ТНВД дизельного двигателя: устройство, работа и схема топливного насоса высокого и низкого давления

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.

Интересные статьи

Оставить комментарий:

Отзывы о Рено Дастер с дизельным двигателем

Штатная магнитола Рено Дастер

• Loading.

Перепечатка материалов возможно только с письменного разрешения владельцев сайта.

Материалы: http://portalmashin.ru/service/engine/toplivnyj-nasos-vysokogo-davleniya-dizelnogo-dvigatelya.html

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.

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.

Материалы: http://systemsauto.ru/feeding/injection_pump.html

Топливный насос высокого давления до недавнего времени был характерной особенностью дизельных двигателей. Современные бензиновые двигатели(GDI, FSI и т.д.), где применяется непосредственный впрыск топлива, так же используют насос высокого давления, но в отличие от дизельных моторов, рабочее давление в системе меньше. Принцип работы и функции, возлагаемые на ТНВД у обоих двигателей примерно схож. До недавнего времени насос такого типа выполнял функции: создание необходимого давления в системе; регулирование момента впрыска топлива. Использование аккумуляторных систем позволило передать функцию регулирование момента, на форсунки с электронным управлением. В современном двигателе внутреннего сгорания главной задачей насоса высокого давления является обеспечение необходимого давления в топливной системе автомобиля. Регулировать момент подачи топлива с помощью форсунок это конечно здорово, экономичнее и точнее, но не всегда это нужно. В некоторых транспортных средствах(трактор, грузовик) это просто не выгодно из-за усложнения конструкции топливной системы, а что касается дизельного двигателя, то он получает зависимость от электричества(в отличии от бензинового двигателя дизельному для работы не требуется электричество). Примером могут служить тракторы и другая сельскохозяйственная техника. В тяжелые времена трактористам приходилось запускать двигатель с «пускача» (маленький бензиновый двигатель, который выполнял функцию стартера), либо они спускались с уклонов на передаче. Поэтому полностью уйти от идеи регулирование момента с помощью ТНВД пока не представляется возможным.

В основе механизма практически всех насосов высокого давления лежит плунжерная пара, состоящая из поршня и цилиндра. Топливный насос высокого давления является очень дорогим устройством, изготовление которого требует особую точность исполнения и очень качественные, износостойкие материалы. Качество топлива напрямую зависит на долговечность изделия. Одна из причин, почему люди выбирают при покупке автомобиля бензиновый двигатель, кроется именно в этом.

По конструкции ТНВД можно разделить на три вида:

– Рядный. Топливо в каждый цилиндр нагнетается с помощью отдельной плунжерной пары;

– Распределительный. Несколько плунжерных пар обеспечивают распределение топлива по всем цилиндрам;

– Магистральный. Используется для подачи топлива на аккумулятор, а впрыск обеспечивают форсунки с электронным управлением.

Количество плунжерных пар в рядном насосе зависит от количества цилиндров в двигателе. Он не требует высокого качества топлива, так как может смазываться маслом из системы смазки двигателя. До начала 2000-х годов, рядный тип использовался на легковых автомобилях, а благодаря своей надежности, используется на больших транспортных средствах до сих пор. Плунжерные пары приводятся в действие кулачковым валом, вращение которого синхронизировано с оборотами коленчатого вала двигателя. Внутри цилиндра расположены впускные и выпускные топливные каналы. Толкатель с помощью кулачкового вала приводит в действие плунжер(поршень). В результате движения поршня впускной канал закрывается, а выпускной под действием давления открывается (клапан) и топливо поступает к нужной форсунке. В рядных насосах высокого давления изменение подачи топлива, осуществляется за счет рейки, либо за счет золотника, который перемещается по плунжеру.

Схема секции рядного насоса высокого давления.

1 – зубчатый сектор; 2 – регулирующая поворотная втулка плунжера; 3 – боковая крышка; 4 – штуцер нагнетательного клапана; 5 – корпус нагнетательного клапана; 6 – нагнетательный клапан; 7 – гильза плунжера; 8 – плунжер; 9 – рейка ТНВД; 10 – поводок плунжера; 11 – возвратная пружина плунжера; 12 – нижняя тарелка возвратной пружины; 13 – регулировочный болт; 14 – роликовый толкатель; 15 – кулачковый вал.

Распределительные ТНВД имеют один или два плунжера на все цилиндры двигателя. Они обладают меньшими габаритными размерами и массой по сравнению с рядными, но в отличии от них, не могут похвастаться долговечностью. Формы исполнения насоса могут быть разными.

Привод плунжера распределительного насоса в зависимости от производителя может быть различный:

– торцевой кулачковый привод (Bosch VE);

– внутренний кулачковый привод (Bosch VR, Lucas DPC, Lucas DPS);

– внешний кулачковый привод (НД-21, НД-22).

Топливо в распределительном насосе выполняет функцию смазки (применение некачественного топлива сокращает срок службы насоса). Широкое применение распределительный насос получил на легковых автомобилях. Плунжер-распределитель является основным элементом распределительного насоса с торцевым кулачковым приводом. Совершая возвратно-поступательное, вращательное движение, он обеспечивает нагнетание и распределение топлива по цилиндрам.

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

Регулировка и величина подачи топлива возлагается на механическое или электронное устройство.

Схема распределительного насоса высокого давления.

1 – шестерня привода регулятора подачи топлива; 2 – входное отверстие топлива; 3 – выходное отверстие топлива; 4 – регулировочный винт; 5 – электромагнитный запорный клапан; 6 – распределительный блок; 7 – штуцеры нагнетательных трубопроводов; 8 – плунжер – распределитель; 9 – кулачковая шайба; 10 – ролик; 11 – лопастной топливоподкачивающий насос; 12 – фланец.

Магистральный насос высокого давления используется только в аккумуляторных системах впрыска топлива (пример Common Rail). По своему принципу работы он напоминает инжекторный двигатель, где топливо нагнетается в рампу. Давление топлива может составлять до 180 МПА. Количество плунжеров может быть от одного до трех (в зависимости от потребностей двигателя). Привод плунжеров может осуществляться с помощью кулачкового вала или кулачковой шайбы. Под действием возвратной пружины, при вращении кулачкового вала (шайбы), плунжер начинает движение вниз. В результате давление в компрессионной камере уменьшается, а ее объем увеличивается. Впускной клапан открывается и в камеру поступает топливо. Подачей топлива управляет электронный блок насоса, который в зависимости от режимов работы двигателя может регулировать клапаном (открывать и закрывать) количество необходимого топлива. Смазка ТНВД такого типа производится, как и у распределительного насоса.

Схема магистрального насоса высокого давления.

1 – приводной кулачковый вал; 2 – ролик; 3 – плунжерная пружина; 4 – плунжер, 5 – штуцер напорной магистрали (к топливной рампе); 6 – выпускной клапан; 7 – впускной клапан; 8 – электромагнитный клапан дозирования топлива; 9 – фильтр тонкой очистки топлива; 10 – перепускной клапан; 11 – штуцер обратного топливопровод; 12 – штуцер впускного топливопровода.

В большинстве случаев, ремонт топливных насосов высокого давления требуется в результате применения топлива низкого качества и масел. Различные твердые частицы в дизельном топливе быстро выводят из строя плунжерные пары и форсунки. Принцип работы у различных насосов может отличаться, но характерные признаки неисправностей у них одинаковые:

– увеличение расхода топлива;

– плохой запуск двигателя;

Ремонтировать ТНВД своими силами в гаражных условиях крайне тяжело, так как плунжерная пара имеет очень маленькие зазоры. Если вы вытащите поршень из цилиндра, то вставить его без специального оборудования обратно может не получится. Стоит помнить, что весь насос представляет собой сложный механизм, в котором существует множество мельчайших каналов. Любая песчинка может превратить его в груду бесполезного металлолома. Подумайте, стоит ли это того? Может лучше купить новый или как минимум обратиться в сервис!?

Также рекомендуем:

Оставить комментарий Отмена ответа

Вы должны войти чтобы оставить комментарий.

Поиск на сайте

Зарегистрироваться на этом сайте

Пароль будет отправлен вам на e-mail.

Материалы: http://mediaplaneta.net/toplivnyj-nasos-vysokogo-davleniya/