Тнвд дизель: принцип работы, устройство, назначение, конструкция

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.

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.

Ремонт ТНВД дизеля: нюансы, особенности

ТНВД в системе питания дизеля. Нарушения в работе прибора, их внешние проявления. Как можно отремонтировать насос своими силами, последовательность действий. Советы для прибегающих к помощи специализированных сервисов.

У любого дизельного двигателя рано или поздно может потребоваться ремонт топливного насоса высокого давления. Как человеческое сердце с годами начинает «барахлить», так и этот аппарат подвержен возрастным изменениям. Наряду с естественным износом деталей, сказывается и заправка некачественным топливом. Дизельные агрегаты в этом плане более чувствительны, чем бензиновые моторы.

Предлагаемая статья поможет владельцам дизельных авто при возникновении проблем с топливным насосом. В ней также приводятся советы: как отремонтировать этот узел своими руками.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) представляет собой самостоятельный узел системы питания двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в первую очередь — дизельных. Хотя это устройство применяется и на бензиновых моторах с инжекторным впрыском, впервые оно было использовано именно на дизеле.

Главная функция его состоит в создании разницы давлений между напорной магистралью и камерой сжатия, чтобы обеспечить надежный впрыск горючего в полость цилиндра. Но этого мало.

Насос задает также последовательность подачи топлива к рабочим форсункам, то есть выполняет распределительную функцию. Помимо этого, он регулирует объем подачи в зависимости от режима движения (частоты вращения коленвала) и от некоторых других факторов: температура двигателя, включение и выключение кондиционера.

Наконец, подобно тому, как в карбюраторных моторах регулируется угол опережения зажигания, на дизельном двигателе ТНВД автоматически корректирует опережение момента впрыска.

Существуют насосы трех основных типов: рядные, с распределенным впрыском и магистральные. Устройство их рассматривается в отдельной статье. Здесь же стоит упомянуть лишь, что рядные насосы использовались до недавнего времени на грузовых дизельных автомобилях, тракторах и специализированной дорожно-транспортной технике.

Распределительные аппараты устанавливают на все легковые дизельные авто и на некоторые грузовые. Магистральные применяются в современных топливных системах Common Rail. Такие насосы лишены функции распределения топлива, эту задачу выполняет электронный блок управления двигателем (ЭБУ), который согласно программе командует рабочими форсунками.

Какие могут быть признаки неисправности топливного насоса? Как было сказано в начале статьи, основными причинами потери работоспособности ТНВД являются износ трущихся поверхностей и низкое качество топлива. Здесь можно уточнить, что под низким качеством солярки следует подразумевать и попадание в топливо воды. Ниже перечисляются внешние симптомы неблагополучной работы топливного насоса:

• Затруднен пуск двигателя — скорее всего, наступил износ плунжерной пары (или пар), и насос не развивает нужного давления. Проверяется простым способом. Нужно положить на ТНВД тряпку, полить ее холодной водой и выждать несколько минут. После чего повторить попытку. Если двигатель заведется, значит, причина действительно в износе. При охлаждении происходит уменьшение зазоров в сопряжении и повышается вязкость топлива, в результате чего насос обеспечивает необходимое давление.
• Потеря мощности. Из-за увеличившихся зазоров снижается давление впрыска, ухудшается работа всережимного регулятора оборотов.
• Перегрев двигателя. Причинами могут быть неправильная работа автомата опережения впрыска. В этом случае нельзя откладывать ремонт ТНВД «на потом».
• Растущий «аппетит» силового агрегата. Вызывается утечками топлива, износом плунжерных сопряжений, неправильным углом опережения впрыска.
• Жесткая работа мотора, которая может быть следствием чересчур раннего момента впрыска и неравномерностью подачи солярки в разные цилиндры. Правда последнее на распределительных ТНВД практически невозможно, так что, скорее всего, дело в форсунках.
• Черный выхлоп из выпускной трубы. Причина может быть в слишком позднем угле впрыска горючего.

При наличии перечисленных выше признаков необходимо подумать о ремонте топливного нагнетателя. Ниже рассматривается, как устранить некоторые неисправности аксиального ТНВД распределительного типа своими руками.

Следует оговориться, что прежде чем браться за эту работу, следует изучить устройство ремонтируемого агрегата, выяснить — какие могут понадобиться инструменты, потому что в некоторых случаях не обойтись без специальной оснастки, съемника, например.

Также следует приготовить фотоаппарат, чтобы фиксировать каждый этап разборки. В противном случае можно забыть — где находились те или иные детали. Для разборки необходимо приготовить подходящий стол и покрыть его чистой тканью или хотя бы листом белой бумаги. На полу не должно быть мусора, иначе случайно упавшую деталь можно и не найти.

Итак, что может самостоятельно сделать автолюбитель, не имеющий специальной квалификации?

1. устранить утечку топлива из корпуса насоса;
2. проверить исправность электромагнитного клапана;
3. проверить плунжерный механизм подачи горючего;
4. проверить автоматический регулятор частоты вращения;
5. очистить фильтрующие сетки;
6. проверить давление, развиваемое прибором;
7. отрегулировать автомат опережения впрыска.

Ниже описывается последовательность действий при самостоятельном ремонте ТНВД. На работающем двигателе отсоединяют тягу, соединяющую педаль газа с рычагом, регулирующим подачу топлива. После чего вручную покачивают рычаг в радиальном направлении, стараясь растянуть возвратную пружину.

Если через кольцевую щель не наблюдается просачивания солярки, значит, уплотнение не изношено. В противном случае требуется восстановительный ремонт сопряжения.

Пока насос еще не снят с двигателя, убеждаются в исправности электромагнитного клапана отключения подачи топлива. Если двигатель пускается и глушится при повороте ключа — клапан исправен. Как поступать в ситуации, когда этот компонент отказывает во время движения, будет рассказано несколько ниже.

Теперь же остается переходить к разборке насоса. Перед тем как отсоединять от агрегата топливные магистрали и электроподводку, необходимо протереть его корпус и соединения смоченной в солярке ветошью, после чего вытереть насухо, чтобы исключить попадание грязи в топливную систему. Снятый насос еще раз промыть, после чего снять крышку и слить с него топливо.

В первую очередь нужно разобрать привод регулировки подачи горючего и произвести ревизию уплотнений, а также оценить степень износа сопряженных деталей. Уплотнительные кольца обязательно меняют. Для этой цели необходимо купить ремкомплект для ремонтируемого прибора.

Что касается изношенных деталей, есть два способа отреставрировать их: восстановить изношенную ось с помощью хромирования, или выточить и поставить в корпус ремонтную бронзовую втулку. Корпус перед этим придется расточить.

Далее следует перейти к разборке и ревизии плунжерного нагнетателя. Отсоединяют от корпуса распределительную головку насоса, после чего кладут его шкивом вниз, чтобы не высыпались внутренности. Перед тем как вынуть кулачки, приводную шестеренку и муфту центробежного регулятора, нужно проверить, не заедают ли эти детали при движении, а затем, аккуратно поддерживая их пальцами, извлечь из корпуса.

Ролики, шайбы, оси кулачковой муфты целесообразно пометить маркером, потому что все сопряженные поверхности уже притерлись друг к другу, и будет лучше, если они так и останутся после сборки. После разборки нужно внимательно осмотреть детали на предмет обнаружения сколов или выработки. Сильно изношенные элементы следует заменить новыми.

Степень износа плунжерной пары оценить можно только приблизительно. Работоспособность прецизионного сопряжения проверяется после сборки насоса путем измерения его рабочего давления. Наконец, нужно продуть сжатым воздухом все фильтрующие элементы (сетки), после чего можно собирать насос в обратной последовательности.

Когда агрегат будет собран, нужно залить его соляркой, проворачивая вручную приводной валик, после чего можно устанавливать на место и подсоединять топливопроводы, шланги и электропроводку системы управления.

После того как мотор будет заведен, следует убедиться в правильности работы автомата опережения впрыска горючего, в зависимости от давления в полости низконапорного лопастного насоса. На этом блоке имеется свой регулятор холостых оборотов. При необходимости регулируют этот параметр, завинчивая или вывинчивая регулировочный винт.

Перед выполнением этой процедуры рекомендуется запомнить положение винта, сосчитав количество выступающих из контргайки витков резьбы, чтобы, в крайнем случае, вернуться к исходной настройке. В мануале на двигатель указывается требуемое количество оборотов на холостом ходу двигателя. Обычно они понижаются с 1100 оборотов после запуска до 750 — после прогрева дизеля с механической коробкой, и до 850 — на двигателе с автоматом.

В заключение проверяют давление в напорной магистрали, что является косвенной проверкой состояния плунжерной пары. Для этой цели понадобится манометр, рассчитанный на давление до 350 бар, соединительный шланг для подключения к насосу и переходник, включающий в себя стравливающий клапан.

В качестве измерительного прибора подойдет манометр ТАД-01А или более старый — КИ-4802. Если переходника в продаже не найдется, придется изготовить его самостоятельно.

Конечно, необходимо принимать во внимание размеры присоединительной резьбы, и куда планируется вворачивать соединительный шланг. Для измерения прибор подключают к центральному отверстию распределительного блока или к одному из напорных штуцеров.

После присоединения манометра к ТНВД проворачивают вал насоса с помощью стартера и фиксируют показание стрелочного индикатора. Если прибор показывает больше 250 атмосфер — это нормально (при работающем двигателе давление будет выше).

Как было обещано выше, несколько слов о том, что делать, если откажет в пути электромагнитный клапан отключения топлива. В этом случае двигатель внезапно остановится. Правда, причин этому может быть несколько. Чтобы отбросить версию неисправности электроклапана, его необходимо исключить из работы, поскольку в нормальном режиме он всегда открыт.

Для этого нужно снять питающий провод, изолировать его от массы, после чего вывернуть клапан, удалить из него наконечник с пружиной и поставить устройство обратно. Если двигатель все равно не заведется, причина, очевидно, — в чем-то другом. Если же мотор запустится, нужно искать неисправность в клапане.

Чтобы делать это не в дороге, нужно сначала добраться до дома. Правда глушить двигатель потом придется грубо, но просто: поставить машину на ручник, включить повышенную передачу и отпустить педаль сцепления.

А затем уже приступать к ремонту. Сначала следует проверить, — не сгорела ли обмотка электромагнита. Для этого соединяют клапан с плюсом аккумулятора с помощью отрезка исправного провода, после чего пытаются завести двигатель. Если он заводится, значит, сгорела обмотка. В противном случае ищут место утечки напряжения с подводящего провода.

Тем же, кто не имеет желания или возможности делать ремонт ТНВД самостоятельно, следует обратиться на специализированную станцию ремонта топливной аппаратуры. Хотя существуют и дилерские центры, выполняющие обслуживание и ремонт автомобилей определенной марки, топливной аппаратурой они, как правило, не занимаются, поскольку для этого требуется дорогостоящее диагностическое оборудование.

Основным стендом для диагностики и регулировки ТНВД является Bosch EPS-815. На нем проверяются различные параметры, заданные для данного насоса производителем. Например: пусковая подача горючего, объемная подача на различных режимах, давление на выходе и некоторые другие.

При выборе сервиса следует учитывать его надежность. Для этого нужно предварительно приехать на собеседование, где поинтересоваться мнением обслуживаемых клиентов. В таких случаях обращают внимание на историю выбранного сервиса. Как правило, недобросовестные фирмы существуют в сфере услуг не более одного года.

Слабым звеном ТНВД дизельных двигателей является чувствительность их к попаданию в топливную систему воды. Особенно подвержены этому легковые иномарки, для которых вода является главным врагом. Для уменьшения этой опасности зимой нужно поддерживать максимально возможный уровень топлива в баке, чтобы свести к минимуму образование конденсата.

Рядный ТНВД

Рядный ТНВД Топливный Насос Высокого Давления (Рус.) Топливный насос для дизельных двигателей (преимущественно грузовиков и автобусов) 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.

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.

Определяем неисправности ТНВД дизельного мотора

Топливная система является наиболее сложным узлом сложных в ремонте участков дизельного двигателя. Важно постоянно поддерживать ее в работоспособном состоянии, ведь разные поломки ТНВД могут впоследствии привести к серьезным неполадкам дизельного мотора, вплоть до полного выхода из строя.

Дизель сервис Дизель Лайф https://kzndiesel.ru/ предоставляет услуги по ремонту топливной аппаратуры дизельных двигателей. Работы выполняются квалифицированными специалистами при использовании современного оборудования и качественных запчастей. На все услуги представляется гарантия.

Явные признаки поломки ТНВД дизеля следующие:

Скачки в работе двигателя на всех диапазонах оборотов.  Очень часто такие неполадки связаны с тем, что в топливе находится вода. Есть ещё одна причина — подсос воздуха. Также неравномерная работа мотора может быть связана с неравномерной подачей топлива. Плохое распыление смеси, а также заедание иглы у распылителя, может привести к такой проблеме. Иногда поломка кроется в износе форсунок. Ремонт форсунок в Казани рекомендуем доверить специалистам сервиса kzndiesel.ru.

Заметное падение мощностных параметров. Если двигатель не выдаёт достаточно мощности, без явных на то признаков, вероятная причина неисправности в насосном агрегате. Засорение фильтрующего элемента также является причиной того, что внутрь цилиндров осуществляется недостаточная подача топлива.

Обильное дымление. Неисправности ТНВД, связанные с дымлением при работе мотора, являются самыми распространенными. Здесь нужно учесть цвет дыма. Именно он указывает на проблемы с топливным оборудованием. 

Если появляется белый дым, причины могут быть следующими:

• некачественное распыливание топлива;
• подсос воздуха внутрь топливной системы;
• попадание в цилиндры воды;
• неправильная регулировка угла подачи топлива.

Когда появляется дым чёрного цвета, значит, имеются нарушения в регулировке топливного насоса, недостаток воздуха и малый угол топливоподачи. Присутствует ещё один признак неисправности, связанный с резким изменением количества оборотов мотора. Это может быть связано с нарушением работы топливного насоса. Ремонт ТНВД в Казани на сервисе https://kzndiesel.ru/remont-tn… производится после качественной диагностики и точного определения неисправностей.

На правах рекламы

что это такое в машине, виды, диагностика и неисправности

Что собой представляет

Как уже многие поняли, данное название – это аббревиатура. Расшифровка ТНВД достаточно простая. Она расшифровывается как топливный насос высокого давления. Главная задача данного агрегата – подать вовремя в камеру сгорания дизель под высоким давлением. Дизельное топливо имеет одну важную особенность – качественное воспламенение возможно только при достаточном давлении. Если оно будет слишком низким, то искра не сможет воспламенить смесь. Применение стандартной поршневой системы считается неэффективным. Для работы дизельного мотора понадобится создать давление от 150 мегапаскаль. Решением этой проблемы и стал специфический для дизеля агрегат ТНВД.

С появлением передовой системы впрыска Common Rail, которая осуществляет электронное управление форсунками, насос стал выполнять только одно действие – создание достаточного уровня давления. При этом Common Rail устанавливается далеко не на всех автомобилях. Топливный насос высокого давления – это важный и незаменимый компонент, обеспечивающий правильную работу двигателя. Любому водителю дизельного авто будет полезно знать принцип работы аппарата и его разновидности.

Конструкция устройства

Существует несколько видов ТНВД дизельного двигателя. Далее будет описано общее устройство ТНВД. Насос включает два ключевых компонента: плунжер (или поршень) и цилиндр малого диаметра, по которому ходит поршень. Вместе они образовывают плунжерную систему. Изготавливается она только из высококачественной стали, чтобы выдержать без деформаций высокие давления. Важную роль играет высочайшая точность, с которой производится подобная плунжерная пара.

Многим водителям уже известно, что ТНВД является одним из самых дорогих элементов в конструкции. Использование качественного сырья и необходимость для производства высокоточного оборудования делают эту деталь такой дорогостоящей. На территории бывшего СССР было меньше 3 заводов, которые способны были изготавливать топливные насосы высокого давления.

Работа насоса возможна во многом благодаря очень маленькому расстоянию между плунжерной парой. Его называют прецизионным сопряжением. Также насос осуществляет распределение топлива по форсункам. Это промежуточный элемент в цепи, который объединен непосредственно с насосом. Нижняя часть форсунки находится в камере сгорания. Она отвечает за распыление дизеля. Точное время воспламенения определяется углом опережения.

Как правило, топливный насос высокого давления располагается в подкапотном пространстве недалеко от двигателя. На иномарках трубопроводы к форсункам от насоса будут металлическими, что затруднит демонтаж детали.

Теперь вы знаете устройство ТНВД дизельного двигателя. Это общая информация, так как более специфические детали конструкции необходимо изучать на примере насоса конкретного вида.

Разновидности ТНВД

Развитие технологий привело к появлению нескольких видов ТНВД. Далее будут рассмотрены следующие типы:

• рядный;
• распределительный;
• магистральный.

Каждый тип обладает своими особенностями.

Рядный

Это крайне надежный и долговечный тип насосов. В легковых автомобилях его перестали применять где-то в 2000 годах, но на дизельных грузовиках он используется повсеместно. ТНВД подобного класса смазываются моторным маслом, что позволяет работать даже на низкокачественном дизеле. Рядные модели устанавливаются в моторах с раздельными камерами сгорания.

Как понятно из названия, все плунжерные пары установлены в один ряд. Их количество определяется числом цилиндров в моторе. К коленчатому валу подсоединяется кулачковый вал. Именно он приводит в движение каждую из плунжерных пар. Для постоянного прижатия плунжера к кулачкам имеются специальные пружины.

Принцип действия достаточно прост: при вращении кулачкового вала плунжер сдвигается. Он закрывает собой впускное и выпускное отверстия. Параллельно создается высокое давление, благодаря которому происходит открытие нагнетательного клапана. После дизель через топливопровод поступает к конкретной форсунке.

За регулировку количества топлива отвечает электроника. В старых машинах это делается механическим путем. Последний способ предполагает поворот плунжера на небольшой градус внутри цилиндра. Это достигается за счет использования шестерни, соединенной с зубчатой рейкой. Рейка соединяется с педалью акселерометра. Корректный впрыск топлива при разном нажатии педали осуществляется с помощью специальной муфты. Она имеет пару грузиков, которые расходятся под действием центробежных сил и обеспечивают раннее или позднее впрыскивание, учитывая обороты мотора.

Распределительный

Это следующее поколение, обладающее парой важных преимуществ по сравнению с рядными моделями (меньшие габариты детали, более стабильная и плавная работа). При этом распределительные ТНВД разделяются на несколько подклассов:

• плунжерные или роторные;
• с торцевыми, внутренними или внешними кулачками.

В конструкции используется пара плунжеров, которые работают на все камеры сгорания. Из-за невысокой долговечности подобные устройства устанавливаются на легковых автомобилях. Плунжеры делают столько оборотов, сколько цилиндров в моторе, за счет чего и уменьшается существенно срок эксплуатации по сравнению с рядными ТНВД.

Магистральный

Большинство современных дизельных иномарок оснащается системой Common Rail, (прямой впрыск топлива). Неотъемлемым компонентом является магистральный ТНВД. Он характеризуется лучшей управляемостью процесса сгорания. Добиться этого удалось за счет подачи топлива не прямо в цилиндр, а в специальную аккумулирующую емкость (топливная рампа). Этот конструктивный ход позволил разделить процесс впрыска и создания давления.

В различных автомобилях используется топливный насос высокого давления с 1, 2 или 3 плунжерными парами. Дополнительно в конструкции может присутствовать гидравлический привод. Из аккумулирующей емкости топливо попадает в цилиндр через специальные клапаны, способные регулировать дозировку.

Магистральные модели являются верхом эволюции подобных насосов, предоставляя максимальную эффективность. Работа регулируется электронным блоком управления, что с другой стороны является уязвимостью. Также к недостаткам можно отнести прихотливость насоса к дизельному топливу и высокая стоимость. Малейшие деформации в движущихся компонентах могут вывести деталь из строя.

Как это работает

Давайте рассмотрим в подробностях принцип работы ТНВД. Как уже было описано ранее, конструкция состоит из плунжера и нагнетательного клапана. В ходе вращения кулачкового вала (который получает вращательный момент от коленчатого вала через передачу) он «набегает» на муфту. Последняя смещается в направлении форсунки, создавая в топливе над плунжером все большее давление. Параллельно закрывается впускной канал. При достижении конкретного показателя давления, нагнетательный клапан приоткрывается, а топливо вытесняется в форсунку.

При движении вниз остатки топлива уходят через специальный винтовой канал в корпусе плунжера. Отверстие в плунжере становится на одном уровне в определенный момент с выпускным каналом. Затем процедура повторяется. В современных иномарках управление осуществляется посредством электронного блока управления (ЭБУ).

ЭБУ получает информацию от датчика температуры, вращения вала и других, на основе которых формируются управляющие сигналы. Электронная система также учитывает, насколько педаль газа нажата, каковы температуры топлива и охлаждающей жидкости. В памяти устройства хранятся оптимальные режимы работы. На основе заложенных алгоритмов и поступающей информации электроника управляет цикловой подачей и углом опережения впрыска.

В зависимости от специфики устройства в конструкции могут быть дополнительные элементы, контролирующие работу ТНВД.

Признаки и причины неисправности

Очень многие автомобилисты интересуются тем, как определить, что топливный насос высокого давления дизельного двигателя вышел из строя или работает с проблемами. Существует ряд признаков, на которые следует обращать внимание:

• проблемный запуск мотора;
• повышенный расход дизеля;
• заметные провалы мощности;
• появление нетипичного шума или сторонних звуков при работе двигателя;
• высокая дымность выхлопа.

Причины этих явлений могут быть самые разнообразные. Первая и самая распространенная – естественный износ. Расстояние между плунжером и цилиндром увеличивается, начинает образовываться нагар, что, естественно, приводит к перебоям в системе. Возможна неравномерная подача топлива. Происходит она из-за следующих факторов:

• истирание металла плунжеров;
• повышенный износ клапанов или зубчиков на рейке;
• уменьшение пропускной способности форсунки;
• физические повреждения втулки.

Явным признаком износа плунжерной пары является «плавание» оборотов на холостом ходу.

Диагностика и ремонт

Определить точную поломку автомобилистам в гаражных условиях практически невозможно. Для диагностики ТНВД необходимы специализированные стенды и опытные механики. Даже если вы сможете демонтировать и разобрать насос, не рекомендуем самостоятельно что-то менять, учитывая высокую стоимость этой детали. Выполняйте ремонт только в специализированных техцентрах. Бывает, что ТНВД полностью исправен, а неполадки в функционирование вносит электронный блок управления. Проблема может быть как в «мозгах» машины, так и в датчиках. Некорректные показания хотя бы с одного из них приведут к неправильному формированию управляющих сигналов.

Чтобы максимально продлить срок службы насоса, рекомендуем использовать только качественное дизтопливо. Обязательно проверяйте состояние топливного фильтра. Если он будет слишком засорен, то даже качественное топливо будет постепенно создавать нагар на стенках втулки. Не пренебрегайте диагностикой, ведь своевременное обнаружение неполадки позволит сэкономить на ремонте. Дешевле заменить некоторые компоненты в ТНВД, чем покупать полностью новую деталь.

Теперь вы знаете, что ТНВД – это важный агрегат в конструкции дизельных автомобилей. Покупая дешевое горючее, задумайтесь, стоит ли ваша экономия поломки топливного насоса.

Присадка для ТНВД дизельного двигателя «СУПРОТЕК ТНВД» | SUPROTEC

Состав «ТНВД» содержит микрчастицы специально подобранных минералов. При добавлении состава в топливный бак эти частицы вместе с потоком топлива попадает в насос. В областях трения, а это прежде всего трение плунжера и плунжерной гильзы, минерал проявляет свои восстановительные функции. В его присутствии на поверхности плунжера образуется микронной толщины  металлический защитный слой. Этот слой устраняет микрозадиры и царапины на поверхностях плунжера и гильзы. Это предотвращает или существенно снижает обратный прорыв топлива при работе плунжера. 

Схожие процесссы происходят и в других зонах трения: оптимизируются зазоры в насосах подкачки, улучшается прилегание запорных игл в форсунках. Все это позволяет достичь ряда положительных потребительских эффектов:

Насос обеспечивает выходное давление в пределах рабочих характеристик, вовремя повышает давление при повышении оборотов. Это обеспечивает нормальное поступление топлива в камеры сгорания.

Восстановление давление улучшает впрыск, обеспечивает своевременную подачу нужного количества топлива. Это улучшает воспламенение и сгорание, приводит к повышению качества сгорания топлива, что обеспечивает повышение мощности при одновременном снижении расхода топлива на 3-5%.

Восстановление оптимального сопряжения плунжерных пар снижает вибрации и, следовательно, шумы при работе насоса;

Полное сгорание топлива снижает количество недогоревших частиц топлива в выхлопных газах. Это до 50% снижает их токсичность. 

Кроме того, несгоревшее топливо не попадает на лопатки турбины или в сажевые фильтры, что продлевает срок службы этих систем. 

Эффективность триботехнического состава была доказана в ходе независимых испытаний:

Знай свой автомобиль: 4 типа дизельных топливных насосов

На каждые 100 автомобилей, проданных в США, продается один автомобиль с дизельным двигателем. Если вы относитесь к этой группе пользователей дизельных двигателей, убедитесь, что вы знаете, какой у вас тип дизельного топливного насоса.

1. 1. ТНВД Common Rail. Этот насос представляет собой систему подачи дизельного топлива с электронным управлением. Он был разработан в соответствии со строгими требованиями к выхлопным газам 21 века.Он состоит из подающего насоса, Common Rail, форсунок с электронным управлением, различных датчиков для определения рабочего состояния двигателя и компьютера, который управляет всеми этими устройствами. Двигатель приводит в действие подающий насос, вырабатывающий топливо под высоким давлением. Common Rail распределяет топливо по форсункам, которые установлены на каждом цилиндре двигателя.
   2. Распределительный (роторный) ТНВД. Этот дизельный топливный насос также управляется электроникой с помощью различных датчиков, электронного блока управления и исполнительного механизма.Как и в насосе Common Rail, датчики определяют состояние двигателя и отправляют сигналы в блок управления. Привод регулирует количество впрыскиваемого топлива и его синхронизацию в соответствии с сигналами, которые он получает от блока управления. Блок управления определяет, какие сигналы он посылает, вычисляя оптимальные уровни для условий работы двигателя.
   3. ТНВД рядный. Одна из двух дизельных топливных систем с механическим управлением, рядный топливный насос высокого давления соответствует цилиндрам двигателя по количеству механизмов давления топлива.Этот насос в основном используется для средних и больших грузовиков и строительной техники. Распределительный вал приводит в действие механизмы регулирования давления топлива и количества впрыскиваемого топлива в корпусе насоса. Элементы в этом корпусе следуют порядку впрыска для подачи топлива в каждый цилиндр двигателя.
   4. Распределительный ТНВД. Распределительный топливный насос, также являющийся дизельным топливным насосом с механическим управлением, имеет только один механизм давления топлива, несмотря на количество цилиндров двигателя, которое может иметь транспортное средство.Распределитель спроектирован так, чтобы следовать порядку впрыска для распределения топлива под давлением в каждый цилиндр. В корпусе насоса находятся все его компоненты, включая регулятор, таймер и подающий насос. Этот компактный насос легкий и может работать на высоких скоростях, что делает его идеальным для небольших двигателей.

Знать точный тип дизельного топливного насоса вашего автомобиля важно, если он показывает признаки необходимости замены, которые могут включать резкие скачки скорости, повышение температуры автомобиля, уменьшение расхода бензина и многое другое.Если вы наблюдаете какой-либо из этих индикаторов, обратитесь к производителям дизельных насосов или производителей топливных насосов, чтобы узнать, нужна ли вам замена сегодня.

Дизельные топливные насосы — Топливный насос

Топливный насос высокого давления — это сердце дизельного двигателя. Точно поданное топливо поддерживает ритм или синхронизацию, которые обеспечивают бесперебойную работу двигателя. Одновременно насос также регулирует количество топлива, необходимое для получения желаемой мощности.ТНВД выполняет работу как дроссельной заслонки, так и системы зажигания, необходимых в бензиновых двигателях. При устранении неисправностей бензинового двигателя вы проверяете компрессию, топливо и искру. У дизеля нет системы зажигания, поэтому с ним на одну ошибку меньше. Основные успехи в разработке дизельного двигателя являются прямым результатом улучшенного впрыска топлива. Вот как работает ТНВД.

Насосы с линейным впрыском (рывками)
Первые насосы, в которых для подачи дозированного топлива в камеру сгорания использовались плунжеры, были разработаны еще в 1890-х годах.На это ушло почти сорок лет, но в 1927 году Bosch представила серийный линейный насос с спиральным управлением. Эти первые насосы очень похожи на Bosch P7100 (P-pump) на двигателях Dodge Ram 5.9L Cummins ’94 — ’98. Иногда их называют толчковыми насосами. Они состоят из отдельных насосов и плунжеров, соединенных в линию, по одному на цилиндр. Они активируются кулачком, который механически связан с двигателем. Тем не менее, насос может изменять время, хотя и не до такой степени, как система с электронным управлением.Рядные ТНВД похожи на рядные мини-двигатели. Первые рядные ТНВД обеспечивали давление впрыска от 3000 до 5000 фунтов на квадратный дюйм, в то время как более новый Bosch P7100, установленный на двигателях Cummins от ’94 до ‘981/2, обеспечивает давление 18000 фунтов на квадратный дюйм.

Распределительные (роторные) впрыскивающие насосы
Эти типы насосов имеют только один дозатор топлива. Вращающийся ротор обеспечивает гидравлическое соединение с различными портами на распределительной головке, что отчасти похоже на то, как распределитель работает на бензиновом двигателе.Преимущества роторного насоса только с одним плунжером в том, что все порции топлива абсолютно одинаковы, что позволяет уменьшить габаритные размеры. Кроме того, насосы распределительного типа имеют меньше движущихся частей по сравнению с линейными насосами. Двумя примерами механических ротационных насосов являются Stanadyne DB2 и Bosch VE. Stanadyne DB2 создает давление 6700 фунтов на квадратный дюйм, а Bosch VE — 17000 фунтов на квадратный дюйм.

Примером электронного роторного насоса является Bosch VP44, который может создавать давление 23 000 фунтов на квадратный дюйм.Это самый умный насос с максимальной ответственностью — даже по сравнению с новыми насосами Common Rail CP3. Это так, потому что все, что нужно сделать CP3, — это создать давление. Помимо создания давления, VP44 необходимо электронно контролировать время и количество топлива, подаваемого в двигатель.

Система впрыска Common-Rail
При системе впрыска Common-Rail сам насос потерял большую часть своих полномочий решать, когда и в каком количестве подавать топливо под давлением.Например, насос CP3 получает топливо из топливного бака. Затем он использует радиально-поршневую конструкцию для значительного увеличения давления. Топливо под высоким давлением отправляется в общую топливную рампу, которая по сути является аккумулятором для форсунок. Форсунки вступают во владение оттуда.

Насос-форсунки
Линии, соединяющие ТНВД с топливной форсункой, вызвали проблемы у первых инженеров-дизелей. Поэтому в 1905 году Карл Вайдман избавился от них, соединив впрыскивающий насос и инжектор.Насос-форсунка представляет собой компактную конструкцию с впрыском топлива, в которой плунжер насоса создает высокое давление за счет механической силы, прилагаемой двигателем. Плунжер и форсунка сливаются в одно целое, задача которого — подавать топливную струю в камеру сгорания. Чаще всего насос-форсунки используются в двигателях Volkswagen и больших дизельных двигателях. DP

Интересные факты о впрыске топлива
* Первые дизельные двигатели использовали сжатый воздух для подачи топлива в камеру сгорания.Это технология, оставшаяся после экспериментов с угольной пылью.

* Компания Atlas Imperial Diesel из Окленда, Калифорния, разработала свою первую топливную систему Common Rail еще в 1919 году.

* Основной проблемой для систем впрыска топлива является отсутствие подтекания в конце впрыска. Даже небольшая дополнительная капля нарушит цикл сгорания.

* В современных дизельных двигателях топливо выходит из форсунки под давлением 30 000 фунтов на квадратный дюйм. Для сравнения, это число укладывается в диапазон давлений, в которых работают гидроабразивы.Watejets использует высокое давление h30 для резки многих различных материалов, включая пластик, дерево, сталь и алюминий.

* Cummins и Scania объединились для создания системы впрыска XPI Common-Rail высокого давления, которая способна поддерживать высокое давление топлива при любой работе двигателя.

* Первые ТНВД имели масляные щупы.

Система впрыска топлива Common Rail

Ханну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием.Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : В системе Common Rail топливо распределяется по форсункам от аккумулятора высокого давления, называемого рампой. Рельс питается от топливного насоса высокого давления. Давление в рампе, а также начало и конец сигнала, активирующего форсунку для каждого цилиндра, контролируются электроникой. Преимущества системы Common Rail включают гибкость в управлении как моментом впрыска, так и скоростью впрыска.

Введение

Достоинства архитектуры системы впрыска Common Rail были признаны с момента разработки дизельного двигателя. Ранние исследователи, в том числе Рудольф Дизель, работали с топливными системами, которые содержали некоторые важные особенности современных систем впрыска дизельного топлива с общей топливной магистралью. Например, в 1913 году патент на систему впрыска Common Rail с механически управляемыми форсунками был выдан компании Vickers Ltd. из Великобритании [2092] .Примерно в то же время в Соединенных Штатах был выдан еще один патент Томасу Гаффу на топливную систему для двигателя с искровым зажиганием с прямым впрыском в цилиндр, использующего электромагнитные клапаны с электрическим приводом. Дозирование топлива производилось путем контроля времени, в течение которого клапаны были открыты [2085] . Идея использования клапана впрыска с электрическим приводом на дизельном двигателе с топливной системой Common Rail была разработана Бруксом Уокером и Гарри Кеннеди в конце 1920-х годов и применена к дизельному двигателю Atlas-Imperial Diesel Engine Company в Калифорнии в начале 1930-х годов. [2184] [2183] [2178] [2182] .

Работа над современными системами впрыска топлива Common Rail была начата в 1960-х годах компанией Societe des Procedes Modernes D’Injection (SOPROMI) [2086] . Однако пройдет еще 2–3 десятилетия, прежде чем регулирующее давление подстегнет дальнейшее развитие и технология станет коммерчески жизнеспособной. Технология SOPROMI была оценена компанией CAV Ltd. в начале 1970-х годов, и было обнаружено, что она дает мало преимуществ по сравнению с существующими системами P-L-N, которые использовались в то время. По-прежнему требовалась значительная работа для повышения точности и производительности соленоидных приводов.

Дальнейшая разработка дизельных систем Common Rail началась в 1980-х годах. К 1985 году Industrieverband Fahrzeugbau (IFA) из бывшей Восточной Германии разработал систему впрыска Common Rail для своего грузовика W50, но прототип так и не поступил в серийное производство, и через пару лет проект был прекращен. [2096] . Примерно в то же время General Motors также разрабатывала систему Common Rail для применения в своих легких двигателях IDI [2174] .Однако с отменой их программы по производству легких дизельных двигателей в середине 1980-х годов дальнейшее развитие было остановлено.

Спустя несколько лет, в конце 1980-х — начале 1990-х, производители двигателей начали ряд проектов по развитию, которые позже были приняты производителями оборудования для впрыска топлива:

• Компания Nippondenso доработала систему Common Rail для грузовых автомобилей [2093] [2094] , которую они приобрели у Renault и которая была запущена в производство в 1995 году на грузовиках Hino Rising Ranger.
• В 1993 году Bosch — возможно, из-за некоторого давления со стороны Daimler-Benz — приобрел технологию UNIJET, первоначально разработанную усилиями Fiat и Elasis (дочерняя компания Fiat), для дальнейшего развития и производства [2099] . Система Common Rail для легковых автомобилей Bosch была запущена в производство в 1997 году для автомобилей Alfa Romeo 156 [194] 1998 модельного года и Mercedes-Benz C-класса.
• Вскоре после этого Лукас объявил о контрактах на Common Rail с Ford, Renault и Kia, производство которых начнется в 2000 году.
• В 2003 году Fiat представил систему Common Rail следующего поколения, способную производить 3-5 впрысков / цикл двигателя для двигателя Multijet Euro 4.

Дополнительную информацию об истории систем Common Rail можно найти в литературе [2178] [2940] .

Целью этих программ развития, начатых в конце 1980-х — начале 1990-х годов, была разработка топливной системы для будущего легкового автомобиля с дизельным двигателем. В начале этих усилий было очевидно, что в будущих дизельных автомобилях будет использоваться система сгорания с прямым впрыском из-за явного преимущества в экономии топлива и удельной мощности по сравнению с преобладающей тогда системой сгорания с непрямым впрыском.Цели разработок включали комфорт вождения, сравнимый с таковым у автомобилей с бензиновым двигателем, соответствие будущим ограничениям выбросов и улучшенную экономию топлива. Рассматривались три группы архитектур топливной системы: (1) распределительный насос с электронным управлением, (2) насос-форсунка с электронным управлением (EUI или насос-форсунка) и (3) система впрыска Common Rail (CR). В то время как усилия по каждому из этих подходов приводят к коммерческим топливным системам для серийных автомобилей, система Common Rail обеспечила ряд преимуществ и в конечном итоге станет доминирующей в качестве основной топливной системы, используемой в легковых автомобилях.Эти преимущества включали:

• Давление топлива не зависит от частоты вращения двигателя и условий нагрузки. Это позволяет гибко контролировать как количество впрыскиваемого топлива, так и время впрыска, а также обеспечивает лучшее проникновение и смешивание даже при низких оборотах двигателя и нагрузках. Эта особенность отличает систему Common Rail от других систем впрыска, в которых давление впрыска увеличивается с увеличением числа оборотов двигателя, как показано на Рисунке 1 [289] . Эта характеристика также позволяет двигателям создавать более высокий крутящий момент на низких оборотах, особенно если используется турбонагнетатель с изменяемой геометрией (VGT).Следует отметить, что хотя системы Common Rail могут работать с максимальным давлением в рампе, поддерживаемым постоянным в широком диапазоне оборотов двигателя и нагрузок, это делается редко. Как обсуждается в другом месте, давление топлива в системах Common Rail можно регулировать в зависимости от частоты вращения двигателя и нагрузки, чтобы оптимизировать выбросы и производительность, обеспечивая при этом долговечность двигателя. Рисунок 1 . Взаимосвязь между давлением впрыска и частотой вращения двигателя в различных системах впрыска
• Пониженные требования к пиковому крутящему моменту топливного насоса. По мере развития двигателей с высокоскоростным прямым впрыском (HSDI) большая часть энергии для смешивания воздуха с топливом поступала от импульса распыления топлива, в отличие от вихревых механизмов, используемых в более старых системах сгорания IDI. Только системы впрыска топлива под высоким давлением были способны обеспечить энергию смешивания и хорошую подготовку к распылению, необходимую для низких выбросов ТЧ и УВ. Для выработки энергии, необходимой для впрыска топлива примерно за 1 миллисекунду, обычный распределительный насос должен обеспечивать почти 1 кВт гидравлической мощности за четыре (в 4-цилиндровом двигателе) 1 мс скачков за один оборот насоса, что создает значительную нагрузку на приводной вал [922] .Одна из причин тенденции к использованию систем Common Rail заключалась в том, чтобы минимизировать требования к максимальному крутящему моменту насоса. В то время как требования к мощности и среднему крутящему моменту для насоса Common Rail были аналогичными, подача топлива под высоким давлением осуществляется в аккумулятор, и, таким образом, пиковый расход (и максимальный крутящий момент, необходимый для привода насоса) не обязательно должен совпадать с событие впрыска, как в случае с распределительным насосом. Поток нагнетания насоса можно распределить на более длительную часть цикла двигателя, чтобы поддерживать более равномерный крутящий момент насоса.
• Улучшено качество шума. Двигатели DI характеризуются более высоким пиковым давлением сгорания и, следовательно, более высоким уровнем шума, чем двигатели IDI. Было обнаружено, что улучшенный шум и низкие выбросы NOx лучше всего достигаются путем введения пилотного (-ых) впрыска (ов). Это было проще всего реализовать в системе Common Rail, которая была способна обеспечивать стабильную подачу небольшого количества пилотного топлива во всем диапазоне нагрузки / скорости двигателя.

###