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

Насосы низкого давления (топливоподкачивающие)

Существует три типа ТНВД, они имеют разное устройство, но одно предназначение:

  • рядный;
  • распределительный;
  • магистральный.

В первом из них, топливо в каждый цилиндр нагнетает отдельная плунжерная пара, соответственно, количество пар равно количеству цилиндров. Схема распределительного топливного насоса высокого давления, в значительной мере отличается от схемы рядного. Отличие заключается в том, что горючее нагнетается ко всем цилиндрам посредством одной или нескольких плунжерных пар. Магистральный насос нагнетает топливо в аккумулятор, из которого оно в последствии распределяется по цилиндрам.

В авто с бензиновыми двигателями, с системой непосредственного впрыска, горючее качает электрический топливный насос высокого давления, однако оно (давление) там в разы меньше.

Как уже было сказано, он имеет плунжерные пары по числу цилиндров. Его устройство довольно просто. Пары размещены в корпусе, внутри которого имеются подводные и отводные топливные каналы. В нижней части корпуса находится кулачковый вал с приводом от коленвала, плунжеры постоянно прижимаются к кулачкам пружинами.

Принцип работы такого топливного насоса не отличается большой сложностью. Кулачок при вращении набегает на толкатель плунжера, заставляя его и плунжер двигаться вверх, сжимая горючее, находящееся в цилиндре. После перекрытия выпускного и впускного каналов (именно в такой последовательности), давление начинает подниматься до значения, после которого открывается нагнетательный клапан, после чего дизтопливо подается к соответствующей форсунке. Данная схема напоминает работу газораспределительного механизма двигателя.

Для регулирования количества поступающего топлива, и момента его подачи, применяется либо механический способ, либо электрический (такая схема предполагает наличие управляющей электроники). В первом случае количество подаваемого горючего изменяется поворотом плунжера. Схема очень проста: на нем имеется шестерня, она находится в зацеплении с рейкой, которая, в свою очередь, связана с педалью акселератора.

схема топливного насоса

Момент подачи топлива нужно менять при изменении величины оборотов коленвала. Для этого на кулачковом валу имеется центробежная муфта, внутри которой расположены грузики. С ростом оборотов они расходятся, и кулачковый вал поворачивается относительно привода. В результате, при повышении оборотов, топливный насос обеспечивает более ранний впрыск, а с уменьшением – более поздний.

Устройство рядных ТНВД обеспечивает им весьма высокую надежность и неприхотливость. Поскольку смазывание происходит моторным маслом из смазочной системы силового агрегата, это делает их пригодными для работы на низкокачественном дизтопливе.

Устанавливаются рядные ТНВД на средние и тяжелые грузовики. На легковые автомобили их полностью перестали устанавливать в 2000 году.

В отличие от топливного насоса рядного, распределительный имеет только одну или две плунжерных пары, которые снабжают топливом все цилиндры. Основные преимущества подобных топливных насосов – меньшая масса и размеры, а также более равномерная подача топлива. Главный минус один – их срок службы намного меньше из-за большой нагруженности, поэтому их применяют только на легковых автомобилях.

Существует три типа распределительных ТНВД:

  1. с торцевым кулачковым приводом;
  2. с внутренним кулачковым приводом (роторные насосы);
  3. с внешним кулачковым приводом.

Устройство первых двух типов насосов обеспечивает им больший срок эксплуатации, по сравнению с последним, ведь силовых нагрузок на узлы приводного вала, от давления топлива, в них нет.

Схема работы распределительного топливного насоса первого типа выглядит следующим образом. Основной элемент – плунжер-распределитель, который, помимо поступательно-возвратного движения, вращается вокруг своей оси, и тем самым нагнетает и распределяет горючее между цилиндрами. В действие он приводится кулачковой шайбой, обегающей по роликам неподвижное кольцо.

Количество поступающего топлива регулируется как механическим путем, при помощи вышеописанной центробежной муфты, так и посредством электромагнитного клапана, на который подается электрический сигнал. Опережение впрыска топлива определяется поворотом неподвижного кольца на определенный угол.

Роторная схема предполагает несколько иное устройство распределительного топливного насоса. Условия работы такого насоса несколько отличается от того, как работает ТНВД с торцевым кулачковым приводом. Горючее нагнетается и распределяется, соответственно, двумя противолежащими плунжерами и распределительной головкой. Вращением головки обеспечивается перенаправление топлива к соответствующим цилиндрам.

Магистральный ТНВД

Магистральный топливный насос гонит горючее в топливную рампу и обеспечивает более высокое давление, по сравнению с рядным и распределительным насосами. Схема его работы несколько иная. Топливо может нагнетаться одним, двумя или тремя плунжерами, приводимыми в действие кулачковой шайбой или валом.

Подача горючего регулируется электронным дозирующим клапаном. Нормальное состояние клапана – открытое, когда поступает электрический сигнал, он частично закрывается и тем самым регулирует количество топлива, попадающего в цилиндры.

Различают, следующие типы насосов высокого давления:

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

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

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

Устройство и принцип работы топливного насоса бензинового двигателя GDI

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

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

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

Какой бы ни была разновидность ТНВД, главным элементом его схемы в любом случае остаётся плунжерная пара.

Что же это за штуковина? Проще говоря, она представляет собой поршень (плунжер), вставленный в цилиндр (втулку). Но не думайте, что это такая уж простая деталь. На самом деле плунжерная пара крайне прецизионное устройство, изготовить которое можно только на высокоточном оборудовании.

Только представьте себе, расстояние между поршнем и втулкой должно составлять микроны! Кстати, это одна из причин, по которой дизельные моторы выходят из строя – некачественное топливо, имеющее в составе микрочастицы грязи, пагубно влияют на работоспособность плунжеров, царапая и загрязняя их.

Выше рассматривались ситуации, когда топливо уже находится в ТНВД. Но к нему оно еще должно поступить, причем пройдя несколько этапов очистки. И это выполняет топливный насос низкого давления (топливоподкачивающий).

Они бывают как внешними, так и внутренними, механическими или электрическими.

В топливных системах с рядными ТНВД обычно используются внешние механические подкачивающие насосы поршневого типа. Привод его осуществлялся от эксцентрика вала насоса высокого давления.

Механический топливоподкачивающий насос

Конструктивно он очень прост. Внутри его корпуса имеется поршень со штоком, контактирующим с эксцентриком и двумя клапанами – впускным и выпускным.

При движении поршня вниз, топливо за счет разрежения через впускной клапан закачивалось в надпоршневое пространство. Движение же его вверх сопровождается закрытием впускного клапана и открытием выпускного, через который поршень выдавливает дизтопливо далее – к фильтру тонкой очистки.

Принцип работы ТННД

Поскольку его производительность больше, чем требуется для работы мотора, конструктивно предусмотрен сброс излишков обратно в бак.

Читать далее:  Обзор нового Volkswagen Teramont

В ТНВД распределительного типа уже используется внутренний механический подкачивающий насос роторного типа.

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

Нередко вместо механических узлов используются электрические, которые могут устанавливаться на корпусе ТНВД, в магистралях низкого давления или же непосредственно в баке. Они зачастую используются и в системе безопасности, которая при аварии подает сигнал на его отключение для прекращения подачи топлива в магистрали.

Электрический топливный насос

Принципиальных изменений в конструкции ТНВД давно уже не было, автопроизводители используют проверенные временем механизмы лишь дорабатывая отдельные детали и системы управления.

Топливный насос двигателя автомобиля (механическая конструкция)

Устройства механического типа используются совместно с моторами устаревших модификаций, где применяются карбюраторы. Правда, встречаются модели автомобилей, где отмечается дополнительное присутствие электрического топливного насоса низкого давления, установленного непосредственно внутри бензобака или рядом.

Функционально механической помпой организуется откачка ресурса из бензобака с последующим нагнетанием в область карбюратора. Такое действие происходит, когда двигатель автомобиля запускается или уже находится в рабочем состоянии.

Принцип работы механического топливного насоса сопровождается контактом плечевого рычага с телом распределительного вала. Моменты движения рычага передаются резиновой диафрагме, находящейся внутри конструкции помпы. Как результат, диафрагма периодически движется вверх — вниз.

МЕХАНИЧЕСКИЕ

Топливный насос автомобиля механический - классическая конструкция
Конструкция механического типа: 1 – плечевой рычаг под распределительный вал; 2 – упорные пружины; 3 – пружина диафрагмы; 4 – диафрагма; 5 – клапан; 6 – чаша; 7 – выходной патрубок

Движением диафрагмы вверх вниз создаётся вакуум и давление, благодаря чему топливо втягивается в область насоса и проталкивается вперёд. Однонаправленное движение образуется благодаря обратным клапанам, встроенным внутри конструкции топливного автомобильного насоса. Механическую систему отличает довольно низкое давление 0,27 – 0,68 АТИ. Однако карбюраторная система как раз и рассчитана на небольшое давление.

Другая конструкция — электрический топливный насос, традиционно присутствует на двигателях, где используется система впрыска топлива. Помпа предназначена для перекачки топлива из бензобака в систему инжекторов. Электрический аппарат подаёт топливо под высоким давлением (от 2 до 6 АТИ), обеспечивая качественное распыление инжекторами в область камеры сгорания.

Здесь имеет значение давление жидкости, соответствующее техническим характеристикам, чем обеспечивается правильная (качественная) работа автомобильного двигателя. Крайне низкое давление, создаваемое насосом, приводит к обеднённой подаче, провоцируя:

  • сбои процесса зажигания,
  • нестабильность работы мотора,
  • полную остановку работы двигателя.

Чрезмерно высокое давление также приводит к нарушениям работы автомобильного мотора, выбросам топлива в атмосферу, загрязнению окружающей среды.

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

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

Топливный насос автомобиля электрический - классическая конструкция
Электрическая конструкция перекачивающего аппарата: 1 – выпускной клапан; 2 – впускной клапан; 3 – камера; 4 – диафрагма; 5 – упорная пружина; 6 – соленоид; 7 – вал; 8 – контактный элемент

Электрические топливные насосы обычно смонтированы внутри топливного бака, но также не исключены варианты монтажа снаружи ёмкости. Встречаются модели автомобилей, где присутствуют одновременно два аппарата:

  1. Подкачивающий насос (установлен внутри бака).
  2. Основной насос (установлен снаружи топливной ёмкости).

Расположение непосредственно внутри бака с топливом помогает снизить шумовую составляющую. К тому же погружение оборудования в жидкость улучшает эффект смазки и охлаждение электродвигателя. Однако постоянная эксплуатация автомобиля при заполнении топливного бака менее чем на 1/4, приводит к сокращению срока службы насоса, что, как правило, обусловлено фактором перегрева.

Не полностью залитый топливом бак автомобиля также увеличивает риск кратковременного холостого хода насоса (работа без топлива) при резких поворотах, торможении или ускорении в процессе движения машины. Не исключены также физические повреждения электрической конструкции по причине недостаточного охлаждения и смазки.

Электрические топливные насосы изготавливают разных конструкций. Устаревшие модели традиционно представляют насос с «поршневыми ячейками» прямого вытеснения. Здесь используются ролики, установленные на смещённом диске, который вращается внутри стального кольца. Топливо втягивается внутрь пространства (ячейки) между роликами и проталкивается от входа насоса к выходу.

Вал роликовых насосов обычно вращается на скорости около 3000 об/мин. Роликовый тип топливной помпы создаёт очень высокое давление, скорость потока поддерживается постоянной. Однако выход на устройстве носит импульсный характер, поэтому топливная магистраль после насоса дополняется глушителем, ослабляющим импульсное давление.

Другим типом позитивно-смещаемого насоса выступает так называемая «героторная» конструкция. Эта система аналогична масляному насосу и работает по принципу движения смещаемого ротора для проталкивания топлива к выходному коллектору. Героторные топливные насосы поддерживают скорость вращения ротора  на уровне 4000 об/мин.

УНИВЕРСАЛ

Топливный насос автомобиля - конструкция турбинного типа
Конструкция «турбинного» исполнения, устанавливаемая на современных моделях авто: 1 – поток топлива; 2 – лопастное колесо турбины; 3 – электрический мотор в защитном кожухе; 4 – клапан одностороннего движения; 5 – выход

Моторы многих современных автомобилей комплектуются топливным насосом турбинного типа. Лопасти турбины проталкивают топливо по ходу движения в момент вращения рабочего колеса. Этот тип помп не имеет отношения к системам прямого вытеснения, соответственно:

  • отсутствуют пульсации потока,
  • отмечается плавность хода механизма,
  • для конструкции характерна тихая работа.

При этом системой поддерживается высокоскоростное вращение (до 7000 об/мин), потребляется меньше тока по сравнению с насосами более старого исполнения. Конструкция также отличается менее сложной механикой и отмечается долговечностью в эксплуатации.

Поворотом ключа зажигания модуль управления силовым агрегатом подаёт питание на реле, через контактную группу которого подаётся напряжение на двигатель топливного насоса. Двигатель начинает вращаться, создавая давление в топливной системе. Системный таймер при этом ограничивает продолжительность работы насоса до запуска двигателя автомобиля.

Топливо забирается через впускной патрубок, проходит сетчатый фильтр. Затем поток жидкости направляется через односторонний обратный клапан (которым поддерживается остаточное давление в системе, когда насос не работает) и выталкивается по направлению к топливной линии и следующему фильтру.

Топливный фильтр используется для отсечки:

  • ржавчины,
  • грязевых отложений,
  • других твёрдых частиц,

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

предотвращая засорение такими частицами топливных форсунок.

Далее поток поступает в топливную рампу двигателя и направляется к отдельно взятым топливным форсункам. Регулятором топливной рампы поддерживается необходимая величина давления топлива, излишнее давление сбрасывается обратно в бак.

ЛУБРИКАТОР

Схема топливной системы автомобиля с топливным насосом
Схема транспортировки топливного ресурса для конструкции автомобиля: 1 – форсунки автомобильного мотора; 2 – направляющая насадка; 3 – регулятор давления; 4 – линия передачи; 5 – фильтр тонкой очистки; 6 – заправочный бак; 7 – угольный фильтр грубой очистки; 8 – сетчатый фильтр; 9 – помпа топливная

Более современные автомобили оснащаются безвозвратными системами. Здесь регулятор давления топлива расположен непосредственно внутри топливного бака и является частью модуля топливного насоса. Такие конструкции не предусматривают наличия линии возврата топлива от двигателя обратно в бак.

Топливный электрический насос работает непрерывно, пока двигатель автомобиля работает, и ключ зажигания активирован. Допускается работа с постоянной или переменной скоростью в зависимости от нагрузки и скорости автомобильного мотора. Если двигатель авто заглохнет, автоматика обнаружит потерю сигнала оборотов и выключит электрический топливный насос.

Устройство топливного насоса с электроприводом подразумевает наличие таких деталей, как:

  • электрический привод;
  • насос;
  • корпус.

Также в блок топливного насоса входит топливный расходомер и первичный фильтр очистки топлива.

Топливный насос автомобиля и замена при необходимости

Прокачка топлива базируется на работе обратного и редукционного клапанов.
Задача первого – запирать топливную систему в режиме выключенного мотора.
Задача второго – поддерживать давление в системе за счет возврата определенного объема топливо на вход насоса.
Так работает топливный насос высокого давления.

Электронасосы по типу нагнетания разделяются на ряд видов:

  • роликовые,
  • шестеренные,
  • центробежные.

Типы нагнетания топлива и конструкция.

В роликовых насосах топливо нагнетается ротором и перемещающимися в нем роликами.
Когда ролики и ротор расходятся, появившееся в результате свободное пространство заполняется топливом.
Далее подача топлива прекращается, а ротора снова сближается с роликами.
Выпускной канал открывается, и топливо под давлением уменьшающегося объема уходит из насоса.

Поэтому же принципу работают и шестеренные насосы, где за подачу топлива в камеру насоса
отвечает внутренняя шестерня, а за его дальнейшее перемещение – ее взаимодействие с внешней шестерней.

Данные виды насосов устанавливаются исключительно в топливопроводе.
Наиболее современными считаются центробежные или лопастные насосы,
способные обеспечить максимально равномерную подачу топлива и отличающиеся бесшумностью.

Устройство топливного насоса центробежного типа допускает его установку в топливном баке.
Лопасти насоса быстро вращаются в камере, к которой под определенными углами подведены всасывающий
и нагнетательный каналы. Завихрение топлива, которое создается крыльчатками,
позволяет одновременно втягивать топливо из бака и под повышенным давлением переправлять его дальше
в топливную систему.

Бензонасос представляет собой важнейший элемент топливной системы. Главной его задачей становится доставка горючего из топливного бака в задней части автомобиля к системе дозированной подачи в подкапотном пространстве. Такой системой считается карбюратор или инжектор. Бензонасос может быть представлен как механической конструкцией, так и электрическим бензонасосом.

Бензонасосы механического типа нашли свое применение в  автомобилях с карбюратором и обеспечивают подачу топлива под невысоким давлением. Электрические бензонасосы  применяются в авто с инжектором, так как отвечают за подачу  топлива под высоким давлением и поддерживают  рабочее давление в системе.

Читать далее:  Карбюратор 2108 принцип работы особенности чистка

Механический бензонасос закреплен снаружи топливного бака или вблизи карбюратора, так как нет необходимости в создании высокого давления в системе топливоподачи.  Электрический бензонасос обязательно  находится внутри топливопровода  или резервуара с горючим.

ТНВД на бензиновом и дизельном двигателе

Топливные насосы высокого давления классифицируются по ряду признаков. Прежде всего их разделяют по типу привода плунжеров: механические, пневматические и гидравлические системы. Их, в свою очередь, группируют как механизмы непосредственного действия и аккумуляторные.

В первом случае процессы нагнетания и впрыска рабочей жидкости происходят одновременно под действием плунжеров с механическим приводом. В конструкциях с аккумуляторным впрыском рабочие плунжеры приводятся в действие за счет двигателя посредством приводного вала.

По числу плунжеров топливные насосы высокого давления разделяются на многоплунжерные и распределительные.

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

Рядный ТНВД

В многоплунжерных насосах для каждого цилиндра предусмотрен свой плунжер. Таким образом, каждая плунжерная пара обеспечивает подачу топлива в свой цилиндр. Конструктивно многоплунжерные насосы бывают двух типов:

  • Рядные — плунжерные пары расположены рядом с друг другом в один ряд.
  • V-образные — плунжерные пары расположены в два ряда и ориентированы друг к другу под углом от 75 до 120 градусов.

Принцип работы рядного ТНВД для дизельного двигателя заключается в том, что топливо движется по отдельным магистралям и направляется к форсункам мотора в заданном порядке. В классическом исполнении такие конструкции имеют механический привод кулачкового типа, соединенного с коленвалом двигателя.

Каждый кулачок приводит в движение соответствующий плунжер, заставляя его перемещаться внутри гильзы. Когда поршень перемещается вниз, происходит всасывание топлива. При движении вверх создается давление и открывается клапан нагнетательной магистрали.

В ранних моделях автомобилей можно встретить механическое управление режимами работы рядного ТНВД. Для этого на кулачковом валу устанавливается специальная муфта с небольшими подвижными грузами. Под действием центробежных сил грузы смещаются вначале к внешним краям, а затем вновь к оси. Это, в свою очередь, провоцирует смещение кулачкового вала по отношению к приводу. Таким образом, чем больше частота вращения двигателя, тем раньше происходит впрыск.

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.

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.

ТНВД — что это такое в машине? Условно можно сравнить с сердцем человека — узел, обеспечивающий бесперебойную циркуляцию крови (топлива) по организму (топливной системе). На деле назначение блока несколько шире:

  • точное дозирование подаваемого топлива, где величина порции зависит от нагрузки;
  • нагнетание топлива в форсунки;
  • определение момента впрыска горючего в цилиндры.

Так как работа дизельных агрегатов сопряжена с высокими нагрузками, то подача солярки производится под высоким давлением, обеспечивающим полное сгорание. Бензиновые моторы работают при значительно меньшей нагрузке. Поэтому использование топливного насоса целесообразно в системах с прямым впрыском горючего (не имеющих впускного коллектора).

Подводя промежуточный итог, можно сказать: что такое ТНВД в автомобиле — это способ увеличить КПД двигателя, снизить расход потребления топлива.

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

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

Переходим к разновидностям ТНВД. Так как инженерная мысль находится в постоянном поиске и попытках сделать мир лучше, появляются всё новые и новые технические решения.

В современном автомобилестроении топливный насос высокого давления представлен в трех основных типах:

  • рядные;
  • распределительные;
  • магистральные.

Давайте попробуем разобраться, зачем их столько навыдумывали.

Рядный

Итак, рядный топливный насос высокого давления. В принципе, название этого типа насосов говорит само за себя. В них плунжерные пары расположены в один ряд, причём их количество равно количеству цилиндров мотора.

В одном корпусе с плунжерами расположен кулачковый вал, который и приводит их в действие, а сам вал имеет привод от коленвала двигателя. Такая вот система.

Управление подачей дизтоплива к форсункам может происходить как механически, так и при помощи электронных блоков управления.

Считается, что рядные ТНВД очень надёжны и неприхотливы к качеству горючего. Тем не менее, из-за своих внушительных габаритов они перестали использоваться на легковых авто с начала 2000-х годов.

Распределительный

Следующий топливный насос высокого давления, о которых мы вспомнили – распределительный.

Главным его отличием от предыдущей разновидности является наличие всего лишь одного или двух плунжеров. Чтобы обеспечить питание для всех цилиндров и никого не обидеть, плунжер вращается, попеременно подавая горючее в магистраль каждого.

Грубо говоря, его работу можно сравнить с револьвером, в котором бы по кругу вращался не барабан, а ствол.

Регулировка подачи солярки может быть и механической и электронной при помощи клапана, работающего под руководством блока управления двигателя.

Сам плунжер в распределительных ТНВД может иметь несколько вариантов привода:

  • торцевой кулачковый;
  • внутренний кулачковый;
  • внешний кулачковый.

Первые два варианта из списка считаются наиболее оптимальными, так как меньше изнашивают механизмы насоса, хотя, в целом, данный топливный насос высокого давления нельзя назвать долговечным.

Магистральный

Ну и наконец, третий тип насосов – магистральный. В его составе может быть до трёх плунжеров, привод которых обеспечивается кулачковым валом или кулачковой шайбой, движущихся внутри ТНВД.

В отличие от своих собратьев, этот насос может развить очень высокое давление, а его главная задача заключается в нагнетании горючего в топливную рампу (аккумулятор), которое потом при помощи форсунок распределяется по цилиндрам.

Контролирует подачу горючего электронный клапан дозировки, находящийся в ведении блока управления мотором. Нужный объём топлива рассчитывается на основе информации, поступающей от многочисленных датчиков, разбросанных по силовому агрегату.

Кстати, о системе подачи топлива дизелей, в которой используются магистральные ТНВД, мы уже говорили в предыдущих статьях – это Common Rail, наиболее любимая технология у автопроизводителей.

Вот так всё просто. Надеюсь, дорогие читатели, эта статья раскрыла определённые секреты в строении автомобилей.

Изначально насосы, обеспечивающие высокое давление, использовались исключительно для питания дизельных моторов. В бензиновых системах такая конструкция получила применение только в ДВС с непосредственным впрыском, где наиболее важны давление и точность подачи.

Насосы высокого давления имеют крайне сложную конструкцию, работают с повышенными нагрузками и требуют бережной эксплуатации. Важную роль играет качество топлива и отсутствие в нем примесей воды и абразивных частиц (например, пыли). При использовании ТНВД на бензиновом двигателе нагрузка меньше, чем на дизеле, что относительно продлевает срок его службы.

Располагается насос высокого давления в подкапотном пространстве в непосредственной близости от мотора (либо может устанавливаться на двигатель). Для его питания используется дополнительный подкачивающий топливный насос низкого давления. В зависимости от марки и категории автомобиля могут применяться различные типы ТНВД.

ТНВД разных конструкций и основные узлы

Читать далее:  Какую выбрать охлаждающую жидкость для автомобиля Lada Priora

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

Главным рабочим механизмом насоса является плунжерная пара. Она состоит из плунжера (поршня) и втулки (гильзы). При перемещении поршня в гильзе формируется очень высокое давление, а потому для обеспечения безопасности и корректной работы пары, детали должны иметь высокую точность изготовления.

В силу этой особенности плунжерная пара в профессиональной сфере получила наименование прецизионная. Принцип работы плунжерной пары прост: поршень выполняет возвратно-поступательные движения внутри втулки и обеспечивает всасывание, сжатие и подачу топлива в надплунжерное пространство.

В итоге

Итогом нашей статьи станет небольшой список основных признаков, которые помогут диагностировать проблемы с бензонасосом или неполадками в топливной системе:

  • Приходится очень долго крутить мотор стартером при запуске как холодного, так и ранее прогретого двигателя. Это может говорить о том, что насосу сразу не удается создать необходимое рабочее давление в системе;
  • Сложности при разгоне, двигатель с большим трудом набирает обороты, запоздалая реакция на нажатие педали газа, провалы и рывки в движении;
  • Вы уверены, что в баке есть бензин, машина заводится, но затем непредсказуемо глохнет;
  • Повышение шума, который слышен в салоне и исходит от топливного насоса. Насос может сильно гудеть, издавать треск, писк или хлопки;
  • Наблюдается увеличение расхода топлива по непонятным причинам;
  • Неустойчивая работа мотора в разных режимах работы, плавающие обороты и другие признаки, похожие на троение;
  • Полное отсутствие звука работающего бензонасоса в момент включения зажигания;

Теперь Вы познакомились с устройством различных типов топливных насосов, которые повсеместно встречаются на отечественных автомобилях и иномарках  различного года выпуска.

Не забывайте своевременно менять топливный фильтр и другие фильтрующие элементы топливной системы. Заправляйтесь качественным топливом на проверенных АЗС и не катайтесь на остатках топлива «до лампочки».

Соблюдение этих простых рекомендаций может служить надежной гарантией того, что бензонасос определенно не доставит Вам в процессе эксплуатации автомобиля никаких проблем.

  • Как проверить бензонасос

    Диагностика неисправностей, которые могут указывать на проблемы с бензонасосом. Самостоятельная проверка устройства, замер давления в топливной рампе.

  • Загудел бензонасос: причины неисправности

    Причины свиста и повышенного шума во время работы бензонасоса, перегрев насоса. Как самому провести диагностику и устранить поломку. Советы и рекомендации.

  • Как почистить сетку бензонасоса самостоятельно

    Для чего необходима чистка сетки бензонасоса. Когда лучше менять и чем очистить сетку бензонасоса. Как правильно снять бензонасос, тонкости и нюансы.

  • Неисправность реле бензонасоса: проврека и замена

    Какие функции выполняет реле бензонасоса, признаки поломки. Где устанавливается реле топливного насоса, как правильно проверять реле бензонасоса.

  • Контакт массы топливного насоса

    Как определить, почему бензонасос не качает или плохо работает. Давление в топливной рампе, диагоностика насоса. Проводка, реле, предохранители бензонасоса.

  • Проверка предохранителя топливного насоса

    Основные причины, по кторым перегорает предохранитель бензонасоса. Где находится предохранитель топливного насоса, диагностика и замена предохранителя.

Основной рабочий узел

Состоит эта пара из двух частей – поршня (он же плунжер) и гильзы (втулки). Поскольку в узле создается высокое давление, то утечки между составными элементами не допускаются. Поэтому рабочие поверхности поршня и гильзы имеют высокую степень обработки, поэтому не редко пару называют прецизионной.

Плунжерная пара

Суть работы пары построена на возвратно-поступательном перемещении плунжера внутри втулки. При этом посредством каналов или клапанов обеспечивается попадание топлива в надплунжерную полость и отвод его после сжатия.

Работа плунжерной пары

Работает все так: при перемещении поршня вниз открывается канал или клапан подачи (зависит от устройства ТНВД), и топливо закачивается в полость. При передвижении вверх подача прекращается (канал или клапан закрывается) и плунжер начинает сжимать дизтопливо. При достижении определенного значения давления открывается нагнетательный клапан и дизтопливо (уже находящееся в сжатом состоянии) выходит в магистраль, ведущую к форсункам.

В общем, работа самой плунжерной пары очень проста, но существует множество нюансов и особенностей, в том числе и конструктивных, которые влияют на функционирование этого узла. Поэтому принцип работы ТНВД следует рассматривать отдельно по каждому из указанных видов.

Принцип работы ТНВД

Принцип работы секции насоса заключается в следующем. При движении плунжера 1 вниз внутреннее пространство гильзы 12 наполняется топливом, и одновременно оно подается насосом низкого давления в подводящий канал 10 корпуса 11 насоса.

При этом открывается впускное отверстие 9, и топливо поступает в надплунжерное пространство 8. Затем под действием кулачка плунжер начинает подниматься вверх, перепуская топливо обратно в под­водящий канал 10 до тех пор, пока верхняя кромка плунжера 1 не перекроет впускное отверстие 9 гильзы. После перекрытия этого отверстия давление топлива резко возрастает и при рабочем давлении  топливо, преодолевая усилие пружины 5, поднимает нагнетательный клапан 6 и поступает в топливопровод.

Дальнейшее перемещение плунжера вверх вызывает повышение давления, превышающее давление, создаваемое пружиной форсунки, в результате чего игла форсунки приподнимается и проис­ходит впрыскивание топлива в камеру сгорания. Подача топлива про­должается до тех пор, пока винто­вая кромка 13 плунжера не откроет выпускное отверстие 3 в гильзе, в результате чего давление над плунжером резко падает, нагнетательный клапан 6 под действием пружины закрывается и надплунжерное пространство разъе­диняется с топливопроводом высокого давления. При дальнейшем движении плунжера вверх топливо перетекает в сливной канал 4 через продольный паз 2 и винтовую кромку 13 плунжера.

Нагнетательный клапан 6 разгружает топливопровод высокого давления, так как он снабжен цилиндрическим разгрузочным пояском 7, который при посадке клапана на седло обеспечивает увеличение объема топливопровода. Этим достигается резкое прекращение впрыскивания топлива и устраняется возможность его подтекания через распылитель форсунки, что улучшает процесс смесе­образования и сгорания рабочей смеси, а также повышает надежность работы форсунки.

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.
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
AutoJiza
Adblock
detector