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
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.
Система 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 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.
Признаки и причины неисправностей
Система Common Rail и насос-форсунки требовательны к качеству топлива. Поэтому в них применяется два топливных фильтра: грубой очистки и тонкой очистки. Даже малейшая песчинка может вывести из строя эти сложные устройства.
Еще одна опасность – воздух. Если он попадет в механическое устройство, дизель будет работать хуже. Если он попадет в электронные системы, разбиваются обратки форсунок и распылители.
Признаки неисправностей:
-
Посторонние шумы;
-
Утечка топлива;
-
Увеличенный расход дизеля;
-
Повреждение корпуса механизма;
-
Мотор не запускается;
-
Перегрев силового агрегата.
Распространенные неисправности в работе ТНВД:
-
Износ плунжерных тяг. В результате плунжер срабатывает не так, как нужно и мотор недополучает топливо.
-
Износ плунжерных пар, клапанов. Это приводит к изменению угла впрыска, неполадкам в работе силового агрегата.
-
Поломка форсунки. При электронном впрыске поломка даже одной форсунки приводит к остановке работы мотора.
-
Поломка рейки. Она может заклинить из-за попадания грязи и пыли.
Ремонт, регулировка и проверка работоспособности ТНВД Bosch
Расшифровка аббревиатуры ТНВД вам уже известна – топливный насос высокого давления. Его изобрел Роберт Бош. И сегодня механизмы его фирмы устанавливаются на автомобилях. Но если вы столкнулись с поломкой, заменить насос на новый довольно затратно. Поэтому многие автолюбители проводят ремонт ТНВД Бош своими руками.
Это сложное устройство, в котором не каждый может разобраться. Поэтому важно найти мастера, который знает схему механизма и разбирается в моделях. Не каждый мастер может разобраться в схеме ТНВД в разрезе. Но если вы уверены в своих силах, проводите ремонт самостоятельно.
Замена плунжерной пары ТНВД Бош своими руками:
-
Снимите клеммы с аккумулятора.
-
Разберите все провода вокруг насоса, отсоедините от него все шланги.
-
Снимите переднюю крышку мотора и вытащите насос.
-
Аккуратно разберите насос и открутите плунжер. Почистите все детали от грязи.
-
Проверьте состояние всех роликов и реек, на них не должно быть износа.
-
Со старой плунжерной пары скрутите клапаны и «глушилку», поставьте их на новый механизм.
-
Соберите все в обратном порядке.
Проверка на стенде по меткам
Для диагностики отдельных частей насоса, например, плунжеров, используются специальные стенды. Без них сложно определить, какая именно часть сломалась.
Непосредственный впрыск топлива в цилиндры дает мотору выигрыш в мощности. Он использует все лошадиные силы, которые заложены производителем. Это обеспечивается специальными форсунками и ТНВД. Расшифровка ТНВД проста: топливный насос высокого давления, он стоит на всех дизельных автомобилях. Его называют самой сложной и дорогой деталью этих авто.