ТНВД (топливный насос высокого давления). Типы и принцип действия ТНВД
ТНВД (топливный насос высокого давления) является одним из основных элементов дизельного двигателя. Задача топливного насоса состоит в подаче определенных порций топлива в нужный момент под тем или иным давлением в цилиндры.
Топливный насос высокого давления в зависимости от способа впрыска бывают непосредственного действия и с аккумуляторным впрыском. Отличаются они тем, что у насоса непосредственного действия привод плунжера механический, нагнетание и впрыск происходят одновременно. Топливо поступает строго отмеренными порциями в каждый цилиндр. Движением плунжера обеспечивается необходимое давление.
В устройстве с аккумуляторным впрыском привод плунжера осуществляется благодаря давлению сжатых газов в цилиндре, а также посредством пружин. На некоторых транспортных средствах, например, морских судах, устанавливают топливные насосы высокого давления с гидравлическими аккумуляторами.
Типы ТНВД
Выделяют несколько типов топливных насосов высокого давления: распределительные, рядные, а также многосекционные. Исходя из названия, в рядных насосах секции расположены последовательно, друг за другом. Из каждой секции топливо подается к цилиндрам дизеля. Распределительные характеризуются тем, что одна секция может подавать горючее сразу нескольким цилиндрам. Они могут быть как одноплунжерными, так и двухплунжерными.
Принцип действия
Принцип действия ТНВД сводится к следующему: посредством муфты опережения впрыска и передачи от коленвала осуществляется вращение кулачкового вала. Поднимается плунжер и совершает возвратно-поступательные движения. Плунжер поднимается вверх, сливной канал в гильзе и винтовой канал совпадают. Оставшееся над плунжером топливо сливается через каналы в плунжере и гильзе (радиальный, винтовой, осевой, сливной).
Когда плунжер идет вниз, поступающее топливо под давлением подается к подводящему каналу насоса.
Корпорация Bosch также выпускает топливные насосы высокого давления, начиная с 1927 года. Предложенная система впрыска дала прекрасную возможность производить дизельные двигатели для грузового, а впоследствии — легкового транспорта. Уже в 1989 году непосредственный впрыск топлива стали применять в турбодизелях. Такой распределительный ТНВД Bosch был аксиально-поршневым и установлен на Audi 100. С годами разрабатывались все новые технологии, например, во второй половине 90-х годов — знаменитая система топливного впрыска Common Rail. Управление клапанами форсунок там осуществляется за счет микропроцессорного устройства.
Устройство и принцип работы насосов высокого давления (ТНВД)
ТНВД устройство и принципы работы насосов.
Различные виды топливных насосов высокого давления их классификация особенности и виды неисправностей.
Дизельный двигатель весьма сложный механизм. Его работа во многом напоминает современные инжекторные системы, которые пришли на смену карбюраторам. Однако работа дизеля невозможна без топливного насоса высокого давления, или как его называют опытные водители ТНВД. В дизельных двигателях насос выполняет сразу 2 важнейшие функции:
- Устройство нагнетает топливо под необходимым давлением.
- Регулирует момент начала впрыска.
Последняя функция, правда, с тех пор как появились аккумуляторные системы впрыска, досталась форсункам, которые управляются уже с помощью электроники. Чтобы понять принцип по которому работает топливный насос высокого давления, давайте подробно разберем устройство этого механизма.
Содержание
- Конструктивные особенности ТНВД
- Рядный ТНВД
- Распределительный ТНВД
- Магистральные ТНВД
- Неисправности ТНВД
Конструктивные особенности ТНВД
Практически все ТНВД имеют примерно одинаковую конструкцию.
Основой механизма является плунжерная пара, объединяющая в себе цилиндр и поршень. Делают ее из прочнейшей стали, способной выдерживать очень сильные нагрузки.
В остальном насосы в зависимости от конструкции делятся на несколько видов:
- Рядный. Топливо в этом случае, в цилиндр нагнетается с помощью отдельной плунжерной пары.
- Распределительный. В этом случае с помощью нескольких плунжерных пар топливо распределяется сразу по всем цилиндрам.
- Магистральный. Устройство служит исключительно для подачи топлива на аккумулятор.
В зависимости от вида принцип работы каждого из устройств совершенно различен, поэтому остановимся на них более подробно.
Рядный ТНВД
А легковые автомобили насосы такого вида перестали устанавливать еще в 2000 году. Однако. Однако сама конструкция устройства настолько надежна, что для грузового транспорта их используют, и по сей день. Рядный топливный насос высокого давления, можно смазывать маслом из системы смазки дизельного двигателя, что позволяет устройству работать даже на самом низкокачественном топливе.
Что касается внутреннего устройства рядного насоса, то он имеет количество плунжерных пар, аналогичное количеству цилиндров. Плунжеры установлены в самом корпусе, в нем же есть и топливные каналы. Плунжерные пары движутся от усилия кулачкового вала, который, в свою очередь, приводится в движение коленвалом автомобиля. Выглядит это следующим образом: кулачок набегает на толкатель плунжерной пары, которая, в свою очередь, двигается вверх по втулке, закрывая и открывая впускное и выпускное отверстие. В результате этих действий возникает давление, которое открывает клапан нагнетания и через него топливо подходит к нужной форсунке.
Регулировка рядного ТНВД, возможна как механическим способом, так и с применением электроники. В первом случае регулировка производится при помощи поворота плунжерной пары во втулке. Делается это при помощи шестерни, соединенной, с зубчатой рейкой. Что касается электронной регулировки, тут понадобится специальное дорогостоящее оборудование, которое можно найти только в автосервисе.
Распределительный ТНВД
Топливный насос высокого давленияВ случае с ТНВД такого вида, всю работу выполняют один или максимум два плунжера, обслуживающие одновременно все цилиндры двигателя. Подобная конструкция в отличие от предыдущих дает таким насосам ряд преимуществ:
- Насосы такого вида гораздо легче и меньше по размерам.
- Они обеспечивают равномерность подачи топлива, что положительно сказывается на работе двигателя.
Однако главный недостаток заключается в том, что такие ТНВД, крайне недолговечны и неустойчивы к повышенным нагрузкам. Фактически вышеперечисленные свойства влияют на то, что распределительные насосы высокого давления ставят только на легковые автомобили с гораздо меньшей, чем у грузовиков мощностью двигателя.
Магистральные ТНВД
Пожалуй, самые современный топливный насос высокого давления. Он идеально подходит для нового дизельного двигателя. Используются они исключительно в аккумуляторной системе впрыска топлива.
Устройство фактически делает работу инжекторного двигателя и нагнетает топливо в рампу. Принцип работы таких насосов обеспечивает максимально, возможно, давление топлива, вплоть до 180 МПА, что необходимо для современного дизельного двигателя.
Количество плунжеров в магистральных насосах варьируется от 1 до 3, в зависимости от двигателя. В действие они приводятся также при помощи кулачкового вала или шайбы. На практике это выглядит следующим образом:
- Под действие возвратной пружины, которая двигается при вращении кулачкового вала, плунжер начинает движение вниз.
- Вследствие этого уменьшается давление в компрессионной камере и увеличивается ее объем.
- После открывается впускной клапан и в камеру начинает поступать топливо.
Подачей топлива управляет электронный блок ТНВД. Тут все зависит от потребности дизельного двигателя. Обычно клапан открыть полностью, однако, при необходимости электронный блок подает сигнал, и с помощью клапана регулирует количество поступающего топлива.
Неисправности ТНВД
Независимости от вида установленного ТНВД или надежности самого дизельного двигателя рано или позже – устройство начинает барахлить.
ТНВД BoshНесмотря на то что принцип работы у различных видов ТНВД в каждом случае иной, признаки неисправности устройство имеет практически аналогичные:
- Увеличивается расход топлива.
- Подача топлива к форсунке от ТНВД нарушена.
- Ремень ГРМ соскальзывает с шестерни ТНВД.
- Протекает топливо из насоса.
- Двигатель плохо заводится.
- Автомобиль сильно дымит при движении.
Главное, прежде чем приступить к ремонту топливного насоса следует исключить другие виды неисправностей. Вышеперечисленные признаки лишь намек и на самом деле могут говорить о чем угодно, вплоть от неисправности самих форсунок. Именно поэтому первым делом следует провести полную диагностику дизельного двигателя. Желательно сделать это с применением современной электроники – тогда результат будет гарантированно точен, вам не придется тратиться на ненужный ремонт, а неполадки двигателя будут устранены на 100%.
Принцип работы дизельного топливного насоса высокого давления
Топливный насос высокого давления бывает трех типов: встроенный, распределительный, монококовый. Независимо от того, что это за продукты, самая важная часть — это насос. Количество, давление и время работы топливного насоса должны быть очень точными и автоматически регулироваться в зависимости от нагрузки. Топливный насос высокого давления — это деталь, требующая тонкого и сложного производственного процесса. В настоящее время топливные насосы для дизельных двигателей общего назначения в стране и за рубежом производятся несколькими мировыми профессиональными заводами.
Принцип работы
Ознакомиться с принципом работы насосов с корпусом рядного ТНВД.
Источник питания необходим для работы ТНВД. Кулачковые диски в нижних частях насосов приводятся в движение шестернями коленчатого вала двигателей.
Плунжер является ключевым компонентом топливного насоса высокого давления. Если взять в качестве метафоры медицинские инъекторы, то съемная заглушка аналогична поршню, а цилиндр можно назвать гильзой поршня. Сборка пружины внутри цилиндра с одной стороны плунжера, поэтому другая сторона будет касаться распределительного вала. Плунжеры будут перемещаться вверх и вниз внутри плунжерных втулок каждый раз, когда распределительные валы поворачиваются на один оборот. Это основное движение плунжера ТНВД.
Плунжеры и плунжерные втулки являются очень точными деталями. На корпусе плунжера имеется наклонная прорезь, а на втулке плунжера — всасывание. Всасывание заполнено дизельным топливом. Дизельное топливо поступает в гильзу плунжера, когда наклонная щель плунжера находится на всасывании. Таким образом, плунжер толкается распределительным валом выше. При достижении определенной высоты наклонная щель отшатнется от всасывания, и оно закроется. В этой ситуации дизельное топливо больше не может двигаться, пока плунжер поднимается выше и давит на дизельное топливо.
Как только давление топлива достигнет определенного диапазона, односторонний клапан откроется. Следовательно, топливо будет проходить через форсунку и поступать в камеру сгорания цилиндра.
Следует отметить, что все дизельные двигатели оснащены впускными и возвратными маслопроводами. Работу впускной трубы понять несложно, а как насчет трубы возврата масла? Это связано с тем, что в цилиндр поступает только часть дизельного топлива, несмотря на некоторое количество дизельного топлива, выбрасываемого плунжерами. Остальное сливается через отверстие для возврата масла. Более того, двигатель регулирует количество впрыскиваемого топлива посредством регулирования выбрасываемого топлива.
Поршень будет двигаться вниз после достижения верхней точки. Затем наклонная щель снова встретится с всасыванием, и дизельное топливо будет засасываться в плунжерную втулку. Начинается новый цикл. Каждая плунжерная система рядного ТНВД соответствует одному цилиндру. В рядном ТНВД есть четыре цилиндра, для которых требуется всего четыре плунжерных системы.
Это делает продукты, которые будут предлагаться в больших размерах. Обычно они используются в автомобилях среднего или большого размера. Например, в дизельных двигателях автобусов и грузовиков обычно используются встроенные впрыскивающие насосы.
Топливные насосы высокого давления, применяемые в дизельных двигателях автомобилей и легковых автомобилей, как правило, распределительного типа. Они отличаются небольшими размерами, малым весом, меньшим количеством компонентов и простой конструкцией. В этом типе насоса используется один или два комплекта плунжерной системы для подачи дизельного топлива и подачи его в топливные форсунки.
На рабочем колесе установлены две группы плунжеров. Плунжеры вращаются вместе с рабочими колесами при вращении от двигателей. Выпуклая часть кулачкового кольца давит на поршень и заставляет его играть роль насоса для подачи дизельного топлива в масляное отверстие в середине рабочего колеса. В это время дизельное топливо остается на входах распределителей и распыляется по очереди.
Поскольку обороты двух групп плунжерной системы (или одной группы плунжерной системы) пропорциональны увеличению количества цилиндров, ТНВД ограничен количеством цилиндров и максимальной скоростью вращения.
С развитием технологии дизельных двигателей в настоящее время популярен один тип насоса для впрыска топлива мономерного типа (называемый мономерным насосом или насос-форсункой). По сути, он объединяет два вышеупомянутых типа ТНВД в один тип. Впрыск топлива в каждый цилиндр осуществляется соответствующим независимым узлом впрыска (мономерным насосом или насос-форсункой).
Предыдущая: Восемь явлений, связанных с неисправностями Common Rail высокого давления
Следующая: Устранение неполадок автоматического перегорания дизельного двигателя Isuzu
Как работает насос высокого давления в дизельном двигателе
Топливный насос высокого давления — еще одна важная часть системы впрыска топлива в автомобилестроении.
Топливный насос высокого давления используется в индивидуальной насосной системе системы впрыска твердого топлива. Он состоит из плунжера, приводимого в движение кулачком, и толкателя в нижней части.
Здесь, в этом посте, я хотел бы поделиться с вами подробной информацией о ТНВД.
Поршень совершает возвратно-поступательное движение в стволе. Количество плунжеров зависит от количества цилиндров в двигателе.
Поршень имеет прямоугольную вертикальную канавку, которая проходит сверху до другой спиральной канавки.
Нагнетательный клапан можно поднять со своего седла под давлением жидкого топлива. А также против силы пружины. Канал соединен с топливной форсункой.
Когда плунжер находится в нижней части своего хода, а отверстия подачи и сброса открыты. Масло из насоса подачи топлива после фильтрации нагнетается в ствол.
Подача и сливное отверстие закрываются на определенном этапе, когда плунжер отталкивается. Это делается с помощью кулачкового и толкательного механизма, расположенного внизу.
При дальнейшем движении плунжера топливо над ним сжимается и создается высокое давление.
Он поднимает нагнетательный клапан со своего седла, и топливо начинает поступать через канал к распылителю.
По мере дальнейшего подъема плунжера в определенный момент винтовая канавка соединяет сливное отверстие через прямоугольный вертикальный паз с топливом в верхней части плунжера.
Вследствие этого происходит внезапный перепад давления, из-за которого нагнетательный клапан под действием пружины опускается на свое седло.
Это увеличивает объемную производительность системы доставки, что приводит к резкому падению давления в напорной трубе.
При этом слив из сопла форсунки внезапно прекращается. Таким образом, предотвращается попадание топлива в цилиндр даже после прекращения впрыска. Цикл часто повторяется.
При каждом ходе плунжера ТНВД продолжительность подачи больше или меньше.
В зависимости от разлива делается порт для сообщения раньше или позже с топливом высокого давления в верхней части ствола.
Это зависит от положения винтовой канавки, которое можно изменить, вращая плунжер с помощью рейки.
При полной нагрузке двигателя положение винтовой канавки на плунжере сохраняется ниже канала.
При частичной нагрузке или нормальной подаче поршень ТНВД поворачивается в положение рядом с каналом, при котором подача происходит в течение более короткого периода времени.
При остановленном двигателе плунжер ТНВД поворачивается в положение, при котором винтовая канавка находится напротив канала, в котором прямоугольная канавка находится на одной линии с отверстием для слива.
Давление над верхней частью плунжера не создается, нагнетательный клапан вообще не поднят, поэтому подача топлива в распылитель не происходит.
Диаметр отверстия насоса варьируется в восьми размерах от 5 мм до 10 мм, но стандартный ход поршня составляет 9 мм.
Я надеюсь, что с этими деталями топливного насоса высокого давления вы сможете открыть и увидеть настоящий топливный насос высокого давления без каких-либо сомнений.