Топливный насос высокого давления дизельного двигателя. Что такое тнвд


Что такое ТНВД?

Топливный насос высокого давления — это сложный узел, являющийся частью дизельного мотора. Также как и электрический бензонасос для бензинового двигателя, ТНВД подает горючее к форсункам дизельного двигателя. Главной составляющей этой системы является так называемая плунжерная пара. Если говорить проще, то она является небольшим цилиндром с поршнем, имеющим диаметр в два или три раза меньший, чем его длинна. Благодаря этому можно осуществлять закачку большего количества смеси в цилиндр насоса для создания большего давления. Принцип, по которому он работает, аналогичен работе топливного насоса двухтактного двигателя. При опускании поршня вниз в цилиндр происходит закачка горючего, когда же он поднимается наверх, происходит сжимание топлива с созданием высокого давления. От действия высокого давления происходит открытие выпускного клапана, и топливо начинает свое движение к форсункам, которыми при наступлении необходимого момента (под высоким давлением) впрыскивается горючее в цилиндры двигателя.

На современных моторах осуществляется установка нескольких подобных цилиндров плунжерной пары для обеспечения давлением каждой отдельно взятой форсунки. Из-за того, что величина зазора между стенками цилиндров и поршнем достигает всего нескольких микромиллиметров, когда возникает даже самая малейшая неисправность, надо производить замены всей плунжерной пара, так она не подлежит восстановлению.

Недостатки ТНВД

Главный недостаток этой системы впрыска заключается в том, что на ремонт топливного насоса высокого давления тратится много денег. Есть такие неисправности, которые вообще невозможно устранить, вот почему в отдельных случаях появляется необходимость в приобретении нового насоса. Срок, в течение которого работает ТНВД, прямо определяется качеством топлива, которое используется, поэтому об этом надо помнить постоянно. Всем хорошо известно, что качество топлива на отечественных заправках невысокое, не говоря уже про качество дизельного топлива. Топливному насосу требуется бережная эксплуатация, поэтому использование горючего с любыми примесями, тем более с водой, быстро приведет к неминуемому выходу из строя топливного насоса высокого давления и непредвиденным расходам по его замене.

Использование ТНВД в бензиновых двигателях

Однако несмотря на все недостатки, которые присущи этому вида впрыска, эта система стала использоваться и на бензиновых двигателях, правда уже под другим названием — GDI. Это стало возможным благодаря преимуществам ТНВД, перекрывающим их недостатки. Основное же преимущество заключается в уменьшении расхода топлива до 30%, благодаря тому, что впрыск топлива происходит под высоким давлением.

yakauto.ru

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.

Характеристика

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.

Разновидности

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.

Производители

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.

Распределительный насос

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.

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.

О системе GDI

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.

Признаки неисправности

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.

Заключение

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.

Источник

ruud.ru

Что такое ТНВД (Топливный Насос Высокого Давления) в автомобиле?

Начать стоит с того, что топливный насос высокого давления или, как его часто сокращают, ТНВД – один из самых основных и важных элементов двигателя. Он несет в себе следующие важные функции: регулирует процесс поступления топлива, то есть контролирует начало этого процесса и под давлением нагнетает само топливо.

По мере совершенствования конструкции, появились аккумуляторные системы, они стали отвечать непосредственно за впрыск горючего. То есть с появлением электроники, все стало намного проще с одной стороны, но сложнее с другой. Аккумуляторные системы были неразрывно связаны с форсунками, поэтому благодаря электронике, все высчитывалось и распределялось автоматически.

Плунжерная пара -это основная составляющая ТНВД. Она объединяла поршень и цилиндр. Деталь эта была непростая, для ее изготовления использовали высококачественную сталь, а сама конструкция выполнялась с высокой точностью. Втулкой и плунжер имели между собой определенный зазор, называемый прецизионным сопряжением.

Виды и конструкционные особенности ТНВД

Топливные насосы высокого давления (ТНВД) подразделяются на следующие виды по своей конструкции, называя, мы будем давать краткое его описание. Первый, с которого необходимо начать, это рядный ТНВД. В нем топливо нагнетается за счет так называемых плунжеров или их пары.

Второй вид ТНВД – это распределительный. Он имеет уже несколько другую структуру: внутри может размещаться один или несколько плунжеров. Каждый из них отвечает за нагнетание топливо в том или ином цилиндре.

Третий вид – это магистральный, в котором горючее нагнетается непосредственно в аккумуляторе. ТНВД устанавливаются в том числе и на бензиновые моторы. Там они связаны напрямую с системой впрыска.

Отличие от дизельных агрегатов лишь в создаваемом давлении, здесь оно на порядок ниже, чем в дизелях. Выпуском ТНВД занимаются ведущие компании, каждая из которых постоянно на слуху. Это и Lucas, и Denso, и Bosch, и Zexel.Теперь более конкретно о каждом из видов.

Рядный насос

Он устроен таким образом: в нем имеются плунжерные пары, каждая из которых замыкается на определенный цилиндр. Все они расположены внутри корпуса ТНВД. Там же предусмотрены конструкцией каналы, по которым горючее подводится и отводится. Движение плунжеров происходит за счет кулачкового вала, на который в свою очередь воздействует вал коленчатый.

Каждый плунжер размещен на своеобразном пучке и воздействует на него. При работе он прижимается к своему пучку. Это происходит за счет пружин. Наглядно это можно представить.

Смотрите, вал с пучками начинает двигаться, соответственно его детали начинают воздействовать на плунжер и толкать его. Соответственно, тот начинает двигаться вверх — вниз по втулке.

Что этот процесс дает нам? А благодаря ему происходит поступление горючего в определенных количествах к форсункам. То есть данное устройство позволяет открывать и закрывать вход для поступления и выпуска горючего с определенно периодичностью.

Данный механизм позволяет создавать давление и открывать клапан, который отвечает за нагнетание. А если этот агрегат запускается, то обеспечивается доступ горючего к форсунке. Момент подачи горючего и его количество распределяется за счет механического воздействия. Оно происходит за счет того, что плунжер поворачивается в корпусе втулки.

Беспрепятственные повороты ему обеспечивает шестерня, которая напрямую завязана на зубчатую реку. Если следовать дальше по цепочке, после рейки, то следующим элементом уже является педаль газа.

Вверху плунжер выглядит, как лопатка и имеет наклонную поверхность. Он позволяет отсеивать лишнее горючее, тем самым производя его контроль в поступлении. Весь этот процесс регулируется механически за счет центробежной муфты.

Что при этом происходит? Вы увеличиваете обороты двигателя, а в системе производится ранняя подача топлива и наоборот, когда уменьшаете, то происходит поздняя подача. У такой конструкции ТНВД более высокая практичность и надежность. Такого типа толпивные насосы высокого давления могут работать и с низкими видами горючего. Смазка этих агрегатов производится моторным маслом и смазываются двигателем.

Данный тип ТНВД отличаются от рядных по своей конструкции. Они имеют в своем распоряжении всего один или два плунжера, которые распределяются на все цилиндры мотора. Поэтому имеют более компактный вид и меньший вес.

По функциональности такие насосы позволяют обеспечить более высокую равномерность подачи. Но при всех этих плюсах, у них есть и минусы. Большинство деталей в конструкции не долговечны.

Рядные ТНВД, используются и на легковых, и на грузовых автомобилях. А распределительные насосы высокого давления только на легковых машинах. Их конструкция может быть различная, и включать разные приводы плунжеров.

Самыми распространенными из них видами в области эксплуатации являются торцевые и внутренние. Они считаются более долговечными, так как на них не производится никаких нагрузок. В таком типе насосов с торцевым приводом главным является распределяющий плунжер.

Благодаря ему, горючее равномерно распределяется по цилиндрам. Когда кулачковая шайба начинает двигаться, плунжер начинает тоже двигаться, совершая при этом поступательные и возвратные движения. Шайба тоже при этом движется по роликам.

Благодаря этому, эти две детали действуют друг на друга, что позволяет создать необходимое давление для горючего. Назад она возвращается за счет пружины. Сила вращения плунжера исходит от приводного вала. Весь этот механизм позволяет распределять горючее по цилиндрам.

Топливо регулируется опять же за счет механического воздействия и электроники. При механическом регулировании опять задействована центробежная муфта, на которой находятся грузы. Эта муфта отвечает за изменение величины топливной подачи, путем воздействия на дозатор.

Магистральный насос

Этот вид используется в аккумуляторной системе. Он отвечает за нагнетание горючего в топливную рампу. Отличие его от других видов насосов является тот факт, что он позволяет создавать давление горючего, намного выше, чем в других видах ТНВД.

В своей конструкции магистральный вид может иметь, как один, так и два, и три плунжера. Их привод обеспечивается за счет кулачковых шайбы и вала. Когда вращается вал, происходит воздействие на плунжер возвратной пружины, и тот соответственно движется вниз. Этот процесс позволяет уменьшить давление в компрессионной камере, объем же при этом увеличивается.

При разряжении горючее попадает в камеру, но это происходит тогда, когда в камеру откроется клапан, отвечающий за впуск. Затем давление начинает снова расти в камере. Этот процесс позволяет постепенно поднять в исходное положение плунжер и камера закроется.

В рампу горючее попадает после того, как создастся соответствующее давление и откроется клапан, отвечающий за выпуск. Подача горючего контролируется и управляется по потребности двигателя. За этот процесс отвечает клапан, который отвечает за дозирование.

Как только поступает сигнал с блока управления, клапан начинает немного приоткрываться. Это позволяет контролировать и регулировать количество горючего, которое поступает в компрессионную камеру.

Поделитесь информацией с друзьями:

shokavto.ru

ТНВД - что это такое

ТНВД - что это такое

Дизельное топливо или, как мы привыкли его называть, солярка с недавних пор активно используется как горючее для легковых автомобилей.

Благодаря тому, что дизель во многих странах стоит меньше, чем бензин, автомобильные производители стали задумываться о том, чтобы выпускать модели машин, которые смогут работать не только на бензиновом топливе, но также на солярке.

К тому же, на сегодняшний день существует ряд альтернатив, например, биодизель или эмульгированное дизельное топливо. Эти альтернативные виды горючего наносят гораздо меньше вреда окружающей среде, что очень немаловажно в современных условиях.

Благодаря тому, что ученые занимаются разработками альтернативных видов топлива, была создана относительно экологически чистая солярка (дизель) – биодизель, эмульгированное дизельное горючее. Это сподвигло автопром создавать модельные ряды, которые могут ездить не только на уже привычном бензине, но и на солярке.

В зависимости о того, на каком горючем работает Ваше авто, под капотом будет и разная «начинка». Почти у всех машин, которые используют дизельное топливо, установлен топливный насос высокого давления, то есть, ТНВД. Этот насос отвечает за впрыскивание топлива в дизельный двигатель.

Причем эта конструкция достаточно сложна, так как в цилиндры такого двигателя горючее должно подаваться под определенным давлением в конкретный просчитанный момент времени и в очень точном количестве, чтобы требования, которые заявлены данной нагрузкой, были полностью удовлетворены.

ТНВД используется во всех двигателях, не зависимо от вида горючего, которое использует машина. Если двигатель работает на бензине, то ТНВД там устанавливается в системе непосредственного впрыска, но рабочее давление такого насоса гораздо ниже, нежели в случае дизеля.

Идея создания ТНВД появилась тогда, когда Рудольф Дизель, который активно занимался разработками первых стационарных двигателей, определил, что для того, чтобы топлива точно самовоспламенялось, в цилиндры его нужно подавать под высоким давлением. Поэтому он стал использовать при конструировании компрессоры, которые хоть и были мощными, но проигрывали по причине громоздкости.

Компактность и надежность ТНВД приобрел в 20-е года благодаря разработкам Роберта Боша. Уже в 1927 году фирма Bosch выпустила первый серийный ТНВД для грузовика, а с 1936 года начался активный выпуск аналогичной продукции для легковушек.

Топливный насос высокого давления работает за счет небольшой плунжерной пары, то есть поршня (плунжера) и цилиндра (втулки). Поршень и цилиндр изготовляются из стали очень высокого качества. Также при изготовлении очень важную роль играет соблюдение точности в размерах. Допускается наличие зазора минимальных размеров между втулкой и плунжером, это пространство называется прецизионным сопряжением.

По конструкции ТНВД делят на рядные, распределительные и магистральные. Работа рядного топливного насоса основана на давлении, которое создается отдельной плунжерной парой. У распределительного насоса может быть не один плунжер, они же и отвечают за то, чтобы создавалось давление для движения горючего, а также за запуск топлива в цилиндры. Топливные насосы магистрального типа только нагнетают горючее в аккумулятор. Лучшими ТНВД признаны насосы зарубежных фирм Bosch, Lucas, Delphi, Denso, Zexel.

ТНВД рядного типа

У рядного топливного насоса количество плунжерных пар совпадает с количеством цилиндров. В корпусе насоса есть каналы для топлива, около которых и фиксируются эти пары. Насос приводится в движение посредством работы кулачкового вала, который сам работает от коленчатого вала двигателя.

Специальные пружины прижимают поршни к кулачкам. Кулачок во время движения вала достигает толкателя плунжера, а сам плунжер подымается вверх по втулке. В это время происходит последовательное закрытие отверстий для выпуска и пропуска топлива. В результате появляется давление, под действием которого происходит открытие нагнетательного клапана, что заставляет топливо двигаться к определенной форсунке.

Саму регулировку объема горючего и момента его впрыскивания регулирует электроника или же это можно делать механически. Механическая регулировка объема подаваемого горючего выполняется за счет поворота поршня по втулке. Для того, чтобы поршень поворачивался, на нем делают шестерню, которая соединяется с зубчатой рейкой, которая контролируется педалью газа. Сверху поршень не ровный, а будто обрезан, что дает возможность менять количество подаваемого топлива.

Момент, когда нужно подать горючее, может меняться в зависимости от того, как меняется частота вращения коленчатого вала двигателя. Механически регулировать этот момент можно с помощью центробежной муфты, которая расположена на кулачковом валу.

Внутри муфты расположены грузики, которые расходятся, когда увеличивается количество оборотов двигателя. Расхождение происходит благодаря центробежным силам. Благодаря расхождению этих грузиков поворачивается кулачковый вал относительно привода. Когда количество оборотов двигателя увеличивается, то топливо поступает раньше, а когда уменьшается – позже.

Рядные ТНВД являются очень надежными. Для смазывания такого насоса подойдет моторное масло, которое используют для смазывания двигателя. Благодаря этому такой ТНВД может работать на низкокачественном горючем.

ТНВД распределительного типа

У такого насоса поршней один или два, причем эти плунжеры работают на все цилиндры двигателя. ТНВД распределительного типа весят меньше, по габаритам они также меньше, но подача топлива происходит более равномерно.

Но, к сожалению, сопряженные детали к такому насосу не смогут прослужить достаточно продолжительное время. Именно поэтому распределительные ТНВД используются на двигателях легковых машин.

У разных топливных насосов распределительного типа плунжер может быть разным по типу привода – торцевой, внутренний или внешний кулачковый. Первый и второй типы могут прослужить достаточно продолжительное время, так как в них узлы приводного вала не получают никаких силовых нагрузок от давления горючего.

Главную роль в распределительных топливных насосах с торцевым кулачковым приводом поршня выполняет плунжер-распределитель. Он отвечает за подвод и распределение горючего по цилиндрам посредством совершения вращательных и возрастно-поступательных движений.

Кулачковая шайба обегает неподвижное кольцо по роликам, благодаря чему плунжер и выполняет возвратно-поступательные движения. Шайба же давит на поршень, благодаря чему и создается давление. Пружина возвращает поршень в первоначальное положение. Плунжер вращается благодаря приводному валу. При этом горючее распределяется по цилиндрам.

Объем подаваемого горючего регулируется автоматически механическим или электронным устройством. Механический регулятор приводит в действие центробежную муфту вместе с грузами, которая воздействует на дозатор посредством системы рычагов.

Этот дозатор меняет объем подаваемого топлива. Электронный регулятор представляет собой электромагнитный клапан. Если необходимо раньше подать топливо, то регулирование этого момента производится посредством поворота на некий угол неподвижного кольца.

Распределительный насос отвечает за впрыскивание горючего в надпоршневое пространство и порционное его деление по цилиндрам.

Распределительный насос роторного типа использует разные механизмы из плунжеров и распределительной головки. Посредством использования подобных устройств регулируется нагнетание и распределение горючего.

Для того, чтобы нагнать топливо, на распределительном валу установлены два плунжера друг напротив друга. Поршни через ролики пробегают кулачковую обойму, совершая обратно-поступательные движения. Из-за того, что поршни двигаются навстречу друг другу, растет давление, благодаря которому распределительная головка и нагнетательный клапан доставляют топливо к форсункам соответствующих цилиндров.

К поршню(ям) горючее подается под относительно невысоким давлением, причем это давление создается за счет потливоподкачивающего насоса, который установлен в корпусе ТНВД. Смазывается ТНВД тогда, когда дизельное горючее заполняет корпус всего насоса.

ТНВД магистрального типа

Этот вид насосов устанавливается в том случае, если горючее впрыскивается по системе Common Rail. В этом случае ТНВД будет загонять горючее в топливную рампу. При использовании магистральных ТНВД топливо подается под очень высоким давлением (порядка 180 МПА и более). В таком насосе может быть один, два или три поршня, при этом их привод осуществляется с помощью кулачковой шайбы или вала.

Когда поршень двигается вниз, что происходит благодаря вращению кулачкового вала или шайбы, компрессионная камера увеличивается в объеме, а давление в ней, наоборот, падает. Как раз из-за перепада давления впускной клапан открывается, а через него в камеру поступает и горючее. Когда плунжер подымается, то давление в камере возрастает, поэтому впускной клапан закрывается. Когда давление достигает определенного уровня, выпускной клапан может открыться и пропустить топливо в рампу.

Подача горючего управляется соответствующим клапаном, который дозирует объем топлива, зависимо от потребностей самого двигателя. Клапан остается открытым в нормальном положении, но при поступлении определенного сигнала от электронного блока управления происходит закрытие клапана на определенную величину. Таким образом происходит регулировка объема поступающего в компрессионную камеру горючего.

Что касается плюсов и минусов этой конструкции, то хвалить или осуждать тех, кто создал подобного рода насос, осуждать нельзя, так как они создали по истине уникально приспособление. В вопросе достоинств ТНВД можно только сравнить с другими подобными устройствами и, исходя из характеристик, можно говорить о преимуществах ТНВД.

Все недостатки этого насоса обусловлены очень сложной конструкцией устройства. Например, в конструкции узла применяются большое количество прецизионных частей, который нужно аккуратно эксплуатировать. Потому, что эти части смазываются тем маслом, которое проходит через сам насос, то общее время работы ТНВД напрямую зависит от степени очистки и качества горючего.

Если в топливе есть примесь воды или некие абразивные частицы, то срок действия насоса уменьшится в значительной мере. Поэтому и заправлять машину с таким насосом нужно только там, где горючее уже проверено, очищено и очень качественное. 

По материалам:  https://auto.today

 

tis-tir.com

ТНВД: устройство и разновидности

Топливный насос высокого давления – это один их основных элементов системы впрыска двигателей, работающих на дизельном топливе. Данное устройство выполняет две функции – нагнетает под давлением нужное количество солярки и регулирует необходимый момент начала впрыскивания.

Назначение и устройство ТНВД

В основе данного насоса лежит специальная плунжерная пара, объединяющая поршень (плунжер) с цилиндром (втулкой). Данный механизм изготавливается исключительно из высококачественной стали. Между плунжером и втулкой есть небольшой зазор. Это прецизионное сопряжение.

Также стоит отметить, что в последнее время широко распространились ТНВД, которые регулируют момент впрыска электронными форсунками.

В зависимости от конструкции различают несколько видов топливных насосов:

  • Рядные.
  • Распределительные.
  • Магистральные.

У рядного ТНВД устройство заключается в следующем. Он нагнетает дизтопливо в цилиндр при помощи отдельной плунжерной пары. По своей конструкции он является наиболее простым. К примеру, распределительные насосы имеют в своей конструкции несколько плунжерных пар. Они нагнетают и распределяют топливо по всем цилиндрам.

Как правило, распределительные ТНВД укомплектовываются парой плунжеров. Благодаря этому они обеспечивают более равномерную подачу топлива. В отличие от рядных, данные насосы отличаются своим малым весом и меньшими размерами. Поэтому детали распределительных ТНВД часто не выдерживают нагрузок и выходят из строя. Такими насосами чаще всего укомплектовываются легковые автомобили, работающие на дизельном топливе.

Магистральные ТНВД

Устройство магистральных насосов существенно отличается от конструкции предыдущих. Такие ТНВД используются в системе впрыска «Коммон Райл», где они выполняют функцию нагнетания дизтоплива в рампу. Магистральные насосы создают наибольшее давление в системе. Некоторые устройства обеспечивают впрыск под давлением 190 МПА. Устройство ТНВД «Мерседес Актрос», например, подразумевает наличие до 3 пар плунжеров. Их привод осуществляется при помощи специальной кулачковой шайбы или вала.

Это были все разновидности современных ТНВД. Устройство каждого из них, как мы уже убедились, предполагает наличие хотя бы одной плунжерной пары, от количества и характеристик которых зависит равномерность подачи и впрыска топлива в систему.

Если данный насос перестанет функционировать, прекратится подача топлива в камеру сгорания. Поэтому очень важно следить за состоянием данного механизма. И напоследок отметим несколько признаков, по которым можно определить неисправность ТНВД:

  1. Устройство механизма имеет повышенную шумность при работе.
  2. С шестерни насоса соскальзывает ремень.
  3. Нарушается подача топлива от ТНВД к форсункам.
  4. Затрудненный запуск двигателя.
  5. Увеличенный расход топлива.
  6. Из выхлопной трубы валит густой черный дым. Как правило, это говорит о засоренных фильтрах, но после их замены рекомендуется проверить состояние ТНВД.

fb.ru

Топливный насос высокого давления дизельного двигателя

Топливный насос высокого давления 12-цилиндрового дизельного двигателя

Топливный насос высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя (а также бензиновых двигателей, оснащенных системой непосредственного впрыска топлива) является одним из наиболее сложных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей.

Топливные насосы предназначены для подачи в цилиндры дизеля под определенным давлением и в определенный момент точно отмеренных порций топлива, соответствующих данной нагрузке. По способу впрыска различают топливные насосы непосредственного действия и с аккумуляторным впрыском. В топливном насосе непосредственного действия осуществляется механический привод плунжера, а процессы нагнетания и впрыска протекают одновременно. В каждый цилиндр секция топливного насоса подает необходимую порцию топлива. Требуемое давление распыливания создается движением плунжера насоса.

У топливного насоса с аккумуляторным впрыском привод рабочего плунжера осуществляется за счет сил давления сжатых газов в цилиндре двигателя или с помощью специальных пружин. На мощных тихоходных дизелях применяют аккумуляторные топливные насосы с гидравлическими аккумуляторами.

В системах с гидравлическими аккумуляторами процессы нагнетания и впрыска протекают раздельно. Предварительно топливо под высоким давлением нагнетается насосом в аккумулятор, из которого поступает к форсункам. Эта система обеспечивает качественное распыливание и смесеобразование в широком диапазоне нагрузок дизеля, но из-за сложности конструкций такой насос широкого распространения не получил. Современные дизели используют технологию с управлением электромагнитными клапанами форсунок от микропроцессорного устройства (такое сочетание называется «common rail»).

Топливные насосы высокого давления могут быть рядными, V-образными (многосекционными) и распределительными. В рядных ТНВД насосные секции располагаются друг за другом, и каждая подает топливо в определенный цилиндр двигателя. В распределительных ТНВД, которые бывают одноплунжерными и двухплунжерными, одна насосная секция подает топливо в несколько цилиндров двигателя.

Работа секции рядного ТНВД

Устройство распределительного ТНВД:

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

Подачу топлива из бака в ТНВД обеспечивает топливоподкачивающий насос (5), а редукционный клапан (1) поддерживает стабильное давление на входе в насосную секцию ТНВД, которая расположена в корпусе (4).

Плунжерная пара насосной секции представляет собой золотниковое устройство, регулирующее количество впрыскиваемого топлива и распределяющее его по цилиндрам дизеля в соответствии с порядком их работы. Всережимный регулятор (2) обеспечивает устойчивую работу дизеля в любом режиме, задаваемом водителем с помощью педали акселератора, и ограничивает максимальные обороты коленчатого вала, а регулятор опережения впрыска топлива (6) изменяет момент подачи топлива в цилиндры в зависимости от частоты вращения коленвала.

Топливоподкачивающий насос подает в ТНВД топливо в гораздо большем объёме, чем требуется для работы дизеля. Излишки возвращаются в бак через дренажный штуцер (3). Что касается электромагнитного клапана (8), то он предназначен для остановки дизеля. При повороте ключа в замке зажигания в положение «выключено» электромагнитный клапан перекрывает подачу топлива к плунжерной паре, а значит, и в цилиндры дизеля, это и требуется, чтобы заглушить силовой агрегат.

В зависимости от давления и продолжительности впрыска, а также от величины цикловой подачи топлива существуют следующие модели рядных ТНВД:

— М (4…6 цилиндров, давление впрыска до 550 бар)— А (2…12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)— P3000 (4…12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)— P7100 (4…12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)— P8000 (6…12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)— P8500 (4…12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)— R (4…12 цилиндров, давление впрыска до 1150 бар)— P10 (6…12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)— ZW (M) (4…12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)— P9 (6…12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)— CW (6…10 цилиндров, давление впрыска до 1000 бар)— h2000 (5…8 цилиндров, давление впрыска до 1350 бар)

Общее устройство ТНВД

Основные части ТНВД:

  • Корпус.
  • Крышки.
  • Всережимный регулятор
  • Муфта опережения впрыска.
  • Подкачивающий насос.
  • Кулачковый вал.
  • Толкатели.
  • Плунжеры с поводками или зубчатыми втулками,
  • Гильзы плунжеров.
  • Возвратные пружины плунжеров.
  • Нагнетательные клапаны.
  • Штуцеры.
  • Рейка.

Принцип действия ТНВД: Вращение кулачковый вал получает через муфту опережения впрыска и зубчатую передачу от коленчатого вала. При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель и смещает его, а он в свою очередь, сжимая пружину, поднимает плунжер. При поднятии плунжера он вначале закрывает впускной канал, а затем начинает вытеснять топливо, находящееся над ним. Топливо вытесняется через нагнетательный клапан, открывшийся за счёт давления, и поступает к форсунке. В момент движения плунжера вверх винтовой канал, находящийся на нём, совпадает со сливным каналом в гильзе. Остатки топлива, находящиеся над плунжером, начинают уходить на слив через осевой, радиальный и винтовой каналы в плунжере и сливной в гильзе. При опускании плунжера за счёт пружины открывается впускной канал, и объём над плунжером заполняется топливом от подкачивающего насоса. Изменение количества подаваемого топлива к форсунке осуществляется поворотом плунжеров от рейки через всережимный регулятор. При повороте плунжера, если винтовой канал совпадёт со сливным раньше, то впрыснуто топлива будет меньше. При обратном повороте каналы совпадут позже, и впрыснуто топлива будет больше. На некоторых ТНВД (например, ТНВД трактора Т — 130) часть секций отключается на холостых оборотах, соответственно, отключается и часть цилиндров двигателя.

Дополнительные агрегаты ТНВД

Муфта опережения впрыска — служит для изменения угла опережения впрыска в зависимости от оборотов. По принципу действия является механизмом, использующим центробежную силу. Устройство:

  • Ведущая полумуфта.
  • Ведомая полумуфта.
  • Грузы.
  • Стяжные пружины грузов.
  • Опорные пальцы грузов

Принцип действия: При минимальных оборотах грузы за счёт пружин стянуты к центру и положение между муфтами является исходным, при этом угол опережения впрыска находится в пределах отрегулированного параметра. При увеличении оборотов центробежная сила в грузах возрастает и разводит их, преодолевая сопротивление пружин. При этом муфты поворачиваются относительно друг друга и угол опережения впрыска увеличивается.

Всережимный регулятор — служит для изменения количества подачи топлива в зависимости от режимов работы двигателя: запуск двигателя, увеличение/уменьшение оборотов, увеличение/уменьшение нагрузки, остановка двигателя. Устройство:

  • Корпус.
  • Крышки.
  • Державка.
  • Грузы.
  • Муфта.
  • Рычаги.
  • Скоба-кулисы.
  • Регулировочные винты.
  • Оттяжные пружины.

Принцип действия: Запуск двигателя — перед запуском рейка за счёт пружины находится в положении максимальной подачи топлива, поэтому при запуске в двигатель подаётся максимальное количество топлива. Это способствует быстрому запуску. Как только двигатель начнёт развивать обороты, и центробежная сила в грузах начнёт расти, они, преодолевая сопротивление пружин, начнут расходиться в стороны и внутренними своими рычагами давить на муфту, которая будет воздействовать на рычаг, а рычаг будет тянуть рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты установятся в соответствии с натягом пружин. Увеличение оборотов — при нажатии на педаль «газа» натягивается пружина, которая действует на рычаг рейки и муфту. Муфта и рейка смещается, при этом преодолевается центробежная сила в грузах. Рейка смещается в сторону увеличения подачи топлива, и обороты растут. Увеличение нагрузки — при увеличении нагрузки и неизменном положении педали «газа» обороты снижаются, центробежная сила в грузах тоже. Грузы складываются и дают возможность сместиться муфте, рычагу и рейке в сторону увеличения подачи топлива. При снижении нагрузки обороты начинают увеличиваться, центробежная сила в грузах тоже, грузы начинают расходится и внутренними рычагами смещать муфту, рычаг и рейку в сторону уменьшения подачи топлива. Обороты при этом прекращают расти. Остановка двигателя — при остановке двигателя поворачивается скоба, кулиса скобы воздействует на рычаг, а рычаг — на рейку. Рейка перемещается настолько в сторону уменьшения подачи, что подача прекращается, и двигатель останавливается

biograf.academic.ru

Устройство и принцип действия ТНВД механического типа

Стандартные рядные ТНВД

Рядные ТНВД относятся к классической аппарату ре впрыскивания дизельного топлива. Эти надежные агрегаты используются на дизелях с 1927 г. Рядные ТНВД устанавливаются на стационарные дизели, на двигатели грузовых автомобилей, строительных и сельскохозяйственных машин. Они позволяют получать высокие цилиндровые мощности у двигателей с числом цилиндров от 2 до 12. В сочетании с регуляторами частоты вращения коленчатого вала, устройствами для изменения угла опережения впрыскивания и различными дополнительными механизмами они обеспечивают потреби гелю возможность широкого выбора режимов эксплуатации. Рядные ТНВД для легковых автомобилей сегодня не производятся. Мощность дизеля существенно зависит от количества впрыскиваемого топлива. Рядный ТНВД всегда должен дозировать количество подаваемого топливав соответствии с нагрузкой. Для хорошей подготовки смеси ТНВД должен дозировать топливо максимально точно, впрыскивая его под очень высоким давлением в соответствии с процессом сгорания. Оптимальное соотношение расхода топлива, уровней шума работы и эмиссии вредных веществ в ОГ требует точности порядка 1° угла поворота коленчатого вала по моменту началавпрыскивания. Для управления моментом начала впрыскивания и компенсации времени на проход волны давления топлива через подводящую магистраль в стандартном рядном ТНВД используется муфта 3 опережения впрыскивания см. на рис. ниже, которая с увеличением частоты вращения коленчатого вала изменяет момент начала подачи топлива в направлении «раньше». В особых случаях предусмотрено управление опережением впрыскивания в зависимости от нагрузки на двигатель. Нагрузка и частота вращения коленчатого вала регулируются изменением величины цикловой подачи топлива. Рядные ТНВД делятся на два типа: стандартные и с дополнительной втулкой.

  1. Дизель
  2. Стандартный рядный ТНВД
  3. Муфта опережения впрыскивания
  4. Топливоподкачивающий насос
  5. Регулятор частоты вращения коленчатого вала
  6. Установочный рычаг с тягой от педали газа
  7. Ограничитель полной подачи, зависимый от давления наддува
  8. Фильтр тонкой очистки топлива
  9. Магистраль высокого давления
  10. Форсунка о сборе
  11. Магистраль обратного слива топлива 

Конструкция и принцип действия

Рядные ТНВД серии РЕ имеют собственный кулачковый вал 14, который установлен в алюминиевом корпусе. Онсоединяется с двигателем либо непосредственно, либо через соединительный узел и муфту опережения впрыскивания.Количество кулачков на кулачковом валу TНВД соответствует числу цилиндров двигателя. Над каждым кулачком находится роликовый толкатель 13 с тарелкой 12 пружины 11. Тарелка передает усилие от толкателя на плунжер 8, а пружина возвращает его в исходное положение. Гильза 4 плунжера является направляющей, в которой плунжер совершает возвратно-поступательное движение. Сочетание втулки и плунжера образует насосный элемент, или плунжерную пару.

  1. Корпус нагнетательного клапана
  2. Проставка
  3. Пружина нагнета тельного клапана
  4. Гильза плунжера
  5. Конус нагнетательного клапана
  6. Впускное и распределительное отверстия
  7. Регулирующая кромка плунжера
  8. Плунжер
  9. Регулирующая втулка плунжера
  10. Поводок плунжера
  11. Пружина плунжера
  12. Тарелка пружины
  13. Роликовый толкатель

Конструкция плунжерной пары

Плунжерная пара состоит из плунжера 9 и гильзы 8. Гильза имеет один или два подводящих канала (при двух каналах один из них выполняет функции подводящего и перепускного), которые соединяют полость всасывания с камерой высокого давления плунжерной пары. Над плунжерной парой находится штуцер 5 с посадочным конусом 7 нагнетательного клапана. Двигающаяся в корпусе TНВД рейка 10 вращает зубчатый сектор 2, управляя тем самым регулирующей втулкой 3 плунжера. Перемещение самой рейки определяется регулятором частоты вращения коленчатого вала. Это позволяет точно дозировать величину цикловой подачи. Полный ход плунжера неизменен. Активный ход и связанная с ним величина цикловой подачи могут изменяться поворотом плунжера, который совершается при помощи регулирующей втулки.

  1. Полость всасывания
  2. Зубчатый сектор
  3. Регулирующая втулка плунжера
  4. Боковая крышка
  5. Штуцер нагнетательного клапана
  6. Корпус нагнета тельного клапана
  7. Конус нагнетательного клапана
  8. Гильза плунжера
  9. Плунжер
  10. Рейка ТНВД
  11. Поводок плунжера
  12. Возвратная пружина плунжера
  13. Нижняя тарелка возвратной пружины
  14. Регулировочный винт
  15. Роликовый толкатель
  16. Кулачковый вал ТНВД

 

Плунжер имеет наряду с продольной канавкой 2 еще и спиральную канавку 7. Получаемая таким образом косая кромка на поверхности плунжера называется регулирующей кромкой 6. Если величина давления впрыскивания не превышает 600 бар, то достаточно одной регулирующей кромки, для больших значений давления впрыскивания необходим плунжер с двумя регулирующими кромками, отфрезерованными с противоположных сторон плунжера. Их наличие снижает износ плунжерной пары, поскольку плунжер с одной регулирующей кромкой под давлением прижимается к одной стороне гильзы, увеличивая ее выработку.В гильзе плунжера размещены одно или два отверстия для подвода и обратного слива топлива.Плунжер притерт к гильзе так плотно, что пара герметична без дополнительных уплотнений даже при очень высоких давлениях и низких частотах вращения коленчатого вала. Из-за этого замене могут подвергаться только комплектные плунжерные пары.Величина возможной подачи топлива зависит от рабочего объема пары. Максимальное значение давления впрыскивания у форсунки может составлять, в зависимости от конструкции, 400... 1350 бар. Угловой сдвиг кулачков на кулачковом валу гарантирует точное совмещение впрыскивания с фазовым сдвигом процессов по цилиндрам двигателя в соответствии с порядком его работы.

а - гильза с одним подводящим каналомb - гильза с двумя подводящими каналами

  1. Подводящий канал
  2. Продольная канавка
  3. Гильза плунжера
  4. Плунжер
  5. Перепускном канал
  6. Регулирующая кромка
  7. Спиральная канавка
  8. Кольцевая канавка для смазки

ПЛУНЖЕРНАЯ ПАРА С ПРИВОДОМ

а - НМТ плунжераб - ВМТ плунжера

  1. Кулачок
  2. Ролик
  3. Роликовый толкатель
  4. Нижняя тарелка возвратной пружины
  5. Возвратная пружина плунжера
  6. Верхняя тарелка возвратной пружины
  7. Регулирующая втулка плунжера
  8. Плунжер
  9. гильза плунжера 

Принцип действия плунжерной пары

(последовательность фаз)Вращение кулачкового вала ТНВД преобразуется непосредственно в возвратно-поступательное движение роликового толкателя, приводящего в действие плунжер Движение плунжера в направлении к его ВМТ называется ходом нагнетания.Возвратная пружина возвращает плунжер к его НМТ. Пружина рассчитана так, что даже при максимальных частотахвращения кулачкового вала ТНВД ролик не отходит от кулачка; отскок и вместе с ним удар ролика по кулачку при длительной эксплуатации привели бы к разрушению поверхностей кулачка или ролика. Плунжерная пара работает по принципу перетока топлива с управлением регулирующей кромкой 5. Этот принцип используется в рядных ТНВД серии РЕ и индивидуальных ТНВД серии PF. В НМТ плунжера подводящий канал 2 гильзы 3 и канал 6 слива топлива открыты. Благодаря им топливо может перетекать под давлением подкачки из полости впуска в камеру 1 высокого давления. При движении вверх плунжер закрывает отверстие подводящего канала своим верхним торцом. Этот ход плунжера называется предварительным. При дальнейшем движении плунжера вверх давлениерастет, что приводит к открытию нагнетательного клапана над плунжерной парой. При применении нагнетательного клапана постоянного объема плунжер дополнительно совершает втягивающий ход. После открытия нагнетательного клапана топливо во время активного хода через магистраль высокого давления направляется к форсунке, которая впрыскивает точно дозируемое количество топлива в камеру сгорания двигателя. Когда регулирующая кромка плунжера открывает перепускной канал, активный ход плунжера завершается. С этого момента топливо в форсунку не нагнетается, поскольку во время остаточного хода оно через продольную и спиральную канавки из камеры высокого давления направляется в перепускной канал. Давление в плунжерной паре при этом падает. По достижении ВМТ плунжер меняет направление своего движения на противоположное. Топливо при этом через спиральную и продольную канавки поступает обратно из перепускного канала в камеру высокого давления. Это происходит до тех пор, пока регулирующаякромка вновь не перекроет перепускной канал. При продолжении обратного хода плунжера над ним возникает область низкого давления. С освобождением подводящего канала верхним торцом плунжера топливо вновь поступает в камеру высокого давления. Цикл начинается снова.

Последовательность работы плунжерной пары

  1. Камера высокого давления
  2. Подводящий канал
  3. Гильза плунжера
  4. Плунжер
  5. Регулирующая кромка
  6. Перепускной капал А полный ход плунжера

Регулирование цикловой подачи

Величину цикловой подачи топлива можно регулировать изменением активного хода кромки. Для этого рейка 5 через регулирующую втулку плунжера поворачивает сам плунжер 3 таким образом, что регулирующая кромка 4 может изменять момент конца нагнетания ивместе с тем величину цикловой подачи (регулирование по концу впрыскивания). В крайнем положении, соответствующем нулевой подаче (а), продольная канавка находится непосредственно перед перепускным каналом. Вследствие этого давление в камере высокого давления плунжерной пары во время всего хода плунжера равняется давлению в полости всасывания и нагнетания топлива не происходит. В это положение плунжер приводится, если двигатель должен быть остановлен. При средней подаче (Ь) плунжер устанавливается в промежуточное положение (по регулирующей кромке). Полная подача (с) становится возможной только при установке максимального активного хода плунжера. Передача движения от рейки на плунжер может производиться либо череззубчатую рейку на зубчатый сектор , закрепленный на регулирующей втулке плунжера либо через рейку с направляющими шлицами на штифт или сферическую головку на регулирующей втулке плунжера .

а - нулевая подачаb - средняя подача с - полная подача

  1. Гильза плунжера
  2. Подводящий канал
  3. Плунжер
  4. Регулирующая кромка плунжера
  5. Рейка ТНВД

www.carluck.ru