Характеристика топливный насос высокого давления дизельного двигателя

Топливный насос высокого давления дизельного двигателя

Сегодня все машины оснащены топливным насосом высокого давления. Он служит для того, чтобы вовремя подать дизель в камеру сгорания в нужный момент цикла. Существует несколько видов устройства, подкачивающего топливо. Насос высокого давления бывает нескольких видов.

Назначение

Такой насос требуется для того, чтобы регулировать своевременную подачу солярки в камеру сгорания дизельного двигателя, а еще – чтобы определить нужный момент впрыска. После того, как появились аккумуляторные системы впрыска, функцию определения нужного момента впрыска стали выполнять форсунки, которые управляются электронным блоком дизельного двигателя.

Чтобы ТНВД подавал горючую смесь, требуется насос низкого давления. Устройство, подкачивающее топливо низкого давления, устанавливается либо на коробку помпы высокого давления, либо рядом с ним. Топливный насос низкого давления (подкачивающий) осуществляет перекачку топлива к распределителю под высоким давлением.

Соединяются ТННД и ТНВД посредством специальных патрубков, в которых установлены небольшие фильтры грубой очистки топлива.

Насос низкого и высокого давления (подкачивающий) может работать в двух режимах. Первый режим – это подготовительный. В начальной фазе, поршень опускается и набирает топливо. На второй фазе клапан подачи солярки закрывается, и поршень выдавливает топливо прямо на ТНВД.

Устройство помпы низкого давления состоит из нескольких частей:

кулачковый вал;
вал ротора;
диск распределения;
соединительная муфта;
приводная шестеренка;
главный корпус – статор.

Устройства, подкачивающие топливо низкого давления, бывают двух видов схем, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.

Первый тип – это механический подкачивающий насос низкого давления. Принцип работы этого вида основан на том, что коленчатый вал дизельного двигателя при вращении нажимает на специальный кулачок, нажатие на который приводит в движение поршень высокого давления. Работа этого механизма полностью обеспечивает мотор необходимым количеством топлива.
Существует еще один вид устройства низкого давления, подкачивающее топливо – это электрический элемент. Появление этого вида помп произошло по причине того, что со временем в автомобилях стало появляться все больше электроники. Поэтому механический тип не создавал нужного высокого давления. Принцип работы основан на том, что внутри насоса установлен специальный двигатель. Чаще всего такой вид ТННД устанавливается на дизельные двигатели.

Виды ТНВД

Существует три вида ТНВД для дизельного двигателя, каждый из них имеет свои определенные характеристики и качества.

Первый вид ТНВД – это рядный. На таком типе ТНВД, количество плунжерных пар равняется количеству цилиндров двигателя. Плунжерные пары устанавливаются в корпусе ТНВД там же, где проходят каналы, по которым движется дизель. В движение плунжерные пары приводятся посредством работы кулачкового вала, его вращение напрямую зависит от коленчатого вала дизельного двигателя. Во время оборота вала двигателя кулачок толкает плунжеры и заставляет его двигаться. Когда плунжер движется вверх, закрываются отверстия. Благодаря этому образуется давление, из-за чего открывается нагнетатель, и дизель попадает в нужную форсунку. Количество дизеля, которое будет попадать в форсунки можно регулировать механическим способом. Сделать это можно с помощью вращения плунжера внутри втулки.

Существует еще один способ регулировки – это с помощью специального блока. На этом виде ТНВД можно регулировать момент, когда топливо попадает в форсунки дизельного двигателя. Воспользовавшись центробежной муфтой, можно выбрать момент впрыска топлива механическим способом. Неоспоримым преимуществом рядного насоса считается то, что его работа, даже на дизеле низкого качества, вполне возможна. Происходит это потому, что смазывается он моторным маслом. Такой тип сегодня применяется на дизельных моторах, предназначенных для тяжелых нагрузок.

На легковые машины с дизельным двигателем рядный насос перестали устанавливать уже в 2000 годах.

Второй тип ТНВД – это распределительный. Этот насос оснащен лишь двумя плунжерами, которые работают со всеми камерами сгорания. Преимущество – то, что распределительный насос имеет меньшие габариты и вес. Вторым плюсом считается то, что такой тип распределяет горючую смесь равномерней.

Однако есть минусы и у него. Главным минусом является то, что такое устройство относительно недолговечно. Из-за того, что на мощных моторах быстро изнашивается распределительный и подкачивающий насос, его ставят на дизельные двигатели для легковых автомобилей. Устройство распределительной помпы высокого давления позволяет во время работы заливать дизель в пространство, которое расположено над плунжерами, а затем отправлять его в цилиндры. Самую главную работу, а именно подачу топлива, устройство осуществляет посредством низкого давления. Низкое давление для подачи топлива создает насос, который подкачивает дизель. Смазывание этого насоса производится дизелем, которое заливается автоматически в корпус.

Третий тип ДНВД для дизельного двигателя называется магистральным. Этот тип используется на двигателях с автоматическим впрыском дизельного топлива. Чаще всего такая конструкция оснащается форсунками Common Rail. Магистральные насосы обеспечивают достаточно высокую силу относительно других ТНВД.

Сила, которую создает этот топливный насос высокого давления, достигает 180МПА. Конструкция позволяет устанавливать от одного до трех плунжеров в это устройство.

Привод плунжеров, как и в других устройствах, осуществляется посредством распределительного вала. Плунжеры крепятся к данному валу при помощи жестких пружин, которые сжимаются, вследствие чего топливный плунжер движется вниз и отправляет соляру в цилиндры. Количество кратной подачи топлива корректируется автоматически с помощью клапана дозировки топлива, который открывается в нужный момент, и соляра поступает в цилиндры. На самом деле клапан здесь играет роль исполнителя, все основное управление узлами устройства на себя берет электронный блок управления. На схеме из Интернета можно рассмотреть, что сигнал с датчика идет на блок управления, а тот в свою очередь устанавливает клапан в нужное положение.

Ремонт и замена

Нередко ТНВД приходит в негодность, и его требуется заменить. Исходя из того, что он бывает нескольких видов, то и ремонт всегда разный. Механический насос можно починить своими силами. Главное, чтобы починить его, нужно найти схему в Интернете.

После того, как будут произведены работы по снятию насоса, требуется найти неисправную деталь и заменить ее новой. Затем, воспользовавшись той же схемой, нужно собрать его обратно и установить на автомобиль. Если с механическим насосом все просто, то остальные два самостоятельно починить уже возможно не получится. Некоторые автосервисы берутся за такой ремонт, который обходится в копеечку. Нередко сломанные подкачивающие и распределительные топливные насосы просто выкидывают и покупают новые.

Резюме

Одной из важных составляющих топливной системы автомобиля считается ТНВД. Существует три вида топливных насосов высокого давления, каждый из которых имеет свои особенности. Каждая помпа высокого давления имеет свои характеристики и устанавливается на двигатель, рассчитывается на определенные нагрузки.

Все насосы высокого давления оснащены подкачивающими помпами низкого давления. Они нужны для того, чтобы подавать дизель в ТНВД. Чаще всего ТНВД устанавливаются на автомобили с дизельными моторами. Несмотря на то, что существует несколько видов помп для двигателей, все они обладают одинаковой целью, и схема их работы практически не различается.

Какие существуют системы подачи топлива в дизельном ДВС

Как мы знаем, в дизельном ДВС топливо воспламеняется не от внешнего источника (искра зажигания в бензиновом моторе), а в результате сильного сжатия и нагрева. При этом топливно-воздушная смесь подается и распыляется в цилиндрах под высоким давлением. С этой целью в дизелях используются разные типы систем подачи топлива.

Топливная система дизельных ДВС: основные принципы

Сначала воздух подается в цилиндр, затем сжимается, нагреваясь в процессе до экстремальных температур, и лишь к концу такта сжатия в цилиндр подается дизельное топливо. Подается таким образом: впрыскивается в камеру сгонария под высоким давлением (от 100 до 2000 атмосфер) и распыляется. Поэтому, вне зависимости от типа топливной системы дизеля, в ней всегда есть два компонента:

тот, что создает высокое давление – топливный насос высокого давления (ТНВД)
и тот, что впрыскивает и разбрызгивает горючее по камере – форсунка.

В зависимости от типа топливной системы дизельного ДВС, отличается конструкция ТНВД и устройство форсунок. Также отличаются схемы управления этими элементами и место их расположения.

Основные типы топливных систем дизеля

Наибольшее распространение получили 4 типа топливных систем дизельных моторов:

рядный ТНВД
ТНВД распределительного типа
насос-форсунки
система Common Rail

Читать еще: Что за двигатель установлен в датсун он до

Рядный ТНВД – проверенное десятилетиями решение, которое активно применяется на грузовой и специальной технике с дизельными моторами. В основе этой системы подачи топлива находится работа плунжерной пары. Цилиндр движется в гильзе, создавая давление и сжимая топливо до необходимых показателей. Как только они достигнуты, открывается специальный клапан, подающий топливо на форсунку, которая впрыскивает его в цилиндр. Плунжер в это время движется вниз, открывает канал для впуска горючего в пространство гильзы с помощью топливоподкачивающего насоса, и цикл повторяется.

Работа самого плунжера становится возможна благодаря кулачковому валу, который приводится от мотора. Кулачки «толкают» клапана, а мкфта опережения впрыска, соединяющая ТНВД и двигатель, корректирует работу топливной системы.

Неоспоримые достоинства системы подачи топлива с рядными ТНВД – их ремонтопригодность и доступность обслуживания.

ТНВД распределительного типа конструктивно напоминает рядный топливный насос. Отличие заключается в количестве плунжерных пар. Если в рядном ТНВД одна пара идет на один цилиндр, то в распределительном работы одной плунжерной пары достаточно, чтобы обслуживать два, три, и даже шесть цилиндров. Это достигается через опцию вращения плунжера вокруг оси. Вращаясь, плунжер поочередно открывает выпускные клапана, подавая горючее на форсунки нескольких цилиндров.

Эволюция распределительных ТНВД привела к тому, что появились уже роторные топливные насосы: в них плунжеры помещаются в ротор и в процессе работы движутся навстречу двуг другу, пока ротор вращает их, распределяя тем самым топливо по камере сгорания.

Преимущество системы подачи топлива с распределительным ТНВД – компактность самого устройства. Недостатки – сложность настройки, применение схем электронного управления и корректировки работы.

Система подачи топлива в цилиндр с помощью насос-форсунок вообще исключает необходимость ТНВД как отдельного элемента. В этом случае, форсунка и насосная секция – это один узел в общем корпусе.

В результате достигается легкость регулировки подачи топлива в конкретный цилиндр, а при выходе из строя одной насос-форсунки, остальные продолжают работать, что облегчает ремонт. Конструктивно, насос-форсунки приводят в действие плунжеры распредвал ГРМ в головке блока цилиндров.

Система подачи топлива насос-форсунками распространена не только на грузовых, но и на легковых автомобилях. К недостаткам ее можно отнести высокую стоимость запчастей, а также крайнюю чувствительность к качеству дизельного топлива. Мельчайшие примеси в горючем могут легко вывести из строя насос-форсунку, что отражается на стоимости эксплуатации такого решения в личном автомобиле.

Система Common Rail стала своего рода прорывом в части решения механизма подачи топлива в дизельных ДВС. Эта система позволяет экономить топливо при высоком КПД дизеля, что и сделало ее такой популярной. Common Rail придумали инженеры Bosch еще в 90-х годах. Сегодня большинство дизельного транспорта оснащается именно Коммон Реил.

Главное отличие этой системы – наличие аккумулятора высокого давления в общей магистрали. Туда топливо нагнетается отдельным ТНВД, чтобы затем под постоянным давлением подаваться на форсунки. Именно постоянство давления дает возможность быстро и эффективно впрыскивать горючее в цилиндр. Как результат – производительная, мягкая и комфортная работа дизельного двигателя. Бонусом – упрощение конструкции самого ТНВД в системе Common Rail.

Управляется работа системы отдельным ЭБУ: группа датчиков сообщает контроллеру, сколько и как скоро нужно подать дизельное топливо в цилиндры. С другой стороны, сложность и недостаток Коммон Реил обусловлена как раз умной электроникой и принципом работы системы. Поэтому владельцам таких решений стоит выбирать качественное топливо и своевременно менять топливные фильтры.

О том, как еще продлить жизнь вашего дизельного двигателя, мы писали здесь.

Если вы в поиске качественных запчастей для своего дизельного двигателя, проверьте наш каталог

ТНВД Камаз: устройство, принцип работы и ремонт

ТНВД – это Топливный Насос Высокого Давления. Ставиться он на дизельные двигатели и предназначен для подачи топлива в топливную систему под высоким давлением, для наилучшего сгорания его в цилиндрах.

Устройство ТНВД

Рис.1 — Подробная схема всех элементов топливного насоса для автомобилей Камаз с двигателем 740.

Принцип работы

Из бака, через фильтр грубой очистки, с помощью топливного насоса низкого давления топливо, по топливопроводу, поступает сначала в фильтр тонкой очистки, а потом на вход в ТНВД. От коленвала двигателя передается крутящий момент на топливный насос, а точнее на кулачковый вал, который в свою очередь приводит в действие толкатели. Толкатели давят на пружины, которые поднимают плунжер. Плунжер закрывает впускной клапан, топливо подается на форсунки, которые распыляют его уже в цилиндрах. Кулачковый вал, проварачиваясь дальше опускает плунжер, открывая, тем самым, поступление топлива в ТНВД и процесс повторяется.

Вроде бы ничего сложно, однако, это не совсем так. Любой ТНВД это очень сложный механизм, основой которого являются плунжерные пары. Их изготавливают с очень высокой точностью. Одна такая пара состоит из цилиндра и поршня, который, перемещаюсь и создает высокое давление в системе.

ТНВД двигателя Камаз 740 представляет собой V-образное устройство, в каждой половине которого находится по 4 плунжерные пары. Внизу корпуса насоса находится кулачковый вал, на который от коленвала и передается крутящий момент. Кулачки на валу передают поступательные движения на поршни каждой пары. Работа поршней ТНВД строго синхронизирована с работой поршней самого двигателя с помощью пружинных толкателей.

В конструкции каждой плунжерной пары есть несколько клапанов, как впускных так и выпускных и специальных канавок для отвода лишнего топлива. За направлениями потока топлива отвечают специальные автоматически клапанные механизмы.

Возможные неисправности в работе ТНВД и их ремонт

В топливном насосе двигателя Камаз 740 высокое давление создается за счет очень плотного прилегания поршня в цилиндре плунжерной пары. В случае какого либо нарушения этой плотности в топливной системе падает давление и двигатель вообще может не запуститься или работать не ровно, с перебоями. Длительную и безаварийную работы ТНВД в первую очередь обеспечивает качественное дизельное топливо. Для дизельных моторов это одно из главных условий успешной эксплуатации. Внимательно отнеситесь к выбору АЗС, на которой заправляетесь.

Для того, чтобы двигатель КАМАЗ и ТНВД работали исправно и долго своевременно проводите все необходимые регламентные работы по их техническому обслуживанию, а особое внимание стоит уделить замене топливных фильтров, как грубой, так и тонкой очистки. Старайтесь покупать оригинальные расходные материалы у официальных дилеров или в авторизированных сервисных центрах.

Как и у любого механизма у ТНВД есть свой ресурс, который он в любом случае со временем выработает. Но инженеры Камаза разработали ремонтопригодный агрегат, который можно восстановить, заменив изношенные детали. Но ремонтировать топливный насос высокого давления стоит на специализированных станциях, которые оборудованы стендом проверки топливной системы под давлением. Такое оборудование поможет выявить как явные, так и скрытые неисправности. После проведения ремонта ТНВД должен пройти ряд стендовых испытаний и точную настройку вместе топливными форсунками.

Основные причины выхода ТНВД из строя

Вода в топливной системе. Причин появления воды в системе может быть несколько: некачественный или изношенный топливный фильтр; большой процент воды в дизельном топливе; нарушение герметичности топливопровода из-за чего образуется конденсат внутри на трубках.
Механические примеси в топливе. Примеси могут появляться опять же из-за плохих топливных фильтров. Так же рекомендуется периодически проводить очистку топливного бака от образований парафина и т.п. отложений.
Плохие смазывающие качества дизельного топлива. Причина этого может скрывать в применение не сертифицированных присадок. Не поддавайтесь рекламе и не добавляйте в топливо ничего лишнего, чего не рекомендует производитель.
Не герметичный топливопровод. В этом случае идет постоянный подсос воздуха в систему, повышающий коэффициент трения в плунжерных парах, что приводит к их быстрому износу.

Самые часто встречающиеся неисправности

Неравномерная подача топлива. Причина скорее всего кроется в поврежденной плунжерной паре. Так же рекомендуется проверить клапаны топливного насоса, а также работу форсунок.
Повышенный расход топлива. Причина банальна – повреждения топливопровода.
Запаздывает впрыск. Проблема может скрываться в регулировочном болте толкателя или в поврежденном кулачковом вале.

Видео, подробно описывающее работу топливной систему двигателя Камаз 740.

Регулировка подачи топлива

Как снять ТНВД

отсоединить тросики ручного управления рычагом остановки двигателя и рычагом управления регулятором,
снимите тягу управления подачей топлива,
отсоедините все трубопроводы подвода топлива к насосу, отводящий и дренажный трубопроводы и трубопровод от фильтра тонкой очистки топлива,
отсоедините трубку для подвода масла к насосу и, масло отводящую трубку,
выкрутите стяжной болт переднего фланца ведущей полумуфты и два болта ведомой полумуфты (для того, чтобы выкручивать болты было удобно нужно провернуть коленвал через люк картера сцепления),
отсоедините топливопроводы факельных свечей,
снимите топливопроводы высокого давления,
отсоедините трубку, которая подводит воздух к рабочему цилиндру вспомогательного тормоза,
открутите четыре болта, которые крепят ТНВД,
снимите собственно сам насос.

Читать еще: Что лучше тосол или антифриз газель 405 двигатель

Порядок разборки

вывернуть винты крепления задней крышки регулятора частоты вращения и снять крышку в сборе с насосом низкого давления;
снять автоматическую муфту опережения впрыска топлива, используя приспособление И-801.16.000. Сначала отвернуть гайку 2 (рис. а) крепления муфты. Для этого вставить отвертку 4 в паз гайки и, удерживая муфту 1 от вращения, ключом 3 отвернуть гайку. Затем, вворачивая в муфту съемник 5 (рис. б), снять муфту;

Рис.2 – Снятие муфты

распломбировать и вывернуть винты крепления защитных кожухов секций ТНВД и снять кожуха;
распломбировать и вывернуть болты крепления верхней крышки регулятора и снять крышку;
вынуть ось рычага регулятора и снять рычаг регулятора с рычагом муфты грузов, муфтой, пружиной регулятора и рычагом пружины;
снять стопорное кольцо и державку грузов в сборе;
вывернуть пробки реек, вынуть втулки реек, затем сами рейки, предварительно расстопорив их;
отвернуть гайки крепления секций ТНВД, снять стопорные шайбы штуцеров секций и вынуть секции ТНВД и толкатели плунжеров;
расшплинтовать и отвернуть гайки и, используя съемник И-801.26.000, снять эксцентрик привода насоса низкого давления, ведущую шестерню регулятора и промежуточную шестерню;
снять второй подшипник с оси промежуточной шестерни;
выбить шпонки с носка и хвостовика кулачкового вала, снять крышку заднего подшипника, вынуть кулачковый вал в сборе с подшипниками и снять крышку переднего подшипника;
используя съемник И-801.30.000, снять подшипники с кулачкового вала;
секции ТНВД и топливоподкачивающий насос низкого давления разобрать в приспособлении И-801.20.000. Для выпрессовки нагнетательного клапана секции ТНВД использовать приспособление И-801.21.000.

Сборка и установка ТНВД после ремонта

Сборка ТНВД, как и положено, проводится в обратном порядке. Чтобы установить подшипники на кулачковый вал используется приспособление И-801.27.000. Свободный ход вала должен быть не больше 0,1 мм, делается это путем подбора регулировочных прокладок под крышку переднего подшипника кулачкового вала.

Установка ТНВД:

проверните коленвал до его положения, которое соответствует началу впрыска топлива в первый цилиндра (фиксатор находится в зацеплении с маховиком), проверьте, чтобы метка I на заднем фланце ведущей полумуфты привода должна быть вверху;
установите топливный насос на двигатель, совместив при этом метки II на корпусе насоса и муфте опережения впрыска топлива;
затяните болты крепления насоса;

Рис.3 — Порядок затяжки болтов крепления, топливного насоса высокого давления

не нарушая взаимного расположения меток, затяните верхний болт ведомой полумуфты привода, переставьте фиксатор в мелкий паз, проверните коленвал на один оборот и затяните второй болт ведомой полумуфты, затяните стяжной болт переднего фланца полумуфты;
установите крышку люка картера сцепления;
подсоедините трубопроводы высокого давления, маслоподводящую и маслоотводящую трубки, трубку подвода воздуха к пневмоцилиндру вспомогательного тормоза, трубопроводы низкого давления, тягу управления подачей топлива, тросики ручного управления рычагом останова и рычагом управления регулятором.

После установки ТНВД запустите двигатель и болтом отрегулировать минимальную частоту вращения холостого хода, которая не должна превышать 600 об/мин.

ТНВД распределительного типа (насос VE). Он же торцевой насос

Область применения данного типа насосов широка – легковой, грузовой, коммерческий транспорт, трактора, сельхоз техника и другие. Двигатели с данным типом насосов встречаются на 2, 3, 4 и 6 цилиндра с максимальной мощностью на рабочий цилиндр 20 кВт.

Основными производителями насосов данного типа являются фирмы: Bosch (Бош), Zexel (Зексель) и Denso (Денсо), однако существует и малоизвестная Diesel Kiki (Дизель Кики) в дальнейшем он же Zexel и Корейская Doowon , которая в свое время купила лицензию у Зексель на производство этих насосов.

Распределительный ТНВД типа VE поделен на 2 модификации:

С механическим управлением;
С электронным управлением.

Сначала предлагаю обратить внимание на принцип работы ТНВД распределительного типа (VE) на примере насоса Denso

Топливо накачивается из бака в топливный фильтр подкачивающим насосом (ТННД), фильтр удаляет из солярки воду и грязь.
Далее топливо подкачивается ТННД в корпус насоса высокого давления.
Топливо, находящееся в корпусе ТНВД нагнетается плунжером через нагнетательные клапана в форсунки и впрыскивается в камеру сгорания.
Часть топлива, поступающего на форсунки, используется для их смазки, затем возвращается в топливный бак.
Часть топлива, поступающего в корпус насоса высокого давления используется для смазки насоса и охлаждения его деталей, затем оно возвращается в топливный бак, через отверстие сливного болта

Устройство распределительного ТНВД VE Bosch, Zexel

Рассмотрим самые главные узлы одноплунжерного топливного насоса высокого давления распределительного типа (ВЕ). Предлагаю рассмотреть узлы, согласно принципу работы насоса, от насоса подкачки до нагнетательного клапана.

Топливный насос низкого давления (ТННД)

По мере вращения насоса 4 пластины (на фото их видно) закачивают топливо под давлением через фильтр в корпус насоса, по средствам регулирующего клапана давление изменяется в соответствии со скоростью вращения двигателя.

Плунжерная пара (плунжер насоса)

При работе плунжер совмещает вращение с обратно-поступательными передвижениями, тем самым он распределяет подачу дизельного топлива под высоким давлением ко всем форсункам по очереди.

Конструкция плунжера распределительного ТНВД VE:

При вращении ДВС, приводной вал ТНВД вращает кулачковую шайбу вместе с плунжером через муфту с одной и тойже скоростью. Вал топливного насоса вращается в дви раза медленнее чем двигатель.

ролики насоса располагаются на роликовом кольце 2;
кулачковая шайба 3 постоянно удерживается прижатой к нажимным роликам пружиной плунжера;
при вращении кулачковой шайбы (волновой шайбы) 3, кулачки набегают на ролики 2, заставляя плунжер 4 осуществлять возвратно-поступательные движения;
в кулачковой шайбе 3, число бугорков на ней (кулачков) кратно количеству цилиндров двигателя;
плунжер насоса 4 распределяет топливо последовательно к форсункам за 1 оборот (на примере показан 4 цилиндровый ДВС);
возвратно-поступательные движения плунжера насоса используются для забора топлива (канавка 6) и нагнетания его к форсункам под высоким давлением, через паз 8;
Количество впрыска и подача (цикловая) регулируется путем изменения положения регулировочной втулки 5, под управлением механического регулятора.

Для наглядности работы плунжера прошу ознакомиться с видео работы задействованных элементов насоса.

Располагаются в подводящих каналах и выполнены таким образом, что всасывают неиспользованное топливо обратно в корпус насоса, чтобы держать подводящие каналы, наполненные топливом. Количество этих клапанов зависит от количества цилиндров двигателя.

Принцип работы нагнетательного клапана ТНВД VE

Когда давление топлива возрастает, оно открывает нагнетательные клапана и удерживает их открытыми;
Когда впрыск топлива заканчивается, клапана толкаются обратно пружиной;
Когда клапана возвращаются в нижнее положение, подводящие каналы перекрываются и топливо засасывается обратно;
Давление в трубопроводах, идущих к форсункам, быстро падает, примерно на 20 кг/см2, чтобы предотвратить подтекание топлива из форсунок;
В это же время, нагнетательный клапан плотно прилегает к седлу, перекрывая магистраль высокого давления от насоса.

Видео работы нагнетательного клапана

В этой статье мы рассмотрели самые основные рабочие органы ТНВД распределительного типа VE. В насосах данного типа ещё очень много других важнейших механизмах, о которых подробнее расскажем в следующих обозрениях.

Для наглядности количества задействованных элементов внутри насоса данного типа, приложу вырезку из каталога на примере насоса 104746-1342, он же 9460612334

Краткий список насосов BOSCH VE (боквенное обозначение R или L обозначает сторону вращения ТНВД):

AutoXS.ru — Авто Энциклопедия

Тюнинг и доработки
Ремонт и обслуживание
История
Разное про автомобили
Масштабные модели

ТНВД — что это? Принцип работы

ТНВД представляет собой один из ключевых узлов двигателя транспортного средства. Его важность показывает сравнение с сердечной мышцей в организме человека, задачей которой выступает обеспечение циркуляции крови по телу. Назначение ТНВД аналогично, с той лишь разницей, что он отвечает за перемещение горючего по топливной системе.

Определение

ТНВД или топливный насос высокого давления – это сложный с конструктивной и технологической точек зрения узел системы подачи топлива в дизельном или бензиновом двигателе. Английское название устройства — injection pump. Основными функциями ТНВД выступают такие:

подача горючего к форсункам с одновременным нагнетанием давления;
дозирование топлива в зависимости от выбранного водителем режима эксплуатации;
определение оптимальной периодичности впрыска топлива в цилиндры двигателя.

Читать еще: Что за дизельный двигатель ставят на рено дастер

Ключевым отличием топливного насоса высокого давления от выполняющего в целом аналогичные функции карбюратора выступает впрыск четко дозированного количества горючего в камеры внутреннего сгорания двигателя. Это достигается установлением непосредственной связи с коленчатым валом, что позволяет при разгоне автомобиля увеличивать порцию подаваемой топливно-воздушной смеси, а при уменьшении оборотов – снижать объем впрыскиваемого горючего. Как следствие – уменьшается расход топлива и обеспечивается более высокий КПД работы двигателя, что и выступает главным достоинством ТНВД.

История разработки и совершенствования

Разработчиком ТНВД считается Роберт Бош. Активное использование рассматриваемой разновидности топливного насоса на легковых автомобилях началось во второй половине 30-х годов прошлого века.

Изначально топливный насос высокого давления предназначался исключительно для дизельных двигателей. Однако, в настоящее время ТНВД применяется и для бензиновых агрегатов, оборудованных инжекторной системой, обеспечивающей впрыскивание топлива непрямую в цилиндры.

Постоянный рост требований в части охраны труда и соблюдения экологических стандартов объясняет еще одно важное направление улучшения ТНВД. В современных условиях произошло вытеснение механических топливных насосов устройствами, оснащенными электронной регулировкой подачи горючего. Второй вариант системы впрыска топлива намного экономичнее и сводит к минимуму количество вредных выбросов в атмосферу.

Устройство

Различают несколько видов топливных насосов высокого давления. Несмотря на существенные конструктивные различия, основным рабочим узлом ТНВД является так называемая плунжерная пара. Основной ее задачей является нагнетание давления в топливной системе.

Устройство плунжерной пары включает две детали – поршень или плунжер, давший название рабочему узлу, и втулка или гильза. Принцип работы устройства основан на возвратно-поступательном движении, которое плунжер осуществляет внутри втулки. При этом каналы и клапаны, расположенные внутри ТНВД обеспечивают подачу горючего в полость, размещенную над плунжером, а также его отвод после сжатия и нагнетания давления.

Узел может эффективно работать только при обеспечении высокого уровня герметичности. Для этого рабочие поверхности и поршня, и втулки тщательно обрабатываются, что дало еще одно название плунжерной пары – прецизионная, то есть высокоточная. Еще одно обязательное требование к поршню и втулке – изготовление из крайне прочных марок стали, способной выдержать серьезные нагрузки.

Наличие других конструктивных элементов, деталей и узлов топливного насоса высокого давления зависит от конкретной разновидности устройства. Конструкция наиболее простого и широко распространенного рядного ТНВД предусматривает присутствие следующих деталей:

плунжерная пара, подробно описанная выше;
специальные канавки, назначение которых – подача горючего к плунжерной паре;
кулачковый вал, оснащенный центробежной муфтой, который вращается при помощи ремня ГРМ;
толкатели плунжера, передающие энергию, поступающую от кулачкового вала;
пружины, предназначенные для возврата плунжера в исходное положение;
нагнетательные клапаны, обеспечивающие движение топлива в нужном для эксплуатации двигателя направлении;
зубчатые рейки, штуцеры и так называемый всережимный регулятор, активируемый педалью газа.

Некоторые особенности других разновидностей ТНВД описываются ниже. Но независимо от различий в конструкции, принцип работы любых топливных насосов высокого давления примерно одинаков.

Принцип работы

Работа секции рядного ТНВД

Схема работы рассматриваемой модели топливного насоса напоминает эксплуатацию двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Она включает в себя несколько последовательно реализуемых этапов:

Вращение кулачкового вала с оказанием давления на толкатели плунжера.
Перемещение поршня по втулке.
Увеличение давления топлива, в результате которого открываются нагнетательные клапаны.
Поступление горючего к форсункам через открытые клапаны.

Важной особенностью ТНВД выступает попадание в форсунки не всей топливно-воздушной смеси, а только четко определенной дозы. Оставшееся топливо через специальные сливные клапаны возвращается в систему. Наличие центробежной муфты обеспечивает поступление горючего в нужный момент, а присутствие в конструкции всережимного регулятора обеспечивает точное определение необходимого объема смеси. В результате одновременной работы всех узлов топливного насоса высокого давления удается добиться продуктивной работы двигателя при минимально возможном расходе топлива.

Дальнейшего увеличения КПД двигателей, оснащенных ТНВД, позволяет добиться использование электронных систем управления работой топливного насоса. Современные высокоточные датчики контролируют все ключевые параметры системы, к числу которых относятся:

изменение положения педали газа;
количество оборотов распределительного вала;
уровень температуры охлаждающей жидкости;
скорость транспортного средства;
уровень давления в системе наддува воздуха;
изменение положения иглы форсунки и т.д.

Дополнительный плюс ТНВД с электронным блоком контроля и управления – наличие эффективных программ самодиагностики системы. Они позволяют быстро выявлять возникшие проблемы и обеспечивают работу двигателя даже в случае отказа отдельных узлов или деталей.

Классификация

Для классификации ТНВД применяется несколько признаков. По принципу работы различают топливные насосы непосредственного действия и системы, предусматривающие аккумуляторный впрыск. Первая разновидность также делится на два типа – с механическим и пневматическим приводом. Она обеспечивает одновременное осуществление процессов нагнетания давления и впрыска, а потому проще и намного чаще применяется на практике.

Вторая разновидность – топливный насос с гидроаккумулятором – разделяет выполнение накачки топливно-воздушной смеси и ее впрыска в форсунки. Сначала горючее собирается в специальном хранилище, который и называется аккумулятором, после чего передается для сжигания. В результате повышается эффективность работы двигателя, но при этом заметно усложняется конструкция ТНВД. Последний аргумент стал главной причиной того, что насосы с гидроаккумулятором не относятся к числу популярных.

Второй классифицирующий признак – конструктивные особенности насоса. В соответствии с ними принято различать три типа ТНВД:

Рядные. Наиболее простая и надежная конструкция, предусматривающая наличие нескольких ниш или секций, каждая из которых предназначена для подачи топлива в одну форсунку двигателя. При этом плунжерные пары размещаются в ряд, что и дало название агрегату. Сегодня такая разновидность ТНВД применяется исключительно на грузовых автомобилях, что объясняется надежностью и низким уровнем требований к качеству топлива. Однако, из-за больших габаритов и невысокого, по сравнению с альтернативными вариантами, КПД, установка на легковые авто прекращена в 2000 году.
Распределительные. Данная разновидность насоса предполагает наличие одного или двух плунжеров, количество которых определяется объемом двигателя. Благодаря особенностям конструкции, этого оказывается вполне достаточно для обслуживания цилиндров, число которых варьируется в пределах от 4 до 12. В результате, достигается уменьшение массы и размеров ТНВД, что позволяет использование на двигателях легковых авто. Основной минус – сравнительная недолговечность насосов распределительного типа.
Магистральные. ТНВД этого типа предусматривает систему подачи топлива Common Rail, которая стала в последние годы одной из наиболее востребованных. Главная особенность – накапливание топлива перед поступлением к форсункам в специальной рампе. Основное достоинство магистральных ТНВД – высокий уровень давления (свыше 180 МПа), благодаря которому достигается более эффективное сжигание горючего, обеспечивающее рост КПД при снижении расхода топлива.

Частые неисправности

Несмотря на достаточно серьезные конструктивные различия между разновидностями топливных насосов высокого давления, их эксплуатация сопровождается необходимостью выполнение ряда обязательных требований. Первое и главное из них – использование топлива, соответствующего характеристикам конкретной модели насоса.

Второе необходимое условие – своевременное и регулярное техническое обслуживание агрегата. Третье требование – применение в процессе эксплуатации качественных смазочных материалов.

Невыполнение любого из перечисленных условий приводит к необходимости дорогостоящего и весьма трудоемкого ремонта, что связано со сложностью конструкции ТНВД и, как следствие, большим объемом работ по снятию плунжерной пары или других пришедших в негодность деталей. Наиболее частыми неисправностями топливного насоса высокого давления являются:

увеличение количества образуемого в ходе выхлопа дыма;
повышенный расход топлива;
снижение мощности двигателя;
возникновение посторонних шумов;
трудности с запуском двигателя;
скачки такого важного показателя, как количество оборотов.

Несмотря на внушительный перечень возможных неисправностей, необходимо отметить, что качественно изготовленный ТНВД при грамотной эксплуатации является надежным и долговечным устройством. Следование приведенным выше рекомендациям и правильное использование топливного насоса гарантирует экономичную и эффективную работу двигателя в течение всего нормативного срока службы.

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

голоса

Рейтинг статьи