Что такое плунжер в тнвд

Привет студент

За каждый цикл ТНВД должен подавать в форсунку строго определенную дозу топлива, называемую цикловой подачей. У наиболее крупных тихоходных дизелей речного флота эта доза составляет примерно 3 см 3 , у небольших быстроходных — 0,03 см 3 , причем при работе на холостом ходу цикловая подача снижается в 5—8 раз.

Топливо должно быть подано в форсунку под давлением 40—80 МПа. Для подачи малой его дозы под высоким давлением наиболее удачны поршневые насосы с поршнями небольшого диаметра (5—20 мм) при большой длине (5—8 диаметров). Такие поршни называют плунжерами. При столь высоком давлении предотвратить утечку топлива вдоль плунжера можно лишь при минимальном зазоре между плунжером и направляющей втулкой. Диаметральный зазор составляет 0,6—3 мкм (в зависимости от диаметра плунжера), отклонение от круглости рабочих цилиндрических поверхностей плунжера и втулки не должно превышать 0,5 мкм.

Цикловая подача зависит от нагрузки на двигатель. Изменение цикловой подачи называют регулированием наcoca. На серийном флоте встречаются насосы с регулированием момента начала подачи и насосы с регулированием момента конца, подачи.

Расстояние, которое проходит плунжер за время подачи топлива в форсунку, называют активным ходом плунжера. Полный ход плунжера в 2—3 раза больше активного, в связи с чем во время части хода топливо перепускается в полость всасывания. В насосах с регулированием момента начала подачи перепуск топлива происходит в начале хода плунжера, а затем -отсечка и оно поступает в форсунку. Подача топлива заканчивается в момент, когда плунжер придет в верхнее крайнее положение. Если отсечка произойдет раньше, подача топлива в форсунку увеличится, а если позднее — уменьшится. Следовательно, регулировать насос можно изменением момента отсечки топлива в начале его подачи. Конец подачи остается неизменным.

В насосах с регулированием момента конца подачи топливо нагнетается в форсунку с самого начала движения плунжера вверх. В какой-то момент происходит отсечка и топливо начинает перепускаться в полость всасывания. При ранней отсечке в форсунку будет поступать малая его доза, а при поздней — большая. В этом случае момент начала подачи остается постоянным, а конец подачи изменяется. Отсечку топлива осуществляет клапан или золотник. В первом случае насос называют клапанным, во втором — золотниковым.

Иногда насос регулируют с целью изменения частоты вращения или мощности двигателя. При этом цикловая подача изменяется одновременно и одинаково у насосов всех цилиндров двигателя. Такое регулирование называют общим и осуществляют единым — механизмом. Однако может оказаться, что в один из цилиндров топлива подается больше или меньше, чем в остальные, т. е. необходимо регулировать насос лишь одного цилиндра. В связи с этим должна быть предусмотрена возможность не только общего, но и индивидуального регулирования каждого насоса.

Принцип работы золотникового наcoca. В современных дизелях преимущественно применяют ТНВД золотникового типа. У них плунжер одновременно выполняет функции распределительного золотника. В золотниковых насосах, как правило, регулируют момент конца подачи.

У судовых дизелей целесообразнее регулировать момент начала подачи. При работе двигателя на винт цикловую подачу регулируют для изменения частоты вращения.

Так, если частота вращения, например, уменьшается, то при постоянном угле опережения будет увеличиваться опережение подачи топлива по времени. Если же цикловую подачу изменять путем изменение момента начала подачи, то опережение подачи топлива по времени может остаться постоянным. Однако с уменьшением частоты вращения увеличивается период задержки самовоспламенения топлива и большее опережение подачи по времени оказывается, особенно у двигателей с наддувом, полезным. Этим объясняется широкое применение ТНВД с регулированием момента конца подачи. Кроме того, такие насосы подают топливо в форсунку при увеличивающейся скорости плунжера, т. е. при нарастающем давлении, что, как известно, является желательным.

В одних золотниковых насосах можно регулировать момент начала или конца подачи, в других — обе фазы. Это достигают формой выреза плунжера.

Основной частью ТНВД является плунжерная пара (рис. 118,а), которая состоит из плунжера 2 и рабочей (плунжерной) втулки 3. Несмотря на высокую точность (прецизионность) взаимной обработки втулки и плунжера, необходимую плотность между ними достигают только индивидуальным подбором. Обе детали (втулка и плунжер) составляют единую плунжерную пару. При изнашивании или поломке одной из них заменяют всю пару.

В рабочей втулке 3 предусмотрены окна б (одно или два) для прохода топлива в надплунжерное пространство а, подаваемого к ТНВД из расходной цистерны.

Притертое к верхнему торцу втулки 3 седло 6 с нагнетательным клапаном 10, удерживаемым пружиной 8, закреплено в корпусе насоса (на рисунке не показан) штуцером 7.

Вырез г плунжера 2 сообщается вертикальным пазом в с надплунжерным пространством а. Верхней границей выреза г является косая кромка 11, нижней — кольцевая кромка 12.

Во время работы двигателя плунжер 2, приводимый от распределительного вала (на рисунке не изображено), перемещается вверх и вниз.

Топливо поступает в надплунжерное пространство а (рис. 118, 6, положение 1) при движении плунжера 2 вниз через окна б. В начале движения плунжера вверх топливо вытесняется им из пространства а через окна б обратно в полость, откуда оно поступило (положение II). Когда верхняя торцовая кромка плунжера 2 перекроет окна б (положение III), над плунжером образуется замкнутое пространство и топливо там окажется под давлением.

Как только давление превысит действие пружины 8, нагнетательный клапан 10 поднимется и топливо по трубе 9 будет поступать в форсунку. Это начало подачи топлива.

Конец подачи (отсечка), произойдет тогда, когда косая кромка 11 выреза г дойдет до верхней кромки окна б (рис. 118, 6, положение IV). С этого момента топливо из надплунжерного пространства а будет перетекать через паз в, вырез г и окно б в полость подвода топлива (положение V). Давление в надплунжерном пространстве упадет, пружина 8 (рис. 118, а) посадит клапан 10 на седло б; поступление топлива через трубу 9 в форсунку прекратится. Перепуск топлива закончится до прихода плунжера в верхнее положение. Затем плунжер начнет перемещаться вниз и надплунжерное пространство снова будет заполняться топливом.

Количество поданного в форсунку топлива зависит от пути s (рис. 118, в), пройденного плунжером с момента перекрытия окон б (см. положение I) до момента открытия их косой кромкой 11 выреза (см. положение II). Подачу топлива регулируют поворотом плунжера налево или направо, повернув который, как изображено в положении 3, окажется, что s1 У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Что такое ТНВД и его роль в работе двигателя

Топливный насос высокого давления (Injection pump в английских источниках) — узел системы питания автомобиля. Родоначальник ТНВД — Роберт Бош. Изначально устанавливался исключительно на дизельных силовых агрегатах. На легковых машинах стал использоваться с конца 30‐х годов XX века. Современные автогиганты применяют этот технически сложный блок на бензиновых моторах, имеющих распределенный впрыск топлива.

Что такое ТНВД и для чего он нужен?

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.

Преимущество ТНВД перед карбюратором заключается именно в возможности подачи точно отмеренной порции топливно‐воздушной смеси в камеры внутреннего сгорания. Это решение позволяет снизить расход топлива. Насос напрямую связан с коленчатым валом: при разгоне порции увеличиваются, при падении оборотов — уменьшаются.

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).

Читайте также  Что за двигатель GDI

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

Устройство и принцип работы

Схематически устройство простого рядного ТНВД можно представить следующим образом:

  • поршень (плунжер), сопряженный с цилиндром (втулкой), которые работают как единое целое — плунжерная пара;
  • канавки для подачи топлива к плунжерным парам;
  • кулачковый вал с центробежной муфтой; вращение вала происходит посредством ремня ГРМ;
  • толкатели плунжера, на которые давит кулачковый вал;
  • возвратные пружины, обеспечивающие возврат плунжера;
  • клапаны нагнетательные;
  • штуцеры;
  • рейки зубчатые;

  • всережимный регулятор, который активируется педалью газа.
  • Представляя устройство узла, несложно понять его принцип работы, схожий с работой двухтактного ДВС:

    • вращается кулачковый вал;
    • кулачки вала давят на толкатели плунжера;
    • происходит движение плунжера по цилиндру;
    • повышение давления приводит к открытию нагнетательных клапанов;
    • топливо поступает через клапан к форсункам.

    Конструкция насоса предусматривает подачу к форсункам не всей воздушно‐топливной смеси, но только строго определенной порции. Остатки отправляются в сливные клапаны. Центробежная муфта обеспечивает подачу дизельного горючего в конкретный момент. Всережимный регулятор необходим для определения количества смеси: давление на педаль газа увеличивает объем, ослабление — уменьшает.

    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.

    Виды ТНВД

    В машиностроении используются следующие виды ТНВД:

    • рядные;
    • распределительные;
    • магистральные.

    По принципу действия ТНВД делят:

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

    Конструкция агрегатов различна, но неизменным является основной рабочий узел — плунжерная пара.

    Рядные ТНВД используются на тяжелых и средних грузовиках, активно применяются в машиностроении. Неоспоримое преимущество — способность функционировать на топливе низкого качества. Простота конструкции — это надежность и неприхотливость в обслуживании. В рядных моделях количество плунжерных пар соответствует количеству цилиндров. Недостаток — громоздкость.

    В распределительных насосах одна или две плунжерные пары (зависит об объема двигателя) обслуживают все цилиндры. Такая схема позволяет значительно уменьшить габариты и массу узла и обеспечивает равномерную подачу топливной смеси. Применяют агрегаты этого типа на легковых автомобилях. Популярные модели — Bosch, Lucas. Распределительные ТНВД различаются по исполнению кулачкового привода: торцевой, внутренний или внешний. Последний вариант практически не производится. Недостаток распределительных насосов — недолговечность.

    Магистральные ТНВД имеют отличную от предыдущих вариантов схему. Нагнетание топлива производится плунжерами (от одного до трех), приводимыми в движение кулачковой шайбой либо валом. Дозирующий клапан отвечает за регулировку подачи топлива. Открытие и закрытие клапана обеспечивается электроникой. Агрегаты этого типа используются в топливной системе Common Rail.

    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.

    ТНВД: принцип работы, плунжерная пара, ремонт

    • 08 декабря 2019 00:00:00
    • Отзывов:
    • Просмотров: 6828

    Февраль. За окном размеренно кружит снежок, окутывая «белым одеялом» ещё спящий город. Мне хватило одного взгляда на термометр, чтобы понять: день сегодня для прогулок малоподходящий. Благо под окном стоял верный помощник – Renault Kangoo 1.5 DCI.

    Поворот ключа в замке зажигания сопровождался отчаянным урчаньем мотора. Завелась машинка лишь со второй попытки. Проработав около 30 секунд, двигатель вновь заглох. Пришлось вызывать эвакуатор и транспортировать машину на СТО. После компьютерной диагностики выяснилось, что причина поломки – насос высокого давления.

    Итак, прежде всего, я решил выяснить для себя ответы на три основных вопроса:

    1. Как функционирует?
    2. Что может уберечь его от выхода из строя?
    3. Возможен ли ремонт?

    Принцип работы

    Именно насос высокого давления является важным конструктивным элементом любого автомобиля, который оснащён дизельным силовым агрегатом. Насос отвечает за подачу топлива в цилиндры. Количество топлива, момент впрыска и давление зависят от нагрузки.

    Когда появились аккумуляторные системы впрыска, особое внимание стали уделять форсункам. Но всё же главный элемент – плунжерная пара ТНВД, состоящая из двух основных частей:

    • Поршень – плунжер.
    • Небольшой цилиндр – втулка.

    Между поршнем и цилиндром, изготовленными из прочной стали, оставляют небольшой зазор.

    Разновидности:

    1. Рядные.
    2. Распределительные.
    3. Магистральные.

    К примеру, в рядных насосах топливо в цилиндр нагнетает отдельная плунжерная пара. Привод плунжера может быть торцевым кулачковым, внутренним или внешним кулачковым.

    ПРИМЕЧАНИЕ: В магистральных насосах топливо нагнетается непосредственно в аккумулятор.

    RVS Master Injection Pump DP3 – защита и ремонт ТНВД

    РВС-мастер может заменить ремонт ТНВД восстановлением изношенных поверхностей трения.

    ВАЖНО: В состав DP3 входит сырьё, используемое при производстве кристаллической воды. Поэтому когда поверхность форсунок нагревается, происходят микровзрывы. Они в совокупности с другими компонентами способствуют очистке поверхностей. Восстановление плунжерных пар происходит за счёт образующейся после обработки металлокерамической плёнки. Кроме того, удаётся сэкономить до 15 процентов топлива и улучшить запуск двигателя при минусовых температурах.

    Причины поломки топливных насосов высокого давления

    В моём случае вышла из строя плунжерная пара. Причина банальна – попадание воздуха в систему. Дважды в автомобиле заканчивалось топливо. На третий раз такая неосторожность стала фатальной: понадобилось дорогостоящее восстановление плунжерных пар.

    Советы:

    1. Своевременно меняйте топливный фильтр.
    2. Старайтесь заливать качественную солярку.
    3. Не допускайте полного израсходования дизеля.
    4. Чтобы обезопасить, профилактически используйте RVS Master Injection Pump DP3.

    Ремонт – удовольствие не из дешёвых. Он проводится на специализированном стенде, при наличии программного обеспечения и аппаратуры. Нужна ли вам такая головная боль? Если нет, тогда придерживайтесь наших советов, обрабатывая ТНВД составом РВС-мастер.

    Что собой представляет плунжер и в чём его отличия по сравнению с поршнем

    Если говорить применительно к автомобильной отрасли, то здесь достаточно часто плунжер называют поршнем, а поршень плунжером.

    Это не совсем правильная трактовка, поскольку между ними существует определённая разница.

    Читайте также  Что такое вариатор CVT вариаторная коробка передач

    Следует разобраться в конструктивных особенностях и нюансах работы плунжеров, а также понять, чем плунжеры отличаются от поршней, есть ли между ними существенная разница или слова многих автолюбителей об их идентичности справедливые.

    Что такое плунжер

    Плунжерами называют специальные вытеснители, которые характеризуются своей цилиндрической формой.

    Важным аспектом является то, что у плунжера его длина значительно превосходит диаметр детали. Некоторые даже сравнивают его со скакалкой на ручке.

    Важно понять отличие обычного поршня от рассматриваемого плунжера. Оно действительно есть. Фактически это своего рода поршень. Только применяться он может в механизмах и устройствах, где требуется создавать более высокие параметры давления в сравнении с классическими насосами поршневого типа.

    У плунжера есть ещё одна особенность. Здесь уплотнитель располагается непосредственно на цилиндре и осуществляет своё перемещение по плунжерной поверхности в момент совершения возвратно-поступательных движений. Это принято называть плунжерной парой.

    Плунжеры завоевали широкую популярность в области изготовления радиально- и аксиально-плунжерных гидромашин, а также в самих насосах плунжерного типа.

    Наиболее ярким примером использования этого элемента является система подачи топлива в дизельных ДВС, реализованной на базе ТНВД.

    Именно в топливных насосах высокого давления активно используются плунжерные пары.

    Если сравнивать с поршнями, то рассматриваемые элементы позволяют создавать насосы, обеспечивающие более высокие показатели давления. Это специалисты объясняют тем, что для плунжеров требуется повышенная чистота обработки именно со стороны внешней поверхности цилиндра. У поршневых аналогов основной упор делается на точности обработки внутренней цилиндрической поверхности, что технически реализовать намного сложнее.

    Это во многом даёт понять, в чём же разница между такими элементами, как плунжер и поршень, и почему их неправильно считать синонимами.

    Если говорить простыми словами о том, что такое плунжер, то его можно описать следующим образом. Это разновидность поршня, который может создавать высокое давление в механизмах.

    Значимые характеристики

    То, какой объём рабочей среды будет вытеснять механизм, зависит от параметров длины хода используемого поршня. Меняя это значение, можно отрегулировать подачу жидкости за временной промежуток или отрезок.

    Если делать акцент на работе плунжерной или роторно-плунжерного механизма, то у этих гидромашин очень высокая точность обработки деталей. В итоге зазор, имеющийся между внешней и внутренней поверхностью цилиндра, в используемых плунжерных парах может не превышать 2-3 мкм.

    Плунжерные пары характеризуются способностью выдерживать очень высокие показатели давления.

    Опять же в качестве примера стоит рассмотреть процесс впрыска топлива на дизельных ДВС. Здесь давление может достигать значений около 200 МПа.

    Плунжеры в ТНВД

    Топливный насос, а точнее насос высокого давления, устанавливается на дизельные моторы и предназначен для того, чтобы подавать топливо под высоким давлением. Именно повышенные параметры давления дают понять, для чего здесь нужен плунжер. Тут применяется плунжерная пара, которую справедливо называют одним из ключевых компонентов насоса.

    Эта пара состоит из втулки и самого плунжера. Последний выполнен в виде длинного поршня цилиндрической формы. Он движется внутри втулки при работе насоса. Плунжер, установленный в автомобиле в узле насоса, осуществляет возвратно-поступательные движения, тем самым нагнетая и всасывая горючее.

    На втулке этой пары предусмотрены специальные отверстия. С их помощью горючее оказывается в устройстве для нагнетания. Параллельно плунжер (вытеснитель) выступает в роли регулятора, дозирующего количество топлива.

    Всё это говорит о том, что пара способна точно отмерить объём топлива, подаваемого внутрь цилиндров ДВС, создаёт требуемые параметры давления в конкретный момент подачи жидкости. Чтобы пара могла выполнять возложенные функции, к элементам предъявляются повышенные специальные требования.

    Здесь речь идёт о таких требованиях:

    • для изготовления поверхности втулки применяются высокопрочные материалы;
    • для плунжеров также должны использоваться материалы высокой прочности с дополнительной закалкой;
    • пара проходит процесс термозакалки в заводских условиях;
    • в зависимости от технологий, твёрдость может составлять от 58 до 75 единиц;
    • пара обязана обеспечивать свободный ход с одновременным исключением даже незначительных утечек рабочей жидкости;
    • зазор между втулкой и плунжером не должен превышать 1-3 мкм;
    • каждая деталь подбирается индивидуально;
    • после подбора втулок к вытеснителям, выполняется их дополнительная подгонка.

    Именно так достигается нужный эксплуатационный эффект. И здесь наблюдается ощутимая разница между поршнем, поскольку последний не предназначен для работы в условиях создания повышенного давления. Плунжер с такими задачами справляется великолепно.

    Эксплуатационные особенности

    Продолжая тему ТНВД, что наиболее актуально для обсуждения плунжера в составе автомобильных узлов, стоит отметить некоторые эксплуатационные особенности.

    Конструктивная особенность предусматривает, что в плунжерной паре имеется минимальный зазор между поверхностями двух элементов. Потому при эксплуатации насоса предъявляются повышенные требования к поддержанию оптимального состояния системы питания ДВС.

    Чтобы пара плунжер-втулка работали эффективно, в бак рекомендуется заправлять солярку только высокого качества. Наличие воды, как и других посторонних примесей, может негативно отразиться на работе и состоянии плунжера.

    При проникновении воды в микроскопический зазор, разрывается топливная плёнка, одновременно выполняющая функции смазки этой детали. Сухая работа способствует возникновению сильного трения и перегрева.

    В итоге плунжер способен заклинить, и выйдет из строя весь топливный насос. Даже при небольшом количестве воды в солярки на поверхностях могут образоваться следы коррозии. В случае с попаданием механических частиц плунжер может заклинить.

    Диагностика неисправностей

    Есть несколько характерных особенностей и признаков, если говорить применительно к двигателям автомобилей, указывающих на выход из строя или износ вытеснителя.

    Это может проявляться в виде таких симптомов:

    • затрудняется пуск двигателя;
    • после запуска мотора наблюдаются плавающие обороты;
    • двигатель работает неустойчиво;
    • ДВС может начать троить;
    • повышается уровень шума при работе, который ранее не наблюдался;
    • в некоторых случаях можно заметить стук плунжера при работающем топливном насосе;
    • работая под нагрузкой, у силового агрегата падает мощность;
    • движение автомобиля сопровождается ощутимыми рывками;
    • в отдельных ситуациях мотор и вовсе идёт в разнос.

    Чтобы проверить плунжер в составе насоса высокого давления, требуется задействовать специальное оборудование. С его помощью можно узнать, насколько износился вытеснитель и втулка.

    Восстановить работу ТНВД можно двумя способами:

    • выполнить полную замену изношенных и вышедших из строя компонентов;
    • провести ремонт деталей.

    Суть ремонта заключается в том, чтобы восстановить точную подгонку, обеспечить нужный зазор до требуемых заводских параметров. Но сделать это в гаражных условиях будет крайне проблематично. Придётся обращаться в автосервис.

    Подведение итогов

    Вытеснители, имеющие цилиндрическую форму и длину, значительно превышающую диаметр детали, действительно отличаются от поршней. Поэтому отдельно различают насосы плунжерного и поршневого типа. Последние не могут справиться с теми задачами, которые без проблем выполняют их коллеги на основе пары плунжер-втулка. В основном речь идёт об условиях работы при высоком давлении.

    Самым ярким примером плунжера применительно к авто выступает ТНВД. Это устройство обеспечивает стабильную работу дизельного ДВС. Но при этом предъявляются повышенные требования к изготовлению плунжерной пары, их подгонки друг к другу, а также к обеспечению условий эксплуатации.

    Топливный насос высокого давления (ТНВД): виды, устройство, принцип работы

    Топливный насос (сокращенно ТНВД) предназначен для выполнения следующих функций — подачи горючей смеси под высоким давлением в топливную систему ДВС, а также регулирования его впрыска в определенные моменты. Именно поэтому топливный насос считается наиболее важным устройством для дизельных и бензиновых двигателей.

    Преимущественно ТНВД применяются, конечно же, в дизельных двигателях. А в бензиновых двигателях ТНВД встречаются лишь в тех агрегатах, на которых используется система непосредственного впрыска топлива. При этом насос в бензиновом двигателе работает куда с меньшей нагрузкой, поскольку такое высокое давление, как в дизеле не требуется.

    Читайте также  Сколько клапанов на Лада Гранта

    Основные конструктивные элементы топливного насоса — плунжер (поршень) и цилиндр (втулка) малого размера, которые объединяются в единую плунжерную систему (пару), изготовленную из высокопрочной стали с большой точностью.

    На самом деле изготовление плунжерной пары довольно трудная задача, требующая специальных высокоточных станков. На весь Советский союз был, если не изменяет память, всего один завод, на котором изготавливались плунжерные пары.

    Как делают плунжерные пары в нашей стране сегодня можно увидеть в этом видео:

    Между плунжерной парой предусматривается очень маленький зазор, так называемое прецизионное сопряжение. Это отлично показано в видео, когда плунжер очень плавно, с зависанием под действием собственного веса входит в цилиндр.

    Итак, как мы уже сказали ранее, топливный насос применяется не только для своевременной подачи горючей смеси в топливную систему, но и для распределения его через форсунки в цилиндры в соответствии с типом двигателя.

    Форсунки – связующее звено в этой цепи, поэтому они соединены с насосом трубопроводами. С камерой сгорания форсунки соединяются нижней распылительной частью, оснащенной небольшими отверстиями для эффективного впрыска топлива с дальнейшим его воспламенением. Определить точный момент впрыска ТС в камеру сгорания позволяет угол опережения.

    Типы топливных насосов

    В зависимости от особенностей конструкции различают три основных типа ТНВД – распределительный, рядный, магистральный.

    Рядный ТНВД

    Этот тип топливного насоса высокого давления оснащается плунжерными парами, расположенными рядом друг с другом (потому и такое название). Их количество строго соответствует количеству рабочих цилиндров двигателя.

    Таким образом, одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива в один цилиндр.

    Пары устанавливаются в насосном корпусе, в котором предусмотрены каналы входа и выхода. Запускается плунжер при помощи кулачкового вала, соединенного, в свою очередь, с коленвалом, от которого и передается вращение.

    Кулачковый вал насоса, при вращении кулачками воздействует на толкатели плунжеров, заставляя их двигаться внутри втулок насоса. При этом поочередно открываются и закрываются впускные и выпускные отверстия. При движении плунжера вверх по втулке создается давление, необходимое для открывания нагнетательного клапана, через который топливо под давлением направляется по топливопроводу к определенной форсунке.

    Момент подачи топлива и регулировка его количества, необходимого в конкретный момент времени может осуществляться либо с помощью механического устройства, либо с помощью электроники. Такая регулировка нужна для корректировки подачи топлива в цилиндры двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала (оборотов двигателя).

    Механическое управление обеспечивается за счет использования специальной муфты центробежного типа, которая закреплена на кулачковом валу. Принцип действия такой муфты заключен в грузиках, которые находятся внутри муфты и имеют возможность перемещаться под действием центробежной силы.

    Центробежная сила изменяется с ростом (или уменьшением) величины оборотов двигателя, благодаря чему грузики либо расходятся к внешним краям муфты, либо снова сближаются к оси. Это приводит к смещению кулачкового вала относительно привода из-за чего и изменяется режим работы плунжеров и, соответственно, при увеличении частоты вращения коленвала двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, а поздний, как вы догадались, при снижении оборотов.

    Рядные топливные насосы весьма надежны. Их смазка осуществляется моторным маслом, поступающим из системы смазки двигателя. Они совершенно не привередливы к качеству топлива. На сегодняшний день применение таких насосов из-за их громоздкости ограничено грузовыми автомобилями средней и большой грузоподъемности. Примерно до 2000 года они применялись и на легковых дизельных моторах.

    Распределительный ТНВД

    В отличие от рядного насоса высокого давления, у распределительного ТНВД может быть либо один, либо два плунжера в зависимости от объема двигателя и, соответственно, необходимого объема топлива.

    И эти один или два плунжера обслуживают все цилиндры двигателя, которых может быть и 4, и 6, и 8, и 12. Благодаря своей конструкции, в сравнении с рядными ТНВД, распределительный насос более компактен и меньше весит, и при этом способен обеспечить более равномерную подачу топлива.

    К основному недостатку данного типа насосов можно отнести их относительную недолговечность. Распределительные насосы устанавливаются только в легковые автомобили.

    Распределительный ТНВД может оснащаться различными типами приводов плунжера. Все эти типы привода являются кулачковыми и бывают: торцевыми, внутренними, внешними.

    Наиболее эффективными считаются торцевые и внутренние приводы, которые лишены нагрузок, создаваемых давлением топлива на приводной вал, вследствие чего они служат несколько дольше, нежели насосы с внешним кулачковым приводом.

    Кстати, стоит отметить, что импортные насосы фирм Bosch и Lucas, наиболее часто использующиеся в автомобилестроении оснащены именно торцевым и внутренним приводом, а внешний привод имеют насосы серии НД отечественного производства.

    Торцевой кулачковый привод

    В этом типе привода, используемом в насосах Bosch VE, основным элементом является распределительный плунжер, предназначенный для создания давления и распределения топлива в топливных цилиндрах. При этом плунжер-распределитель совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

    Возвратно-поступательное перемещение плунжера осуществляется одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая, опираясь на ролики, перемещается вдоль неподвижного кольца по радиусу, то есть, как бы обегает его.

    Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в исходное состояние осуществляется благодаря пружинному механизму.

    Распределение топлива в цилиндрах происходит за счет того, что приводной вал обеспечивает вращательные движения плунжера.

    Величина подачи топлива может быть обеспечена с помощью электронного (электромагнитный клапан) или механического (центробежная муфта) устройства. Регулировка осуществляется за счет поворота на определенный угол неподвижного (не вращающегося), регулировочного кольца.

    Цикл работы насоса состоит из следующих стадий: закачка порции топлива в надплунжерное пространство, нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам. Затем плунжер возвращается в исходное положение и цикл повторяется заново.

    Внутренний кулачковый привод

    Внутренний привод применяется в распределительных ТНВД роторного типа, например, в насосах Bosch VR, Lucas DPS, Lucas DPC. В таком типе насоса подача и распределение топлива осуществляется посредством двух устройств: плунжера и распределительной головки.

    Распределительный вал оснащается двумя противоположно-расположенными плунжерами, которые обеспечивают процесс нагнетания топлива, чем меньше расстояние между ними, тем выше давление топлива. После нагнетания давления топливо устремляется к форсункам по каналам распредголовки через нагнетательные клапана.

    Подачу топлива к плунжерам обеспечивает специальный подкачивающий насос, который может отличаться в зависимости от типа своей конструкции. Это может быть либо шестеренчатый насос, либо роторно-лопастной. Подкачивающий насос находится в корпусе насоса и приводится в действие приводным валом. Собственно, он прямо на этом валу и установлен.

    Распределительный насос с внешним приводом рассматривать не будем, поскольку, скорее всего, их звезда близка к закату.

    Магистральный ТНВД

    Такой вид топливного насоса применяется системе подачи топлива Common Rail, в которой топливо перед тем, как поступить к форсункам сначала накапливается в топливной рампе. Магистральный насос способен обеспечить высокую подачу топлива — свыше 180 МПа.

    Магистральный насос может быть одно-, двух- или трехплунжерным. Привод плунжера обеспечивается кулачковой шайбой или валом (тоже кулачковым, разумеется), которые в насосе совершают вращательные движения, проще говоря, крутятся.

    При этом в определенном положении кулачков, под действием пружины плунжер перемещается вниз. В этот момент происходит расширение компрессионной камеры, за счет чего в ней снижается давление и образуется разряжение, которое заставляет открыться впускной клапан, через который топливо проходит в камеру.

    Поднятие плунжера сопровождается увеличением внутрикамерного давления и закрытием клапана впуска. При достижении давления, на который настроен насос, открывается выпускной клапан, через который топливо нагнетается в рампу.

    В магистральном насосе управление процессом подачи топлива реализуется дозирующим топливным клапаном (который приоткрывается или закрывается на необходимую величину) при помощи электроники.