Топливный насос высокого давления: 6 признаков неисправностей ТНВД
Топливный насос высокого давления – устройство, которое подает дизель к двигателю. Это самый сложный механизм в дизельных авто. Он перекачивает топливо под нужным давлением и впрыскивает его в определенный момент времени.
- Что такое дизельный ТНВД
- Предназначение и принцип работы насоса высокого давления
- Процесс дозирования топлива в плунжерном насосе
- Клапан опережения впрыска
- Классификация по способу впрыска
- Типы ТНВД
- Механический тип
- Распределительный тип
- Электронный тип с датчиками
- Система насос-форсунка
- Стандарты Евро загрязнения окружающей среды
- Проверка на стенде по меткам
Что такое дизельный ТНВД
С помощью датчиков блок управления мотором понимает, какая в данный момент загруженность у мотора. По этим данным ТНВД дизельного двигателя отмеряет объем горючего и подает его под нужным напором.
В дизельном двигателе топливо попадает непосредственно в цилиндры, в отличие от бензинового мотора. Оно воспламеняется от сжатия, без применения искры от свечей. Чтобы сгорание проходило эффективно, капли горючего из форсунок должны быть меньше, чем на бензиновых аналогах. Чтобы этого достичь, у форсунки диаметр отверстия должен быть минимальным, а давление подаваемого топлива должно быть большим. ТНВД в дизельном двигателе подает горючее с давлением 100 кг, тогда как бензиновый насос обеспечивает только 5-6 кг.
ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕОСистема впрыска Common Rail дает еще большее давление ТНВД дизеля. Она нагнетает топливо микропроцессором, который управляет электромагнитными клапанами форсунок.
Предназначение и принцип работы насоса высокого давления
Обычный электрический насос не может дать такой высокий напор, который требуется дизельному мотору. Поэтому был изобретен специальный ТНВД. Это механическое устройство, которое механическим способом подает горючее в камеру сгорания.
Принцип работы ТНВД современного вида заключается в подчинении командам ЭБУ. Блок управления анализирует положение коленчатого вала, температуру топлива, положение форсунок. В результате он отправляет сигнал насосу для перекачки определенного количества и напора дизеля в магистраль. После этого форсунки принимают решение о размере впрыска.
Принцип действия ТНВД заключается во вращении вала с кулачками. Он работает синхронно с коленвалом. Кулачки толкают плунжер, он поднимается. Одновременно открываются и закрываются отверстия для топлива. Это создает необходимое давление, в результате открывается главный клапан и горючее течет к нужной форсунке. Его количество и напор регулируется механически или электронно. Принцип работы ТНВД с электронным управлением значительно усложнился, к тому же, электроника часто дает сбои.
Процесс дозирования топлива в плунжерном насосе
В механическом механизме подача дизеля регулируется механически. За это отвечает центробежная муфта. Внутри нее расположены грузики, которые могут сходиться и расходиться благодаря центробежным силам. Это зависит от количества оборотов мотора. Когда грузики расходятся, кулачковый вал муфты поворачивается. Если число оборотов увеличилось, то горючее подается раньше, а если уменьшилось – позже. Система рычагов при этом воздействует на дозатор, который отмеряет необходимое количество.
Клапан опережения впрыска
Так же как бензиновый двигатель, дизельный имеет клапан опережения впрыска топлива ТНВД. Он выбирает оптимальный момент для начала впрыска в соответствии с положением коленвала. При этом сокращается время между впрыском и сгоранием горючего, что повышает КПД мотора.
Системой управляет электромагнитный клапан ТНВД. ЭБУ дает команду плунжеру, который открывает механизм с помощью этого клапана. Он открывает и закрывает отверстие в плунжерном механизме, таким образом, регулирует давление.
Классификация по способу впрыска
ТНВД в машине делится на следующие виды:
Непосредственного действия. Накачивание и впрыск горючего происходят одновременно. Плунжер двигается благодаря механическому приводу. Он создает давление для распыления топлива.
Аккумуляторный впрыск. Плунжер приводится в действие от отработанных газов в цилиндрах двигателя или от специальных пружин.
Гидравлический аккумулятор. Применяется в моторах с низкими оборотами и высокой мощностью. Накачивание и впрыск – это отдельные процессы, которые происходят в разное время. Сначала топливо нагнетается в цилиндр, а потом подается к топливным форсункам. Такая конструкция дает оптимальную смесь и эффективное распыление. Но этот вид непопулярен из-за сложной конструкции.
Типы ТНВД
Виды ТНВД появлялись последовательно с развитием технологии и научных решений. Принцип работы ТНВД дизеля при этом значительно менялся: сначала это был своеобразный «мозг» машины, потом часть его функций взял на себя электронный блок управления.
Механический тип
Первые образцы были построены по этому типу. Насос представляет собой маленькую копию двигателя: он рядный, V-образной конструкции. Имеет коленчатый вал, который соединен с двигателем и крутится с ним на одной частоте. Коленвал ударяет по топливным магистралям, которые выдают горючее в свои форсунки. Это не самая эффективная схема, так как механическая форсунка не дает капли топлива минимального размера.
Распределительный тип
Пришел на смену механическому, но его недостаток в маленьком ресурсе. Имеет один плунжер ТНВД и одну насосную секцию, которая распределяет напор по четырем форсункам. За количество топлива отвечает дозатор. А за напор горючего отвечает кулачковая шайба, которая давит на цилиндр.
Электронный тип с датчиками
Плавающие углы впрыска. Сначала угол впрыска регулировался механически. Потом была внедрена электронная система регулирования углов. Она добавила мощности моторам.
С развитием технологий устройство топливного насоса высокого давления дизельного двигателя все усложнялось. Это увеличивало мощность, но снижало ресурс механизма.
Сегодня на всех автомобилях устанавливают Common Rail – электронные форсунки. Это облегчает работу ТНВД, вся электроника находится на впуске. Его задача ограничивается только подачей напора в 1,5-2 тонны. С такой системой топливный насос высокого давления дизельного двигателя имеет больший ресурс.
Система насос-форсунка
В этой системе насос и форсунка объединены в единый механизм. Дизель подается прямо из бака под низким давлением (его создает подкачивающий насос). От распределительного вала подходят коромысла к форсункам и нажимают на насосный отсек. Создается необходимое давление, и происходит впрыск топлива. Это улучшает управление впрыском: если выйдет из строя одна форсунка, двигатель продолжит работу. Давление ТНВД при этом остается таким же, как в предыдущем типе – 1,5-2 тонны.
Стандарты Евро загрязнения окружающей среды
Соблюдение экологических стандартов зависит от системы выхлопа, а также от механизмов, которые подают топливо в камеры сгорания. Чтобы уменьшить количество вредных выбросов, нужно улучшить сгорание смеси. Это достигается за счет большого напора и точного дозирования. Самыми экологичными считаются системы насос-форсунка и Common Rail.
Устройство ТНВД: схема
Так как ТНВД работает с очень высоким напором, его конструкция должна быть хорошо продумана. Схема топливного насоса высокого давления содержит много рычагов, реек, кулачков, которые обеспечивают стабильную работу. Зазоры между деталями – десятые и сотые доли миллиметра. При отклонении от этих размеров может упасть давление или распределение топлива по форсункам произойдет неправильно. Это самый дорогой элемент топливной системы дизельного авто.
Первый насос был механическим и предельно простым. Он был рядный, маленькая копия двигателя. В нем был один плунжер, который отправлял дизель на все цилиндры. Сегодня устройство ТНВД усложнилось: на каждый цилиндр идет свой плунжер. Устройство топливного насоса высокого давления также предполагает наличие центра управления: здесь принимается решение о величине напора и количестве дизеля для форсунки. Здесь же измеряются все параметры, например, температура топлива. Это значительно усложняет устройство топливного насоса, из-за чего он чаще ломается.
Используется ли ТНВД в бензиновом двигателе
Существуют бензиновые моторы с непосредственным впрыском. ТНВД бензинового двигателя создает необходимое давление, благодаря которому топливо попадает в цилиндры. Там оно смешивается с воздухом и поджигается свечой зажигания, как в карбюраторных машинах.
https://motorstory.ru/care/engine-care/toplivnyj-nasos-vysokogo-davleniya-6-priznakov-neispravnostej-tnvd/
