Топливный насос высокого давления
Содержание
- Функции ТНВД
- Разновидности насоса
- Рядный ТНВД
- ТНВД распределительного типа
- Магистральный ТНВД
- Не редкость ли ТНВД на бензиновом двигателе?
- Ремонт насосов большого давления
Сегодняшнее поколение водителей в собственном большинстве ничего не слышали о тракторе ДТ-54, выпущенном на советских фабриках числом под миллион экземпляров. Вопрос на засыпку: что неспециализированного между ним, грузовиком марки Камаз и японским внедорожником NISSAN SAFARI?
Трактор, легковой внедорожник и грузовик.
Кроме того двигатели разнотипные: два первых транспортных средства оснащении дизелем, а Ниссан трудится на бензине. Оказывается, что касается всех названных двигателей, на двигатель установлен топливный насос большого давления (ТНВД).
Первым советским автомобильным двигателем с ТНВД был дизель «Коджу» (Коба Джугашвили), созданный для ярославского грузовика Я-5. Работы по проектированию начались в 1931 году в одной из «шараг», организованных в те времена для некоторых представителей технической интеллигенции.
Тут под управлением главы КБ Н. Р. Бриллинга и был создан дизельный двигатель, совсем доведенный к 1935 году и названный «НАТИ-Коджу». На нем был установлен рядный ТНВД, изготовленный на Самарском карбюраторном заводе.
В силу последовательности обстоятельств Я-5 не отправился в серию. Но все наработки в предстоящем были использованы на последующих двигателях.
Функции ТНВД
Разглядываемое устройство употребляется в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), оснащенных впрыском горючего. В главном это дизели, но, с возникновением инжектора, установка ТНВД начала применяться и на бензиновых моторах.
Помогает он чтобы подать на форсунки горючее с большим давлением.
Причем, задача, которую делает данный прибор, не сводится лишь к одной функции. Горючее должно подаваться в определенном количестве и в необходимый для каждого цилиндра момент времени.
Нужно уточнить место ТНВД в совокупности питания. Высоконапорный насос помогает для повышения давления и находится в середине топливной совокупности ДВС (между баком и подающими форсунками).
Горючее к нему подается электрическим насосом, расположенным снаружи либо в топливного бака. Его давления хватает, дабы транспортировать горючее к первичной (низконапорной) полости ТНВД.
А в камеру сгорания солярка впрыскивается форсунками.
Разновидности насоса
Как мы знаем, существует пара видов топливного впрыска:
- Моновпрыск — в то время, когда вместо карбюратора на всасывающий коллектор устанавливается одна неспециализированная форсунка. Сейчас фактически не используется.
- Распределенный (многоточечный). Перед каждым цилиндром установлена собственная форсунка, причем горючее подается не в цилиндр, а во впускной коллектор (перед клапаном). Момент впрыска задается в большинстве случаев электроникой. Ей же регулируется и количество подачи горючего.
- Прямой либо яркий впрыск. Горючее впрыскивается сходу в цилиндр двигателя (топливно-воздушная смесь образуется в ходе такта всасывания).
Для каждого вида впрыска используются и соответствующие разновидности топливного насоса большого давления. Известны 3 вида этих устройств:
- Рядный прибор — представляет собой пара секций однообразных насосов, любой из которых питает собственную форсунку. По собственному устройству единичные секции полностью однообразны. Эти устройства устанавливались ранее на дизельных двигателях и трудились по твёрдой программе от газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя.
- Распределительный одноплунжерный насос — трудится кроме этого синхронно с вращением коленчатого вала. На 4-тактном двигателе рабочий процесс происходит за 2 оборота коленвала. Насосный вал в это время совершит 1 оборот, а рабочий плунжер подаст очередную порцию горючего на каждую форсунку. Распределительные насосы значительно чаще употребляются в моторах автомобилей .
- Магистральный ТНВД. Данный прибор трудится независимо по отношению к коленчатому валу. Его задача содержится только в создании нужного давления в топливной магистрали, которую именуют еще топливной рампой. Последняя есть собственного рода гидравлическим аккумулятором. Открыванием форсунок руководит электронный блок управления (ЭБУ) при помощи электромагнитного клапана. Топливный насос большого давления для того чтобы типа используется в совокупностях впрыска Common Rail.
Рядный ТНВД
Конструктивно он складывается из отдельных нагнетающих секций, выполненных в виде плунжерных пар (поршень-втулка). Сопряженные подробности изготавливают из высокопрочной износостойкой хромованадиевой стали, азотированной и закаленной до высокой твердости.
По окончании шлифовки внутреннюю поверхность втулок подвергают двукратному хонингованию: сперва большой абразивной пастой, после этого — небольшой. Плунжер доводят с помощью суперфинишной обработки.
При сборке ТНВД употребляется селективный способ подбора плунжерных пар. Подробности сортируют по группам с отклонением между собой до 2-х микрон, исходя из этого подробности различных узлов — невзаимозаменяемые.
Нагнетание горючего плунжером происходит за счет отсечки последующего объема сжатия и некоторого горючего в напорной магистрали. Поршень перемещается роликовым толкателем от кулачкового вала насоса, приобретающего вращение от коленвала.
За два оборота коленвала любой плунжер совершит один рабочий движение.
Количество горючего регулируется с помощью приводной зубчатой рейки, которая имеет механический привод от педали газа, или перемещается шаговым двигателем от сигнала ЭБУ. Для данной цели плунжерная поверхность снабжена винтовой канавкой.
Рейка с помощью зубчатой передачи поворачивает в корпусе направляющие гильзы, благодаря чего изменяется угловое размещение винтовой канавки, а, следовательно, и количество топливной порции.
Начало впрыска регулируется машинально по частоте вращения двигателя. Данной цели помогает центробежный регулятор момента впрыска.
Он находится в приводной муфте (тёмный маховик слева на первом фото). В данный узел складывается из 2-х полумуфт, упруго поделённых между собой тангенциально расположенными грузами и пружинами.
При повышении оборотов за счет центробежной силы грузов пружины сжимаются, и кулачковый вал поворачивается на некий угол довольно приводной муфты, тем самым создавая опережение впрыска.
Не обращая внимания на возраст конструкции, рядные насосы до сих пор употребляются на дизельных двигателях грузовиков. Это позвано их неприхотливостью и высокой надёжностью в отношении качества горючего.
В качестве примера продемонстрирован ТНВД 8-цилиндрового двигателя грузовика марки Камаз. Для сокращения осевых габаритов он выполнен V-образным, не смотря на то, что все равно есть рядным.
ТНВД распределительного типа
Данный прибор по сравнению с рядным владеет двумя преимуществами: он меньше его по размерам и более равномерно трудится. В случае если рядные насосы устроены все одинаково, этого нельзя сказать в отношении распределительных аппаратов.
Во-первых, они разделяются по типу рабочего органа: плунжерного типа, либо роторного. Во-вторых, — по типу привода: с торцевыми, внешними, либо внутренними кулачками.
Торцевой либо внутренний привод трудится в более благоприятных условиях, в связи с тем, что внутренние силы уравновешены, чего не сообщишь о внешнем приводе.
Не обращая внимания на вышеуказанные преимущества, распределительные аппараты менее долговечны. Это разъясняется спецификой их работы.
В то время как в рядных механизмах любой плунжер в течение одного рабочего цикла совершает одно возвратно-поступательное перемещение, в распределительных устройствах рабочий плунжер за это время сделает столько ходов, сколько в двигателе цилиндров. Исходя из этого износ будет намного стремительнее.
Разглядим коротко устройство и принцип работы одноплунжерного торцевого распределительного прибора. Слева возможно подметить ведущий вал, приводящий во вращение 3 механизма: ротор шиберного насоса подкачки, ведущий приводной кулачок и шестерню механизма регулирования подачи.
Соосно и синхронно с приводным валом вращается подвижный торцевой кулачок, жестко соединенный с рабочим плунжером. Оба кулачка (ведущий и рабочий) снабжены выступами по количеству цилиндров двигателя. Рабочий поджимается пружиной к ведущему кулачку.
В то время, когда выступы наезжают приятель на приятеля, рабочий кулачок перемещает плунжер в направлении выходных штуцеров (на фото справа).
Наряду с этим плунжер отсекает дозу горючего из низконапорной полости, сжимает закрытый количество и выталкивает его в один из выходных каналов, расположенных радиально в распределительном блоке. Потому, что плунжер вращается, будучи жестко связанным с коленчатым валом (но в 2 раза медленнее), при каждом последующем ходе нагнетающее отверстие плунжера сходится с очередным выходом.
Лопастной насос всасывает горючее из топливного бака и подает его в камеру низкого давления. Распределительные насосы, подобно рядным, имеют механизм регулировки количества подаваемого горючего.
Он возможно автоматическим (центробежным), либо от ЭБУ. На фото продемонстрирован именно таковой насос.
Прямоугольная коробка, расположенная сверху, имеется не что иное, как электронный блок управления числом подаваемого горючего.
Область применения распределительных насосов — автомобили , не смотря на то, что видятся и на грузовиках.
Магистральный ТНВД
Само наименование говорит об изюминках работы устройства. Данный насос обслуживает не отдельные форсунки, как рядный либо распределенный, а одну неспециализированную магистраль, которая помогает собственного рода аккумулятором.
В связи с тем, что конструкция высвобождена от распределительной функции, она имеет более простое строение в сравнении с двумя прошлыми.
В качестве рабочих органов аппарат содержит от одного до трех нагнетающих плунжеров. При помощи кулачкового вала они поочередно совершают поступательные перемещения: по ходу нагнетания от кулачкового механизма, в обратную сторону — при помощи пружины.
Наряду с этим горючее из низконапорной полости отсекается и подается к напорному штуцеру. Количественный состав смеси регулируется электромагнитным дозирующим клапаном, управляемым электроникой.
На рисунке продемонстрирована схема топливного насоса магистрального типа. Значительно чаще такие устройства используются в совокупностях Common Rail.
Не редкость ли ТНВД на бензиновом двигателе?
Из-за чего бы и не быть ТНВД у бензинового двигателя? Пуркуа па? — как говорят французы. В частности, ТНВД устанавливают на бензиновых моторах GDI — оснащенных совокупностью прямого впрыска.
Как мы знаем, что прямой впрыск употребляется в дизельных совокупностях.
Так вот — работа совокупность GDI есть симбиозом дизельного и бензинового рабочего процесса. Бензин впрыскивается подобно дизельному двигателю, а воспламенение топливно-воздушной смеси осуществляется не от калильной свечи, а от свечи зажигания, как в карбюраторном.
В этом случае употребляются насосы распределительного типа.
Ремонт насосов большого давления
Насос насосу рознь. Бензонасос вазовской «копейки» возможно было отремонтировать в течение 15-ти мин..
Отвернул 3 крепежных винта, и целый механизм — практически на ладони. Засорившиеся клапаны легко продуваются, а в случае если прохудилась диафрагма — достаточно приобрести копеечный ремкомплект и поставить его вместо неисправной подробности.
Ремонт же топливных насосов большого давления на коленке не сделаешь. Во-первых, кроме того обстоятельство неисправности выяснить не так легко, несмотря на встроенную в современных ЭБУ самодиагностику.
Один и тот же внешний симптом может вызываться неисправностью разных компонентов топливной совокупности, и кроме того других систем (к примеру, состоянием газораспределительной совокупности либо кривошипно-шатунной группы).
Исходя из этого ремонт ТНВД лучше делать на специальных СТО с применением современного диагностического и ремонтного оборудования.
В связи с широким распространением совокупностей впрыска топливные насосы большого давления являются одним из самые важных компонентов современного ДВС. Тенденция их развития содержится в переходе от секционных устройств к распределительным и магистральным.
Последние особенно активно используются в связи с возникновением совокупности яркого впрыска Common Rail.
