ТНВД: принцип работы, устройство, назначение, конструкция

К числу наиболее востребованных видов выпускаемой продукции относятся различные модели ТНВД или топливных насосов высокого давления от Бош

Самостоятельно ремонтируем ТНВД bosch

В начале, нужно запастись головками-звездочками Т30,Т25, Т10, несколькими плоскими отвертками и молотком. Теперь начинаем ремонт ТНВД bosch.

Откручиваем четыре винта по углам на торцевой стороне. Освобождается кабель опережения впрыска из-под прижимной пластины. Далее откручиваются три винта крепления прижимной пластины дозирующего клапана.

Теперь нужно аккуратно достать клапан, раскачивая его по и против часовой стрелки. Далее откручиваются винты крепления клапана угла опережения впрыска. С помощью отверток достается клапан опережения впрыска. Теперь отвинчиваются крепления «мозгов». Нужно отвернуть их , открутив винты крепления датчика положения вала ТНВД.

Далее начинается основная работа по ремонту. Нужно установить шкив на метку и запомнить положение вала с дозирующей иглой. Теперь аккуратно вынимается камера со штуцерами.

Важно не потерять плунжеры и ролики. Далее снимается подшипник, пластины, поршень опережения впрыска. Теперь ТНВД укладывается на бок и выкручивается крышка автомата опережения. Нужно достать автомат опережения впрыска, который держится на уплотнительном кольце. Можно помочь себе плоскогубцами.

Поршень передвигается так, чтобы при его повороте можно было достать кулачковую шайбу. Теперь извлекается поршень опережения впрыска. Теперь можно производить собственно ремонт.

Принципиальная схема системы топливоподачи дизельного двигателя с одноплунжерным ТНВД

Принципиальная схема системы топливоподачи дизеля с одно­плунжерным распределительным топливным насосом (ТНВД) с торцевым кулачко­вым при­водом плунжера показана на рисунке:

Рис. Принципиальная схема системы топливоподачи дизельного двигателя с одноплунжерным ТНВД: 1 – топливопровод низкого давления; 2 – тяга; 3 – педаль подачи топлива; 4 – ТНВД; 5 – электромагнитный клапан; 6 – топливопровод высокого давления; 7 – топливопровод сливной магистрали; 8 – форсунка; 9 – свеча накаливания; 10 – топливный фильтр; 11 – топливный бак; 12 – топливоподкачивающий насос (применяется при магистралях большой протяженности; 13 – аккумуляторная батарея; 14 – замок «зажигания»; 15 – блок управления временем включения свечей накаливания

Топливо из бака 11 прокачивается по топливо­проводу низкого давления в топливный фильтр тонкой очистки топлива 10, откуда засасывается топливным насосом низкого давления и затем направляется во внутреннюю полость корпуса ТНВД 4, где создается давление порядка 0,2 … 0,7 МПа. Далее топливо поступает в насосную секцию высокого давления и с помощью плунжера — распреде­лителя в соответствии с порядком работы цилиндров подается по топливопроводам высокого давления 6 в форсунки 8, в результате чего осуществляется вспрыскивание топлива в камеру сгорания дизеля. Избыточное топливо из корпуса ТНВД, форсунки и топливного фильтра (в некоторых конструкциях) сливается по топливо­проводам 7 обратно в топливный бак. Охлаждение и смазка ТНВД осуществляются циркулирующим в системе топливом. Фильтр тонкой очистки топлива имеет важное значение для нормальной и безаварийной работы ТНВД и форсунки. Поскольку плунжер, втулка, нагнетательный клапан и элементы форсунки являются деталями прецизионными, топливный фильтр должен задерживать мельчайшие абразивные частицы размером 3…5 мкм. Важной функцией фильтра является также задержание и выведение в осадок воды, содержащейся в топливе Попадание влаги во внутреннее пространство насоса может привести к выходу последнего из строя по причине образования коррозии.

Топливный насос подает в цилиндры дизеля строго дози­рован­ное количество топлива под высоким давлением в определенный момент времени в зависимости от нагрузки и скоростного режима, поэтому характеристики двигателей существенно зависят от работы ТНВД.

Потеря производительности бензонасоса

Но, безусловно, самую главную роль в питании двигателя 1.5 играет ТНВД – топливный насос высокого давления. Из названия отчетливо понятно, что насос имеет достаточно высокую производительность чтобы накачать высокое давление в рампу. Но очень часто в работе инжектора случается так, что этот, казалось бы безотказный элемент питания двигателя теряет свою производительность – вследствие чего у двигателя начинают плавать обороты и возникают серьезные проблемы с тягой.

Помимо этого, достаточно часто бензонасос попусту сгорает, поэтому без его замены не обойтись в этом случае. И последняя причина, почему автолюбители меняют насос – это необходимость увеличения производительности двигателя 1.5. При установке дополнительного тюнинга (турбокомпрессор, изменение параметров распредавала, увеличенный дроссель) требуется большая производительность ТНВД. Следовательно, необходима установка нового, более мощного насоса.

Виды ТНВД

Существует несколько типов дизельных топливных систем, имеющих разные конструктивные особенности. Это в свою очередь влияет на устройство ТНВД. Так, на дизелях могут использоваться насосы:

  • рядные;
  • распределительные;
  • магистральные.

Системы впрыска дизельных двигателей
Несмотря на отличия в конструкции, во всех используется один и тот же основной рабочий узел – плунжерная пара. Именно она обеспечивает нагнетание давления.

Когда необходимо регулировать впрыск

На заводе для регулировки ТНВД есть специальный станок. Поэтому он неплохо работает без регулировок. Но, бывают случаи, когда после каких либо ремонтных работ, приходится регулировать угол впрыска, например:

  • После замены газораспределительного ремня
  • Снимали ТНВД, и не можете установить его шкив по специальным отметкам.
  • Любые другие неизбежные ремонтные работы, нарушившие регулировку угла впрыска.

Как правильно выставить ТНВД на дизеле

Напомню вам, дорогие читатели, что для полной регулировки ТНВД нужен специальный стенд. Поэтому разбирать его по деталям или вращать все имеющиеся на нем винты просто глупо. Вы разрегулируете устройство настолько, что потом без стенда уже никак не получится обратно настроить работу мотора. Поэтому не понимая что и зачем крутить не трогайте сами винт полной нагрузки насоса и прочие винты, потому что обратно вы их настроить не сможете. Вам ведь не нужны лишние проблемы и расходы?

Полезные рекомендации

Главной рекомендацией перед любыми работами, связанными с демонтажем топливного оборудования своими руками, будет нанесение и освежение отметок на всех шестернях, шкивах и прочих элементах. Краской или несмываемым маркером наносятся полоски. Чтобы при сборке совмещая их, легче было собрать аппаратуру и не нарушить регулировку зажигания.

Регулировать зажигание на дизельном движке можно такими способами:

  • Регулировка по отметкам, если они есть.
  • Подбор впрыска опытным путем.

Как понять, что ТНВД неисправен

Производители постоянно улучшают качество насосов, проводя испытания агрегатов в сборе и отдельных элементов. Но от возникновения неполадок никто не застрахован. Протестировать ТНВД, напичканный электроникой, без специального оборудования и программного обеспечения не представляется возможным. Как же понять, что проблемы возникли именно с этим узлом? Общие признаки таковы:

  • резкое увеличение расхода топлива;
  • проблемы с запуском двигателя;
  • выхлопные газы черного цвета;
  • едкий запах и повышенная дымность выхлопа;
  • регулярное соскальзывание ремня ГРМ;
  • утечки топлива;
  • падение мощности ДВС;
  • нестабильная работа мотора на холостых обортах.

Основная причина поломок — загрязнение плунжеров насоса (некачественное топливо, смазка и т. д.). Опасна для микронных допусков плунжера и вода, которая может содержаться в горючем.

Подводя итоги, можно сказать, что при соблюдении несложных правил эксплуатации (своевременный сервис, использование качественных ГСМ), ТНВД — надежный узел, позволяющий экономно расходовать топливо.

Устройства и приборы высокого давления

Схема и общий вид распределительного насоса VE

Схема распределительного насоса VE представлена на первом рисунке, а его общий вид на следующем.

Основные функциональные блоки топливного насоса VE представляют собой:

  • роторно-лопастной топливный насос низкого давления с регулирующим перепускным клапаном
  • блок высокого давления с распределительной головкой и дозирующей муфтой
  • автоматический регулятор частоты вращения с системой рычагов и пружин
  • электромагнитный запирающий клапан, отключающий подачу топлива
  • автоматическое устройство (автомат) изменения угла опережения впрыскивания топлива

Рис. Схема топливного насоса — Bosch VE: 1 – вал привода насоса; 2 – перепускной клапан регулирования внутреннего давления; 3 – рычаг управления подачей топлива; 4 – грузы регулятора; 5 – жиклер слива топлива; 6 – винт регулировки полной нагрузки 7 – передаточный рычаг регулятора; 8 – электромагнитный клапан остановки двигателя; 9 – плунжер 10 – центральная пробка; 11 – нагнетательный клапан; 12 – дозирующая муфта; 13 – кулачковый диск; 14 – автомат опережения впрыска топлива; 15 – ролик; 16 – муфта; 17 – топливоподкачивающий насос низкого давления

Рис. Общий вид распределительного ТНВД VE: а – ТНВД; б – блок высокого давления с распределительной головкой и дозирующей муфтой. Позиции соответствуют позициям на предыдущем рисунке.

История создания


Первые модели дизельных двигателей были созданы в 90-е годы позапрошлого века Рудольфом Дизелем. Силовая установка постоянно совершенствовалась, особенно сильным толчком к росту ее популярности стало изобретение топливного насоса высокого давления. Чрезвычайно серьезный вклад в его появление и совершенствование внес основатель концерна Bosch выдающийся немецкий инженер и руководитель Роберт Бош. Именно он создал в 20-е годы модель ТНВД, которая с незначительными усовершенствованиями и доработками активно используется и в настоящее время.

Следствием существенного роста эксплуатационных и технических свойств дизельных двигателей в целом и ТНВД в частности стало увеличение сферы их практического применения. В 50-60-е годы прошлого века силовые агрегаты на дизельном топливе устанавливаются на грузовых автомобилях и общественном транспорте, а в 70-е – на легковые автомобили массовых промышленных серий. Причина популярности дизельных двигателей состоит в сочетании высокого КПД с экономичностью и экологичностью работы. В значительной степени впечатляющие характеристики агрегата достигаются за счет ТНВД.

Очередным шагом, который еще больше расширил сферу применения дизельных двигателей, стало изобретение системы впрыска топлива Common Rail, также сделанное специалистами компании Bosch. Сегодня она используется на подавляющем большинстве выпускаемых транспортных средств, рассчитанных на использование в качестве горючего дизельного топлива. Логичным следствием этого является неуклонный рост продаж ТНВД Bosch, а также различных комплектующих, запасных деталей и частей к топливным насосам высокого давления, выпускаемых группой компаний из Германии. В настоящее время работниками концерна числятся почти 300 тыс. человек, а продукция Бош реализуется в 150 государствах мира.

Какой уровень давления обеспечивают ТНВД?

Поскольку основной задачей ТНВД является точное дозирование и своевременная подача топлива, его рабочие характеристики во многом зависят от требуемых для конкретного автомобиля режимов работы. Следует понимать, что каждый насос имеет некоторый диапазон рабочего давления, а не одну конкретную величину. Так, например, рядные ТНВД для дизельных моторов, в зависимости от модели, могут создавать максимальное давление до 55-135 МПа. При этом в отдельной модели минимальный показатель на холостом ходу может быть 15 МПа, а максимум при полной нагрузке – 130 МПа.

Магистральные насосы системы Common Rail достигают максимальных показателей до 135-200 МПа и каждое последующее поколение увеличивает не только верхний, но и нижний порог диапазона. Для примера, самые первые системы Bosch CP1 предполагают работу в диапазоне от 17 до 135 МПа, тогда как системы четвертого CP4 поколения способны развивать от 23 до 200 МПа.

Для бензиновых двигателей с непосредственным впрыском топлива (системы GDI) достаточно обеспечить давление в диапазоне 3-11 МПа.

Снимаем напорные клапана

  • Красный- корпус напорного клапана
  • Зелёный- пружина возвратная
  • Синий- игла клапана
  • Жёлтый- седло клапана
  • Чёрный- шайба уплотнительная.

  • Жёлтый- крепёжный болт
  • Синий- заглушка
  • Красный- пробка гнезда для специнструмента.

Пробку под красной стрелкой можно не отворачивать, она служит для установки индикатора. Дело в том, что зажигание на дизелях ставится не столько по меткам. Вернее, изначально, момент впрыска выставляется по индикатору, и только потом наносится метка, которую мы видим. Данную процедура пока опустим, до неё дойдёт очередь.

Итак, отворачиваем заглушку (синяя стрелка). Тут пригодится газовый ключ. Резьба заглушки- правая.

На данном этапе необходимо замерить величину, на которую плунжер утопает в корпусе. Результаты замера- записываем, они пригодятся при сборке.

Отпускаем крепёжные винты (но не до конца), и АККУРАТНО покачивая, сдвигаем корпус плунжера вверх. Как только он освободится, окончательно откручиваем винты и снимаем корпус плунжера. Должна получиться такая картинка:

  • Синий- плунжер
  • Жёлтый- дозирующее кольцо
  • Красный- шайба-подшипник
  • Коричневый- опорная пластина
  • Чёрный- пружина
  • Зелёный- шайбы регулировочные.

  • Чёрный- регулировочная шайба плунжера
  • Красный- кулачковая шайба.
  • Зелёный- рычаг подачи топлива. У меня получилось снять его раньше.

Снимаем возвратную пружину кулачковой шайбы.

Внимание!! Ролики не снимаем, местами их не меняем

Снимаем стопор (показан отвёрткой).

Под стопором видим штифт. Показан так- же отвёрткой (она намагничена, штифт ей легко удаляется).

Удаляем привод кулачковой шайбы.

Во внутрь освободившегося пространства выталкиваем ось автомата опережения:

Для удобства я удалил 1 ролик, ничего криминального тут нет. За ось автомата опережения вытягиваем роликовое кольцо наружу

Осторожно, не прилагайте излишних усилий!. При малейшем перекосе кольцо заклинивает в корпусе

Попытки его вырвать «внаглую» закончатся плачевно- корпус насоса пойдет в утиль.

Должно получиться примерно так:

За торчащие в недрах насоса 2 «рога» вынимаем вал насоса с шестерней регулятора:

Возвращаемся к «останкам» насоса:

Отпускаем болты (синие стрелки) и вынимаем крышку подкачивающего насоса (красная стрелка).

Внимание!! При сборке лопатки КРАЙНЕ НЕЖЕЛАТЕЛЬНО менять местами, переворачивать. Ротор-не переворачивать

Поэтому расположение- запоминаем.

Переворачиваем корпус насоса.

Извлекаем сальник (показан отвёрткой). Предупреждение- не пытайтесь его сохранить, работать он всё равно не будет.

В итоге должен остаться голый корпус с запрессованной в него втулкой . Вот такой:

См. также[править | править код]

  • Система непосредственного впрыска топлива в бензиновых двигателях
  • Аккумуляторная топливная система

От механики к электронике

Механические насосы постепенно вытесняются агрегатами с электронной начинкой. Устройство и принцип работы узлов отличается тем, что все происходящие в ТНВД процессы регулируются электроникой. Здесь обеспечение максимально точного количества смеси, моментальная реакция на малейшее изменение динамики. Механическим насосам такие параметры недоступны. Электроника позволила снизить циклы нестабильного сгорания топлива, уменьшить нестабильность работы дизеля на холостом ходу.

Следующий шаг — двухфазный впрыск топлива, обеспечивающий полноту сгорания. Следствие — уменьшение выброса в атмосферу токсичных продуктов и увеличение КПД двигателя. При этом система контролирует:

  • положение педали газа;
  • частоту вращения распредвала двигателя;
  • температуру двигателя (охлаждающей жидкости);
  • скорость движения;
  • величину подъема иглы форсунки;
  • давление наддува воздуха;
  • температуру воздуха на впуске;
  • работу свечей накаливания.

ТНВД с электронными блоками управления снабжены программами самодиагностики, значительно расширяющими возможности использования насосов. Так, при возникновении ряда отказов система будет работать, обеспечивая движение транспортного средства. Полный отказ происходит при выходе из строя микропроцессоров.

Ссылки[править | править код]

  • Анимация работы плунжера

Помповые отделы

Помповый отдел дозирует и подаёт солярку на форсунки. Каждая единица включает остов, плунжерную пару, втулку поворота, упругие элементы плунжера, вентиль нагнетания и толкатель.

Остов оснащен фланцем, обеспечивающим крепление секции к помпе посредством шпилек. Шпилечные отверстия овальной формы, возможна регулировка равномерности подачи солярки каждому отсеку в отдельности (поворот по часовой стрелке – уменьшает поступление, и наоборот). Плунжерная пара принимает прямое участие в отсечке и транспортировке солярки, состоит из втулки и плунжера. Детали прецизионные, материал изготовления сталь с добавлением хрома и молибдена с после чего проводят закалку и охлаждением азотом. Плунжер выступает в роли поршня, имеет сверление по оси и радиальные канавки, изменяющие поступление солярки. Прецизионная пара клапан нагнетания и седло выполнены из стали, после элементы закалили и охладили. Замена комплектующих деталей возможна только в сборе.

Вал кулачковый ТНВД КамАЗ:

Вал кулачковый ТНВД

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )

ТНВД системы Common Rail

Несколько иной тип насосов высокого давления применяется в топливной системе Common Rail. На конструкции ТНВД здесь сказываются особенности работы самой системы.


Одноплунжерный ТНВД Common Rail

В этой системе впрыск контролируется и управляется ЭБУ, поэтому дозировка и момент впрыска топлива в задачу насоса не входят. У него только одна функция – нагнетать топливо в рампу (аккумулятор).

Поэтому конструкция ТНВД сильно упрощена. По сути, насос состоит только из вала, плунжерных пар (от 1 до 3) и клапанов – впускных и нагнетательных. Регуляторы здесь отсутствуют за ненадобностью.


Двухплунжерный насос высокого давления

Здесь все просто – вал вращается от привода и плунжеры постоянно нагнетают топливо в рампу. Это и все, что требуется от ТНВД.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...