Топливный насос высокого давления – Устройство ТНВД

Топливный насос высокого давления (ТНВД)

В этой статье подробно расскажем Вам о функциях ТНВД и его разновидностях.

Насос подачи топлива (ТНВД) выполняет ряд следующих задач:

 — осуществляет подачу топливной смеси в цилиндры силового агрегата под постоянным, высоким давлением;

 — в зависимости от режимов работы двигателя, регулирует топливовпрыск.

По этой причине ТНВД относится к главным элементам системы топливоподачи, как для дизельных, так и бензиновых моторов.

Основная область использования топливного насоса – дизельные силовые установки. В моторах, в которых основным видом топлива является бензин, ТНВД используется лишь в том случае, если в конструкции агрегата предусмотрена система топливовпрыска. Однако, на последнем типе двигателей насос не подвергается большим нагрузкам, поскольку развивать высокое давление впрыска рабочей смеси как на дизелях абсолютно не требуется.

Главным рабочим узлом в конструкции ТНВД является плунжерная пара (поршень и втулка, которые изготавливаются из термоустойчивой и прочной стали). Стоит отметить, что их производство требует довольно ответственного подхода с применением высокотехнологичного, максимально-точного оборудования и станков. В бывшем СССР функционировало всего одно предприятие, которое выпускало плунжерные пары для ТНВД.

Среди особенностей конструкции плунжерной пары стоит подчеркнуть ее малую величину зазора (прецизионного сопряжения). Это необходимо для точной и плавной работы всей системы, говоря проще, размер поршня максимально точно подогнан под внутренний диаметр цилиндрической втулки, в результате чего обеспечивается его плавное и равномерное движение под действием собственной массы.

Как известно, функции ТНВД заключаются не только в подаче топлива в силовой агрегат, но и в правильном распределении его порций между цилиндрами через систему форсунок, в зависимости от типа мотора.

Форсунки играют роль основных связующих элементов системы, они соединяются с насосом подачи топлива при помощи магистральных шлангов. Нижняя часть форсунки находится в камере сгорания, ее поверхность разделена на множество мелких сопел, что позволяет добиться максимального эффекта при впрыске рабочей смеси и ее воспламенении. За правильность определения топливовпрыска отвечает угол опережения.

ТНВД согласно своим конструкционным особенностям подразделяются на следующие типы: 

— рядный;

— распределительный;

— магистральный.

Опишем каждый из видов.

Рядный ТНВД

В такой конструкции плунжерные пары располагаются в ряд (следовательно, он и называется рядным). Каждая плунжерная пара осуществляет топливоподачу в свой цилиндр, их количество равняется количеству цилиндров агрегата.

Поршни и втулки располагаются в корпусе насоса, который имеет входные и выходные каналы. В работу пары приводит кулачковый вал, который вращается от коленчатого вала силового агрегата. Таким образом, кулачки вала взаимодействуют с толкателями плунжерных пар, открывая либо закрывая каналы впуска и выпуска топлива. Как только поршень занимает верхнее положение внутри цилиндра, в системе появляется необходимое давление, позволяющее открыть нагнетательный клапан. А после этого, рабочая смесь под давлением распределяется по всей системе форсунок.

Топливоподача, и необходимое для продуктивной работы силовой установки количество топлива может осуществляться по механическому типу либо контролироваться электронной системой. Подобная регулировка позволяет точно скорректировать подачу топливной смеси в цилиндры мотора, в зависимости от количества оборотов коленвала.

Механическая система управления подачей рабочей смеси представлена зафиксированной на кулачковом валу специальной центробежной муфтой. Ее конструкция: это два уравновешенных плеча, на каждом из них размещаются скользящие грузики, которые, в зависимости от возникающей центробежной силы, перемещаются от центра плеча к его краю, и наоборот. В свою очередь величина центробежной силы находится в прямой зависимости от оборотов двигателя, поэтому при росте частоты вращения грузики перемещаются к краю плеча, а при снижении – к оси. Благодаря этому осуществляется управление кулачковым валом, который агрегатируется с плунжерными парами. Говоря проще, с изменением оборотов коленчатого вала силового агрегата изменяется порционность и частота впрыска рабочей смеси в цилиндры. При больших оборотах обеспечивается ранний топливовпрыск, а при малых – поздний.

Такая конструкция ТНВД отличается высокой надежностью. А еще одной особенностью ее работы является смазка моторным маслом, которое поступает из силового агрегата. А единственным существенным недостатком – громоздкость системы, поэтому в наше время ТНВД такого типа устанавливаются исключительно на грузовую технику. Однако до конца 2000 года их с успехом использовали и на легковушках.

Распределительный тип ТНВД

Такие насосы отличаются от рядных количеством плунжерных пар, которых в зависимости от объема и мощности силовой установки может быть одна или две. Соответственно, плунжерные пары распределительного топливонасоса обеспечивают впрыск топлива во все цилиндры моторного агрегата. Особенностью описываемого типа ТНВД можно назвать его относительно небольшую массу и габариты, при которых он все же обеспечивает максимально точное топливораспределение между цилиндрами двигателя.

Единственным минусом представленного «топливника» является его короткий срок эксплуатации и узкая область применения. Данный ТНВД устанавливается исключительно на легковые транспортные средства.

Топливный насос распределительной конструкции имеет несколько вариантов исполнения привода поршня, который представлен кулачковым механизмом, разделяемым на следующие виды:

 — внешний;

 — торцевой;

 — внутренний.

Однако самыми высокопродуктивными считаются два последних типа, поскольку их конструкция не подвергается нагрузкам, создаваемым топливным давлением, вследствие чего приводной вал и сам механизм насоса служат продолжительное время.

К сожалению, внешним приводом оснащаются лишь модели отечественного автопрома, в конструкции иностранных марок авто он не встречается уже давно. Опишем работу основных типов привода ТНВД распределительного типа.

Торцевой привод

Главным рабочим узлом этого привода является распределительный поршень, который отвечает за создания и поддержание необходимого для качественного топливовпрыска давления. Используется в основном в ТНВД марки Bosh. Распределительный поршень осуществляет два типа перемещения: возвратно-поступательное, и вращательное относительно шайбы кулачка. Во время возвратно-поступательного движения поршень начинает перемещаться сразу как только кулачковая шайба начинает свое вращение. Благодаря этому в системе постоянно создается и поддерживается высокое давление рабочей смеси. В свое первоначальное состояние поршень возвращает пружина.

Корректировка топливоподачи возможна благодаря вращению плунжера, а за порционность подачи рабочей смеси отвечают механическая либо электронная системы управления.

Полный цикл работы ТНВД с торцово-кулачковым типом привода состоит из следующих фаз: подача топливной смеси в пространство над поршнем с последующим нагнетанием давления в эту зону, благодаря которому и осуществляется порционный топливовпрыск в цилиндры силовой установки. После этого поршень занимает свое исходное положение, и процесс топливоподачи начинается заново.

Внутренний привод

Стоит сразу заметить, что данный вид привода применяется исключительно в ТНВД роторной конструкции, к которым относятся Lucas и Bosch. Особенностью насосов такой конструкции является топливоподача, которая осуществляется при помощи распределительной головки и плунжерной пары. А работает все это так: по обеим сторонам распредвала располагаются плунжерные пары, функция которых заключается в обеспечении давления, необходимого для корректной топливоподачи, то есть, от величины расстояния между ними полностью зависит давление топлива. Как только в системе начинает появляться давление, топливо начинает перемещаться к форсункам.

Топливоподача к цилиндрам плунжерных пар осуществляется при помощи специального насоса, который может быть лопастно-роторной либо шестеренчатой конструкции. Он устанавливается на приводном валу ТНВД и находится внутри его корпуса.

Поскольку внешний привод конструкции распределительных насосов в современной автомобильной и специальной технике практически не используется, то в рамках данной публикации нет смысла описывать его работу.

Магистральный ТНВД

Топливный насос магистрального типа входит в конструкцию системы Common Rail, которая имеет специальную топливную рампу для накопления рабочей смеси перед ее подачей на форсунки. Особенностью магистрального ТНВД является высокое давление в системе (более 180 МПа). В зависимости от типа силовой установки в состав конструкции магистрального насоса может входить от одной до трех плунжерных пар. Привод каждого из плунжеров имеет кулачковый вал либо шайбу, которые постоянно вращаются.

Как только кулачки занимают определенную позицию относительно поршня, он перемещается вниз за счет воздействия пружинного механизма. Вместе с этим происходит потеря давления в компрессионной камере, за счет чего она расширяется, и в ней начинается процесс разряжения, который открывает клапан впуска, а уже через него рабочая смесь поступает в камеру. Как только плунжер поднимется, клапан сразу же закроется. Это приведет к возрастанию давления внутри камеры. Как только давление сравняется с рабочим давлением насоса, произойдет открытие выпускного клапана и заполнение рампы топливной смесью. Управление клапанами в магистральном ТНВД осуществляется при помощи электроники.

Данное видео расскажет о принципе работы и устройстве ТНВД:

 

autoportal.pro

Топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления (ТНВД)  в конструкции системы питания дизельного ДВС — самый сложный и дорогостоящий элемент топливоподачи. Роберт Бош разработал полностью рабочий, надежный и компактный ТНВД для дизельных агрегатов еще в 1920-е годы. Через семь лет устройство начали серийно устанавливать на грузовики, а в 1936 году ТНВД стал неотъемлемой частью дизельных легковых автомобилей.

Топливный насос высокого давления системы впрыска дизельного двигателя выполняет две важнейшие функции:

• нагнетает под давлением нужное количество топлива;
• регулирует точный момент начала впрыска;

После активного развития электронных систем и внедрения таких решений в конструкцию ДВС, функция регулирования момента топливного впрыска  в новейших аккумуляторных системах дизельного впрыска Common Rail осуществляется посредством форсунки с электронным микропроцессорным управлением.

Топливный  насос предназначен для подачи топлива в цилиндры дизельного ДВС не только под определенным давлением, но и в определенный момент цикла. Порция подаваемого топлива должна быть точной, так как необходимо обязательное соответствие конкретной нагрузке, которая приложена к коленчатому валу.

Топливные насосы по способу впрыска бывают:

• ТНВД непосредственного действия;
• насосы с аккумуляторным впрыском;

В основе топливного насоса высокого давления лежит плунжерная пара, которая состоит из небольшого поршня (плунжера) и цилиндра (втулки). Особенностью изготовления плунжерной пары ТНВД являются повышенные требования к качеству и прочности стали, а также высочайшая точность. Точная подгонка плунжера и втулки крайне важна для того, чтобы  обеспечить минимально допустимый зазор. Такое сопряжение называется прецизионным.

В топливном насосе непосредственного действия реализован механический привод плунжера. Все процессы нагнетания топлива и последующего его впрыска происходят одновременно. Каждая отдельная секция ТНВД подает в отдельный цилиндр нужную порцию топлива. Рабочее давление для эффективного распыления достигается благодаря движению плунжера насоса.

Топливный насос  с аккумуляторным впрыском имеет такое устройство привода рабочего плунжера, который функционирует за счет силы давления сжатых газов в цилиндре дизельного ДВС. Возможным вариантом также становится работа при помощи специальных пружин.

Конструктивно ТНВД имеют несколько различных подвидов:

• рядный насос высокого давления;
• распределительный ТНВД;
• магистральный насос;

Все типы ТНВД имеют много общего, отличия заключаются в особенностях работы той или иной системы. В рядном топливном насосе высокого давления нагнетание топлива в один цилиндр дизельного двигателя реализовано посредством работы отдельной плунжерной пары.

Насос распределительного типа может иметь как один, так и сразу несколько плунжеров в своей конструкции. Его особенностью является то, что плунжеры реализуют эффективное нагнетание и последующее распределение топлива по всем цилиндрам двигателя.

Магистральный насос осуществляет нагнетание топлива не в цилиндры, а в своеобразный аккумулятор, откуда топливо будет распределено по цилиндрам уже другими элементами системы, а именно форсунками с электромагнитным клапаном.

Топливный насос высокого давления активно применяется и в конструкции системы топливоподачи бензинового ДВС. Устройство является частью современной высокоэффективной бензиновой системы непосредственного впрыска топлива. Стоит отметить, что рабочее давление топлива в моторах на бензине значительно ниже указанной характеристики применительно к дизельному насосу.

Производство топливных насосов высокого давления для дизельных и бензиновых ДВС налажено во многих странах мира. Признанными лидерами в данной сфере выступают  зарубежные производители: Bosch, Delphi, Lucas, Zexel, Denso и другие.

Читайте также

krutimotor.ru

Топливный насос высокого давления

Категория:

   Тракторы

Публикация:

   Топливный насос высокого давления

Читать далее:

Топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления предназначен для подачи топлива под высоким давлением и в заданный момент точно отмеренных порций топлива к форсункам.

Количество подаваемого насосом топлива для каждого рабочего хода очень невелико. Например, дизель Д-240 трактора МТЗ-80 в зависимости от нагрузки получает в каждый из своих цилиндров за один рабочий ход плунжера от 0,005 до 0,06 г топлива под давлением 17,5 МПа и с частотой до 1100 подач в минуту. Порции топлива, подаваемые в цилиндры, должны быть одинаковые (неравномерность подачи при работе дизеля на номинальном режиме допускается до 6 %, а на режиме холостого хода до 30 %). Приведенные цифры позволяют сделать вывод, что топливный насос представляет собой прибор с очень высокой точностью.

На дизелях устанавливают плунжерные (поршневые) топливные насосы, состоящие из отдельных секций. Секции топливных насосов делают двух типов — простые, т. е. подающие топливо только к одной форсунке, и сложные, подающие топливо к двум, трем или четырем форсункам.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Секционные топливные насосы с простыми секциями называются рядными или многоплунжерными и обозначаются заводами-изготовителями по-разному.

Например, буквы и цифры в марке насоса ЛСТН-49010 обозначают: Л — левое исполнение, С — скоростной, Т — топливный, Н — насос, 4 — четырехплунжер-ный, 90 — диаметр плунжера 9 мм, 10 —ход плунжера 10 мм. Буквы и цифры в марке УТН-5ПА расшифровываются так: У — унифицированный, Т — топливный, Н — насос, 5 — номер модификации, П — правого исполнения, А — модернизированный.

Устройство секции (насосного элемента). Основные детали секции — плунжер (рис. 22, а, б) и гильза — изготовлены из высококачественной стали и тщательно подогнаны одна к другой. Над гильзой 6 установлен нагнетательный клапан с пружиной.

В верхней части гильзы имеются два отверстия: впускное (верхнее), предназначенное для входа топлива вовнутрь гильзы, и перепускное (расположенное ниже, на противоположной стороне гильзы), служащее для отвода из полости гильзы излишнего топлива.

На верхнем конце плунжера сделана винтовая канавка и просверлены радиальный и осевой каналы. При помощи всех этих устройств регулируется количество топлива, подаваемого насосом.

Поворачивается плунжер вокруг своей оси гладкой рейкой через хомутик и поводок плунжера или зубчатой рейкой, воздействующей на зубчатый венец и втулку.

Привод насосного элемента состоит из кулачкового вала с кулачком, толкателя с роликом и пружины.

При вращении кулачкового вала кулачок набегает на ролик толкателя и перемещает его вверх. Толкатель, в свою очередь, поднимает плунжер, сжимая при этом пружину. Когда кулачок опускается и тем самым прекращает подъем плунжера, сжатая пружина, распрямляясь, заставляет плунжер и толкатель также перемещаться вниз.

Таким образом, во время работы топливного насоса плунжер все время совершает возвратно-поступательное движение.

Действие секции (насосного элемента). Когда плунжер находится в н. м. т., топливо, подаваемое подкачивающим насосом через впускное отверстие, заполняет полость гильзы. При движении вверх плунжер закроет оба отверстия в гильзе и давление топлива в полости гильзы повысится. Нагнетательный клапан при этом откроет топливу выход вверх, и оно по топливопроводу через форсунку поступит в камеру сгорания дизеля.

Как только винтовая канавка плунжера откроет нижнее перепускное отверстие, топливо из надплунжерного пространства по осевому и радиальному каналам начнет перетекать через перепускное отверстие в отводящий канал. Давление над плунжером при этом упадет, нагнетательный клапан под действием пружины сядет на свое гнездо и подача топлива к форсунке прекратится. При последующем вращении кулачкового ва’ла топливного насоса процесс подачи топлива повторится.

Рис. 1. Простая секция топливного насоса высокого давления:
а, б — варианты конструкции; 1 — кулачок; 2— толкатель; 3, 16 — рейки; 4 — плунжер; 5, 8 — пружины; 6 — гильза; 7 — нагнетательный клапан; 9 — радиальный канал; 10 — хомутик; 11 — поводок; 12 — осевой канал; 13 — впускное отверстие; 14 — перепускное отверстие; 15 — винтовая канавка; 17 — зубчатый венец; 18 — втулка.

Рис. 2. Схема действия простой секции топливного насоса высокого давления:
1 — нагнетательный клапан; 2 — впускное отверстие; 3 — гильза; 4 — плунжер; 5 — поводок; 6 — винтовая кромка; 7 — радиальный канал; 8 — перепускное отверстие; I, II, III, IV и V — различные положения плунжера в гильзе.

Если плунжер повернуть по часовой стрелке до отказа, то наступит такое положение, при котором отверстие радиального канала расположится против перепускного отверстия, одновременного перекрытия обоих отверстий не произойдет и подача топлива прекратится — дизель работать не будет. Таким способом останавливают работающий дизель.

Чтобы иметь представление о том, как влияет поворот плунжера на подачу топлива насосным элементом, решим небольшую задачу.

На рисунке 2, показано, как меняется активный ход плунжера (т. е. ход, при котором происходит подача топлива). Определим количество топлива G (г), подаваемого элементом при двух различных положениях плунжера в гильзе, зависящих от положения поводка (а или б). При этих положениях, как видно из рисунка, рабочий ход плунжера изменяется от 1 = 0,2 см до / = 0,1 см.

Устройство топливного насоса рассмотрим на примере универсального топливного насоса, устанавливаемого на различных дизелях.

Основой насоса служит корпус, отлитый из алюминиевого сплава. В нижней части корпуса на шариковых подшипниках установлен кулачковый, а над ним в соответствующих гнездах — толкатели. В верхней части корпуса в соответствующих выточках помещены гильзы топливных секций с плунжерами и нагнетательные клапаны с седлами.

Рис. 3. Секционный простой топливный насос: а — общий вид; б — схема смазки насоса; 1 — толкатель; 2 — рейка; 3 — зубчатый венец; 4 — плунжер; 5 — гильза; 6 — нагнетательный клапан; 7, 13 — каналы; 8 — трубка; 9 — полый болт; Ю — корпус; 11 — регулятор; 12 — кулачковый вал; 14 — перепускной клапан; А, Б — пробки.

Поворот всех четырех плунжеров производится одновременно рейкой через зубчатые венцы. Рейка соединена с регулятором, укрепленным с правой стороны корпуса топливного насоса.

Топливо в насос поступает по трубке, а для подвода его к плунжерным парам и отвода излишнего топлива от них сделаны каналы. В каналах перепускной клапан поддерживает нужное давление в пределах от 0,07 до 0,12 МПа. При увеличении давления сверх нормы клапан открывает отверстие и перепускает топливо через полый болт и трубку в подкачивающий насос.

Над каждым из кулачков располагается толкатель с роликом. Этот ролик при вращении кулачкового вала катится по профилю кулачка и заставляет толкатель подниматься, а также опускаться в прежнее положение под действием пружины.

Смазывают подшипники кулачкового вала, толкатели и детали регулятора у разных топливных насосов по-разному. У одних масло заливают через отверстие, закрываемое пробкой А, до уровня отверстия, закрываемого пробкой Б. У других насосов масло из масляной магистрали двигателя по сверлениям в установочном фланце и в корпусе насоса под давлением попадает в зазор между корпусом и толкателем и заполняет полость насоса. Из этой полости по специальному каналу масло перетекает в полость регулятора. По достижении нужного уровня масло по продольному каналу в корпусе насоса сливается через картер распределительных шестерен в картер двигателя.

Секционные топливные насосы со сложными секциями называют насосами распределительного типа, а иногда и одноплунжерными. Предприятия-изготовители обозначают их двояко, например 211.1111004 или НД21/41, 212.111104 или НД21 /2—4: НД — насос дизельный, 21 — индекс обозначения односекционной модели насоса, 211 или 212 — индекс обозначения модификации односекционной модели, 1111 —номер типовой подгруппы (топливный насос), 004 — порядковый номер в пределах типовой подгруппы, 41—для четырехцилиндровых двигателей, 2—4 для двухцилиндровых двигателей.

Устройство секции. Насосный элемент состоит из головки, в центральном отверстии которой установлен плунжер с осевым и радиальным каналами для прохода топлива.

Рис. 4. Сложная секция топливного насоса:
1, 19 — кулачки; 2 — ролик; 3 — пружина; 4 — зубчатая втулка; 5 — плунжер; 6 — дозатор; 7, 11, 14, 15 — каналы; 8 — штуцер; 9 — нагнетательный клапан; 10 — головка; 12 — привод дозатора; 13 — толкатель; 16 — обратный клапан; 17, 18 — шестерни.

Головка и плунжер изготовлены из высококачественной стали и тщательно подогнаны один к другому с зазором 0,0010…0,0022 мм.

В верхней части головки сделаны каналы для подвода топлива и для отвода его в штуцеры, в которых расположены нагнетательный и обратный клапаны. В средней части головки в специальном окне на плунжер надет дозатор. Дозатор при помощи привода можно в некоторых пределах передвигать вверх и вниз по плунжеру.

Привод насосного элемента состоит из кулачкового вала с кулачком, толкателя с роликом и зубчатой втулки, получающей вращение от промежуточной шестерни, приводимой во вращение шестерней, жестко сидящёй на валике регулятора.

Форма кулачка зависит от числа цилиндров, которые обслуживает данная секция. Например, кулачок устанавливают на насосе, обслуживающем четырехцилиндровые двигатели, а кулачок — на насосах односекционных для трехцилиндровых двигателей и на двухсекционных для шестицилиндровых двигателей.

Действие секции. При вращении кулачкового вала кулачок поднимает толкатель, а вместе с ним и плунжер. Пружина при этом сжимается. После того как выступ кулачка пройдет в. м. т., пружина 3, распрямляясь, заставит опускаться и плунжер с толкателем. Одновременно с этим под действием зубчатой втулки плунжер совершит поворот на 1/4 оборота.

Когда плунжер находится в н. м. т., топливо через впускное отверстие заполнит внутреннюю полость втулки. При вращении кулачка плунжер толкателем перемещается вверх и одновременно под действием зубчатой муфты поворачивается вокруг своей оси. В тот момент, когда верхний конец плунжера перекрывает впускное отверстие втулки, радиальное отверстие плунжера устанавливается против одного из отверстий во втулке. Через это отверстие топливо проходит в канал и, открывая своим давлением нагнетательный и обратный клапаны, направляется по топливопроводу к форсунке, которая подает его в распыленном виде в камеру сгорания первого цилиндра двигателя.

Когда радиальный канал плунжера выходит из дозатора, начинается слив топлива в подкачивающий насос. Давление в каналах падает, клапан закрывает проход топливу, а клапан немного приоткрывается и тем самым разгружает трубопровод от избыточного давления. Подача топлива в цилиндр прекращается.

Рис. 5. Секционный сложный топливный насос:
а —схема действия секции; б — схема действия насоса; 1 — плунжер; 2 — дозатор; 3,6 — каналы; 4,9 — отверстия; 5 — полость; 7, 8 — клапаны; 10 — толкатель; II — кулачок; 1, II, III, IV — отдельные моменты работы секции.

При дальнейшем вращении кулачкового вала и набегании на ролик толкателя следующего выступа кулачка процесс повторяется с той только разницей, что плунжер за это время успевает повернуться на ‘Д оборота вокруг своей оси и верхнее радиальное отверстие 9 в плунжере разместится против отверстия в гильзе, соединенного со следующим каналом. По этому каналу топливо поступает к форсунке третьего цилиндра. При набегании третьего выступа кулачка топливо подается в канал и через него к форсунке четвертого цилиндра. И, наконец, при набегании четвертого выступа кулачка топливо подается в канал и через него к форсунке второго цилиндра. Этим обеспечивается своевременная и правильная подача топлива в цилиндры дизеля с порядком работы 1—3—4—2.

Если дозатор поставить в самое низкое положение, то отсечное отверстие не будет закрываться и насос прекратит подачу топлива к форсункам — дизель остановится. Во время работы дизеля перемещением дозатора управляет регулятор частоты вращения, поддерживающий режим работы дизеля, установленный трактористом при помощи рычага акселератора.

Устройство топливного насоса с такими секциями рассмотрим на примере насоса НД-21/41 односекционного, распределительного типа, предназначенного для установки на четырехцилиндровые дизели.

Основной частью насоса служит алюминиевый корпус, в нижней части которого на шариковых подшипниках укреплен кулачковый вал с кулачком, имеющим четыре выступа. Над кулачком расположен толкатель, приводящий в действие насосную секцию насоса. Вращение плунжера секции осуществляется через вал регулятора. С кулачковым валом соединен вал с эксцентриком для привода в действие топливного насоса низкого давления. На боковой стенке корпуса насоса укреплен механизм управления подачей топлива путем передвижения дозатора на плунжере вверх или вниз.

В насосах этого типа, устанавливаемых на дизели с турбокомпрессором, дополнительно используют специальное устройство — ограничитель дымления (ОД).

Ограничитель дымления. Назначение. Во время пуска и набора нужной частоты вращения в цилиндры дизеля поступает воздуха значительно меньше, чем при работе дизеля, когда турбокомпрессор направляет в цилиндры достаточное количество воздуха. Это приводит к тому, что топливный насос, отрегулированный на подачу топлива в цилиндры, заполненные большим количеством воздуха, подает топлива больше, чем оно может там сгореть, а это, в свою очередь, вызывает появление из выпускной трубы черного дыма и перегрев деталей дизеля. Чтобы избежать этого, необходимо в момент пуска и набора оборотов коленчатым валом дизеля и турбокомпрессора снижать количество топлива, подаваемого насосом в цилиндры. Эту задачу и выполняет огра-ничитель дымления.

Устройство и действие. ОД состоит из коробки, внутри которой находится диафрагма, подвижного упора, штока и пружины. Полость А внутри коробки соединена трубкой с впускным коллектором дизеля.

Рис. 6. Секционный топливный насос со сложными секциями:
а — общий вид; б — ограничитель дымления; 1 — механизм управления подачей топлива; 2 — дозатор; 3— корпус; 4 — насосная секция; 5 — регулятор; 6, 8 — валы; 7— эксцентрик; 9 — кулачок; 10 — кулачковый вал; 11, 17 — штоки; /2 —упор; 13 — коробка; 14 — трубка; 15 — диафрагма; 16 — пружина; 18 — рычаг; 19 — впускной коллектор дизеля; А — полость.

Когда дизель не работает, пружина через шток ставит упор в такое положение, при котором он упирается в рычаг и удерживает его, не позволяя тем самым корректору увеличить цикловую подачу топлива. Когда же работающий дизель установится на заданный режим, турбокомпрессор наберет нужные обороты, давление в коллекторе повысится и передастся по трубке в полость А ограничителя дымления. Воздух при этом будет давить на диафрагму, сожмет пружину и через шток повернет упор так, что он освободит рычаг, который после этого войдет в соприкосновение со штоком корректора и обеспечит нормальную (более высокую) подачу топлива насосом.

—

Топливный насос под большим давлением подает через форсунки в камеру сгорания необходимые порции топлива в строго определенные моменты. По принципу действия топливные насосы, применяемые на автомобильных двигателях, относятся к золотниковому типу с постоянным ходом плунжера и регулировкой конца подачи топлива. Число секций топливного насоса соответствует числу цилиндров двигателя. Каждая секция обслуживает один цилиндр. Топливный насос двигателя ЯМЗ-236 имеет шесть насосных секций, а топливный насос двигателя ЯМЗ-238 — восемь секций, объединенных в общем корпусе.

Топливные насосы высокого давления двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238, расположенные между рядами цилиндров, приводятся в действие от блок-шестерни распределительного вала. За два оборота коленчатого вала кулачковый вал насоса делает один оборот, при этом топливо подается во все цилиндры.

На рис. 7 показан топливный насос высокого давления дизеля ЯМЗ-236. На алюминиевом корпусе насоса укреплен корпус топливоподкачивающего насоса. Муфта автоматического опережения впрыска топлива и регулятор числа оборотов коленчатого вала объединены с насосом высокого давления в один агрегат.

Корпус насоса горизонтальной перегородкой разделен на две части — верхнюю и нижнюю. В нижней части расположены кулачковый вал и толкатели, а в верхней части — насосные секции. В горизонтальной перегородке имеются шесть отверстий и пазы для установки и направления движения толкателей.

Кулачковый вал приводит в действие шток поршня топливоподкачивающего насоса и через ролики 30 толкателей — плунжеры. В толкатели ввернуты регулировочные болты, имеющие контргайки. В нижнюю часть корпуса насоса, где вращается кулачковый вал, наливается масло, уровень которого контролируется указателем.

Плунжер и гильза являются основными деталями каждой отдельной секции насоса. Соединенные вместе, они называются плунжерной парой. Плунжер имеет диаметр 9 мм и ход 10 мм. Для создания высокого давления зазор между плунжером и гильзои не должен превышать 0,0015—0,0020 мм. Положение гильзы в насосе фиксируется винтом. В верхней части гильзы имеется впускное и перепускное отверстия. Плунжер может перемещаться в вертикальном направлении внутри гильзы и поворачиваться с помощью двух направляющих выступов, входящих в пазы поворотной втулки. Последняя, в свою очередь, поворачивается закрепленным на ней зубчатым венцом, находящимся в зацеплении с рейкой. В продольный паз рейки входит стопорный винт, определяющий ее положение по отношению к зубчатому венцу.

Рис. 7. Топливный насос высокого давления дизеля ЯМЗ-236:

Головка плунжера имеет кольцевую проточку, продольный паз и спиральную отсечную кромку. На нижнем конце плунжера сделана кольцевая проточка для нижней опорной тарелки пружины. Другой конец пружины упирается в верхнюю тарелку, установленную в кольцевой выточке корпуса.

В верхней части каждой секции насоса помещается штуцер с седлом, нагнетательным клапаном, пружиной и упором нагнетательного клапана. От штуцера через ниппель топливо поступает в топливопровод, ведущий к форсунке. Плунжер, гильза, нагнетательный клапан и его седло изготовлены из качественной стали с высокой точностью, и раскомплектовывать эти пары нельзя. Для выпуска воздуха из насоса служит отверстие, закрываемое пробкой.

Все секции топливного насоса высокого давления работают одинаково, поэтому рассмотрим работу одной из них. При вращении кулачкового вала насоса кулачок набегает на ролик толкателя, который поднимается, сжимает пружину и перемещает плунжер вверх в гильзе. Во время дальнейшего поворота вала кулачок выходит из-под ролика толкателя и пружина опускает плунжер вниз. При движении плунжера вверх секция подает топливо; при движении плунжера вниз происходит ход всасывания. При перемещении рейки плунжер поворачивается на некоторый угол. Таким образом, плунжер совершает сложное движение — возвратно-поступательное и вращательное.

Топливо поступает из фильтра тонкой очистки в канал насоса высокого давления. При нижнем положении плунжера топливо через впускное отверстие поступает внутрь гильзы, заполняет надплун-жерное пространство и кольцевую проточку по продольному пазу и отсечной кромке. При подъеме плунжера топливо вначале вытесняется из надплунжерного пространства через впускное отверстие обратно в топливоподводящий канал. Затем, когда это отверстие перекроет плунжер, топливо будет сжиматься в надплунжерном пространстве. При достижении давления 10—18 кГ/см2 (1000—1800 кн/м2) нагнетательный клапан 5 поднимается вверх, сжимая пружину, и пропускает топливо из надплунжерного пространства в штуцер, откуда оно поступает к форсунке. Дальнейшее движение плунжера вверх сопровождается повышением давления до 150 кГ/см2 (15 000 кн/м2), при котором игла форсунки, приподнимаясь, открывает проход для топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания.

Рис. 8. Схема работы насосной секции:
а — впуск топлива; б — начало подачи; в — конец подачи;
1 — впускное отверстие; 2 — надплунжерное пространство; 3 — плунжер; 4 — гильза плунжера; 5 — нагнетательный клапан; 6 — штуцер; 7 — пружина нагнетательного клапана; 8 — разгрузочный поясок клапана; 9 — медно-фибро-вая прокладка; 10 — продольный паз плунжера; 11 — отсечная кромка плунжера; 12 — кольцевая проточка; 13 — перепускное отверстие

Впрыск топлива из форсунки в камеру сгорания продолжается до тех пор, пока отсечная кромка 11 движущегося вверх плунжера не начнет открывать перепускное отверстие 13 (рис. 152, в), соединяющее надплун-жерное пространство с топливоотводящим каналом. Вследствие этого давление в надплунжерном пространстве резко падает, так как топливо перетекает в этот канал, и нагнетательный клапан под действием пружины садится на седло.

Рис. 9. Схема изменения количества топлива, подаваемого насосной секцией:
а — максимальная подача; б — половинная полача; в — нет подачи; 1 — плунжер; 2 — перепускное отверстие; 3 — впускное отверстие; 4 — продольный паз на головке плунжера

Для устранения возможности подтекания топлива в камеру сгорания через иглу форсунки необходима мгновенная посадка иглы в седло, т. е. быстрая отсечка подачи топлива в цилиндр. Это обеспечивается конструкцией нагнетательного клапана, имеющего разгрузочный поясок, который при посадке клапана в седло способствует быстрому увеличению объема пространства за клапаном, что приводит к резкому падению давления между клапаном и форсункой.

Режим работы двигателя зависит от количества топлива, подаваемого в цилиндры секциями насоса за один ход плунжера. Это изменение в подаче топлива происходит при повороте плунжеров в гильзах на некоторый угол.

Схема изменения количества топлива, подаваемого отдельной секцией насоса, приведена на рис. 9. Если смотреть на плунжер сверху, то поворот его против часовой стрелки сопровождается увеличением количества подаваемого топлива. Вдвигая рейку в насос, плунжеры всех секций одновременно поворачиваются в положение максимальной подачи. В этом случае расстояние А от отсечной кромки плунжера до перепускного отверстия будет наибольшим, а следовательно, и ход плунжера, при котором происходит впрыск топлива через форсунку, также будет максимальным. Перепускное отверстие открывается позднее.

Выдвижение рейки из корпуса насоса сопровождается поворотом всех плунжеров по часовой стрелке и уменьшением подачи топлива в цилиндры

дизеля. На рис. 9, б показано положение плунжера, соответствующее половинной (от максимально возможной величины) подаче топлива, так как расстояние Ах от отсечной кромки плунжера до отверстия вдвое меньше расстояния А, соответствующего максимальной подаче. Следовательно, перепускное отверстие открывается раньше.

При рейке, выдвинутой из корпуса насоса до отказа, подача- топлива насосом прекратится, так как продольный паз на головке плунжера на всем протяжении его хода будет соединять надплунжерное пространство с перепускным отверстием. Впускное отверстие, через которое топливо поступает в надплунжерное пространство, плунжер всегда перекрывает в одном и том же положении по высоте.

Таким образом, при повороте плунжера изменяется момент окончания подачи и количество подаваемого топлива, а момент начала подачи топлива насосом остается неизменным. Он регулируется болтом, ввернутым в верхний торец толкателя. Если болт вывертывать, то при повороте кулачкового вала толкатель раньше будет поднимать плунжер, и топливо будет раньше подаваться к форсунке, т. е. угол начала подачи топлива насосом увеличится (ранняя подача). При ввертывании болта в толкатель этот угол уменьшается (поздняя подача).

Насос начинает подавать топливо в цилиндр, когда кривошип его не доходит на некоторый угол до в. м. т. Этот угол называется углом момента начала подачи топлива насосом.

Между моментом начала подачи топлива насосом и моментом начала впрыска топлива форсункой есть существенное отличие, заключающееся в том, что форсунка позднее насоса начинает подавать топливо в цилиндр двигателя из-за некоторого расширения топливопроводов, незначительной сжимаемости топлива и небольших утечек топлива в насосе и форсунке.

Рекламные предложения:

Читать далее: Форсунка системы питания

Категория: — Тракторы

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

ТНВД дизельного двигателя. Топливный насос высокого давления

Главным отличием дизельных двигателей от бензиновых является другое устройство топливной системы и системы впрыска. Самым главным элементом в конструкции является ТНВД дизельного двигателя. Это топливный насос высокого давления.

Что такое ТНВД

Это оборудование считают одним из сложнейших среди прочих узлов дизельных силовых агрегатов. Устройство выполняет главную функцию. Оно подает горючее в камеры сгорания под очень высоким давлением.

Это необходимо для подачи горючей смеси в камеры сгорания двигателя под определенным давлением, и только в нужный для этого момент. Порция подаваемой смеси очень точно измеряется при помощи электроники. Также порция соответствует нагрузке.

Эволюция ТНВД

Правительство многих стран мира значительно ужесточило экологические нормы по выбросу вредных веществ. Это привело к тому, что механические ТНВД дизельного двигателя стали постепенно вытесняться электронным оборудованием. Механика не справлялась с правильным дозированием топливной смеси в необходимой точности. Кроме этого, механика не могла быстро отреагировать на каждое изменение режима работы силового агрегата.

Самые известные производители электроники предложили современные системы управления подачей горючей смеси. Внедрение электроники позволило уменьшить нестабильность сгорания горючего, а также снизило неравномерность работы на холостом ходу.

Некоторые устройства имели в своей конструкции специальный клапан для быстрого действия. Это привело к разделению процесса подачи топливной смеси в камеры на две части. Такая технология позволила в значительной степени снизить жесткость сгорания топлива.

Точность в управлении впрыском позволила также уменьшить выбросы в атмосферу токсичных веществ. В новых двигателях смесь сгорает полностью, а выросшая эффективность позволила повысить КПД и увеличить итоговую мощность.

Электронным управлением оснащено оборудование распределительного типа. Электроника регулирует положение дозатора. Также в составе имеется специальный клапан, который позволяет опережать процесс впрыска.

Виды ТНВД

Различают несколько типов насосов по типу впрыска.

Так, существуют устройства непосредственного действия, а также аккумуляторное оборудование. В последних системах процессы регулировки момента возложены напрямую на форсунки и электронные системы управления.

Насос непосредственного действия

ТНВД дизельного двигателя с непосредственным действием имеет механическое устройство. Привод основан на плунжере и втулке. Это называется плунжерной парой. Любые процессы на оборудовании этого типа проходят в один момент времени. В каждую камеру сгорания дизельного двигателя отдельная часть насоса подает горючее в необходимой дозе. Что касается давления, то оно создается движением плунжера насоса. Этим оборудованием оснащено множество дизельных иномарок. Также встречается ТНВД дизельного двигателя («Фольксваген» — не исключение) по такому принципу.

Аккумуляторный ТНВД

Здесь отличие от традиционного насоса в том, что на плунжерный привод воздействует давление непосредственно в самом цилиндре.

Но кроме этого, такое воздействие может оказываться посредством специальных пружин. Существуют также устройства с гидравлическими аккумуляторами, которые устанавливают чаще всего на мощные, но при этом малооборотистые двигатели.

Необходимо сказать, насосы с гидроаккумулятором отличаются раздельными процессами впрыска и нагнетания. Горючая смесь под высоким давлением накачивается в аккумулятор и только потом попадает в камеры сгорания. Этот поход позволяет обеспечить более эффективное распыление, а также оптимальное образование смеси, которое отлично подходит для любых нагрузок. Среди минусов подобной системы можно выделить еще большую сложность оборудования, что не способствует популярности. В современных двигателях используют оборудование, основанное на электромагнитных клапанах и электронной системе управлении.

Распределительный насос

Эти элементы, по сравнению с рядными, оснащены одним или двумя плунжерами, которые обслуживают все камеры сгорания. Масса и габаритные размеры данных устройств значительно меньше. Качество работы их при этом намного выше.

Но эти системы отличаются малой долговечностью. Часто требовался ремонт ТНВД дизельных двигателей. Это определило применение оборудования — легковые автомобили.

Рядные насосы

Это оборудование оснащается плунжерными парами. Их столько, сколько цилиндров в двигателе. Детали эти смонтированы в корпусе, где есть специальные каналы для закачивания и отвода дизельного топлива. Для привода плунжера в движение применяется специальный кулачковый вал, который приводится в движение от коленчатого вала. Чтобы насос работал, плунжерные пары должны прижиматься к кулачкам. Это реализовано посредством пружин.

Когда кулачковый вал движется, кулачок находит на толкатель, который в этот момент двигается по своей втулке. При движении элемента производится открытие и закрытие отверстий для впуска и выпуска горючего. Таким образом, в системе появляется давление. В результате этого открываются нагнетательные клапаны и топливо двигается по топливопроводу к форсункам. В этом заключается работа ТНВД дизельного двигателя.

Для регулировки плунжер поворачивается в его втулке. Для того чтобы выполнить этот поворот, устройство имеет специальную шестерню, которая находится в зацеплении с зубчатой рейкой. Последняя напрямую связана с педалью акселератора. Верхняя часть плунжера сделана наклонной. При повороте можно изменять количество дизельного топлива.

Такая конструкция рядных насосов позволила обеспечить высокую надежность.

Смазываются механизмы посредством моторных масел из системы смазки агрегата. Поэтому можно использовать топливо достаточно низкого качества. Эти насосы применяются на больших грузовых автомобилях, а на легковых их использовали до 2000 года.

Устройство ТНВД дизельного двигателя

На примере распредительного ТНВД можно рассмотреть принципиальное устройство. Так, насосы бывают одноплунжерными или же двухплунжерными. При этом одна секция аппарата может подавать горючую смесь в несколько форсунок.

Так, оборудование состоит из редукционного клапана, всережимного регулятора, дренажного штуцера, корпуса насосной секции вместе с плунжерной парой и клапанами. Кроме этого, в составе устройств есть элемент для подкачки топлива, люк для регулировки опережения впрыска, корпус, электромагнитный клапан и устройство привода плунжера.

Как видно, оборудование имеет сложное устройство. В случае поломки диагностика ТНВД дизельного двигателя будет трудной задачей. А отремонтировать систему даже в условиях гаража будет очень сложно.

Причины неисправностей

Стоимость этих устройств достаточно высока, а сам насос очень требователен к качеству топлива и смазочных жидкостей. Если дизельный автомобиль используется на плохом горючем, то в нем обязательно содержатся различные твердые частицы. Все это влияет на работу плунжерной пары, которая имеет минимальный допуск. Также некачественная «солярка» легко выводит из строя форсунки. Учитывая, сложность современного ТНВД дизельного двигателя, цена заправки некачественным топливом может быть очень дорогой. Кстати, сам насос стоит порядка 300 долларов.

Среди самых популярных поломок насоса и форсунок различают следующие:

• повышенный расход;
• дымность в выхлопе;
• шум и другие посторонние звуки;
• спад мощности;
• затрудненный запуск.

Естественно, эти поломки могут быть вызваны и другими причинами.

А чтобы узнать, нужен ли ремонт ТНВД дизельных двигателей, необходим специальный стенд. Это оборудование есть только на СТО, которые специализируются на подобном оборудовании. Современные насосы не имеют тех органов регулировки, которые позволили бы выполнить диагностику. Поэтому придется воспользоваться помощью профессионалов.

Ремонт аппарата

Необходимость в ремонте может быть вызвана самыми разными причинами.

Многие поломки нельзя устранить своими руками. Однако если ремонт сводится к замене изношенных деталей, это легко делается в гараже. Но регулировать оборудование все равно придется на специализированном стенде.

Так, одна из причин — износ ТНВД дизельного двигателя. Определить это достаточно просто. Силовая установка будет работать слишком неравномерно и громко. Также усложняется запуск и потеря мощности. Про топливо низкого качества уже сказано. Еще на исправность влияет электроника. Для ремонта чаще необходимо просто заменить то, что износилось. Но для этого необходимо разобрать устройство. Это можно выполнить своими руками, однако без должных знаний лучше обратиться к профессионалам.

Итак, мы выяснили, какие бывают разновидности топливных насосов высокого давления и рассмотрели причины их выхода из строя.

fb.ru

Топливный насос высокого давления — WiKi

Топливный насос высокого давления 12-цилиндрового дизельного двигателя, в разрезе.

То́пливный насо́с высо́кого давле́ния (ТНВД) ди́зельного дви́гателя является одним из наиболее сложных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей.

Назначение

Топливные насосы предназначены для подачи в цилиндры дизеля 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.

  Работа секции рядного ТНВД

Устройство распределительного ТНВД:

1. редукционный клапан;
2. всережимный регулятор;
3. дренажный штуцер;
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 (5), а редукционный клапан (1) поддерживает стабильное давление на входе в насосную секцию ТНВД, которая расположена в корпусе (4).

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)
• h2000 (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

Вращение 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.

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

См. также

Ссылки

ru-wiki.org

Ремонт топливного насоса высокого давления дизельного двигателя

---

Наряду с бензиновыми моторами, агрегаты на тяжелом топливе стали использоваться все чаще. Если в течение ХХ века дизель был в основном прерогативой грузовой автомобильной техники, то к концу века встретить дизельную легковушку было уже обычным явлением. Дешевизна топлива, экономичность, высокий крутящий момент на низких оборотах и простое устройство — эти принципиальные особенности закрепились за дизельными двигателями и остаются актуальными до сих пор. Тем не менее, система питания моторов на солярке имеет очень сложный и высокоточный узел — топливный насос высокого давления.

Содержание:

1. Система питания дизеля
2. Устройство и функции ТНВД
3. Ремонт ТНВД
4. Необходимость регулировки и планового ТО

Система питания дизеля

Система питания дизельного двигателя с одной стороны немного проще, чем у бензинового инжекторного. Она может долго работать без регулировок, а также достаточно вынослива. Сердцем системы питания был и остается топливный насос высокого давления. В его задачи входит не только поддержание давления в системе питания, но и распределения дозированного топлива в камеру сгорания, а также регулировка момента впрыска топлива, аналогично бензиновой системе зажигания.

Как видим, функций у ТНВД более чем достаточно, поэтому и устройство агрегата очень непростое. Однако какого типа не применялся бы насос, основным его рабочим элементом есть плунжерная пара. Это высокоточное и очень технологичное устройство, которое представляет собой пару: плунжер, поршень, который нагнетает давление в системе, а также гильза или втулка, в которой работает плунжер. Пара изготавливается из самых высококачественных материалов и подлежит очень точной обработке, шлифовке и полировке для достижения максимально возможного плотного сопряжения, но при этом сохраняя возможность плунжера перемещаться возвратно-поступательно внутри гильзы или втулки.

Устройство и функции ТНВД

Прецизионное сопряжение между плунжером и цилиндром обеспечивают точное дозированное поступление топлива в форсунку, поэтому при малейшей неточности сопряжения, стабильность работы дизеля будет нарушена. Исходя из этого, очень важно контролировать качество фильтрации солярки, которая поступает в ТНВД, иначе пара просто выйдет из строя. Плунжеры и цилиндры каждой пары притерты индивидуально, а плунжеры замене и перестановке местами не подлежат.

По конструкции топливные насосы могут быть трех типов:

• рядный ТНВД;
• магистральный, наиболее современная конструкция;
• распределительный.

Самая старая конструкция — это рядные насосы. В них на каждый цилиндр приходилась свояплунжерная пара, поэтому ТНВД был громоздким, тяжелым и сложным в ремонте. Распределительный насос стал более современной конструкцией, поскольку в нем на несколько цилиндров приходится одна плунжерная пара. Магистральный насос высокого давления представляет собой одну плунжерную пару и нагнетает давление в топливный аккумулятор, откуда солярка распределяется по форсункам при помощи электронного управления.

Ремонт ТНВД

Ремонт топливного насоса высокого давления дизельного двигателя осуществляется только в специализированных центрах при наличии соответствующего оборудования и инструментов, а также специально подготовленного технического персонала. Если топливные насосы старого образца еще могли обслуживаться и ремонтироваться силами предприятий и ремонтных баз, то магистральные и распределительные насосы требуют для регулировки ТНВД и планового ТО очень точного и дорогого оборудования, которое могут позволить себе только глобальные бренды, такие, как немецкая Бош.

Основными поломками ТНВД и признаками того, что ему необходим ремонт, как правило, становятся:

• громкая и неравномерная работа дизеля по всем диапазонам оборотов;
• резкая потеря мощности;
• невозможность или затрудненный пуск на горячую.

Как правило, после появления этих симптомов следует обращаться на диагностику. Однако бываюти крайние случаи, когда в виду использования некачественного топлива, возникает клин плунжера или полная потеря работоспособности. В результате этого давление в топливной системе падает, двигатель попросту не может запуститься.

Необходимость регулировки и планового ТО

После ремонта в обязательном порядке проводится доводка и регулировка ТНВД на нескольких специальных стендах, которые устанавливают правильный момент впрыска топлива, опережение впрыска, количество подаваемого топлива на форсунки или в топливную рампу. При проведении регулировок некорректно, двигатель также не может работать правильно. Он выбрасывает черный дым под нагрузкой, наблюдается перерасход топлива, двигатель не может развивать номинальную мощность.

Только квалифицированный и грамотный ремонт ТНВД и точная регулировка по заводским номиналам могут обеспечить нормальную работу дизельного двигателя. Удачных всем дорог и чистого топлива!

Читайте также:

---

avtoshef.com

Топливный насос высокого давления Википедия

Топливный насос высокого давления 12-цилиндрового дизельного двигателя, в разрезе.

То́пливный насо́с высо́кого давле́ния (ТНВД) ди́зельного дви́гателя является одним из наиболее сложных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей.

Назначение[ | ]

Топливные насосы предназначены для подачи в цилиндры дизеля 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.

Работа секции рядного ТНВД

Устройство распределительного ТНВД:

ru-wiki.ru