Dzl152.ru

Авто Дизель
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ТНВД: что такое в автомобиле, особенности и устройство

ТНВД: что такое в автомобиле, особенности и устройство

С каждым годом количество дизельных автомобилей увеличивается. И на то есть объективные причины. Дизель обладает приемлемым крутящим моментом, что положительно отображается на динамике разгона. Плюс ко всему такие автомобили в полтора раза экономичнее бензиновых. Но далеко не каждый знает устройство топливной системы дизельного авто и то, что такое ТНВД в автомобиле. Что же, давайте рассмотрим более детально данный механизм.

Итак, что такое ТНВД в автомобиле? Расшифровка данной аббревиатуры проста и понятна. Под ТНВД подразумевается топливный насос высокого давления. Это одна из главных составляющих в любом дизельном автомобиле. Для чего нужен данный насос? Он создан для подачи дизтоплива под высоким давлением.

How dangerous is the new coronavirus? You will be interested: How dangerous is the new coronavirus?

На данный момент существует несколько типов данных устройств:

  • Распределительный.
  • Рядный.
  • Магистральный.

В первом имеется один либо несколько плунжеров. Они нагнетают и распределяют горючее по всем цилиндрам. Во втором типе подачу солярки выполняет отдельная плунжерная пара. Магистральные же механизмы выполняют лишь нагнетание топлива.

Есть несколько ведущих производителей ТНВД для грузовых автомобилей и легковых:

  • «Бош».
  • «Делфи».
  • «Лукас».

Далее рассмотрим подробно все типы ТНВД в автомобиле.

Что такое рядный ТНВД?

Данный механизм имеет столько плунжерных пар, сколько есть цилиндров в двигателе. Эти пары установлены в корпусе ТНВД. В последнем предусмотрены специальные каналы для отвода и подвода горючего. Сам плунжер двигается от кулачкового вала. Последний же приводится в действие благодаря коленчатому валу ДВС. В данном типе механизмов плунжеры постоянно прижаты к кулачкам посредством пружин. Как работает дизельный ТНВД автомобиля? Кулачок при вращении вала набегает на толкатель плунжера. Последний, в свою очередь, двигается по втулке вверх. Вместе с этим одновременно закрываются впускное и выпускное отверстия. Так создается давление, при котором нагнетательный клапан открывается, и горючее двигается по топливопроводу к нужной форсунке.

Регулировка момента и количества подачи топлива осуществляется:

  • Механически.
  • Посредством электроники.

Как это работает на практике? В первом случае регулировка выполняется путем вращения плунжера во втулке. Для этого на первом есть шестерня, соединенная с зубчатой рейкой (она связана также с педалью акселератора). Кромка плунжера имеет наклонную поверхность, благодаря чему при повороте подача топлива отсекается. Соответственно, так и регулируется количество горючего.

В чем преимущества использования данного типа насосов? Среди плюсов рядных насосов стоит выделить их высокую надежность. Механизмы смазываются моторным маслом, а потому через ТНВД может прокачиваться топливо не самого лучшего качества. Применяются обычно такие ТНВД в автомобилях КамАЗ, МАЗ и других тяжелых грузовиках. Также рядные насосы встречались на легковых машинах до 2000 года.

Еще один тип ТНВД в автомобиле. Что такое распределительный насос? В отличие от первого, он имеет два плунжера, которые обслуживают все цилиндры ДВС. Среди плюсов таких механизмов стоит отметить меньшие габариты и массу, а также лучшую равномерность подачи топлива. Вместе с этим распределительный насос имеет низкий ресурс сопряженных деталей. Поэтому для грузовиков такой механизм не годится. Встретить его можно только на легковых автомобилях.

Привод плунжера может быть нескольких типов:

  • Внутренним кулачковым.
  • Торцевым кулачковым.
  • Внешним.

Обычно производители используют торцевой либо внутренний тип. В данном случае нет силовой нагрузки на узлы приводного вала, поэтому ресурс элементов выше.

Сам плунжер вращается от приводного вала. Регулировка количества подачи топлива выполняется автоматически. Для этого предусмотрен специальный регулятор, который являет собой электромагнитный клапан. А настройка угла опережения впрыска выполняется путем поворота неподвижного кольца. Сам цикл работы насоса состоит из нескольких этапов:

  • Впуск солярки в надплунжерное пространство.
  • Нагнетание топлива.
  • Распределение его в цилиндры ДВС.

Наиболее популярный из распределительных – насос роторного типа. Здесь нагнетание и распределение дизтоплива происходят двумя механизмами. Это распределительная головка и плунжеры. Подача выполняется посредством двух плунжеров, которые находятся на распредвалу. Они обегают через ролики профиль кулачковой обоймы. Таким образом, плунжеры совершают возвратно-поступательное движения. Когда они двигаются навстречу друг другу, возрастает давление топлива. Горючее по каналам доставляется на форсунки цилиндров. А к плунжерам топливо подается под малым давлением. Подача обеспечивается благодаря топливоподкачивающему насосу. Последний находится на приводном валу в корпусе ТНВД. Он может представлять собой:

  • Шестеренный насос с внутренним либо внешним зацеплением.
  • Роторно-лопастной механизм.

Особенность данного типа насосов в том, что смазка осуществляется самим топливом, которое заполняет всю полость корпуса. Поэтому эти устройства более привередливы к качеству горючего.

Магистральный ТНВД и его особенности

Где применяется данный вид насосов? Этот тип используется как на легковых автомобилях, так и на современных грузовиках. Его можно встретить на всех моторах с непосредственным впрыском «Коммон Рейл».

Магистральный насос выполняет функцию нагнетания горючего в топливную рампу. Давление в системе впрыска может достигать более двухсот МПА. В зависимости от модификации, магистральный насос может иметь от одного до трех плунжеров. Приводятся в действие они благодаря кулачковой шайбе или валу. При вращении таковых посредством пружины плунжер двигается вниз.

Возрастает объем компрессионной камеры, и одновременно уменьшается в ней давление. Благодаря вакууму открывается впускной клапан. Так горючее поступает в камеру. При движении плунжера вверх растет уровень давления в камере. При этом закрывается впускной клапан. Далее открывается выпускной и топливо подается на рампу.

Как здесь происходит регулировка подачи топлива? Для этого предусмотрен специальный клапан дозирования. Он открыт в нормальном положении. Но после исполнительного сигнала, что идет от ЭБУ, клапан закрывается (не полностью). Таким образом регулируется объем горючего, что поступает в компрессионную камеру.

Про устройство опережения впрыска

Задача этого устройства очень важна. Оно служит для того, чтобы увеличить угол начала подачи горючего в то время, когда возникает повышенная частота вращения коленвала. Устройство состоит из:

  • Блока управления.
  • Датчика угла поворота приводного вала.
  • Электромагнитного клапана момента начала впрыскивания.
Читайте так же:
Сколько весит фольксваген транспортер

Так обеспечивается идеальный момент впрыска, который подходит по режиму работы ДВС и нагрузке на него. В это время компенсируется временный сдвиг, что определяется сокращением периода впрыска при увеличении частоты оборотов коленвала. Привод механизма обычно гидравлический. Само устройство опережения впрыска располагается в нижней части корпуса насоса таким образом, чтобы находиться поперек продольной оси ТНВД.

Все привыкли слышать, что ТНВД есть на дизельных автомобилях. Но что такое ТНВД в бензиновом автомобиле? Это вовсе не шутка, причем такую схему подачи топлива практиковали еще десять лет назад японцы. Так, они разработали систему непосредственного впрыска GDI, которая действует посредством топливного насоса высокого давления. Последний нагнетает бензин в нужном объеме и под нужным давлением. Далее он впрыскивается в камеру. Стоит сказать, что и степень сжатия у таких моторов выше – 14.

Когда требуется ремонт ТНВД на грузовых автомобилях? Об этом могут сообщить следующие показатели:

  • Возросший расход топлива.
  • Трудный запуск двигателя.
  • Уменьшение мощности и динамики.
  • Повышенная дымность выхлопа.
  • Наличие посторонних шумов во время работы двигателя.

Что касается самого ремонта, он должен производиться только квалифицированными специалистами. После диагностики может быть произведена замена:

  • Вала ТНВД.
  • Сальника.
  • Регулятора потока давления
  • Втулок.
  • А также реставрация плунжерной пары.

Итак, мы выяснили, что собой представляет ТНВД и как устроен данный насос. Как видите, ТНВД – это весьма ответственный узел, малейшая неисправность в котором может вызвать серьезные проблемы. Ремонт данного насоса – это сложнейшая операция, требующая навыков и специального оборудования.

Топливный насос высокого давления (ТНВД): что это такое и для чего он нужен,виды,фото

ТНВД в дизельном двигателе автомобиля ТНВД дизельного двигателя

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

Определение

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

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

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

Стоит ли самостоятельно ремонтировать ТНВД

Вы наверняка встречали множество фото- и видеоинструкций, как снять насос, разобрать его, отремонтировать, а затем поставить на место.

топливный насос высокого давления

На первый взгляд, кажется все просто, и возникает желание сэкономить на визите в СТО. Но этого делать не стоит по следующим причинам:

  • Конструкция узла сложная, и без компьютерной диагностики невозможно точно установить причину неисправности. А попытки «угадать» и отремонтировать могут привести к дополнительным повреждениям.
  • Сложность монтажа и демонтажа агрегата. Помимо того, что это кропотливый труд, есть риск сломать крепления проводков при снятии или установке узла, а это дополнительные сложности в ремонте.
  • Регулировка угла зажигания. Настройки нужно делать с помощью специальных приборов, «на слух» такую операцию проводить нежелательно. Слишком ранний угол приводит к тому, что педаль газа становится жесткой, а если резко на нее нажать – появляется звон. Это не позволяет двигателю работать с полной отдачей.

Самостоятельно допускается ремонтировать только мелкие протечки. Для этого не нужно снимать ТНВД – все места, где выступают жидкости, замазываются эпоксидной пастой. Сварку для заделки швов использовать нельзя: нагрев может спровоцировать деформацию элементов.

тнвд

Капитальный ремонт с полной заменой плунжерных элементов, подшипников, РТИ и клапанов в зависимости от марки авто обойдется в среднем в 10-15 тысяч рублей, плюс приобретение запчастей. К счастью, «капиталка» требуется довольно редко. Для устранения большинства поломок потребуется заменить 1-2 запчасти, а это стоит значительно дешевле. Если причина проблемы окажется во вспомогательных элементах системы, то ремонт обойдется недорого. Но точно неисправность можно выявить только с помощью компьютерной диагностики на стенде. В большинстве СТО эта услуга входит в стоимость ремонта.

Если же ТНВД полностью вышел из строя и мастера рекомендуют не ремонтировать его, а заменить на новый, то расходы будут выше. Демонтаж старого узла и установка нового будет стоить в пределах 5000-9000 тысяч рублей, плюс приобретение рабочего агрегата. В зависимости от типа узла, придется отдать от 18000 до 38000 рублей. Но есть возможность сэкономить, приобретая б/у запчасть, тогда устройство можно купить за 9000-15000 рублей.

Покупать насос нужно в магазинах, специализирующихся на продаже запасных частей, а не «с рук» или на разборках. Последние варианты выгоднее, но всегда есть риск приобрести неработающий агрегат, а в магазинах все б/у запчасти протестированы и находятся в рабочем состоянии.

ТНВД – один из основных компонентов топливной системы. Благодаря ему обеспечивается дозированное поступление топливной смеси. Современные насосы при правильной эксплуатации служат долго, обеспечивая эффективную работу мотора, и очень редко ломаются. Если же случилась неприятность, и ТНВД функционирует плохо, то не нужно откладывать визит на СТО: своевременное устранение неисправностей позволит избежать дорогостоящего ремонта.

Автор публикации

не в сети 1 год

История разработки и совершенствования

Разработчиком ТНВД считается Роберт Бош. Активное использование рассматриваемой разновидности топливного насоса на легковых автомобилях началось во второй половине 30-х годов прошлого века.
Изначально топливный насос высокого давления предназначался исключительно для дизельных двигателей. Однако, в настоящее время ТНВД применяется и для бензиновых агрегатов, оборудованных инжекторной системой, обеспечивающей впрыскивание топлива непрямую в цилиндры.

Читайте так же:
Пазогребень что это такое

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

Разбор ТНВД

Устройство

Различают несколько видов топливных насосов высокого давления. Несмотря на существенные конструктивные различия, основным рабочим узлом ТНВД является так называемая плунжерная пара. Основной ее задачей является нагнетание давления в топливной системе.
Устройство плунжерной пары включает две детали – поршень или плунжер, давший название рабочему узлу, и втулка или гильза. Принцип работы устройства основан на возвратно-поступательном движении, которое плунжер осуществляет внутри втулки. При этом каналы и клапаны, расположенные внутри ТНВД обеспечивают подачу горючего в полость, размещенную над плунжером, а также его отвод после сжатия и нагнетания давления.

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

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

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

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

Что такое ТНВД и его роль в работе двигателя Принцип работы ТНВД

Основной рабочий узел

Состоит эта пара из двух частей – поршня (он же плунжер) и гильзы (втулки). Поскольку в узле создается высокое давление, то утечки между составными элементами не допускаются. Поэтому рабочие поверхности поршня и гильзы имеют высокую степень обработки, поэтому не редко пару называют прецизионной.

плунжерная пара

Суть работы пары построена на возвратно-поступательном перемещении плунжера внутри втулки. При этом посредством каналов или клапанов обеспечивается попадание топлива в надплунжерную полость и отвод его после сжатия.

схема работы плунжерной пары тнвд

Работа плунжерной пары

Работает все так: при перемещении поршня вниз открывается канал или клапан подачи (зависит от устройства ТНВД), и топливо закачивается в полость. При передвижении вверх подача прекращается (канал или клапан закрывается) и плунжер начинает сжимать дизтопливо. При достижении определенного значения давления открывается нагнетательный клапан и дизтопливо (уже находящееся в сжатом состоянии) выходит в магистраль, ведущую к форсункам.

В общем, работа самой плунжерной пары очень проста, но существует множество нюансов и особенностей, в том числе и конструктивных, которые влияют на функционирование этого узла. Поэтому принцип работы ТНВД следует рассматривать отдельно по каждому из указанных видов.

Принцип работы

Работа секции рядного ТНВД

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

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

Важной особенностью ТНВД выступает попадание в форсунки не всей топливно-воздушной смеси, а только четко определенной дозы. Оставшееся топливо через специальные сливные клапаны возвращается в систему. Наличие центробежной муфты обеспечивает поступление горючего в нужный момент, а присутствие в конструкции всережимного регулятора обеспечивает точное определение необходимого объема смеси. В результате одновременной работы всех узлов топливного насоса высокого давления удается добиться продуктивной работы двигателя при минимально возможном расходе топлива.
Дальнейшего увеличения КПД двигателей, оснащенных ТНВД, позволяет добиться использование электронных систем управления работой топливного насоса. Современные высокоточные датчики контролируют все ключевые параметры системы, к числу которых относятся:

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

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

Конструкция насоса высокого давления

Существует большое разнообразие модификаций тнвд бензинового двигателя, а также дизельного аналога. Однако в большинстве случаев основными элементами механического насоса являются:

Устройство ТНВД и принцип работы

Двигатель — это сердце автомобиля. От его нормального функционирования зависит возможность движения. Одну из важнейших ролей в этом узле играет топливный насос высокого давления. ТНВД обеспечивает мотор топливом, давая ему возможность работать в оптимальном режиме.

Немного истории

В действительности всё началось довольно давно. Уже в первых стационарных двигателях Рудольф Дизель предполагал наличие устройства ТНВД. Гениальный инженер и конструктор понимал, что для самовоспламенения топливной жидкости топливо должно попадать внутрь под большим давлением.

В то время для впрыска использовался компрессор. Он был довольно громоздким и сильно утяжелял основную конструкцию. К его достоинствам можно было причислить большую в то время мощность. Но создание первого рабочего устройства ТНВД произошло только в 20-х годах ХХ века. Автором изобретение значится Роберт Бош. Созданная им конструкция обладала высокой надёжностью и в то же время была довольно компактной.

Впервые устройство ТНВД появилось на серийных автомобилях в 1927 году. Но поначалу установка осуществлялась только на грузовые транспортные средства. Прорыв произошёл в 1936 году. Именно тогда топливный насос высокого давления был впервые установлен на легковое авто.

Читайте так же:
Какой мотор стоит на ларгусе

Что собой представляет ТНВД

ТНВД

ТНВД создаёт нужное давление, чтобы топливо поступало внутрь конструкции. Но это не единственная его функция. Устройство также отвечает за распределение смеси между форсунками. Проще говоря, если ТНВД работает нестабильно, то многократно возрастает расход топлива и падает мощность двигателя.

ТНВД соединяется с форсунками при помощи трубопровода. Нижняя часть форсунки представляет собой распылитель, через который внутрь цилиндров попадает топливная жидкость. Там она в результате воздействия высокого давления воспламеняется.

Каждый распылитель имеет миниатюрное отверстие. Оно служит для того, чтобы подавать топливо в распылённом виде. Такая форма способствует его быстрому возгоранию. Важную роль играет выбор момента, когда смесь должна попасть внутрь.

Устройство ТНВД в сочетании с форсунками работает как часы. При этом за смазывание штифтов и плунжеров отвечает само дизельное топливо, которое подаётся по системе в процессе работы.

Чтобы понять, как работает система нужно проследить путь топлива, которое оно проходит от топливного канала к канавке. Условно его можно поделить на шесть этапов:

  1. топливный канал,
  2. форсунка,
  3. втулка,
  4. плунжер,
  5. выемка,
  6. канавка.

Именно по такой схеме подаётся топливо, когда речь касается ТНВД с плунжерными парами, которые имеют рядное расположение. Подробнее об этой системе будет написано ниже.

Какими бывают ТНВД

ТНВД

Автомобильная индустрия постоянно развивается. Неудивительно, что от момента изобретения первого устройства ТНВД было создано множество прототипов. Причём схема работы каждой системы немного отличается. В итоге на данный момент можно выделить три вида топливных насосов высокого давления:

  • Рядный. Внутрь топливо попадает посредством плунжерной пары.
  • Магистральный. Топливо подаётся на аккумулятор.
  • Распределительный. Топливо распределяется по всем цилиндрам при помощи плунжерной пары.

В основе каждого механизма лежит плунжерная пара. Она объединяет в себе цилиндр и поршень. Конструкция должна выдерживать высокие нагрузки. Поэтому для её изготовления используется высококачественная сталь.

В зависимости от вида ТНВД имеются определённые отличия в конструкции и принципе работы. О каждом из описанных выше видов будет рассказано более подробно дальше.

Рядный ТНВД — принцип работы и устройство

ТНВД

Стоит признать, что подобные устройства на данный момент практически не используются в двигателях автомобилей. Тем не менее до 2000 года эта технология активно применялась в машиностроении.

Рядный ТНВД способен функционировать даже на самом низкокачественном топливе. Подобное становится возможным благодаря тому, что конструкцию можно смазывать даже смазкой из дизельного мотора. Как результат возможна работа на самом низкокачественном топливе.

Устройство рядного ТНВД имеет число плунжерных пар аналогичное количеству цилиндров. Каждый плунжер находится внутри корпуса. Топливные каналы при этом проходят внутри него.

Движение пары происходит благодаря кулачковому валу. Он в свою очередь движется при помощи коленвала. Кулачок наезжает на толкатель. В результате этого действия плунжерная пара идёт вверх. При этом происходит открытие и закрытие отверстий, отвечающих за впуск и выпуск. Появляется давление и открывается клапан. Топливная смесь попадает в соответствующую форсунку благодаря ТНВД.

Регулировка осуществляется механическим и электронным способом. При первом варианте для того, чтобы что-то произошло, необходим поворот плунжерной пары ТНВД. Это действие происходит во втулке за счёт шестерни, соединённой с рейкой. Электронное управление возможно только с использованием дорогостоящего компьютерного оборудования.

Распределительный ТНВД — принцип работы и устройство

ТНВД

За работу отвечают 1-2 плунжера. Они одновременно обеспечивают работу каждого цилиндра двигателя. Благодаря подобным конструкторским новшествам инженерам удалось добиться следующих преимуществ:

  • Уменьшение габаритов насоса.
  • Равномерная подача топлива и как результат более стабильная работа мотора.

К сожалению, без недостатков обойтись не получилось. Распределительные ТНВД имеют устройство, которое слишком чувствительно к высоким нагрузкам. Естественно, это крайне негативно отражается на сроке эксплуатации аппаратов.

Магистральные ТНВД — принцип работы и устройство

Именно такие ТНВД чаще всего устанавливают на современные автомобили с дизельными двигателями. Главной особенностью деталей является то, что они выполняют функции инжекторных моторов. Одной из основных выступает нагнетание топливной смеси в рампу.

Устройство магистрального ТНВД способно обеспечить давление до 180 МПа. Это идеальный показатель для современного дизельного мотора, обеспечивающий его высокую производительность.

В магистральном насосе может быть разное количество плунжеров. Но он редко превышает отметку в три. Работают эти детали благодаря кулачковому валу. Хотя некоторые производители используют в конструкции шайбу. Для лучшего понимания рассмотрим функционирование устройства как алгоритм:

  • Возвратная пружина действует благодаря кулачковому валу.
  • Плунжер опускается вниз.
  • Падает давление в компрессионной камере.
  • Увеличивается внутренний объём.
  • Открывается впускной клапан.
  • Топливо поступает внутрь.

Естественно, что за подачу отвечает ЭБУ. Команды электронного блока напрямую зависят от потребностей двигателя. Результатом их исполнение является открытие или закрытие клапана.

Роль электронного блока управления в работе ТНВД

блока управления

Важную роль в работе устройства ТНВД играет ЭБУ или электронный блок управления. Именно он отвечает за обработку данных и создание команд. Вся система работает благодаря датчикам, которые установлены в ключевых узлах автомобиля.

В процессе работы ЭБУ учитывается целый ряд параметров, начиная от силы нажатия на педаль газа и заканчивая температурой топлива. К другим важным параметрам, за которыми должен следить электронный блок управления можно причислить:

  • частоту вращения вала,
  • позицию иглы форсунки,
  • скорость движения ТС,
  • температуру охлаждающей жидкости,

Задача ЭБУ заключается в том, чтобы обработать всю эту информацию и послать команду устройству ТНВД. Результатом слаженной работы системы является оптимальное количество топлива.

Как только возникает дополнительная нагрузка, это фиксирует ЭБУ и в ТНВД сразу же приходит соответствующий сигнал. В нём заложена команда на увеличение подачи топлива в цилиндры.

Неисправности ТНВД

двигатель

Безусловно, современные производители автомобилей стараются сделать всё возможное, чтобы увеличить срок эксплуатации своих изделий и минимизировать риск поломок. Но несмотря на это неполадки всё же случаются.

Есть ряд признаков, которые указывают на неисправность устройства ТНВД, к ним причисляют:

  • Резкий скачок расхода дизтоплива.
  • Появление чёрного дыма из глушителя с едким запахом.
  • Постоянные соскальзывания ремня ГРМ с шестерни.
  • Утечка.
Читайте так же:
Ричстакер что это такое

Если ваше ТНВД начинает плохо работать, это сразу же отражается на стабильном функционировании двигателя. Одним из главных признаков неисправности является то, что с каждым разом становится всё сложнее завести автомобиль.

Тем не менее одних только перечисленных выше симптомов недостаточно для того, чтобы сразу же приступить к ремонту ТНВД. Необходимо точно установить причину неисправности. А для этого нужно провести диагностику.

Для проведения полной диагностики вам понадобится современное оборудование, которое позволит быстро и точно установить причину неисправности. После чего можно будет заменить повреждённый элемент.

Итоги

ТНВД играет крайне важную роль в устройстве автомобиля. Без него производительность дизельного двигателя была бы в несколько раз ниже. Неудивительно, что малейшая неисправность детали приводит к неполадкам.

ТНВД золотникового типа

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

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

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

Что такое ТНВД и для чего он нужен?

ТНВД — что это такое в машине? Условно можно сравнить с сердцем человека — узел, обеспечивающий бесперебойную циркуляцию крови (топлива) по организму (топливной системе). На деле назначение блока несколько шире:

  • точное дозирование подаваемого топлива, где величина порции зависит от нагрузки;
  • нагнетание топлива в форсунки;
  • определение момента впрыска горючего в цилиндры.

Преимущество ТНВД перед карбюратором заключается именно в возможности подачи точно отмеренной порции топливно-воздушной смеси в камеры внутреннего сгорания. Это решение позволяет снизить расход топлива. Насос напрямую связан с коленчатым валом: при разгоне порции увеличиваются, при падении оборотов — уменьшаются.

Так как работа дизельных агрегатов сопряжена с высокими нагрузками, то подача солярки производится под высоким давлением, обеспечивающим полное сгорание. Бензиновые моторы работают при значительно меньшей нагрузке. Поэтому использование топливного насоса целесообразно в системах с прямым впрыском горючего (не имеющих впускного коллектора).

Подводя промежуточный итог, можно сказать: что такое ТНВД в автомобиле — это способ увеличить КПД двигателя, снизить расход потребления топлива.

История разработки и совершенствования

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

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

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

Устройство

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

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

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

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

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

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

Принцип работы

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

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

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

Читайте так же:
Кму что это расшифровка

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

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

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

От механики к электронике

Механические насосы постепенно вытесняются агрегатами с электронной начинкой. Устройство и принцип работы узлов отличается тем, что все происходящие в ТНВД процессы регулируются электроникой. Здесь обеспечение максимально точного количества смеси, моментальная реакция на малейшее изменение динамики. Механическим насосам такие параметры недоступны. Электроника позволила снизить циклы нестабильного сгорания топлива, уменьшить нестабильность работы дизеля на холостом ходу.

Следующий шаг — двухфазный впрыск топлива, обеспечивающий полноту сгорания. Следствие — уменьшение выброса в атмосферу токсичных продуктов и увеличение КПД двигателя. При этом система контролирует:

  • положение педали газа;
  • частоту вращения распредвала двигателя;
  • температуру двигателя (охлаждающей жидкости);
  • скорость движения;
  • величину подъема иглы форсунки;
  • давление наддува воздуха;
  • температуру воздуха на впуске;
  • работу свечей накаливания.

ТНВД с электронными блоками управления снабжены программами самодиагностики, значительно расширяющими возможности использования насосов. Так, при возникновении ряда отказов система будет работать, обеспечивая движение транспортного средства. Полный отказ происходит при выходе из строя микропроцессоров.

Классификация

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

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

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

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

Виды ТНВД

В машиностроении используются следующие виды ТНВД:

По принципу действия ТНВД делят:

  • непосредственного действия с механическим приводом плунжера;
  • с аккумуляторным впрыском.

Конструкция агрегатов различна, но неизменным является основной рабочий узел — плунжерная пара.

Рядные ТНВД используются на тяжелых и средних грузовиках, активно применяются в машиностроении. Неоспоримое преимущество — способность функционировать на топливе низкого качества. Простота конструкции — это надежность и неприхотливость в обслуживании. В рядных моделях количество плунжерных пар соответствует количеству цилиндров. Недостаток — громоздкость.

В распределительных насосах одна или две плунжерные пары (зависит об объема двигателя) обслуживают все цилиндры. Такая схема позволяет значительно уменьшить габариты и массу узла и обеспечивает равномерную подачу топливной смеси. Применяют агрегаты этого типа на легковых автомобилях. Популярные модели — Bosch, Lucas. Распределительные ТНВД различаются по исполнению кулачкового привода: торцевой, внутренний или внешний. Последний вариант практически не производится. Недостаток распределительных насосов — недолговечность.

Частые неисправности

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

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

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

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

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

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector