Устройство тнвд дизельного двигателя: Устройство ТНВД

Что такое ТНВД в дизельном двигателе автомобиля

Любой автомобильный двигатель является сложным механизмом, который складывается из ряда важных агрегатов. Если брать дизельные моторы, то в их конструкции важное место занимают топливные насосы.

Что такое ТНВД

Понять, что такое ТНВД в машине, легко. Под этой аббревиатурой подразумевается топливный насос высокого давления. Находится ТНВД в дизельном двигателе, хотя, встречается и в некоторых бензиновых моторах. Этот агрегат отвечает за подачу топливной смеси под высоким давлением. Именно в этом заключается основа функционирования любого дизеля.

Дальше нам предстоит рассмотреть принцип работы этой детали, её устройство и существующие разновидности. А также изучим причины установки ТН высокого давления на бензиновые моторы.

Как работает ТНВД дизельного мотора

Работа дизельного двигателя сложная и многоэтапная. Важную, даже основную роль играет насосный механизм высокого давления. Многим будет интересно изучить принцип работы ТНВД, чем мы сейчас и будем заниматься.

Топливная масса под давлением поступает на форсунки. Этот процесс должен происходить не произвольно, а в определённый момент. Он контролируется автоматической системой. Задачей топливной системы высокого давления является создание нужного давления. За счёт полного сгорания топлива в цилиндрах пользователь получает максимальную мощность двигателя.

Устройство и принцип работы ТНВД организованы таким образом, чтобы рабочее давление превышало отметку в 150 Мпа. Это очень высокий показатель. Для его достижения насос должен соответствовать ряду требований. Например, материал для изготовления этой детали должен быть сверхпрочным и надёжным. Производители используют особый сплав алюминия АЛ9.

В конструкции насоса присутствует плунжерная пара. Это цилиндр небольшого диаметра и стержень соответствующего размера. Для этих деталей используется особая марка стали, которая рассчитана на высокие рабочие нагрузки (25Х5МА). К этим деталям предъявляются очень высокие требования.

От частоты вращения коленвала зависит количество дизеля, отправляемого на подачу, и момент, в который это происходит. За счёт выжимания педали газа увеличивается нагрузка и мотор получает нужную порцию горючего. Если насосная система находится в исправном состоянии и работает без перебоев, то мотор будет работать слаженно и равномерно.

Устройство ТНВД дизельного двигателя может отличаться в зависимости от типа механизма. Выделяют 4 основных разновидности насосов, которые устанавливаются на дизельные агрегаты.

Виды насосов высокого давления для подачи дизельного топлива

На разных моторах, которые отличаются модификацией и поколением, могут устанавливаться различные топливные насосы. Всего выделяют четыре разновидности топливного насоса высокого давления, которые используются в дизельных двигателях.

Рядные ТНВД

Такие устройства отличаются наличием у каждого цилиндра индивидуальной плунжерной пары. Они сосредоточены в едином корпусе, при этом, топливо подаётся через отдельные каналы. Принцип работы такого агрегата выглядит следующим образом:

• плунжер приводится в движение за счёт вращения кулачкового вала, который оснащён приводом, идущим от коленвала мотора;
• толкатель заставляет плунжер передвигаться по втулке;
• при заданном давлении выпускной клапан открывается, за счёт чего топливная смесь направляется в рабочий цилиндр;
• для регулирования времени подачи топлива и его количества может использоваться механическая система или электронная.

Рядный ТНВД

Насосные системы рядного типа зарекомендовали себя с хорошей стороны. Они надёжные и выносливые. Сейчас такие устройства используются на больших автомобилях. Для легковых авто выбираются другие механизмы.

Распределительный ТНВД двигателя

Здесь присутствует лишь несколько плунжеров, которые отвечают за регулирование давления топлива. Для подачи топливной смеси используется распределительная головка и каналы. Такие механизмы полюбились автомобилистам из-за ряда важных преимуществ:

• небольшие габариты и уменьшенная масса позволяют без проблем использовать их в конструкции легковых авто;
• подача топлива всегда происходит равномерно.

Среди недостатков стоит выделить низкий рабочий ресурс, причиной этому служит увеличенная нагрузка на плунжерные пары.

Распределительный ТНВД

Магистральные топливные насосы

Этими механизмами оснащены практически все современные авто с дизельными моторами, на которых стоит аккумуляторная система подачи топливной массы Common Rail. Отличается такой механизм подачей топлива сразу в топливную рампу, которая выступает аккумулирующей ёмкостью.

Конструкция создана таким образом, что процессы нагнетания топлива и его впрыска разделяются. За счёт этого процессы становятся более управляемыми. Чаще всего производители устанавливают модели с 1-3 плунжерными парами, которые приводятся в действие за счёт пружин или сжатой газовой смеси. Не являются редкостью модели с гидравликой.

Самыми современными являются такие механизмы. Но для их работы необходимо использовать топливо высокого качества. В противном случае будет снижаться качество их работы и долговечность.

Подкачивающий насос дизельного двигателя

Подкачивающая насосная система выполняет сразу два процесса:

1. На подготовительном этапе топливо проходит очистку посредством фильтров, которые убирают твёрдые элементы из его состава.
2. Рабочий этап заключается в передаче очищенного топлива дальше по системе.

Подкачивающий насос

Во время работы помпы низкого давления дизель подаётся в несколько завышенном объёме. За счёт работы подкачивающего насоса давление приходит в норму в моменты воздействия на мотор высокой нагрузки.

Зачем устанавливается ТНВД на бензиновом двигателе

Раньше подобные механизмы можно было встретить только на дизельных моторах. Когда появились инжекторные бензиновые агрегаты, возникла необходимость в установке подобных деталей и на такие механизмы. В силовых агрегатах инжекторного типа горючее подаётся к форсункам под высоким давлением. Это не единственная функция ТНВД на бензиновом двигателе, хотя и основная. Эти устройства отвечают ещё за некоторые важные функции:

• регулирование количества топливной массы, которая идёт на подачу;
• контроль момента, когда должен осуществляться впуск горючего на каждый цилиндр.

На другие типы бензиновых моторов подобные системы не устанавливаются.

Такие системы, хоть и создаются из прочного материала с чётким соблюдением высоких требований относительно безопасности и надёжности, всё равно нуждаются в регулярном обслуживании и контроле. Только слаженная работа этого механизма будет обеспечивать бесперебойную работу авто даже после длительного простоя и в лютые морозы. Поверьте, лучше периодически проверять состояние насоса и силового агрегата в целом, чем тщетно пытаться завести автомобиль.

Устройство и принцип работы насосов высокого давления (ТНВД)

ТНВД устройство и принципы работы насосов. Различные виды топливных насосов высокого давления их классификация особенности и виды неисправностей.

Дизельный двигатель весьма сложный механизм. Его работа во многом напоминает современные инжекторные системы, которые пришли на смену карбюраторам. Однако работа дизеля невозможна без топливного насоса высокого давления, или как его называют опытные водители ТНВД. В дизельных двигателях насос выполняет сразу 2 важнейшие функции:

• Устройство нагнетает топливо под необходимым давлением.
• Регулирует момент начала впрыска.

ТНВД устройство

Последняя функция, правда, с тех пор как появились аккумуляторные системы впрыска, досталась форсункам, которые управляются уже с помощью электроники. Чтобы понять принцип по которому работает топливный насос высокого давления, давайте подробно разберем устройство этого механизма.

Содержание

1. Конструктивные особенности ТНВД
2. Рядный ТНВД
3. Распределительный ТНВД
4. Магистральные ТНВД
5. Неисправности ТНВД

Конструктивные особенности ТНВД

Практически все ТНВД имеют примерно одинаковую конструкцию. Основой механизма является плунжерная пара, объединяющая в себе цилиндр и поршень. Делают ее из прочнейшей стали, способной выдерживать очень сильные нагрузки.

В остальном насосы в зависимости от конструкции делятся на несколько видов:

• Рядный. Топливо в этом случае, в цилиндр нагнетается с помощью отдельной плунжерной пары.
• Распределительный. В этом случае с помощью нескольких плунжерных пар топливо распределяется сразу по всем цилиндрам.
• Магистральный. Устройство служит исключительно для подачи топлива на аккумулятор.

В зависимости от вида принцип работы каждого из устройств совершенно различен, поэтому остановимся на них более подробно.

Рядный ТНВД

А легковые автомобили насосы такого вида перестали устанавливать еще в 2000 году. Однако. Однако сама конструкция устройства настолько надежна, что для грузового транспорта их используют, и по сей день. Рядный топливный насос высокого давления, можно смазывать маслом из системы смазки дизельного двигателя, что позволяет устройству работать даже на самом низкокачественном топливе.

Что касается внутреннего устройства рядного насоса, то он имеет количество плунжерных пар, аналогичное количеству цилиндров. Плунжеры установлены в самом корпусе, в нем же есть и топливные каналы. Плунжерные пары движутся от усилия кулачкового вала, который, в свою очередь, приводится в движение коленвалом автомобиля. Выглядит это следующим образом: кулачок набегает на толкатель плунжерной пары, которая, в свою очередь, двигается вверх по втулке, закрывая и открывая впускное и выпускное отверстие. В результате этих действий возникает давление, которое открывает клапан нагнетания и через него топливо подходит к нужной форсунке.

Регулировка рядного ТНВД, возможна как механическим способом, так и с применением электроники. В первом случае регулировка производится при помощи поворота плунжерной пары во втулке. Делается это при помощи шестерни, соединенной, с зубчатой рейкой. Что касается электронной регулировки, тут понадобится специальное дорогостоящее оборудование, которое можно найти только в автосервисе.

Распределительный ТНВД

Топливный насос высокого давления

В случае с ТНВД такого вида, всю работу выполняют один или максимум два плунжера, обслуживающие одновременно все цилиндры двигателя.  Подобная конструкция в отличие от предыдущих дает таким насосам ряд преимуществ:

• Насосы такого вида гораздо легче и меньше по размерам.
• Они обеспечивают равномерность подачи топлива, что положительно сказывается на работе двигателя.

Однако главный недостаток заключается в том, что такие ТНВД, крайне недолговечны и неустойчивы к повышенным нагрузкам. Фактически вышеперечисленные свойства влияют на то, что распределительные насосы высокого давления ставят только на легковые автомобили с гораздо меньшей, чем у грузовиков мощностью двигателя.

Магистральные ТНВД

Пожалуй, самые современный топливный насос высокого давления. Он идеально подходит для нового дизельного двигателя. Используются они исключительно в аккумуляторной системе впрыска топлива. Устройство фактически делает работу инжекторного двигателя и нагнетает топливо в  рампу. Принцип работы таких насосов обеспечивает максимально, возможно, давление топлива, вплоть до 180 МПА, что необходимо для современного дизельного двигателя.

Количество плунжеров в магистральных насосах варьируется от 1 до 3, в зависимости от двигателя. В действие они приводятся также при помощи кулачкового вала или шайбы. На практике это выглядит следующим образом:

• Под действие возвратной пружины, которая двигается при вращении кулачкового вала, плунжер начинает движение вниз.
• Вследствие этого уменьшается давление в компрессионной камере и увеличивается ее объем.
• После открывается впускной клапан и в камеру начинает поступать топливо.

Подачей топлива управляет электронный блок ТНВД. Тут все зависит от потребности дизельного двигателя. Обычно клапан открыть полностью, однако, при необходимости электронный блок подает сигнал, и с помощью клапана регулирует количество поступающего топлива.

Неисправности ТНВД

Независимости от вида установленного ТНВД или надежности самого дизельного двигателя рано или позже – устройство начинает барахлить.

ТНВД Bosh

Несмотря на то что принцип работы у различных видов ТНВД в каждом случае иной, признаки неисправности устройство имеет практически аналогичные:

• Увеличивается расход топлива.
• Подача топлива к форсунке от ТНВД нарушена.
• Ремень ГРМ соскальзывает с шестерни ТНВД.
• Протекает топливо из насоса.
• Двигатель плохо заводится.
• Автомобиль сильно дымит при движении.

Главное, прежде чем приступить к ремонту топливного насоса следует исключить другие виды неисправностей. Вышеперечисленные признаки лишь намек и на самом деле могут говорить о чем угодно, вплоть от неисправности самих форсунок. Именно поэтому первым делом следует провести полную диагностику дизельного двигателя. Желательно сделать это с применением современной электроники – тогда результат будет гарантированно точен, вам не придется тратиться на ненужный ремонт, а неполадки двигателя будут устранены на 100%.

Знай свой автомобиль: 4 типа дизельных топливных насосов

На каждые 100 автомобилей, проданных в США, приходится один автомобиль с дизельным двигателем. Если вы относитесь к этой группе пользователей дизельных двигателей, убедитесь, что вы знаете, какой тип дизельного топливного насоса у вас есть.

1. 1. ТНВД Common Rail.  Электронная система подачи дизельного топлива, этот насос был разработан в соответствии со строгими нормами 21-го века по выхлопным газам. Он состоит из подкачивающего насоса, общей топливной рампы, форсунок с электронным управлением, различных датчиков для определения состояния работы двигателя и компьютера, который управляет всеми этими устройствами. Двигатель приводит в действие насос подачи, который производит топливо под высоким давлением. Common Rail распределяет топливо к форсункам, которые установлены на каждом цилиндре двигателя.
   2. Распределитель (роторный) ТНВД.  Этот дизельный топливный насос также управляется электронным способом с помощью различных датчиков, электронного блока управления и исполнительного механизма. Подобно насосу Common Rail, датчики определяют состояние работы двигателя и отправляют сигналы на блок управления. Привод контролирует количество впрыскиваемого топлива и время его впрыска в соответствии с сигналами, которые он получает от блока управления. Блок управления определяет, какие сигналы он посылает, вычисляя оптимальные уровни для условий работы двигателя.
   3. Рядный ТНВД.  Одна из двух дизельных топливных систем с механическим управлением, рядный топливный насос высокого давления соответствует количеству цилиндров двигателя в их механизмах давления топлива. Этот насос в основном используется для средних и больших грузовиков и строительной техники. Распределительный вал приводит в действие механизмы контроля давления топлива и количества впрыскиваемого топлива внутри корпуса насоса. Элементы в этом корпусе следуют порядку впрыска для подачи топлива в каждый цилиндр двигателя.
   4. Распределительный ТНВД.  Также дизельный топливный насос с механическим управлением, ТНВД-распределитель имеет только один механизм подачи топлива, несмотря на количество цилиндров двигателя, которое может быть у автомобиля. Распределитель предназначен для следования порядку впрыска для распределения топлива под давлением по каждому цилиндру. В корпусе насоса находятся все его компоненты, включая регулятор, таймер и питающий насос. Благодаря своей компактности этот насос легкий и может работать на высоких скоростях, что делает его идеальным для небольших двигателей.

Важно знать точный тип дизельного топливного насоса вашего автомобиля на случай, если появятся признаки необходимости замены, которые могут включать внезапные скачки скорости, повышение температуры автомобиля, снижение расхода топлива и многое другое. Если у вас есть какие-либо из этих индикаторов, обратитесь к производителям дизельных насосов или производителей топливных насосов, чтобы узнать, нужна ли вам замена сегодня.

← Почему вашему дизельному двигателю может быть полезен подъемный насос вторичного рынка Дизельные топливные системы: все, что вам нужно знать →

Будьте в курсе

с последними продуктами

FASS R&D

Исследования и разработки

Узнайте больше

Как работает дизельный ТНВД?

Обновлено 09 ноября 2019 г.

Кевин Бек

Когда вы подъезжаете к заправочной станции на легковом или грузовом автомобиле, независимо от того, какое топливо заправляет автомобиль, вы не можете не заметить, что дизельное топливо почти всегда вариант. Если ваш собственный автомобиль работает на стандартном неэтилированном бензине, вы можете задаться вопросом, почему другие не работают. В чем особенность дизельного топлива? Если у него есть «элитные» свойства, то почему его не используют все машины?

Эти вопросы ведут к вопросам, которые меньше касаются самого дизельного топлива и больше касаются дизельного двигателя, а также того, почему разработка дизельного инжекторного насоса в конце 1800-х годов представляла собой технологический скачок вперед. Основная идея, о которой следует помнить, когда вы читаете, заключается в том, что дизельные двигатели используют физическое сжатие вместо фактической искры зажигания, чтобы сделать их топливо достаточно горячим для сгорания.

Чем отличаются дизельные двигатели?

Поджигание чего-либо, кипячение или «поджигание» в микроволновой печи — все это очевидные способы увеличить содержание тепла в этом объекте. Но не так интуитивно понятно, что сильное увеличение давления газа, не позволяя теплу входить или выходить, может резко повысить температуру камеры.

В дизельном двигателе воздух сжимается примерно до 1/15–1/20 своего обычного объема непосредственно перед тем, как дизельное топливо впрыскивается или закачивается в двигатель. Топливно-воздушная смесь становится достаточно горячей, чтобы сгореть, вызывая расширение цилиндра (поршня) в двигателе. Как и в фазе сжатия воздуха, тепло не передается в двигатель и не выходит из него; это происходит только в фазе выхлопа.

Насос дизельного топлива

Система впрыска топлива в дизельном двигателе состоит из ТНВД , топливопровод и форсунка (также называемая форсункой). Когда воздух сжимается, давление внутри цилиндра ненадолго возрастает до 400–600 фунтов на квадратный дюйм (нормальное атмосферное давление составляет менее 15 фунтов на квадратный дюйм), в результате чего внутренняя температура достигает диапазона от 800 градусов по Фаренгейту до 1200 градусов по Фаренгейту (от 430 градусов по Цельсию до 650 С).

Дизельный двигатель имеет те же циклы и физическое устройство, что и бензиновый двигатель; их отличает процесс возгорания, а не структура. В целом они более надежны, вырабатывают больше энергии на килограмм топлива и в целом более эффективны; дизельное топливо также менее пожароопасно.

Дизельные двигатели имеют недостатки по сравнению с их обычными бензиновыми аналогами. Они должны иметь более прочную конструкцию из-за высоких давлений, возникающих на этапе сжатия воздуха, что представляет собой как инженерную проблему, так и более дорогой продукт. Кроме того, высокое давление может затруднить запуск дизельных двигателей.

Цикл дизельного двигателя

В дизельном двигателе выполняется четырехэтапный цикл, в ходе которого поршень совершает одно движение сжатия-расширения. Первым из них является этап сжатия воздуха; поскольку такое же количество тепла удерживается в быстро сжимающемся пространстве, оно повышает давление и температуру.