Типы дизельных топливных насосов

Типы дизельных топливных насосов

Дизельный ТНВД (топливный насос высокого давления) — один из ключевых элементов системы питания дизельного двигателя. Он создает давление топлива, необходимое для последующего равномерного и дозированного впрыска в цилиндры. Конструкция ТНВД постоянно развивается, однако сам принцип нагнетания топлива плунжером остается неизменным с момента появления дизельных двигателей.

Еще один интересный момент: если бензиновые карбюраторы уже давно не являются конкурентами непосредственному впрыску в большинстве сфер применения, то на дизельных двигателях ТНВД, даже довольно старого типа, они вполне успешно трудятся наравне с более современными. Рассмотрим разные типы ТНВД поближе.

Исторически первой конструкцией является насос рядного типа. Плунжеры, нагнетающие топливо в цилиндры, установлены в нем в ряд и приводятся в движение общим валом с кулачками. Число плунжеров соответствует числу цилиндров двигателя. Иными словами, каждый плунжер нагнетает топливо в «свой» цилиндр. Такой насос не может создать давление выше определенного, а также довольно сложен в настройке и имеет большие размеры. Тем не менее он обладает рядом преимуществ, главными из которых являются «всеядность» и надежность. В силу того, что рядный ТНВД смазывается маслом из двигателя, он может перегонять через себя «солярку» любого качества. Надежный и неприхотливый к топливу, однако, не хвастающийся высокой производительностью агрегат — этот тип насоса прочно обосновался на дизелях для тяжелой техники и строительных машин.

В попытках облегчить конструкцию ТНВД, сделать его более компактным и простым в производстве производители пришли к насосу распределительного типа. В нем один плунжер работает на все цилиндры, попеременно нагнетая нужное количество топлива в каждый. Распределительный ТНВД стал первым дизельным насосом, получившим электронную систему управления для обеспечения точного и своевременного впрыска топлива. Распределительные ТНВД отличаются небольшой массой и высокой скоростью работы, поэтому именно с этим типом насосов связаны первые успешные шаги дизеля в сегменте легковых авто. Однако распределительный насос в силу конструкции не способен обеспечить давление впрыска более 1000 бар. Кроме того, давление, нагнетаемое этим насосом, напрямую зависит от оборотов двигателя, что создает проблемы на низких оборотах.

Именно поэтому распределительные ТНВД постепенно уступили свое место более производительным топливным системам common rail с общей топливной магистралью, играющей роль аккумулятора давления. ТНВД для систем common rail получил название магистрального. Насосы такого типа отличаются предельной простотой конструкции и высокой производительностью. Обратной стороной медали является сильная зависимость магистральных ТНВД от качества топлива (которым смазываются подвижные части насоса, работающие с высокой нагрузкой) и необходимость более тщательной его фильтрации. Магистральные ТНВД обеспечивают давление в рампе в 1800 бар (и даже больше).

Несмотря на кардинальные различия в конструкции, все три типа ТНВД до сих пор находятся в производстве: каждый занимает свою нишу. Компания DENSO производит как рядные ТНВД традиционной конструкции для тяжелой техники, так и максимально продвинутые магистральные ТНВД для современных дизелей легковых автомобилей. Распределительные ТНВД DENSO с электронным управлением также имеют свою сферу применения для двигателей малого объема с высокими рабочими оборотами. В DENSO постоянно улучшают все типы производимых ТНВД для достижения оптимальных рабочих характеристик и максимальной надежности.

Устройство автомобилей

Устройства и приборы высокого давления

Топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для точного дозирования топлива и подачи его в определенный момент под высоким давлением к форсункам.
Автомеханики и водители нередко называют топливный насос высокого давления топливной аппаратурой.

В настоящее время многоплунжерные ТНВД с механическим приводом постепенно уступают место в системах питания дизелей более совершенным конструкциям, таким, как управляемые компьютером система насос-форсунка и распределительным насосам роторного типа, используемых в системах питания Common Rail. Тем не менее, на многих автотракторных двигателях насосы классической конструкции еще широко применяются.

Классификация ТНВД

Топливные насосы высокого давления классифицируются по следующим признакам:

по числу плунжеров:

• многоплунжерные (на каждый цилиндр приходится один плунжер);
• распределительные (один плунжер подает топливо в несколько цилиндров);

Многоплунжерные ТНВД могут быть выполнены с рядным или V-образным корпусом.

по виду привода плунжера:

• механический;
• гидравлический;
• пневматический;

по методу дозирования топлива:

• с регулированием количества подаваемого топлива за цикл (отсечкой);
• с регулированием цикловой подачи дросселированием на впуске (изменение наполнения топливом надплунжерного объема с помощью дросселирующего устройства в канале, подводящем топливо к впускному окну; применяется в распределительных насосах).

Распределительные ТНВД подразделяются на плунжерные и роторные.

Многоплунжерные ТНВД с механическим приводом

В автомобильных дизелях получили распространение многоплунжерные насосы с механическим приводом и регулированием количества подаваемого топлива отсечкой. Рассмотрим устройство такого насоса на примере ТНВД двигателя ЯМЗ-236, который относится к рядным насосам плунжерного типа и обеспечивает давление впрыска 16 МПа (рис. 1).

В нижней части корпуса 1 насоса на двух шарикоподшипниках установлен кулачковый вал 12 с зубчатым колесом 11. На кулачковом валу имеются профилированные кулачки 19 по числу цилиндров двигателя и эксцентрик для привода топливоподкачивающего насоса, который крепится к привалочной плоскости ТНВД.

В перегородке корпуса против каждого кулачка установлены роликовые толкатели 18. Оси роликов 15 своими концами входят в пазы корпуса насоса, предотвращая проворачивание толкателей. В центр толкателей ввернуты регулировочные болты 40, на которые опираются плунжеры насосных секций. Все секции устроены одинаково, они взаимозаменяемы, и их число равно числу цилиндров двигателя.

Насосная секция состоит из втулки 35 с плунжером 6, нагнетательного клапана 33 с седлом 34, пружиной 32 и упором 31, штуцера 7, поворотной втулки 16 с зубчатым венцом 4, толкателя 18 с осью и роликом 15, пружины 38 плунжера и опорных тарелок 28 и 39.

Втулка плунжера фиксируется в корпусе стопорным винтом.
Плунжер и его втулка образуют так называемую плунжерную пару. Плунжерную пару изготовляют из хромомолибденовой стали и подвергают закалке до высокой твердости. После окончания обработки подбором производят сборку плунжеров и гильз так, чтобы обеспечить в их сопряжении зазор 5…2 мкм.
С такой же точностью изготовляются нагнетательный клапан 33 и его седло 34. Поэтому эти детали называют прецизионными, и они являются невзаимозаменяемыми.

Седло нагнетательного клапан прижато к втулке плунжера резьбовым штуцером 7 через уплотнительную медную прокладку. К штуцеру крепится трубка высокого давления, соединяющая секцию насоса с форсункой. Кулачок 19, толкатель 18 и пружина 38 обеспечивают возвратно-поступательное движение плунжера 6.

Втулка 35 плунжера фиксируется в корпусе стопорным винтом 29. На втулку свободно надевается поворотная втулка 16, а в вертикальные пазы нижней части втулки входят выступы 17 плунжера. На верхнем конце поворотной втулки закреплен зубчатый венец 4, который входит в зацепление с зубчатой рейкой (общей для всех секций), которая может перемещаться вдоль корпуса ТНВД.

При перемещении рейки вдоль корпуса ТНВД втулка 16 поворачивается на втулке плунжера и, действуя на выступы 17 плунжера, поворачивает его, в результате чего изменяется количество топлива, подаваемого к форсункам. Ход рейки ограничивается стопорным винтом 37, входящим в ее продольный паз.
Задний конец рейки соединен с тягой 10 регулятора частоты вращения коленчатого вала, установленного в корпусе 9. Выступающий из насоса передний конец рейки закрыт колпаком, в который ввернут винтовой упор 2, ограничивающий подачу топлива при обкатке автомобиля. Положение упора настраивается на заводе-изготовителе и пломбируется.

Топливо к плунжерным парам подводится по каналу 36, а отводится по каналу 30, в переднем конце которого установлен под колпаком перепускной клапан 5. Если давление в каналах превышает 0,16…0,17 МПа, клапан открывается и перепускает часть топлива в бак.
Попавший в каналы насоса воздух выпускается через отверстие, закрываемое пробкой 8.

Привод насоса осуществляется зубчатой передачей от коленчатого вала двигателя через муфту опережения впрыска топлива.
Муфта состоит из ведущей 23 и ведомой 26 полумуфт. На ведомой полумуфте закреплены две оси 27 с установленными на них центробежными грузиками 25, в вырезах которых установлены пружины 22. Пружины опираются с одной стороны на оси 27, а с другой – на опорные пальцы 21 ведущей полумуфты 23. Механизм муфты в сборе закрыт крышкой 24, которая навернута на резьбу ведомой полумуфты.

Устройство и работа насосной секции ТНВД

На рис. 2 показана работа насосной секции ТНВД.
Основными деталями топливной секции являются плунжер и его втулка. Втулка имеет два окна: верхнее впускное 6 и нижнее перепускное 11. Впускное окно находится в полости впускного канала ТНВД, а перепускное – в полости выпускного канала.
На плунжере выполнена винтовая канавка, верхний край (отсечная кромка 5) которой острый. Сверху в плунжере выполнено осевое сверление, переходящее в радиальную и винтовую канавку.

Каждая секция ТНВД работает следующим образом.
Когда плунжер находится в нижнем положении (рис. 2,а), топливо поступает в полость А из впускного окна под давлением, которое создает топливоподкачивающий насос. При набегании кулачка 1 на ролик толкателя 2 плунжер начинает двигаться вверх, при этом часть топлива выходит обратно во впускное окно (рис. 2, б).

Когда плунжер перекроет впускное окно (рис. 2, в), топливо в полости А окажется запертым, что приведет к резкому нарастанию давления – это момент начала нагнетания. Дальнейшее движение плунжера приводит к открытию нагнетательного клапана 9, и топливо поступает к форсунке – это момент начала подачи. По времени моменты начала нагнетания и начала подачи почти совпадают.

При дальнейшем движении плунжера отсечная кромка 5 откроет перепускное окно (рис. 2,г), в котором давление составляет 0,1…0,12 МПа. Топливо из полости А из-за перепада давления по углублению в плунжере и отсечной канавке начнет перетекать в перепускное окно 11. Давление в полости А резко упадет. Нагнетательный клапан 9 опустится на седло. Подача топлива прекратится, что будет соответствовать концу подачи (отсечке топлива).
Плунжер будет продолжать двигаться дальше, но подачи топлива не будет, оно перетечет в выпускное окно.

Ход плунжера, соответствующий расстоянию от начала перекрытия впускного окна до начала открытия перепускного окна, называется активным или рабочим. Его значение для разных насосов при полной подаче – 0,8…2 мм.

Таким образом, подача топлива при высоком давлении осуществляется вследствие малого зазора в плунжерной паре и высокой скорости движения (в момент начала подачи она превышает 1,6 м/с).

Регулирование количества подаваемого топлива осуществляется поворотом плунжера вокруг своей оси, при этом начало подачи происходит в одно и то же время (перекрытие верхней кромкой плунжера выпускного окна). Однако, отсечная кромка подходит к перепускному окну по-разному (в зависимости от степени поворота плунжера), а потому конец подачи топлива может произойти раньше или позже. Соответственно топлива будет подано меньше или больше.

Если удлинить плунжер, то момент перекрытия впускного окна произойдет раньше, подача начнется раньше, и наоборот. При регулировке начала подачи изменяют не длину плунжера, а длину толкателя, вращая его регулировочный болт 40 (см. рис. 1).

Нагнетательный клапан разобщает надплунжерное пространство топливной секции от внутренних полостей нагнетательного топливопровода и разгружает его от высокого давления в период между впрысками топлива.
В результате обеспечивается более резкое окончание подачи и предотвращается или сводится к минимуму подвпрыск топлива.
Разгружается топливопровод высокого давления с помощью разгрузочного пояска 7 (рис. 2) нагнетательного клапана при его перемещении вниз, когда этот поясок исполняет роль поршенька, отсасывающего топливо из нагнетательного трубопровода.

Особенности устройства ТНВД двигателя КамАЗ-740

На двигателях КамАЗ-740 устанавливается V-образные топливные насосы высокого давления с углом развала между секциями 75˚ (рис. 3).

В корпусе 1 насоса установлен механизм поворота плунжеров, соединенный с правой и левой рейками. Рейки действуют на поворотные втулки плунжеров, расположенных в два ряда. Каждая насосная секция в отличие от насосов марки «ЯМЗ» имеет собственный корпус 13, а на толкателе вместо регулировочного винта установлена регулировочная пята 5 определенной толщины. Принцип действия насосной секции данного ТНВД такой же, как и на дизелях марки «ЯМЗ».

К передней крышке ТНВД прикреплен топливоподкачивающий насос с приводом от эксцентрика кулачкового вала через штангу.

V-образная форма топливного насоса высокого давления позволила получить более компактную конструкцию насоса с укороченным кулачковым валом, в результате чего стало возможным увеличить его жесткость и повысить давление впрыска до 18 МПа.

Прецизионные детали насосов смазываются дизельным топливом, остальные детали включены параллельно в смазочную систему двигателя.

Устройство и работа ТНВД распределительного типа

Одноплунжерные ТНВД распределительного типа (рис. 4) нашли применение на легковых автомобилях и тракторах.

Оси приводного вала 1 и плунжера 3 совпадают и вращаются с одинаковой скоростью. Топливоподкачивающий насос 8 установлен на приводном валу и обеспечивает предварительное давление 0,2…0,8 МПа.
Вращающаяся вместе с плунжером кулачковая шайба 6, набегая своим кулачком на ролик 7, перемещает плунжер вправо, и тот совершает ход нагнетания. Пружина 5 прижимает шайбу с плунжером к ролику, который установлен на неподвижной оси. Для изменения цикловой подачи топлива служит дозатор 4, который управляется рычагом 2 регулятора. При наличии четырех роликов плунжер за один оборот вала обслужит четыре форсунки.

На рис. 5 показана работа распределительного одноплунжерного насоса.
Подача топлива начинается с наполнения (рис. 5,а) топливом надплунжерной полости Д через впускное окно В и выточку Г в плунжере 3 при движении плунжера влево (к НМТ). Нагнетательный канал Б в это время через паз А, выточку на плунжере и окно Е соединен с полостью низкого давления.
Плунжер, при нахождении в НМТ, вращаясь, постепенно перекрывает наполнительное окно. Начинается активный ход плунжера (рис. 5,б). Топливо через центральный канал и распределительный паз А плунжера, нагнетательный канал Б корпуса 2 и нагнетательный клапан подается по топливопроводу к форсунке.
Активный ход плунжера заканчивается отсечкой топлива через радиальные каналы Ж (рис. 5,в), ранее закрытые дозатором 1.

Цикловая подача топлива изменяется при помощи рычага регулятора, который перемещает дозатор 1 вдоль оси плунжера. При перемещении дозатора вправо активный ход плунжера и цикловая подача увеличиваются.

В насосах распределительного типа (одноплунжерных) меньше прецизионных пар, чем в многоплунжерных насосах. Следовательно, они проще, дешевле, имеют меньшее число регулировок, меньшие габаритные размеры и массу.
Однако многоплунжерные насосы секционного типа обладают большим ресурсом (долговечностью), их работа стабильнее, а техническое обслуживание проще.

Топливный насос. Типы. Схемы.
Принцип действия

Топливный насос — важный компонент любого машинного двигателя внутреннего сгорания.

Это механическое сердце автомобиля, которое обеспечивает непрерывный поток топлива из бака к двигателю.

Типы топливных насосов

Существует два основных типа топливных насосов:

• с механическим приводом (механический)
• с электрическим приводом (от электродвигателя или соленоида).

Как работает механический топливный насос?

Механические топливные насосы называются еще мембранными.

Включаются благодаря эксцентриковому кулачку на распределительном валу.

Вращаясь, он заставляет привод топливного насоса сдвигать поршневой стержень и диафрагму вниз, сжимая пружину.

При этом топливные запасы в баке увеличиваются за счет открытия всасывающих клапанов.

Затем рычаг насоса высвобождается, приводя в действие пружинный механизм.

Всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный, наоборот, открывается, и топливо, благодаря давлению диафрагмы, выталкивается через него в насос.

Пояснение к схеме механического топливного насоса:

1.Рычаг ручной подкачки, 2.Сальник, 3.Сетчатый фильтр контрольного отверстия, 4.Нагнетательный клапан, 5.Винт крепления крышки фильтра, 6.Сетчатый фильтр, 7.Всасывающий клапан, 8.Диафрагма

Как работает электрический топливный насос?

Электрический топливный насос используется в системах впрыска топлива.

Его располагают либо непосредственно в баке насоса, либо в топливопроводе.

При включении зажигания или открытие двери водителя, сигнал ЭБУ приводит в действие реле электрического насоса, создавая рабочее давление.

Это давление регулируют 2 клапана: предохранительный (редукционный) и обратный.

Первый работает в момент включения двигателя, второй при его остановке.

Пояснение к схеме электрического рядного топливного насоса:

1.Штуцер напорной магистрали, 2.Седло клапана, 3.Пружина клапана, 4.Корпус насосной секции, 5.Нагнетательный клапан, 6.Впускное и выпускное отверстия, 7.Наклонная поверхность плунжера, 8.Плунжер, 9.Втулка, 10.Рычаг управления плунжером, 11.Возвратная плунжерная пружина, 12.Пружина толкателя, 13.Роликовый толкатель, 14.Кулачок,15.Зубчатая рейка

Виды топливных насосов

Топливные насосы высокого давления по конструкции подразделяются на:

• Рядный ТНВД,
• Распределительный ТНВД,
• Магистральный ТНВД.

Что касается топливных насосов с электрическим приводом, то можно выделить:

• Роликовый,
• Шестеренный,
• Центробежный.

Рядный ТНВД

Благодаря своей конструкции сыскали себе славу одного из самых надежных видов ТНВД.

Его основное преимущество — возможность использования топлива заранее низкого качества, благодаря масляной смазке двигателя.

Особенность строения топливного рядного насоса — выталкивающие плунжерные пары пропорциональные количеству цилиндров, за счет которых можно работать и при высоком давлении, в отличии от поршневых.

Распределительный ТНВД

Так же как и в рядном присутствуют плунжеры, но их количество ограничено (обычно 1-2) и выполняют они роль распределителей.

При поступательно-вращательных движениях выталкивают, распределяя по цилиндрам, топливо.

Особенности данного вида ТНВД в том, что его габариты меньше рядного, и доставку топлива он обеспечивает более равномерно.

Но он же и менее долговечен из-за сопряженных деталей.

Магистральный ТНВД

Этот вид насосов обычно имеет до трех плунжеров.

Используется при инжекторной системе, в которой выполняет роль нагнетателя.

Благодаря электрическому приводу способен регулировать количество поступающего топлива.

Роликовый ТНВД

Основной элемент — ротор с роликами внутри, при движении которого происходит постепенное заполнение внутреннего пространства топливом, а затем его вытеснение в насос через выпускное отверстие.

Шестеренный ТНВД

Состоит из ротора (внутренней шестерни) и статора (внешней шестерни).

Первый всасывает и нагнетает топливо, второй помогает ему в этом.

И роликовый и шестеренный ТНВД используются в топливопроводе за счет своих малых габаритов.

Центробежный ТНВД

Располагается в топливном баке.

Особенность — крыльчатка (рабочее колесо), которая во время работы перегоняет топливо из одного канала (всасывающего) в другой (нагнетательный).

Используется при электродвигателях системы впрыска.

В интернет-магазине Hydraulicparts.ru Вы сможете приобрести топливные насосы на Ваш экскаватор, бульдозер по оптимальным ценам и в короткие сроки. В наличии и на заказ запчасти спецтехники известных мировых лидеров: Doosan , Caterpillar , Volvo , Rexroth и пр.

Недавние наши отгрузки

ПОСМОТРЕТЬ БОЛЬШЕ НАШИХ ОТГРУЗОК 

Отгрузки гидронасосов, запчастей к гидронасосам, топливных насосов высокого давления и многое другое

Гидравлика для вашей техники

 г. Москва, Волгоградский проспект, д. 42, корп. 23

© HYDRAULICPARTS 2011-2016. Все права защищены.

Данная Политика Конфиденциальности применима ко всей личной информации и полученными или использованными данными на настоящем сайте и всех сайтах, на которые ссылается настоящий сайт.

Сбор вашей личной информации

Мы храним и обрабатываем предоставленную Вами информацию с тем уровнем достаточной защиты, которая представляется достаточной и доступной. Мы не передает предоставленную информацию третьим лицами за исключением случаев, предусмотренных законодательством Российской Федерации.

Мы можем попросить Вас предоставить контактную информацию, такую, как адрес электронной почты, ФИО, номер телефона, ссылки на аккаунты в социальных сетях или прочих контактов, необходимых для осуществления наших услуг.

Отказ от предоставления данной информации является достаточным условием для отказа или прекращения оказания всех или части наших услуг. Для Вашего удобства эти данные могут быть получены в автоматическом режиме с уведомлением Вас перед отправкой запроса на его получение.

Мы можем объединять информацию, предоставленную Вами на нашем сайте, с другой информацией, полученной нами от Вас вне рамок сайта или от сторонних лиц для более эффективной работы нашего сайта, услуг или наших предложений.

Если Вы предоставляете нам свою информацию, Вы имеете право, предварительно уведомив нас, проверить, изменить, исправить или удалить эту информацию.

Мы оставляем за собой право выбора способа и метода проверки предоставленной Вами информации. Проверка производится в рамках действующего законодательства той страны, в пределах которой Вы воспользовались нашими услугами.

Заполняя наши электронные формы, анкеты, передавая нам информацию иными способами, Вы соглашаетесь с нашей политикой конфиденциальности.

Использование вашей личной информации

Мы используем Вашу личную информацию исключительно для предоставления Вам услуг и сервисов, указанных на нашем сайте.

В частности, мы используем Вашу информацию, чтобы связаться с вами удобным для вас способом, для предоставления услуг и поддержки, передачи полезных материалов, технической информации и т.д.

Мы также можем связаться с Вами для предоставления информации о товарах, услугах, рекламе, конкурсах и других мероприятиях или предложениях представляющих для Вас интерес. Вы имеете право решить и уведомить нас, хотите ли вы получать такую информацию, с помощью запроса по электронной почте или по иным каналам связи, указанных на нашем сайте.

Передача вашей личной информации

Мы обязуемся не передавать вашу личную информацию другим лицам за исключением случаев, когда Вы запросите товары или услуги, выполнение которых требует обращение к нашим партнерам или подрядчикам, с вашим предварительным согласием на передачу такой информации.

Мы сотрудничаем со сторонними компаниями для предоставления услуг и поставки товаров, услуг и решений для наших клиентов; наши партнеры, подрядчики и поставщики услуг берут обязательства хранить конфиденциальность информации, полученной от нашего имени и не использовать ее для каких-либо иных целей, кроме предоставления услуг для наших клиентов.

Мы обязуемся не передавать Вашу личную информацию, предоставленную Вами, сторонним лицам, за исключением: вашего согласия; ответа на официальный и юридически правильно оформленный запрос правительственных органов; следования нормам законодательства, акта, повестки в суд или судебного решения; помощи в предотвращении мошенничества, защите прав и имущества нашей компании; защиты личной безопасности или имущества наших сотрудников, пользователей или общественности; обработки Вашего заказа или запроса, или обработки нашего счета-фактуры; передачи лицам или компаниям, которых мы нанимаем для выполнения внутренних операций компании.

Безопасность вашей личной информации

Мы гарантируем защиту информации, которую Вы нам предоставляете. Хотя мы не может гарантировать отсутствие попыток несанкционированного доступа, Вы все равно можете быть уверены, что мы прилагаем максимум усилий для защиты Вашей личной информации и предотвращения несанкционированного доступа к ней с помощью соответствующих технологий и внутренних процедур.

Согласие на обработку данных

Предоставляя любые личные данные на нашем сайте, все наши клиенты четко понимают, что это необходимо для должного уровня обеспечения нами заявленных услуг и/или сервиса и безусловно соглашаются на сбор и обработку такой информации в рамках данной Политики конфиденциальности.

Вы имеете право в любой момент отказаться от наших услуг и удалить ваши данные из нашей базы — однако мы оставляем за собой право хранить введенную вами контактную и прочую информацию в архивах для сбора статистики и улучшения качества наших сервисов и услуг.

Изменения в политике конфиденциальности

Условия данной Политики конфиденциальности являются правилом для сбора и использования любой собранной на настоящем сайте и страницах настоящего сайта информации.

Мы оставляем за собой право в любое время изменять или обновлять условия данной Политики конфиденциальности. В случае изменения каких-либо материалов, мы публикуем таковые изменения и обновляем номер версии в документе. Изменения в Политике конфиденциальности вступают в силу с момента публикации на этом сайте, а Ваше дальнейшее пользование нашими услугами и сервисами означает Ваше принятие и согласие на эти изменения.

Если у Вас есть комментарии или вопросы о нашей Политике конфиденциальности, пожалуйста, присылайте Ваши замечания или предложения по электронной почте или по другим каналам связи, указанных на настоящем сайте.

Топливный насос высокого давления: разные виды но цель у них одна

Топливный насос высокого давления в инжекторном двигателе выполняет функцию по поддержанию высокого давления для обеспечения полноценного впрыска топлива в камеры сгорания цилиндров.

Если же не знаете и двигатель машины для вас это очень сложное устройство, состоящее из тысяч различных деталей и узлов, которые трудятся в унисон, останьтесь и получите удовольствие от новой информации.

Топливный насос высокого давления можно встретить и у дизелей, и у бензиновых агрегатов.

Устройство насоса сложное, но крайне важное для функционирования силового агрегата, поэтому мы постараемся поговорить о реальных разновидностях этого узла, встречающиеся под капотами наших авто.

Наверное, заядлые дизелисты с ревностью скажут, что топливный насос высокого давления – это прерогатива исключительно двигателей на солярке. Так и есть, вернее, было до изобретения бензиновых моторов с непосредственным впрыском, где также необходимо создавать высокое давление для инжекции горючего.

Но стоит отметить, что бензиновым двигателям нужно гораздо меньшее давление, развиваемые насосами двух типов моторов, и отличаются они примерно в 10 раз.

Топливный насос высокого давления

Какой бы ни была разновидность ТНВД, главным элементом его схемы в любом случае остаётся плунжерная пара.

Что же это за штуковина? Проще говоря, она представляет собой поршень (плунжер), вставленный в цилиндр (втулку). Но не думайте, что это такая уж простая деталь. На самом деле плунжерная пара крайне прецизионное устройство, изготовить которое можно только на высокоточном оборудовании.

Только представьте себе, расстояние между поршнем и втулкой должно составлять микроны! Кстати, это одна из причин, по которой дизельные моторы выходят из строя – некачественное топливо, имеющее в составе микрочастицы грязи, пагубно влияют на работоспособность плунжеров, царапая и загрязняя их.

Такие разные и одинаковые ТНВД

Переходим к разновидностям ТНВД. Так как инженерная мысль находится в постоянном поиске и попытках сделать мир лучше, появляются всё новые и новые технические решения.

В современном автомобилестроении топливный насос высокого давления представлен в трех основных типах:

• рядные;
• распределительные;
• магистральные.

Давайте попробуем разобраться, зачем их столько навыдумывали.

Рядный

Итак, рядный топливный насос высокого давления. В принципе, название этого типа насосов говорит само за себя. В них плунжерные пары расположены в один ряд, причём их количество равно количеству цилиндров мотора.

В одном корпусе с плунжерами расположен кулачковый вал, который и приводит их в действие, а сам вал имеет привод от коленвала двигателя. Такая вот система.

Управление подачей дизтоплива к форсункам может происходить как механически, так и при помощи электронных блоков управления.

Считается, что рядные ТНВД очень надёжны и неприхотливы к качеству горючего . Тем не менее, из-за своих внушительных габаритов они перестали использоваться на легковых авто с начала 2000-х годов.

Распределительный

Следующий топливный насос высокого давления, о которых мы вспомнили – распределительный.

Главным его отличием от предыдущей разновидности является наличие всего лишь одного или двух плунжеров. Чтобы обеспечить питание для всех цилиндров и никого не обидеть, плунжер вращается, попеременно подавая горючее в магистраль каждого.

Грубо говоря, его работу можно сравнить с револьвером, в котором бы по кругу вращался не барабан, а ствол.

Регулировка подачи солярки может быть и механической и электронной при помощи клапана, работающего под руководством блока управления двигателя.

Сам плунжер в распределительных ТНВД может иметь несколько вариантов привода:

• торцевой кулачковый;
• внутренний кулачковый;
• внешний кулачковый.

Первые два варианта из списка считаются наиболее оптимальными, так как меньше изнашивают механизмы насоса, хотя, в целом, данный топливный насос высокого давления нельзя назвать долговечным.

Магистральный

Ну и наконец, третий тип насосов – магистральный. В его составе может быть до трёх плунжеров, привод которых обеспечивается кулачковым валом или кулачковой шайбой, движущихся внутри ТНВД.

В отличие от своих собратьев, этот насос может развить очень высокое давление, а его главная задача заключается в нагнетании горючего в топливную рампу (аккумулятор), которое потом при помощи форсунок распределяется по цилиндрам.

Контролирует подачу горючего электронный клапан дозировки, находящийся в ведении блока управления мотором. Нужный объём топлива рассчитывается на основе информации, поступающей от многочисленных датчиков, разбросанных по силовому агрегату.

Кстати, о системе подачи топлива дизелей, в которой используются магистральные ТНВД, мы уже говорили в предыдущих статьях – это Common Rail, наиболее любимая технология у автопроизводителей.

Вот так всё просто. Надеюсь, дорогие читатели, эта статья раскрыла определённые секреты в строении автомобилей.

Подписывайтесь на рассылку, и вы никогда не пропустите свежие и полезные публикации.

ТНВД: виды, диагностика, типовые неисправности

ТНВД или топливный насос высокого давления — один из наиболее сложных и специфичных элементов современных дизельных двигателей. Помимо данного типа моторов, такие узлы используются в инжекторных силовых агрегатах, у которых организована подача бензина напрямую в цилиндры.

Значительная стоимость насоса обуславливается сложностью его изготовления, связанного с необходимостью использования высокоточного производственного оборудования. От качества и стабильности работы топливного насоса высокого давления зависит функционирование всего силового агрегата, так как он отвечает не только за нагнетание горючего, но и за дозирование порций смеси и их подачу к распылителям в заданное время.

Что собой представляет?

ТНВД является одним из основных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей и предназначается для своевременной подачи порции смеси в камеру сгорания. Особенностью такого горючего является зависимость качества воспламенения от уровня оказываемого давления. Действия стандартной поршневой системы в данном случае оказывается недостаточно, так как требуется довести давление до показателя в 150 Мпа и более. Для обеспечения этого условия и используется специфический ТНВД для дизельных силовых агрегатов.

С появлением промышленной версии систем типа Common Rail, в которых контроль распылителей осуществляется с помощью электроники, функционал насоса ограничился одним действием – контролем уровня нагнетаемого давления.

Конструкция

Чаще всего ТНВД размещается в пространстве под капотом недалеко от силового агрегата. У большинства дизельных двигателей иностранного производства трубопроводы систем топливоподачи от насоса к форсункам изготавливаются из металла, что также уменьшает количество вероятных мест их монтажа. Конструкция данного узла включает в себя два основных элемента: цилиндр малого диаметра и расположенный в нем поршень (плунжер), образующие в сочетании плунжерную пару. Этот элемент насоса изготавливается из качественной стали, способной выдержать нагрузки при высоком давлении, и требует максимальной точности при производстве, так как для работы плунжерной пары необходимо обеспечить минимальный зазор между ее деталями (прециозное сопряжение).

Промежуточным элементом, который непосредственно объединяет ТНВД с цилиндрами, является форсунка, размещающаяся нижней частью в камере сгорания и распыляющей порции топлива. Точный момент воспламенения регулируется углом опережения и контролируется электронными системами автомобиля.

Разновидности

В конструкции современных дизельных двигателей используются топливные насосы высокого давления (ТНВД) нескольких типов.

Рядный

Этот тип конструкции характеризуется надежностью и длительными сроками эксплуатации. Смазка насосов данного класса производится моторным маслом, что обеспечивает их совместимость с дизелем низкого качества. Рядные конструкции устанавливаются на силовые агрегаты с раздельными камерами сгорания и комплектуются плунжерными парами в соответствии с числом цилиндров. Поршни насоса приводятся в движение кулачковым валом, который соединен с коленвалом двигателя. Перманентное прижатие плунжера к кулачку обеспечивается с помощью пружин. Система имеет следующий принцип действия: вращение кулачкового вала смещает поршень, который перекрывает каналы впуска и выпуска. Одновременно с этим в камере повышается давление, открывающее нагнетательный клапан и порция горючего отправляется к конкретной форсунке.

За дозирование объема топлива в новых моделях отвечает электроника, а в старых двигателях это свойство обеспечивалось поворотом поршня на некоторое количество градусов внутри цилиндра. Механизмом, отвечавшим за данную операцию, служила шестерня, соединенная с зубчатой рейкой и подведенная к педали газа. Корректировка впрыска при изменении нажатия на акселератор производилась через муфту с грузиками, расходящимися под влиянием центробежной силы и обеспечивавшими необходимый угол опережения, в зависимости от оборотов мотора.

Распределительный

Эта конструкция характеризуется более плавной и стабильной работой, а также меньшими габаритами в сравнении с предыдущим вариантом. Топливные насосы высокого давления распределительного типа включают в себя следующие модификации:

• Роторные или плунжерные
• С кулачками внутреннего, торцевого или наружного размещения

Данный вариант конструкции оснащается парой плунжеров, которые обслуживают все камеры сгорания. При этом поршни совершают количество оборотов, равное числу цилиндров в конкретном двигателе, что обуславливает перманентно высокий уровень нагрузки на детали и их ускоренный износ, относительно аналогов рядного типа.

Магистральный

Этот тип конструкции характеризуется наилучшей управляемостью процессов воспламенения среди существующих аналогов и используется в двигателях с системой Common Rail. Максимальный контроль за горением смеси обеспечивается, благодаря подаче дизеля не напрямую в камеру сгорания, а в рампу (магистраль), выполняющую функцию предварительного аккумулятора. Такое технологическое решение дало возможность разделить процессы впрыска смеси и формирования необходимого давления. Работа насоса контролируется электронными системами управления.

ТНВД данного типа имеют наибольшую эффективность и считаются вершиной эволюции в своем классе. В различных моделях двигателей применяются насосы с различным количеством (от 1 до 3) плунжерных пар. Помимо этого, система может оснащаться гидравлическим приводом, подающим горючее через специальные клапаны. Такое конструктивное решение позволяет наиболее точно отрегулировать дозировку.

Принцип работы

Схема топливного насоса высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя включает в себя поршень и нагнетательный клапан. Получая импульс от коленвала силового агрегата через передачу, кулачковый вал вращается и «набегает» на муфту, которая движется в направлении форсунки, увеличивая давление в порции горючего над поршнем. Одновременно с этим перекрывается впускной тракт. После достижения необходимой степени давления нагнетательный клапан открывается, и дизель попадает в форсунку. При движении вниз оставшееся горючее удаляется через винтовой канал, прорезанный в корпусе плунжера. При этом полость в поршне в определенный момент оказывается на одном уровне с выпускным трактом и процедура повторяется.

За управление ТНВД в современных силовых агрегатах отвечают электронные блоки. Аппаратура получает данные от контроллеров температуры, вращения вала, температуры охлаждающей жидкости, горючего и др., на основании чего формирует командные сигналы. Основываясь на заложенных в память оптимальных алгоритмах работы и поступающей информации, электронные блоки регулируют циклы подачи и угол опережения.

В зависимости от конкретного двигателя в его конструкцию могут быть включены дополнительные узлы, предназначенные для контроля работы насоса.

Признаки и причины неисправности

В подавляющем большинстве случаев, причиной ремонта систем топливоподачи дизельных двигателей становится низкое качество применяемого топлива и смазочных материалов. Попадание в плунжерную пару или форсунки инородных частиц и пыли практически гарантированно выводит их из строя. Наиболее легко отслеживаемыми признаками возникновения проблемы являются:

• Затрудненный запуск
• Увеличившийся расход горючего
• Явные провалы мощности
• Увеличившаяся дымность
• Появление посторонних звуков при работе мотора

Одной из самых распространенных причин возникновения неисправностей считается естественный износ плунжерной пары. Микронные зазоры начинают увеличиваться, в них образуется нагар, что приводит к сбоям в системе.

Еще одной распространенной ситуацией являются перебои в подаче горючего, причиной которой могут стать:

• Уменьшение пропускной способности распылителей
• Критический износ зубцов на рейке или клапанов
• Механические повреждения втулки
• Истирание металла поршня
• Диагностика и ремонт

В связи со сложностью конструкции, диагностика состояния систем топливоподачи дизельных двигателей требует использования специализированных стендов и предъявляет жесткие требования к профессиональному опыту механиков. Эта операция чисто технически не может быть выполнена в сервисе «гаражного» уровня. При возникновении перебоев в работе силового агрегата необходимо немедленно обратиться в дизель-центр, оснащенный соответствующим оборудованием. Корректно проведенная диагностика дает возможность отследить стабильность давления, равномерность подачи горючего, степень износа деталей и их остаточный ресурс, а также иные факторы, влияющие на качество работы ТНВД, форсунок и периферийных устройств. Системный подход позволяет владельцу сэкономить на ремонте, своевременно меняя износившиеся детали и заранее планируя дальнейшие работы.

Необходимо учитывать, что причиной неполадок могут являться электронные блоки управления и датчики, транслирующие неверные данные при полной исправности механических узлов. Ложная информация, поступающая в бортовой компьютер, приводит к генерации некорректных управляющих сигналов. Определить точную причину неполадки в домашних условиях практически невозможно. Даже в том случае, если владелец в состоянии собственными силами разобрать насос, самостоятельная установка новых деталей связана с риском поломки всего, весьма дорогостоящего, узла. Ремонтом ТНВД должны заниматься только работники профессиональных техцентров.

Вне зависимости от результатов диагностики, продлить срок эксплуатации насоса и топливопровода позволит тщательный контроль качества горючего и степени чистоты фильтра. Избыточное засорение может стать причиной образования нагара даже при заправке стабильно хорошим дизелем.

Похожие статьи

ЯМЗ-6562 – турбонаддувный дизельный двигатель мощностью 250 л.с, оснащённый 6-тью цилиндрами, расположенными V-образно. Их рабочий объём составляет 11,15 литров, а минимальный удельный расход топлива .

Дизельный автотранспорт DAF отличается сочетанием мощности и экономичности. Чтобы использовать эти преимущества в полной мере, необходимо строго контролировать состояние двигателя. В частности .

На грузовые автомобили Минского автозавода устанавливаются рядные топливные насосы различных серий и насосы системы Common rail. Соответственно ремонт ТНВД МАЗ проводится с учётом имеющихся .

SsangYong Actyon — южнокорейский полно-приводный кроссовер, оснащённый лицензионными двигателями немецкого концерна Mercedes-Benz, собранными из оригинальных комплектующих. Выпускается в двух .

Топливный насос

Топливный насос – это один из обязательных элементов любого транспортного средства. Он предназначается для транспортировки горючего из топливного бака непосредственно в двигатель. В современном автомобилестроении применяются различные виды топливных насосов, отличающихся как по функциональному назначению, так и по конструктивным особенностям. В статье рассматриваются основные их разновидности, устройство, принцип действия и выполняемые функции.

Функциональное назначение

Работа двигателя внутреннего сгорания предполагает сжигание топливно-воздушной смеси в специальных камерах. Топливная система транспортного средства, наиболее важной частью которой выступает насосное оборудование, предназначается для обеспечения бесперебойной подачи горючего к рабочим узлам двигателя.

В современном автомобилестроении используются несколько разновидностей топливных насосов. Самый простой и в сегодняшних условиях редко применяемый вариант – традиционный и весьма распространенный 2-3 десятилетия назад бензонасос карбюратора. Его функция ограничивается перемещением горючего к двигателю, причем бензин подается под обычным давлением, а потому такой вид механизма нередко называется ТННД или топливный насос низкого давления.

В намного чаще используемом в настоящее время инжекторном бензиновом двигателе применяется система непосредственного впрыска горючего в цилиндры. Это предполагает подачу горючего под давлением. Поэтому бензонасос инжектора является ТНВД или топливным насосом высокого давления.

Конструкция дизельного двигателя предусматривает наличие сразу двух топливных насосов. Первый из них является ТННД и предназначается для перемещения горючего из бака к ТНВД. Последний, в свою очередь, сжимает полученное топливо и обеспечивает его доставку непосредственно к форсункам двигателя.

Таким образом, выполняемые функции определяются типом двигателя и самого топливного насоса:

· бензонасос карбюратора подает горючее из бака к двигателю без каких-либо манипуляций с давлением;

· бензонасос инжектора, помимо функции транспортирования, еще и нагнетает давление перед впрыском горючего в камеру сгорания, а также дозирует топливо и регулирует периодичность его подачи;

· ТННД дизеля закачивает дизельное топливо из бака в двигатель;

· ТНВД дизельного агрегата выполняет функции, аналогичные бензонасосу инжектора – нагнетает давление, дозирует и определяет режим впрыска топлива в форсунки двигателя.

Классификация

Наиболее часто применяемая классификация топливных насосов – по типу двигателя – была приведена выше. Однако, применяют и другие признаки, позволяющие разделить рассматриваемый механизм на виды. Например, по месту расположения в автомобиле различают погружные насосы, которые устанавливаются прямо в топливном баке, и насосы, монтируемые непосредственно к силовой установке двигателя.

По типу привода топливные насосы делятся на механические и электрические. Первая разновидность применяется в карбюраторных двигателях и старых моделях дизельных агрегатов. Альтернативный вариант используется сегодня намного чаще и устанавливается как в инжекторных бензиновых движках, так и в современных дизельных силовых установках.

Особенности устройства различных видов топливных насосов

Очевидно, что каждая из перечисленных выше разновидностей топливных насосов обладает характерными конструктивными особенностями, предназначена для выполнения разных функций и имеет серьезные отличия в принципе работы. Поэтому целесообразно рассмотреть каждую из них подробнее.

Механический бензонасос карбюратора

Стандартный бензонасос механического типа устанавливается на двигателе – как правило, на блоке цилиндров. Он крепится при помощи обычных винтов. Работа механизма обеспечивается за счет движения так называемого кулачкового эксцентрика.

Устройство механического бензонасоса предусматривает наличие следующих элементов:

• корпус, внутри которого располагают остальные детали;
• толкатель, непосредственно соединенный с кулачком механического привода;
• рычаг и шток, воспринимающие энергию от штока и обеспечивающие функционирование насоса;
• мембрана, которая разделяет внутреннее пространство насоса на две камеры – впускную и выпускную;
• возвратная пружина, предназначенная для возвращения штока в стартовое положение;
• два клапана, установленные на нагнетательном и всасывающем каналах;
• фильтр, который в большинстве моделей также размещается внутри корпуса насоса и предназначен для очистки подаваемого в двигатель топлива.

В современном автомобилестроении механические топливные насосы применяются достаточно редко, что объясняется их более низкой эффективностью, по сравнению с агрегатами с электрическим приводом. Тем не менее, они обладают рядом весомых достоинств, в числе которых: простая и надежная конструкция, а также возможность ручной подкачки топлива, обеспечивающая возможность без проблем завести автомобиль после долгосрочного простоя.

Электрический бензонасос инжектора

Топливные насосы на электрическом приводе устанавливаются не только на бензиновых инжекторах, но и в качестве ТНВД на дизельных двигателях. Востребованность электрических бензонасосов привела к появлению нескольких разновидностей этого типа механизмов, различающихся конструктивными особенностями. В их число входят топливные насосы следующих типов:

• вакуумные. Устройство агрегата в целом аналогично описанному выше механическому бензонасосу. Единственным существенным отличием выступает замена эксцентрика на электрический привод. Последний работает как втягивающее реле, имеющее два составных элемента – сердечник и обмотку;
• роликовые. Рабочий узел этого типа топливного насоса состоит из ротора с выполненными специальными пазами, в которые устанавливаются ролики. Перемещение горючего достигается за счет вращения ротора и изменения расстояния между ним и роликами. Электропривод представляет собой обычный двигатель постоянного тока;
• шестеренчатые. Подача и повышение давления горючего в данном случае достигаются за счет вращения ротора, изготовленного в форме шестерни и расположенного эксцентрично к другой шестерне, которая называется статором. Зубья обеих шестерен образуют камеры, объем которых постоянно меняется, благодаря чему создаются перепады давления и обеспечивается подача топлива к двигателю;
• центробежные. Рабочий узел насоса представляет собой колесо, оснащенное лопастями. За счет их движения создаются завихрения, в результате чего горючее транспортируется от всасывающего канала к нагнетательному;
• плунжерные. Подобная конструкция топливного насоса редко используется для бензиновых двигателей и намного чаще применяется в дизельных силовых установках в ТНВД. Основу механизма составляют плунжерные пары, состоящие из гильзы и поршня, которые приводятся в движение кулачковым валом. Перемещение плунжера нагнетает давление в пространстве над ним и обеспечивает подачу топлива к форсункам двигателя.

Электрические бензонасосы делятся на два типа – выносные и погружные. Первая разновидность устанавливается на кузове транспортного средства, а вторая – монтируется непосредственно в топливном баке. В современных моделях автомобилей чаще применяются именно погружные топливные насосы. Ключевые преимущества такого расположения – отсутствие возможности так называемого «сухого хода» и охлаждение агрегата за счет погружения в рабочую жидкость.

ТННД дизеля

Топливный насос низкого давления дизельного двигателя предназначен для выполнения одной функции – транспортировка топлива из бака к ТНВД. На старых моделях силовых установок в подобном качестве использовались механические топливные насосы. Современные дизельные агрегаты предусматривают использование ТННД на электроприводе.

ТНВД дизельного двигателя

Главной особенностью дизельного двигателя выступает подача топлива под высоким давлением. Для успешного выполнения этой функции используются ТНВД. Современные модели топливных насосов этого типа предназначены для решения еще двух важных задач, к числу которых относятся: дозировка горючего и регулирование периодичности его впрыска в камеры сгорания. Именно успешное осуществление трех перечисленных функций в значительной степени определяет эффективность и КПД при эксплуатации дизельной силовой установки.

Основным рабочим узлом ТНВД дизельного двигателя является плунжерная пара. Ее устройство состоит из двух элементов – поршня или плунжера, который перемещается внутри гильзы, нередко называемой втулкой. Для изготовления плунжерной пары применяются высокопрочные стали, а рабочие поверхности деталей выполняются с высокой точностью и тщательно обрабатываются. В результате достигается герметичность примыкания при одновременном обеспечении возможности перемещения поршня внутри втулки.

В современном автомобилестроении используются три разновидности ТНВД:

• классическая. Устройство и принцип действия в целом напоминает описанный выше бензонасос инжектора. Горючее подается посредством плунжерных пар непосредственно к форсункам дизельного двигателя;
• система насос-форсунка или pump-dus. Главной конструктивной особенностью ТНВД этого типа является наличие специального подкачивающего устройства, установленного на каждой форсунке. Это позволяет увеличить мощность двигателя по сравнению со стандартным ТНВД на 5-6%. Минусом системы выступает требовательность к качеству используемого двигателем дизельного топлива;
• система commonrail. Самая прогрессивная разновидность ТНВД дизельных агрегатов, широко применяемая в последние годы. Устройство топливного насоса этого типа предусматривает наличие общей рампы, из которой топливо под очень высоким давлением подается непосредственно к форсункам. Использование common rail обеспечивает максимально высокий КПД дизеля, который совмещается с экономичностью и экологичностью его эксплуатации.

Ресурс и основные неисправности топливных насосов

Независимо от вида топливного насоса главным фактором, влияющим на долговечность механизма, выступает качество используемого в процессе эксплуатации горючего. Это в равной степени касается как бензиновых, так и дизельных агрегатов. Основной проблемой, возникающей при работе насоса в подобной ситуации, становится загрязнение отдельных деталей топливной системы. Частичным решением данной проблемы становится использование и регулярная замена эффективных фильтров очистки.

Другой часто причиной неисправности топливного насоса погружного типа является эксплуатация двигателя при малом количестве топлива в баке. В этом случае затрудняется охлаждение агрегата, что приводит к его перегреву, снижению эффективности и, в самом худшем случае, попросту выходу из строя.

В качестве основных критериев, позволяющих диагностировать неисправность топливного насоса автомобиля, выступают следующие признаки:

• трудности с запуском двигателя;
• повышенный расход горючего и увеличение объема выхлопных газов;
• уменьшение мощности двигателя на высоких оборотах или перепады в работе силовой установки;
• возникновение посторонних звуков при запуске и работе бензинового или дизельного двигателя.

Современное диагностическое оборудование эффективно выявляет возможные проблемы на ранних стадиях. Это позволяет принять необходимые меры по их устранению, в результате чего при небольшом уровне расходов существенно увеличивается нормативный срок службы топливного насоса. Кроме того, удается избежать намного более серьезных затрат на ремонт и замену пришедших в негодность узлов или деталей.

Виды ТНВД и принципы их функционирования

Содержание

• 1 Какие бывают ТНВД?
  • 1.1 Рядный насос.
  • 1.2 Распределительный ТНВД.
  • 1.3 Магистральный насос.

Топливный компрессор высокого давления (он же ТНВД) — один из важнейших компонентов совокупности впуска ДТ в современном дизельном двигателе. В ходе работы дизельного мотора, топливный насос отвечает за две важнейших функции. Первая из них заключается в подаче необходимого количества топливной смеси под высоким давлением, второй функцией ТНВД является определение и корректировка оптимального момента подачи. Современные разработчики дизельных двигателей постоянно наделяют свои системы новыми и наиболее технологичными параметрами. Сегодня, дизельные двигатели все чаще оснащаются электронными форсунками. При такой конструкции ДВС, за регулировку момента подачи топлива отвечает форсунка. В связи с этим ремонт компрессора в большей степени сводиться к прочистке форсунок.

Важнейшим компонентом топливного насоса высокого давления является пара поршней. Плунжерная пара включает в себя поршень и малый цилиндр. Для увеличения срока эксплуатации дизельного двигателя, современные производители все чаще изготавливают рассматриваемую пару из качественной и прочной стали. При этом, процессы производства и ремонта данных элементов двигательной системы требуют высокой точности и строго соблюдения всех современный технологий.

Для обеспечения должной продуктивности всей системы транспортного средства важную роль играет зазор между поршнем и втулкой. В ходе ремонта данного узла, важно обеспечить минимальным промежуток между элементами.

На сегодняшний день существует несколько наиболее популярных видов двигательных систем, функционирующих на ДТ. В зависимости от модели и завода изготовителя системы, так же различают несколько типов насоса высокого давления. Наиболее распространенными из них являются: рядный компрессор, магистральный насос и распределительный ТНВД. Каждый из насосов имеет свои характерные особенности и технические характеристики. Распределительный ТНВД имеет в своем составе пару или более рабочих поршней. C их помощью происходит подача топливной смеси в рабочие цилиндры двигателя. В отличие от распределительного насоса, в рядном ТНВД подачи смеси в цилиндру осуществляется с помощью отдельной рабочей пары цилиндров. Магистральный компрессор отвечает только за подачу рабочей смеси в аккумулятор.

В ходе эксплуатации транспортного средства оснащенного дизельным двигателем, автолюбители могут столкнуться с неисправностью ТНВД. Ремонт дизеля требует отличный познаний в сфере устройства ДВС. К тому же, ремонт невозможен в условиях гаража. Для того чтобы выполнить ремонт, стоит в обязательном порядку определить тип насоса в вашей двигательной системе. Так же, перед тем как начать ремонт стоит подробно разобрать устройство и принцип функционирования распространенных типов ТНВД. Рассмотрим основные особенности популярных видов ТНВД.

Какие бывают ТНВД?

Рядный насос.

Данный вид топливного насоса так же имеет в своем составе пары поршней и втулок. Количество пар в данном виде ТНВД напрямую зависит от количества рабочих цилиндров в двигательной совокупности. Сам поршень, приходит в действие благодаря воздействию кулаков вала, которые в свою очередь получают энергию от коленчатого вала двигателя. Специальный прижимной механизм, позволяет плунжерной паре находиться в постоянной зависимости от кулаков вала. Для большинства современных насосов рядного типа, прижимной механизм изготавливается в виде обычной пружины.

В ходе использования авто, вращающийся коленчатый вал передает усилия на пару поршней. Пара двигается, последовательно закрывая клапан впуска и выпуска топливной смеси. При этом, обеспечивается оптимальное давление, необходимое для передачи нужного количества топливной смеси в определенный цилиндр двигателя. В тот момент, когда созданного давления становиться достаточно для впрыска смеси, ДТ по проводникам движется к форсунке.

В зависимости от типа и изготовителя насоса, оптимизация подачи смеси может происходить механически или с помощью специальных контролирующих устройств. Современные дизельные двигатели все чаще оснащаются большим количеством электроники для нормализации функции ДВС. Эксплуатации таких автомобилей наиболее проста и комфортна, в то же время ремонт электронных систем требует наличия профессионального оборудования и достаточного набора навыков.

Распределительный ТНВД.

В отличие от аналогов, распределительные насосы имеют в своем составе один или пару поршней, которые обеспечивают продуктивную работу всех цилиндров двигательной системы. Как показывает практика, в связи с изменением конструкции данный вид насоса высокого давления характеризуется наиболее надежной и равномерной подачей топливной смеси. Но, как и любое другое устройство современного двигателя, такой ТНВД имеет свои характерные недостатки. По словам владельцев дизелей, распределительный компрессор имеет достаточно уязвимую структуру и небольшой срок эксплуатации. В связи с этим, данный вид топливного компрессора в основном применяют для комплектации легковых транспортных средств. При соблюдении всех условий эксплуатации, ремонт компрессора производиться достаточно редко.

В зависимости от производителя и модели устройства различают несколько видов привода для данного вида компрессора:

Внешний привод топливного компрессора в виде кулака. Внутренний приводной механизм аналогичного типа. Торцевой приводной механизм топливного насоса.

Регулировка и оптимизация количества подаваемой смеси в данной конструкции двигателя достигается путем поворота контролирующего кольца на определенный угол.

Магистральный насос.

Данный вид насоса используется во всеми известной системе двигателя C.R. В данной конструкции дизельного двигателя компрессор отвечает на подачу необходимого количества топливной смеси в проводники ДТ. В отличие от аналогов, магистральные устройства позволяют добиться наиболее высокого давления в топливной магистрали дизельного двигателя. При движении рабочих поршней в составе ТНВД давление в рампе постоянно возрастает. В тот момент когда давление становиться оптимальным, открывается клапан впуска и топливная смесь попадает в магистраль.

При выявлении неисправности ТНВД стоит оперативно начать ремонт насоса для сохранения срока службы ДВС.

Устройство топливных насосов высокого и низкого давления

Подобно человеческому сердцу, топливный насос обеспечивает циркуляцию горючего в топливной системе. Для бензиновых моторов эту роль выполняет электрический бензонасос, а для дизелей – топливный насос высокого давления (ТНВД).

Этот агрегат выполняет две функции: он нагнетает горючее в форсунки в строго определенном количестве и определяет момент начала его впрыскивания в цилиндры. Вторая задача аналогична изменению угла опережения зажигания у бензиновых моторов. Однако с тех пор, как появились аккумуляторные системы впрыска, момент впрыска регулируется электроникой, управляющей форсунками.

Основным элементом топливного насоса высокого давления является плунжерная пара. Подробно ее устройство и принцип работы в данной статье рассматриваться не будут. Если говорить коротко, то плунжерная пара – это длинный поршень небольшого диаметра (его длина в несколько раз превышает диаметр), и рабочий цилиндр, очень точно и плотно друг к другу подогнанные, зазор составляет максимум 1-3 мкм (по этой причине, в случае выхода из строя, меняется пара целиком). В цилиндре располагается один или два впускных канала, через них внутрь поступает топливо, которое затем выталкивается поршнем (плунжером) через выпускной клапан.

Принцип работы плунжерной пары схож с работой двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Двигаясь вниз, плунжер создает разрежение внутри цилиндра и открывает впускной канал. Топливо, повинуясь законам физики, устремляется заполнить разреженное пространство внутри цилиндра. После этого поршень начинает подниматься. Вначале он перекрывает впускной канал, затем поднимает давление внутри цилиндра, вследствие чего открывается выпускной клапан, и горючее под давлением поступает к форсунке.

1. Типы топливных насосов высокого давления
2. Рядный топливный насос высокого давления
3. Распределительный топливный насос высокого давления
4. Магистральный ТНВД
5. Что такое ТННД

Типы топливных насосов высокого давления

Существует три типа ТНВД, они имеют разное устройство, но одно предназначение:

• рядный;
• распределительный;
• магистральный.

В первом из них, топливо в каждый цилиндр нагнетает отдельная плунжерная пара, соответственно, количество пар равно количеству цилиндров. Схема распределительного топливного насоса высокого давления, в значительной мере отличается от схемы рядного. Отличие заключается в том, что горючее нагнетается ко всем цилиндрам посредством одной или нескольких плунжерных пар. Магистральный насос нагнетает топливо в аккумулятор, из которого оно в последствии распределяется по цилиндрам.

В авто с бензиновыми двигателями, с системой непосредственного впрыска, горючее качает электрический топливный насос высокого давления, однако оно (давление) там в разы меньше.

Рядный топливный насос высокого давления

Как уже было сказано, он имеет плунжерные пары по числу цилиндров. Его устройство довольно просто. Пары размещены в корпусе, внутри которого имеются подводные и отводные топливные каналы. В нижней части корпуса находится кулачковый вал с приводом от коленвала, плунжеры постоянно прижимаются к кулачкам пружинами.

Принцип работы такого топливного насоса не отличается большой сложностью. Кулачок при вращении набегает на толкатель плунжера, заставляя его и плунжер двигаться вверх, сжимая горючее, находящееся в цилиндре. После перекрытия выпускного и впускного каналов (именно в такой последовательности), давление начинает подниматься до значения, после которого открывается нагнетательный клапан, после чего дизтопливо подается к соответствующей форсунке. Данная схема напоминает работу газораспределительного механизма двигателя.

Для регулирования количества поступающего топлива, и момента его подачи, применяется либо механический способ, либо электрический (такая схема предполагает наличие управляющей электроники). В первом случае количество подаваемого горючего изменяется поворотом плунжера. Схема очень проста: на нем имеется шестерня, она находится в зацеплении с рейкой, которая, в свою очередь, связана с педалью акселератора. Верхняя поверхность плунжера имеет наклон, благодаря чему изменяется момент закрытия впускного отверстия в цилиндре, а значит, и количество горючего.

Момент подачи топлива нужно менять при изменении величины оборотов коленвала. Для этого на кулачковом валу имеется центробежная муфта, внутри которой расположены грузики. С ростом оборотов они расходятся, и кулачковый вал поворачивается относительно привода. В результате, при повышении оборотов, топливный насос обеспечивает более ранний впрыск, а с уменьшением – более поздний.

Устройство рядных ТНВД обеспечивает им весьма высокую надежность и неприхотливость. Поскольку смазывание происходит моторным маслом из смазочной системы силового агрегата, это делает их пригодными для работы на низкокачественном дизтопливе.

Устанавливаются рядные ТНВД на средние и тяжелые грузовики. На легковые автомобили их полностью перестали устанавливать в 2000 году.

Распределительный топливный насос высокого давления

В отличие от топливного насоса рядного, распределительный имеет только одну или две плунжерных пары, которые снабжают топливом все цилиндры. Основные преимущества подобных топливных насосов – меньшая масса и размеры, а также более равномерная подача топлива. Главный минус один – их срок службы намного меньше из-за большой нагруженности, поэтому их применяют только на легковых автомобилях.

Существует три типа распределительных ТНВД:

1. с торцевым кулачковым приводом;
2. с внутренним кулачковым приводом (роторные насосы);
3. с внешним кулачковым приводом.

Устройство первых двух типов насосов обеспечивает им больший срок эксплуатации, по сравнению с последним, ведь силовых нагрузок на узлы приводного вала, от давления топлива, в них нет.

Схема работы распределительного топливного насоса первого типа выглядит следующим образом. Основной элемент – плунжер-распределитель, который, помимо поступательно-возвратного движения, вращается вокруг своей оси, и тем самым нагнетает и распределяет горючее между цилиндрами. В действие он приводится кулачковой шайбой, обегающей по роликам неподвижное кольцо.

Количество поступающего топлива регулируется как механическим путем, при помощи вышеописанной центробежной муфты, так и посредством электромагнитного клапана, на который подается электрический сигнал. Опережение впрыска топлива определяется поворотом неподвижного кольца на определенный угол.

Роторная схема предполагает несколько иное устройство распределительного топливного насоса. Условия работы такого насоса несколько отличается от того, как работает ТНВД с торцевым кулачковым приводом. Горючее нагнетается и распределяется, соответственно, двумя противолежащими плунжерами и распределительной головкой. Вращением головки обеспечивается перенаправление топлива к соответствующим цилиндрам.

Магистральный ТНВД

Магистральный топливный насос гонит горючее в топливную рампу и обеспечивает более высокое давление, по сравнению с рядным и распределительным насосами. Схема его работы несколько иная. Топливо может нагнетаться одним, двумя или тремя плунжерами, приводимыми в действие кулачковой шайбой или валом.

Подача горючего регулируется электронным дозирующим клапаном. Нормальное состояние клапана – открытое, когда поступает электрический сигнал, он частично закрывается и тем самым регулирует количество топлива, попадающего в цилиндры.

Что такое ТННД

Топливный насос низкого давления, необходим для снабжения горючим топливного насоса высокого давления. Он, как правило, установлен или на корпусе ТНВД или отдельно, и закачивает топливо из бензобака, через фильтры грубой, а после и тонкой очистки, непосредственно в насос высокого давления.

Принцип его работы следующий. В действие он приводится эксцентриком, расположенном на кулачковом валу ТНВД. Толкатель, прижатый к штоку, заставляет двигаться шток с поршнем. В корпусе насоса имеются входной и выходной каналы, которые перекрываются клапанами.

Схема работы ТННД следующая. Рабочий цикл топливного насоса низкого давления состоит из двух тактов. Во время первого, подготовительного, поршень перемещается вниз и в цилиндр всасывается топливо из бака, нагнетательный клапан при этом закрыт. При движении поршня вверх входной канал перекрывается всасывающим клапаном, и под нарастающим давлением открывается выпускной клапан, через который горючее поступает в фильтр тонкой очистки и далее в ТНВД.

Поскольку топливный насос низкого давления имеет производительность большую, чем требуется для работы мотору, поэтому часть горючего выталкивается в полость под поршнем. В результате поршень, теряет контакт с толкателем и зависает. По мере выработки топлива поршень вновь опускается, и насос возобновляет работу.

Вместо механического, на автомобиле может быть установлен электрический ТННД. Довольно часто он встречается на машинах, которые оснащаются насосами фирмы Bosch (Opel, Audi, Peugeot и др.). Устанавливается электрический насос только на легковые автомобили и небольшие микроавтобусы. Помимо основной функции, он служит для прекращения подачи горючего в случае аварии.

Работать электрический ТННД начинает одновременно со стартером и продолжает нагнетать горючее с постоянной скоростью, пока мотор не будет заглушен. Лишнее топливо, через перепускной клапан сливается обратно в бак. Размещается электрический насос либо внутри топливного бака, либо за его пределами, между баком и фильтром тонкой очистки.
» alt=»»>

Устройство системы питания автомобиля

Устройство топливного насоса высокого давления (ТНВД): виды топливных насосов высокого давления, и принцип работы топливного насоса

Топливный насос высокого давления имеющий сокращенную аббревиатуру (ТНВД) выполняет следующие основные функции:

— подает топливо под высоким давлением в топливную систему ДВС;

— регулирует моменты впрыска топлива.

Топливный насос относится к наиболее важным устройствам, как бензиновых, так и дизельных двигателей.

ТНВД обычно применяются в дизельных двигателях. В бензиновых двигателях применение ТНВД нецелесообразно, ввиду того, что в нем не требуются такие высокие давления, как в дизельном двигателе.

Можно выделить следующие основные конструктивные элементы топливного насоса:

1. Плунжер (поршень) + Цилиндр (втулка) = Плунжерная система (пара)

Плунжерная система изготавливается из высокопрочной стали на высокотехнологическом оборудовании (станках), в связи с необходимостью высокой точности.

Всего один завод на все пост Советское пространство изготавливал плунжерные пары. Изготовление плунжерных пар сегодня происходит таким образом.

Если внимательно изучить процесс производства плунжерных пар, то отчетливо видно, что огромное значение уделяют прецизионному сопряжению (зазор между плунжерной парой). Плунжер плавно входит в цилиндр под действием собственного веса.

Как изначально упоминалось, топливный насос служит не только для подачи топлива в топливную систему, но и подает его к форсункам на каждый цилиндр на бензиновом двигателе.

Форсунки являются связующим звеном этой цепи и соединяются с насосом специальными трубопроводами. Для эффективного впрыска топлива форсунки соединяются с нижней распылительной частью с специальными отверстиями для увеличения эффективности впрыска топлива с дальнейшим воспламенением. Момент впрыска топливной смеси в камеру сгорания регулируется углом опережения зажигания.

Типы топливных насосов

Существует три основных типа ТНВД , котор ые мы с вами рассмотрим:

1. распределительный ;
2. рядный
3. магистральный.

Рядный ТНВД

Рядный топливный насос высокого давления оснащен плунжерными парами, которые располагаются друг с другом. Их количество зависит от количества рабочих цилиндров двигателя и соответствует ему. Одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива только для одного цилиндра.

Пары устанавливаются в корпусе насоса, в котором имеются каналы входа и выхода. Плунжер приводится в работу при помощи кулачкового вала, который имеет привод от коленчатого вала.

При вращении кулачкового вала топливного насоса, кулачки воздействуют на толкатели плунжеров приводя их в движении внутри втулок насоса. Вследствие впускные и выпускные отверстия начинают последовательно открываться и закрываться. Когда плунжер движется вверх во втулке создается давление, которое приводит к открытию нагнетательного клапана, через который топливо подается к форсунке по топливопроводу.

Момент подачи топлива регулируется специальным устройством (муфтой центробежного типа). Работа муфты центробежного типа основана на перемещении грузиков под действием центробежной силы.

Центробежная сила изменяется по мере роста (или уменьшения) величины оборотов коленчатого вала двигателя, вследствие чего грузики расходятся к внешним краям муфты, либо сближаются к оси. Происходит смещение кулачкового вала относительно привода, что приводит к изменению работы плунжеров.

Когда обороты коленчатого вала увеличиваются – происходит ранний впрыск топлива, когда уменьшаются – поздний впрыск топлива.

Рядные топливные насосы зарекомендовали себя своей надежностью. Они совсем не привередливы к качеству топлива и смазка ТНВД осуществляется обычным моторным маслом.

Недостатки рядных топливных насосов высокого давления – их размер.

Распределительный ТНВД

Распределительный ТНВД включает в себя один или два плунжера, что зависит от объема двигателя.

И эти один или два плунжера работают на все цилиндры двигателя. Таким образом удалось не только обеспечить более равномерную подачу топлива, но и уменьшить габариты топливного насоса высокого давления. Недостатки распределительных ТНВД в их надежности и долговечности.

Распределительные ТНВД имеют различные типы привода:

1. торцевой привод;
2. внутренний привод;
3. внешний привод;

Наиболее эффективными себя показали торцевые и внутренние приводы ТНВД, с меньшей нагрузкой.

Кстати, такие импортные насосы, как Bosch, оснащены именно торцевым и внутренним приводом, а внешний привод имеют насосы отечественного производства.

Основным элементом в торцевом приводе Bosch является распределительный плунжер, который создает давление и распределяет горючую смесь по цилиндрам. Плунжер распределитель при этом совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

Плунжер совершает возвратно-поступательно движение одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая обегает кольцо. Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в начальное положение осуществляется с помощью возвратного механизма.

Именно вращательное движение плунжера, что приводится от приводного вала, способствует распределению топлива в цилиндрах. Величина подачи топлива обеспечивается с помощью электромагнитного клапана или центробежной муфты.

Работа насоса состоит из нескольких этапов:

1. Закачка порции топлива в надплунжерное пространство;
2. Нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам.
3. Возвращение плунжера в исходное положение. Повторение цикла работы.

Внутренний кулачковый привод ТНВД

Такой привод топливных насосов применяется в распределительных ТНВД роторного типа, например, Bosch VR, Lucas DPC. В данном типе ТНВД распределение горючей смеси происходит за счет плунжера и распределительной головки.

Распределительный вал оснащается двумя плунжерами, расположенными друг напротив друга, которые нагнетают топливо. Тем выше давление в насосе, чем меньше расстояние между плунжерами. По мере возрастания давления топливо поступает к форсункам через нагнетательные клапана.

Магистральный ТНВД

Магистральный ТНВД используется в известной системе подачи топлива Common Rail. Работа магистрального ТНВД заключается в накапливании топлива в топливной рампе, затем подается на форсунки. Давление в магистральном топливном насосе высокого давления составляет примерно 180 Мпа.

Магистральный насос бывает одно-, двух- или трех плунжерным. Приводится магистральный ТНВД от кулачкового вала.

Когда кулачки воздействуют на плунжер, тот перемещается вниз, происходит расширение компрессионной камеры, давление падает и создается разряжение, которое приводит к открытию впускного клапана, и топливо начинает поступать.

Когда плунжер подымается – давление растет и клапан закрывается. Когда давление достигает необходимой отметки, топливо через выпускной клапан нагнетается в топливную рампу.

Процесс подачи топлива в магистральном ТНВД регулируется дозирующим топливным клапаном, открытие и закрытие, которого осуществляется с помощью электроники.