С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Устройство топливного насоса высокого давления дизельного двигателя

Устройство топливного насоса высокого давления дизельного двигателя


Устройство топливного насоса высокого давления дизельного двигателя

То́пливный насо́с высо́кого давле́ния (ТНВД) ди́зельного дви́гателя является одним из наиболее сложных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей.

Назначение

Топливные насосы предназначены для подачи в цилиндры дизеля под определенным давлением и в определенный момент цикла, точно отмеренных порций топлива, соответствующих данной нагрузке приложенной к коленчатому валу. 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 распыления 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 распыление 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»).

Разновидности

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.

Устройство распределительного ТНВД:

  1. редукционный клапан;
  2. всережимный регулятор;
  3. дренажныйштуцер;
  4. корпус насосной секции высокого давления в сборе с плунжерной парой и нагнетательными клапанами;
  5. топливоподкачивающий насос;
  6. лючок регулятора опережения впрыска;
  7. корпус ТНВД;
  8. электромагнитный клапан выключения подачи топлива;
  9. 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

  • 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 муфты следующий. 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 регулятора следующий:

  • 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

См. также

Ссылки

Топливный насос высокого давления 12-цилиндрового дизельного двигателя, в разрезе.Работа секции рядного ТНВД

CC© wikiredia.ru

Топливный насос высокого давления (сокращенное наименование – ТНВД) является одним из основных конструктивных элементов системы впрыска дизельного двигателя. Насос, выполняет, как правило, две основные функции: нагнетание под давлением определенного количества топлива; регулирование необходимого момента начала впрыскивания. С появлением аккумуляторных систем впрыска функция регулирования момента впрыска возложена на управляемые электроникой форсунки.

Основу топливного насоса высокого давления составляет плунжерная пара, которая объединяет поршень (он же плунжер) и цилиндр (он же втулка) небольшого размера.

Плунжерная пара изготавливается из высококачественной стали с высокой точностью. Между плунжером и втулкой обеспечивается минимальный зазор – прецизионное сопряжение.

В зависимости от конструкции различают следующие виды топливных насосов высокого давления: рядный, распределительный и магистральный.

В рядном насосе нагнетание топлива в цилиндр производится отдельной плунжерной парой. Распределительный насос имеет один или несколько плунжеров, которые обеспечивают нагнетание и распределение топлива по всем цилиндрам. Магистральные насосы осуществляют только нагнетание топлива в аккумулятор.

Топливный насос высокого давления используется также в системе непосредственного впрыска бензинового двигателя, но его рабочее давление на порядок ниже аналогичной характеристики дизельного насоса.

Ведущими производителями топливных насосов высокого давления являются, в основном, зарубежные фирмы: Bosch, Lucas, Delphi, Denso, Zexel.

Рядный топливный насос высокого давления

Рядный ТНВД имеет плунжерные пары по числу цилиндров. Плунжерные пары установлены в корпусе насоса, в котором выполнены каналы для подвода и отвода топлива. Движение плунжера осуществляется от кулачкового вала, который в свою очередь имеет привод от коленчатого вала двигателя.

Плунжеры постоянно прижимаются к кулачкам с помощью пружин.

При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель плунжера. Плунжер двигается вверх по втулке, при этом последовательно закрываются выпускное и впускное отверстие.

Создается давление, при котором открывается нагнетательный клапан, и топливо по топливопроводу поступает к соответствующей форсунке.

Регулирование количества подаваемого топлива и момента его подачи может осуществляться механическим путем или с помощью электроники.

Механическое регулирование количества подаваемого топлива осуществляется поворотом плунжера во втулке. Для поворота на плунжере выполнена шестерня, которая соединена с зубчатой рейкой. Рейка связана с педалью газа. Верхняя кромка плунжера имеет наклонную поверхность, поэтому при повороте отсечка топлива и соответственно его количество будет изменяться.

Изменение момента начала подачи топлива требуется при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Механическое регулирование момента подачи топлива производится с помощью центробежной муфты, расположенной на кулачковом валу. Внутри муфты находятся грузики, которые при увеличении оборотов двигателя расходятся под действием центробежных сил и поворачивают кулачковый вал относительно привода.

При увеличении оборотов двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, при уменьшении – поздний.

Конструкция рядных ТНВД обеспечивает высокую надежность. Насосы смазываются моторным маслом системы смазки двигателя, поэтому могут работать на топливе низкого качества. Рядные топливные насосы высокого давления применяются на двигателях с раздельными камерами сгорания и непосредственным впрыском средних и тяжелых грузовых автомобилей.

На легковых дизелях данный вид насоса применялся до 2000 года.

Распределительный топливный насос высокого давления

Распределительные топливные насосы высокого давления, в отличие от рядного ТНВД, имеют один или два плунжера, обслуживающих все цилиндры двигателя.

Распределительные насосы обладают меньшей массой и габаритными размерами, а также обеспечивают большую равномерность подачи. С другой стороны их отличает сравнительно низкая долговечность сопряженных деталей.

Все это определяет область применения данных насосов, в основном, на двигателях легковых автомобилей.

Конструкции распределительных топливных насосов высокого давления могут иметь различный привод плунжера:

  • торцевой кулачковый привод (насосы Bosch VE);
  • внутренний кулачковый привод (роторные насосы Bosch VR, Lucas DPC, Lucas DPS);
  • внешний кулачковый привод (отечественные насосы НД-21, НД-22).

Предпочтительными в плане эксплуатации являются первые два типа привода плунжеров, т.к. в них отсутствуют силовые нагрузки от давления топлива на узлы приводного вала и, соответственно, выше долговечность.

Основным элементом распределительного ТНВД с торцевым кулачковым приводом плунжера (Bosch VE) является плунжер-распределитель, который совершает возвратно-поступательное и вращательное движение, обеспечивая нагнетание и распределение топлива по цилиндрам.

Возвратно-поступательное движение плунжера происходит при вращении кулачковой шайбы, которая обегает неподвижное кольцо по роликам. Шайба нажимает на плунжер, за счет чего создается давление топлива. В исходное положение плунжер возвращается с помощью пружины.

Вращение плунжера производится от приводного вала. При этом происходит распределение топлива по цилиндрам.

Регулирование величины подачи топлива осуществляется автоматически с помощью механического или электронного устройств. Механический регулятор включает центробежную муфту с грузами, которая через систему рычагов воздействует на дозатор, изменяющий величину топливоподачи.

Электронный регулятор представляет собой электромагнитный клапан.

Регулирование величины опережения впрыска топлива в распределительном насосе производится путем поворота неподвижного кольца на определенный угол.

ТНВД дизельного двигателя: устройство, принцип работы, диагностика и регулировка

Рабочий процесс распределительного насоса включает впуск топлива в надплунжерное пространство, нагнетание и распределение в соответствующие цилиндры.

В распределительном насосе роторного типа нагнетание и распределение топлива по цилиндрам осуществляются разными устройствами плунжером и распределительной головкой. Нагнетание топлива производится с помощью двух противолежащих плунжеров, расположенных на распределительном валу. Плунжеры через ролики обегают профиль кулачковой обоймы и совершают возвратно-поступательное движение.

При движении плунжеров навстречу друг другу происходит рост давления топлива, после чего топливо по каналам распределительной головки и нагнетательным клапанам доставляется к форсункам соответствующих цилиндров.

Топливо к плунжеру (плунжерам) подается под небольшим давлением, которое создает топливоподкачивающий насос. В распределительных насосах топливоподкачивающий насос установлен на приводном валу в корпусе насоса. Конструктивно это может быть роторно-лопастной насос, шестеренный насос с внешним или внутренним зацеплением.

Смазка распределительного насоса высокого давления производится дизельным топливом, которое заполняет корпус насоса.

Магистральный топливный насос высокого давления

Магистральный топливный насос высокого давления используется в аккумуляторной системе впрыска топлива Common Rail, где он выполняет функцию нагнетания топлива в топливную рампу.

Магистральные ТНВД обеспечивают более высокое давление топлива (в современных системах впрыска порядка 180 МПА и более).

Конструктивно магистральный насос может иметь один, два или три плунжера.

Привод плунжеров осуществляется с помощью кулачкового вала или кулачковой шайбы.

При вращении кулачкового вала (эксцентрика кулачковой шайбы) под действием возвратной пружины плунжер движется вниз. Увеличивается объем компрессионной камеры и уменьшается давление в ней. Под действием разряжения открывается впускной клапан, и топливо поступает в камеру.

Движение плунжера вверх сопровождается ростом давления в камере, впускной клапан закрывается.

При определенном давлении открывается выпускной клапан и топливо подается в рампу.

Управление подачей топлива производится в зависимости от потребности двигателя с помощью клапана дозирования топлива. В нормальном положении клапан открыт. По сигналу электронного блока управления клапан закрывается на определенную величину, тем самым регулируется количество поступающего в компрессионную камеру топлива.

Подкачивающая помпа

От давления топлива в канале головки топливного насоса зависит как производительность насоса, так и равномерность подачи топлива. Исследования показывают, что при понижении давления от 0,5 до 0,1 кг/см2 мощность двигателя снижается на 8—10%, а неравномерность подачи топлива увеличивается в 3—4 раза.

Чтобы преодолеть сопротивление фильтров тонкой очистки и обеспечить в канале головки насоса нужное давление, на тракторных дизелях устанавливается подкачивающая помпа.

У двигателей Д-36, Д-24 и Д-14 она приводится от топливного насоса и прикрепляется к его корпусу. На рисунке 26 показана схема работы и устройство подкачивающей помпы двигателя Д-36.

Рис.

26. Устройство и схема работы подкачивающей помпы двигателя Д-36:а — схема помпы: 1 — канал, соединяющий отводящую полость с полостью под поршнем; 2 — поршень; 3 — отводящий канал; 4 — нагнетательный клапан: 5 — пружина поршня; 6 — полость над поршнем; 7 — всасывающий клапан; 8 — подводящий канал; 9 — полость под поршнем; 10 — толкатель; 11 — кулачковый вал; б — разрез помпы: 12 — пробка нагнетательного клапана; 13 — корпус помпы; 14 — корпус насоса ручной подкачки; 15 — крышка корпуса; 16 — шток поршня; 17 — поршень насоса ручной подкачки.

Поршень 2 (рис.

26,а) кулачком вала 11 топливного насоса через толкатель 10 приводится в возвратно-поступательное движение. При движении поршня в направлении от кулачкового вала из надпоршневой полости 6 через открывшийся нагнетательный клапан 4 порция топлива выталкивается в полость 9 под поршнем. Обратным движением поршня, которое происходит под действием сжатой пружины 5, топливо выталкивается из полости 9 в топливопровод, присоединенный к фильтру тонкой очистки.

Одновременно в надпоршневой полости 6 создается разрежение, нагнетательный клапан 4 закрывается, а всасывающий клапан 7 открывается и в надпоршневую полость заходит новая порция топлива.

При последующих движениях поршня весь процесс повторяется снова.

Поршень помпы изготовлен из малоуглеродистой стали (сталь 20), цементирован и закален. Он установлен в точно обработанное отверстие чугунного корпуса помпы с зазором около 0,03 мм.

Клапаны (стальные или текстолитовые) притерты к гнездам в корпусе. Толкатель роликовый, ось ролика входит в пазы корпуса, за счет чего толкатель удерживается от поворачивания.

Устройство топливных насосов высокого и низкого давления

Отверстие имеет кольцевую выточку — гидравлический сальник, — с которой соединен канал А. Топливо вытекает через него наружу и не попадает в корпус топливного насоса.

Производительность подкачивающей помпы зависит от числа оборотов кулачкового вала топливного насоса и от противодавления топлива в отводящем топливопроводе.

При 700 об/мин кулачкового вала топливного насоса и противодавлении 0,5 кг/см2 производительность помпы составляет 1,8 кг/мин, а при 250 об/мин кулачкового вала — 0,9 кг/мин.

При уменьшении нагрузки на двигатель расход топлива снижается.

Чтобы избежать повышения давления в топливоподводящей системе и перегрузки деталей помпы, производительность ее должна при этом уменьшиться. С этой целью отверстие для отвода топлива соединено каналом 1 с полостью под поршнем. При повышении давления на внутренний торец поршня уменьшается его ход, а с ним и производительность помпы. Когда давление достигает 1,5—1,7 кг/см2, поршень перестает двигаться совсем — помпа автоматически выключается. Это происходит при загрязнении фильтров.

Величина максимального давления, развиваемого помпой, зависит от упругости пружины поршня.

Для нагнетания топлива вручную (при заполнении системы топливом и при удалении из нее воздуха) служит насос ручной подкачки. Он установлен над всасывающим клапаном помпы и состоит из корпуса (цилиндра) с крышкой 15, поршня 17 и штока 16 с рукояткой. Когда рукоятка штока навернута на резьбу крышки, отверстие, сообщающее всасывающую полость помпы с корпусом насоса ручной подкачки, закрыто шариком, завальцованным в днище поршня.

Для подкачки топлива необходимо отвернуть рукоятку и перемещать поршень вверх и вниз, при этом топливо поочередно то всасывается в полость корпуса насоса, то нагнетается в топливопровод — так же, как и при движении поршня помпы.

Подкачивающие помпы двигателей Д-24 и Д-14 имеют одинаковое устройство с помпой Д-36, с той лишь разницей, что у них отсутствует насос ручной подкачки, так как топливная система прокачивается при работе двигателя на бензине.

Топливный насос высокого давления – как обеспечить его стабильную работу?

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%.

Вам понравилась статья? Она была полезной?

Похожие статьи:

Устройство топливного насоса высокого давления

Важнейшим органом автомобильного организма является топливный насос. У дизельных машин он подает солярку под высоким давлением. Для бензиновых агрегатов этот узел под действием электропривода также направляет горючее к инжектору.

Содержание

Рассмотрим устройство обоих типов топливного насоса в общих чертах. Прежде разберем устройство топливного насоса высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя.

  1. Самое главное – это плунжерная пара, то есть тонкий длинный поршень вкупе со своим цилиндром. Причем, внизу плунжера расположена его пружина. Толкатель поршня двигается из-за кулачка коленвала. То есть плунжерная пара приводится в действие коленвалом.
  2. Далее, важный элемент – это впускной клапан. Горючее подается из бака в канал сборочного узла, затем через впускной клапан попадает в надплунжерное пространство.
  3. Нагнетательный клапан служит для нагнетания топлива в канал форсунок, также он поддерживает в этом канале остаточное давление горючего.

Таковы основные элементы, относящиеся к устройству и работе насоса для дизеля. Причем, различают три вида дизельных ТНВД:

  • рядный;
  • распределительный;
  • магистральный.

Рядный имеет количество плунжеров по числу цилиндров. У распределительного максимум две плунжерные пары, они подают горючее на все цилиндры сразу. Магистральный нагнетает топливо в рампу под более высоким давлением, чем у предыдущих типов.

А теперь рассмотрим устройство бензинового насоса высокого давления, хотя давление здесь заметно ниже.

  1. Первое – это электродвигатель постоянного тока. Здесь он придает действие гидронагнетательной системе.
  2. Гидронагнетательная система – это механическая часть всего агрегата, объединенная с электродвигателем общим корпусом. Механическая часть работает либо крыльчаткой по центробежному типу, бывает также шестеренчатый и роликовый тип.
  3. Обратный клапан способствует тому, чтобы бензин не попадал обратно внутрь бака.

Таковы основные узлы данного агрегата, подающего горючее. Также читайте про ремонт рулевой рейки Калины и подогрев топливного фильтра дизеля своими руками.

Пример дизельного агрегата

Здесь и далее разберем несколько конкретных нагнетающих узлов характерных типов.

Для начала рассмотрим дизельный топливный насос Ниссан Патрол – его устройство и принцип работы. Он здесь распределительного типа.
  1. Лопастной топливоподкачивающий насос является первым звеном, он принимает горючее из трубопровода и подает непосредственно в ТНВД.
  2. Далее на валу топливоподкачивающего узла у ТНВД расположен распределительный плунжер.
  3. Последний взаимодействует с кулачковым диском. Кулачковый диск движется по роликовому кольцу. Он воздействует на распределительный плунжер, из-за которого горючее и попадает к форсункам.

Вот такой мудрый механизм, созданный инженерами Bosch, который обладает достаточно хорошей надежностью. Надо добавить, что работает он из-за воздействия кулачков коленчатого вала.

Подобный же сложный механизм от той же марки Bosch применяется на немецких дизелях. То есть, скажем, топливный насос для Фольксваген 1,6 D имеет аналогичное устройство. В его состав включены, по сути, те же элементы.

  1. Топливоподкачивающий насос роторно-лопастного типа.
  2. Центробежный регулятор через шестерни приводится в действие от топливоподкачивающего механизма.
  3. Центробежный регулятор состоит из дискового кулачка, связанного с распределительным плунжером, от которого горючее подается к форсункам.

Как видим, основные узлы совершенно идентичны описанным ранее применительно к Ниссану. Впрочем, такова суть построения большинства типов современных ТНВД для дизельных двигателей, приводимых в действие вращением коленчатого вала.

Бензиновые агрегаты конкретно по моделям

Далее рассмотрим бензиновые агрегаты. Для начала возьмем топливный насос Нивы Шевроле – посмотрим, каково его устройство. У данного автомобиля весь модуль расположен внутри бака, под задним сиденьем. Он объединен общим корпусом и включает.

  1. Сам электронасос.
  2. Поплавок и датчик указателя уровня топлива.
  3. Регулятор давления горючего.

Непосредственно узел, качающий топливо, включает.

  1. Электродвигатель коллекторный с двумя магнитами.
  2. Нагнетатель вихревого типа, где вращение лопастной крыльчатки придает горючему энергию.

Такая компоновка, плюс такой тип нагнетателя, характерны для многих марок автомобилей. Чтобы убедиться, рассмотрим еще несколько машин. Например, разберем устройство топливного насоса ВАЗ 2110 с инжектором. Здесь действительно применена та же схема, описанная немного выше. Модуль таким же образом вделан внутрь бензобака, под задней седушкой. Он состоит из.

  1. Заборной сеточки.
  2. Датчика уровня топлива с поплавком.
  3. Самого электронасоса.

Последний здесь опять же состоит из двух компонентов. Перечислим их.

  1. Электродвигатель.
  2. Нагнетатель по типу вихревого с лопастным ротором, расположенным на той же оси, что и электродвигатель.

Что ж, особого различия с предыдущей конструкцией не наблюдается. Устройство насоса автомобиля ВАЗ 2110 подчиняется уже знакомым принципам.

Кое-что еще

Хотелось бы еще кое-что сказать о ресурсе работы этих нагнетающих горючее узлов автомобиля, а также о премудростях их эксплуатации.

Что касается сборочных узлов подачи топлива для дизельных двигателей – они весьма долговечны. Средний срок их службы не нормируется, однако были отдельные случаи, когда он достигал четверть века.

Общее устройство самого топливного насоса высокого давления таково, что наибольшую нагрузку воспринимает плунжерная пара. Если она изготовлена из качественных материалов, то износостойкость всего агрегата на высшем уровне.

Но поскольку смазка плунжерной пары производится топливом, то при постоянно плохом качестве солярки механизм быстро выходит из строя. Ведь частицы грязи или примеси воды попадают на трущиеся детали, нанося им неисправимый вред.

Относительно электронасосов подачи бензина можно сказать, что их срок службы не так долог из-за наличия электродвигателя. Последний легко выходит из строя при опустошенном бензобаке, когда агрегат, он ведь имеет погружной тип, работает вхолостую.

Вернуться вверх

Качество топлива здесь тоже влияет на долговечность узла. При регулярно заливаемом плохом бензине агрегат быстро ломается, поскольку забивается приемная сеточка, работать ему приходится под большой нагрузкой. Однако если соблюдать нормы эксплуатации, на одном нагнетательном узле можно проездить не одну сотню тысяч километров.

Итак, мы рассмотрели особенности строения данных агрегатов, принципы их работы. Приведенная информация послужит автолюбителям дополнением к копилке знаний.

Теперь узнайте всё про высокие обороты холостого хода и регулировку холостого хода.

ТНВД дизельного двигателя — устройство, принцип работы и ремонт

Подавляющее большинство современных автомобильных двигателей являются бензиновыми или дизельными. В первых рабочий цикл осуществляется при помощи воспламенения топливной смеси электрической искрой. Дизельный двигатель работает за счет сильного сжатия топлива и его последующего горения. Однако для этого необходимо подавать топливо в цилиндры через форсунки под большим давлением. Распределением топлива занимается специальный агрегат – топливный насос высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя.

Содержание

Что такое ТНВД

При помощи этого устройства осуществляется подача топлива в камеры сгорания под давлением. Специальные устройства рассчитывают необходимое количество топлива в зависимости от нагрузки, температуры и оборотов двигателя. Пионером разработок топливных насосов для дизелей была фирма «Бош», которая и сейчас является лидером в этой отрасли мототехники. Аналогом такого насоса на бензиновых моторах является карбюратор либо топливная рампа с форсунками (если двигатель оснащен электронной системой впрыска).

Развитие конструкции насоса

С самого появления дизельных двигателей насос высокого давления выполнял главнейшую функцию, поэтому уже тогда, более ста лет назад, от его действия почти полностью зависела вся работа силового агрегата. Естественно, первые насосы были полностью механическими и оставались такими вплоть до 70х годов 20 века.

Чисто механический насос был сблокирован с двигателем и развивал рабочее давление при работе с ним, таким образом, обратная связь происходила через обороты двигателя, количество топлива при этом рассчитывалась автоматически. Недостатком такой системы было неоптимальное соотношение воздуха и топлива на переходных режимах, а также на холостых оборотах (меньше обороты — ниже давление). Это приводило к более грязному выхлопу и перерасходу топлива.

Многие страны в то время ужесточили нормы по выбросу вредных веществ в выхлопных газах и системы с механической топливоподачей стали постепенно вытесняться электронными блоками управления с обратной связью по нескольким параметрам. Они позволили устранить нестабильную работу на холостом ходу из-за неравномерного сгорания топлива, а также снизили токсичность выхлопа. Естественно, топливные насосы высокого давления не ограничиваются какой-то одной конструкцией, а имеют множество модификаций, в зависимости от предназначения и условий эксплуатации. В настоящее время дизели распространены повсеместно, и при желании можно даже установить дизельный двигатель на ГАЗель и многие другие отечественные автомобили.

Различные виды ТНВД

В настоящее время различают три основных типа ТНВД:

  • распределительный
  • рядный
  • магистральный

Рядный насос

Он называется так потому, что в нем плунжерные пары расположены попарно-параллельно, в два ряда. Каждая пара обслуживает один цилиндр. Плунжер приводится в движение специальным кулачковым валом. Двигаясь вверх или вниз, плунжер открывает или закрывает впускные и выпускные отверстия, при этом открывается и закрывается нагнетательный клапан, который пропускает топливо к определенной форсунке для впрыска в цилиндр.

Для корректировки количества топлива и его согласованием с текущей нагрузкой имеются корректирующие устройства, механические либо электронные. В первом случае это происходит при помощи специальной центробежной муфты на кулачковом валу. Благодаря ей при увеличении оборотов происходит смещение кулачкового вала относительно входного и впрыск топлива происходит раньше и наоборот, при снижении оборотов происходит запаздывание. Электронные системы представлены специальными электромагнитными клапанами. К самому агрегату солярка подается при помощи топливоподкачивающего насоса.

Такие насосы относительно просты и непривередливы к качеству топлива. Самым серьезным их недостатком является громоздкость, поэтому они применяются только на больших грузовиках и тракторах.

Распределительный ТНВД

Такой насос имеет одну или две плунжерную пару, в зависимости от объема двигателя и количества цилиндров.

Как понятно из названия, такое устройство распределяет топливо между цилиндрами. Существуют различные типы таких насосов в зависимости от привода, однако суть их работы одинакова: плунжер, двигаясь возвратно-поступательно (а в некоторых конструкциях – и вращаясь), открывает и закрывает все те же отверстия и нагнетательные клапаны, разводя топливо по цилиндрам к распылителям. Практически все насосы фирмы Bosch имеют именно такую конструкцию, которая устанавливается исключительно на легковые движки.

Достоинством такой конструкции является более равномерная подача топлива, а также компактность и меньший вес. Недостаток распределительных насосов – в их большей сложности и, как следствие, сниженном ресурсе.

Магистральный топливный насос

Такой агрегат применяется в особой системе подачи топлива в дизельных двигателях, где оно перед подачей к форсункам накапливается вначале в специальной рампе. Эти насосы могут иметь от одного до трех плунжеров, которые приводятся в движение кулачковой шайбой или валом.

При движении плунжера внутри втулки он создает разрежение, открывающее впускной клапан и засасывающее топливо в камеру, а при возвратном ходе (поднятии) плунжера давление, наоборот, повышается и открывается выпускной клапан, через который горючее нагнетается в топливную рампу. В таком насосе управление количеством топлива за один рабочий цикл плунжера производится посредством дозирующего электрического топливного клапана, (самый простой аналог – система принудительного холостого хода на карбюраторах).

Насосы такого типа устанавливаются в основном на большие и мощные дизельные двигатели, так как реализуют большое давление, необходимое для достижения большей мощности при невысоких рабочих оборотах.

Из чего состоит насос

На примере распределительного насоса можно рассмотреть его устройство. Он состоит из корпуса, в котором расположены плунжерные пары, обслуживающие несколько форсунок, а также редукционный клапан, дренажный штуцер для слива топлива. Дополнительно на нем установлены элементы подкачивающего устройства, насос низкого давления для подачи горючего к впускным клапанам, устройство для регулировки опережения впрыска, вспомогательные приводы.

Возможные неисправности

Как уже стало понятно, топливный насос на дизелях – одно из самых сложных и ответственных устройств двигателя. Плунжерная пара, являющаяся, по сути, сердцем агрегата, является высокоточной деталью, при малейшем износе которой сразу появляются признаки некачественной работы – повышенный шум, перерасход топлива, вибрации и неустойчивая работа на всех режимах. Самой главной и основной причиной износа является некачественное топливо.

Сама по себе солярка уже является продуктом первичной перегонки нефти, поэтому по определению по своим качествам хуже любого бензина, однако к ее очистке предъявляются очень высокие требования, но, к сожалению, не всегда и не везде. Поэтому именно грязь и тяжелые частицы в топливе, а также вода являются самой частой причиной выхода ТНВД из строя. Еще одной причиной неисправностей может быть старое масло для дизельного двигателя. К сожалению, сложность современных насосов такова, что отремонтировать его самостоятельно почти невозможно.

Ремонт ТНВД

Любому ремонту предшествует диагностика ТНВД. Ее лучше всего проводить в техцентрах, специализирующихся именно на ремонте топливного насоса высокого давления дизельного двигателя. Однако некоторые элементы диагностирования неисправностей можно провести своими руками. Вообще, следует учесть, что, вследствие более сложного устройства системы питания, на дизельном двигателе может быть больше причин неправильной работы мотора. Плавающие обороты в процессе прогрева мотора почти всегда указывают на износ плунжерной пары. Износ насосфорсунок на грузовиках также может вызвать перерасход топлива и черный выхлоп. Еще одной причиной неустойчивой работы двигателя может быть неисправность или износ электронасоса, а также перегрев двигателя вследствие недостаточной производительности водяной помпы в системе охлаждения.

Таким образом, ремонт ТНВД крайне желательно проводить на станциях техобслуживания, а диагностику, обслуживание и замену изношенных деталей при наличии необходимых знаний и опыта можно провести и самостоятельно.

С уважением, Максим Марков!

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости