Тнвд дизель: как работает, как ломается, как восстанавливают

Содержание

как работает, как ломается, как восстанавливают

Категория: Полезная информация.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) — самый сложноустроенный и дорогостоящий элемент топливной системы дизельных двигателей.

Назначение этого узла — подавать топливо под большим давлением в форсунки (или топливную рампу, затем в форсунки), откуда оно затем будет впрыскиваться в цилиндры. Поэтому при возникающих неисправностях с ТНВД владельцу грозят серьёзные проблемы со стабильной работой мотора или тот просто откажется заводиться.

 Принцип работы ТНВД 

Основная задача ТНВД — нагнетать под давлением порядка 500-1400 бар (зависит от конструкции и типа насоса) топливо и подавать его к форсункам, которые открываются в нужный момент и быстро выпускают (распыляют) топливо в цилиндр.

Поддержание высокого давления в системе — другое важнейшее назначение ТНВД, ведь без этого форсунка не сработает и опоздает с распылением горючего до мельчайших частиц, а ведь мгновенное смешивание распыляемого ДТ и воздуха является условием образования однородной топливовоздушной смеси. Другими словами — гарантирует стабильную и культурную работу дизельного двигателя.

Изначально ТНВД выполнял практически все функции по подаче топлива в цилиндры: создавал давление, нагнетал топливо и распределял его по форсункам. Так действовали насосы рядного и распределительного типа.

Затем появилась система впрыска Common Rail и магистральные ТНВД. В таких современных системах впрыска дизельных ДВС насос высокого давления не распределяет топливо по форсункам, а нагнетает его в топливную магистраль (рампу): металлическую трубку, запаянную с обеих сторон, своеобразный резервуар для хранения горючего. От рампы топливо по трубкам (одна форсунка — один топливопровод к рампе) подводится к электромагнитным / пьезоэлектрическим форсункам.

В системе Common Rail, таким образом, топливо подаётся ко всем форсункам одновременно, из общей магистрали под давлением порядка 1 600 – 1 800 бар.

Конструкция топливной рампы CR такова, что топливо, которое ТНВД в неё нагнетает, не запирается в рампе: излишки отводятся через сливной канал. Так обеспечивается циркуляция ДТ в системе, но как только электрический клапан форсунки открывается, топливо распыляется в цилиндр. И по-прежнему высокое давление играет важную роль в мгновенном приготовлении топливовоздушной смеси и последующем полном её сгорании.

 Плунжерная пара — главный узел в конструкции ТНВД 

Наиболее распространённый вид ТНВД для систем Common Rail — плунжерный. Основный рабочий элемент такого ТНВД — плунжерная пара: поршень (плунжер) и цилиндр (втулка, стакан).

Подпружиненый плунжер двигается благодаря кулачковому валу внутри втулки, набирая и выталкивая из полости над ним топливо. Высокое давление в системе обеспечивает прецезионное сопряжение: минимальный, точно выверенный зазор в 1-3 мм между плунжером и стаканом.

Часто в один корпус ТНВД устанавливают три плунжера. В полости над плунжером размещаются односторонние клапаны — на впуск и на выпуск топлива. Можно провести аналогию плунжерной пары ТНВД с сердцем, которое перекачивает кровь по организму похожим образом.

Важно. Плунжер во время работы смазывается топливом, которое через него проходит.

Конструкция разных видов плунжерных пар отличается. Встречаются ТНВД с плунжерными парами, где плунжер извлекается из корпуса и меняется в сборе. 

 Основные виды ТНВД 

Существует три типа ТНВД.

Рядные и распределительные относятся к ТНВД предыдущих поколений автомобилей, имеют относительно простую конструкцию, не отличаются повышенной чувствительностью к качеству топлива. Среди недостатков — сравнительно шумная работа и высокие потери на трение, особенно у рядных ТНВД.

В системах впрыска Common Rail используются магистральные насосы. Они способны создавать высокое давление и обеспечивать наиболее эффективный впрыск, но весьма привередливы к качеству топлива и дороги в обслуживании и ремонте.

Рассмотрим особенности разных видов ТНВД подробнее.

Рядные ТНВД применялись на легковых автомобилях, выпущенных до 2000 года. Это неприхотливые выносливые насосы, которые смазываются моторным маслом. Количество плунжеров равно количеству цилиндров, топливо подаётся по принципу каждой камере сгорания — свой плунжер. К недостаткам относятся большие потери на внутреннее трение и недостаточно высокое давление для эффективного распыления топлива.

Распределительные ТНВД устанавливаются на дизельные двигатели с количеством цилиндров от трёх до шести. В отличие от рядных насосов, в конструкции распределительных есть только один или два плунжера, и они обеспечивают одинаковое давление при подаче топлива для всех цилиндров. Это более лёгкие компактные насосы. Работают экономичнее, культурнее и мощнее, чем рядные ТНВД. Недостаток — выше требовательность к качеству топлива.

Магистральный насос — самый современный тип ТНВД для систем впрыска Common Rail. Такой насос содержит до трёх плунжеров, а в современных типах — часто только один. Существуют магистральные насосы и роторного типа. Магистральные ТНВД созданы с высокой точностью. Они ещё легче, компактнее, имеют минимальные потери на трение, создают высокое давление и. Но плунжеры таких ТНВД смазываются топливом, поэтому насосы крайне привередливы к качеству ДТ.

 Признаки неисправности ТНВД 

Владельца должны насторожить такие признаки неисправностей в работе дизельного двигателя, как:

  • неуверенный запуск;
  • падение мощности;
  • увеличение расхода топлива;
  • дымный выхлоп.

В этих случаях очень рекомендуется провести комплексную компьютерную диагностику двигателя и проконтролировать параметры наддува, подачи топлива, давления в топливной системе. А также параметры работы датчиков (в частности, расходомера, датчиков положения распредвала / коленвала), системы EGR и вихревых заслонок впускного коллектора.

Такое пристальное изучение всех параметров работы мотора связано с тем, что дизельная топливная аппаратура — это не только форсунки и ТНВД, но и ряд вспомогательных и контролирующих систем.

Бывает, проблема, которую ищут в неполадках с ТНВД, кроется в другом. Например, имеет место:

  • поломка подкачивающего насоса;
  • грязный топливозаборник в баке;
  • выход из строя насоса, перекачивающего топливо из одной части бака в другую;
  • изношенный регулятор низкого давления;
  • форсунка, льющая топливо в «обратку».

 Внутренние поломки ТНВД и их причины 

Из-за чего топливный насос высокого давления действительно может выйти из строя раньше времени — так это из-за некачественного топлива

. Точнее из-за примесей в составе и попадания воды.

Примеси в составе топлива — смолы, парафины, механические взвеси, сомнительные присадки — ухудшают смазывающие свойства ДТ, что вызывает отложение на подвижных частях насоса.

Вода в случае попадания на подвижные элементы ТНВД (вместе с конденсатом с пустых стенок топливного бака или в составе некачественного ДТ), вызовет коррозию деталей. Плунжер и односторонние клапаны начнут подклинивать, нормальная циркуляция топлива нарушится, износ втулок и сальников ускорится в разы. В результате медленно, но верно, ТНВД выйдет из строя.

Если в топливной системе образовалась воздушная пробка, плунжер будет какое-то время работать без смазывания топливом, «на сухую». Механические детали от трения будут истираться друг об друга, а повышенная температура способна быстро деформировать элемент.  Работа ТНВД без смазки способна убить узел в считанные минуты.

К другим, не столько фатальным, поломкам ТНВД относят:

  • износ втулок вала в передней крышке корпуса;
  • износ сальника вала;
  • повреждение уплотнительных колец крышек корпуса / фланца;
  • выход из строя регулятора давления (механической или электрической его части).

 Как диагностируют и ремонтируют ТНВД 

Решение сэкономить на своевременном обращении к специалистам по ремонту и обслуживанию дизельной топливной системы, «поездить пока так», обратиться к знакомым гаражникам — всё это в случае поломки ТНВД выйдет боком и сильно ударит по бюджету.

Топливный насос, точнее, его плунжерная пара — действительно дорогостоящий элемент, и не всегда его можно восстановить. Что уж говорить о самостоятельной переборке системы. Тем более что конструкция отдельных ТНВД просто неразборная.

Важно. Мастера, работающие с дизельной топливной аппаратурой, говорят, что на самом деле среди систем Common Rail «больных» ТНВД мало, чаще проблема кроется в клапане ZME, регуляторе (DRV, PCV...) высокого давления и других сопутствующих элементах. Даже если формально насос в своей работе выходит за параметры диагностического стенда, но работает нормально — нужно дважды подумать, прежде чем вскрывать его и ремонтировать.

Ремонту ТНВД обязательно должна предшествовать компьютерная диагностика, а также стендовая проверка работы форсунок.

Если подтверждается, что в неполадках с работой двигателя виноват насос высокого давления, его снимают и отправляют на диагностический стенд, чтобы проверить работу узла в разных режимах «работы двигателя».

Обычно на этом этапе становится понятно, в чём проблема, каков масштаб бедствия и какие варианты исправления ситуации можно предложить владельцу.

Например, если ТНВД «приговорила» коррозия, можно попробовать его разработать (до очередного подклинивания плунжера), но лучше заменить в сборе, купив новую плунжерную пару. 

Замена клапанов на новые тоже не представляет труда в случае такой необходимости. Меняют и уплотнительные кольца, и ремкомплекты.

Важно понимать, что возможность ремонта и замены отдельных элементов связана с особенностями конструкции ТНВД. В современных насосах не предусмотрены процедуры шлифовки или расточки деталей, максимум — можно заменить плунжерную пару. А в самых современных насосах системы CR и это невозможно: случись что, придётся менять весь корпус ТНВД. То есть чем моложе автомобиль, тем выше вероятность в случае поломки заменить весь узел целиком.

После проведённого ремонта и замены изношенных деталей мастер отправляет ТНВД на диагностический стенд снова. Если параметры работы выйдут за предел нормативных, насос снова разбирают, ремонтируют, проверяют.

Полностью исправный ТНВД герметично запаковывают, чтобы исключить попадание воды, и возвращают владельцу. Осталось только установить на двигатель.

Итого

Когда кого-то отговаривают от владения дизельным автомобилем, в основном аргументы «почему не стоит» сводятся как раз к дорогостоящей дизельной аппаратуре. Если речь о подержанном авто с большими пробегами, выход из строя ТНВД повлечёт за собой расходы, к которым готов не всякий автовладелец.

Чтобы не столкнуться с подобной ситуацией, не рискуйте с «паленым» топливом, не используйте присадки и добавки для чего бы то ни было, которые добавляются в бак, особенно если на автомобиле Common Rail. Держите бак по возможности полным, а при первых же признаках неисправностей в подаче топлива обращайтесь к квалифицированным специалистам.

Все эти простые меры позволят поддержать работоспособность ТНВД на нормальном уровне годами.

О том, как устроены дизельные топливные форсунки, почему они ломаются и как их ремонтируют, узнаете из этой статьи.

ТНВД найдёте в нашем каталоге

Посмотреть запчасти в наличии

Метки: Топливная аппаратура, Неисправности топливной системы, Форсунки, ТНВД

Виды ТНВД

Виды ТНВД

Топливный насос высокого давления – это важнейший элемент топливосистемы впрыска дизельных моторов. У насоса есть две функции: регулировка нужного момента времени для начала впрыска и нагнетание необходимого количества топлива. В последнее время на современных двигателях применяются аккумуляторные системы впрыска, в которых момент впрыска регулирует сама форсунка, под управлением электроники.

По конструктивным особенностям есть три вида ТНВД: рядный, магистральный и распределительный. В рядных насосах топливо подаётся к цилиндрам разными плунжерными парами. В магистральном насосе дизтопливо нагнетается только в аккумулятор. А в распределительном одна плунжерная пара распределяет и нагнетает топливо по всем цилиндрам равномерно.

Одними из самых популярных является насос Bosch

а также ТНВД Cummins, Delphi, Lucas и другие.

Рядный ТНВД


В ТВНД рядного типа установлено столько плунжерных пар, сколько и цилиндров. 

 

Они вмонтированы в корпус насоса, в котором также есть специальные каналы для отвода и подвода дизтоплива. Плунжер двигается от кулачкового вала, приводящегося в действие от коленвала мотора. Также они постоянно прижимаются к кулачкам из-за пружин.

Когда вращается кулачковый вал, кулачок приводит в действие толкатель плунжера. Потом он начинает продвигаться по втулке вверх, последовательно открывая впускные и выпускные отверстия. Внутри создаётся определённое давление, из-за которого клапан, нагнетающий топливо, подаёт его в нужную форсунку.

Момент подаваемого топлива и его количество регулируется как электронным, так и механическим способом. Чтобы отрегулировать его механически, нужно провернуть плунжер внутри втулки. Для этого есть специальная шестерня, которая соединяется с рейкой, а она жёстко связана с педалью газа.

Рядные ТНВД используются очень давно, но до сих пор популярны. Это всё из-за того, что у них очень высокая надёжность и работать они могут даже на топливе плохого качества.


 

Распределительный ТНВД

У распределительного насоса, в отличии от рядного, все цилиндры обслуживает одна плунжерная пара.

 

Эти ТНВД достаточно меньше по габаритам и массе, а также обеспечивают хорошую равномерность подачи. Но одним из главных минусов является то, что у них сравнительно низкая долговечность деталей. Поэтому такие насосы применяют, в основном, на легковых авто.

Распределительные насосы отличаются между собой, в зависимости от производителя. Например, насос Bosch имеет торцевой кулачковый привод, а ТНВД Cummins внутренний. Они оба неплохи, в них нет силовых нагрузок на узлы от давления топлива, поэтому обладают неплохой долговечностью.

У ТНВД с торцевым кулачковым приводом основной элемент – это плунжер-распределитель, который двигается и распределяет топливо по цилиндрам.

Регулировка количества подаваемого топлива может быть произведена механически, но лучше довериться электронным устройствам. В дозаторе установлен специальный электромагнитный клапан, который и производит регулировку.

А вот роторный распределительный насос, который использует в своих двигателях фирма Каминс, разделяет топливо при помощи распределительной головки и плунжера. В таких ТНВД устанавливается два плунжера, которые располагаются непосредственно на распредвале. Оба плунжера обегают кулачковую обойму через ролики. Когда плунжеры двигаются друг к другу, то давление растёт и топливо подаётся по каналам к форсункам всех цилиндров.

Магистральный ТНВД

Топливный насос магистрального типа применяется в системе «Комон Раил» и выполняет единственную функцию – нагнетает дизтопливо к рампе. 

Давление топлива в таких ТНВД намного выше других типов насосов. К слову, уникальная система Common Rail уже используется в большинстве двигателей от Каминс,Bosch и других известных производителей из-за своей современности.

В конструкции этого ТНВД может быть до трёх плунжеров, которые начинают свою работу из-за кулачковой шайбы или вала. Когда кулачковый вал вращается, возвратная пружина опускает плунжер вниз. В компрессионной камере повышается объём, но уменьшает давление. Из-за разряжения впускной клапан открывает и в камеру начинает попадать топливо.

Потом плунжер начинает двигаться вверх и в камере постепенно увеличивается давление, в следствие чего закрывается впускной клапан. Когда достигается необходимое давление, клапан выпуска открывается и топливо начинает подаваться на рампу или магистраль.

Управлять подачей топлива в системе Комон Раил проводится только электронным методом из-за своей сложности. Это зависит от необходимости в дополнительном топливе двигателя. В стандартном положении клапан открыт. После сигнала от электронного блока клапан прикрывается, а поступление топлива в камеру начинает регулироваться.

 

ТНВД: виды, диагностика, типовые неисправности

ТНВД или топливный насос высокого давления - один из наиболее сложных и специфичных элементов современных дизельных двигателей. Помимо данного типа моторов, такие узлы используются в инжекторных силовых агрегатах, у которых организована подача бензина напрямую в цилиндры.

Значительная стоимость насоса обуславливается сложностью его изготовления, связанного с необходимостью использования высокоточного производственного оборудования. От качества и стабильности работы топливного насоса высокого давления зависит функционирование всего силового агрегата, так как он отвечает не только за нагнетание горючего, но и за дозирование порций смеси и их подачу к распылителям в заданное время.

Что собой представляет?

ТНВД является одним из основных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей и предназначается для своевременной подачи порции смеси в камеру сгорания. Особенностью такого горючего является зависимость качества воспламенения от уровня оказываемого давления. Действия стандартной поршневой системы в данном случае оказывается недостаточно, так как требуется довести давление до показателя в 150 Мпа и более. Для обеспечения этого условия и используется специфический ТНВД для дизельных силовых агрегатов.

С появлением промышленной версии систем типа Common Rail, в которых контроль распылителей осуществляется с помощью электроники, функционал насоса ограничился одним действием – контролем уровня нагнетаемого давления.

Конструкция

Чаще всего ТНВД размещается в пространстве под капотом недалеко от силового агрегата. У большинства дизельных двигателей иностранного производства трубопроводы систем топливоподачи от насоса к форсункам изготавливаются из металла, что также уменьшает количество вероятных мест их монтажа. Конструкция данного узла включает в себя два основных элемента: цилиндр малого диаметра и расположенный в нем поршень (плунжер), образующие в сочетании плунжерную пару. Этот элемент насоса изготавливается из качественной стали, способной выдержать нагрузки при высоком давлении, и требует максимальной точности при производстве, так как для работы плунжерной пары необходимо обеспечить минимальный зазор между ее деталями (прециозное сопряжение).

Промежуточным элементом, который непосредственно объединяет ТНВД с цилиндрами, является форсунка, размещающаяся нижней частью в камере сгорания и распыляющей порции топлива. Точный момент воспламенения регулируется углом опережения и контролируется электронными системами автомобиля.

Разновидности

В конструкции современных дизельных двигателей используются топливные насосы высокого давления (ТНВД) нескольких типов.

Рядный

Этот тип конструкции характеризуется надежностью и длительными сроками эксплуатации. Смазка насосов данного класса производится моторным маслом, что обеспечивает их совместимость с дизелем низкого качества. Рядные конструкции устанавливаются на силовые агрегаты с раздельными камерами сгорания и комплектуются плунжерными парами в соответствии с числом цилиндров. Поршни насоса приводятся в движение кулачковым валом, который соединен с коленвалом двигателя. Перманентное прижатие плунжера к кулачку обеспечивается с помощью пружин. Система имеет следующий принцип действия: вращение кулачкового вала смещает поршень, который перекрывает каналы впуска и выпуска. Одновременно с этим в камере повышается давление, открывающее нагнетательный клапан и порция горючего отправляется к конкретной форсунке.

За дозирование объема топлива в новых моделях отвечает электроника, а в старых двигателях это свойство обеспечивалось поворотом поршня на некоторое количество градусов внутри цилиндра. Механизмом, отвечавшим за данную операцию, служила шестерня, соединенная с зубчатой рейкой и подведенная к педали газа. Корректировка впрыска при изменении нажатия на акселератор производилась через муфту с грузиками, расходящимися под влиянием центробежной силы и обеспечивавшими необходимый угол опережения, в зависимости от оборотов мотора.

Распределительный

Эта конструкция характеризуется более плавной и стабильной работой, а также меньшими габаритами в сравнении с предыдущим вариантом. Топливные насосы высокого давления распределительного типа включают в себя следующие модификации:

  • Роторные или плунжерные
  • С кулачками внутреннего, торцевого или наружного размещения

Данный вариант конструкции оснащается парой плунжеров, которые обслуживают все камеры сгорания. При этом поршни совершают количество оборотов, равное числу цилиндров в конкретном двигателе, что обуславливает перманентно высокий уровень нагрузки на детали и их ускоренный износ, относительно аналогов рядного типа.

Магистральный

Этот тип конструкции характеризуется наилучшей управляемостью процессов воспламенения среди существующих аналогов и используется в двигателях с системой Common Rail. Максимальный контроль за горением смеси обеспечивается, благодаря подаче дизеля не напрямую в камеру сгорания, а в рампу (магистраль), выполняющую функцию предварительного аккумулятора. Такое технологическое решение дало возможность разделить процессы впрыска смеси и формирования необходимого давления. Работа насоса контролируется электронными системами управления.

ТНВД данного типа имеют наибольшую эффективность и считаются вершиной эволюции в своем классе. В различных моделях двигателей применяются насосы с различным количеством (от 1 до 3) плунжерных пар. Помимо этого, система может оснащаться гидравлическим приводом, подающим горючее через специальные клапаны. Такое конструктивное решение позволяет наиболее точно отрегулировать дозировку.

Принцип работы

Схема топливного насоса высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя включает в себя поршень и нагнетательный клапан. Получая импульс от коленвала силового агрегата через передачу, кулачковый вал вращается и «набегает» на муфту, которая движется в направлении форсунки, увеличивая давление в порции горючего над поршнем. Одновременно с этим перекрывается впускной тракт. После достижения необходимой степени давления нагнетательный клапан открывается, и дизель попадает в форсунку. При движении вниз оставшееся горючее удаляется через винтовой канал, прорезанный в корпусе плунжера. При этом полость в поршне в определенный момент оказывается на одном уровне с выпускным трактом и процедура повторяется.

За управление ТНВД в современных силовых агрегатах отвечают электронные блоки. Аппаратура  получает данные от контроллеров температуры, вращения вала, температуры охлаждающей жидкости, горючего и др., на основании чего формирует командные сигналы. Основываясь на заложенных в память оптимальных алгоритмах работы и поступающей информации, электронные блоки регулируют циклы подачи и угол опережения.

В зависимости от конкретного двигателя в его конструкцию могут быть включены дополнительные узлы, предназначенные для контроля работы насоса.

Признаки и причины неисправности

В подавляющем большинстве случаев, причиной ремонта систем топливоподачи дизельных двигателей становится низкое качество применяемого топлива и смазочных материалов. Попадание в плунжерную пару или форсунки инородных частиц и пыли практически гарантированно выводит их из строя. Наиболее легко отслеживаемыми признаками возникновения проблемы являются:

  • Затрудненный запуск
  • Увеличившийся расход горючего
  • Явные провалы мощности
  • Увеличившаяся дымность
  • Появление посторонних звуков при работе мотора

Одной из самых распространенных причин возникновения неисправностей считается естественный износ плунжерной пары. Микронные зазоры начинают увеличиваться, в них образуется нагар, что приводит к сбоям в системе.

Еще одной распространенной ситуацией являются перебои в подаче горючего, причиной которой могут стать:

  • Уменьшение пропускной способности распылителей
  • Критический износ зубцов на рейке или клапанов
  • Механические повреждения втулки
  • Истирание металла поршня
  • Диагностика и ремонт

В связи со сложностью конструкции, диагностика состояния систем топливоподачи дизельных двигателей требует использования специализированных стендов и предъявляет жесткие требования к профессиональному опыту механиков. Эта операция чисто технически не может быть выполнена в сервисе «гаражного» уровня. При возникновении перебоев в работе силового агрегата необходимо немедленно обратиться в дизель-центр, оснащенный соответствующим оборудованием. Корректно проведенная диагностика дает возможность отследить стабильность давления, равномерность подачи горючего, степень износа деталей и их остаточный ресурс, а также иные факторы, влияющие на качество работы ТНВД, форсунок и периферийных устройств. Системный подход позволяет владельцу сэкономить на ремонте, своевременно меняя износившиеся детали и заранее планируя дальнейшие работы.

Необходимо учитывать, что причиной неполадок могут являться электронные блоки управления и датчики, транслирующие неверные данные при полной исправности механических узлов. Ложная информация, поступающая в бортовой компьютер, приводит к генерации некорректных управляющих сигналов. Определить точную причину неполадки в домашних условиях практически невозможно. Даже в том случае, если владелец в состоянии собственными силами разобрать насос, самостоятельная установка новых деталей связана с риском поломки всего, весьма дорогостоящего, узла. Ремонтом ТНВД должны заниматься только работники профессиональных техцентров.

Вне зависимости от результатов диагностики, продлить срок эксплуатации насоса и топливопровода позволит тщательный контроль качества горючего и степени чистоты фильтра. Избыточное засорение может стать причиной образования нагара даже при заправке стабильно хорошим дизелем.

Ремонт ТНВД дизеля: нюансы, особенности

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

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

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

Устройство прибора

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

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

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

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

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

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

Внешние проявления топливной недостаточности

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

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

Если есть уверенность в своих силах

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

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

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

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

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

Разборка и устранение утечек

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

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

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

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

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

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

Ремонт плунжерного механизма

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

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

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

Сборка и регулировка оборотов

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

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

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

Проверка давления

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

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

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

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

Аварийный ремонт электромагнитного клапана

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

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

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

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

Обращение к специалистам

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

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

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

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

что это такое в машине, виды, диагностика и неисправности

Что собой представляет

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

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

Конструкция устройства

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

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

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

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

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

Разновидности ТНВД

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

  • рядный;
  • распределительный;
  • магистральный.

Каждый тип обладает своими особенностями.

Рядный

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

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

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

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

Распределительный

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

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

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

Магистральный

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

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

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

Как это работает

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

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

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

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

Признаки и причины неисправности

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

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

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

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

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

Диагностика и ремонт

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

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

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

Присадка для ТНВД дизельного двигателя «СУПРОТЕК ТНВД» | SUPROTEC

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

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

Восстанавливается давление.

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

Повышается мощность и приемистость двигателя.

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

Снижается шум и вибрация рядных и распределительных насосов.

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

Уменьшается загрязнение выхлопных газов.

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

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

Эффективность триботехнического состава была доказана в ходе независимых испытаний:

 

 

устройство, поломки и ремонт насоса высокого давления дизельного двигателя

Дизельный двигатель работает на тяжёлом топливе, которое в обычных условиях практически не испаряется. Поэтому для обеспечения полного сгорания в цилиндрах дизеля, горючее необходимо максимально качественно распылить форсункой прямого впрыска. Для этого создаётся перепад давления, измеряемый сотнями атмосфер, что помимо прочего ещё и необходимо из-за высокой степени сжатия такого двигателя.

Содержание статьи:

Следовательно, топливная аппаратура должна быть значительно усложнена по сравнению с обычным бензиновым мотором, даже прямого впрыска. Кроме подкачивающего, ставится ещё и насос высокого давления – ТНВД.

Что из себя представляет топливный насос высокого давления

Общим для всех многочисленных разновидностей ТНВД является значительное механическое сжатие дизтоплива, попадающего между плунжером или аналогичной по назначению деталью с одной стороны и подпружиненным клапаном с другой.

Любую жидкость можно считать практически несжимаемой, солярка не исключение. Поэтому давление может достигать тысяч атмосфер, особенно на современных моторах со сверхтонким распылением и электронным дозированием.

На каких двигателях устанавливается

Помимо дизелей, такие насосы могут применяться в бензиновых с прямым впрыском. Но всё же свойства бензина не требуют настолько значительного сжатия. Компрессия там ниже, да и распылять лёгкое топливо проще.

Читайте также: Как завести дизельный мотор после простоя зимой

Не применяются ТНВД в двухтактных дизелях, где горючее смешивается с воздухом в картере перед тактом продувки. Но такие моторы сейчас практически не используются на автомобилях.

Устройство и принцип работы ТНВД

Классический образ насоса высокого давления содержит в своём составе:

  • Поршень в цилиндре, который в подобной технике принято называть плунжером, тем самым подразумевая очень точную подгонку с практически отсутствующим зазором и работу в жидкостной среде;
  • Вал с кулачками, который при вращении давит на плунжеры снизу через толкатели, заставляя их перемещаться с большим усилием, сжимая надплунжерный объём;
  • Каналы, по которым подаётся топливо к плунжерам, с клапанами, срабатывающими на обратном ходе;
  • Штуцеры с металлическими трубками, подающие топливо под давлением к форсункам;
  • Регулирующие рейки, клапаны, дозаторы и прочую аппаратуру.

Для обеспечения конкурентоспособных характеристик двигателей от механики в питающей аппаратуре приходится уходить, передавая регулирующие и распределяющие функции электронике.

Классификация

ТНВД можно различать по организации плунжерной системы, их приводу и способу дозирования топлива

Многоплунжерные (Рядные и V-образные)

Распространённые ранее многоплунжерные насосы схематично имели простую конструкцию, где на каждый плунжер работал свой кулачок вала, а надплунжерное пространство заканчивалось штуцером, соединённым с форсункой отдельного цилиндра двигателя. При набегании кулачка на каждый плунжер давление на форсунке резко нарастало, после чего открывался её клапан и происходил впрыск.

Регулирование количества топлива производилось поворотом плунжеров через рейку, а момент впрыска изменялся центробежной муфтой привода кулачкового вала.

На многоцилиндровых двигателях компактность конструкции обеспечивалась двухрядным расположением плунжерных пар по V-образной схеме с двумя управляющими рейками.

Распределительные

Распределительные насосы имели лишь один плунжер, приводимый в действие кулачковой вращающейся шайбой. Отсечка нужного количества топлива производится поворотом корпуса нагнетающего цилиндра.

Распределяет топливо по форсункам сам поршень, вращаясь вместе с кулачковой шайбой с приводом от двигателя. Получалась очень компактная конструкция, хорошо подходящая к легковым дизелям, но излишне нагруженная, отсюда и недолговечная.

Магистральные (Common Rail)

Наиболее совершенная система имеет в своём составе единый насос, роль которого сводится к созданию и поддержанию давления в общей для всех форсунок рампе. Все функции по своевременному открытию и дозированию подаваемого топлива возлагаются на форсунки.

По теме: Как понять что пробита прокладка ГБЦ

Форсунка системы Common Rail представляет собой электрически управляемый клапан, который способен очень быстро открываться и полностью закрываться, находясь под значительным давлением.

Приводится клапан управляющим давлением, а открывается электрическим сигналом от блока управления. Используются как электромагнитные, так и пьезоэлектрические инжекторы, что ещё больше увеличивает быстродействие.

Стало возможным применять многократный впрыск за один рабочий такт, разделив питание цилиндра на предварительное (пилотное) и несколько основных. Всё это влияет на экономичность и чистоту выхлопа.

Само устройство насоса базируется на том же принципе сжатия топлива плунжером через систему из двух клапанов. Привод может быть, как кулачковым валом, так и шайбой. Количество плунжеров разное, причём на частичных нагрузках некоторые не задействованы.

Признаки неисправности ТНВД

Всякая проблема с ТНВД ведёт к нарушению оптимального горения в цилиндрах. Отсюда и внешние проявления, подобные таковым в любом двигателе внутреннего сгорания:

  • снижение мощностных и динамических показателей;
  • дымность выхлопа;
  • неуверенный запуск холодного или нагретого двигателя;
  • увеличенный расход дизельного топлива;
  • жёсткая работа и стуки в двигателе.

Практически все неисправности могут быть связаны с насосом или форсунками, поэтому проверка должна носить комплексный характер.

Внутренние поломки насоса высокого давления и их причины

ТНВД очень чувствительны к качеству топлива, особенно к наличию в его составе твёрдых включений, серы и воды. Несмотря на тщательную многоступенчатую фильтрацию полностью избежать повышенного износа не всегда удаётся.

Снижение давления становится следствием износа плунжерных пар. Топливо плохо распыляется, двигатель дымит и работает жёстко. Возможны отклонения по отдельным цилиндрам, что приводит к росту вибронагруженности.

Это интересно: Что из себя представляет двигатель TSI, характеристики и ресурс

Износ и подклинивание регулирующего механизма может стать причиной отклонений в настройке момента впрыска, что для дизеля равносильно изменению опережения зажигания бензиновых моторов.

Диагностика и ремонт ТНВД

Проверка топливной аппаратуры дизеля требует специализированного оборудования, своими силами можно лишь грубо убедиться в элементарной работоспособности, например, ослабляя штуцеры питания форсунок на старых механических насосах.

Современный ТНВД, да ещё с электрическим приводом, без диагностической аппаратуры не проверить. Надо располагать манометром для очень высокого давления, порядка двух тысяч атмосфер, сканером, опрашивающим датчики и сверяющим показатели с номинальными, форсуночным стендом.

Главное – знать взаимодействие всех узлов системы подачи топлива. Иначе отклонение в работе какого-нибудь клапана может стать причиной выбраковки дорогостоящего насоса.

На стенде насос выводится в калибровочный режим с прокачкой жидкости, строго нормированной по параметрам и очищенной. От качества топлива тоже многое зависит.

Замеряется давление и параметры расхода, их соответствие табличным во всех тестовых режимах. Только после этого выдвигаются версии и производится ремонт или замена.

Знай свой автомобиль: 4 типа дизельных топливных насосов

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

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

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

Дизельные топливные насосы - Топливный насос

Фото 2/5 | Дизельные нагнетательные насосы, боковой угол

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

* Первые ТНВД имели масляные щупы.

Топливный насос для дизельного двигателя

на продажу | Новый, Б / У, Восстановленный

Купить новые, бывшие в употреблении и отремонтированные топливные насосы для дизельных двигателей в Интернете

Goldfarb and Associates предлагает высокое качество новых и модернизированных оригинальных дизельных топливных форсунок OEM от таких производителей, как Bosch, Stanadyne, Delphi, Denso, Zexel и других.Имея в наличии тысячи форсунок в любое время, у Goldfarb наверняка будет необходимая вам топливная форсунка . Будь то легковые автомобили / автомобили, легкие пикапы, тяжелые, коммерческие, промышленные, сельскохозяйственные или морские, у Goldfarb есть запасные форсунки дизельного топлива для замены, чтобы ваш двигатель снова заработал.

Goldfarb предлагает форсунки для таких приложений, как Powerstroke, Cummins, Duramax, Ford, Chevrolet, GM, Dodge, BMW, Mercedes, Audi, Volkswagen, Hyundai, Kia, Detroit, Volvo, Mack, International, Navistar, Caterpillar, John Deere, Yanmar. , Komatsu и др.Если ваш дизельный двигатель нуждается в замене топливных форсунок, Goldfarb сможет помочь вам идентифицировать форсунку и найти новую или модернизированную стандартную замену по доступной цене. Goldfarb никогда не взимает основной платы за форсунки, которые в настоящее время есть на складе. Есть вопросы о бывших в употреблении деталях дизельного двигателя? Живой чат с использованием в правой нижней части экрана прямо сейчас!

Обладая более чем 20-летним опытом работы в отрасли впрыска дизельного топлива, Goldfarb & Associates обладает опытом, необходимым для определения наиболее подходящих топливных форсунок.Построив сеть из более чем 500 компаний, занимающихся восстановлением дизельных форсунок по всей стране и по всему миру, Goldfarb & Associates может помочь найти даже самые непонятные и труднодоступные топливные форсунки. Кроме того, Goldfarb проводит очень тщательную оценку каждой топливной форсунки, поступающей и отправляемой из штаб-квартиры в Роквилле, штат Мэриленд. Путем визуального и физического осмотра корпусов форсунок, форсунок и топливных соединений Goldfarb гарантирует, что каждая форсунка соответствует или превосходит стандарты OEM.С развитием современных более сложных топливных форсунок, которые включают в себя все более и более сложную систему подачи топлива (Common Rail, пьезо и т. Д.), Goldfarb понимает проблемы, связанные с дизельными форсунками нового типа, и поможет диагностировать и заменить необходимые детали, чтобы получить ваш двигатель снова работает. Goldfarb также гарантирует, что каждый инжектор будет бесплатно отправлен в Соединенные Штаты и будет упакован и защищен в соответствии с высочайшими стандартами.

Компоненты системы впрыска топлива

Компоненты системы впрыска топлива

Ханну Яэскеляйнен, Магди К.Хаир

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

Abstract : Систему впрыска топлива можно разделить на стороны низкого и высокого давления. Компоненты низкого давления включают топливный бак, топливный насос и топливный фильтр. Компоненты стороны высокого давления включают насос высокого давления, аккумулятор, топливную форсунку и форсунку топливной форсунки.Для использования с различными типами систем впрыска топлива было разработано несколько конструкций форсунок и различные методы приведения в действие.

Компоненты стороны низкого давления

Обзор

Чтобы система впрыска топлива выполняла свое предназначение, топливо должно подаваться в нее из топливного бака. Это роль компонентов топливной системы низкого давления. Сторона низкого давления топливной системы состоит из ряда компонентов, включая топливный бак, один или несколько насосов подачи топлива и один или несколько топливных фильтров.Кроме того, многие топливные системы содержат охладители и / или нагреватели для лучшего контроля температуры топлива. На рисунке 1 показаны два примера схем топливных систем низкого давления: один для грузовика с дизельным двигателем большой грузоподъемности и один для легкового легкового автомобиля с дизельным двигателем [1590] [1814] .

Рисунок 1 . Примеры топливных систем низкого давления для тяжелых и легких дизельных автомобилей

Топливный бак и насос подачи топлива

Топливный бак - это резервуар, в котором хранится запас топлива и который помогает поддерживать его температуру на уровне ниже точки воспламенения.Топливный бак также служит важным средством отвода тепла от топлива, которое возвращается из двигателя [528] . Топливный бак должен быть устойчивым к коррозии и герметичным при давлении не менее 30 кПа. Он также должен использовать некоторые средства для предотвращения чрезмерного накопления давления, такие как выпускной или предохранительный клапан.

Насос подачи топлива, часто называемый подъемным насосом, отвечает за всасывание топлива из бака и его подачу в насос высокого давления. Современные топливные насосы могут иметь электрический или механический привод от двигателя.Использование топливного насоса с электрическим приводом позволяет разместить насос в любом месте топливной системы, в том числе внутри топливного бака. Насосы с приводом от двигателя прикреплены к двигателю. Некоторые топливные насосы могут быть встроены в блоки, выполняющие другие функции. Например, так называемые тандемные насосы представляют собой агрегаты, в состав которых входят топливный насос и вакуумный насос для усилителя тормозов. Некоторые топливные системы, например системы, основанные на насосе распределительного типа, включают в себя подающий насос с механическим приводом и насос высокого давления в одном блоке.

Топливные насосы обычно рассчитаны на подачу большего количества топлива, чем потребляется двигателем в любой конкретной операционной системе. Этот дополнительный поток топлива может выполнять ряд важных функций, включая подачу дополнительного топлива для охлаждения форсунок, насосов и других компонентов двигателя и поддержание более постоянной температуры топлива во всей топливной системе. Кроме того, избыточное топливо, которое нагревается при контакте с горячими компонентами двигателя, может быть возвращено в бак или топливный фильтр для улучшения работоспособности автомобиля при низких температурах.

Топливный фильтр

Безотказная работа дизельной системы впрыска возможна только на фильтрованном топливе. Топливные фильтры помогают уменьшить повреждение и преждевременный износ от загрязнений, задерживая очень мелкие частицы и воду, чтобы предотвратить их попадание в систему впрыска топлива. Как показано на рисунке 1, топливные системы могут содержать одну или несколько ступеней фильтрации. Во многих случаях экран курса также расположен на входе топлива, расположенном в топливном баке.

В двухступенчатой ​​системе фильтрации обычно используется первичный фильтр на впускной стороне топливоперекачивающего насоса и вторичный фильтр на выпускной стороне.Первичный фильтр необходим для удаления более крупных частиц. Вторичный фильтр необходим, чтобы выдерживать более высокое давление и удалять более мелкие частицы, которые могут повредить компоненты двигателя. Одноступенчатые системы удаляют более крупные и мелкие частицы в одном фильтре.

Фильтры могут быть коробчатого типа или сменного элемента, как показано на рисунке 2. Фильтр коробчатого типа может быть полностью заменен по мере необходимости и не требует очистки. Фильтры со сменным элементом должны быть тщательно очищены при замене элементов, и необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать любых остатков грязи, которые могут мигрировать к сложным частям системы впрыска топлива.Фильтры могут быть изготовлены из металла или пластика.

Рисунок 2 . Два типа топливных фильтров

(а) Коробчатого типа; (b) Тип элемента

Обычными материалами для современных топливных фильтрующих элементов являются синтетические волокна и / или целлюлоза. Также можно использовать микроволокна, но из-за риска миграции мелких кусочков стекловолокна, отколовшихся от основного элемента, в критические компоненты топливной системы, их использование в некоторых приложениях избегается [2046] . В прошлом также использовались гофрированная бумага, упакованная хлопковая нить, древесная щепа, смесь упакованной хлопковой нити и древесных волокон и намотанный хлопок [529] .

Требуемая степень фильтрации зависит от конкретного применения. Обычно, когда два фильтра используются последовательно, первичный фильтр задерживает частицы размером примерно 10–30 мкм, в то время как вторичный фильтр способен задерживать частицы размером более 2–10 мкм. По мере развития топливных систем зазоры и нагрузки на компоненты высокого давления увеличиваются, и потребность в чистом топливе становится все более острой. Как способность топливных фильтров удовлетворять потребности в более чистом топливе [2047] , так и методы количественной оценки приемлемых уровней загрязнения топлива потребовались для развития [2048] .

Помимо предотвращения попадания твердых частиц в оборудование для подачи топлива и впрыска, необходимо также предотвратить попадание воды в топливе в важные компоненты системы впрыска топлива. Свободная вода может повредить смазываемые топливом компоненты системы впрыска топлива. Вода также может замерзнуть в условиях низких температур, а лед может заблокировать небольшие проходы системы впрыска топлива, тем самым перекрыв подачу топлива к остальной части системы впрыска топлива.

Удалить воду из топлива можно двумя способами.Поступающее топливо может подвергаться центробежным силам, которые отделяют более плотную воду от топлива. Гораздо лучшая эффективность удаления может быть достигнута с помощью фильтрующего материала, который отделяет воду. На рис. 3 показан фильтр, использующий комбинацию средового и центробежного подходов.

Рисунок 3 . Топливный фильтр с водоотделителем

Разные водоразделительные среды работают по разным принципам. Гидрофобная барьерная среда , такая как обработанная силиконом целлюлоза, отталкивает воду и заставляет ее подниматься вверх по поверхности.По мере того, как бусинки становятся больше, они под действием силы тяжести стекают по лицевой стороне элемента в чашу. Гидрофильная коалесцирующая среда , такая как стеклянное микроволокно, имеет высокое сродство к воде. Вода в топливе связывается со стеклянными волокнами, и со временем, когда все больше воды поступает со стороны входа, образуются массивные капли. Вода проходит через фильтр с топливом и на выходе из потока топлива выпадает в сборный стакан.

Более широкое использование поверхностно-активных присадок к топливу и компонентов топлива, таких как биодизель, сделало обычные разделяющие среды менее эффективными, и производителям фильтров пришлось разработать новые подходы, такие как композитные среды и коалесцирующие среды со сверхвысокой площадью поверхности [2051] .Также были затронуты методы количественной оценки эффективности отделения топлива от воды [2052] .

Топливные фильтры также могут содержать дополнительные элементы, такие как подогреватели топлива, тепловые переключающие клапаны, деаэраторы, датчики воды в топливе, индикаторы замены фильтров.

Подогреватель топлива помогает минимизировать накопление кристаллов парафина, которые могут образовываться в топливе при его охлаждении до низких температур. В обычных методах отопления используются электрические нагреватели, охлаждающая жидкость двигателя или рециркулируемое топливо. На рисунке 1 показаны два подхода, в которых для нагрева поступающего топлива используется теплое возвращаемое топливо.

Перелив топлива и утечка топлива, возвращающегося в бак, также переносят воздух и пары топлива. Присутствие газообразных веществ в топливе может вызвать затруднения при запуске, а также нормальной работе двигателя в условиях высоких температур. Таким образом, выпускные клапаны и деаэраторы используются для удаления паров и воздуха из системы подачи топлива и обеспечения бесперебойной работы двигателя.

###

Система впрыска насос-форсунка

Система впрыска насос-форсунка

Магди К.Хаир

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

Реферат : В системах впрыска дизельного топлива насос-линия-форсунка (P-L-N) насос соединен с форсункой через топливопровод высокого давления. В системе P-L-N могут использоваться линейные, распределительные / роторные и блочные насосы впрыска. В «классическом» варианте система управляется механически с помощью специализированных компонентов, таких как регулятор.В более новых версиях ряд параметров контролируется электронным способом. Система P-L-N заменяется другими типами систем впрыска топлива в новых конструкциях двигателей.

Введение

Система насос-линия-форсунка (P-L-N), также называемая системой насос-труба-форсунка, на протяжении многих десятилетий была доминирующим типом системы впрыска дизельного топлива практически во всех дизельных двигателях. Хотя система P-L-N была вытеснена системами впрыска топлива с общей топливораспределительной рампой и насос-форсунками в новых конструкциях двигателей для рынков с наиболее строгими стандартами выбросов, эта топливная система остается популярной на рынках с менее строгими стандартами выбросов.Из-за ее исторического значения знание системы P-L-N необходимо для понимания принципов и постоянного развития системы впрыска дизельного топлива.

Система впрыска насос-линия-форсунка так называемая предназначена для создания высокого давления топлива в насосном элементе, передачи импульса давления топлива через линию впрыска высокого давления и последующего распыления этого топлива в цилиндр через форсунку форсунки [ 113] . Было разработано множество конфигураций P-L-N с различным техническим и / или экономическим обоснованием.Большинство систем P-L-N можно разделить на три категории в зависимости от типа нагнетательного насоса:

  • Насосы проточные
  • Агрегатные насосы
  • Насосы распределительные (роторные)

Рядные насосы , обслуживающие многоцилиндровые двигатели, содержат столько насосных элементов, сколько цилиндров в двигателе. Насос обычно приводится в действие зубчатым колесом от коленчатого вала и расположен в центральном месте относительно двигателя в сборе. Разработчики двигателя и топливной системы стремятся к тому, чтобы расположение насоса было таким, чтобы все линии впрыска были одинаковой длины между насосом впрыска и входом в форсунки.Из-за сильно пульсирующих систем и волн давления, распространяющихся по узким трубам, управление динамикой линии может быть затруднено и может вызвать неустойчивое поведение впрыска в сопло. Пытаясь свести к минимуму сложности, связанные с динамикой линии, дизайнеры стремятся сделать общую длину линии как можно короче. В некоторых случаях самая короткая из возможных линий может оказаться слишком длинной для эффективной работы встроенного насоса. Это имеет место на крупных морских и стационарных электростанциях, где огромный размер двигателя не позволяет использовать короткие линии впрыска.Примеры применения этого типа включают двигатели DDC / MTU Series 2000 и MTU / DDC Series 4000. В более старых версиях этих двигателей использовались насосно-агрегатные системы для поддержания коротких линий впрыска между насосом и форсункой. Каждый насос-агрегат устанавливается на двигателе в непосредственной близости от обслуживаемого цилиндра и приводится в действие распределительным валом двигателя. Поскольку в системе блочного насоса для каждого цилиндра используется отдельный насос, эта конфигурация фактически находится где-то между P-L-N и системами насос-форсунок; мы обсудим систему блочного насоса в статье «Насос / насос».

Насосные элементы высокого давления, состоящие из плунжера и цилиндра, изготовлены из высокопрочной инструментальной стали, и между скользящими / вращающимися частями соблюдаются очень жесткие допуски. Эта высокоточная обработка требуется для всех механических компонентов системы впрыска, чтобы обеспечить точное дозирование и синхронизацию впрыска в пределах угла поворота коленчатого вала 1 °. Стоимость таких топливных систем довольно высока, и их трудно оправдать, особенно в двигателях небольших легковых автомобилей.Решением этой проблемы является распределительный насос , в котором один центральный насосный элемент используется для создания высокого давления впрыска. Это топливо высокого давления затем вводится в коллекторную головку или распределительный узел, который направляет его в соответствующий инжектор и цилиндр в соответствии с порядком зажигания двигателя. Уменьшение количества насосных элементов для многоцилиндрового дизельного двигателя до одного снижает стоимость дорогих высокоточных деталей насосного элемента и делает его стоимость более подходящей для рынка небольших автомобилей.

В течение нескольких десятилетий в системах впрыска P-L-N использовалось механическое управление. Были разработаны сложные механические устройства, такие как регуляторы и устройства синхронизации, наддува и управления крутящим моментом, для управления скоростью двигателя и рядом других параметров. С конца 1970-х годов система P-L-N модернизировалась в ходе эволюционного процесса, в котором начальные шаги заключались в простом использовании электрических компонентов для воспроизведения функций, которые ранее выполнялись механическими компонентами. Внедрение электроники в промышленность по производству дизельных двигателей шло медленно, в основном из-за отрицательных финансовых последствий, а также из-за сомнений в надежности электроники в тяжелых условиях применения дизельных двигателей.Неуверенность в том, действительно ли электроника потребуется для соответствия нормам по выбросам, помогая при этом поддерживать хорошие характеристики двигателя, еще больше замедлила продвижение к внедрению электроники в тяжелых дизельных топливных системах. Тем не менее, нормы выбросов продолжали становиться все более жесткими, что вынуждали повышать требования к системе впрыска топлива. Более того, первые демонстрации возможностей электроники помогли сосредоточить внимание на этих разработках и направить больше ресурсов на исследовательские работы.Несколько подробное описание «электронизации» линейных и распределительных / роторных насосных систем с особым учетом некоторых из их основных, а также новых функций дается в последнем разделе этой статьи.

###

Система впрыска топлива Common Rail

Система впрыска топлива Common Rail

Ханну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир

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

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

Введение

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

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

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

Спустя несколько лет, в конце 1980-х - начале 1990-х годов, производители двигателей начали ряд проектов по развитию, а затем их перехватили производители оборудования для впрыска топлива:

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

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

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

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

###

ZOIL | Основы дизельной топливной системы


Функция дизельной топливной системы состоит в том, чтобы впрыскивать точное количество распыленного топлива под давлением в каждый цилиндр двигателя в нужное время.Возгорание в дизельном двигателе происходит, когда поток топлива смешивается с горячим сжатым воздухом. (В бензиновых двигателях не используются электрические искры.)

Топливная система состоит из следующих компонентов.

Есть много разных типов и форм топливных баков. Каждый размер и форма предназначены для определенной цели. В топливном баке должно храниться достаточно топлива для работы двигателя в течение разумного периода времени. Бак должен быть закрыт, чтобы предотвратить попадание посторонних предметов.Он также должен быть провентилирован, чтобы позволить воздуху поступать, заменяя любое топливо, требуемое двигателем. Требуются еще три отверстия в баке: одно для заполнения, одно для слива и одно для слива.

Дизельные топливопроводы бывают трех типов. К ним относятся тяжелые трубопроводы для высоких давлений между ТНВД и форсунками, трубопроводы среднего веса для легких или средних давлений топлива между топливным баком и ТНВД, а также легкие трубопроводы с низким давлением или без него.

Дизельное топливо необходимо фильтровать не один раз, а несколько раз в большинстве систем. Типичная система может иметь три ступени прогрессивных фильтров - сетку фильтра в баке или перекачивающем насосе, первичный топливный фильтр и вторичный топливный фильтр. В последовательных фильтрах все топливо проходит через один фильтр, а затем через другой. В параллельных фильтрах часть топлива проходит через каждый фильтр.

Для получения дополнительной информации о топливных фильтрах см. Основные сведения о дизельных топливных фильтрах.

В простых топливных системах для подачи топлива из бака к ТНВД используется сила тяжести или давление воздуха.На современных быстроходных дизельных двигателях обычно используется топливный насос. Этот насос, приводимый в действие двигателем, автоматически подает топливо в систему впрыска дизельного топлива. Насос часто имеет ручной рычаг заливки для удаления воздуха из системы. Современные ТНВД - это почти все реактивные насосы, в которых используется плунжерный и кулачковый метод впрыска топлива.

Имеется четыре основных системы впрыска топлива:

1. Отдельный насос и форсунка для каждого цилиндра

2.Комбинированный насос и форсунка для каждого цилиндра ( насос-форсунка тип )

3. Один насос, обслуживающий форсунки на несколько цилиндров (распределитель тип )

4. Насосы в общем корпусе с форсунками на каждый цилиндр ( система common rail )

Система Common Rail быстро набирает популярность для применения на дорогах. Рядный и распределительный типы используются на внедорожниках и промышленных машинах.

Форсунки дизельного топлива, пожалуй, самый важный компонент топливной системы. Работа форсунок - подавать точное количество распыленного топлива под давлением в каждый цилиндр. Сильно распыленное топливо под давлением, равномерно распределенное по цилиндру, приводит к увеличению мощности и экономии топлива, снижению шума двигателя и более плавной работе.

В современных форсунках дизельного топлива, например, в топливных системах Common Rail, используется пьезоэлектричество.Пьезоэлектрические форсунки чрезвычайно точны и могут выдерживать очень высокое давление, характерное для систем Common Rail.

Топливо, используемое в современных высокоскоростных дизельных двигателях, производится из более тяжелых остатков сырой нефти, которые остаются после удаления более летучих видов топлива, таких как бензин, в процессе очистки. Наиболее распространенный сорт дизельного топлива - это 2-D, более известный как дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы (ULSD).

Для получения дополнительной информации о дизельном топливе см. Основные сведения о дизельном топливе со сверхнизким содержанием серы.

Распространенный враг дизельных топливных систем - вода. К сожалению, вода чаще встречается в дизельном топливе, чем думает большинство людей. Если вода попадет в систему впрыска, она быстро окислит компоненты черных металлов (стали). Некоторые из наиболее распространенных отказов, связанных с водой, включают:
• Захват компонента впрыска
• Заедание компонентов дозатора как в насосе, так и в инжекторе
• Отказ регулятора / дозирующего компонента

Дизельная топливная система является важным компонентом любого дизельного двигателя, и ее оптимальная работа важна для максимальной производительности.E-ZOIL производит несколько присадок, разработанных для решения общих проблем, с которыми сталкивается система дизельного топлива. Присадки E-ZOIL повышают смазывающую способность топливной системы и предотвращают преждевременный выход из строя топливных насосов и форсунок. Ознакомьтесь с нашей линейкой присадок для защиты вашего топлива и оборудования!

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *