Тнвд что это такое – принцип работы, устройство, назначение, конструкция

Содержание

принцип работы, устройство, назначение, конструкция

Топливный насос высокого давления (Injection pump в английских источниках) — узел системы питания автомобиля. Родоначальник ТНВД — Роберт Бош. Изначально устанавливался исключительно на дизельных силовых агрегатах. На легковых машинах стал использоваться с конца 30-х годов XX века. Современные автогиганты применяют этот технически сложный блок на бензиновых моторах, имеющих распределенный впрыск топлива.

Что такое ТНВД и для чего он нужен?

ТНВД — что это такое в машине? Условно можно сравнить с сердцем человека — узел, обеспечивающий бесперебойную циркуляцию крови (топлива) по организму (топливной системе). На деле назначение блока несколько шире:

точное дозирование подаваемого топлива, где величина порции зависит от нагрузки;
нагнетание топлива в форсунки;
определение момента впрыска горючего в цилиндры.

Преимущество ТНВД перед карбюратором заключается именно в возможности подачи точно отмеренной порции топливно-воздушной смеси в камеры внутреннего сгорания. Это решение позволяет снизить расход топлива. Насос напрямую связан с коленчатым валом: при разгоне порции увеличиваются, при падении оборотов — уменьшаются.

Так как работа дизельных агрегатов сопряжена с высокими нагрузками, то подача солярки производится под высоким давлением, обеспечивающим полное сгорание. Бензиновые моторы работают при значительно меньшей нагрузке. Поэтому использование топливного насоса целесообразно в системах с прямым впрыском горючего (не имеющих впускного коллектора).

Подводя промежуточный итог, можно сказать: что такое ТНВД в автомобиле — это способ увеличить КПД двигателя, снизить расход потребления топлива.

Устройство и принцип работы

Схематически устройство простого рядного ТНВД можно представить следующим образом:

поршень (плунжер), сопряженный с цилиндром (втулкой), которые работают как единое целое — плунжерная пара;

канавки для подачи топлива к плунжерным парам;
кулачковый вал с центробежной муфтой; вращение вала происходит посредством ремня ГРМ;
толкатели плунжера, на которые давит кулачковый вал;
возвратные пружины, обеспечивающие возврат плунжера;
клапаны нагнетательные;
штуцеры;

ddcar.ru

что это такое в машине, виды, диагностика и неисправности

Что собой представляет

Как уже многие поняли, данное название – это аббревиатура. Расшифровка ТНВД достаточно простая. Она расшифровывается как топливный насос высокого давления. Главная задача данного агрегата – подать вовремя в камеру сгорания дизель под высоким давлением. Дизельное топливо имеет одну важную особенность – качественное воспламенение возможно только при достаточном давлении. Если оно будет слишком низким, то искра не сможет воспламенить смесь. Применение стандартной поршневой системы считается неэффективным. Для работы дизельного мотора понадобится создать давление от 150 мегапаскаль. Решением этой проблемы и стал специфический для дизеля агрегат ТНВД.

С появлением передовой системы впрыска Common Rail, которая осуществляет электронное управление форсунками, насос стал выполнять только одно действие – создание достаточного уровня давления. При этом Common Rail устанавливается далеко не на всех автомобилях. Топливный насос высокого давления – это важный и незаменимый компонент, обеспечивающий правильную работу двигателя. Любому водителю дизельного авто будет полезно знать принцип работы аппарата и его разновидности.

Конструкция устройства

Существует несколько видов ТНВД дизельного двигателя. Далее будет описано общее устройство ТНВД. Насос включает два ключевых компонента: плунжер (или поршень) и цилиндр малого диаметра, по которому ходит поршень. Вместе они образовывают плунжерную систему. Изготавливается она только из высококачественной стали, чтобы выдержать без деформаций высокие давления. Важную роль играет высочайшая точность, с которой производится подобная плунжерная пара.

Многим водителям уже известно, что ТНВД является одним из самых дорогих элементов в конструкции. Использование качественного сырья и необходимость для производства высокоточного оборудования делают эту деталь такой дорогостоящей. На территории бывшего СССР было меньше 3 заводов, которые способны были изготавливать топливные насосы высокого давления.

Работа насоса возможна во многом благодаря очень маленькому расстоянию между плунжерной парой. Его называют прецизионным сопряжением. Также насос осуществляет распределение топлива по форсункам. Это промежуточный элемент в цепи, который объединен непосредственно с насосом. Нижняя часть форсунки находится в камере сгорания. Она отвечает за распыление дизеля. Точное время воспламенения определяется углом опережения.

Как правило, топливный насос высокого давления располагается в подкапотном пространстве недалеко от двигателя. На иномарках трубопроводы к форсункам от насоса будут металлическими, что затруднит демонтаж детали.

Теперь вы знаете устройство ТНВД дизельного двигателя. Это общая информация, так как более специфические детали конструкции необходимо изучать на примере насоса конкретного вида.

Разновидности ТНВД

Развитие технологий привело к появлению нескольких видов ТНВД. Далее будут рассмотрены следующие типы:

рядный;
распределительный;
магистральный.

Каждый тип обладает своими особенностями.

Рядный

Это крайне надежный и долговечный тип насосов. В легковых автомобилях его перестали применять где-то в 2000 годах, но на дизельных грузовиках он используется повсеместно. ТНВД подобного класса смазываются моторным маслом, что позволяет работать даже на низкокачественном дизеле. Рядные модели устанавливаются в моторах с раздельными камерами сгорания.

Как понятно из названия, все плунжерные пары установлены в один ряд. Их количество определяется числом цилиндров в моторе. К коленчатому валу подсоединяется кулачковый вал. Именно он приводит в движение каждую из плунжерных пар. Для постоянного прижатия плунжера к кулачкам имеются специальные пружины.

Принцип действия достаточно прост: при вращении кулачкового вала плунжер сдвигается. Он закрывает собой впускное и выпускное отверстия. Параллельно создается высокое давление, благодаря которому происходит открытие нагнетательного клапана. После дизель через топливопровод поступает к конкретной форсунке.

За регулировку количества топлива отвечает электроника. В старых машинах это делается механическим путем. Последний способ предполагает поворот плунжера на небольшой градус внутри цилиндра. Это достигается за счет использования шестерни, соединенной с зубчатой рейкой. Рейка соединяется с педалью акселерометра. Корректный впрыск топлива при разном нажатии педали осуществляется с помощью специальной муфты. Она имеет пару грузиков, которые расходятся под действием центробежных сил и обеспечивают раннее или позднее впрыскивание, учитывая обороты мотора.

Распределительный

Это следующее поколение, обладающее парой важных преимуществ по сравнению с рядными моделями (меньшие габариты детали, более стабильная и плавная работа). При этом распределительные ТНВД разделяются на несколько подклассов:

плунжерные или роторные;
с торцевыми, внутренними или внешними кулачками.

В конструкции используется пара плунжеров, которые работают на все камеры сгорания. Из-за невысокой долговечности подобные устройства устанавливаются на легковых автомобилях. Плунжеры делают столько оборотов, сколько цилиндров в моторе, за счет чего и уменьшается существенно срок эксплуатации по сравнению с рядными ТНВД.

Магистральный

Большинство современных дизельных иномарок оснащается системой Common Rail, (прямой впрыск топлива). Неотъемлемым компонентом является магистральный ТНВД. Он характеризуется лучшей управляемостью процесса сгорания. Добиться этого удалось за счет подачи топлива не прямо в цилиндр, а в специальную аккумулирующую емкость (топливная рампа). Этот конструктивный ход позволил разделить процесс впрыска и создания давления.

В различных автомобилях используется топливный насос высокого давления с 1, 2 или 3 плунжерными парами. Дополнительно в конструкции может присутствовать гидравлический привод. Из аккумулирующей емкости топливо попадает в цилиндр через специальные клапаны, способные регулировать дозировку.

Магистральные модели являются верхом эволюции подобных насосов, предоставляя максимальную эффективность. Работа регулируется электронным блоком управления, что с другой стороны является уязвимостью. Также к недостаткам можно отнести прихотливость насоса к дизельному топливу и высокая стоимость. Малейшие деформации в движущихся компонентах могут вывести деталь из строя.

Как это работает

Давайте рассмотрим в подробностях принцип работы ТНВД. Как уже было описано ранее, конструкция состоит из плунжера и нагнетательного клапана. В ходе вращения кулачкового вала (который получает вращательный момент от коленчатого вала через передачу) он «набегает» на муфту. Последняя смещается в направлении форсунки, создавая в топливе над плунжером все большее давление. Параллельно закрывается впускной канал. При достижении конкретного показателя давления, нагнетательный клапан приоткрывается, а топливо вытесняется в форсунку.

При движении вниз остатки топлива уходят через специальный винтовой канал в корпусе плунжера. Отверстие в плунжере становится на одном уровне в определенный момент с выпускным каналом. Затем процедура повторяется. В современных иномарках управление осуществляется посредством электронного блока управления (ЭБУ).

ЭБУ получает информацию от датчика температуры, вращения вала и других, на основе которых формируются управляющие сигналы. Электронная система также учитывает, насколько педаль газа нажата, каковы температуры топлива и охлаждающей жидкости. В памяти устройства хранятся оптимальные режимы работы. На основе заложенных алгоритмов и поступающей информации электроника управляет цикловой подачей и углом опережения впрыска.

В зависимости от специфики устройства в конструкции могут быть дополнительные элементы, контролирующие работу ТНВД.

Признаки и причины неисправности

Очень многие автомобилисты интересуются тем, как определить, что топливный насос высокого давления дизельного двигателя вышел из строя или работает с проблемами. Существует ряд признаков, на которые следует обращать внимание:

проблемный запуск мотора;
повышенный расход дизеля;
заметные провалы мощности;
появление нетипичного шума или сторонних звуков при работе двигателя;

высокая дымность выхлопа.

Причины этих явлений могут быть самые разнообразные. Первая и самая распространенная – естественный износ. Расстояние между плунжером и цилиндром увеличивается, начинает образовываться нагар, что, естественно, приводит к перебоям в системе. Возможна неравномерная подача топлива. Происходит она из-за следующих факторов:

истирание металла плунжеров;
повышенный износ клапанов или зубчиков на рейке;
уменьшение пропускной способности форсунки;
физические повреждения втулки.

Явным признаком износа плунжерной пары является «плавание» оборотов на холостом ходу.

Диагностика и ремонт

Определить точную поломку автомобилистам в гаражных условиях практически невозможно. Для диагностики ТНВД необходимы специализированные стенды и опытные механики. Даже если вы сможете демонтировать и разобрать насос, не рекомендуем самостоятельно что-то менять, учитывая высокую стоимость этой детали. Выполняйте ремонт только в специализированных техцентрах. Бывает, что ТНВД полностью исправен, а неполадки в функционирование вносит электронный блок управления. Проблема может быть как в «мозгах» машины, так и в датчиках. Некорректные показания хотя бы с одного из них приведут к неправильному формированию управляющих сигналов.

Чтобы максимально продлить срок службы насоса, рекомендуем использовать только качественное дизтопливо. Обязательно проверяйте состояние топливного фильтра. Если он будет слишком засорен, то даже качественное топливо будет постепенно создавать нагар на стенках втулки. Не пренебрегайте диагностикой, ведь своевременное обнаружение неполадки позволит сэкономить на ремонте. Дешевле заменить некоторые компоненты в ТНВД, чем покупать полностью новую деталь.

Теперь вы знаете, что ТНВД – это важный агрегат в конструкции дизельных автомобилей. Покупая дешевое горючее, задумайтесь, стоит ли ваша экономия поломки топливного насоса.

jrepair.ru

Топливный насос высокого давления дизельного двигателя

Топливный насос высокого давления 12-цилиндрового дизельного двигателя

Топливный насос высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя (а также бензиновых двигателей, оснащенных системой непосредственного впрыска топлива) является одним из наиболее сложных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей.

Топливные насосы предназначены для подачи в цилиндры дизеля под определенным давлением и в определенный момент точно отмеренных порций топлива, соответствующих данной нагрузке. По способу впрыска различают топливные насосы непосредственного действия и с аккумуляторным впрыском. В топливном насосе непосредственного действия осуществляется механический привод плунжера, а процессы нагнетания и впрыска протекают одновременно. В каждый цилиндр секция топливного насоса подает необходимую порцию топлива. Требуемое давление распыливания создается движением плунжера насоса.

У топливного насоса с аккумуляторным впрыском привод рабочего плунжера осуществляется за счет сил давления сжатых газов в цилиндре двигателя или с помощью специальных пружин. На мощных тихоходных дизелях применяют аккумуляторные топливные насосы с гидравлическими аккумуляторами.

В системах с гидравлическими аккумуляторами процессы нагнетания и впрыска протекают раздельно. Предварительно топливо под высоким давлением нагнетается насосом в аккумулятор, из которого поступает к форсункам. Эта система обеспечивает качественное распыливание и смесеобразование в широком диапазоне нагрузок дизеля, но из-за сложности конструкций такой насос широкого распространения не получил. Современные дизели используют технологию с управлением электромагнитными клапанами форсунок от микропроцессорного устройства (такое сочетание называется «common rail»).

Топливные насосы высокого давления могут быть рядными, V-образными (многосекционными) и распределительными. В рядных ТНВД насосные секции располагаются друг за другом, и каждая подает топливо в определенный цилиндр двигателя. В распределительных ТНВД, которые бывают одноплунжерными и двухплунжерными, одна насосная секция подает топливо в несколько цилиндров двигателя.

Работа секции рядного ТНВД

Устройство распределительного ТНВД:

редукционный клапан;
всережимный регулятор;
дренажный штуцер;
корпус насосной секции высокого давления в сборе с плунжерной парой и нагнетательными клапанами;
топливоподкачивающий насос;
лючок регулятора опережения впрыска;
корпус ТНВД;
электромагнитный клапан выключения подачи топлива;
кулачково-роликовое устройство привода плунжера.

Подачу топлива из бака в ТНВД обеспечивает топливоподкачивающий насос (5), а редукционный клапан (1) поддерживает стабильное давление на входе в насосную секцию ТНВД, которая расположена в корпусе (4).

Плунжерная пара насосной секции представляет собой золотниковое устройство, регулирующее количество впрыскиваемого топлива и распределяющее его по цилиндрам дизеля в соответствии с порядком их работы. Всережимный регулятор (2) обеспечивает устойчивую работу дизеля в любом режиме, задаваемом водителем с помощью педали акселератора, и ограничивает максимальные обороты коленчатого вала, а регулятор опережения впрыска топлива (6) изменяет момент подачи топлива в цилиндры в зависимости от частоты вращения коленвала.

Топливоподкачивающий насос подает в ТНВД топливо в гораздо большем объёме, чем требуется для работы дизеля. Излишки возвращаются в бак через дренажный штуцер (3). Что касается электромагнитного клапана (8), то он предназначен для остановки дизеля. При повороте ключа в замке зажигания в положение «выключено» электромагнитный клапан перекрывает подачу топлива к плунжерной паре, а значит, и в цилиндры дизеля, это и требуется, чтобы заглушить силовой агрегат.

В зависимости от давления и продолжительности впрыска, а также от величины цикловой подачи топлива существуют следующие модели рядных ТНВД:

— М (4…6 цилиндров, давление впрыска до 550 бар)
— А (2…12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
— P3000 (4…12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
— P7100 (4…12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
— P8000 (6…12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
— P8500 (4…12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
— R (4…12 цилиндров, давление впрыска до 1150 бар)
— P10 (6…12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
— ZW (M) (4…12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
— P9 (6…12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
— CW (6…10 цилиндров, давление впрыска до 1000 бар)
— h2000 (5…8 цилиндров, давление впрыска до 1350 бар)

Общее устройство ТНВД

Основные части ТНВД:

Корпус.
Крышки.
Всережимный регулятор
Муфта опережения впрыска.
Подкачивающий насос.
Кулачковый вал.
Толкатели.
Плунжеры с поводками или зубчатыми втулками,
Гильзы плунжеров.
Возвратные пружины плунжеров.
Нагнетательные клапаны.
Штуцеры.
Рейка.

Принцип действия ТНВД: Вращение кулачковый вал получает через муфту опережения впрыска и зубчатую передачу от коленчатого вала. При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель и смещает его, а он в свою очередь, сжимая пружину, поднимает плунжер. При поднятии плунжера он вначале закрывает впускной канал, а затем начинает вытеснять топливо, находящееся над ним. Топливо вытесняется через нагнетательный клапан, открывшийся за счёт давления, и поступает к форсунке. В момент движения плунжера вверх винтовой канал, находящийся на нём, совпадает со сливным каналом в гильзе. Остатки топлива, находящиеся над плунжером, начинают уходить на слив через осевой, радиальный и винтовой каналы в плунжере и сливной в гильзе. При опускании плунжера за счёт пружины открывается впускной канал, и объём над плунжером заполняется топливом от подкачивающего насоса. Изменение количества подаваемого топлива к форсунке осуществляется поворотом плунжеров от рейки через всережимный регулятор. При повороте плунжера, если винтовой канал совпадёт со сливным раньше, то впрыснуто топлива будет меньше. При обратном повороте каналы совпадут позже, и впрыснуто топлива будет больше. На некоторых ТНВД (например, ТНВД трактора Т — 130) часть секций отключается на холостых оборотах, соответственно, отключается и часть цилиндров двигателя.

Дополнительные агрегаты ТНВД

Муфта опережения впрыска — служит для изменения угла опережения впрыска в зависимости от оборотов. По принципу действия является механизмом, использующим центробежную силу. Устройство:

Ведущая полумуфта.
Ведомая полумуфта.
Грузы.
Стяжные пружины грузов.
Опорные пальцы грузов

Принцип действия: При минимальных оборотах грузы за счёт пружин стянуты к центру и положение между муфтами является исходным, при этом угол опережения впрыска находится в пределах отрегулированного параметра. При увеличении оборотов центробежная сила в грузах возрастает и разводит их, преодолевая сопротивление пружин. При этом муфты поворачиваются относительно друг друга и угол опережения впрыска увеличивается.

Всережимный регулятор — служит для изменения количества подачи топлива в зависимости от режимов работы двигателя: запуск двигателя, увеличение/уменьшение оборотов, увеличение/уменьшение нагрузки, остановка двигателя. Устройство:

Корпус.
Крышки.
Державка.
Грузы.
Муфта.
Рычаги.
Скоба-кулисы.
Регулировочные винты.
Оттяжные пружины.

Принцип действия: Запуск двигателя — перед запуском рейка за счёт пружины находится в положении максимальной подачи топлива, поэтому при запуске в двигатель подаётся максимальное количество топлива. Это способствует быстрому запуску. Как только двигатель начнёт развивать обороты, и центробежная сила в грузах начнёт расти, они, преодолевая сопротивление пружин, начнут расходиться в стороны и внутренними своими рычагами давить на муфту, которая будет воздействовать на рычаг, а рычаг будет тянуть рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты установятся в соответствии с натягом пружин. Увеличение оборотов — при нажатии на педаль «газа» натягивается пружина, которая действует на рычаг рейки и муфту. Муфта и рейка смещается, при этом преодолевается центробежная сила в грузах. Рейка смещается в сторону увеличения подачи топлива, и обороты растут. Увеличение нагрузки — при увеличении нагрузки и неизменном положении педали «газа» обороты снижаются, центробежная сила в грузах тоже. Грузы складываются и дают возможность сместиться муфте, рычагу и рейке в сторону увеличения подачи топлива. При снижении нагрузки обороты начинают увеличиваться, центробежная сила в грузах тоже, грузы начинают расходится и внутренними рычагами смещать муфту, рычаг и рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты при этом прекращают расти. Остановка двигателя — при остановке двигателя поворачивается скоба, кулиса скобы воздействует на рычаг, а рычаг — на рейку. Рейка перемещается настолько в сторону уменьшения подачи, что подача прекращается, и двигатель останавливается

dic.academic.ru

что это такое — e-fee.ru

ТНВД — что это такое Дизельное топливо или, как мы привыкли его называть, солярка с недавних пор активно используется как горючее для легковых автомобилей. Благодаря тому, что дизель во многих странах стоит меньше, чем бензин, автомобильные производители стали задумываться о том, чтобы выпускать модели машин, которые смогут работать не только на бензиновом топливе, но также на солярке.
ТНВД рядного типа ТНВД распределительного типа ТНВД магистрального типа К тому же, на сегодняшний день существует ряд альтернатив, например, биодизель или эмульгированное дизельное топливо. Эти альтернативные виды горючего наносят гораздо меньше вреда окружающей среде, что очень немаловажно в современных условиях. Благодаря тому, что ученые занимаются разработками альтернативных видов топлива, была создана относительно экологически чистая солярка (дизель) – биодизель, эмульгированное дизельное горючее. Это сподвигло автопром создавать модельные ряды, которые могут ездить не только на уже привычном бензине, но и на солярке. В зависимости о того, на каком горючем работает Ваше авто, под капотом будет и разная «начинка». Почти у всех машин, которые используют дизельное топливо, установлен топливный насос высокого давления, то есть, ТНВД. Этот насос отвечает за впрыскивание топлива в дизельный двигатель. Причем эта конструкция достаточно сложна, так как в цилиндры такого двигателя горючее должно подаваться под определенным давлением в конкретный просчитанный момент времени и в очень точном количестве, чтобы требования, которые заявлены данной нагрузкой, были полностью удовлетворены. ТНВД используется во всех двигателях, не зависимо от вида горючего, которое использует машина. Если двигатель работает на бензине, то ТНВД там устанавливается в системе непосредственного впрыска, но рабочее давление такого насоса гораздо ниже, нежели в случае дизеля. Идея создания ТНВД появилась тогда, когда Рудольф Дизель, который активно занимался разработками первых стационарных двигателей, определил, что для того, чтобы топлива точно самовоспламенялось, в цилиндры его нужно подавать под высоким давлением. Поэтому он стал использовать при конструировании компрессоры, которые хоть и были мощными, но проигрывали по причине громоздкости. Компактность и надежность ТНВД приобрел в 20е года благодаря разработкам Роберта Боша. Уже в 1927 году фирма Bosch выпустила первый серийный ТНВД для грузовика, а с 1936 года начался активный выпуск аналогичной продукции для легковушек. Топливный насос высокого давления работает за счет небольшой плунжерной пары, то есть поршня (плунжера) и цилиндра (втулки). Поршень и цилиндр изготовляются из стали очень высокого качества. Также при изготовлении очень важную роль играет соблюдение точности в размерах. Допускается наличие зазора минимальных размеров между втулкой и плунжером, это пространство называется прецизионным сопряжением. По конструкции ТНВД делят на рядные, распределительные и магистральные. Работа рядного топливного насоса основана на давлении, которое создается отдельной плунжерной парой. У распределительного насоса может быть не один плунжер, они же и отвечают за то, чтобы создавалось давление для движения горючего, а также за запуск топлива в цилиндры. Топливные насосы магистрального типа только нагнетают горючее в аккумулятор. Лучшими ТНВД признаны насосы зарубежных фирм Bosch, Lucas, Delphi, Denso, Zexel. ТНВД рядного типа У рядного топливного насоса количество плунжерных пар совпадает с количеством цилиндров. В корпусе насоса есть каналы для топлива, около которых и фиксируются эти пары. Насос приводится в движение посредством работы кулачкового вала, который сам работает от коленчатого вала двигателя. Специальные пружины прижимают поршни к кулачкам. Кулачок во время движения вала достигает толкателя плунжера, а сам плунжер подымается вверх по втулке. В это время происходит последовательное закрытие отверстий для выпуска и пропуска топлива. В результате появляется давление, под действием которого происходит открытие нагнетательного клапана, что заставляет топливо двигаться к определенной форсунке. Саму регулировку объема горючего и момента его впрыскивания регулирует электроника или же это можно делать механически. Механическая регулировка объема подаваемого горючего выполняется за счет поворота поршня по втулке. Для того, чтобы поршень поворачивался, на нем делают шестерню, которая соединяется с зубчатой рейкой, которая контролируется педалью газа. Сверху поршень не ровный, а будто обрезан, что дает возможность менять количество подаваемого топлива. Момент, когда нужно подать горючее, может меняться в зависимости от того, как меняется частота вращения коленчатого вала двигателя. Механически регулировать этот момент можно с помощью центробежной муфты, которая расположена на кулачковом валу. Внутри муфты расположены грузики, которые расходятся, когда увеличивается количество оборотов двигателя. Расхождение происходит благодаря центробежным силам. Благодаря расхождению этих грузиков поворачивается кулачковый вал относительно привода. Когда количество оборотов двигателя увеличивается, то топливо поступает раньше, а когда уменьшается – позже. Рядные ТНВД являются очень надежными. Для смазывания такого насоса подойдет моторное масло, которое используют для смазывания двигателя. Благодаря этому такой ТНВД может работать на низкокачественном горючем. ТНВД распределительного типа У такого насоса поршней один или два, причем эти плунжеры работают на все цилиндры двигателя. ТНВД распределительного типа весят меньше, по габаритам они также меньше, но подача топлива происходит более равномерно. Но, к сожалению, сопряженные детали к такому насосу не смогут прослужить достаточно продолжительное время. Именно поэтому распределительные ТНВД используются на двигателях легковых машин. У разных топливных насосов распределительного типа плунжер может быть разным по типу привода – торцевой, внутренний или внешний кулачковый. Первый и второй типы могут прослужить достаточно продолжительное время, так как в них узлы приводного вала не получают никаких силовых нагрузок от давления горючего. Главную роль в распределительных топливных насосах с торцевым кулачковым приводом поршня выполняет плунжер-распределитель. Он отвечает за подвод и распределение горючего по цилиндрам посредством совершения вращательных и возрастно-поступательных движений. Кулачковая шайба обегает неподвижное кольцо по роликам, благодаря чему плунжер и выполняет возвратно-поступательные движения. Шайба же давит на поршень, благодаря чему и создается давление. Пружина возвращает поршень в первоначальное положение. Плунжер вращается благодаря приводному валу. При этом горючее распределяется по цилиндрам. Объем подаваемого горючего регулируется автоматически механическим или электронным устройством. Механический регулятор приводит в действие центробежную муфту вместе с грузами, которая воздействует на дозатор посредством системы рычагов. Этот дозатор меняет объем подаваемого топлива. Электронный регулятор представляет собой электромагнитный клапан. Если необходимо раньше подать топливо, то регулирование этого момента производится посредством поворота на некий угол неподвижного кольца. Распределительный насос отвечает за впрыскивание горючего в надпоршневое пространство и порционное его деление по цилиндрам. Распределительный насос роторного типа использует разные механизмы из плунжеров и распределительной головки. Посредством использования подобных устройств регулируется нагнетание и распределение горючего. Для того, чтобы нагнать топливо, на распределительном валу установлены два плунжера друг напротив друга. Поршни через ролики пробегают кулачковую обойму, совершая обратно-поступательные движения. Из-за того, что поршни двигаются навстречу друг другу, растет давление, благодаря которому распределительная головка и нагнетательный клапан доставляют топливо к форсункам соответствующих цилиндров. К поршню(ям) горючее подается под относительно невысоким давлением, причем это давление создается за счет потливоподкачивающего насоса, который установлен в корпусе ТНВД. Смазывается ТНВД тогда, когда дизельное горючее заполняет корпус всего насоса. ТНВД магистрального типа Этот вид насосов устанавливается в том случае, если горючее впрыскивается по системе Common Rail. В этом случае ТНВД будет загонять горючее в топливную рампу. При использовании магистральных ТНВД топливо подается под очень высоким давлением (порядка 180 МПА и более). В таком насосе может быть один, два или три поршня, при этом их привод осуществляется с помощью кулачковой шайбы или вала. Когда поршень двигается вниз, что происходит благодаря вращению кулачкового вала или шайбы, компрессионная камера увеличивается в объеме, а давление в ней, наоборот, падает. Как раз из-за перепада давления впускной клапан открывается, а через него в камеру поступает и горючее. Когда плунжер подымается, то давление в камере возрастает, поэтому впускной клапан закрывается. Когда давление достигает определенного уровня, выпускной клапан может открыться и пропустить топливо в рампу. Подача горючего управляется соответствующим клапаном, который дозирует объем топлива, зависимо от потребностей самого двигателя. Клапан остается открытым в нормальном положении, но при поступлении определенного сигнала от электронного блока управления происходит закрытие клапана на определенную величину. Таким образом происходит регулировка объема поступающего в компрессионную камеру горючего. Что касается плюсов и минусов этой конструкции, то хвалить или осуждать тех, кто создал подобного рода насос, осуждать нельзя, так как они создали по истине уникально приспособление. В вопросе достоинств ТНВД можно только сравнить с другими подобными устройствами и, исходя из характеристик, можно говорить о преимуществах ТНВД. Все недостатки этого насоса обусловлены очень сложной конструкцией устройства. Например, в конструкции узла применяются большое количество прецизионных частей, который нужно аккуратно эксплуатировать. Потому, что эти части смазываются тем маслом, которое проходит через сам насос, то общее время работы ТНВД напрямую зависит от степени очистки и качества горючего. Если в топливе есть примесь воды или некие абразивные частицы, то срок действия насоса уменьшится в значительной мере. Поэтому и заправлять машину с таким насосом нужно только там, где горючее уже проверено, очищено и очень качественное.

e-fee.ru

что это? Устройство и принцип работы топливного насоса высокого давления

Топливный насос высокого давления в системе питания дизельного двигателя является самым дорогим и сложным устройством. Рудольф Дизель, создавая свой первый двигатель, определил тот аспект, что топливо будет качественно самовоспламеняться в цилиндре, если оно поступает под высоким давлением. Первый компактный и надёжный ТНВД в начале двадцатых годов прошлого столетия изобрёл Роберт Бош.

В 1927 году концерн Bosch произвёл первый серийный топливный насос высокого давления для грузового автомобиля. Для легковых автомобилей они наладили выпуск топливных насосов высокого давления в 1936 году. В соответствии с порядком работы цилиндров топливный насос высокого давления распределяет топливо по форсункам под высоким давлением.

Топливопроводы высокого давления соединяют ТНВД с форсунками. В нижней части форсунок расположены распылители, ими они входят в камеры сгорания. Топливо поступает в камеру сгорания в мелкодисперсном виде и воспламеняется из-за того, что в распылителях на выходе имеются очень мелкие отверстия. Угол опережения впрыска определяет момент времени впрыска. Топливный насос высокого давления и форсунки относятся к устройствам прецизионной точности. В процессе работы к ним поступает дизельное топливо, которое смазывает их штифты и плунжеры.

На заре производства топливных насосов высокого давления они были похожи на однорядные двигатели. Коленчатый вал двигателя был в зацеплении с кулачковым валом, у которого число выступов было равно числу цилиндров, и воздействовал непосредственно на плунжерные пары.

Топливные насосы высокого давления роторного типа применяют на дизельных легковых автомобилях с начала шестидесятого года прошлого века. Представляет собой устройство с вращающимся кулачковым валом, у которого один выступ, воздействующий на радиально расположенные плунжерные пары, число которых равно числу цилиндров. Их ещё называют распределительными. Они значительно дешевле по себестоимости и очень компактны.

Встроенные в насос электронные и механические устройства поворачивают вперёд и назад кулачковый вал, тем самым регулируют момент впрыска. Также, при помощи отсечных клапанов, понижающих давление, они регулируют подачу топлива. Для удержания нужного расхода топлива и токсичности выхлопных газов, начало впрыскивания должно быть выставлено в пределах плюс минус один градус поворота коленчатого вала.

Многоплунжерный топливный насос высокого давления

Цилиндр (втулка) и поршень (плунжер) малого размера – есть плунжерная пара. Их изготавливают с высокой точностью из высококачественной легированной стали. Для обеспечения минимального зазора в сопряжении при изготовлении их притирают друг к другу. Через выпускное отверстие топливо отводится, а через впускное поступает. Каждая плунжерная пара нагнетает топливо в свой цилиндр, а количество плунжерных пар соответствует числу цилиндров.

Плунжерные пары стоят внутри корпуса топливного насоса высокого давления. Отсечная кромка (спиральная канавка) имеется на боковой поверхности каждого плунжера. Коленчатый вал двигателя приводит в действие кулачковый вал топливного насоса высокого давления, который установлен на подшипниках качения в нижней части корпуса. К кулачкам через пружины прижимаются плунжеры. Кулачки перемещают плунжеры внутри втулок при вращении кулачкового вала. Когда плунжер движется вверх, он закрывает выпускное отверстие, после – впускное.

Многодырчатая форсунка состоит из корпуса распылителя, иглы, гайки, проставки, штанги, установочных штифтов, уплотнительного кольца, корпуса, фильтра, штуцера, регулировочной прокладки, уплотняющей втулки, пружины и упорной прокладки.

Сверху гильзы находится нагнетательный клапан, который под давлением топлива открывается и к соответствующим форсункам через топливопроводы высокого давления поступает топливо. В корпусе имеется игла, которую поджимает пружина. Игла способна перекрывать доступ топлива к распыляющим отверстиям. Давление топлива поднимает иглу. Пружина сжимается, и топливо впрыскивается в камеру сгорания. Когда канавка отсечной кромки совпадает с отверстием выпуска, тогда прекращается процесс впрыскивания. Давление топлива резко падает, игла закрывает распылитель. Подтекание топлива не наблюдается.

Если внутри повернуть плунжер, то изменив наклон отсечной кромки, Вы измените момент конца подачи топлива. Соответственно изменится и количество топлива. На каждом плунжере есть шестерня в зацеплении с зубчатой рейкой. Рейка механически соединена с педалью акселератора. Нажимая на педаль, Вы перемещаете рейку, которая вращает все плунжеры и меняет количество топлива. Если Вы прекратите подачу топлива, дизель будет заглушен и у всех плунжеров отсечная кромка соединится с выпускным отверстием.

Момент начала подачи топлива меняется при изменении количества оборотов коленчатого вала. Этому способствует центробежная муфта опережения впрыскивания топлива, установленная на кулачковом вале топливного насоса высокого давления. У ней внутри грузики, которые расходятся под действием центробежных сил при увеличении вращения коленчатого вала двигателя. По фазе, относительно привода они проворачивают кулачковый вал. Уменьшение количества оборотов коленчатого вала ведёт к позднему началу впрыскивания, а увеличение, соответственно, к более раннему.

Распределительный топливный насос высокого давления с компенсатором давления во впускном трубопроводе и аксиальным движением плунжера (LDA).

Одноплунжерные топливные насосы высокого давления имеют одну плунжерную пару, а специальный вращающийся распределитель подаёт топливо к форсункам разных цилиндров. Эти насосы, тоже являются распределительными. Они очень лёгкие и компактные, вот только долговечность их мала из-за большей частоты ходов плунжера.

Видео — принцип устройства и работы ТНВД

reno.by

ТНВД дизельного двигателя. Топливный насос высокого давления

Главным отличием дизельных двигателей от бензиновых является другое устройство топливной системы и системы впрыска. Самым главным элементом в конструкции является ТНВД дизельного двигателя. Это топливный насос высокого давления.

Что такое ТНВД

Это оборудование считают одним из сложнейших среди прочих узлов дизельных силовых агрегатов. Устройство выполняет главную функцию. Оно подает горючее в камеры сгорания под очень высоким давлением.

Это необходимо для подачи горючей смеси в камеры сгорания двигателя под определенным давлением, и только в нужный для этого момент. Порция подаваемой смеси очень точно измеряется при помощи электроники. Также порция соответствует нагрузке.

Эволюция ТНВД

Правительство многих стран мира значительно ужесточило экологические нормы по выбросу вредных веществ. Это привело к тому, что механические ТНВД дизельного двигателя стали постепенно вытесняться электронным оборудованием. Механика не справлялась с правильным дозированием топливной смеси в необходимой точности. Кроме этого, механика не могла быстро отреагировать на каждое изменение режима работы силового агрегата.

Самые известные производители электроники предложили современные системы управления подачей горючей смеси. Внедрение электроники позволило уменьшить нестабильность сгорания горючего, а также снизило неравномерность работы на холостом ходу.

Некоторые устройства имели в своей конструкции специальный клапан для быстрого действия. Это привело к разделению процесса подачи топливной смеси в камеры на две части. Такая технология позволила в значительной степени снизить жесткость сгорания топлива.

Точность в управлении впрыском позволила также уменьшить выбросы в атмосферу токсичных веществ. В новых двигателях смесь сгорает полностью, а выросшая эффективность позволила повысить КПД и увеличить итоговую мощность.

Электронным управлением оснащено оборудование распределительного типа. Электроника регулирует положение дозатора. Также в составе имеется специальный клапан, который позволяет опережать процесс впрыска.

Виды ТНВД

Различают несколько типов насосов по типу впрыска.

Так, существуют устройства непосредственного действия, а также аккумуляторное оборудование. В последних системах процессы регулировки момента возложены напрямую на форсунки и электронные системы управления.

Насос непосредственного действия

ТНВД дизельного двигателя с непосредственным действием имеет механическое устройство. Привод основан на плунжере и втулке. Это называется плунжерной парой. Любые процессы на оборудовании этого типа проходят в один момент времени. В каждую камеру сгорания дизельного двигателя отдельная часть насоса подает горючее в необходимой дозе. Что касается давления, то оно создается движением плунжера насоса. Этим оборудованием оснащено множество дизельных иномарок. Также встречается ТНВД дизельного двигателя («Фольксваген» — не исключение) по такому принципу.

Аккумуляторный ТНВД

Здесь отличие от традиционного насоса в том, что на плунжерный привод воздействует давление непосредственно в самом цилиндре.

Но кроме этого, такое воздействие может оказываться посредством специальных пружин. Существуют также устройства с гидравлическими аккумуляторами, которые устанавливают чаще всего на мощные, но при этом малооборотистые двигатели.

Необходимо сказать, насосы с гидроаккумулятором отличаются раздельными процессами впрыска и нагнетания. Горючая смесь под высоким давлением накачивается в аккумулятор и только потом попадает в камеры сгорания. Этот поход позволяет обеспечить более эффективное распыление, а также оптимальное образование смеси, которое отлично подходит для любых нагрузок. Среди минусов подобной системы можно выделить еще большую сложность оборудования, что не способствует популярности. В современных двигателях используют оборудование, основанное на электромагнитных клапанах и электронной системе управлении.

Распределительный насос

Эти элементы, по сравнению с рядными, оснащены одним или двумя плунжерами, которые обслуживают все камеры сгорания. Масса и габаритные размеры данных устройств значительно меньше. Качество работы их при этом намного выше.

Но эти системы отличаются малой долговечностью. Часто требовался ремонт ТНВД дизельных двигателей. Это определило применение оборудования — легковые автомобили.

Рядные насосы

Это оборудование оснащается плунжерными парами. Их столько, сколько цилиндров в двигателе. Детали эти смонтированы в корпусе, где есть специальные каналы для закачивания и отвода дизельного топлива. Для привода плунжера в движение применяется специальный кулачковый вал, который приводится в движение от коленчатого вала. Чтобы насос работал, плунжерные пары должны прижиматься к кулачкам. Это реализовано посредством пружин.

Когда кулачковый вал движется, кулачок находит на толкатель, который в этот момент двигается по своей втулке. При движении элемента производится открытие и закрытие отверстий для впуска и выпуска горючего. Таким образом, в системе появляется давление. В результате этого открываются нагнетательные клапаны и топливо двигается по топливопроводу к форсункам. В этом заключается работа ТНВД дизельного двигателя.

Для регулировки плунжер поворачивается в его втулке. Для того чтобы выполнить этот поворот, устройство имеет специальную шестерню, которая находится в зацеплении с зубчатой рейкой. Последняя напрямую связана с педалью акселератора. Верхняя часть плунжера сделана наклонной. При повороте можно изменять количество дизельного топлива.

Такая конструкция рядных насосов позволила обеспечить высокую надежность.

Смазываются механизмы посредством моторных масел из системы смазки агрегата. Поэтому можно использовать топливо достаточно низкого качества. Эти насосы применяются на больших грузовых автомобилях, а на легковых их использовали до 2000 года.

Устройство ТНВД дизельного двигателя

На примере распредительного ТНВД можно рассмотреть принципиальное устройство. Так, насосы бывают одноплунжерными или же двухплунжерными. При этом одна секция аппарата может подавать горючую смесь в несколько форсунок.

Так, оборудование состоит из редукционного клапана, всережимного регулятора, дренажного штуцера, корпуса насосной секции вместе с плунжерной парой и клапанами. Кроме этого, в составе устройств есть элемент для подкачки топлива, люк для регулировки опережения впрыска, корпус, электромагнитный клапан и устройство привода плунжера.

Как видно, оборудование имеет сложное устройство. В случае поломки диагностика ТНВД дизельного двигателя будет трудной задачей. А отремонтировать систему даже в условиях гаража будет очень сложно.

Причины неисправностей

Стоимость этих устройств достаточно высока, а сам насос очень требователен к качеству топлива и смазочных жидкостей. Если дизельный автомобиль используется на плохом горючем, то в нем обязательно содержатся различные твердые частицы. Все это влияет на работу плунжерной пары, которая имеет минимальный допуск. Также некачественная «солярка» легко выводит из строя форсунки. Учитывая, сложность современного ТНВД дизельного двигателя, цена заправки некачественным топливом может быть очень дорогой. Кстати, сам насос стоит порядка 300 долларов.

Среди самых популярных поломок насоса и форсунок различают следующие:

повышенный расход;
дымность в выхлопе;
шум и другие посторонние звуки;
спад мощности;
затрудненный запуск.

Естественно, эти поломки могут быть вызваны и другими причинами.

А чтобы узнать, нужен ли ремонт ТНВД дизельных двигателей, необходим специальный стенд. Это оборудование есть только на СТО, которые специализируются на подобном оборудовании. Современные насосы не имеют тех органов регулировки, которые позволили бы выполнить диагностику. Поэтому придется воспользоваться помощью профессионалов.

Ремонт аппарата

Необходимость в ремонте может быть вызвана самыми разными причинами.

Многие поломки нельзя устранить своими руками. Однако если ремонт сводится к замене изношенных деталей, это легко делается в гараже. Но регулировать оборудование все равно придется на специализированном стенде.

Так, одна из причин — износ ТНВД дизельного двигателя. Определить это достаточно просто. Силовая установка будет работать слишком неравномерно и громко. Также усложняется запуск и потеря мощности. Про топливо низкого качества уже сказано. Еще на исправность влияет электроника. Для ремонта чаще необходимо просто заменить то, что износилось. Но для этого необходимо разобрать устройство. Это можно выполнить своими руками, однако без должных знаний лучше обратиться к профессионалам.

Итак, мы выяснили, какие бывают разновидности топливных насосов высокого давления и рассмотрели причины их выхода из строя.

fb.ru

Устройство и принцип работы насосов высокого давления (ТНВД)

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.

ТНВД устройство

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.

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 давления

В 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 Bosh

Несмотря 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%.

autodont.ru