД автомобиля? Кулачок при вращении вала набегает на толкатель плунжера. Последний, в свою очередь, двигается по втулке вверх. Вместе с этим одновременно закрываются впускное и выпускное отверстия. Так создается давление, при котором нагнетательный клапан открывается, и горючее двигается по топливопроводу к нужной форсунке.

Регулировка момента и количества подачи топлива осуществляется:

  • Механически.
  • Посредством электроники.

Как это работает на практике? В первом случае регулировка выполняется путем вращения плунжера во втулке. Для этого на первом есть шестерня, соединенная с зубчатой рейкой (она связана также с педалью акселератора). Кромка плунжера имеет наклонную поверхность, благодаря чему при повороте подача топлива отсекается. Соответственно, так и регулируется количество горючего.

В чем преимущества использования данного типа насосов? Среди плюсов рядных насосов стоит выделить их высокую надежность. Механизмы смазываются моторным маслом, а потому через ТНВД может прокачиваться топливо не самого лучшего качества. Применяются обычно такие ТНВД в автомобилях КамАЗ, МАЗ и других тяжелых грузовиках. Также рядные насосы встречались на легковых машинах до 2000 года.

Распределительный насос

Еще один тип ТНВД в автомобиле. Что такое распределительный насос? В отличие от первого, он имеет два плунжера, которые обслуживают все цилиндры ДВС. Среди плюсов таких механизмов стоит отметить меньшие габариты и массу, а также лучшую равномерность подачи топлива. Вместе с этим распределительный насос имеет низкий ресурс сопряженных деталей. Поэтому для грузовиков такой механизм не годится. Встретить его можно только на легковых автомобилях.

Привод плунжера может быть нескольких типов:

  • Внутренним кулачковым.
  • Торцевым кулачковым.
  • Внешним.

Обычно производители используют торцевой либо внутренний тип. В данном случае нет силовой нагрузки на узлы приводного вала, поэтому ресурс элементов выше.

Сам плунжер вращается от приводного вала. Регулировка количества подачи топлива выполняется автоматически. Для этого предусмотрен специальный регулятор, который являет собой электромагнитный клапан. А настройка угла опережения впрыска выполняется путем поворота неподвижного кольца. Сам цикл работы насоса состоит из нескольких этапов:

  • Впуск солярки в надплунжерное пространство.
  • Нагнетание топлива.
  • Распределение его в цилиндры ДВС.

Наиболее популярный из распределительных – насос роторного типа. Здесь нагнетание и распределение дизтоплива происходят двумя механизмами. Это распределительная головка и плунжеры. Подача выполняется посредством двух плунжеров, которые находятся на распредвалу. Они обегают через ролики профиль кулачковой обоймы. Таким образом, плунжеры совершают возвратно-поступательное движения. Когда они двигаются навстречу друг другу, возрастает давление топлива. Горючее по каналам доставляется на форсунки цилиндров. А к плунжерам топливо подается под малым давлением. Подача обеспечивается благодаря топливоподкачивающему насосу. Последний находится на приводном валу в корпусе ТНВД. Он может представлять собой:

  • Шестеренный насос с внутренним либо внешним зацеплением.
  • Роторно-лопастной механизм.

Особенность данного типа насосов в том, что смазка осуществляется самим топливом, которое заполняет всю полость корпуса. Поэтому эти устройства более привередливы к качеству горючего.

Магистральный ТНВД и его особенности

Где применяется данный вид насосов? Этот тип используется как на легковых автомобилях, так и на современных грузовиках. Его можно встретить на всех моторах с непосредственным впрыском "Коммон Рейл".

Магистральный насос выполняет функцию нагнетания горючего в топливную рампу. Давление в системе впрыска может достигать более двухсот МПА. В зависимости от модификации, магистральный насос может иметь от одного до трех плунжеров. Приводятся в действие они благодаря кулачковой шайбе или валу. При вращении таковых посредством пружины плунжер двигается вниз.

Возрастает объем компрессионной камеры, и одновременно уменьшается в ней давление. Благодаря вакууму открывается впускной клапан. Так горючее поступает в камеру. При движении плунжера вверх растет уровень давления в камере. При этом закрывается впускной клапан. Далее открывается выпускной и топливо подается на рампу.

Как здесь происходит регулировка подачи топлива? Для этого предусмотрен специальный клапан дозирования. Он открыт в нормальном положении. Но после исполнительного сигнала, что идет от ЭБУ, клапан закрывается (не полностью). Таким образом регулируется объем горючего, что поступает в компрессионную камеру.

Про устройство опережения впрыска

Задача этого устройства очень важна. Оно служит для того, чтобы увеличить угол начала подачи горючего в то время, когда возникает повышенная частота вращения коленвала. Устройство состоит из:

  • Блока управления.
  • Датчика угла поворота приводного вала.
  • Электромагнитного клапана момента начала впрыскивания.

Так обеспечивается идеальный момент впрыска, который подходит по режиму работы ДВС и нагрузке на него. В это время компенсируется временный сдвиг, что определяется сокращением периода впрыска при увеличении частоты оборотов коленвала. Привод механизма обычно гидравлический. Само устройство опережения впрыска располагается в нижней части корпуса насоса таким образом, чтобы находиться поперек продольной оси ТНВД.

О системе GDI

Все привыкли слышать, что ТНВД есть на дизельных автомобилях. Но что такое ТНВД в бензиновом автомобиле? Это вовсе не шутка, причем такую схему подачи топлива практиковали еще десять лет назад японцы. Так, они разработали систему непосредственного впрыска GDI, которая действует посредством топливного насоса высокого давления. Последний нагнетает бензин в нужном объеме и под нужным давлением. Далее он впрыскивается в камеру. Стоит сказать, что и степень сжатия у таких моторов выше – 14.

Признаки неисправности

Когда требуется ремонт ТНВД на грузовых автомобилях? Об этом могут сообщить следующие показатели:

  • Возросший расход топлива.
  • Трудный запуск двигателя.
  • Уменьшение мощности и динамики.
  • Повышенная дымность выхлопа.
  • Наличие посторонних шумов во время работы двигателя.

Что касается самого ремонта, он должен производиться только квалифицированными специалистами. После диагностики может быть произведена замена:

  • Вала ТНВД.
  • Сальника.
  • Регулятора потока давления
  • Втулок.
  • А также реставрация плунжерной пары.

Заключение

Итак, мы выяснили, что собой представляет ТНВД и как устроен данный насос. Как видите, ТНВД – это весьма ответственный узел, малейшая неисправность в котором может вызвать серьезные проблемы. Ремонт данного насоса – это сложнейшая операция, требующая навыков и специального оборудования.

fb.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о