Личная страница Д.В.Фокина_Устройство_Учебники

Распределительный ТНВД серии VR с радиальным движением плунжеров

1.Общие сведения

В корпусе распределительного ТНВД серии VR
(рис. 1) объединены следующие узлы:

•лопастной топливоподкачивающий насос 2 с двумя
клапанами: регулирования давления и дросселирования перепуска;

•ТНВД 5 с радиальным движением плунжеров,
валом-распределителем и нагнетательным клапаном;

•электромагнитный клапан 7 высокого давления;

•устройство опережения впрыскивания с электромагнитным
клапаном установки момента начала впрыскивания;

•датчик 3 угла поворота приводного вала ТНВД;

•блок 4 управления ТНВД.

Объединение этих узлов в компактный агрегат
подразумевает очень точное изготовление отдельных узлов и четкую их связь при
совместной работе. Таким образом, в полном объеме могут выполняться жестко
заданные параметры функционирования, в том числе мощностные.

Рисунок 1 – Узлы распределительного ТНВД с радиальным
расположением плунжеров:

1
– приводной вал ТНВД; 2 – лопастной топливоподкачивающий насос; 3 – датчик угла
поворота приводного вала ТНВД; 4 – блок управления ТНВД; 5 – ТНВД с радиальным
движением плунжеров; 6 – вал-распределитель; 7 – электромагнитный клапан
высокого давления; 8 — нагнетательный клапан

Лопастной топливоподкачивающий насос с клапанами
регулирования давления и дросселирования перепуска

Мощный вал привода ТНВД от дизеля работает с одной
стороны в подшипнике скольжения, а с другой — качения. На этом же валу
установлен топливоподкачивающий насос, который подает топливо под давлением из
топливного бака к ТНВД.

ТНВД с радиальным движением плунжеров

Такой ТНВД приводится в действие от приводного вала,
общего с топливоподкачивающим насосом. ТНВД создает давление, необходимое для
впрыскивания топлива в цилиндр, и распределяет топливо по отдельным форсункам
двигателя.

Передача крутящего
момента с приводного вала на вал-распределитель ТНВД обеспечивается с помощью
соединительной муфты.

Электромагнитный клапан высокого давления

Располагается по оси
корпуса ТНВД, причем игла клапана входит в вал-распределитель и вращается
синхронно с ним. Клапан открывается и закрывается с переменной периодичностью,
зависящей от сигналов блока управления ТНВД. Продолжительность закрытого
положения клапана определяет длительность нагнетания топлива в магистрали
высокого давления, чем с высокой точностью регулируется величина цикловой
подачи топлива.

Устройство опережения впрыскивания

Подобное устройство с
электромагнитным клапаном и рабочим поршнем, расположенным поперек оси ТНВД,
находится на нижней стороне ТНВД. Оно приводится в действие гидравлической системой,
поворачивающей кулачковую шайбу в зависимости от нагрузки и частоты вращения
коленчатого вала в положение, соответствующее требуемому моменту начала подачи.
Этот момент регулируется электромагнитным клапаном установки момента начала
впрыскивания. Устройство опережения впрыскивания называют также электронным
регулятором впрыскивания.

Датчик угла поворота приводного вала

Состоит из установленного на приводном валу
инкрементного колеса (колеса датчика угловых отметок), держателя и датчика
угловых сигналов. Датчики служат для измерения угла взаимного расположения
приводного вала и кулачковой шайбы во время вращения. Зная величину этого угла,
можно вычислить действительную частоту вращения, положение устройства для изменения
угла опережения впрыскивания и угловое положение коленчатого вала.

Блок управления ТНВД

На верхней крышке ТНВД крепится его блок управления,
или комбинированный блок управления работой ТНВД и дизеля. В любом варианте
блок оснащен ребрами охлаждения. В зависимости от информации, полученной от
датчика угла поворота и блока управления работой дизеля, блок управления ТНВД
формирует управляющие сигналы для электромагнитных клапанов высокого давления и
установки момента начала впрыскивания.

2.Конструкция и привод ТНВД

Распределительный ТНВД с
радиальным движением плунжеров закреплен непосредственно на дизеле. Чтобы при
подсоединении магистралей высокого давления не перепутать их соответствие определенным
цилиндрам двигателя, штуцеры отвода топлива от насоса обозначены буквами А, В
… F. ТНВД такого типа применяются на дизелях с числом
цилиндров не более шести.

На приводной вал ТНВД передается крутящий момент
непосредственно с коленчатого вала двигателя. Конструкция механизма передачи
зависит от конструкции двигателя, а синхронность вращения валов дизеля и ТНВД
обеспечивается использованием привода с зацеплением — роликовой цепи, шестерен,
зубчатого ремня или зубчатой муфты. На четырехтактных дизелях частота вращения
приводного вала ТНВД составляет половину частоты вращения коленчатого вала и
соответственно равна частоте вращения распределительного вала.

3.Контур низкого давления

Важнейшими узлами
контура являются топливоподкачивающий насос, а также клапаны регулирования
давления и дросселирования перепуска топлива (рис. 2).

Рисунок 2 – Контур низкого давления:

1
– лопастной топливоподкачивающий насос; 2 – клапан регулирования давления; 3 –
клапан дросселирования перепуска

Топливоподкачивающий насос размещен вокруг приводного
вала. Между внутренней стенкой корпуса насоса и колесом-крестовиной
располагается приемная втулка с эксцентрически профилированной внутренней
поверхностью. Во внутренней стенке корпуса имеются два паза — подводящий и
отводящий, обеспечивающие перекачку топлива к ТНВД.

Внутри приемной втулки
вращается колесо-крестовина, на шлицах посаженное на приводной вал. В
направляющих канавках этого колеса-крестовины находятся подпружиненные шиберы
(заслонки), которые вследствие значительных центробежных сил и усилий пружины
прижаты к приемной втулке. Пространство, представляющее собой внутреннюю
камеру, образовано следующими элементами:

•внутренняя стенка корпуса;

•колесо-крестовина;

•эксцентрически профилированная внутренняя поверхность
приемной втулки;

•внешняя поверхность колеса-крестовины;

•два соседних шибера.

Топливо через подводящий паз попадает во внутреннюю
камеру, по которой движется к отводящему пазу под действием лопастей колеса.
Поскольку объем внутренней камеры, ограниченный двумя шиберами, уменьшается по
мере их поворота из-за изменения профиля внутренней поверхности приемной
втулки, топливо сжимается. В результате к моменту попадания в отводящий паз
давление топлива увеличивается.

Из этого паза через внутренние каналы в корпусе
топливо подается к различным узлам, в том числе и к клапану давления. В ТНВД
серии VR требуемый уровень давления по сравнению с другими видами
распределительных ТНВД довольно высок, и колесо-крестовина с шиберами вращается
с относительно высокой скоростью. Шиберы насоса при его работе прилегают к
внутренней поверхности приемной втулки под действием центробежных сил и усилия
внутренних пружин.

Для того чтобы
компенсировать интенсивный износ торцевой части шиберов и внутренней поверхности
приемной втулки, в торцах шиберов выточены углубления. Таким образом,
уменьшается площадь контакта шибера и внутренней поверхности приемной втулки.

Клапан регулирования давления

Давление топлива, создаваемое топливоподкачивающим
насосом на стороне нагнетания, зависит от частоты вращения колеса насоса. В то
же время это давление при возрастании частоты вращения увеличивается
непропорционально. Клапан регулирования давления (нагруженный пружиной щелевой
клапан) располагается в непосредственной близости от топливоподкачивающего
насоса и соединяется с отводящим пазом через отверстие. Клапан изменяет
давление нагнетания, создаваемое топливоподкачивающим насосом, в зависимости от
требуемого расхода топлива. Если создаваемое давление топлива превышает
определенную величину, торцевая кромка поршня открывает отверстия,
расположенные радиально, и через них поток топлива сливается по каналам насоса
к подводящему пазу. Если давление топлива слишком мало, эти радиальные
отверстия закрыты вследствие преобладания сил пружины. Предварительный натяг
пружины определяет, таким образом, величину давления открытия клапана.

Клапан дросселирования
перепуска

Для охлаждения
топливоподкачивающего насоса и удаления из него воздуха топливо проходит через
привинченный к корпусу насоса клапан дросселирования перепуска.

Этот клапан осуществляет отвод топлива к перепуску. В
его корпусе находится нагруженный пружиной шарик, который позволяет вытекать
топливу только по достижении определенной величины давления в канале.

Дроссель очень малого диаметра, связанный с линией
отвода, расположен в корпусе клапана параллельно основному каналу отвода
топлива. Он обеспечивает автоматическое удаление воздуха из насоса. Весь контур
низкого давления ТНВД рассчитан на то, что в топливный бак через клапан
дросселирования перепуска всегда перетекает некоторое количество топлива.

Топливный фильтр

Установка топливного
фильтра, рассчитанного непосредственно на потребности данной системы впрыска,
является условием нормальной работы топливного оборудования, поскольку загрязненное
топливо может нанести вред элементам насосов, клапанов давления и форсунок.

Топливо может содержать
воду в связанном (эмульсия) или несвязанном (например, конденсат, образующийся
вследствие изменения температуры) состоянии. Если вода попадет в систему
впрыска, может начаться коррозия.

Рассматриваемая система
впрыска требует, как и иные подобные системы, наличия топливного фильтра с
бумажным фильтрующим элементом и водосборником, откуда через определенные промежутки
времени необходимо через специальную пробку сливать скопившуюся воду.

4.Контур высокого давления

В контур высокого давления (рис. 3) входят ТНВД, а
также узел распределения и регулирования величины и момента начала подачи с
использованием только одного элемента — электромагнитного клапана высокого
давления.

Рисунок 3 – Контур высокого давления:

1
– блок управления; 2 – распределительный ТНВД с радиальным расположением
плунжеров; 3 – вал-распределитель; 4 – электромагнитный клапан высокого
давления; 5 – нагнетательный клапан

Насосная секция ТНВД с радиальным движением плунжеров
создает требуемое для впрыскивания давление величиной до 1000 бар. Она
приводится через вал и включает в себя (рис. 4):

•соединительную шайбу;

•башмаки 4 с роликами 2;

•кулачковую шайбу 1;

•нагнетающие плунжеры 5;

•переднюю часть  (головку) вала-распределителя 6.

Рисунок 4 – Примеры расположения радиально движущихся
плунжеров распределительного ТНВД:

а – для четырех или шести цилиндров; b –
для шести цилиндров; c – для четырех цилиндров

1
– кулачковая шайба; 2 – ролик; 3 – направляющие пазы приводного вала; 4 –
башмак ролика; 5 – нагнетательный плунжер; 6 – вал-распределитель; 7 – камера
высокого давления

Крутящий момент от приводного вала передается через
соединительную шайбу и шлицевое соединение непосредственно на
вал-распределитель.

Направляющие пазы 3 служат для того, чтобы через
башмаки 4 и сидящие в них ролики 2 обеспечить работу нагнетающих плунжеров 5
сообразно внутреннему профилю кулачковой шайбы 1. Количество кулачков на шайбе
соответствует числу цилиндров двигателя. В корпусе вала-распределителя
нагнетающие плунжеры расположены радиально, что и дало название этому типу
ТНВД. На восходящем профиле кулачка плунжеры совместно выдавливают топливо в
центральную камеру высокого давления. В зависимости от числа цилиндров
двигателя и условий его применения существуют варианты ТНВД с двумя, тремя или
четырьмя нагнетающими плунжерами (рис. 8а, b, с).

Распределение топлива с помощью корпуса-распределителя

Корпус-распределитель (рис. 5) состоит из:

•фланца 6;

•пригнанной к нему распределительной втулки 3;

•расположенной в распределительной втулке задней части
вала-распределителя 2;

•запирающей иглы 4 электромагнитного клапана 7 высокого
давления;

•аккумулирующей мембраны 10, разделяющей полости
подкачки и слива;

•штуцера 16 магистрали высокого давления с
нагнетательным клапаном 15.

Рисунок 5 – Корпус-распределитель:

а – фаза наполнения; b – фаза
нагнетания

1
– плунжер; 2 – вал-распределитель; 3 – распределительная втулка; 4 – запирающая
игла электромагнитного клапана высокого давления; 5 – канал обратного слива
топлива; 6 – фланец; 7 – электромагнитный клапан высокого давления; 8 – канал
камеры высокого давления; 9 — кольцевой канал впуска топлива; 10 –
аккумулирующая мембрана; 11 – полость за мембраной; 12 – камера низкого
давления; 13 – распределительная канавка; 14 – выпускной канал; 15 — нагнетательный
клапан; 16 – штуцер магистрали высокого давления

В фазе наполнения (рис. 9а) на нисходящем профиле
кулачков радиально движущиеся плунжеры 1 перемещаются наружу, к поверхности
кулачковой шайбы. Запирающая игла 4 при этом находится в свободном состоянии,
открывая канал впуска топлива. Через камеру низкого давления 12, кольцевой
канал 9 и канал иглы топливо направляется от топливоподкачивающего насоса по
каналу 8 вала-распределителя и заполняет камеру высокого давления. Излишек
топлива вытекает через канал 5 обратного слива.

В фазе нагнетания (рис.
9b) плунжеры 1 при закрытой игле 4 перемещаются на
восходящем профиле кулачков к оси вала-распределителя, повышая давление в
камере высокого давления.

Благодаря этому топливо под высоким давлением движется
по каналу 8 камеры высокого давления. Затем топливо через распределительную
канавку 13, которая в этой фазе соединяет вал-распределитель 2 с выпускным
каналом 14, штуцер 16 с нагнетательным клапаном 15, магистраль высокого
давления и форсунку поступает в камеру сгорания двигателя.

Дозирование топлива с помощью электромагнитного
клапана высокого давления

Электромагнитный клапан
7 (рис. 5) высокого давления по сигналу блока управления ТНВД перекрывает какал
подачи топлива, смещая запирающую иглу 4 к седлу. Закрытие клапана
соответствует моменту начала подачи топлива. Одновременно блок управления
начинает отсчет времени нагнетания. Дозирование подачи топлива определяется
интервалом между моментом начала подачи и моментом открытия электромагнитного
клапана и называется продолжительностью подачи. Продолжительность закрытия
электромагнитного клапана определяет, таким образом, величину цикловой подачи
топли-ва. С открытием этого клапана заканчивается подача топлива под давлением.

Избыточное топливо,
которое нагнетается вплоть до прохождения роликом плунжера верхней точки
профиля кулачка, направляется через специальный канал в пространство за
аккумулирующей мембраной. Скачки высокого давления, которые при этом возникают
в контуре низкого давления, демпфируются аккумулирующей мембраной. Кроме того,
это пространство сохраняет аккумулированное топливо для процесса наполнения
перед последующим впрыскиванием.

Для останова двигателя с
помощью электромагнитного клапана полностью прекращается нагнетание под высоким
давлением. Следовательно, не требуется дополнительный остановочный клапан, как
это имеет место в распределительных ТНВД с управлением регулирующей кромкой.

5.Устройство опережения впрыскивания

При неизменном моменте
начала впрыскивания и повышающейся частоте вращения коленчатого вала
увеличивается угловое смещение по коленчатому валу между моментами начала
впрыскивания и сгорания, так что процесс сгорания не начинается в нужный момент
(по отношению к положению поршня в цилиндре).

Наиболее благоприятно процесс сгорания, равно как и
лучшая отдача дизеля но мощности, протекает только в том случае, когда момент
начала сгорания соответствует определенному положению коленчатого вала или
поршня в цилиндре. Задачей устройства опережения впрыскивания является
увеличение угла начала подачи топлива при повышении частоты вращения
коленчатого вала. Это устройство, состоящее из датчика угла поворота приводного
вала ТНВД, блока управления и электромагнитного клапана установки момента
начала впрыскивания, обеспечивает оптимальный момент начала впрыскивания
соответственно условиям эксплуатации двигателя, чем компенсирует временной
сдвиг, определяемый сокращением периода впрыскивания и воспламенения при
увеличении частоты вращения.

Устройство опережения
впрыскивания, оснащенное гидравлическим приводом, встроено в нижнюю часть
корпуса ТНВД поперек его продольной оси (рис. 6).

Рисунок 6 – Устройство опережения впрыска с
электромагнитным клапаном:

1
– кулачковая шайба; 2 – шаровая цапфа; 3 – плунжер установки угла опережения
впрыскивания; 4 – подводной/ отводной канал; 5 – регулировочный клапан; 6 –
лопастной топливоподкачивающий  насос; 7 – выход из топливоподкачивающего
насоса; 8 – вход в топливоподкачивающий насос; 9 – подвод от топливного бака;
10 – пружина управляющего поршня; 11 – возвратная пружина; 12 – управляющий поршень;
13 – кольцеобразная камера гидравлического упора; 14 – дроссель; 15 –
электромагнитный клапан установки момента начала впрыскивания

Кулачковая шайба 1 входит своей шаровой цапфой 2 в
поперечное отверстие плунжера 3 так, что поступательное движение последнего
превращается в поворот кулачковой шайбы. В середине плунжера находится
регулировочный клапан 5, который открывает и закрывает управляющие отверстия в
плунжере. По оси плунжера 3 расположен нагруженный пружиной 10 управляющий поршень
12, который задает положение регулировочного клапана.

Поперек оси плунжера находится электромагнитный клапан
15 установки момента начала впрыскивания (на рис. 6 условно повернут в плоскость
устройства опережения впрыскивания). Он влияет на давление, действующее на управляющий
поршень, принимая сигнал от блока управления ТНВД.

Регулирование начала
впрыскивания

В зависимости от условий
эксплуатации двигателя (нагрузка, частота вращения коленчатого вала, температура
охлаждающей жидкости) блок управления работой дизеля предписывает установку необходимого
угла опережения впрыскивания, который определяется соответствующим полем
характеристик. В соответствии с этим управляется электромагнитный клапан
высокого давления. Для того чтобы ТНВД начал нагнетание в нужное время, кулачковая
шайба должна быть повернута сообразно требуемому моменту начала впрыскивания.

Регулятор начала
впрыскивания в блоке управления ТНВД постоянно сравнивает действительное значение
момента начала впрыскивания с заданным. Если различие этих сигналов выше допустимого,
регулятор изменяет момент начала впрыскивания с помощью электромагнитного
клапана установки момента начала впрыскивания. Информацию о действительном
моменте начала впрыскивания передает сигнал датчика угла поворота приводного
вала ТНВД или, в качестве альтернативы, сигнал датчика подъема иглы распылителя
форсунки.

Установка раннего
опережения впрыскивания

На неработающем двигателе плунжер 3 установки угла
опережения впрыскивания (рис. 6) благодаря возвратной пружине 11
устанавливается на позднее впрыскивание. При работающем двигателе давление
топлива внутри ТНВД изменяется клапаном регулирования давления в зависимости от
частоты вращения коленчатого вала. Давление топлива, проходящего через дроссель
14 в кольцеобразную камеру 13 гидравлического упора, сдвигает при закрытом
электромагнитном клапане 15 управляющий поршень 12 в направлении положения
«раньше» (на рис. 6 — вправо), преодолевая силу пружины 10 поршня. Благодаря
этому на «раньше» сдвигается и регулировочный клапан 5, открывая канал 4, ведущий
к камере за плунжером 3.

Топливо, поступая через
этот канал, может давить на плунжер, перемещая его в направлении положения
«раньше». Осевое перемещение плунжера 3 преобразуется через шаровую цапфу 2 в
поворот кулачковой шайбы 1 относительно вала привода ТНВД, что ведет к более
раннему набеганию роликов на кулачки и обеспечивает более раннее начало
впрыскивания. Возможность установки более раннего угла опережения впрыскивания
составляет до 20° угла поворота кулачковой шайбы (соответственно 40° угла поворота
коленчатого вала).

Установка позднего
опережения впрыскивания

Электромагнитный клапан
15 установки момента начала впрыскивания открывается, если он воспринимает
тактовый сигнал от блока управления ТНВД. При его открытии снижается
управляющее давление в кольцеобразной камере 13 гидравлического упора.

Управляющий поршень 12
перемещается силой пружины 10 в направлении положения «позже» (на рис. 6 —
влево).

Плунжер 3 при этом
остается на месте. Топливо может вытекать из полости за плунжером 3, только если
регулировочный клапан 5 откроет управляющее отверстие, соединенное с каналом 4.
Сила пружины 11 и реактивный момент на кулачковой шайбе 1 давят теперь на
плунжер 3 в направлении положения «позже», т. е. к исходному положению.

принцип работы, устройство, назначение, конструкция

Топливный насос высокого давления (популярная аббревиатура — ТНВД) — обязательный элемент блока подачи топливной смеси, который направляет бензин / дизельное топливо прямо в цилиндр. Агрегат может быть многопоршневым, распределительным и главным, применяется на дизельных и бензиновых двигателях внутреннего сгорания.

Ниже мы подробно рассмотрим характеристики и устройство детали, поговорим о классификации, назначении, основных неисправностях и других моментах. Отдельно дадим описание ТНВД в автомобиле Камаз, симптомы его неисправности и рекомендации по ремонту.

Содержание

1. Что такое топливный насос высокого давления в дизеле, назначение
2. Классификация и устройство ТНВД
3. Многоплунжерные
4. Распределительные
5. Магистральные ТНВД системы Common Rail
6. Дозировка топлива в ТНВД
7. Уровень давления и коэффициент сжатия
8. ТНВД в Камазе
9. Использование насосов высокого давления в бензиновых двигателях
10. Основные неисправности, их причины, ремонт ТНВД
11. Итог
12. Принцип работы ТНВД

Что такое топливный насос высокого давления в дизеле, назначение

Топливный насос, являющийся неизменным элементом автомобиля, предназначен для подачи топлива непосредственно к форсункам, а иногда и в топливную рампу. После этого дизельное топливо / бензин распыляется и воспламеняется в полости цилиндра.

Проще говоря, топливный насос высокого давления необходим для создания оптимального давления, которое должно быть выше, чем сжатие, создаваемое внутри камеры сгорания. В среднем это значение колеблется от 200 до 2000 бар в зависимости от типа, конструкции и других характеристик.

Классификация и устройство ТНВД

Конструктивно ТНВД бывает нескольких типов, которые имеют схожий принцип работы и разную конструкцию. Рассмотрим подробнее каждый из типов.

Многоплунжерные

Особенность — наличие индивидуальных плунжеров для каждого цилиндра. Эти типы насосов бывают двух типов:

1. Тип V: устанавливается под углом 75-120 градусов в 2-х рядной конструкции;
2. Ряды: собирают в один ряд и кладут рядом друг с другом.

В рядных насосах топливо подается в форсунки двигателя по определенному алгоритму с использованием механической трансмиссии и кулачков. Последние управляют парой поршней и обеспечивают их движение.

Когда поршень опускается, топливо всасывается и давление повышается вверх, а затем подается топливо. Время открытия рассчитывается с помощью ЭБУ, который получает команды от нескольких датчиков, которые контролируют положение педали акселератора и частоту коленчатого вала.

В насосах с V-образным впрыском поршень перемещается вместе с направляющими, которые воздействуют на элемент втулки. Благодаря этому устройство занимает меньше места, имеет большую жесткость, более короткий распредвал и более высокое давление подачи топлива.

Распределительные

В таких топливных насосах высокого давления предусмотрен один или два поршня, которые подают топливо непосредственно в камеру сгорания. Количество цилиндров 4-12. Насосы высокого давления распределительного типа популярны в легковых автомобилях, так как они быстрее изнашиваются на грузовиках. Этот тип насоса чаще всего встречается на бензиновых двигателях.

Поршневой привод выполнен в виде вращающегося кулачкового механизма терминального типа с внешним приводом. Последний вариант наиболее популярен, так как для него требуется всего лишь пара поршней. Внешне приводные системы практически не используются из-за низкой надежности.

Поворотные приводы имеют только одну секцию подачи топлива и от двух до четырех пар поршней. Здесь нет отдельных втулок, потому что они выглядят как дырочки в распредвале ТНВД. Что касается особенностей работы, то они очень похожи на финальную версию.

Магистральные ТНВД системы Common Rail

Название предполагает, что этот тип насоса используется в системе CommonRail, что означает сбор топлива в топливной рампе перед его отправкой в ​​форсунки. Система имеет до трех плунжеров высокого давления. Поршневой механизм приводится в движение вращающимся валом и пружиной. В определенный момент кулачок воздействует на пружину, а также на поршень, что приводит к увеличению объема над поршнем.

Вышеуказанные действия приводят к вакууму в камере, открытию клапана и подаче топлива.

При повышении давления клапан закрывается и клапан движется в обратном направлении с параллельным сжатием топлива. При достижении необходимого уровня открывается специальный клапан и подается топливо.

Дозировка топлива в ТНВД

При изучении ТНВД двигателя необходимо учитывать особенности агрегата с позиции подачи топливной смеси. По принципу дозирования это:

• смешанный.
• устранять узкие места в поставках;
• с отсечкой в ​​финальной фазе;

На дизельных двигателях, как правило, применяется первый вид дозирования с остановкой и использованием перепускного клапана. Последний работает после повышения давления выше определенного уровня, отправляя определенную часть топлива в основной бак.

В ТНВД распределительного типа используется второй вариант с дросселированием. Здесь определенный объем смеси из основного контура направляется во всасывающий бак. Количество топлива регулируется муфтой или электромагнитным клапаном, который перемещает неподвижное кольцо в определенное положение.
Регулировка подачи топлива:

1. механический / электронный;
2. пружина (с закрытием дозатора).

В новых автомобилях для снижения расхода топлива используется ЭБУ, который следит за настройками насоса и сообщает об ошибках в случае неисправностей.

В его функции входит расчет дозировки для каждого клапана. После ремонта ТНВД данные стираются, что может потребовать новой настройки. Регулировку следует проводить с помощью специальных креплений и с привлечением специалистов.

Уровень давления и коэффициент сжатия

Эффективность топливного насоса зависит от правильной дозировки, правильного выбора времени подачи топлива в камеру сгорания и создания необходимого давления. Здесь выделены следующие параметры для различных ТНВД:

• На бензиновых двигателях — 3-11 МПа.
• Магистраль: до 135-200 МПа. Давление усилилось с развитием технологий и появлением новых поколений. Например, системы первого поколения работали при давлении 17–135 МПа, а последнее (4-е) — 23–200 МПа.
• Линейный — 55-135 МПа, в редких случаях от 15 МПа.

Важным моментом в работе дизельного двигателя является степень сжатия.

При расчете коэффициента учитывается отношение объема цилиндра (максимальный параметр) к размеру камеры, когда поршень находится вверху. Средняя степень сжатия составляет от 18: 1 до 22: 1. Эти показатели учитываются вместе с давлением ТНВД и другими параметрами двигателя.

ТНВД в Камазе

Грузовик Камаз занимает лидирующие позиции на российском рынке и значительно отстает от конкурентов в других странах мира. В основном в линейку легковых автомобилей входят грузовики с дизельными и турбированными двигателями. Функционально назначение ТНВД в Камазе не отличается от других грузовиков. В его обязанности входит подача топлива к форсункам, создание необходимого давления и дозировки, определение времени подачи и очистка топливной смеси.

В зависимости от модификации ТНВД Камаз может отличаться. Практически на всех автомобилях этого производителя используются двухрядные V-образные насосы. Конструктивно они имеют 8-секционную конструкцию, по четыре в ряду. Такие устройства работают по механическому принципу и в сочетании с коленчатым валом.

Конструктивно ТНВД КамАЗ состоит из следующих узлов:

• Толкатели плунжеров.
• Арматура: предназначена для слива / подачи топлива.
• Датчики, устройства контроля и управления топливным насосом.
• Корпус, который закрывает и защищает остальные узлы.
• Пружины — Помогают перемещать поршень в цилиндр и передавать энергию кулачка на толкатели плунжера.
• EM-клапан для закрытия процесса кормления.
• Базовый элемент (пара поршней) установлен в своих секциях.

Работоспособность этого КамАЗ-элемента обеспечивается работой электроники, которая обеспечивает своевременную подачу и оптимальное давление ТНВД. При этом снижается расход топлива, гарантируется его 100% сгорание и, как следствие, высокий КПД.

Топливный насос КамАЗ работает по следующему принципу:

• Воспламенение топлива.
• Поршень закрывает впускной клапан и увеличивает давление.
• Открытие всасывающего клапана и запуск нового цикла.
• Передача энергии от коленчатого вала к кулачку.
• Перемещение поршня с помощью пружин и его движение.
• Удалите излишки топлива и верните поршень в исходное положение.
• Стартер вращения распределительного вала и толкатели.
• Работа клапана форсунки и подача топлива.

Как видите, принцип работы ТНВД КамАЗ классический, что упрощает обслуживание и облегчает ремонт агрегата в случае поломки.

Использование насосов высокого давления в бензиновых двигателях

У многих автовладельцев существует стереотип, что ТНВД используется только на дизельных двигателях. Это не так, потому что высокое давление может также потребоваться в бензиновых двигателях внутреннего сгорания с прямым впрыском.

Например, на двигателях с системой GDI устанавливается топливный насос, когда топливо подается непосредственно в цилиндры. Такие двигатели требуют заправки качественным бензином с высоким октановым числом.

Не рекомендуется использование топлива с присадками, так как это может привести к ошибкам в работе ТНВД и снижению его КПД. Конструктивно механизм на моторах GDI состоит из следующих элементов:

• внутренняя полость;
• руководитель отдела сбыта;
• автоматическое продвижение впрыска бензина.
• регулирующий клапан низкого давления;
• разъем и бабочка для отвода топлива;
• EM клапан остановки подачи топлива;
• устройство регулятора вращения;
• насос низкого давления;

Ошибка многих владельцев бензиновых авто с ТНВД — экономия топлива, из-за чего дорогой механизм быстро выходит из строя.

На первом этапе образуются потертости поршней, а внутри можно заметить красноватый оттенок, похожий на коррозию. Первыми признаками неисправности могут быть снижение мощности и затруднение запуска. В этих случаях необходимо обратиться в СТО для ремонта. Подробнее на этих вопросах мы остановимся ниже.

Основные неисправности, их причины, ремонт ТНВД

Топливный насос — сложный агрегат, который может выйти из строя при работе. Как уже отмечалось, причиной проблем может быть низкий уровень топлива, и плунжеры поражаются первыми. В этом случае симптомы поломки очень похожи на характерные для двигателя.
Неисправность ТНВД проявляется следующими симптомами:

• потеря мощности;
• нестабильность ДВС на малых оборотах;
• подозрительные шумы и т д
• увеличение потребления;
• перегрев мотора;
• появление дыма в выхлопной системе;
• утечка топлива;

К основным причинам неисправности можно отнести:

• Проблемы с уплотнением и герметизацией ТНВД.
• Износ подшипников из-за дефекта или естественного старения.
• Повреждение возвратной пружины поршня.
• Уменьшенный люфт в парах поршней.
• Загрязнение топливного фильтра и, как следствие, попадание грязи в топливный насос.
• Ошибки в работе клапана ТНВД.
• Попадание воды в дизельное топливо, что приводит к снижению ресурса агрегата и необходимости замены ТНВД.
• Бедный дизель.
• Коррозия поршней из-за высокого содержания воды в топливе.
• Неисправность устройства: трещины, нарушение целостности подшипников, заедание гильзы поршня.

При подозрении на неисправность необходимо проверить наличие влаги в парах плунжеров, измерить в них давление и проверить датчики, подающие команды на ЭБУ. Кроме того, важно проверить систему на предмет утечек топлива и замерзания насоса. Наиболее эффективный контроль — в условиях АЗС, где для выполнения работ используется специальная опора.

В случае замены необходимо приобрести ТНВД и следовать инструкциям производителя. Для продления срока службы механизма рекомендуется:

• поддерживать высокий уровень топлива в баке;
• покупка качественного дизельного топлива;
• использование специальных присадок к некачественному дизельному маслу.
• ежегодная промывка топливной системы;
• использование зимнего дизеля в холодное время года;
• зимой прогрейте двигатель перед поездкой;
• своевременная замена топливного фильтра;

Вышеуказанные меры позволяют продлить срок эксплуатации ТНВД и обеспечить его нормальную работу.

Итог

трудно переоценить важность топливного насоса, который подает дизельное топливо или бензин под нужным давлением. Неисправности этого агрегата сразу сказываются на динамических характеристиках, расходе топлива и безопасности эксплуатации. Именно поэтому автовладельцу необходимо знать характеристики этого агрегата, принцип работы и распознавать поломки с течением времени.

Принцип работы ТНВД

Знание работы ТНВД

ТНВД выполняет основную функцию в автомобилях определенного возраста. заботится о подаче топлива к форсункам под давлением , необходимым для его хорошего распыления. Таким образом достигается хорошая смесь с воздухом и гарантируется его хорошее сгорание внутри камер сгорания.

Эта система использовалась в дизельных двигателях, а также в некоторых бензиновых. Тем не менее, практически вышел из употребления в современных автомобилях благодаря появлению электронного впрыска. Кроме таких систем, как насос-форсунка, в которой блок управления управляет каждой форсункой независимо, или Common Rail.

Существует два типа: линейный впрыскивающий насос , а также роторный впрыскивающий насос . Хотя внутри них также можно выделить некоторые подтипы, как мы увидим ниже. Начнем с линейного ТНВД.

Содержание

• 1 Линейный ТНВД
  • 1.1 Эксплуатация
  • 1.2 Детали ТНВД
• 2 Ротационный ТНВД
  • 2.1 Эксплуатация
  • 2 .2 Детали роторного инжекционного насоса
• 3 Неисправность инжекционного насоса
  • 3.1 Воздухозаборники
  • 3.2 Рассинхронизация распределения
  • 3.3 Электрическая неисправность в блоке управления двигателем
• 4 Как синхронизируется ТНВД?

Линейный впрыскивающий насос

Эксплуатация

Работу линейного впрыскивающего насоса можно объяснить простым языком, чтобы понять его. Насос получает движение двигателя через, как правило, собственное распределение автомобиля, так как он должен идти точно по времени . Таким образом, топливо впрыскивается в цилиндры в нужный момент. Давление впрыскивающего насоса можно регулировать с помощью винта для этой цели.

Подпишитесь на наш Youtube канал

В зависимости от положения педали акселератора ТНВД работает на больше или меньше давления таким образом впрыскивая разное количество топлива в цилиндры. Для этого он имеет распределительный вал, который приводит в действие плунжеры или поршни, расположенные в линию (отсюда и название линейный ТНВД). Каждый из этих плунжеров проталкивает топливо через металлическую трубку высокого давления к каждой форсунке.

Металлические трубы часто имеют странную форму. Это потому, что каждая трубка должна иметь конкретной длины , чтобы топливо впрыскивалось идеально синхронно во все цилиндры автомобиля.

Части ТНВД

Изображение, которое у нас есть чуть выше, представляет собой поперечное сечение, которое позволяет нам увидеть основных внутренних частей линейного ТНВД . Обратите внимание, что этот тип насоса имеет плунжер для каждого цилиндра двигателя. Следовательно, многие из этих компонентов будут умножены на количество цилиндров рассматриваемого двигателя. За исключением, конечно, распределительного вала, который имеет по одному кулачку на каждый роликовый привод. Части инжекторного насоса:

1. Муфта с резьбовым соединением:
2. наполнитель
3. Клапан давления
4. Платина
5. поршень насоса
6. Рычаг с шаровой головкой
7. регулировочный стержень
8. регулировочная втулка
9. пятка плунжера
10. пружина плунжера
11. стыковочная плита
12. роликовый привод
13. Распределительный вал

К этому можно добавить еще одну деталь под названием Slider , которая позволяет осуществлять электронную регулировку начала впрыска. Насосы с этой системой называются линейными нагнетательными насосами с золотником.

Роторный ТНВД

Эксплуатация

Также называется роторным ТНВД , отличается от линейного тем, что имеет один плунжер или поршень для подачи топлива. Распределение по различным каналам, ведущим к форсункам, осуществляется посредством вращательного движения, которое распределяет его по каждой из труб.

Как и в линейном впрыскивающем насосе, работает, синхронизируя двигатель . Однако за один оборот приводного вала поршень делает столько ходов, сколько цилиндров он должен обслуживать. Приводной вал роторного ТНВД вращается с помощью крейцкопфного диска, кулачкового диска и самого прикрепленного плунжера насоса. Эти типы насосов можно найти во многих старых двигателях, таких как некоторые Volkswagen 1.9.Двигатели ТДИ.

Детали роторного ТНВД

На этом изображении показано, как устроен роторный ТНВД. Обратите внимание, что в отличие от линейного ТНВД здесь не распределительный вал, который приводит в движение несколько поршней, а один поршень, который проталкивает топливо и распределяет его между другими компонентами.

1. Лопастной питательный насос
2. Привод регулятора
3. опережающий вариатор
4. кулачковый диск
5. Ползун регулировки
6. Плунжер распределителя,
7. выпускной клапан,
8. Электромагнитный стопор
9. обратный дроссель
10. Рычаг регулировки в сборе
11. механическое стопорное устройство
12. регулировочная пружина
13. Рычаг управления скоростью
14. втулка регулятора
15. центробежные массы
16. Клапан регулировки давления

Неисправность топливного насоса высокого давления

Воздухозаборники

При попадании воздуха в насос возникают проблемы с запуском двигателя, а если воздухозаборник слишком большой, двигатель никогда не запустится, поскольку в цилиндры будет поступать воздух, а не топливо. Вход воздуха может быть в нескольких местах:

• своими силами прокладки насоса . Что это одна из самых серьезных проблем и что она потребует замены насоса на новый или восстановленный.
• Для входа или выхода топлива . Если повезет, может случиться так, что винты ослабли. Если нет, то это может быть такой же серьезный сбой, как и предыдущий.
• Для трубок к форсункам . Если присмотреться, то из ТНВД выходит несколько металлических трубок. Внутри этих металлических трубок находится топливо высокого давления , которое впрыскивается непосредственно в цилиндры. Если система не полностью герметична, может произойти потеря топлива и попадание воздуха.

Рассинхронизация распред

То есть есть скол зуба ремня ГРМ или цепи и идут рано или поздно. Симптомом является то, что машина не заводится или если заводится, то выходит из строя. Требуется перенастройка дистрибутива и пересмотр состояния всех его компонентов, чтобы это не повторилось.

Электрическая неисправность в блоке управления двигателем

Большинство современных насосов оснащены блоком управления двигателем . В случае неисправности электрооборудования насос необходимо заменить.

Почти все эти неисправности требуют замены насоса. для нового или восстановленного. Хотя и наш двигатель можно пересобрать, с последующим увеличением времени ремонта. Делается это обычно в специализированной мастерской, механик которой называется пожарным.

Как синхронизируется ТНВД?

Синхронизация ТНВД выполняется синхронизацией начала впрыска с положением поршня . Для чего надо учитывать опережение зажигания. Другими словами, впрыск начинается, когда поршень еще поднимается, чтобы дать смеси время для правильного воспламенения и, таким образом, воспользоваться оптимальным моментом расширения смеси.

ТНВД имеет ряд плунжеров или поршней, которые оказывают давление на топливо. настроить его необходим комплект для регулировки ТНВД . Это специальные инструменты, которые включают в себя инструменты синхронизации, чтобы заблокировать распределительный вал и другие части синхронизации, чтобы они не рассинхронизировались во время работы. В дополнение к стрелочному индикатору для измерения того, насколько эти поршни перемещаются в продольном направлении, когда поршни двигателя находятся в верхней мертвой точке. Производитель указывает в руководствах по ремонту адекватные значения с очень небольшой погрешностью.

В настоящее время этот тип ТНВД практически не встречается. Сегодня их других типов насосов они не должны работать синхронно с распределением топлива в автомобиле, так как сами форсунки с электрическим приводом всегда решают, когда они должны открыться для впрыска топлива.

Изображения: Abilene Machine, Bosch

Принцип работы ТНВД в дизельном двигателе

В обычных дизельных двигателях имеется два типа ТНВД: линейный насос и распределительный насос.

Мы обсуждали разницу между двумя типами насосов в предыдущей статье, вы можете получить доступ к этим 3 типам ТНВД в дизельных двигателях.

В этой статье мы подробно обсудим рядный ТНВД.

Как это работает? какие компоненты? мы все это обсудим.

Определение встроенного впрыскивающего насоса

Рядный впрыскивающий насос — это насос высокого давления на дизельном двигателе, который используется для повышения давления дизельного топлива до 18 000 фунтов на квадратный дюйм по отдельности.

То есть каждая форсунка будет обслуживаться плунжерным блоком.

Можно сказать, что в 4-цилиндровом дизельном двигателе 4 форсунки и 4 плунжера.

Основная характеристика рядного ТНВД заключается в конфигурации каждого плунжера. Каждый плунжер расположен на одной линии над насосом распределительного вала.

Отсюда и происходит название встроенный насос. Помимо того, что он называется встроенным насосом, этот тип также известен как индивидуальный насос, потому что, как объяснялось выше, в этом типе используется один плунжер для каждого цилиндра.

Основной компонент встроенного ТНВД

Рядный ТНВД состоит из 5 основных компонентов,

• Насос распределительного вала
• Плунжер
• Топливная бочка
• Подача топлива
• Рейка и шестерня

Насос распределительного вала используется для привода плунжера для подачи топлива. В то время как топливная бочка — это место для хранения топлива, которое будет прижиматься к форсунке.

Это конфигурация, плунжер расположен над распределительным валом, а топливный бак расположен над плунжером.

Реечный механизм — механизм для регулирования количества топлива в топливной бочке. Этот механизм будет регулировать обороты дизельного двигателя.

Подача топлива — это дверца входа-выхода топлива, имеется три линии подачи топлива
входная линия, используемая для входа топлива из бака в насос используется для слива остатка топлива, не продавившегося в форсунку

И как это работает?

1. Внешний механизм ТНВД

Как правило, имеется мини-насос, который используется для перекачки топлива из бака в ТНВД. Этот насос работает механически, то есть приводится в движение коленчатым валом двигателя.

Итак, чтобы запустить подачу топлива, нам нужно запустить двигатель.

Когда коленчатый вал вращается, мини-насос подает дизельное топливо из бака в ТНВД через впускной патрубок. Из входной подачи топливо непосредственно заполняет топливную бочку, и она готова к прессованию.

2. Механизм ТНВД

Распределительный вал насоса соединен с коленчатым валом двигателя, так что, когда двигатель прокручивается автоматически, распределительный вал насоса вращается.

Это вращение будет перемещать плунжер, так что плунжер выдавливается вверх, в результате чего топливо, уже находящееся в топливной бочке, выдавливается под высоким давлением и поступает в форсунку.

Когда кулачок заканчивает нажимать на плунжер, плунжер возвращается в нижнее положение. Это снова откроет камеру топливного бака, так что топливо из впускного отверстия будет напрямую заполнять топливный бак.

3. Механизм регулировки оборотов двигателя

Регулировка оборотов двигателя на обычном дизеле осуществляется путем регулировки количества топлива, впрыскиваемого форсункой.

В этом случае управление находится в топливной бочке. Насколько количество топлива в топливной бочке при ее нажатии повлияет на обороты двигателя.

это задача зубчатой ​​рейки. Эти два компонента будут регулировать количество топлива в топливной бочке, регулируя сброс топлива через обратную подачу.

Количество топлива меньше (низкие обороты)

Количество топлива больше (высокие обороты)

Итак, между плунжером имеется топливный тракт от топливной бочки, ведущий к обратке.

Эта траектория выполнена с определенным наклоном, так что угол поворота плунжера будет влиять на количество топлива, содержащегося в топливной бочке

Для наглядности можно посмотреть на картинку (вид сбоку)

а.