ТНВД: устройство, виды, принцип работы, регулировка и ремонт. Топливного насоса принцип работы
ТНВД (топливный насос высокого давления)
Топливный насос высокого давления или, как часто можно встретить в специализированной литературе и сети интернет, ТНВД, — один из важных и достаточно сложных узлов, как всех дизельных двигателей, так и еще пока малой части бензиновых моторов — тех из них, в которых осуществляется прямой впуск топлива в камеру сгорания.
Устройство, принцип работы и виды.
Из названия данного узла можно понять, что его основная задача состоит в том, чтобы подавать в движок топливо под высоким давлением (если представляете работу дизельного двигателя, то в нем топливо через форсунку подается этим давлением непосредственно в камеру сгорания, где в данный момент находиться сжатый воздух).
Виды ТНВД.
В силу этой своей задачи топливный насос высокого давления является достаточно сложным механизмом. При этом само конструкционное исполнение ТНВД делится на насколько видов:
- рядного типа,
- распределительного типа,
- магистрального типа.
В чем их отличия?
Два первых типа по своей конструкции очень схожи.
Топливный насос высокого давления рядного типа (фото).
Топливный насос высокого давления распределительного типа (фото).
В их основе лежит плунжерная пара (цилиндр и шток), совместная работа которых, приводимаяв действие от коленчатого вала через кулачковый механизм (вал), создает необходимое давление топлива. Разница состоит лишь в том, что в топливном насосе рядного типа количество плунжеров равно количеству цилиндров двигателя, соответственно, каждый плунжер обслуживает свой цилиндр. А в ТНВД распределительного типа — нет. К примеру, на обычном 4-цилиндровом двигателе при распределительном виде топливного насоса высокого давления чаще всего можно встретить 1-плунжерный механизм, который обслуживает все цилиндры. Система работает так, что в определенный момент времени плунжер подает необходимую порцию топлива под давлением к соответствующему цилиндру.
Устройство ТНВД рядного типа.
- штуцер напорной магистрали
- седло клапана
- пружина клапана
- корпус насосной секции
- нагнетательный клапан
- впускное и выпускное отверстия
- наклонная поверхность плунжера
- плунжер
- втулка
- рычаг управления плунжером
- возвратная плунжерная пружина
- пружина толкателя
- роликовый толкатель
- кулачок
- зубчатая рейка
Устройство ТНВД распределительного типа.
- шестерня привода регулятора подачи топлива
- входное отверствие топлива
- выходное отверстие топлива
- регулировочный винт
- электромагнитный запорный клапан
- распределительный блок
- штуцеры нагнетательных трубопроводов
- плунжер-распределитель
- кулачковая шайба
- ролик
- лопастной топливоподкачивающий насос
- фланец
Что из них лучше? — сказать сложно, так как у насосов и рядного, и распределительного типа есть свои неповторимые достоинства: рядный ТНВД за счет меньшей нагрузки на каждый плунжер имеет более длительный срок службы, зато система распределительного типа создает более равномерную подачу топлива.
Топливный насос высокого давления магистрального типа (фото).
Теперь перейдем к ТНВД магистрального типа. Данный тип топливного насоса, а точнее вся система подачи топлива еще иногда встречается под названием “Common Rail”. Главное отличие его от рассмотренных ранее видов в том, что топливо насосом под давлением здесь нагнетается не в камеру сгорания, а в топливную рампу (аккумулятор). Оттуда топливо распределяется по цилиндрам. Момент впрыска при этом контролируется электромагнитной форсункой, которая открывается по команде бортового компьютера. Сам же ТНВД применяемый в такой системе может иметь одну и более плунжерную пару и приводиться в действие от коленчатого вала.
Устройство ТНВД магистрального типа.
- приводной кулачковый вал
- ролик
- плунжерная пружина
- плунжер
- штуцер напорной магистрали (к топливной рампе)
- выпускной клапан
- впускной клапан
- электромагнитный клапан дозирования топлива
- фильтр тонкой очистки топлива
- перепускной клапан
- штуцер обратного топливопровода
- штуцер впускного топливопровода
Завершая обзорное описание видов ТНВД можно еще отметить тот факт, что оба первых типа топливных насосов по своей сути чисто механические узлы. Их работа построена на применение механических законов и может работать вовсе без применения электронных узлов. Система же с магистральным типом ТНВД относиться к более новому поколению, где во всем начинает властвовать электроника.
Ремонт и регулировка топливного насоса высокого давления.
Ремонт и регулировка топливной аппаратуры высокого давления — достаточно сложная задача, требующая как теоретической, так практической подготовки. Совсем мало автомобилистов пытается самостоятельно лезть в ее настройки и уж тем более ремонтировать. Чаще всего дизельными топливными насосами занимаются специализированные станции ремонта и диагностики, которые обеспечены необходимым оборудованием и квалифицированными кадрами.
Единственная задача, на которую можно отважиться самостоятельно, — регулировка оборотов холостого хода (ее описание довольно часто можно встретить в инструкции по эксплуатации автомобиля) – советую прочитать статью как отрегулировать холостой ход карбюратора ВАЗ 2107. Как правило, она подразумевает под собой подтяжку троса акселератора до достижения необходимых параметров. Однако даже такая простая процедура не всегда доступна для обычных автолюбителей на двигателях с электронным управлением впрыска. Ведь здесь кроме самой механической регулировки чаще всего необходимо выполнять еще и электронную настройку системы, которую без специального оборудования не произведешь.
Ну, а в заключении хотелось бы отметить тот факт, что ТНВД — достаточно дорогая деталь двигателя, поломка которой очень часто достаточно сильно бьет по карману автовладельца.
Основными причинами, которые приводят к поломкам топливного насоса, можно назвать некачественное топливо и несоблюдение регламента проведения диагностики. Так что в качестве совета:
1. старайтесь заправляться только на проверенных автозаправочных станция;
2. как только пробег автомобиля потребует проведения обслуживания — не откладывая, загляните на станцию диагностики.
Видео
Рекомендую прочитать:
autoepoch.ru
Система питания карбюратора
12. Назначение, устройство и работа топливного насоса двигателя
Топливный насос предназначен для подачи топлива из бака в поплавковую камеру карбюратора. Наибольшее распространение на автомобильных двигателях получили диафрагменные топливные насосы, приводимые в действие от распределительного вала.
Топливный насос, рис. 13, состоит из: крышки 1, головки 2 и корпуса 3. Между корпусом и головкой закреплена диафрагма 4. В головке насоса установлены впускные 5 и выпускные 6 клапаны. Насос приводится в действие при помощи эксцентрика распределительного вала. Во время вращения распределительного вала эксцентрик набегает на коромысло 10. При этом противоположное плечо коромысла опускается вниз вместе со штоком 4 и соединенной с ним диафрагмой 7, сжимая пружину 8. Над диафрагмой создается разряжение, и топливо поступает в рабочую полость насоса через впускные клапаны 5. При дальнейшем повороте распределительного вала эксцентрик выходит из-под коромысла, и оно опускается вниз. Пружина разжимается, и диафрагма перемещается вверх. Вследствие этого впускные клапаны 5 закрываются, а выпускные клапаны 6 открываются. Топливо по топливопроводу направляется в фильтр тонкой очистки.
Рис. 13 |
Количество топлива, подаваемое топливным насосом к карбюратору, регулируется автоматически в зависимости от давления в трубопроводе и зависит от хода диафрагмы. При закрытом впускном клапане поплавковой камеры диафрагма находится в крайнем нижнем положении. Плечо коромысла 10, действующее на шток через текстолитовую упорную шайбу, опущено вниз, а противоположное плечо поднято вверх, и привод насоса перемещается вхолостую.
Сила пружины диафрагмы меньше силы сопротивления игольчатого клапана, который вместе с поплавком регулирует поступление топлива в поплавковую камеру карбюратора. По мере расходования топлива игольчатый клапан карбюратора открывается, и диафрагма, прогибаясь вверх, подает в карбюратор очередную порцию топлива.
zelentsovsa.ru
Устройство топливного насоса высокого давления дизельного двигателя: общее
Важнейшим органом автомобильного организма является топливный насос. У дизельных машин он подает солярку под высоким давлением. Для бензиновых агрегатов этот узел под действием электропривода также направляет горючее к инжектору.
Содержание
- Пример дизельного агрегата
- Бензиновые агрегаты конкретно по моделям
- Кое-что еще
Рассмотрим устройство обоих типов топливного насоса в общих чертах. Прежде разберем устройство топливного насоса высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя.
- Самое главное – это плунжерная пара, то есть тонкий длинный поршень вкупе со своим цилиндром. Причем, внизу плунжера расположена его пружина. Толкатель поршня двигается из-за кулачка коленвала. То есть плунжерная пара приводится в действие коленвалом.
- Далее, важный элемент – это впускной клапан. Горючее подается из бака в канал сборочного узла, затем через впускной клапан попадает в надплунжерное пространство.
- Нагнетательный клапан служит для нагнетания топлива в канал форсунок, также он поддерживает в этом канале остаточное давление горючего.
Таковы основные элементы, относящиеся к устройству и работе насоса для дизеля. Причем, различают три вида дизельных ТНВД:
- рядный;
- распределительный;
- магистральный.
Рядный имеет количество плунжеров по числу цилиндров. У распределительного максимум две плунжерные пары, они подают горючее на все цилиндры сразу. Магистральный нагнетает топливо в рампу под более высоким давлением, чем у предыдущих типов.
А теперь рассмотрим устройство бензинового насоса высокого давления, хотя давление здесь заметно ниже.
- Первое – это электродвигатель постоянного тока. Здесь он придает действие гидронагнетательной системе.
- Гидронагнетательная система – это механическая часть всего агрегата, объединенная с электродвигателем общим корпусом. Механическая часть работает либо крыльчаткой по центробежному типу, бывает также шестеренчатый и роликовый тип.
- Обратный клапан способствует тому, чтобы бензин не попадал обратно внутрь бака.
Таковы основные узлы данного агрегата, подающего горючее. Также читайте про ремонт рулевой рейки Калины и подогрев топливного фильтра дизеля своими руками.
Пример дизельного агрегата
Здесь и далее разберем несколько конкретных нагнетающих узлов характерных типов.
- Лопастной топливоподкачивающий насос является первым звеном, он принимает горючее из трубопровода и подает непосредственно в ТНВД.
- Далее на валу топливоподкачивающего узла у ТНВД расположен распределительный плунжер.
- Последний взаимодействует с кулачковым диском. Кулачковый диск движется по роликовому кольцу. Он воздействует на распределительный плунжер, из-за которого горючее и попадает к форсункам.
Вот такой мудрый механизм, созданный инженерами Bosch, который обладает достаточно хорошей надежностью. Надо добавить, что работает он из-за воздействия кулачков коленчатого вала.
Подобный же сложный механизм от той же марки Bosch применяется на немецких дизелях. То есть, скажем, топливный насос для Фольксваген 1,6 D имеет аналогичное устройство. В его состав включены, по сути, те же элементы.
- Топливоподкачивающий насос роторно-лопастного типа.
- Центробежный регулятор через шестерни приводится в действие от топливоподкачивающего механизма.
- Центробежный регулятор состоит из дискового кулачка, связанного с распределительным плунжером, от которого горючее подается к форсункам.
Как видим, основные узлы совершенно идентичны описанным ранее применительно к Ниссану. Впрочем, такова суть построения большинства типов современных ТНВД для дизельных двигателей, приводимых в действие вращением коленчатого вала.
Бензиновые агрегаты конкретно по моделям
Далее рассмотрим бензиновые агрегаты. Для начала возьмем топливный насос Нивы Шевроле – посмотрим, каково его устройство. У данного автомобиля весь модуль расположен внутри бака, под задним сиденьем. Он объединен общим корпусом и включает.
- Сам электронасос.
- Поплавок и датчик указателя уровня топлива.
- Регулятор давления горючего.
Непосредственно узел, качающий топливо, включает.
- Электродвигатель коллекторный с двумя магнитами.
- Нагнетатель вихревого типа, где вращение лопастной крыльчатки придает горючему энергию.
Такая компоновка, плюс такой тип нагнетателя, характерны для многих марок автомобилей. Чтобы убедиться, рассмотрим еще несколько машин.
Например, разберем устройство топливного насоса ВАЗ 2110 с инжектором. Здесь действительно применена та же схема, описанная немного выше. Модуль таким же образом вделан внутрь бензобака, под задней седушкой. Он состоит из.
- Заборной сеточки.
- Датчика уровня топлива с поплавком.
- Самого электронасоса.
Последний здесь опять же состоит из двух компонентов. Перечислим их.
- Электродвигатель.
- Нагнетатель по типу вихревого с лопастным ротором, расположенным на той же оси, что и электродвигатель.
Что ж, особого различия с предыдущей конструкцией не наблюдается. Устройство насоса автомобиля ВАЗ 2110 подчиняется уже знакомым принципам.
Кое-что еще
Хотелось бы еще кое-что сказать о ресурсе работы этих нагнетающих горючее узлов автомобиля, а также о премудростях их эксплуатации.
Что касается сборочных узлов подачи топлива для дизельных двигателей – они весьма долговечны. Средний срок их службы не нормируется, однако были отдельные случаи, когда он достигал четверть века.
Общее устройство самого топливного насоса высокого давления таково, что наибольшую нагрузку воспринимает плунжерная пара. Если она изготовлена из качественных материалов, то износостойкость всего агрегата на высшем уровне.
Но поскольку смазка плунжерной пары производится топливом, то при постоянно плохом качестве солярки механизм быстро выходит из строя. Ведь частицы грязи или примеси воды попадают на трущиеся детали, нанося им неисправимый вред.
Относительно электронасосов подачи бензина можно сказать, что их срок службы не так долог из-за наличия электродвигателя. Последний легко выходит из строя при опустошенном бензобаке, когда агрегат, он ведь имеет погружной тип, работает вхолостую.
Вернуться вверх
Качество топлива здесь тоже влияет на долговечность узла. При регулярно заливаемом плохом бензине агрегат быстро ломается, поскольку забивается приемная сеточка, работать ему приходится под большой нагрузкой. Однако если соблюдать нормы эксплуатации, на одном нагнетательном узле можно проездить не одну сотню тысяч километров.
Итак, мы рассмотрели особенности строения данных агрегатов, принципы их работы. Приведенная информация послужит автолюбителям дополнением к копилке знаний.
Теперь узнайте всё про высокие обороты холостого хода и регулировку холостого хода.
daciaclubmd.ru
Топливный насос высокого давления (ТНВД): виды, устройство, принцип работы
Преимущественно ТНВД применяются, конечно же, в дизельных двигателях. А в бензиновых двигателях ТНВД встречаются лишь в тех агрегатах, на которых используется система непосредственного впрыска топлива. При этом насос в бензиновом двигателе работает куда с меньшей нагрузкой, поскольку такое высокое давление, как в дизеле не требуется.
Основные конструктивные элементы топливного насоса - плунжер (поршень) и цилиндр (втулка) малого размера, которые объединяются в единую плунжерную систему (пару), изготовленную из высокопрочной стали с большой точностью.
На самом деле изготовление плунжерной пары довольно трудная задача, требующая специальных высокоточных станков. На весь Советский союз был, если не изменяет память, всего один завод, на котором изготавливались плунжерные пары.
Как делают плунжерные пары в нашей стране сегодня можно увидеть в этом видео:
Между плунжерной парой предусматривается очень маленький зазор, так называемое прецизионное сопряжение. Это отлично показано в видео, когда плунжер очень плавно, с зависанием под действием собственного веса входит в цилиндр.
Итак, как мы уже сказали ранее, топливный насос применяется не только для своевременной подачи горючей смеси в топливную систему, но и для распределения его через форсунки в цилиндры в соответствии с типом двигателя.
Форсунки - связующее звено в этой цепи, поэтому они соединены с насосом трубопроводами. С камерой сгорания форсунки соединяются нижней распылительной частью, оснащенной небольшими отверстиями для эффективного впрыска топлива с дальнейшим его воспламенением. Определить точный момент впрыска ТС в камеру сгорания позволяет угол опережения.
Типы топливных насосов
В зависимости от особенностей конструкции различают три основных типа ТНВД - распределительный, рядный, магистральный.Рядный ТНВД
Этот тип топливного насоса высокого давления оснащается плунжерными парами, расположенными рядом друг с другом (потому и такое название). Их количество строго соответствует количеству рабочих цилиндров двигателя.Таким образом, одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива в один цилиндр.
Пары устанавливаются в насосном корпусе, в котором предусмотрены каналы входа и выхода. Запускается плунжер при помощи кулачкового вала, соединенного, в свою очередь, с коленвалом, от которого и передается вращение.
Кулачковый вал насоса, при вращении кулачками воздействует на толкатели плунжеров, заставляя их двигаться внутри втулок насоса. При этом поочередно открываются и закрываются впускные и выпускные отверстия. При движении плунжера вверх по втулке создается давление, необходимое для открывания нагнетательного клапана, через который топливо под давлением направляется по топливопроводу к определенной форсунке.
Момент подачи топлива и регулировка его количества, необходимого в конкретный момент времени может осуществляться либо с помощью механического устройства, либо с помощью электроники. Такая регулировка нужна для корректировки подачи топлива в цилиндры двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала (оборотов двигателя).
Механическое управление обеспечивается за счет использования специальной муфты центробежного типа, которая закреплена на кулачковом валу. Принцип действия такой муфты заключен в грузиках, которые находятся внутри муфты и имеют возможность перемещаться под действием центробежной силы.
Центробежная сила изменяется с ростом (или уменьшением) величины оборотов двигателя, благодаря чему грузики либо расходятся к внешним краям муфты, либо снова сближаются к оси. Это приводит к смещению кулачкового вала относительно привода из-за чего и изменяется режим работы плунжеров и, соответственно, при увеличении частоты вращения коленвала двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, а поздний, как вы догадались, при снижении оборотов.
Рядные топливные насосы весьма надежны. Их смазка осуществляется моторным маслом, поступающим из системы смазки двигателя. Они совершенно не привередливы к качеству топлива. На сегодняшний день применение таких насосов из-за их громоздкости ограничено грузовыми автомобилями средней и большой грузоподъемности. Примерно до 2000 года они применялись и на легковых дизельных моторах.
Распределительный ТНВД
В отличие от рядного насоса высокого давления, у распределительного ТНВД может быть либо один, либо два плунжера в зависимости от объема двигателя и, соответственно, необходимого объема топлива.
И эти один или два плунжера обслуживают все цилиндры двигателя, которых может быть и 4, и 6, и 8, и 12. Благодаря своей конструкции, в сравнении с рядными ТНВД, распределительный насос более компактен и меньше весит, и при этом способен обеспечить более равномерную подачу топлива.К основному недостатку данного типа насосов можно отнести их относительную недолговечность. Распределительные насосы устанавливаются только в легковые автомобили.
Распределительный ТНВД может оснащаться различными типами приводов плунжера. Все эти типы привода являются кулачковыми и бывают: торцевыми, внутренними, внешними.
Наиболее эффективными считаются торцевые и внутренние приводы, которые лишены нагрузок, создаваемых давлением топлива на приводной вал, вследствие чего они служат несколько дольше, нежели насосы с внешним кулачковым приводом.
Кстати, стоит отметить, что импортные насосы фирм Bosch и Lucas, наиболее часто использующиеся в автомобилестроении оснащены именно торцевым и внутренним приводом, а внешний привод имеют насосы серии НД отечественного производства.
Торцевой кулачковый привод
В этом типе привода, используемом в насосах Bosch VE, основным элементом является распределительный плунжер, предназначенный для создания давления и распределения топлива в топливных цилиндрах. При этом плунжер-распределитель совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.
Возвратно-поступательное перемещение плунжера осуществляется одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая, опираясь на ролики, перемещается вдоль неподвижного кольца по радиусу, то есть, как бы обегает его.
Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в исходное состояние осуществляется благодаря пружинному механизму.
Распределение топлива в цилиндрах происходит за счет того, что приводной вал обеспечивает вращательные движения плунжера.
Величина подачи топлива может быть обеспечена с помощью электронного (электромагнитный клапан) или механического (центробежная муфта) устройства. Регулировка осуществляется за счет поворота на определенный угол неподвижного (не вращающегося), регулировочного кольца.
Цикл работы насоса состоит из следующих стадий: закачка порции топлива в надплунжерное пространство, нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам. Затем плунжер возвращается в исходное положение и цикл повторяется заново.
Внутренний кулачковый привод
Внутренний привод применяется в распределительных ТНВД роторного типа, например, в насосах Bosch VR, Lucas DPS, Lucas DPC. В таком типе насоса подача и распределение топлива осуществляется посредством двух устройств: плунжера и распределительной головки.
Распределительный вал оснащается двумя противоположно-расположенными плунжерами, которые обеспечивают процесс нагнетания топлива, чем меньше расстояние между ними, тем выше давление топлива. После нагнетания давления топливо устремляется к форсункам по каналам распредголовки через нагнетательные клапана.
Подачу топлива к плунжерам обеспечивает специальный подкачивающий насос, который может отличаться в зависимости от типа своей конструкции. Это может быть либо шестеренчатый насос, либо роторно-лопастной. Подкачивающий насос находится в корпусе насоса и приводится в действие приводным валом. Собственно, он прямо на этом валу и установлен.
Распределительный насос с внешним приводом рассматривать не будем, поскольку, скорее всего, их звезда близка к закату.
Магистральный ТНВД
Такой вид топливного насоса применяется системе подачи топлива Common Rail, в которой топливо перед тем, как поступить к форсункам сначала накапливается в топливной рампе. Магистральный насос способен обеспечить высокую подачу топлива - свыше 180 МПа.
Магистральный насос может быть одно-, двух- или трехплунжерным. Привод плунжера обеспечивается кулачковой шайбой или валом (тоже кулачковым, разумеется), которые в насосе совершают вращательные движения, проще говоря, крутятся.При этом в определенном положении кулачков, под действием пружины плунжер перемещается вниз. В этот момент происходит расширение компрессионной камеры, за счет чего в ней снижается давление и образуется разряжение, которое заставляет открыться впускной клапан, через который топливо проходит в камеру.
Поднятие плунжера сопровождается увеличением внутрикамерного давления и закрытием клапана впуска. При достижении давления, на который настроен насос, открывается выпускной клапан, через который топливо нагнетается в рампу.
В магистральном насосе управление процессом подачи топлива реализуется дозирующим топливным клапаном (который приоткрывается или закрывается на необходимую величину) при помощи электроники.
smotr.net
