1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ТНВД устройство виды принцип работы регулировка и ремонт

ТНВД: устройство, виды, принцип работы, регулировка и ремонт.

Автор: asi · Опубликовано 18.04.2016 · Обновлено 26.03.2017

Топливный насос большого давления либо, как довольно часто возможно встретить в сети и специализированной литературе интернет, ТНВД, — один из серьёзных и достаточно сложных узлов, как всех дизельных двигателей, так и еще до тех пор пока малой части бензиновых моторов — тех из них, в которых осуществляется прямой впуск горючего в камеру сгорания.

Устройство, виды и принцип работы.

Из заглавия данного узла можно понять, что его главная задача пребывает в том, дабы подавать в движок горючее под большим давлением (в случае если воображаете работу дизельного двигателя, то в нем горючее через форсунку подается этим давлением конкретно в камеру сгорания, где сейчас находиться сжатый воздушное пространство).

В силу данной собственной задачи топливный насос большого давления есть достаточно сложным механизмом. Наряду с этим само конструкционное выполнение ТНВД делится на как видов:

рядного типа, распределительного типа, магистрального типа.

В чем их отличия?

Два первых типа по собственной конструкции весьма схожи.

Топливный насос большого давления рядного типа (фото).

Топливный насос большого давления распределительного типа (фото).

В их основе лежит плунжерная пара (шток и цилиндр), совместная работа которых, приводимаяв воздействие от коленчатого вала через кулачковый механизм (вал), формирует нужное давление горючего. Отличие состоит только в том, что в топливном насосе рядного типа количество плунжеров равняется количеству цилиндров двигателя, соответственно, любой плунжер обслуживает собственный цилиндр.

А в ТНВД распределительного типа — нет. К примеру, на простом 4-цилиндровом двигателе при распределительном виде топливного насоса большого давления значительно чаще возможно встретить 1-плунжерный механизм, что обслуживает все цилиндры. Совокупность трудится так, что в определенный момент времени плунжер подает нужную порцию горючего под давлением к соответствующему цилиндру.

Устройство ТНВД рядного типа.

штуцер напорной магистрали седло клапана пружина клапана корпус насосной секции нагнетательный клапан впускное и выпускное отверстия наклонная поверхность плунжера плунжер втулка рычаг управления плунжером возвратная плунжерная пружина пружина толкателя роликовый толкатель кулачок зубчатая рейка Устройство ТНВД распределительного типа.

шестерня привода регулятора подачи горючего входное отверствие топлива выходное отверстие горючего регулировочный винт электромагнитный запорный клапан распределительный блок штуцеры нагнетательных трубопроводов плунжер-распределитель кулачковая шайба ролик лопастной топливоподкачивающий насос фланец

Что из них лучше? — неизвестно, поскольку у насосов и рядного, и распределительного типа имеется собственные неповторимые преимущества: рядный ТНВД за счет меньшей нагрузки на любой плунжер имеет более долгий срок работы, но совокупность распределительного типа формирует более равномерную подачу горючего.

Топливный насос большого давления магистрального типа (фото).

Сейчас перейдем к ТНВД магистрального типа.

Этот тип топливного насоса, а правильнее вся совокупность подачи горючего еще время от времени видится называющиеся “Common Rail”. Основное отличие его от рассмотренных ранее видов в том, что горючее насосом под давлением тут нагнетается не в камеру сгорания, а в топливную рампу (аккумулятор). Оттуда горючее распределяется по цилиндрам. Момент впрыска наряду с этим контролируется электромагнитной форсункой, которая раскрывается по команде бортового компьютера. Сам же ТНВД используемый в таковой совокупности может иметь одну и более плунжерную несколько и приводиться в воздействие от коленчатого вала.

Устройство ТНВД магистрального типа.

приводной кулачковый вал ролик плунжерная пружина плунжер штуцер напорной магистрали (к топливной рампе) выпускной клапан впускной клапан электромагнитный клапан дозирования горючего фильтр узкой очистки горючего перепускной клапан штуцер обратного топливопровода штуцер впускного топливопровода

Завершая обзорное описание видов ТНВД возможно еще отметить тот факт, что оба первых типа топливных насосов по собственной сути чисто механические узлы. Их работа выстроена на использование механических законов и может трудиться вовсе без применения электронных узлов.

Совокупность же с магистральным типом ТНВД относиться к более новому поколению, где во всем начинает властвовать электроника.

регулировка и Ремонт топливного насоса большого давления.

регулировка и Ремонт топливной аппаратуры большого давления — достаточно непростая задача, требующая как теоретической, так практической подготовки. Крайне мало автолюбителей пробует самостоятельно лезть в ее настройки и уж тем более ремонтировать.

Значительно чаще дизельными топливными насосами занимаются диагностики и специализированные станции ремонта, каковые обеспечены квалифицированными кадрами и необходимым оборудованием.

Единственная задача, на которую возможно отважиться самостоятельно, — регулировка оборотов холостого хода (ее описание частенько возможно встретить в инструкции по эксплуатации автомобиля) – рекомендую прочесть статью как отрегулировать холостой движение карбюратора ВАЗ 2107. В большинстве случаев, она подразумевает под собой подтяжку троса акселератора до успехи нужных параметров.

Но кроме того такая несложная процедура не всегда доступна для простых автомобилистов на двигателях с электронным управлением впрыска. Так как тут не считая самой механической регулировки значительно чаще нужно делать еще и электронную настройку совокупности, которую без особого оборудования не произведешь.

Ну, а в заключении хотелось бы отметить тот факт, что ТНВД — достаточно дорогая деталь двигателя, поломка которой частенько достаточно очень сильно бьет по карману автовладельца.

Главными обстоятельствами, каковые приводят к поломкам топливного насоса, возможно назвать несоблюдение регламента и некачественное топливо проведения диагностики. Так что в качестве совета:

1. старайтесь заправляться лишь на проверенных автозаправочных станция;

2. когда пробег автомобиля потребует проведения обслуживания — безотлагательно, посмотрите на станцию диагностики.

Топливный насос высокого давления (ТНВД): виды, устройство, принцип работы

Топливный насос (сокращенно ТНВД) предназначен для выполнения следующих функций — подачи горючей смеси под высоким давлением в топливную систему ДВС, а также регулирования его впрыска в определенные моменты. Именно поэтому топливный насос считается наиболее важным устройством для дизельных и бензиновых двигателей.

Преимущественно ТНВД применяются, конечно же, в дизельных двигателях. А в бензиновых двигателях ТНВД встречаются лишь в тех агрегатах, на которых используется система непосредственного впрыска топлива. При этом насос в бензиновом двигателе работает куда с меньшей нагрузкой, поскольку такое высокое давление, как в дизеле не требуется.

Основные конструктивные элементы топливного насоса — плунжер (поршень) и цилиндр (втулка) малого размера, которые объединяются в единую плунжерную систему (пару), изготовленную из высокопрочной стали с большой точностью.

На самом деле изготовление плунжерной пары довольно трудная задача, требующая специальных высокоточных станков. На весь Советский союз был, если не изменяет память, всего один завод, на котором изготавливались плунжерные пары.

Как делают плунжерные пары в нашей стране сегодня можно увидеть в этом видео:

Между плунжерной парой предусматривается очень маленький зазор, так называемое прецизионное сопряжение. Это отлично показано в видео, когда плунжер очень плавно, с зависанием под действием собственного веса входит в цилиндр.

Итак, как мы уже сказали ранее, топливный насос применяется не только для своевременной подачи горючей смеси в топливную систему, но и для распределения его через форсунки в цилиндры в соответствии с типом двигателя.

Форсунки – связующее звено в этой цепи, поэтому они соединены с насосом трубопроводами. С камерой сгорания форсунки соединяются нижней распылительной частью, оснащенной небольшими отверстиями для эффективного впрыска топлива с дальнейшим его воспламенением. Определить точный момент впрыска ТС в камеру сгорания позволяет угол опережения.

Типы топливных насосов

В зависимости от особенностей конструкции различают три основных типа ТНВД – распределительный, рядный, магистральный.

Рядный ТНВД

Этот тип топливного насоса высокого давления оснащается плунжерными парами, расположенными рядом друг с другом (потому и такое название). Их количество строго соответствует количеству рабочих цилиндров двигателя.

Таким образом, одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива в один цилиндр.

Пары устанавливаются в насосном корпусе, в котором предусмотрены каналы входа и выхода. Запускается плунжер при помощи кулачкового вала, соединенного, в свою очередь, с коленвалом, от которого и передается вращение.

Кулачковый вал насоса, при вращении кулачками воздействует на толкатели плунжеров, заставляя их двигаться внутри втулок насоса. При этом поочередно открываются и закрываются впускные и выпускные отверстия. При движении плунжера вверх по втулке создается давление, необходимое для открывания нагнетательного клапана, через который топливо под давлением направляется по топливопроводу к определенной форсунке.

Момент подачи топлива и регулировка его количества, необходимого в конкретный момент времени может осуществляться либо с помощью механического устройства, либо с помощью электроники. Такая регулировка нужна для корректировки подачи топлива в цилиндры двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала (оборотов двигателя).

Механическое управление обеспечивается за счет использования специальной муфты центробежного типа, которая закреплена на кулачковом валу. Принцип действия такой муфты заключен в грузиках, которые находятся внутри муфты и имеют возможность перемещаться под действием центробежной силы.

Центробежная сила изменяется с ростом (или уменьшением) величины оборотов двигателя, благодаря чему грузики либо расходятся к внешним краям муфты, либо снова сближаются к оси. Это приводит к смещению кулачкового вала относительно привода из-за чего и изменяется режим работы плунжеров и, соответственно, при увеличении частоты вращения коленвала двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, а поздний, как вы догадались, при снижении оборотов.

Рядные топливные насосы весьма надежны. Их смазка осуществляется моторным маслом, поступающим из системы смазки двигателя. Они совершенно не привередливы к качеству топлива. На сегодняшний день применение таких насосов из-за их громоздкости ограничено грузовыми автомобилями средней и большой грузоподъемности. Примерно до 2000 года они применялись и на легковых дизельных моторах.

Распределительный ТНВД

В отличие от рядного насоса высокого давления, у распределительного ТНВД может быть либо один, либо два плунжера в зависимости от объема двигателя и, соответственно, необходимого объема топлива.

И эти один или два плунжера обслуживают все цилиндры двигателя, которых может быть и 4, и 6, и 8, и 12. Благодаря своей конструкции, в сравнении с рядными ТНВД, распределительный насос более компактен и меньше весит, и при этом способен обеспечить более равномерную подачу топлива.

К основному недостатку данного типа насосов можно отнести их относительную недолговечность. Распределительные насосы устанавливаются только в легковые автомобили.

Распределительный ТНВД может оснащаться различными типами приводов плунжера. Все эти типы привода являются кулачковыми и бывают: торцевыми, внутренними, внешними.

Наиболее эффективными считаются торцевые и внутренние приводы, которые лишены нагрузок, создаваемых давлением топлива на приводной вал, вследствие чего они служат несколько дольше, нежели насосы с внешним кулачковым приводом.

Кстати, стоит отметить, что импортные насосы фирм Bosch и Lucas, наиболее часто использующиеся в автомобилестроении оснащены именно торцевым и внутренним приводом, а внешний привод имеют насосы серии НД отечественного производства.

Торцевой кулачковый привод

В этом типе привода, используемом в насосах Bosch VE, основным элементом является распределительный плунжер, предназначенный для создания давления и распределения топлива в топливных цилиндрах. При этом плунжер-распределитель совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

Возвратно-поступательное перемещение плунжера осуществляется одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая, опираясь на ролики, перемещается вдоль неподвижного кольца по радиусу, то есть, как бы обегает его.

Читать еще:  Трехколесный грузовой мотороллер Муравей 2M-02

Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в исходное состояние осуществляется благодаря пружинному механизму.

Распределение топлива в цилиндрах происходит за счет того, что приводной вал обеспечивает вращательные движения плунжера.

Величина подачи топлива может быть обеспечена с помощью электронного (электромагнитный клапан) или механического (центробежная муфта) устройства. Регулировка осуществляется за счет поворота на определенный угол неподвижного (не вращающегося), регулировочного кольца.

Цикл работы насоса состоит из следующих стадий: закачка порции топлива в надплунжерное пространство, нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам. Затем плунжер возвращается в исходное положение и цикл повторяется заново.

Внутренний кулачковый привод

Внутренний привод применяется в распределительных ТНВД роторного типа, например, в насосах Bosch VR, Lucas DPS, Lucas DPC. В таком типе насоса подача и распределение топлива осуществляется посредством двух устройств: плунжера и распределительной головки.

Распределительный вал оснащается двумя противоположно-расположенными плунжерами, которые обеспечивают процесс нагнетания топлива, чем меньше расстояние между ними, тем выше давление топлива. После нагнетания давления топливо устремляется к форсункам по каналам распредголовки через нагнетательные клапана.

Подачу топлива к плунжерам обеспечивает специальный подкачивающий насос, который может отличаться в зависимости от типа своей конструкции. Это может быть либо шестеренчатый насос, либо роторно-лопастной. Подкачивающий насос находится в корпусе насоса и приводится в действие приводным валом. Собственно, он прямо на этом валу и установлен.

Распределительный насос с внешним приводом рассматривать не будем, поскольку, скорее всего, их звезда близка к закату.

Магистральный ТНВД

Такой вид топливного насоса применяется системе подачи топлива Common Rail, в которой топливо перед тем, как поступить к форсункам сначала накапливается в топливной рампе. Магистральный насос способен обеспечить высокую подачу топлива — свыше 180 МПа.

Магистральный насос может быть одно-, двух- или трехплунжерным. Привод плунжера обеспечивается кулачковой шайбой или валом (тоже кулачковым, разумеется), которые в насосе совершают вращательные движения, проще говоря, крутятся.

При этом в определенном положении кулачков, под действием пружины плунжер перемещается вниз. В этот момент происходит расширение компрессионной камеры, за счет чего в ней снижается давление и образуется разряжение, которое заставляет открыться впускной клапан, через который топливо проходит в камеру.

Поднятие плунжера сопровождается увеличением внутрикамерного давления и закрытием клапана впуска. При достижении давления, на который настроен насос, открывается выпускной клапан, через который топливо нагнетается в рампу.

В магистральном насосе управление процессом подачи топлива реализуется дозирующим топливным клапаном (который приоткрывается или закрывается на необходимую величину) при помощи электроники.

ТНВД: устройство, виды, принцип работы, регулировка и ремонт.

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.

Устройство, принцип работы и виды.

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).

Виды ТНВД.

В силу этой своей задачи топливный насос высокого давления является достаточно сложным механизмом. При этом само конструкционное исполнение ТНВД делится на насколько видов:

  • рядного типа,
  • распределительного типа,
  • магистрального типа.

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.

Устройство ТНВД рядного типа.

  1. штуцер напорной магистрали
  2. седло клапана
  3. пружина клапана
  4. корпус насосной секции
  5. нагнетательный клапан
  6. впускное и выпускное отверстия
  7. наклонная поверхность плунжера
  8. плунжер
  9. втулка
  10. рычаг управления плунжером
  11. возвратная плунжерная пружина
  12. пружина толкателя
  13. роликовый толкатель
  14. кулачок
  15. зубчатая рейка

Устройство ТНВД распределительного типа.

  1. шестерня привода регулятора подачи топлива
  2. входное отверствие 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

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.

Устройство ТНВД магистрального типа.

  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 топливопровода
  12. штуцер впускного топливопровода

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 топливного насоса высокого давления.

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.

Топливный насос высокого давления

Самым сложным и дорогим устройством системы питания дизеля является топливный насос высокого давления (ТНВД). При создании первых стационарных двигателей Рудольф Дизель выяснил, что для надежного самовоспламенения топлива оно должно подаваться в цилиндр под высоким давлением. В его конструкциях для этого использовался мощный и громоздкий компрессор. В 20-е годы. Роберт Бош разработал компактный и надежный ТНВД. Первый серийный ТНВД для грузового автомобиля был выпущен фирмой Bosch еще в 1927 году, а в 1936 был налажен выпуск ТНВД для легковых автомобилей.
ТНВД не только создает давление топлива, но и распределяет его по форсункам соответствующих цилиндров в соответствии с порядком работы двигателя. Форсунки соединяются с ТНВД трубопроводами высокого давления. Форсунки входят своей нижней частью — распылителями — в камеры сгорания. Распылители имеют очень маленькие отверстия, необходимые для того, чтобы топливо поступало в камеру сгорания в мелко распыленном виде и легко воспламенялось.
Момент времени впрыска топлива определяется углом опережения впрыска. Форсунки и ТНВД – устройства прецизионной точности. Штифты форсунок и плунжеры ТНВД смазываются дизельным топливом, которое поступает в процессе работы.

Регулирование подачи топлива в ТНВД с рядным расположением плунжерных пар:
1 — из топливного канала;
2 — к форсунке;
3 — втулка;
4 — плунжер;
5 — нижняя регулирующая спиральная выемка;
6 — вертикальная канавка

Первые ТНВД были похожи на миниатюрные рядные двигатели. Кулачковый вал, приводившийся в действие от коленчатого вала двигателя, с числом выступов, соответствующих числу цилиндров, воздействовал на серию плунжерных пар (поршневых насосов высокого давления). С 1960 г. дизели легковых автомобилей используют ТНВД роторного типа. Роторный ТНВД представляет собой устройство с вращающимся кулачковым валом, имеющим один выступ, который воздействует на плунжерные пары, расположенные радиально, число которых также соответствует числу цилиндров двигателя. Такие насосы называются распределительными. Они отличаются от рядных компактностью и меньшей себестоимостью в производстве. Механические устройства (а в последнее время электронные), встроенные в насос, регулируют момент впрыска, поворачивая вперед или назад кулачковый вал, и подачу топлива, с помощью отсечных клапанов, сбрасывающих давление, когда впрыснуто достаточное количество топлива. Следует отметить, что начало впрыскивания должно быть точно установлено по времени, в пределах ±1° поворота коленчатого вала, с целью поддержания оптимального расхода топлива и токсичности отработавших газов.

Плунжерная пара представляет собой поршень (плунжер) и цилиндр (втулка) небольшого размера. Плунжер и втулку изготавливают из высококачественной стали с высокой точностью и в процессе изготовления индивидуально притирают друг к другу, чтобы обеспечить минимальный зазор в сопряжении. Во втулке на разном уровне просверлены два отверстия. Через одно отверстие (впускное) топливо поступает, а через другое (выпускное) отводится. В многоплунжерном насосе число плунжерных пар равно числу цилиндров двигателя и каждая пара снабжает топливом определенный цилиндр.

Схема работы плунжерной пары:
I — впуск топлива (наполнение);
II — начало движения плунжера вверх;
III — момент начала нагнетания;
IV — момент отсечки подачи;
А — отсечная кромка;
Б — перепускное окно;
В — впускное окно;
Г — надплунжерное пространство;
Д — разгрузочный поясок;
Е — запорная часть клапана;
1 — кулачок;
2 — толкатель;
3 — плунжер;
4 — втулка плунжера;
5 — нагнетательный клапан;
6 — пружина клапана

Читать еще:  ДТП без страховки ОСАГО

Плунжерные пары установлены в корпусе ТНВД, в котором имеются каналы для подвода и отвода топлива. Каждый плунжер на боковой поверхности имеет специальную спиральную канавку — отсечную кромку. В нижней части корпуса ТНВД на подшипниках качения установлен кулачковый вал, который приводится от коленчатого вала двигателя. Все плунжеры с помощью пружин прижимаются к соответствующим кулачкам. При вращении кулачкового вала кулачки в определенной последовательности перемещают плунжеры внутри втулок. При движении плунжера вверх он сначала закрывает выпускное отверстие во втулке, а затем впускное.

Конструкция многодырчатой форсунки:
1 — корпус распылителя;
2 — игла;
3 — гайка;
4 — установочные штифты;
5 — проставка;
6 — штанга;
7 — корпус форсунки;
8 — уплотнительное кольцо;
9 — штуцер;
10 — фильтр;
11 — уплотняющая втулка;
12 — регулировочные прокладки;
13 — упорная прокладка;
14 — пружина

Под давлением топлива открывается нагнетательный клапан, находящийся сверху гильзы, и топливо поступает через трубопроводы высокого давления к соответствующим форсункам.
Внутри форсунки расположена игла, которая сверху поджимается пружиной и закрывает топливу проход к отверстиям распылителя. Под действием давления топлива игла приподнимается, сжимая пружину, и топливо начинает впрыскиваться через распылитель в камеру сгорания. Процесс впрыскивания прекращается в момент, когда канавка отсечной кромки плунжера совпадет с выпускным отверстием в гильзе. В этот момент происходит резкое падение давления топлива и игла форсунки закрывает распылитель, не допуская подтекания топлива.
Если поворачивать плунжер внутри гильзы, то из-за наклона отсечной кромки будет изменяться момент окончания подачи топлива, а следовательно, и количество этого топлива. Для поворота плунжеров на каждом из них закреплена шестерня, находящаяся в зацеплении с зубчатой рейкой. Рейка связана механическим приводом с педалью акселератора. Поэтому нажатие педали вызывает перемещение рейки, которая одновременно поворачивает все плунжеры и изменяет количество топлива, поступающего в цилиндры двигателя. Для того чтобы заглушить дизель, необходимо прекратить подачу топлива. В этом случае все плунжеры поворачиваются в положение, при котором отсечная кромка постоянно соединяется с выпускным отверстием. При изменении частоты вращения коленчатого вала необходимо изменять момент начала подачи топлива в цилиндры. С этой целью на кулачковом вале ТНВД установлена центробежная муфта опережения впрыскивания топлива. Внутри муфты имеются грузики, которые при увеличении оборотов коленчатого вала расходятся под действием центробежных сил и проворачивают кулачковый вал по фазе относительно привода. Увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя приводит к более раннему началу впрыскивания, а уменьшение — к более позднему.

Распределительный ТНВД с аксиальным движением плунжера и компенсатором давления во впускном трубопроводе (LDA)

В одноплунжерных ТНВД используется только одна плунжерная пара, а подача порций топлива к форсункам различных цилиндров дизеля осуществляется с помощью специального вращающегося распределителя. Такие насосы называются также распределительными. Распределительные ТНВД более компактны, их масса меньше, но плунжеру приходится работать с большей частотой ходов и долговечность таких насосов ниже.

Регулировка ТНВД

Популярность дизельных двигателей неуклонно растет, что объясняется очевидными достоинствами этого вида силовых установок. Одной из наиболее важных частей агрегата является ТНВД или топливный насос высокого давления. Именно работа этого узла в значительной степени определяет эффективность эксплуатации всего дизельного двигателя.

Поэтому нет ничего удивительного в том, что регулировке, техническому обслуживанию и ремонту ТНВД всегда уделяется повышенное внимание. Требования и правила организации этих важных технологических процессов рассматриваются в данной статье.

Что такое ТНВД и его разновидности

Топливный насос высокого давления отвечает за своевременную подачу нужного количества дизельного топлива в камеру сжигания. Особенность дизельного двигателя состоит в необходимости нагнетания высокого давления, которое требуется для самовоспламенения горючего, что также является одной из важных задач ТНВД.

Базовым узлом ТНВД является плунжерная пара, состоящая из гильзы и перемещающемуся внутри ее поршню. В зависимости от конструктивных особенностей различают три основных разновидности топливных насосов высокого давления, устанавливаемых на дизельных двигателях: рядные, распределительные и магистральные. Последний вариант используется сегодня особенно часто, так как он используется в системах подачи топлива Common Rail. Несмотря на серьезные различия в конструкции, мощности и габаритах, существуют общие правила, которых следует придерживаться при регулировке, техническом обслуживании и ремонте топливных насосов высокого давления дизельных двигателей.

Правила проведения работ по регулировке ТНВД

Прежде чем приступить к непосредственному описанию этапов регулировки ТНВД, необходимо отметить несколько важных правил, которых рекомендуется придерживаться при организации этого технологического процесса. Речь в данном случае идет о следующих рекомендациях опытных и профессиональных механиков:

· ТНВД вполне заслуженно считается ответственным узлом. Это означает, что изменять его регулировки без необходимости попросту не стоит;

· второе важное следствие приведенного выше правила – регулировкой топливного насоса высокого давления следует заниматься с применением соответствующего оборудования, лучше всего – на специальном стенде;

· допускается самостоятельное выполнение только самых простых работ по регулировке, обслуживанию и ремонту ТНВД;

· все настройки такого сложного механизма как ТНВД связаны между собой. Поэтому изменение одного параметра может негативно отразиться на других эксплуатационных характеристиках. Это является еще одним аргументом в пользу обращения к специалистам, обладающим достаточным для грамотной регулировки топливного насоса уровнем знаний и опыта.

Соблюдение перечисленных достаточно простых и очевидных правил позволит свести к минимуму риск непрофессиональных действий при регулировке ТНВД и, как следствие, серьезных финансовых расходов, необходимых для его последующего ремонта.

Основные этапы регулировки ТНВД

Как уже было отмечено выше, для регулировки ТНВД используются специальные стенды. Работы делятся на два главных этапа. На первом из них происходит регулирование цикловой подачи топлива, а на втором – регулировка так называемого УОНП или угла опережения начала подачи горючего в камеру сжигания. Кроме того, в процессе регулировки, как правило, выполняются еще несколько операций по техническому обслуживанию ТНВД – удаление воздуха, попавшего в систему впрыска, смазка деталей и узлов насоса, а при необходимости – подготовка к отключению на длительное время. Каждый из описанных этапов регулировки требует более подробного рассмотрения.

Регулировка цикловой подачи

Целью этого вида регулировки выступает определение оптимального режима подачи топлива в плане количества и равномерности в камеру сжигания. Изменение настроек осуществляется путем корректировки положения рейки ТНВД, которое осуществляется при помощи специального винта. У одноплунжерных насосов вместо рейки для этого используется дозатор.

До недавнего времени регулирование цикловой подачи происходило с применением стеклянных градуированных пробирок, установленных на испытательном стенде. Современное оборудование позволяет осуществлять настройку при помощи дисплея, на котором отражаются все необходимые данные, что существенно упрощает процедуру регулировки и делает ее более точной и оперативной.

Регулировка УОНП

Данная стадия технологического процесса также проводится на специальных стендах. В качестве дополнительного оборудования применяется моментоскоп, представляющий собой стеклянную трубку с присоединенным шлангом высокого давления. Он устанавливается на одну из секций дизельного двигателя. Процедура регулировки является достаточно сложно и требует наличия соответствующих профессиональных навыков и опыта работы с подобным высокоточным и сложным оборудованием.

Удаление воздуха из системы впрыска

Воздух, попавший в систему впрыска ТНВД, способен заметно снизить эффективность работы дизельного двигателя в целом или даже сделать ее невозможной. Наиболее часто подобная ситуация создается при замене каких-либо деталей насоса, например, топливного фильтра, или после длительного прекращения эксплуатации агрегата. В любом из указанных случаев для удаления воздуха происходит либо при помощи ручного насоса, наличие которого предусматривает конструкция ТНВД, либо в автоматическом режиме с использованием клапана перетока, устанавливаемого на топливном фильтре.

Смазка

В большинстве дизельных двигателей предусматривает единая система смазки ТНВД и силового агрегата. В подобной ситуации топливный насос высокого давления, по сути, является необслуживаемым и не требует какого-либо дополнительного вмешательства. Главное требование – поддержание работоспособности общей системы смазки.

Если конструкция двигателя не предусматривает наличие подобной системы, смазочное масло следует заливать в ТНВД через крышку, предварительно сняв с нее колпак. Уровень масла должен регулярно контролироваться: при избытке оно сливается, при недостатке – напротив, доливается. При выполнении серьезного ремонта старая смазка в обязательном порядке заменяется.

Подготовка к длительному отключению

В случае длительного неиспользования дизельного двигателя рекомендуется произвести консервацию ТНВД. Для этого в горючее топливного бака и в масло камеры кулачкового вала добавляется около 10% специального антикоррозионного состава. Затем необходимо запустить двигатель на четверть часа, в результате чего обычное дизельное топливо и смазка попросту вымоются из топливного насоса высокого давления, а заменивших их состав надежно защитит узлы и детали от коррозии, а горючее – от загустевания.

Наиболее частые неисправности из-за неправильной регулировки

Регулировку и техобслуживание ТНВД на специализированных стендах с участием профессиональных специалистов-механиков рекомендуется проводить регулярно. Периодичность процедуры зависит от нескольких факторов, в числе которых: марка и мощность двигателя, интенсивность эксплуатации, качество используемого дизельного топлива и т.д.

Основанием для проведения внеочередной регулировки и, при выявлении проблем, ремонта ТНВД и дизельного двигателя в целом могут стать следующие признаки неисправности силового агрегата и его отдельных узлов:

· работа двигателя с перебоями и перепадами в мощности. Как правило, проблемы в этом случае связаны с подачей горючего разными по объему порциями. Для их устранения требуется грамотная регулировка ТНВД и, если неисправность не была выявлена своевременно, ремонт;

· резкое уменьшение мощности двигателя. Основной причиной проблемы обычно становится несвоевременный впрыск горючего в камеру сжигания. В результате воспламенение топлива происходит с заметным опозданием и горючее сжигается не полностью, что ведет к появлению копоти в выхлопных газах и общему падению КПД агрегата. При выявлении проблемы на ранней стадии требуется регулировка как цикловой подачи, так и УОНП. В противном случае необходимо дорогостоящий ремонт с возможной заменой основного рабочего узла ТНВД;

· утечка или чрезмерный расход горючего. Данная проблема зачастую становится следствием ускоренного износа узлов и механизмов ТНВД и двигателя в целом, причиной которого выступает плохое качество топлива. Устранить или свести к минимуму неисправность удается только на начальной стадии. При дальнейшем использовании некондиционного горючего потребуется ремонт и, вполне возможно, замена ТНВД или его основных деталей;

· посторонний шум при запуске и дальнейшей эксплуатации агрегата. Существует различные причины возникновения нехарактерных для нормальной работы двигателя звуков. Для того, чтобы определить характер неисправности, требуется провести полноценное техническое обслуживание и диагностику агрегата, включая ТНВД. После устранения проблем обязательно осуществляется регулировка топливного насоса высокого давления.

Ремонт ТНВД

Несмотря на наличие очевидных достоинств, эксплуатация дизельного двигателя сопровождается определенными недостатками. В числе наиболее существенных из них – трудность самостоятельной диагностики и ремонта силового агрегата. Другими словами, все сказанное выше про регулировку ТНВД справедливо и по отношению к его техническому обслуживанию и ремонту.

Именно поэтому требуется регулярное обращение в специализированные сервисные или ремонтные центры, имеющие как необходимое современное оборудование, так и специалистов, способных его эффективно применять на практике. Такой подход при сравнительно небольшом уровне финансовых расходов обеспечит длительную и беспроблемную эксплуатацию дизельного двигателя в целом и ТНВД в частности. Кроме того, своевременно и профессионально выполненные регулировка и обслуживание силового агрегата не только сэкономят средства на более дорогостоящем ремонте, но и позволят в полной мере использовать многочисленные и очевидные преимущества современных дизельных двигателей.

Читать еще:  Развальцовщик для медных труб

Разновидности, устройство и принцип работы ТНВД

Основной задачей топливного насоса высокого давления (ТНВД) является подача топлива к форсункам двигателя. В современном автомобилестроении он устанавливается для питания как бензиновых, так и дизельных моторов. Особенностью работы такого насоса является способность выполнять максимально точную дозировку горючего и подавать его в строго определенный момент времени.

ТНВД на бензиновом и дизельном двигателе

Изначально насосы, обеспечивающие высокое давление, использовались исключительно для питания дизельных моторов. В бензиновых системах такая конструкция получила применение только в ДВС с непосредственным впрыском, где наиболее важны давление и точность подачи.

Насосы высокого давления имеют крайне сложную конструкцию, работают с повышенными нагрузками и требуют бережной эксплуатации. Важную роль играет качество топлива и отсутствие в нем примесей воды и абразивных частиц (например, пыли). При использовании ТНВД на бензиновом двигателе нагрузка меньше, чем на дизеле, что относительно продлевает срок его службы.

Располагается насос высокого давления в подкапотном пространстве в непосредственной близости от мотора (либо может устанавливаться на двигатель). Для его питания используется дополнительный подкачивающий топливный насос низкого давления. В зависимости от марки и категории автомобиля могут применяться различные типы ТНВД.

ТНВД разных конструкций и основные узлы

Главным рабочим механизмом насоса является плунжерная пара. Она состоит из плунжера (поршня) и втулки (гильзы). При перемещении поршня в гильзе формируется очень высокое давление, а потому для обеспечения безопасности и корректной работы пары, детали должны иметь высокую точность изготовления.

В силу этой особенности плунжерная пара в профессиональной сфере получила наименование прецизионная. Принцип работы плунжерной пары прост: поршень выполняет возвратно-поступательные движения внутри втулки и обеспечивает всасывание, сжатие и подачу топлива в надплунжерное пространство.

Классификация и устройство ТНВД

Топливные насосы высокого давления классифицируются по ряду признаков. Прежде всего их разделяют по типу привода плунжеров: механические, пневматические и гидравлические системы. Их, в свою очередь, группируют как механизмы непосредственного действия и аккумуляторные.

В первом случае процессы нагнетания и впрыска рабочей жидкости происходят одновременно под действием плунжеров с механическим приводом. В конструкциях с аккумуляторным впрыском рабочие плунжеры приводятся в действие за счет двигателя посредством приводного вала.

Системы с механическим приводом в современном автомобилестроении применяются редко, поскольку они не обеспечивают необходимого уровня экологической безопасности.

По числу плунжеров топливные насосы высокого давления разделяются на многоплунжерные и распределительные.

Многоплунжерные ТНВД и особенности их конструкции

В многоплунжерных насосах для каждого цилиндра предусмотрен свой плунжер. Таким образом, каждая плунжерная пара обеспечивает подачу топлива в свой цилиндр. Конструктивно многоплунжерные насосы бывают двух типов:

  • Рядные — плунжерные пары расположены рядом с друг другом в один ряд.
  • V-образные — плунжерные пары расположены в два ряда и ориентированы друг к другу под углом от 75 до 120 градусов.

Принцип работы рядного ТНВД для дизельного двигателя заключается в том, что топливо движется по отдельным магистралям и направляется к форсункам мотора в заданном порядке. В классическом исполнении такие конструкции имеют механический привод кулачкового типа, соединенного с коленвалом двигателя.

Каждый кулачок приводит в движение соответствующий плунжер, заставляя его перемещаться внутри гильзы. Когда поршень перемещается вниз, происходит всасывание топлива. При движении вверх создается давление и открывается клапан нагнетательной магистрали.

В современных системах момент подачи топлива рассчитывается электронным блоком управления автомобиля, который получает сигналы от многочисленных датчиков. Это позволяет учесть такие факторы, как положение педали газа и частоту вращения коленчатого вала двигателя.

В ранних моделях автомобилей можно встретить механическое управление режимами работы рядного ТНВД. Для этого на кулачковом валу устанавливается специальная муфта с небольшими подвижными грузами. Под действием центробежных сил грузы смещаются вначале к внешним краям, а затем вновь к оси. Это, в свою очередь, провоцирует смещение кулачкового вала по отношению к приводу. Таким образом, чем больше частота вращения двигателя, тем раньше происходит впрыск.

Насосы V-образной формы работают по следующему принципу: специальный механизм поворота плунжеров соединен с рейками, воздействующими на втулки. Такая конструкция в сравнении с рядной отличается компактностью. Это позволяет повысить жесткость, укоротить кулачковый вал и добиться более высокого давления впрыска.

Как работают распределительные ТНВД?

В распределительных насосах один или два (у более мощных автомобилей) плунжера, которые подают топливо сразу в несколько цилиндров. Количество цилиндров в таких моторах может быть от 4 до 12. Подобные механизмы устанавливаются преимущественно на легковых автомобилях, поскольку относительно быстро изнашиваются. Именно этот тип ТНВД можно встретить в бензиновых двигателях.

Среди преимуществ распределительных насосов высокого давления можно назвать не только большую компактность в сравнении с многоплунжерными, но и большую точность подачи горючего. Главный недостаток — быстрый износ плунжеров.

Привод плунжера распределительного ТНВД представляет собой кулачковый механизм, который бывает трех видов:

Распределительный ТНВД

  • роторные;
  • торцевые (аксиальные);
  • с внешним приводом.

Наиболее часто встречаются торцевые приводы распределительных ТНВД. Такая конструкция предполагает только одну плунжерную пару. Она выполняет функцию распределителя, осуществляя подачу топлива к заданной форсунке мотора. Поршень при этом одновременно и перемещается вдоль втулки, и вращается вокруг своей оси.

Для этого в конструкции предусмотрена кулачковая шайба с роликами, которая прижимается роликами к неподвижному кольцу с пазами. В процессе вращения ролики входят в пазы кольца и приводят в движение шайбу. Последняя, в свою очередь, воздействует на плунжер, провоцируя его вращение. Движение поршня вдоль гильзы выполняет сжатие рабочей жидкости, тогда как вращение обеспечивает открытие и закрытие топливных каналов, соединенных с форсунками.

Системы с внешним приводом практически не применяются, поскольку не отличаются надежностью работы.

Привод роторного типа также называют внутренним кулачковым. Он имеет всего одну топливную секцию и от 2 до 4 плунжерных пар, расположенных радиально. В основе конструкции кулачковая шайба с пазами, внутри которой находится распредвал с плунжерами. Они приводятся в движение роликовыми башмаками, контактирующими с шайбой.

Особенностью этой конструкции является то, что втулки как самостоятельные элементы отсутствуют. Они представляют собой отверстия в распредвале насоса. Плунжеры движутся навстречу друг к другу, увеличивая и уменьшая общее надплунжерное пространство.

Принцип работы роторного привода схож с торцевым: вращение вала обеспечивает перемещение башмаков по поверхности шайбы, и они вдавливаются в пазы, толкая поршни и сжимая топливо. Затем под давлением топливо подается на распределитель и далее к форсункам.

Магистральные ТНВД системы Common Rail

Топливные насосы высокого давления магистрального типа применяются в системах Common Rail. Последняя предполагает аккумуляцию топлива в рампе перед его подачей к форсункам. Конструктивно этот тип насосов может иметь до 3 плунжеров, что позволяет достигать высоких уровней давления.

Движение плунжеров обеспечивается за счет воздействия кулачковой шайбы (вала), совершающей вращательные движения, а также специальной пружины. В заданный момент времени под действием кулачка пружина перемещает поршень вниз, что приводит к расширению надплунжерного пространства.

При этом воздух в камере разряжается, провоцируя раскрытие обратного клапана всасывающей магистрали и подачу топлива в камеру. Когда давление в камере увеличивается, клапан закрывается и поршень начинает обратное движение, сжимая топливо. При достижении нужного уровня давления открывается клапан нагнетательного канала и топливо поступает в рампу.

Способы дозирования топлива в ТНВД

Помимо основных классификаций, автомобильные насосы высокого давления разделяют по принципу дозирования топлива. Существуют три типа регулирования цикловой подачи:

  • с отсечкой в конце подачи топлива;
  • с дросселированием на впуске;
  • комбинированный.

Для дизельных систем клапанного типа основным способом регулирования цикловой подачи является перепуск топлива при нагнетательном движении поршня. При этом изменяется геометрический активный ход плунжера. В такой системе в начале нагнетательной магистрали устанавливается перепускной клапан, который срабатывает при превышении заданного уровня давления и отправляет часть топлива обратно в бак.

В распределительных насосах преимущественно выполняется дросселирование на впуске, при котором часть рабочей жидкости из контура высокого давления перенаправляется во всасывающую полость. В системах с торцевым приводом количество подаваемого топлива регулируется центробежной муфтой или электромагнитным клапаном, которые перемещают неподвижное регулировочное кольцо в заданное положение.

Исходя из типа привода аккумуляторные системы ТНВД могут использовать несколько способов регулировки цикловой подачи:

  • механическое, или электронное регулирование времени срабатывания дозирующего устройства (иглы распылителя, клапана);
  • пружинное запирание дозатора.

В современных магистральных системах количество топлива регулируется электронным блоком управления, раскрывающим дозирующий клапан на строго рассчитанную величину.

Какой уровень давления обеспечивают ТНВД?

Поскольку основной задачей ТНВД является точное дозирование и своевременная подача топлива, его рабочие характеристики во многом зависят от требуемых для конкретного автомобиля режимов работы. Следует понимать, что каждый насос имеет некоторый диапазон рабочего давления, а не одну конкретную величину. Так, например, рядные ТНВД для дизельных моторов, в зависимости от модели, могут создавать максимальное давление до 55-135 МПа. При этом в отдельной модели минимальный показатель на холостом ходу может быть 15 МПа, а максимум при полной нагрузке — 130 МПа.

Магистральные насосы системы Common Rail достигают максимальных показателей до 135-200 МПа и каждое последующее поколение увеличивает не только верхний, но и нижний порог диапазона. Для примера, самые первые системы Bosch CP1 предполагают работу в диапазоне от 17 до 135 МПа, тогда как системы четвертого CP4 поколения способны развивать от 23 до 200 МПа.

Для бензиновых двигателей с непосредственным впрыском топлива (системы GDI) достаточно обеспечить давление в диапазоне 3-11 МПа.

Основные неисправности насосов высокого давления

Устройство любого топливного насоса высокого давления представляет собой сложную конструкцию, значит и потенциальных неисправностей у этого механизма достаточно много. Главной причиной возможных неполадок является плохое качество топлива, что относится как к дизельным системам, так и к бензиновым. Наибольшему износу подвержены плунжеры, и если при осмотре насоса будут установлены потертости на их поверхности, то это первый сигнал о некорректной работе.

Симптоматика поломки ТНВД во многом сходна с неисправностью мотора и системы охлаждения, а потому для более точной диагностики всегда необходимо обращаться в сервисный центр, где будет выполнена проверка на стенде. В бытовых условиях определить возможные нарушения работы насоса можно по следующим проявлениям:

  • увеличение расхода топлива;
  • нестабильная работа мотора в режиме низких оборотов;
  • сложности с запуском;
  • повышение температуры узла и перегрев двигателя;
  • протечки топлива;
  • снижение уровня мощности;
  • дым на выхлопе;
  • шумы и посторонние звуки в двигателе.

Топливный насос высокого давления можно назвать уникальным агрегатом, который пока не имеет достойных альтернативных решений. Эволюция этого устройства за последние десятилетия затрагивает исключительно совершенствование отдельных деталей и повышение точности их изготовления без внесения кардинальных изменений в общий принцип работы.

Источники:

http://asi12.ru/tnvd-ustrojstvo-vidy-princip-raboty-regulirovka-i/
http://autodromo.ru/articles/toplivnyy-nasos-vysokogo-davleniya-tnvd-vidy-ustroystvo-princip-raboty
http://autoepoch.ru/avtoazbuka/tnvd-ustrojstvo-vidy-princip-raboty-regulirovka-i-remont.html
http://wiki.zr.ru/%D0%A2%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BD%D0%B0%D1%81%D0%BE%D1%81_%D0%B2%D1%8B%D1%81%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%B4%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F
http://12psb.ru/blog/regulirovka-tnvd
http://techautoport.ru/dvigatel/toplivnaya-sistema/tnvd.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector