Тнвд в разрезе – Устройство ТНВД

Топливный насос высокого давления (ТНВД)

Топливный насос высокого давления (ТНВД)

Топливный насос высокого давления Bosch атмосферного дизеля
(47 кВт) в разобранном состоянии






Топливный насос высокого давления в разрезе




Топливный насос высокого давления Roto для дизеля с турбокомпрессором




Дизельный Renault 19 оборудован распределительным ТНВД от Bosch, Lucas или
Roto. Топливный насос высокого давления VE, который задумывался для применения
на дизелях с высокими оборотами, значительно отличается по принципу своего действия
от используемого Даймлер-Бенцом рядного топливного насоса высокого давления
(с одним поршнем насоса на каждый цилиндр). Распределительный ТНВД более прост
в изготовлении, однако имеет несколько меньший срок эксплуатации.


 Рекомендация: распределительный ТНВД
особенно восприимчив к загрязнению (грязь, вода) топлива. При попадании
грязи, абразива, отверстие в муфте для регулирования центробежной силы
увеличивается. При этом нарушается работа двигателя. Это влечет за собой
значительные расходы, так как ремонт насоса производится только на испытательном
стенде. Поэтому регулярно меняйте топливный фильтр и удаляйте из него
воду.

carmanz.com

ТНВД распределительного типа

ТНВД распределительного типа могут иметь механический регулятор частоты вращения или электронную систему управления со встроенным автоматом опережения впрыска. ТНВД распределительного типа имеют только одну плунжерную пару для всех цилиндров двигателя.

ТНВД распределительного типа с аксиальным расположением плунжера

В ТНВД распределительного типа с аксиальным расположением плунжера топливо в корпус ТНВД подается лопастным топливным насосом низкого давления. Высокое давление и распределение топлива по цилиндрам обеспечиваются центральным плунжером. За один оборот вала привода плунжер совершает число рабочих ходов, равное числу цилиндров двигателя. Поступательно-вращательное движение передается плунжеру торцевыми кулачками на кулачковой шайбе, которые набегают на ролики, закрепленные на роликовом кольце при вращении вала привода.

Активный ход плунжера и, соответственно, количество подаваемого топлива в серийных ТНВД VE с механическими регуляторами частоты вращения осуществляется дозирующей муфтой, как и в ТНВД с электромагнитным приводом дозирующей муфты. Начало подачи топлива регулируется автоматом опережения впрыска путем соответствующего поворота кольца с роликами. В ТНВД с электронным управлением величину топливоподачи вместо дозирующей муфты регулирует клапан с быстродействующим электромагнитным приводом. Управляющие сигналы с обратной связью и без обратной связи обрабатываются в двух ЭБУ (ЭБУ двигателя и ЭБУ ТНВД). Быстродействие контролируется соответствующими электронными устройствами.

Роторный ТНВД

В роторных ТНВД топливо в корпус насоса подается лопастным топливным насосом низкого давления. Насос высокого давления с кулачковым кольцом и двумя или четырьмя радиально расположенными плунжерами обеспечивает формирование высокого давления и распределение топлива по форсункам, количество которого измеряется электромагнитным клапаном высокого давления. Автомат опережения впрыска регулирует начало подачи, поворачивая кулачковое кольцо в нужном направлении. Как и в ТНВД с аксиальным плунжером и с электромагнитным управлением дозирующего клапана, все сигналы с обратной и без обратной связи обрабатываются в двух ЭБУ, при этом быстродействие также контролируется соответствующими электронными устройствами.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Радиально-плунжерный ТНВД фирмы «Бош»

Насос имеет компоновку в виде звездообразной схемы (радиально-плунжерный) и состоит из эксцентрикового приводного вала 1, трех плунжеров 3, расположенных под углом 120°, впускного трубопровода с предохранительным клапаном 14 и противодренажным отверстием, впускного клапана 5 с электромагнитом, выпускного шарикового клапана 7 и регулятора давления с клапаном 10. Применение насоса с тремя плунжерами, позволяет произвести три рабочих хода за один оборот при небольших затратах мощности на привод и обеспечивает равномерную подачу топлива.

ТНВД фирмы «Бош» показан на рисунке:

Рис. Радиально-плунжерный ТНВД фирмы «Бош»:
1 – эксцентриковый вал; 2 – кулачок; 3 – плунжер со втулкой; 4 – камера над плунжером; 5 – впускной клапан; 6 – электромагнитный клапан отключения плунжерной секции; 7 – выпускной клапан; 8 – уплотнения; 9 – штуцер магистрали, ведущей к аккумулятору высокого давления; 10 – клапан регулирования давления; 11 – шариковый клапан; 12 – магистраль обратного слива топлива; 13 – магистраль подачи топлива к ТНВД; 14 – предохранительный клапан с дроссельным отверстием; 15 – перепускной канал низкого давления; а – продольный разрез; б – поперечный разрез

При вращении вала 1, эксцентрик вала, набегая или сбегая передвигает толкатель вместе с плунжером 3. При движении плунжера вниз в надплунжерном пространстве создается разрежение и топливо через впускной топливопровод и открытый при этом впускной клапан 5 поступает в надплунжерное пространство. При движении плунжера вверх над ним создается высокое давление за счет относительно короткого хода плунжера и подбора его диаметра, впускной клапан при этом закрывается, а шариковый выпускной клапан 7 открывается и топливо поступает в гидроаккумулятор. Давление, производимое насосом не зависит от количества топлива подаваемого в цилиндры. Насос крепится на двигателе и приводится в действие с помощью зубчатой передачи, цепью или ременной передачей с максимальной частотой вращения 3000 об/мин. Смазка внутренних движущихся деталей насоса производится от поступающего топлива.

При превышении давлении в системе в электромагнит регулятора давления поступает соответствующий сигнал от блока управления и якорь электромагнита в зависимости от величины сигнала перемещается на определенную величину передвигает клапан регулирования давления 10, открывая необходимое сечение канала слива топлива.

Для обеспечения необходимой производительности насоса на различных режимах работы двигателя одна из секций насоса может выключаться с помощью электромагнитного клапана 6. Шток клапана по сигналу блока управления выдвигается и блокирует впускной клапан 5, поэтому при движении плунжера вверх давление над плунжером не возрастает и топливо в гидроаккумулятор не подается. Электромагнитный клапан может также дросселировать (изменять проходное сечение) прохождение топлива на входе. Дросселирование и выключение секций насоса необходимо для снижения затрат мощности, так как применение стравливания топлива с использованием регулятора давления приводит к непроизводительным потерям мощности. Фирма «Сименс» использует аналогичные насосы, но в них используются электромагнитный клапан позволяющий дросселировать прохождение топлива на входе в каждую секцию.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Топливный насос высокого давления – тонкости ремонта + Видео » АвтоНоватор

Ключевым конструктивным узлом системы впрыска двигателя, работающего на дизельном топливе, является топливный насос высокого давления (ТНВД).

Основные элементы и схема топливного насоса высокого давления

ТНВД выполняет задачу по подаче в определенный момент и под определенным давлением в цилиндры дизеля четко отмеренных объемов автомобильного топлива.

Другими словами, данное устройство несет ответственность за правильную циркуляцию по топливной системе горючего.

По варианту подачи топлива насосы высокого давления дизельных двигателей подразделяют на агрегаты с аккумуляторным впрыском и непосредственного действия. Во втором случае процессы впрыска и нагнетания протекают в один и тот же момент, а необходимое давление распыления горючего обеспечивается движением плунжера.

Главный элемент ТНВД – плунжерная пара. Она представляет собой небольшой по диаметру длинный поршень (как правило, диаметр устройства в несколько раз меньше его длины), который максимально плотно подогнан к рабочему цилиндру. Зазор между ними (он носит название прецизионного сопряжения) никогда не превышает 1–3 мкм. В рабочем цилиндре размещаются впускные клапаны (два или один), через которые подается горючее. Затем оно через выпускной клапан выталкивается наружу плунжером.

Конструкционно насосы делят на три вида:

  • распределительный: в нем устанавливают 1 либо 2 плунжера, осуществляющие нагнетание топлива и их распределение по имеющимся цилиндрам;
  • рядный: располагает отдельной плунжерной парой;
  • магистральный: они отвечают за нагнетание в аккумулятор топлива.

Регулировка и ремонт топливного насоса высокого давления – особенности процесса

Необходимость ремонта ТНВД может быть вызвана несколькими причинами. Наиболее частыми из них принято считать следующие:

  • Износ насоса. Определить его несложно по таким явлениям, как громкая и неравномерная работа двигателя, усложненному его запуску в горячем состоянии, потере мощности.
  • Применение дизельного топлива низкого качества. Горючее применяется для движущихся узлов ТНВД в качестве смазки. Если оно включает в себя те или иные примеси (частички грязи, капли бензина либо воды), его смазывающие возможности снижаются, что и становится причиной выхода из строя насоса.
  • Некорректная работа электронных устройств, установленных на транспортном средстве.

При ремонте ТНВД чаще всего требуется менять изношенные детали, а сделать это можно лишь разобрав устройство. В принципе, выполнить ремонтные работы самому не так уж и сложно, если вооружиться знаниями об устройстве топливного насоса, а также набором специального инструмента (тиски, газовый ключ, пинцет, комплект шестигранников и головок, штангенциркуль, отвертка). Но специалисты всегда рекомендуют доверять их мастерам СТО и автосервисов.

Как выполняется регулировка ТНВД?

Периодическая регулировка насосов высокого давления – это обязательная процедура, без которой невозможна нормальная и надежная работа всего дизельного двигателя. Проводится она на специальных стендах (например, на СДТА–1). С устройства демонтируют муфту опережения впрыска (она работает в автоматическом режиме), сцепляют кулачковый вал с приводом стенда.

После этого проводят необходимые проверки, в ходе которых выполняется регулировка равномерности и величины подачи горючего, а также начала подачи. Для этих целей применяется специальный механизм для привода шторки. Последняя вводится между мерительными цилиндрами и эталонными форсунками в тот момент, когда подача выключается, что не дает возможности топливу попасть в цилиндры.

Для регулирования начала подачи используют моментоскоп (небольшой по длине кусок топлипровода, к которому подсоединяется стеклянная трубка). А для того, чтобы отрегулировать момент начала подачи применяют регулировочные болты, которые вкручиваются в толкатели плунжеров.

carnovato.ru

Личная страница Д.В.Фокина_Устройство_Учебники

Распределительный ТНВД серии VR с радиальным движением плунжеров

1.Общие сведения

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

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

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

•электромагнитный клапан 7 высокого давления;

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

•датчик 3 угла поворота приводного вала ТНВД;

•блок 4 управления ТНВД.

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

 

Рисунок 1 – Узлы распределительного ТНВД с радиальным
расположением плунжеров:

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

 

Лопастной топливоподкачивающий насос с клапанами
регулирования давления и дросселирования перепуска

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

ТНВД с радиальным движением плунжеров

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

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

Электромагнитный клапан высокого давления

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

Устройство опережения впрыскивания

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

Датчик угла поворота приводного вала

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

Блок управления ТНВД

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

 

2.Конструкция и привод ТНВД

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

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

 

3.Контур низкого давления

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

Рисунок 2 – Контур низкого давления:

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

 

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

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

•внутренняя стенка корпуса;

•колесо-крестовина;

•эксцентрически профилированная внутренняя поверхность
приемной втулки;

•внешняя поверхность колеса-крестовины;

•два соседних шибера.

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

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

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

Клапан регулирования давления

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

Клапан дросселирования
перепуска

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

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

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

Топливный фильтр

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

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

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

 

4.Контур высокого давления

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

 

Рисунок 3 – Контур высокого давления:

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

 

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

•соединительную шайбу;

•башмаки 4 с роликами 2;

•кулачковую шайбу 1;

•нагнетающие плунжеры 5;

•переднюю часть  (головку) вала-распределителя 6.

 

Рисунок 4 – Примеры расположения радиально движущихся
плунжеров распределительного ТНВД:

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

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

 

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

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

Распределение топлива с помощью корпуса-распределителя

Корпус-распределитель (рис. 5) состоит из:

•фланца 6;

•пригнанной к нему распределительной втулки 3;

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

•запирающей иглы 4 электромагнитного клапана 7 высокого
давления;

•аккумулирующей мембраны 10, разделяющей полости
подкачки и слива;

•штуцера 16 магистрали высокого давления с
нагнетательным клапаном 15.

 

Рисунок 5 – Корпус-распределитель:

а – фаза наполнения; b – фаза
нагнетания

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

 

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

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

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

Дозирование топлива с помощью электромагнитного
клапана высокого давления

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

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

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

 

5.Устройство опережения впрыскивания

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

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

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

 

Рисунок 6 – Устройство опережения впрыска с
электромагнитным клапаном:

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

 

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

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

Регулирование начала
впрыскивания

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

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

Установка раннего
опережения впрыскивания

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

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

Установка позднего
опережения впрыскивания

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

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

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

 

www.dvfokin.narod.ru

Признаки неисправности ТНВД: проверка, диагностика, снятие с двигателя

Топливный насос высокого давления — один из основных механизмов в системе подачи топлива в дизельных двигателях. Именно этот узел является главным отличием дизельных двигателей от своих бензиновых собратьев. Однако из-за своей сложности и чувствительности к качеству топлива топливный насос высокого давления (сокращенно ТНВД) нередко выходит из строя, что может грозить ремонтом или заменой узла.

Принцип работы ТНВД

Несмотря на обилие различных видов насосов, все ТНВД работают по сходному принципу и обеспечивает подачу порций дизельного топлива в цилиндры двигателя автомобиля под высоким давлением в строго отведенные моменты времени. Размер подаваемых порций топлива определяется нагрузкой цилиндров к коленчатому валу. Основу любого вида ТНВД составляет плунжерная пара, состоящая из непосредственно плунжера (поршня) и втулки (цилиндра).

Выделяется 2 основных разновидности ТНВД по принципу действия:

  • ТНВД непосредственного действия с механическим приводом плунжера;
  • ТНВД с аккумуляторным впрыском.

По устройству также различаются несколько видов ТНВД:

  • рядные — секции насоса расположены в ряд и подают топливо в определенный цилиндр мотора;
  • распределительные — одна секция насоса может подавать топливо в несколько разных цилиндров;
  • многосекционные (V-образные) — для высокоскоростных дизельных двигателей.

В свою очередь распределительные ТНВД могут быть одноплунжерными и двухплунжерными.

Все ТНВД непосредственного впрыска работают по одному принципу:

  • механический привод плунжера;
  • одновременно протекающие процессы нагнетания и впрыска;
  • давление для впрыска топлива создается движением плунжера.

ТНВД с аккумуляторным впрыском обеспечивают подачу топлива в раздельных циклах: сначала топливо нагнетается в аккумулятор насоса, затем поступает в топливные форсунки. Насосы с электронным управлением форсунками получили название системы Common rail.

Вкратце принцип работы топливного насоса высокого давления выглядит таким образом.

  1. Топливо из бака поступает в ТНВД благодаря подкачивающему насосу. Давление топлива на входе в насосную секцию ТНВД поддерживается редукционным клапаном.
  2. Движение плунжера, подающего топливо в цилиндры мотора, обеспечивается кулачковым валом, в свою очередь имеющим привод от коленчатого вала автомобиля.
  3. Вращение кулачкового вала заставляет двигаться плунжер, который поднимается вверх по втулке. При этом последовательно открываются выпускное и впускное отверстие.
  4. Создаваемое движением плунжера давление открывает нагнетательный клапан, после чего топливо поступает к топливной форсунке цилиндра дизельного двигателя.
  5. Избытки топлива через сливной, винтовой, радиальный и осевой каналы сливаются из плунжера в бак посредством дренажного штуцера.

Признаки неисправности ТНВД

ТНВД — дорогостоящий и довольно «капризный» узел дизельного двигателя, крайне требовательный к качеству топлива и смазывающих материалов. Основная причина выхода из строя ТНВД — загрязнение плунжеров насоса, которые установлены во втулки с минимальными допусками, измеряющимися в микронах. Загрязнение плунжерной пары твердыми частицами, содержащейся в некачественном дизельном топливе, может приводить к выходу ТНВД из строя. Не менее опасна и вода, которая может содержаться в топливе. Влага размывает защитную масляную пленку деталей узла, что чревато заклиниванием деталей ТНВД. Также неисправность ТНВД может заключаться в физическом износе деталей и повреждение корпуса насоса.

Неисправность ТНВД обычно приводит к неравномерности подачи топлива в форсунки двигателя и к снижению его поступающего объема. Чтобы понять то, что ТНВД не работает в штатном режиме, не обязательно ждать его поломки. Признаками проблем с ТНВД и с топливной системой в целом являются:

  • повышенный расход топлива;
  • нестабильная работа двигателя на малых оборотах;
  • затруднения с запуском двигателя;
  • перегрев мотора;
  • утечка горючего;
  • падение мощности и отдачи дизельного двигателя;
  • увеличенная дымность выхлопа;
  • появление посторонних шумов в процессе работы двигателя.

Проверка ТНВД

Симптомы неисправности насоса сходны с поломками деталей двигателя, а также могут иметь схожесть с неисправностью охлаждающей системы автомобиля. Поэтому для диагностирования поломки непосредственно ТНВД необходимо проверить и убедиться в исправности деталей насоса.

В идеале диагностика ТНВД и поиск неисправностей может проводиться только на стенде — устройстве, позволяющем имитировать работу ТНВД в рабочих диапазонах. Однако так как стоимость стенда сравнима с ценой автомобиля, а для диагностики необходимо демонтировать ТНВД с автомобиля, то такие операции проводятся только в автосервисах.

В «боевых» условиях проверить ТНВД достаточно сложно, но, все-таки возможно. Однако нужно понимать, что в домашних условиях получится диагностировать только некоторые неисправности ТНВД, а полную картину даст только проверка на стенде.

  1. Проверить плунжерные пары на наличие в них воды можно сняв ремень ГРМ и осторожно покрутив шкивом. Если шкив проворачивается с переменным усилием (из-за вращения кулачкового вала), то вода во втулках ТНВД отсутствует. Если шкив не проворачивается, то в системе ТНВД находится вода, что при запуске двигателя приведет к заклиниванию.
  2. Давление в плунжерной паре можно проверить с помощью тестера ТАД-01А, КИ-4802 или любого другого подобного инструмента. Такой прибор можно изготовить даже самостоятельно, для этого потребуется мощный манометр. Тестер вкручивается в ТНВД на место топливной трубки или в центральное отверстие головки насоса. Показатели измерения должны составлять не менее 300 кг/см2. В обратном случае плунжерная пара изношена и нуждается в замене или восстановлении.
  3. В дизельных автомобилях с электронным управлением ТНВД поломка может заключаться в обрыве датчика оборотов, расположенного на корпусе насоса. В таком случае топливо не поступает из ТНВД в форсунки цилиндров мотора. Для проверки датчика необходимо с помощью мультиметра измерить сопротивление на разъеме датчика, расположенного на крышке ТНВД. В случае отсутствия сопротивления произошел разрыв.
  4. Если неисправность ТНВД заключается в утечке топлива, то, как правило, виноваты уплотнительные кольца узла. Чтобы проверить ТНВД на утечку необходимо при работающем двигателе покачать ось рычага ТНВД. Если при этом наблюдается утечка топлива, то резиновый уплотнитель в месте утечки нужно заменить. Если утечки возникают не на оси, а в других местах узла, например, в местах посадки плунжерных пар, то для диагностики придется разбирать ТНВД.

Все эти способы помогают проверить ТНВД на наличие поломок. Однако неисправностей насоса гораздо больше, поэтому в большинстве случаев приходится демонтировать ТНВД и разбирать узел в поисках механических и иных повреждений в деталях узла.

Снятие ТНВД с двигателя

Снятие ТНВД может понадобиться не только для поиска и ремонта неисправных деталей, но и для проверки форсунок и регулировки газораспределительного механизма. Снятие ТНВД — довольно трудоемкая задача, с которой справится далеко не каждый автовладелец. Как минимум для проведения такой операции необходимо иметь немалый опыт в самостоятельном ремонте автомобиля.

Снятие ТНВД проводится в несколько этапов. В зависимости от вида насоса могут иметься различия в последовательности и некоторых деталях процесса. Для снятия ТНВД кроме стандартных ключей понадобятся специальные приспособления — шестерни для проворачивания коленчатого вала, фиксаторы, стапели, съемники приводных шестерен, шлицевые ключи и специальные приспособления для демонтажа. Поэтому при снятии насоса желательно использовать набор инструментов для ремонта ТНВД.

  1. Для начала следует слить всю охлаждающую жидкость в автомобиле.
  2. Далее отсоединяется минусовая клемма аккумулятора.
  3. Снимается вентилятор и кожух вентилятора, усложняющие доступ к корпусу ТНВД.
  4. Затем снимается крышка головки блока цилиндров.
  5. Далее снимается кожух ремня ГРМ.
  6. Затем демонтируется впускной коллектор.
  7. Далее первый цилиндр двигателя необходимо установить в положение верхней мертвой точки (максимальное расстояние между цилиндром и коленвалом). Для блокировки цилиндра в таком положении используется приспособление 11 2 300.
  8. Затем необходимо демонтировать ремень ГРМ со шкивов распределительного вала и вала ТНВД.
  9. Далее необходимо отсоединить топливный трубопровод и сливной провод от насоса. Также отсоединяется шланг для слива масла.
  10. Далее требуется отсоединить распределительные трубопроводы от форсунок цилиндров с помощью приспособления 13 5 020.
  11. Далее отсоединяются детали электропроводки.
  12. Затем нужно снять крепеж ТНВД. Для снятия центральной гайки ТНВД сначала демонтируется колпачковая гайка, а затем откручивается центральная гайка рожковым ключом на 18.
  13. Далее выворачиваются болты на корпусе ТНВД.
  14. Для отсоединения ТНВД от звездочки используется выталкивающий винт и приспособление 13 5 120, которое предварительно вкручивается на место центральной гайки. При снятии ТНВД приспособление должно оставаться на центральном шкиве до момента установки насоса обратно во избежание падения звездочки.

После того, как ТНВД отделен от центрального шкива и звездочки, его можно осторожно вынуть. Дальнейший разбор для поиска неисправных деталей также производиться с помощью специализированного набора для ремонта ТНВД.

voditelauto.ru

Виды ТНВД и принципы их функционирования

Топливный компрессор высокого давления (он же ТНВД) — один из важнейших компонентов совокупности впуска ДТ в современном дизельном двигателе. В ходе работы дизельного мотора, топливный насос отвечает за две важнейших функции. Первая из них заключается в подаче необходимого количества топливной смеси под высоким давлением, второй функцией ТНВД является определение и корректировка оптимального момента подачи. Современные разработчики дизельных двигателей постоянно наделяют свои системы новыми и наиболее технологичными параметрами. Сегодня, дизельные двигатели все чаще оснащаются электронными форсунками. При такой конструкции ДВС, за регулировку момента подачи топлива отвечает форсунка. В связи с этим ремонт компрессора в большей степени сводиться к прочистке форсунок.

Важнейшим компонентом топливного насоса высокого давления является пара поршней. Плунжерная пара включает в себя поршень и малый цилиндр. Для увеличения срока эксплуатации дизельного двигателя, современные производители все чаще изготавливают рассматриваемую пару из качественной и прочной стали. При этом, процессы производства и ремонта данных элементов двигательной системы требуют высокой точности и строго соблюдения всех современный технологий.

Для обеспечения должной продуктивности всей системы транспортного средства важную роль играет зазор между поршнем и втулкой. В ходе ремонта данного узла, важно обеспечить минимальным промежуток между элементами.

На сегодняшний день существует несколько наиболее популярных видов двигательных систем, функционирующих на ДТ. В зависимости от модели и завода изготовителя системы, так же различают несколько типов насоса высокого давления. Наиболее распространенными из них являются: рядный компрессор, магистральный насос и распределительный ТНВД. Каждый из насосов имеет свои характерные особенности и технические характеристики. Распределительный ТНВД имеет в своем составе пару или более рабочих поршней. C их помощью происходит подача топливной смеси в рабочие цилиндры двигателя. В отличие от распределительного насоса, в рядном ТНВД подачи смеси в цилиндру осуществляется с помощью отдельной рабочей пары цилиндров. Магистральный компрессор отвечает только за подачу рабочей смеси в аккумулятор.

В ходе эксплуатации транспортного средства оснащенного дизельным двигателем, автолюбители могут столкнуться с неисправностью ТНВД. Ремонт дизеля требует отличный познаний в сфере устройства ДВС. К тому же, ремонт невозможен в условиях гаража. Для того чтобы выполнить ремонт, стоит в обязательном порядку определить тип насоса в вашей двигательной системе. Так же, перед тем как начать ремонт стоит подробно разобрать устройство и принцип функционирования распространенных типов ТНВД. Рассмотрим основные особенности популярных видов ТНВД.

Рядный насос.

Данный вид топливного насоса так же имеет в своем составе пары поршней и втулок. Количество пар в данном виде ТНВД напрямую зависит от количества рабочих цилиндров в двигательной совокупности. Сам поршень, приходит в действие благодаря воздействию кулаков вала, которые в свою очередь получают энергию от коленчатого вала двигателя. Специальный прижимной механизм, позволяет плунжерной паре находиться в постоянной зависимости от кулаков вала. Для большинства современных насосов рядного типа, прижимной механизм изготавливается в виде обычной пружины.

В ходе использования авто, вращающийся коленчатый вал передает усилия на пару поршней. Пара двигается, последовательно закрывая клапан впуска и выпуска топливной смеси. При этом, обеспечивается оптимальное давление, необходимое для передачи нужного количества топливной смеси в определенный цилиндр двигателя. В тот момент, когда созданного давления становиться достаточно для впрыска смеси, ДТ по проводникам движется к форсунке.

В зависимости от типа и изготовителя насоса, оптимизация подачи смеси может происходить механически или с помощью специальных контролирующих устройств. Современные дизельные двигатели все чаще оснащаются большим количеством электроники для нормализации функции ДВС. Эксплуатации таких автомобилей наиболее проста и комфортна, в то же время ремонт электронных систем требует наличия профессионального оборудования и достаточного набора навыков.

Распределительный ТНВД.

В отличие от аналогов, распределительные насосы имеют в своем составе один или пару поршней, которые обеспечивают продуктивную работу всех цилиндров двигательной системы. Как показывает практика, в связи с изменением конструкции данный вид насоса высокого давления характеризуется наиболее надежной и равномерной подачей топливной смеси. Но, как и любое другое устройство современного двигателя, такой ТНВД имеет свои характерные недостатки. По словам владельцев дизелей, распределительный компрессор имеет достаточно уязвимую структуру и небольшой срок эксплуатации. В связи с этим, данный вид топливного компрессора в основном применяют для комплектации легковых транспортных средств. При соблюдении всех условий эксплуатации, ремонт компрессора производиться достаточно редко.

В зависимости от производителя и модели устройства различают несколько видов привода для данного вида компрессора:

  • Внешний привод топливного компрессора в виде кулака.
  • Внутренний приводной механизм аналогичного типа.
  • Торцевой приводной механизм топливного насоса.

Регулировка и оптимизация количества подаваемой смеси в данной конструкции двигателя достигается путем поворота контролирующего кольца на определенный угол.

Магистральный насос.

Данный вид насоса используется во всеми известной системе двигателя C.R. В данной конструкции дизельного двигателя компрессор отвечает на подачу необходимого количества топливной смеси в проводники ДТ. В отличие от аналогов, магистральные устройства позволяют добиться наиболее высокого давления в топливной магистрали дизельного двигателя. При движении рабочих поршней в составе ТНВД давление в рампе постоянно возрастает. В тот момент когда давление становиться оптимальным, открывается клапан впуска и топливная смесь попадает в магистраль.

Ремонт и обслуживание каждого компрессора могут иметь свои характерные особенности, поэтому перед тем как начать ремонт, ознакомьтесь с характеристиками вашего двигателя

.

При выявлении неисправности ТНВД стоит оперативно начать ремонт насоса для сохранения срока службы ДВС.

Удачи!

carmend.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о