Топливный насос высокого давления (ТНВД) в конструкции системы питания дизельного ДВС — самый сложный и дорогостоящий элемент топливоподачи. Роберт Бош разработал полностью рабочий, надежный и компактный ТНВД для дизельных агрегатов еще в 1920-е годы. Через семь лет устройство начали серийно устанавливать на грузовики, а в 1936 году ТНВД стал неотъемлемой частью дизельных легковых автомобилей.
Топливный насос высокого давления системы впрыска дизельного двигателя выполняет две важнейшие функции:
После активного развития электронных систем и внедрения таких решений в конструкцию ДВС, функция регулирования момента топливного впрыска в новейших аккумуляторных системах дизельного впрыска Common Rail осуществляется посредством форсунки с электронным микропроцессорным управлением.
Топливный насос предназначен для подачи топлива в цилиндры дизельного ДВС не только под определенным давлением, но и в определенный момент цикла. Порция подаваемого топлива должна быть точной, так как необходимо обязательное соответствие конкретной нагрузке, которая приложена к коленчатому валу.
Топливные насосы по способу впрыска бывают:
В основе топливного насоса высокого давления лежит плунжерная пара, которая состоит из небольшого поршня (плунжера) и цилиндра (втулки). Особенностью изготовления плунжерной пары ТНВД являются повышенные требования к качеству и прочности стали, а также высочайшая точность. Точная подгонка плунжера и втулки крайне важна для того, чтобы обеспечить минимально допустимый зазор. Такое сопряжение называется прецизионным.
В топливном насосе непосредственного действия реализован механический привод плунжера. Все процессы нагнетания топлива и последующего его впрыска происходят одновременно. Каждая отдельная секция ТНВД подает в отдельный цилиндр нужную порцию топлива. Рабочее давление для эффективного распыления достигается благодаря движению плунжера насоса.
Топливный насос с аккумуляторным впрыском имеет такое устройство привода рабочего плунжера, который функционирует за счет силы давления сжатых газов в цилиндре дизельного ДВС. Возможным вариантом также становится работа при помощи специальных пружин.
Конструктивно ТНВД имеют несколько различных подвидов:
Все типы ТНВД имеют много общего, отличия заключаются в особенностях работы той или иной системы. В рядном топливном насосе высокого давления нагнетание топлива в один цилиндр дизельного двигателя реализовано посредством работы отдельной плунжерной пары.
Насос распределительного типа может иметь как один, так и сразу несколько плунжеров в своей конструкции. Его особенностью является то, что плунжеры реализуют эффективное нагнетание и последующее распределение топлива по всем цилиндрам двигателя.
Магистральный насос осуществляет нагнетание топлива не в цилиндры, а в своеобразный аккумулятор, откуда топливо будет распределено по цилиндрам уже другими элементами системы, а именно форсунками с электромагнитным клапаном.
Топливный насос высокого давления активно применяется и в конструкции системы топливоподачи бензинового ДВС. Устройство является частью современной высокоэффективной бензиновой системы непосредственного впрыска топлива. Стоит отметить, что рабочее давление топлива в моторах на бензине значительно ниже указанной характеристики применительно к дизельному насосу.
Производство топливных насосов высокого давления для дизельных и бензиновых ДВС налажено во многих странах мира. Признанными лидерами в данной сфере выступают зарубежные производители: Bosch, Delphi, Lucas, Zexel, Denso и другие.
Читайте также
krutimotor.ru
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.
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.
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.
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.
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.
Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.
Была ли эта статья полезна?Да Нет
auto.today
Топливный насос высокого давления или, как часто можно встретить в специализированной литературе и сети интернет, ТНВД, — один из важных и достаточно сложных узлов, как всех дизельных двигателей, так и еще пока малой части бензиновых моторов — тех из них, в которых осуществляется прямой впуск топлива в камеру сгорания.
Из названия данного узла можно понять, что его основная задача состоит в том, чтобы подавать в движок топливо под высоким давлением (если представляете работу дизельного двигателя, то в нем топливо через форсунку подается этим давлением непосредственно в камеру сгорания, где в данный момент находиться сжатый воздух).
В силу этой своей задачи топливный насос высокого давления является достаточно сложным механизмом. При этом само конструкционное исполнение ТНВД делится на насколько видов:
В чем их отличия?
Два первых типа по своей конструкции очень схожи.
Топливный насос высокого давления рядного типа (фото).
Топливный насос высокого давления распределительного типа (фото).
В их основе лежит плунжерная пара (цилиндр и шток), совместная работа которых, приводимаяв действие от коленчатого вала через кулачковый механизм (вал), создает необходимое давление топлива. Разница состоит лишь в том, что в топливном насосе рядного типа количество плунжеров равно количеству цилиндров двигателя, соответственно, каждый плунжер обслуживает свой цилиндр. А в ТНВД распределительного типа — нет. К примеру, на обычном 4-цилиндровом двигателе при распределительном виде топливного насоса высокого давления чаще всего можно встретить 1-плунжерный механизм, который обслуживает все цилиндры. Система работает так, что в определенный момент времени плунжер подает необходимую порцию топлива под давлением к соответствующему цилиндру.
Что из них лучше? — сказать сложно, так как у насосов и рядного, и распределительного типа есть свои неповторимые достоинства: рядный ТНВД за счет меньшей нагрузки на каждый плунжер имеет более длительный срок службы, зато система распределительного типа создает более равномерную подачу топлива.
Топливный насос высокого давления магистрального типа (фото).
Теперь перейдем к ТНВД магистрального типа. Данный тип топливного насоса, а точнее вся система подачи топлива еще иногда встречается под названием “Common Rail”. Главное отличие его от рассмотренных ранее видов в том, что топливо насосом под давлением здесь нагнетается не в камеру сгорания, а в топливную рампу (аккумулятор). Оттуда топливо распределяется по цилиндрам. Момент впрыска при этом контролируется электромагнитной форсункой, которая открывается по команде бортового компьютера. Сам же ТНВД применяемый в такой системе может иметь одну и более плунжерную пару и приводиться в действие от коленчатого вала.
Завершая обзорное описание видов ТНВД можно еще отметить тот факт, что оба первых типа топливных насосов по своей сути чисто механические узлы. Их работа построена на применение механических законов и может работать вовсе без применения электронных узлов. Система же с магистральным типом ТНВД относиться к более новому поколению, где во всем начинает властвовать электроника.
Ремонт и регулировка топливной аппаратуры высокого давления — достаточно сложная задача, требующая как теоретической, так практической подготовки. Совсем мало автомобилистов пытается самостоятельно лезть в ее настройки и уж тем более ремонтировать. Чаще всего дизельными топливными насосами занимаются специализированные станции ремонта и диагностики, которые обеспечены необходимым оборудованием и квалифицированными кадрами.
Единственная задача, на которую можно отважиться самостоятельно, — регулировка оборотов холостого хода (ее описание довольно часто можно встретить в инструкции по эксплуатации автомобиля) – советую прочитать статью как отрегулировать холостой ход карбюратора ВАЗ 2107. Как правило, она подразумевает под собой подтяжку троса акселератора до достижения необходимых параметров. Однако даже такая простая процедура не всегда доступна для обычных автолюбителей на двигателях с электронным управлением впрыска. Ведь здесь кроме самой механической регулировки чаще всего необходимо выполнять еще и электронную настройку системы, которую без специального оборудования не произведешь.
Ну, а в заключении хотелось бы отметить тот факт, что ТНВД — достаточно дорогая деталь двигателя, поломка которой очень часто достаточно сильно бьет по карману автовладельца.
Основными причинами, которые приводят к поломкам топливного насоса, можно назвать некачественное топливо и несоблюдение регламента проведения диагностики. Так что в качестве совета:
1. старайтесь заправляться только на проверенных автозаправочных станция;
2. как только пробег автомобиля потребует проведения обслуживания — не откладывая, загляните на станцию диагностики.
Видео
autoepoch.ru
Принципиальное отличие дизельного двигателя от бензинового заключается в том, что топливная смесь в цилиндре воспламеняется в результате резкого уменьшения объёма воздуха, вызванного ходом поршня вверх.В момент, когда поршень приближается к ВМТ (верхней мёртвой точке), в камеру сгорания впрыскивается горючая смесь, которая воспламеняется от нагретого в результате динамичного сжатия воздуха.Никаких элементов системы зажигания, подобно тем, которыми оснащаются бензиновые двигатели, у дизеля нет – топливо вспыхивает самопроизвольно.Для того, чтобы этот процесс был возможен, необходимо, чтобы соблюдались, как минимум, следующие условия:
Соблюдение условий впрыска топлива под давлением обеспечивает ТНВД — топливный насос высокого давления.
Соблюдение этих условий и обеспечивает ТНВД — топливный насос высокого давления.Если провести для аналогии параллель с бензиновым двигателем, то ТНВД выполняет функции системы питания и системы зажигания одновременно.Подробнее о назначении и устройстве ТНВД попытаемся рассказать, что называется, «на пальцах» — подробное изучение топливной аппаратуры дизелей потребовало бы объёма отдельного учебного курса.
Содержание статьи
Топливный насос рядного типа
Рядный ТНВД имеет число плунжерных пар, соответствующее количеству цилиндров двигателя.
В недавнем прошлом практически все дизельные моторы оснащались такими насосами, по сути, представляющими несколько насосов (по одному на цилиндр), имеющих общий приводной кулачковый вал. Пары плунжер-втулка расположены в ряд, отсюда и название – «рядный ТНВД». Ещё такой насос называют распределительным, или насосом непосредственного впрыска.Рядный ТНВД имеет число плунжерных пар, соответствующее количеству цилиндров двигателя. Плунжерная пара – это насос, нагнетающий топливо в топливную трубку форсунки. В движение плунжер приводится кулачковым механизмом, подобно тому, как клапаны двигателя – распределительным валом. После окончания рабочего хода плунжер возвращается в исходное положение под действием пружины.Каждый рабочий ход плунжера подаёт под давлением топливо в форсунку. Для того, чтобы топливная смесь попала в камеру сгорания вовремя, т.е. впрыск топлива был согласован с работой шатунно-поршневой группы и ГРМ, кулачки на валу насоса установлены в соответствии с фазами газораспределения – углы, под которыми они расположены, как бы повторяют углы взаимного расположения кулачков распредвала и рабочий ход каждого плунжера происходит во время такта сжатия того цилиндра, в форсунку которого этот плунжер подаёт топливо.Привод кулачкового вала ТНВД осуществляется через муфту с центробежным регулятором опережения впрыска. При увеличении числа оборотов грузики муфты под действием центробежной силы поворачивают вал ТНВД против направления вращения – для изменения момента опережения вспышки. Подобным образом на бензиновых карбюраторных двигателях изменяется угол опережения зажигания – за счёт грузиков на валу распределителя (трамблёра).
Цикл работы плунжерной пары
Регулировка подачи топлива ТНВД осуществляется поворотом плунжеров вокруг своих осей.
Плунжеры имеют на боковых поверхностях спиралевидные канавки, соединённые с канавками продольными. Регулировка подачи топлива ТНВД осуществляется поворотом плунжеров вокруг своих осей. В результате поворота происходит изменение количества топлива, поступающего в перепускной канал.Канавка, выполненная в виде спирали, при разных углах поворота плунжера совмещается с перепускным каналом на разной высоте, что способствует изменению объёма впрыскиваемого топлива.Плунжер поворачивается за счёт поступательного движения зубчатой рейки, входящей в зацепление с зубчатым сегментом плунжера. Зубчатая рейка является составляющей частью всережимного регулятора ТНВД, позволяющего управлять двигателем. Посредством дополнительных механизмов она соединена с педалью «газа» (на тракторах – ещё и с ручным рычагом, имеющим такое же назначение).Кроме рейки, всережимный регулятор имеет механизм, устанавливающий её в положение максимальной подачи, после того, как двигатель заглушен. Делается это для облегчения последующего запуска. После того, как запущенный двигатель наберёт обороты, всережимный регулятор уменьшает подачу топлива.Подачу топлива на ТНВД осуществляет насос низкого давления, поэтому топливные магистрали делятся на два типа:
Роторный ТНВД
В роторных насосах применяется управляющая электроника.
В отличие от рядных, плунжеры в таких насосах устанавливаются в роторе, являющемся продолжением приводного вала. Ротор с плунжерами вращается в кулачковом кольце, выполненном с высокой точностью. В момент рабочего хода плунжер, прижимаемый к кулачку, движется внутрь, толкая топливо в нагнетательный канал ротора-распределителя. Впрыск топлива происходит, когда отверстия нагнетательного канала ротора (канал расположен по центру ротора) и корпуса ТНВД совпадают. Разумеется, форма кулачкового кольца, расположение отверстий в роторе-распределителе согласованы с фазами газораспределения, что позволяет осуществлять впрыск в заданный момент времени.Вращение приводного вала обеспечивает работу областей низкого (на впуске) и высокого (при нагнетании) давления одновременно.В таких насосах применяется управляющая электроника, что, в сочетании с конструктивными особенностями, позволяет добиться небольших размеров при высокой производительности.
ТНВД системы Common Rail
ТНВД системы Common Rail нагнетает топливо в общую топливную рейку, или гидроаккумулятор.
Топливные системы Common Rail называют ещё аккумуляторными. В них ТНВД не осуществляет впрыск топлива непосредственно в камеры сгорания, а нагнетает его в общую топливную рейку, или гидроаккумулятор.Топливо, находящееся в гидроаккумуляторе под давлением, впрыскивается в цилиндры форсунками, клапаны которых управляются электромагнитами. Применение такой системы позволяет сделать впрыск более точным – как по времени, так и по дозировке. Кроме того, управляющий импульс на открывание клапана форсунки может быть импульсным – до 9 срабатываний за одно впрыскивание. Это позволяет добиться более устойчивого и «плавного» распространения фронта горения смеси, что благоприятно сказывается на мощностных характеристиках горения; ко всему прочему значительно снижается детонация.Применение общей магистрали высокого давления позволило сделать ТНВД более компактным – теперь достаточно одного или двух плунжеров для обеспечения впрыска во все цилиндры мотора.Компактным ТНВД стал и применению электрических исполнительных механизмов, работающих под управлением ЭБУ двигателя. Такими механизмами являются:
Устранение неисправности рядного ТНВД
Ремонту поддаются лишь рядные ТНВД и то в плане очистки и замены изношенных деталей.
Неисправный насос, в первую очередь, проявляет себя через ухудшение мощностных характеристик двигателя. Кроме того, при нарушениях момента опережения вспышки, задаваемого насосом, нарушается работа двигателя на холостом ходу и затрудняется его пуск. Но для выявления причин нарушения работы мотора требуется комплексная диагностика топливной системы, так как симптомы неисправностей, например, форсунок или различных датчиков (в случае электронного управления двигателем) характерны и для насоса высокого давления.В домашних условиях проверить ТНВД должным образом не представляется возможным. Исключением могут быть рядные механические ТНВД – при проверке топливной системы их неисправность легче выделить, так как неисправные форсунки или другие элементы проверить гораздо проще, чем при проверке топливного оборудования систем впрыска Common Rail.
В специализированных мастерских настройка ТНВД осуществляется на специальных стендах для проверки и регулировки ТНВД.Самостоятельный ремонт рядных ТНВД сводится к его очистке и замене изношенных деталей. Ремонту изношенные плунжерные пары ТНВД не подлежат – подобные детали изготавливаются с прецезионной точностью.При выявлении утечек масла или топлива через насос, а также при выявлении при диагностике топливной системы незначительных отклонений в его работе, можно осуществить его ремонт, связанный с очисткой от загрязнений и заменой уплотнений. Для этой цели продаются ремкомплекты ТНВД, но восстановить выработавший свой ресурс узел с их помощью не удастся.
mytopgear.ru
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:
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.
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:
В зависимости от вида принцип работы каждого из устройств совершенно различен, поэтому остановимся на них более подробно.
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.
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:
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.
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:
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.
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:
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%.
Похожие статьи:
autodont.ru
Рядные ТНВД относятся к классической аппарату ре впрыскивания дизельного топлива. Эти надежные агрегаты используются на дизелях с 1927 г. Рядные ТНВД устанавливаются на стационарные дизели, на двигатели грузовых автомобилей, строительных и сельскохозяйственных машин. Они позволяют получать высокие цилиндровые мощности у двигателей с числом цилиндров от 2 до 12. В сочетании с регуляторами частоты вращения коленчатого вала, устройствами для изменения угла опережения впрыскивания и различными дополнительными механизмами они обеспечивают потреби гелю возможность широкого выбора режимов эксплуатации. Рядные ТНВД для легковых автомобилей сегодня не производятся. Мощность дизеля существенно зависит от количества впрыскиваемого топлива. Рядный ТНВД всегда должен дозировать количество подаваемого топливав соответствии с нагрузкой. Для хорошей подготовки смеси ТНВД должен дозировать топливо максимально точно, впрыскивая его под очень высоким давлением в соответствии с процессом сгорания. Оптимальное соотношение расхода топлива, уровней шума работы и эмиссии вредных веществ в ОГ требует точности порядка 1° угла поворота коленчатого вала по моменту началавпрыскивания. Для управления моментом начала впрыскивания и компенсации времени на проход волны давления топлива через подводящую магистраль в стандартном рядном ТНВД используется муфта 3 опережения впрыскивания см. на рис. ниже, которая с увеличением частоты вращения коленчатого вала изменяет момент начала подачи топлива в направлении «раньше». В особых случаях предусмотрено управление опережением впрыскивания в зависимости от нагрузки на двигатель. Нагрузка и частота вращения коленчатого вала регулируются изменением величины цикловой подачи топлива. Рядные ТНВД делятся на два типа: стандартные и с дополнительной втулкой.
Рядные ТНВД серии РЕ имеют собственный кулачковый вал 14, который установлен в алюминиевом корпусе. Онсоединяется с двигателем либо непосредственно, либо через соединительный узел и муфту опережения впрыскивания.Количество кулачков на кулачковом валу TНВД соответствует числу цилиндров двигателя. Над каждым кулачком находится роликовый толкатель 13 с тарелкой 12 пружины 11. Тарелка передает усилие от толкателя на плунжер 8, а пружина возвращает его в исходное положение. Гильза 4 плунжера является направляющей, в которой плунжер совершает возвратно-поступательное движение. Сочетание втулки и плунжера образует насосный элемент, или плунжерную пару.
Плунжерная пара состоит из плунжера 9 и гильзы 8. Гильза имеет один или два подводящих канала (при двух каналах один из них выполняет функции подводящего и перепускного), которые соединяют полость всасывания с камерой высокого давления плунжерной пары. Над плунжерной парой находится штуцер 5 с посадочным конусом 7 нагнетательного клапана. Двигающаяся в корпусе TНВД рейка 10 вращает зубчатый сектор 2, управляя тем самым регулирующей втулкой 3 плунжера. Перемещение самой рейки определяется регулятором частоты вращения коленчатого вала. Это позволяет точно дозировать величину цикловой подачи. Полный ход плунжера неизменен. Активный ход и связанная с ним величина цикловой подачи могут изменяться поворотом плунжера, который совершается при помощи регулирующей втулки.
Плунжер имеет наряду с продольной канавкой 2 еще и спиральную канавку 7. Получаемая таким образом косая кромка на поверхности плунжера называется регулирующей кромкой 6. Если величина давления впрыскивания не превышает 600 бар, то достаточно одной регулирующей кромки, для больших значений давления впрыскивания необходим плунжер с двумя регулирующими кромками, отфрезерованными с противоположных сторон плунжера. Их наличие снижает износ плунжерной пары, поскольку плунжер с одной регулирующей кромкой под давлением прижимается к одной стороне гильзы, увеличивая ее выработку.В гильзе плунжера размещены одно или два отверстия для подвода и обратного слива топлива.Плунжер притерт к гильзе так плотно, что пара герметична без дополнительных уплотнений даже при очень высоких давлениях и низких частотах вращения коленчатого вала. Из-за этого замене могут подвергаться только комплектные плунжерные пары.Величина возможной подачи топлива зависит от рабочего объема пары. Максимальное значение давления впрыскивания у форсунки может составлять, в зависимости от конструкции, 400... 1350 бар. Угловой сдвиг кулачков на кулачковом валу гарантирует точное совмещение впрыскивания с фазовым сдвигом процессов по цилиндрам двигателя в соответствии с порядком его работы.
а - гильза с одним подводящим каналомb - гильза с двумя подводящими каналами
а - НМТ плунжераб - ВМТ плунжера
(последовательность фаз)Вращение кулачкового вала ТНВД преобразуется непосредственно в возвратно-поступательное движение роликового толкателя, приводящего в действие плунжер Движение плунжера в направлении к его ВМТ называется ходом нагнетания.Возвратная пружина возвращает плунжер к его НМТ. Пружина рассчитана так, что даже при максимальных частотахвращения кулачкового вала ТНВД ролик не отходит от кулачка; отскок и вместе с ним удар ролика по кулачку при длительной эксплуатации привели бы к разрушению поверхностей кулачка или ролика. Плунжерная пара работает по принципу перетока топлива с управлением регулирующей кромкой 5. Этот принцип используется в рядных ТНВД серии РЕ и индивидуальных ТНВД серии PF. В НМТ плунжера подводящий канал 2 гильзы 3 и канал 6 слива топлива открыты. Благодаря им топливо может перетекать под давлением подкачки из полости впуска в камеру 1 высокого давления. При движении вверх плунжер закрывает отверстие подводящего канала своим верхним торцом. Этот ход плунжера называется предварительным. При дальнейшем движении плунжера вверх давлениерастет, что приводит к открытию нагнетательного клапана над плунжерной парой. При применении нагнетательного клапана постоянного объема плунжер дополнительно совершает втягивающий ход. После открытия нагнетательного клапана топливо во время активного хода через магистраль высокого давления направляется к форсунке, которая впрыскивает точно дозируемое количество топлива в камеру сгорания двигателя. Когда регулирующая кромка плунжера открывает перепускной канал, активный ход плунжера завершается. С этого момента топливо в форсунку не нагнетается, поскольку во время остаточного хода оно через продольную и спиральную канавки из камеры высокого давления направляется в перепускной канал. Давление в плунжерной паре при этом падает. По достижении ВМТ плунжер меняет направление своего движения на противоположное. Топливо при этом через спиральную и продольную канавки поступает обратно из перепускного канала в камеру высокого давления. Это происходит до тех пор, пока регулирующаякромка вновь не перекроет перепускной канал. При продолжении обратного хода плунжера над ним возникает область низкого давления. С освобождением подводящего канала верхним торцом плунжера топливо вновь поступает в камеру высокого давления. Цикл начинается снова.
Величину цикловой подачи топлива можно регулировать изменением активного хода кромки. Для этого рейка 5 через регулирующую втулку плунжера поворачивает сам плунжер 3 таким образом, что регулирующая кромка 4 может изменять момент конца нагнетания ивместе с тем величину цикловой подачи (регулирование по концу впрыскивания). В крайнем положении, соответствующем нулевой подаче (а), продольная канавка находится непосредственно перед перепускным каналом. Вследствие этого давление в камере высокого давления плунжерной пары во время всего хода плунжера равняется давлению в полости всасывания и нагнетания топлива не происходит. В это положение плунжер приводится, если двигатель должен быть остановлен. При средней подаче (Ь) плунжер устанавливается в промежуточное положение (по регулирующей кромке). Полная подача (с) становится возможной только при установке максимального активного хода плунжера. Передача движения от рейки на плунжер может производиться либо череззубчатую рейку на зубчатый сектор , закрепленный на регулирующей втулке плунжера либо через рейку с направляющими шлицами на штифт или сферическую головку на регулирующей втулке плунжера .
а - нулевая подачаb - средняя подача с - полная подача
www.carluck.ru
Регулировка плунжерных пар на одинаковую величину хода и одинаковое количество подачи, а также регулировка регулятора числа оборотов и устройства (муфты) опережения впрыска выполняются на специальном проверочном стенде для ТНВД. Эти стенды оснащены всеми необходимыми измерительными устройствами и приводом с изменяемым числом оборотов. Инструкции по ремонту и проверкам на проверочном стенде вместе с необходимыми данными содержат всю необходимую информацию для ремонтных и сервисных работ.
ТНВД синхронизируется с двигателем с помощью установочных меток для начала впрыска (закрывания канала). Эти метки находятся на двигателе и на ТНВД.
Обычно такт сжатия двигателя используется в качестве основы (точки отсчета для регулировок момента впрыска, хотя для конкретной модели двигателя могут использоваться и другие возможности). В связи с этим важно, чтобы учитывались инструкции завода-изготовителя. В большинстве случаев установочная метка для закрывания канала находится на маховике двигателя, на шкиве клинового ремня или на гасителе колебаний. Имеется несколько возможностей для регулировки ТНВД и установки правильного значения начала впрыска (закрывания канала).
Рис. Регулировка ТНВД
Рис. Удаление воздуха из системы впрыска топлива
Пузырьки воздуха в топливе могут ухудшать работу ТНВД или даже делают ее невозможной. В связи с этим устройства, которые устанавливаются впервые или временно отключаются, должны быть избавлены от воздуха.
Если топливоподкачивающий насос снабжен ручным насосом, то он используется для заполнения магистрали, топливного фильтра и ТНВД топливом. При этом винты для вентиляции (1) на крышке фильтра и на ТНВД должны остаться открытыми, пока выходящее топливо не будет содержать пузырьков. Удаление воздуха должно производиться каждый раз, когда заменяется топливный фильтр или производятся какие-либо работы на системе.
При работе в реальных условиях из системы впрыска воздух удаляется автоматически через клапан перетока (2) на топливном фильтре (постоянная вентиляция). Вместо клапана может использоваться ограничитель, если насос не имеет клапана перетока.
Рис. Смазка ТНВД
ТНВД и регулятор лучше всего соединить с системой смазки двигателя, т.к. при этой форме смазки ТНВД остается необслуживаемым. Фильтрованное моторное масло подается к ТНВД и регулятору через нагнетательную магистраль и входной канал через отверстие роликового толкателя или с помощью специального клапана подачи масла. В случае ТНВД с основанием или рамой, возврат смазочного масла к двигателю осуществляется через возвратную магистраль (b).
В случае фланцевого крепления возврат смазочного масла может происходить через подшипник кулачкового вала (а) или через специальные каналы. Перед первым включением ТНВД и регулятора, они должны быть заполнены тем же самым маслом, что и двигатель. В случае ТНВД без прямого соединения с масляной системой двигателя, масло вливается внутрь через крышку после снятия колпачка для удаления воздуха или фильтра. Уровень масла в насосе проверяется путем снятия винта уровня масла на регуляторе в интервалы времени, предписанные заводом-изготовителем двигателя для замены в нем масла. Избыточное масло (увеличение количества за счет утечки масла из системы смазки) нужно слить, а если масла не хватает, то долить свежего масла. Когда ТНВД снимается или когда двигатель подвергается серьезному ремонту, то смазочное масло нужно заменить. Для проверки уровня масла, ТНВД и регуляторы с отдельной подачей масла, снабжены своим собственным щупом.
Если двигатель и, соответственно, ТНВД остаются необслуживаемыми в течение долгого времени, то в ТНВД не должно оставаться дизельного топливо, т.к. с течением времени оно становится густым и вязким, плунжеры и нагнетательные клапаны могут заесть и даже подвергнуться коррозии. По этой причине перед консервацией нужно добавить примерно 10% подходящего средства против ржавчины в топливный бак и в той же самой пропорции в масло в камеру кулачкового вала ТНВД. Двигатель затем следует запустить примерно на 15 минут, в течение которых все «нормальное- дизельное топливо вымоется из ТНВД, который в то же время будет эффективно защищен от загустевания топлива и коррозии. Новые ТНВД, которые уже были эффективно защищены от коррозии на заводе, маркируются буквой «р».
ustroistvo-avtomobilya.ru
