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

Топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления (сокращенное наименование – ТНВД) является одним из основных конструктивных элементов системы впрыска дизельного двигателя. Насос, выполняет, как правило, две основные функции: нагнетание под давлением определенного количества топлива; регулирование необходимого момента начала впрыскивания. С появлением аккумуляторных систем впрыска функция регулирования момента впрыска возложена на управляемые электроникой форсунки.

Основу топливного насоса высокого давления составляет плунжерная пара, которая объединяет поршень (он же плунжер) и цилиндр (он же втулка) небольшого размера. Плунжерная пара изготавливается из высококачественной стали с высокой точностью. Между плунжером и втулкой обеспечивается минимальный зазор – прецизионное сопряжение.

В зависимости от конструкции различают следующие виды топливных насосов высокого давления: рядный, распределительный и магистральный. В рядном насосе нагнетание топлива в цилиндр производится отдельной плунжерной парой. Распределительный насос имеет один или несколько плунжеров, которые обеспечивают нагнетание и распределение топлива по всем цилиндрам. Магистральные насосы осуществляют только нагнетание топлива в аккумулятор.

Топливный насос высокого давления используется также в системе непосредственного впрыска бензинового двигателя, но его рабочее давление на порядок ниже аналогичной характеристики дизельного насоса.

Ведущими производителями топливных насосов высокого давления являются, в основном, зарубежные фирмы: Bosch, Lucas, Delphi, Denso, Zexel.

Рядный топливный насос высокого давления

Рядный топливный насос высокого давления

Рядный ТНВД имеет плунжерные пары по числу цилиндров. Плунжерные пары установлены в корпусе насоса, в котором выполнены каналы для подвода и отвода топлива. Движение плунжера осуществляется от кулачкового вала, который в свою очередь имеет привод от коленчатого вала двигателя. Плунжеры постоянно прижимаются к кулачкам с помощью пружин.

При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель плунжера. Плунжер двигается вверх по втулке, при этом последовательно закрываются выпускное и впускное отверстие. Создается давление, при котором открывается нагнетательный клапан, и топливо по топливопроводу поступает к соответствующей форсунке.

Устройство рядного топливного насоса высокого давления

Регулирование количества подаваемого топлива и момента его подачи может осуществляться механическим путем или с помощью электроники. Механическое регулирование количества подаваемого топлива осуществляется поворотом плунжера во втулке. Для поворота на плунжере выполнена шестерня, которая соединена с зубчатой рейкой. Рейка связана с педалью газа. Верхняя кромка плунжера имеет наклонную поверхность, поэтому при повороте отсечка топлива и соответственно его количество будет изменяться.

Изменение момента начала подачи топлива требуется при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Механическое регулирование момента подачи топлива производится с помощью центробежной муфты, расположенной на кулачковом валу. Внутри муфты находятся грузики, которые при увеличении оборотов двигателя расходятся под действием центробежных сил и поворачивают кулачковый вал относительно привода. При увеличении оборотов двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, при уменьшении – поздний.

Конструкция рядных ТНВД обеспечивает высокую надежность. Насосы смазываются моторным маслом системы смазки двигателя, поэтому могут работать на топливе низкого качества. Рядные топливные насосы высокого давления применяются на двигателях с раздельными камерами сгорания и непосредственным впрыском средних и тяжелых грузовых автомобилей. На легковых дизелях данный вид насоса применялся до 2000 года.

Читайте так же:
Крот культиватор снять отрегулировать карбюратор

Распределительный топливный насос высокого давления

Распределительный топливный насос высокого давления

Распределительные топливные насосы высокого давления, в отличие от рядного ТНВД, имеют один или два плунжера, обслуживающих все цилиндры двигателя. Распределительные насосы обладают меньшей массой и габаритными размерами, а также обеспечивают большую равномерность подачи. С другой стороны их отличает сравнительно низкая долговечность сопряженных деталей. Все это определяет область применения данных насосов, в основном, на двигателях легковых автомобилей.

Конструкции распределительных топливных насосов высокого давления могут иметь различный привод плунжера:

  • торцевой кулачковый привод (насосы Bosch VE);
  • внутренний кулачковый привод (роторные насосы Bosch VR, Lucas DPC, Lucas DPS);
  • внешний кулачковый привод (отечественные насосы НД-21, НД-22).

Предпочтительными в плане эксплуатации являются первые два типа привода плунжеров, т.к. в них отсутствуют силовые нагрузки от давления топлива на узлы приводного вала и, соответственно, выше долговечность.

Устройство распределительного топливного насоса высокого давления

Основным элементом распределительного ТНВД с торцевым кулачковым приводом плунжера (Bosch VE) является плунжер-распределитель, который совершает возвратно-поступательное и вращательное движение, обеспечивая нагнетание и распределение топлива по цилиндрам.

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

Вращение плунжера производится от приводного вала. При этом происходит распределение топлива по цилиндрам.

Регулирование величины подачи топлива осуществляется автоматически с помощью механического или электронного устройств. Механический регулятор включает центробежную муфту с грузами, которая через систему рычагов воздействует на дозатор, изменяющий величину топливоподачи. Электронный регулятор представляет собой электромагнитный клапан.

Регулирование величины опережения впрыска топлива в распределительном насосе производится путем поворота неподвижного кольца на определенный угол.

Рабочий процесс распределительного насоса включает впуск топлива в надплунжерное пространство, нагнетание и распределение в соответствующие цилиндры.

Устройство распределительного насоса роторного типа

В распределительном насосе роторного типа нагнетание и распределение топлива по цилиндрам осуществляются разными устройствами плунжером и распределительной головкой. Нагнетание топлива производится с помощью двух противолежащих плунжеров, расположенных на распределительном валу. Плунжеры через ролики обегают профиль кулачковой обоймы и совершают возвратно-поступательное движение.

При движении плунжеров навстречу друг другу происходит рост давления топлива, после чего топливо по каналам распределительной головки и нагнетательным клапанам доставляется к форсункам соответствующих цилиндров.

Топливо к плунжеру (плунжерам) подается под небольшим давлением, которое создает топливоподкачивающий насос. В распределительных насосах топливоподкачивающий насос установлен на приводном валу в корпусе насоса. Конструктивно это может быть роторно-лопастной насос, шестеренный насос с внешним или внутренним зацеплением.

Смазка распределительного насоса высокого давления производится дизельным топливом, которое заполняет корпус насоса.

Магистральный топливный насос высокого давления

Магистральный топливный насос высокого давления

Магистральный топливный насос высокого давления используется в аккумуляторной системе впрыска топлива Common Rail, где он выполняет функцию нагнетания топлива в топливную рампу. Магистральные ТНВД обеспечивают более высокое давление топлива (в современных системах впрыска порядка 180 МПА и более).

Конструктивно магистральный насос может иметь один, два или три плунжера. Привод плунжеров осуществляется с помощью кулачкового вала или кулачковой шайбы.

Читайте так же:
Как отрегулировать карбюратор бензопилы партнер 371

Устройство распределительного насоса роторного типа

При вращении кулачкового вала (эксцентрика кулачковой шайбы) под действием возвратной пружины плунжер движется вниз. Увеличивается объем компрессионной камеры и уменьшается давление в ней. Под действием разряжения открывается впускной клапан, и топливо поступает в камеру.

Движение плунжера вверх сопровождается ростом давления в камере, впускной клапан закрывается. При определенном давлении открывается выпускной клапан и топливо подается в рампу.

Управление подачей топлива производится в зависимости от потребности двигателя с помощью клапана дозирования топлива. В нормальном положении клапан открыт. По сигналу электронного блока управления клапан закрывается на определенную величину, тем самым регулируется количество поступающего в компрессионную камеру топлива.

Что собой представляет ТНВД Common Rail?

Мы имеем дело с одним из самых распространенных механизмов впрыска топлива, который используют для улучшения характеристик двигателя, согласно статистике, 80% автомобилистов.

Изобретателями системы, увы, стали не наши инженеры, а специалисты из США, и идея создания уникального оборудования, способного разделять уровни давления во время впрыска горючего появилась еще в лихие девяностые. Но понадобилось немало времени, пока столь смелая идея была реализована и доведена до ума. Сегодня каждый автомобилист имеет прекрасную возможность сделать работу своего двигателя лучше, для чего достаточно лишь установить систему Коммон Рэйл.

Современные показатели диагностики

Диагностика ТНВД дизельного двигателя – это важные меры, принимаемые для профилактики проблем с мотором. Самые современные моторные устройства оборудованы специальной удобной системой впрыска топлива. Такой электронный блок управления способен дозированно подавать горючее в цилиндры, при этом точно распределяя данный процесс по времени. Эта система также способна определить, какое количество дизельного топлива необходимо.

ремонт тнвд

Так вот, если владелец автомобиля начнет замечать даже малейшие перебои в работе системы, то нужно срочно отправлять своего «железного друга» на диагностику. Своевременное обращение в автосервис сможет повлиять на дельнейший процесс ремонта или же замену оборудования.

Во время проведения диагностики специалисты автосервиса смогут определить такие показатели работоспособности:

  • с какой частотой вращается вал;
  • насколько равномерно подается топливо;
  • показатели давления и определение его стабильности.

Диагностика и ремонт

Топливные насосы белорусской компании отличаются длительным сроком службы. Но даже они под влиянием суровых климатических условий, некачественного дизельного топлива и плохих дорог выходят из строя. В большинстве случаев портятся плунжерные пары или форсунки. Это является следствием того, что грязь и вода проникают в топливо и выводят из строя механизмы.

Диагностика ТНВД МАЗ

Диагностика ТНВД МАЗ начинается с определения самой проблемы. Есть ряд симптомов, которые указывают на неисправность топливного насоса:

  • двигатель плохо запускается,
  • имеется течь,
  • реакция двигателя на нажатие педали газа слишком медленная,
  • наблюдается задымленность во время работы,
  • слышны посторонние шумы,
  • на холостом ходу слышны перебои.

Глубокая диагностика требует наличия специализированного оборудования. Без дымометра, мотортестера и механотестера невозможно точно определить какая именно деталь ТНВД пришла в негодность. Подобные приспособления есть лишь в специализированных сервисах.

ремонт дизельной аппаратуры МАЗ

Компьютерная диагностика топливной аппаратуры МАЗ помогает определить, нуждается устройство в капитальном или косметическом ремонте. В некоторых случаях дешевле купить новый ТНВД.

Читайте так же:
Регулировка противотуманок в лачетти

Ремонт ТНВД МАЗ может включать в себя замену следующих деталей:

  1. дренажного штуцера,
  2. регулятора впрыска,
  3. насоса подкачки,
  4. толкателя,
  5. возвратных пружин,
  6. кулачково-роликового устройства привода плунжера,
  7. всережимного регулятора,
  8. редукционного клапана,
  9. корпуса,
  10. электромагнитного клапана, отвечающего за подачу топлива,
  11. рейки.

При капитальном ремонте дизельной аппаратуры МАЗ устройство полностью разбирается. Изношенные узлы и элементы заменяются. После того как установка новых деталей завершена, проводится регулировка и тестирование.

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

  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.

ТНВД рядного типа

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.

Схема устройства рядного ТНВД

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.

Читайте так же:
Как отрегулировать карбюратора сузуки сепия

Распределительный ТНВД

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

Устройство распределительного ТНВД насоса

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.

  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.

Схема устройства распределительного топливного насоса высокого давления

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.

  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.

Схема устройства роторного ТНВД

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.

Схема устройства магистрального ТНВД

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.

Разновидности систем впрыска топлива

Существует несколько систем подачи топлива в дизельные двигатели, каждая из них имеет свои нюансы и отличительные черты.

Рассмотрим подробнее каждую систему для лучшего понимания:

    Подача топлива производится посредством рядного насоса. Эта система используется с давних времен и является самой простой.

Цилиндр, двигающийся в гильзе, образует с ней плунжерную пару, в которой при движении вверх топливо сжимается и при достижении оптимальной силы давления открывается клапан, затем через форсунку производится впрыск.

Читайте так же:
Регулировка клапанов на форестере sg5

При движении вниз топливо заполняет пространство над цилиндром и цикл повторяется. Каждая плунжерная пара обслуживает отдельную форсунку, выстраиваясь в ряд (основа для названия). Данная система из-за достаточно небольшого давления, громоздких размеров, внушительного веса, медлительности и неточности в дозировке подачи топлива перестала соответствовать ритмам современности и экологическим стандартам.

Цилиндр в гильзе совершает не только поступательные, но и вращательные движения. Такие изменения облегчили вес двигателя и уменьшили габариты, повысили экономичность и управляемость системы.

Но отсутствие длительной износостойкости плунжерной пары, восприимчивость к завоздушиванию и зависимость давления от оборота двигателей приносят немало огорчений владельцам техники.

Но капризность такой системы проявилась в чувствительности к качеству солярки, а также в невозможности ремонта, когда при неполадках требуется полная замена.

Это максимально экономичная и экологичная конструкция, которая обеспечивает надежность насоса и независимость давления от количества оборотов в двигателе.

Но сложность системы и высокая требовательность к качеству топлива мешают данной конструкции достичь абсолютного совершенства.

Признаки неисправности дизельного мотора

Признаки эти таковы:

  • мотор запускается не с первой попытки, либо не заводится вовсе. В холодное время года в этом может быть виноват топливный фильтр тонкой очистки, который помимо основной своей работы выполняет еще т функцию подогрева солярки, перед тем, как та поступит в ТНВД, а впоследствии в форсунки и через них в камеры сгорания;
  • мотор работает с перебоями даже на холостых оборотах, стрелка тахометра на приборной панели подпрыгивает, во время движения машины водитель и пассажиры ощущают толчки. Вина за это может лежать как на работающем с перебоями насосе, так и на форсунках. В некоторых случаях причина этих рывков кроется в низкокачественном топливе, содержащем избыточное количество воды и посторонних твердых примесей;
  • существенно падает мощность мотора, что выражается как в снижении тяги, так и в ухудшении динамических характеристик машины. В первую очередь это будет выражаться в том, что автомобиль начинает хуже слушаться педали газа и медленнее набирать скорость;
  • увеличивается расход топлива. Казалось бы, насос работает хуже, а топлива двигатель потребляет больше. Это связано с тем, что ЭБУ, обнаружив падение мощности, автоматически переводит двигатель в аварийный режим, что увеличивает количество потребляемого им топлива;
  • но при этом солярка сгорать будет с меньшей эффективностью, то есть не полностью. И это будет видно из увеличившегося количества выхлопных газов и окраске их в густо-белый или угольно-черный цвет.

Все описанные признаки, как все вместе, так и взятые по отдельности, свидетельствуют о неисправности мотора. И чем быстрее вы приедете к нам, тем проще будет нашим специалистам устранить проблему и тем самым не только вернуть мотор к нормальной жизни, но и уберечь исправные его агрегаты от возможных поломок.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector