Avtoargon.ru

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

Электронный топливный насос высокого давления дизельного двигателя

Электронный топливный насос высокого давления дизельного двигателя

Многоплунжерные ТНВД выпускались в серийном производстве с 1996 по 1997 г.г.
Семиплунжерный ТНВД полностью оправдывал себя на «просторах страны Япония» и мог там «выхаживать» до 200.000 км без серьезного вмешательства.

Но это — в Японии, где отношение к экологии трепетное, где топливо высокого качества.

В Европе (и в России) нормы содержания примесей в топливе другие (например, серы,- по разным данным в нашем отечественном топливе его в десять или более раз больше, чем в японском топливе) и там семиплунжерный ТНВД был невыгоден по чисто техническим причинам (например: плунжера могли «садиться» из-за другого состава топлива), и поэтому в Европе и далее в России «прижились» — в основном — одноплужерные ТНВД .

Семиплунжерный ТНВД, явившийся «первой ласточкой» непосредственного впрыска топлива, поражал воображение количеством прецензионных деталей и точностью обработки:


фото 1

1-магнитный привод: приводной вал и шлицевый вал с магнитной проставкой между ними
2-опорная пластина плунжеров
3-обойма с плунжерами
4-седло обоймы плунжеров
5-редукционный клапан камеры высокого давления
6-клапан регулируемого высокого давления на выходе с форсунок-регулятор давления топлива
7-пружинный демпфер
8-барабан с нагнетательными камерами плунжеров
9-шайба-разделитель камер низкого и высокого давления с холодильниками для смазки бензином
10-корпус ТНВД с электромагнитным клапаном сброса и с портом для манометра

Как уже говорилось, при изготовлении этого ТНВД использовалось много свежих и запатентованных идей.
Например, «магнитный привод».

Такое название мы можем дать только условно, потому что при его работе используется как магнитный, так и механический принципы работы:


фото 2

Можно даже сказать, что применение такого «магнитного привода» явилось определенной «изюминкой» и вот почему: в семиплунжерном ТНВД отсутствует такой факт, как «попадание бензина в масло» вследствии физического разделения возможного контакта между бензином и маслом. В следующих модификациях ТНВД такая возможность присутствует: стоит только неправильно установить металлическую «гофру» и при этом хотя бы немножко «надорвать» ее, как попадание бензина в масло обеспечено

Фото 3Фото 4

На фото 3 показано 2 одинаковых (на внешний вид) т.н «гофры».
Но правая вследствии действия «оч.умелых ручек» оказалась такой, как на фото 4.
Вероятная причина: недостаток опыта.
В работе ТНВД применялось 7 плунжеров.

Фото 3Фото 4
Фото 5Фото 6

Рабочий ход плунжера составляет около 6 мм.

В одноплунжерном ТНВД рабочий ход плунжера составляет около 1мм, длина рабочей поверхности и конструкция позволяют до минимума снизить количество утечек топлива и поддерживать рабочее давление на постоянном уровне (при отсутствии механических неисправностей).


рис.1

Одноплунжерный ТНВД (модификация 1)

Состоит из трех узлов:
1 — Привод (фото 7)
2 — Топливный насос (секция высокого давления) — фото 8
3 — Регулятор давления (фото 9)

Фото 7Фото 8Фото 9

Оригинальной разработкой явился узел под названием «пластинчатый клапан мембранного типа»:


фото 10

Именно через этот клапан топливо из топливного бака поступает под низким давлением, «сжимается» плунжером и далее через этот же клапан поступает к перепускному клапану шарикового типа и далее по схеме.

На фото 8 стрелками показаны три пластины, из которых и состоит этот клапан мембранного типа.

Одноплунжерный ТНВД (модификация 2)

Этот топливный насос получил свое разговорное (сленговое) название «таблетка» — фото 9:


фото 11

Этот ТНВД гораздо меньше по размерам своего предшественника и использует при своей работе гораздо меньшее количество деталей не в ущерб общему принципу работы (более подробнее устройство этих ТНВД мы начнем разбирать в последующих статьях).

Одноплунжерный ТНВД (модификация 3)

Этот топливный насос высокого давления применяется, в частности, на автомобиле DION с двигателем 4G15.

Здесь еще меньше деталей, чем в остальных ТНВД системы GDI.

Одним из основных отличий от одноплунжерного ТНВД модификации 2, является особое устройство регулятора высокого давления (сказано к примеру, потому что подробно перечислять наличие или отсутствие пружинок, винтиков, каналов и так далее — нет смысла).


фото 12

Если на одноплунжерном ТНВД («таблетка») модификации 2, регулятор давления подвергается регулировке снаружи при помощи специального инструмента, то на модификации 3 регулятор давления конструктивно выполнен заодно с «обраткой» или, если сказать по другому, составляет единое целое вместе с трубкой ведущей в топливный бак:

Примечание: для наглядности клапан 5 на рисунке 1 показан в выдвинутом состоянии, хотя его штатное положение «закрыт и прилегает к седлу клапана 3».

Этот регулятор не рекомендуется разбирать и пытаться в нем что-то «порегулировать».
Во-первых, он завальцован, а во-вторых, если нет достаточного опыта или рядом нет мастерской, где Вам смогут помочь восстановить ТНВД в случае его поломки — «оно Вам надо»?
А далее идут «Примечания», посвященные одному вопросу — «Качеству топлива», качеству того, что мы с Вами постоянно заливаем в топливный бак своих «ласточек».
Конечно, к приведенным ниже высказываниям можно относиться двояко.
Можно поверить на слово, а можно поставить и под сомнение.
Как собирались эти данные?
Скорее всего — простым опросом.
А — согласитесь — легче всего «списать» какую-то неисправность на «плохое топливо», чем определить истинную причину.

Но тот факт, что в «стране Россия» топливо дерьматологированного качества» — этот факт никто, уверен, оспаривать не станет.

. департамент природопользования обращает внимание автовладельцев на то, что ежегодно на станции технического обслуживания автотранспортных средств по причине неисправности двигателя обращаются около 180 000 автовладельцев. Около 45% неисправностей двигателя из этого количества обращений (около 81 тыс случаев в год) связано с последствиями использования некачественного моторного топлива, подчеркивают специалисты департамента. При эксплуатации автомобиля на некачественном топливе чаще всего выходят из строя топливные фильтры (около 20% случаев), свечи (порядка 35%), форсунки (примерно 15%), другие элементы системы питания (около 10%).

Примечание 2:

«В свое время, когда этот вопрос (о введении «Евро-2») лишь обсуждался в правительстве, мы стали оснащать более экологически чистыми двигателями грузовые автомобили «Урал». Это привело к удорожанию продукции уральского автозавода и к сокращению спроса на нее», — отмечает директор департамента внешних связей компании «РусПромАвто» Владимир Торин, — «Поэтому мы были искренне удивлены, когда выяснилось, что введение этих норм откладывается. Компания оказалась в ситуации, когда инициатива наказуема».

По своей стоимости автомобили российских автозаводов уже вплотную приблизились к иномаркам и стремительно теряют позиции на рынке. Так, некоторые дилеры «АВТОВАЗа» уже заявляют о затоваривании складов и падении спроса на продукцию, что вынуждает их торговать автомобилями в ущерб собственной прибыли. При этом иностранным автоконцернам, осуществляющим сборку в России своих машин с более высокими экологическими характеристиками, удается держать затраты в узде, в то время как российские предприятия пытаются всячески отодвинуть введение более жестких экологических норм, ссылаясь на неготовность.

По большому счету, почти все российские автозаводы уже сейчас могут перейти на «Евро-2», и даже на «Евро-3». Однако переход этот может фактически убить наш автопром. По оценкам специалистов, введение норм Евро-2 приведет к удорожанию отечественных автомобилей в среднем на 500-1000 долларов. Большая часть автомобилей, выпускаемых «АВТОВАЗом», уже сейчас соответствует «Евро-2». Однако наиболее рентабельные машины завода, «классика» и «Нивы», под этот стандарт никак не попадают.

Правительство планировало «четко обозначить» сроки ввода «Евро-2» 19 мая в рамках обсуждения программы развития отечественного автопрома, после чего должно пройти 6 месяцев до начала действия технического регламента, вводящего новый стандарт. Однако к очередному заседанию необходимые документы в который раз оказались не готовы. Как сообщили в Минпромэнерго, проект специального технического регламента «О требованиях к выбросам вредных (загрязняющих) веществ колесных транспортных средств, выпускаемых в обращение на территории Российской Федерации» после внесения всех поправок только 14 мая был отправлен на согласование в федеральные органы исполнительной власти.

Правительство уже который год переносит сроки введения новых экологических стандартов. Стандарт «Евро-2» должны были ввести в России еще в середине 2002 года, тогда же правительство Касьянова приняло Концепцию развития отечественного автопрома, где были указаны сроки перехода российского автопрома на новые экологические стандарты. Однако под давлением автолоббистов введение «Евро-2» все время откладывалось. Теперь, в лучшем случае, «новый» стандарт будет введен не раньше следующего года.

Стандарт «Евро-1», действующий сегодня в России, предусматривает выброс бензиновым двигателем оксида углерода (СО) не более 2,72 грамма на километр пути, углеводородов (СН) — не более 0,72 г/км, оксидов азота (NO) — не более 0,27 г/км. «Евро-1» действовал в Европе с 1993 года, а в 1996-м его сменил более жесткий — «Евро-2». В нем, в частности, ужесточены почти в 3 раза (0,29 против 0,72) нормы по содержанию в выхлопе углеводородов.

Принятие законопроекта по вводу экологических норм Евро-2 в очередной раз откладывается. Ожидалось, что правительство рассмотрит его 19 мая на заседании, посвященном программе развития отечественного автопрома на ближайшие годы. Однако, по данным Autonews.ru, профильный комитет Минпромэнерго не успел согласовать поправки к законопроекту с прочими заинтересованными ведомствами.

Читать еще:  Что такое успокоителя двигателя в машине

Примечание 3:

Несмотря на все принимаемые властями меры и проводимые проверки, одним из главных недостатков в борьбе с преступлениями в ТЭК является отсутствие серьезных санкций уголовного преследования, слабая техническая оснащенность экспертно-криминалистических подразделений при проведении экспертиз и исследований на соответствие ГОСТу испытуемых образцов, а также недофинансирование исследований в испытательных центрах топлива. Об этом ранее говорил заместитель начальника Главного управления по налоговым преступлениям МВД РФ полковник милиции Юрий Перфилов.

Простые автолюбители могут отличить обычный бензин от суррогатного только при проведении лабораторного анализа. Есть также различные экспресс-методы проведения таких оценочных исследований, но такой анализ не имеет юридических оснований для предъявления претензий. Чтобы защитить свои права необходимо пройти довольно хлопотную процедуру. Сперва надо взять пробу, затем направить ее в стационарную лабораторию и лишь при соблюдении всех необходимых процедур можно потребовать компенсацию у владельца АЗС.

Помимо того, что почти четверть топлива в Москве не соответствует экологическим требованиям, примерно такое же количество бензина является суррогатом. По оценкам экспертов МВД РФ, доля суррогатного топлива на рынке составляет от 20 до 25%, то есть каждый четвертый литр продаваемого топлива — фальсифицированный. При этом Московский и Северо-Западный регионы являются наиболее криминализованными областями, где реализуется суррогатное топливо.

Как сообщил Л.Бочин, по фактам этих нарушений вынесено 49 постановлений об административном наказании. Кроме того, Л.Бочин добавил, что общий объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и воздух от автомобильного транспорта составляют в Москве 87% от общего объема загрязнений. Л.Бочин предложил также разработать законопроект об административной ответственности за реализацию некачественного моторного топлива в Московской области.

По его словам, всего в течение 2005г. в городе было проверено 220 АЗС. На 49 станциях выявлены 82 пробы моторного топлива, не соответствующие требованиям. Из них в 32 пробах превышена концентрация свинца, еще в 32 — концентрация серы, и в 27 обнаружено несоответствие по октановому числу.

В Москве только 78,4% от общего количества проверенных автозаправочных станций (АЗС) реализуют моторное топливо, соответствующее экологическим требованиям, сообщил сегодня на пресс-конференции руководитель департамента природопользования и охраны окружающей среды столицы Леонид Бочин.

Информацией поделились в мастерской
Дмитрия Юрьевича Кублицкого.
«The Moscow center of diagnostics and repair of systems GDI»
(Kublitsky Dmitry Jurjevich)
тел. 8 — 916 — 196 — 29 — 28
© Легион-Автодата

Топливный насос высокого давления

Сегодняшнее поколение водителей в своем большинстве ничего не слышали о тракторе ДТ-54, выпущенном на советских заводах количеством под миллион экземпляров. Вопрос на засыпку: что общего между ним, грузовым автомобилем КАМАЗ и японским джипом NISSAN SAFARI? Трактор, грузовик и легковой внедорожник.

Даже двигатели разнотипные: два первых транспортных средства оснащении дизелем, а Ниссан работает на бензине. Оказывается, что касается всех названных двигателей, на двигатель установлен топливный насос высокого давления (ТНВД).

Первым советским автомобильным двигателем с ТНВД был дизель «Коджу» (Коба Джугашвили), разработанный для ярославского грузовика Я-5. Работы по проектированию начались в 1931 году в одной из «шараг», организованных в те времена для некоторых представителей технической интеллигенции.

Здесь под руководством начальника КБ Н. Р. Бриллинга и был создан дизельный двигатель, окончательно доведенный к 1935 году и получивший название «НАТИ-Коджу». На нем был установлен рядный ТНВД, изготовленный на Самарском карбюраторном заводе. В силу ряда причин Я-5 не пошел в серию. Однако все наработки в дальнейшем были использованы на последующих двигателях.

Функции ТНВД

Рассматриваемое устройство используется в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), оснащенных впрыском топлива. В основном это дизели, но, с появлением инжектора, установка ТНВД стала применяться и на бензиновых моторах. Служит он для того, чтобы подать на форсунки горючее с высоким давлением.

Причем, задача, которую выполняет этот прибор, не сводится только к одной функции. Горючее должно подаваться в определенном количестве и в нужный для каждого цилиндра момент времени.

Необходимо уточнить место ТНВД в системе питания. Высоконапорный насос служит для увеличения давления и располагается в середине топливной системы ДВС (между баком и подающими форсунками).

Горючее к нему подается электрическим насосом, расположенным снаружи или внутри топливного бака. Его давления хватает, чтобы транспортировать топливо к первичной (низконапорной) полости ТНВД. А в камеру сгорания солярка впрыскивается форсунками.

Разновидности насоса

Как известно, существует несколько видов топливного впрыска:

  • Моновпрыск — когда вместо карбюратора на всасывающий коллектор устанавливается одна общая форсунка. Сегодня практически не применяется.
  • Распределенный (многоточечный). Перед каждым цилиндром установлена своя форсунка, причем горючее подается не в цилиндр, а во впускной коллектор (непосредственно перед клапаном). Момент впрыска задается обычно электроникой. Ей же регулируется и объем подачи горючего.
  • Прямой или непосредственный впрыск. Горючее впрыскивается сразу в цилиндр двигателя (топливно-воздушная смесь образуется в процессе такта всасывания).

Для каждого вида впрыска применяются и соответствующие разновидности топливного насоса высокого давления. Известны 3 вида этих устройств:

  1. Рядный прибор — представляет собой несколько секций одинаковых насосов, каждый из которых питает свою форсунку. По своему устройству единичные секции абсолютно одинаковы. Эти приборы устанавливались ранее на дизельных двигателях и работали по жесткой программе от газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя.
  2. Распределительный одноплунжерный насос — работает также синхронно с вращением коленчатого вала. На 4-тактном двигателе рабочий процесс происходит за 2 оборота коленвала. Насосный вал в это время совершит 1 оборот, а рабочий плунжер подаст очередную порцию топлива на каждую форсунку. Распределительные насосы чаще всего используются в моторах легковых автомобилей.
  3. Магистральный ТНВД. Этот прибор работает независимо по отношению к коленчатому валу. Его задача заключается лишь в создании необходимого давления в топливной магистрали, которую называют еще топливной рампой. Последняя является своего рода гидравлическим аккумулятором. Открыванием форсунок управляет электронный блок управления (ЭБУ) при помощи электромагнитного клапана. Топливный насос высокого давления такого типа применяется в системах впрыска Common Rail.

Рядный ТНВД

Конструктивно он состоит из отдельных нагнетающих секций, выполненных в виде плунжерных пар (поршень-втулка). Сопряженные детали изготавливают из высокопрочной износостойкой хромованадиевой стали, азотированной и закаленной до высокой твердости. После шлифовки внутреннюю поверхность втулок подвергают двукратному хонингованию: сначала крупной абразивной пастой, затем — мелкой. Плунжер доводят с помощью суперфинишной обработки.

При сборке ТНВД используется селективный метод подбора плунжерных пар. Детали сортируют по группам с отклонением между собой до 2-х микрон, поэтому детали разных узлов — невзаимозаменяемые.

Нагнетание топлива плунжером происходит за счет отсечки некоторого объема горючего и последующего сжатия в напорной магистрали. Поршень перемещается роликовым толкателем от кулачкового вала насоса, получающего вращение от коленвала. За два оборота коленвала каждый плунжер совершит один рабочий ход.

Количество горючего регулируется с помощью приводной зубчатой рейки, которая имеет механический привод от педали газа, либо перемещается шаговым двигателем от сигнала ЭБУ. Для этой цели плунжерная поверхность снабжена винтовой канавкой. Рейка с помощью зубчатой передачи поворачивает в корпусе направляющие гильзы, вследствие чего изменяется угловое расположение винтовой канавки, а, следовательно, и объем топливной порции.

Начало впрыска регулируется автоматически по частоте вращения двигателя. Этой цели служит центробежный регулятор момента впрыска. Он располагается в приводной муфте (черный маховик слева на первом фото). Внутри этот узел состоит из 2-х полумуфт, упруго разделенных между собой тангенциально расположенными пружинами и грузами. При увеличении оборотов за счет центробежной силы грузов пружины сжимаются, и кулачковый вал поворачивается на некоторый угол относительно приводной муфты, тем самым создавая опережение впрыска.

Несмотря на возраст конструкции, рядные насосы до сих пор используются на дизельных двигателях грузовых автомобилей. Это вызвано их высокой надежностью и неприхотливостью в отношении качества топлива. В качестве примера показан ТНВД 8-цилиндрового двигателя автомобиля КАМАЗ. Для сокращения осевых габаритов он выполнен V-образным, хотя все равно является рядным.

ТНВД распределительного типа

Этот прибор по сравнению с рядным обладает двумя преимуществами: он меньше его по размерам и более равномерно работает. Если рядные насосы устроены все одинаково, этого нельзя сказать в отношении распределительных аппаратов.

Во-первых, они разделяются по типу рабочего органа: плунжерного типа, или роторного. Во-вторых, — по типу привода: с торцевыми, внешними, или внутренними кулачками. Торцевой или внутренний привод работает в более благоприятных условиях, в связи с тем, что внутренние силы уравновешены, чего не скажешь о внешнем приводе.

Несмотря на указанные выше достоинства, распределительные аппараты менее долговечны. Это объясняется спецификой их работы. В то время как в рядных механизмах каждый плунжер в течение одного рабочего цикла совершает одно возвратно-поступательное движение, в распределительных устройствах рабочий плунжер за это время сделает столько ходов, сколько в двигателе цилиндров. Поэтому износ будет намного быстрее.

Читать еще:  Автомобиль из салона новый с замененным двигателем что с гибдд

Рассмотрим кратко устройство и принцип работы одноплунжерного торцевого распределительного прибора. Слева можно заметить ведущий вал, приводящий во вращение 3 механизма: ротор шиберного насоса подкачки, ведущий приводной кулачок и шестерню механизма регулирования подачи.

Соосно и синхронно с приводным валом вращается подвижный торцевой кулачок, жестко соединенный с рабочим плунжером. Оба кулачка (ведущий и рабочий) снабжены выступами по количеству цилиндров двигателя. Рабочий поджимается пружиной к ведущему кулачку. Когда выступы наезжают друг на друга, рабочий кулачок перемещает плунжер в направлении выходных штуцеров (на фото справа).

При этом плунжер отсекает дозу горючего из низконапорной полости, сжимает запертый объем и выталкивает его в один из выходных каналов, расположенных радиально в распределительном блоке. Поскольку плунжер вращается, будучи жестко связанным с коленчатым валом (но в 2 раза медленнее), при каждом последующем ходе нагнетающее отверстие плунжера совпадает с очередным выходом.

Лопастной насос всасывает горючее из топливного бака и подает его в камеру низкого давления. Распределительные насосы, подобно рядным, имеют механизм регулировки количества подаваемого топлива. Он может быть автоматическим (центробежным), или от ЭБУ. На фото показан как раз такой насос. Прямоугольная коробка, расположенная сверху, есть не что иное, как электронный блок управления количеством подаваемого топлива.

Область применения распределительных насосов — легковые автомобили, хотя встречаются и на грузовиках.

Магистральный ТНВД

Само название говорит об особенностях работы устройства. Этот насос обслуживает не отдельные форсунки, как рядный или распределенный, а одну общую магистраль, которая служит своего рода аккумулятором. В связи с тем, что конструкция освобождена от распределительной функции, она имеет более простое строение в сравнении с двумя предыдущими.

В качестве рабочих органов аппарат содержит от одного до трех нагнетающих плунжеров. Посредством кулачкового вала они поочередно совершают поступательные движения: по ходу нагнетания от кулачкового механизма, в обратную сторону — посредством пружины.

При этом горючее из низконапорной полости отсекается и подается к напорному штуцеру. Количественный состав смеси регулируется электромагнитным дозирующим клапаном, управляемым электроникой.

На рисунке показана схема топливного насоса магистрального типа. Чаще всего такие устройства применяются в системах Common Rail.

Бывает ли ТНВД на бензиновом двигателе?

Почему бы и не быть ТНВД у бензинового двигателя? Пуркуа па? — как говорят французы. В частности, ТНВД устанавливают на бензиновых моторах GDI — оснащенных системой прямого впрыска. Известно, что прямой впрыск используется в дизельных системах.

Так вот — работа система GDI является симбиозом дизельного и бензинового рабочего процесса. Бензин впрыскивается аналогично дизельному двигателю, а воспламенение топливно-воздушной смеси осуществляется не от калильной свечи, а от свечи зажигания, как в карбюраторном. В этом случае используются насосы распределительного типа.

Ремонт насосов высокого давления

Насос насосу рознь. Бензонасос вазовской «копейки» можно было отремонтировать в течение 15-ти минут. Отвернул 3 крепежных винта, и весь механизм — буквально на ладони. Засорившиеся клапаны легко продуваются, а если прохудилась диафрагма — достаточно купить копеечный ремкомплект и поставить его вместо неисправной детали.

Ремонт же топливных насосов высокого давления на коленке не сделаешь. Во-первых, даже причину неисправности определить не так легко, невзирая на встроенную в современных ЭБУ самодиагностику.

Один и тот же внешний симптом может вызываться неисправностью различных компонентов топливной системы, и даже других систем (например, состоянием газораспределительной системы или кривошипно-шатунной группы).

Поэтому ремонт ТНВД лучше выполнять на специализированных СТО с использованием современного диагностического и ремонтного оборудования.

В связи с широким распространением систем впрыска топливные насосы высокого давления являются одним из наиболее важных компонентов современного ДВС. Тенденция их развития заключается в переходе от секционных устройств к распределительным и магистральным. Последние особенно широко применяются в связи с появлением системы непосредственного впрыска Common Rail.

Топливный насос высокого давления дизельного двигателя

То́пливный насо́с высо́кого давле́ния (ТНВД) — неотъемлемый элемент любой системы впрыска топлива, подающей топливо непосредственно в цилиндр поршневого ДВС. По смыслу своего названия ТНВД предназначены для создания в топливной магистрали такого давления, которое по своей величине всегда должно быть гораздо больше давления в цилиндре двигателя, что необходимо для нормальной работы всех подобных систем впрыска топлива. Величина создаваемого давления — в диапазоне от 200 до 2000 бар. Конструктивно всегда является плунжерным насосом объёмного принципа работы с приводом от вращающихся элементов самого ДВС.

Содержание

  • 1 Назначение
  • 2 Разновидности
  • 3 Общее устройство ТНВД
    • 3.1 Принцип действия ТНВД
    • 3.2 Дополнительные агрегаты ТНВД
  • 4 См. также
  • 5 Ссылки

Назначение

ТНВД предназначены для подачи в цилиндры под определенным давлением и в определенный момент цикла, точно отмеренных порций топлива, соответствующих данной нагрузке приложенной к коленчатому валу. По способу впрыска различают топливные насосы непосредственного действия и с аккумуляторным впрыском.

В топливном насосе непосредственного действия осуществляется механический привод плунжера, а процессы нагнетания и впрыска протекают одновременно. В каждый цилиндр секция топливного насоса подает необходимую порцию топлива. Требуемое давление распыления создается движением плунжера насоса.

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

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

Разновидности

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

Устройство распределительного ТНВД:

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

Подачу топлива из бака в ТНВД обеспечивает топливоподкачивающий насос (также называемый топливным насосом низкого давления, ТННД). Он повышает давление топлива на величину около 5 бар. Редукционный клапан поддерживает стабильное давление на входе в насосную секцию ТНВД, которая расположена в корпусе.

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

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

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

  • М (4—6 цилиндров, давление впрыска до 550 бар)
  • А (2—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
  • P3000 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
  • P7100 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
  • P8000 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
  • P8500 (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1300 бар)
  • R (4—12 цилиндров, давление впрыска до 1150 бар)
  • P10 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
  • ZW (M) (4—12 цилиндров, давление впрыска до 950 бар)
  • P9 (6—12 цилиндров, давление впрыска до 1200 бар)
  • CW (6—10 цилиндров, давление впрыска до 1000 бар)
  • H1000 (5—8 цилиндров, давление впрыска до 1350 бар)

Общее устройство ТНВД

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

Принцип действия ТНВД

Движение кулачковый вал получает через муфту опережения впрыска и зубчатую передачу от коленчатого вала. При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель и смещает его, а он в свою очередь, сжимая пружину, поднимает плунжер. При поднятии плунжера он вначале закрывает впускной канал, а затем начинает вытеснять топливо, находящееся над ним. Топливо вытесняется через нагнетательный клапан, открывшийся за счёт давления, и поступает к форсунке.

Читать еще:  В чем разница двигателя qr20 и qr20de

В момент движения плунжера вверх винтовой канал, находящийся на нём, совпадает со сливным каналом в гильзе. Остатки топлива, находящиеся над плунжером, начинают уходить на слив через осевой, радиальный и винтовой каналы в плунжере и сливной в гильзе. При опускании плунжера за счёт пружины открывается впускной канал, и объём над плунжером заполняется топливом от подкачивающего насоса.

Изменение количества подаваемого топлива к форсунке осуществляется поворотом плунжеров от рейки через всережимный регулятор. При повороте плунжера, если винтовой канал совпадёт со сливным раньше, то впрыснуто топлива будет меньше. При обратном повороте каналы совпадут позже, и впрыснуто топлива будет больше.

На некоторых ТНВД (например, ТНВД трактора Т-130) часть секций отключается на холостых оборотах, соответственно, отключается и часть цилиндров двигателя.

Дополнительные агрегаты ТНВД

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

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

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

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

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

Принцип действия регулятора следующий:

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

Устройство и принцип работы топливного насоса высокого давления. Виды и типы ТНВД

Насос высокого давления, а другими словами ТНВД, отвечает за своевременный впрыск под давлением топлива через форсунки в цилиндры. Основа и принцип работы топливного насоса — это плунжерная пара, представляющая собой плунжер и втулку, между которыми существует минимальный зазор.

  • Виды топливного насоса высокого давления
    • Топливный насос бензинового двигателя
    • Распределительный насос дизельного двигателя
    • Рядный топливный насос высокого давления
  • Магистральный ТНВД

Виды топливного насоса высокого давления

Различают, следующие типы насосов высокого давления:

  1. Бензиновые двигатели, с прямым впрыском топлива.
  2. Дизельные двигатели, различают:
    • распределительный (имеет один плунжер, распределяющий топливо);
    • рядный (для каждого цилиндра своя плунжерная пара);
    • магистральный (нагнетает топливо сначала в рампу, а потом в цилиндр).

Топливный насос бензинового двигателя

Насосы высокого давления встречаются, как на дизельных, так и на бензиновых ДВС. ТНВД бензиновых агрегатов имеют систему прямого (непосредственного) впрыска, то есть бензин впрыскивается прямиком в цилиндры. Пример такого двигателя — Mitsubishi GDI, ранее мы уже писали о системе впрыска GDI.

При его эксплуатации обязательно следует заправлять самым высокооктановым топливом, производители не советуют использовать различные присадки к топливу, чтобы ТНВД нагнетал бензин с необходимым для корректной работы и нужной производительности давлением. Устройство ТНВД бензинного двигателя рассмотрим на примере движка GDI.

На рисунке выше показан ТНВД бензинового двигателя GDI, состоит из:

  1. Клапан-регулятор низкого давления
  2. Регулятор частоты вращения
  3. Штуцер с дросселем для выхода топлива
  4. Распределительная головка
  5. Насос низкого давления
  6. Автомат опережения впрыскивания топлива
  7. Внутренняя полость насоса
  8. Электромагнитный клапан остановки топлива

Основной причиной выхода из строя бензинового ТНВД служит низкое качество топлива на автозаправках. Что подвержено износу? Сначала образуются потертости на барабане, если заглянуть внутрь, видно характерную красноватость, похожую на ржавчину. Хорошо заметны потертости и на плунжерах. Первыми тревожными звоночками о нарушении правильной работы ТНВД служат снижение мощности и приемистости двигателя. Позже двигатель перестаёт заводиться. Во-избежании сложного и дорогого ремонта, владельцу данного агрегата, советуем сразу ехать в автосервис.

Распределительный насос дизельного двигателя

Используется на легковых авто, производства компаний Bosch, Denso, Delphi и прочее. Этот тип ТНВД отличается от рядных насосов тем, что они имеют всего один, два плунжера на цилиндры ДВС. Они занимают меньше места и легче весят, минусом таких насосов является недолговечность комплектующих деталей.

Насосы данного типа имеют разновидности конструкции привода плунжера. Он может быть внешним, внутренним или торцевым. Внешний тип привода используют на отечественных машинах, хотя внешний и торцевой характеризуются большей надежностью и долгой эксплуатацией. В них в отличие от внешнего кулачкового привода нет нагрузки узлы вала.

Основа распределительного ТНВД — это плунжер, который совершая движение, распределяет солярку по цилиндрам ДВС. Движется плунжер за счет вращения шайбы, обходящей кольцо по роликам. Она жмёт на плунжер, выполняя тем самым давление топлива. Чтобы плунжер вернулся в исходное положение, на него давит пружина.

Для подачи топлива на плунжеры необходимо небольшое давление, в ТНВД давление создается топливоподкачивающим насосом, который стоит на приводном валу. В зависимости от конструкции топливоподкачивающий насос, может быть роторно-лопастным, шестерным и др. Система смазки ТНВД производится дизельным топливом.

Регулируется количество подачи топлива разными методами. Первый способ — это электромагнитный клапан. Механически, количество подаваемого топлива определяют включением муфты воздействующей на дозатор через рычаги. Опережение впрыска регулируется с помощью поворота кольца на данный угол. Работа распределительного насоса включает следующие манипуляции, впускает топливо в надплужерное пространство, а после нагнетает и подаёт определённое количество топлива в цилиндры.

Рядный топливный насос высокого давления

Рядные ТНВД надёжны в эксплуатации, имеют общую с двигателем систему смазки — моторным маслом, можно использовать на низкокачественном топливе. Не используют на легковых машинах с 2000-ых годов.

Рядный топливный насос высокого давления состоит из:

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

Число плунжерных пар соответствует количеству цилиндров, корпус насоса имеет специальные канальцы подводящие топливо. Движение плунжера происходит от кулачка, который перемещается за счёт коленвала. Специальные пружины плотно прижимают плунжеры к кулачкам. При движении плунжера, то открывается, то закрывается впускное и выпускное отверстие, благодаря давлению в системе, открывается нагнетательный клапан и соляра поступает на форсунку. Отрегулировать количество подаваемого на форсунки топлива можно, как механическим путём, так и электронным способом.

Момент подачи дизеля зависим от частоты вращения коленвала. Механически, изменяется муфтой, внутри которой находятся грузики, расположенной на кулачковом валу. Когда увеличиваются обороты, грузики расходятся и вращают кулачковый вал. От количества оборотов изменяется и количество впрыска топлива.

Магистральный ТНВД

Магистральный топливный насос бывает 1, 2 или 3-ёх плунжерным. Привод плунжера состоит из шайбы и вала, благодаря вращению которых плунжер перемещается вперёд-назад, плунжер опускается и расширяется камера, благодаря этому давление в ней уменьшается, открывается впускной клапан и топливо попадает в камеру сгорания. При обратном перемещении плунжера, клапан впуска закрывается.

Отличительная особенность магистральных ТНВД заключается в том, что топливо сначала накапливается в рампе и только потом поступает в форсунки. Давление подачи дизельного топлива при этом может достигать 200 MPa. ТНВД настраивается на определенное давление, при котором приходит в действие выпускной клапан, пропускающий топливо в рампу. Подача топлива регулируется топливным клапаном управляемым электроникой.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector