Топливный насос высокого давления: разновидности, устройство и причины ремонта

Работу современных бензиновых и дизельных моторов невозможно представить себе без ТНВД. Этот насос подаёт горючее под высоким давлением, регулирует его впрыск. По этой причине он считается наиболее важным механизмом инжекторных систем.

Преимущество топливного насоса высокого давления в том, что он способен обеспечивать нужный уровень напора. В конструкции этого устройства использованы плунжерные пары, изготовить которые непросто. Являясь одним из сложнейших агрегатов, ТНВД, безусловно, очень эффективный и мощный.

Сегодня он ставится на все дизельные автомобили и на бензиновые тоже, если в них предусмотрен непосредственный впрыск. Подача горючего обеспечивается строго под определённым давлением, и в нужный момент. Порции бензина или солярки отмеряются ювелирно, в соответствии со степенью нагрузки на силовой агрегат. По этой особенности насоса и различают его модели.

Разновидности ТНВД

ТНВД с непосредственным действием.
Модели с аккумуляторным впрыском.

Первые разновидности насосов высокого давления наделены механическим приводом. В один и тот же момент происходит процесс выдавливания и впрыска. Поэтому они называются насосами непосредственного впрыска, прямого, без пауз. Удаётся это осуществить путём введения конструктивного решения: каждому цилиндру мотора соответствует отдельная секция ТНВД, подающая свою порцию горючего. Что касается эффективного распыления ТВС, то оно создаётся за счёт работы плунжерной пары.

Вторая разновидность ТНВД выделяется тем, что на управляющий механизм оказывают влияние пары газов самого двигателя. Воздействие оказывается пружинами. Сегодня даже можно встретить насосы высокого давления с гидроаккумуляторами. Они нашли применение преимущественно в моторах дизельных авто.

Примечательно, что насосы с гидроаккумулятором несколько отличаются принципом работы, так как накачка ТВС и впрыск осуществляются раздельно. Жидкость под напором сначала подаётся в хранилище (аккумулятор), а уже после – на форсунки. Этот вариант гарантирует продуктивное распыление, способствует максимальному смесеобразованию, подходящему для всего интервала нагрузок. Однако есть и недостатки – сложность такой конструкции. Это и стало причиной непопулярности гидроаккумуляторных ТНВД.

Кроме того, что ТНВД отличаются по конструкции, их принято также классифицировать, в зависимости от систем впрыска. Как известно, на сегодняшний день известны следующие варианты.

С одной общей форсункой. Это моновпрыск, подразумевающий замену карбюратора единственной форсункой. Традиционный вариант, пользующийся большой популярностью в начале перехода на более производительные системы. Сегодня практически не применяется.
Для каждого цилиндра ДВС, своя отдельная форсунка. Другими словами, это распределённый впрыск, получивший множество похвальных и лестных отзывов в своё время. Впрыск носит и другое наименование – многоточечный, которое несколько лучше определяет принцип его действия. Горючее здесь подаётся не в цилиндр, а в коллектор, установленный непосредственно перед клапаном. Момент впрыска задаётся электроникой, она же регулирует количество поступающего топлива.
Прямой впрыск. Топливно подаётся непосредственно в цилиндр силовой установки, а процесс образования ТВС происходит во время такта всасывания.

В соответствие с этим определяется и вид ТНВД.

Рядные насосы, представляющие собой агрегаты с несколькими секциями или нишами, способными автономно питать одну из форсунок, устанавливаются в моторы с моновпрыском. Устройство этих насосов предусматривает прямую связь с ГРМ механизмом двигателя.
Одноплунжерный распределительный насос имеет свойство синхронно работать с оборотами коленвала. На четырёхцилиндровом ДВС рабочий процесс осуществляется за два такта (2 оборота КВШВ). Порция топлива подаётся плунжером на каждую форсунку.
ТНВД магистрального типа. Функционирует независимо от КВШВ. Задача такого насоса создать нужное давление в топливной сети или рампе. Последняя представляет собой не что иное, как гидроаккумулятор, о котором было подробно написано выше. Открытием форсунок управляет электроника. Магистральный насос применяется в инжекторах Коммон Рейл.

Некоторые особенности рядных насосов

Рядный насос сегодня уже практически не используется. Однако схема его заслуживает подробного изучения, так как даёт возможность лучше понять конструктивную полезность всех насосов высокого давления.

Итак, состоит он из отдельных ниш. Они выполнены в виде секций, изготовленных из плунжерных пар. Элементы выполнены из высокотвёрдой стали, смешанной с хромом и азотом. Закалка такого металла одна из лучших в мире. Примечательно, что после шлифовки внутреннюю плоскость втулок покрывают ещё и хонингом. Финишная доводка осуществляется мелкозернистой абразивной пастой.

ТНВД магистрального типа

Интересна и сборка рядного насоса, осуществляемая по селективному методу. Элементы подбирают по минимуму отклонений. В качестве мерки используется 2-микронный аппарат. Такой способ индивидуализирует узлы механизмов, и детали от разных насосов заменить невозможно.

Процесс выдавливания горючего происходит за счёт отсечки конкретного объёма жидкости с последующим сжатием его в напорной трубе. Поршень насоса передвигается путём воздействия толкателя, получающего энергию от КВШВ автомобиля. Коленвал вращается, кулачковый механизм оказывает действие на роликовый толкатель, тот оказывает влияние на поршень.

Что касается регулировки количества топлива, то настройка осуществляется с помощью привода. Он представляет собой зубчатую рейку, оснащён механическими компонентами, соединён с педалью акселератора (в некоторых конструкциях – с шаговым движком, получающим сигнал от электроники). Плунжерная пара оснащается винтовой канавкой именно для этого – чтобы осуществлялась связь между насосом, педалью газа и управляющим устройством.

Начальная порция впрыска контролируется априори по частоте вращения КВШВ. Специальный регулятор момента впрыска или ЦРМВ служит для этой цели. Он устанавливается в приводной муфте.

Сегодня удел рядных насосов – дизельные грузовики. Высокая надёжность, их неприхотливость к качеству солярки определяют такой выбор автопроизводителей. Например, рядными ТНВД оснащаются российские грузовики КАМАЗ. Чтобы сократить полезное пространство под капотом, насос выполнен в виде латинской буквы V, но остаётся рядным по своей конструкции.

Преимущества и недостатки распределительного насоса

Основные два достоинства сразу же бросаются в глаза: компактность по сравнению с рядным насосом и более чёткая работа. Такие ТНВД не имеют единой конструкции, могут изготавливаться по-разному, в зависимости от типа рабочего органа. К примеру, он может быть не только плунжерного типа, но и роторного.

Кроме того, распределительные насосы могут различаться и по приводу. Классифицируют торцевые, внутренние и наружные модели. Так, первые два функционируют в гораздо лучших условиях, так как всё внутри у них уравновешено, чего не скажешь про третий вариант.

Среди недостатков всех распределительных ТНВД принято выделять слабую надёжность. Объясняется такой ляп спецификой работы. Плунжер такого насоса за один рабочий цикл делает столько же ходов, сколько и двигатель. На рядном агрегате совершалось всего одно действие. Соответственно, износ этих ТНВД выше.

Применяются распределительные ТНВД большей частью на легковых авто. Однако и на грузовиках они не редкость.

Особенности магистрального насоса ВД

Уже по одному лишь наименованию можно сделать вывод об особенностях работы данного устройства. Аппарат этот способен эксплуатировать не изолированные форсунки, а единую линию, рампу. Она служит неким хранилищем топлива, аккумулятором. Тем самым, конструкция освобождена от распределительной опции, и имеет менее сложное устройство, чем рядные или распределительные насосы.

Он использует от одного до трёх плунжеров. Поступательные движения совершаются ими посредством кулачкового вала. По ходу давления топлива вращение идёт от вала, а против, т.е., в обратную сторону – от пружины.

Топливная жидкость из полости, где царит низкое давление, подаётся к напорному штуцеру. Количество смеси регулируется ЭДК (дозирующий клапан электромагнитного типа), который управляется непосредственно электроникой.

Причины ремонта

Являясь дорогими механизмами, очень требовательными к качеству топлива и смазке, они вынуждают владельцев машин всё предусматривать. Не заливать горючее, где попало, чтобы в нём содержание воды, твёрдых частичек и пыли было в наименьшей степени. Если плунжерные пары выходят из строя, снимать и чинить их крайне сложно.

Топливо с низким качеством легко выводит из строя форсунки, отвечающие за процесс распыления и впрыск.

К распространённым симптомам неполадок ТНВД относят следующие:

повышенная дымность выхлопа;
увеличение расхода горючего;
снижение мощности и отдачи мотора;
плавание оборотов;
наличие постороннего шума, нехарактерного для двигателя в обычных условиях;
сложности с запуском.

Читайте так же:

Как избежать ДТП: практические советы

Моторы с ТНВД, управляемые электроникой, дозируют подачу бензина и солярки, распределяют этот процесс по времени, тем самым, определяя нужное количество. При обнаружении каких-либо малейших перебоев, надо сразу же отвезти автомобиль на диагностику. Важно понимать, что откладывать на потом проблему нельзя, иначе это приведёт к капитальной поломке.

Ремонт ТНВД

Современные агрегаты принято диагностировать с помощью компьютера. В ходе проверки могут выявляться такие ошибки, как:

спад давления и нестабильность впрыска;
неравномерность подачи горючего;
низкая или чересчур высокая амплитуда вращения вала.

Снять ТНВД, если что, придётся специальным инструментом и оборудованием. Обязательны ключи на «27» для проворачивания КВШВ и специальный ключ для вала насоса. Перед тем, как демонтировать насос, необходимо скинуть минусовую клемму батареи, снять радиатор и другие элементы, мешающие обеспечить доступ к устройству.

Видео: снятие и установка топливного насоса высокого давления

Таким образом, устройство современных ТНВД, их назначение и роль в системе автомобиля могут отличаться. В некоторых случаях приходится снимать и ремонтировать насос, в других – только заменять. Поэтому важно своевременно определять неисправности.

Ремонт топливного насоса высокого давления дизельного двигателя

ТНВД в системе питания дизеля. Нарушения в работе прибора, их внешние проявления. Как можно отремонтировать насос своими силами, последовательность действий. Советы для прибегающих к помощи специализированных сервисов.

У любого дизельного двигателя рано или поздно может потребоваться ремонт топливного насоса высокого давления. Как человеческое сердце с годами начинает «барахлить», так и этот аппарат подвержен возрастным изменениям. Наряду с естественным износом деталей, сказывается и заправка некачественным топливом. Дизельные агрегаты в этом плане более чувствительны, чем бензиновые моторы.

Предлагаемая статья поможет владельцам дизельных авто при возникновении проблем с топливным насосом. В ней также приводятся советы: как отремонтировать этот узел своими руками.

Устройство прибора

Топливный насос высокого давления (ТНВД) представляет собой самостоятельный узел системы питания двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в первую очередь — дизельных. Хотя это устройство применяется и на бензиновых моторах с инжекторным впрыском, впервые оно было использовано именно на дизеле.

Главная функция его состоит в создании разницы давлений между напорной магистралью и камерой сжатия, чтобы обеспечить надежный впрыск горючего в полость цилиндра. Но этого мало.

Насос задает также последовательность подачи топлива к рабочим форсункам, то есть выполняет распределительную функцию. Помимо этого, он регулирует объем подачи в зависимости от режима движения (частоты вращения коленвала) и от некоторых других факторов: температура двигателя, включение и выключение кондиционера.

Наконец, подобно тому, как в карбюраторных моторах регулируется угол опережения зажигания, на дизельном двигателе ТНВД автоматически корректирует опережение момента впрыска.

Существуют насосы трех основных типов: рядные, с распределенным впрыском и магистральные. Устройство их рассматривается в отдельной статье. Здесь же стоит упомянуть лишь, что рядные насосы использовались до недавнего времени на грузовых дизельных автомобилях, тракторах и специализированной дорожно-транспортной технике.

Распределительные аппараты устанавливают на все легковые дизельные авто и на некоторые грузовые. Магистральные применяются в современных топливных системах Common Rail. Такие насосы лишены функции распределения топлива, эту задачу выполняет электронный блок управления двигателем (ЭБУ), который согласно программе командует рабочими форсунками.

Внешние проявления топливной недостаточности

Какие могут быть признаки неисправности топливного насоса? Как было сказано в начале статьи, основными причинами потери работоспособности ТНВД являются износ трущихся поверхностей и низкое качество топлива. Здесь можно уточнить, что под низким качеством солярки следует подразумевать и попадание в топливо воды. Ниже перечисляются внешние симптомы неблагополучной работы топливного насоса:

Затруднен пуск двигателя — скорее всего, наступил износ плунжерной пары (или пар), и насос не развивает нужного давления. Проверяется простым способом. Нужно положить на ТНВД тряпку, полить ее холодной водой и выждать несколько минут. После чего повторить попытку. Если двигатель заведется, значит, причина действительно в износе. При охлаждении происходит уменьшение зазоров в сопряжении и повышается вязкость топлива, в результате чего насос обеспечивает необходимое давление.
Потеря мощности. Из-за увеличившихся зазоров снижается давление впрыска, ухудшается работа всережимного регулятора оборотов.
Перегрев двигателя. Причинами могут быть неправильная работа автомата опережения впрыска. В этом случае нельзя откладывать ремонт ТНВД «на потом».
Растущий «аппетит» силового агрегата. Вызывается утечками топлива, износом плунжерных сопряжений, неправильным углом опережения впрыска.
Жесткая работа мотора, которая может быть следствием чересчур раннего момента впрыска и неравномерностью подачи солярки в разные цилиндры. Правда последнее на распределительных ТНВД практически невозможно, так что, скорее всего, дело в форсунках.
Черный выхлоп из выпускной трубы. Причина может быть в слишком позднем угле впрыска горючего.

Если есть уверенность в своих силах

При наличии перечисленных выше признаков необходимо подумать о ремонте топливного нагнетателя. Ниже рассматривается, как устранить некоторые неисправности аксиального ТНВД распределительного типа своими руками.

Следует оговориться, что прежде чем браться за эту работу, следует изучить устройство ремонтируемого агрегата, выяснить — какие могут понадобиться инструменты, потому что в некоторых случаях не обойтись без специальной оснастки, съемника, например.

Также следует приготовить фотоаппарат, чтобы фиксировать каждый этап разборки. В противном случае можно забыть — где находились те или иные детали. Для разборки необходимо приготовить подходящий стол и покрыть его чистой тканью или хотя бы листом белой бумаги. На полу не должно быть мусора, иначе случайно упавшую деталь можно и не найти.

Итак, что может самостоятельно сделать автолюбитель, не имеющий специальной квалификации?

устранить утечку топлива из корпуса насоса;
проверить исправность электромагнитного клапана;
проверить плунжерный механизм подачи горючего;
проверить автоматический регулятор частоты вращения;
очистить фильтрующие сетки;
проверить давление, развиваемое прибором;
отрегулировать автомат опережения впрыска.

Разборка и устранение утечек

Ниже описывается последовательность действий при самостоятельном ремонте ТНВД. На работающем двигателе отсоединяют тягу, соединяющую педаль газа с рычагом, регулирующим подачу топлива. После чего вручную покачивают рычаг в радиальном направлении, стараясь растянуть возвратную пружину.

Если через кольцевую щель не наблюдается просачивания солярки, значит, уплотнение не изношено. В противном случае требуется восстановительный ремонт сопряжения.

Пока насос еще не снят с двигателя, убеждаются в исправности электромагнитного клапана отключения подачи топлива. Если двигатель пускается и глушится при повороте ключа — клапан исправен. Как поступать в ситуации, когда этот компонент отказывает во время движения, будет рассказано несколько ниже.

Теперь же остается переходить к разборке насоса. Перед тем как отсоединять от агрегата топливные магистрали и электроподводку, необходимо протереть его корпус и соединения смоченной в солярке ветошью, после чего вытереть насухо, чтобы исключить попадание грязи в топливную систему. Снятый насос еще раз промыть, после чего снять крышку и слить с него топливо.

В первую очередь нужно разобрать привод регулировки подачи горючего и произвести ревизию уплотнений, а также оценить степень износа сопряженных деталей. Уплотнительные кольца обязательно меняют. Для этой цели необходимо купить ремкомплект для ремонтируемого прибора.

Что касается изношенных деталей, есть два способа отреставрировать их: восстановить изношенную ось с помощью хромирования, или выточить и поставить в корпус ремонтную бронзовую втулку. Корпус перед этим придется расточить.

Ремонт плунжерного механизма

Далее следует перейти к разборке и ревизии плунжерного нагнетателя. Отсоединяют от корпуса распределительную головку насоса, после чего кладут его шкивом вниз, чтобы не высыпались внутренности. Перед тем как вынуть кулачки, приводную шестеренку и муфту центробежного регулятора, нужно проверить, не заедают ли эти детали при движении, а затем, аккуратно поддерживая их пальцами, извлечь из корпуса.

Ролики, шайбы, оси кулачковой муфты целесообразно пометить маркером, потому что все сопряженные поверхности уже притерлись друг к другу, и будет лучше, если они так и останутся после сборки. После разборки нужно внимательно осмотреть детали на предмет обнаружения сколов или выработки. Сильно изношенные элементы следует заменить новыми.

Читайте так же:

Из-за чего после замены топливного фильтра машина плохо заводится

Степень износа плунжерной пары оценить можно только приблизительно. Работоспособность прецизионного сопряжения проверяется после сборки насоса путем измерения его рабочего давления. Наконец, нужно продуть сжатым воздухом все фильтрующие элементы (сетки), после чего можно собирать насос в обратной последовательности.

Сборка и регулировка оборотов

Когда агрегат будет собран, нужно залить его соляркой, проворачивая вручную приводной валик, после чего можно устанавливать на место и подсоединять топливопроводы, шланги и электропроводку системы управления.

После того как мотор будет заведен, следует убедиться в правильности работы автомата опережения впрыска горючего, в зависимости от давления в полости низконапорного лопастного насоса. На этом блоке имеется свой регулятор холостых оборотов. При необходимости регулируют этот параметр, завинчивая или вывинчивая регулировочный винт.

Перед выполнением этой процедуры рекомендуется запомнить положение винта, сосчитав количество выступающих из контргайки витков резьбы, чтобы, в крайнем случае, вернуться к исходной настройке. В мануале на двигатель указывается требуемое количество оборотов на холостом ходу двигателя. Обычно они понижаются с 1100 оборотов после запуска до 750 — после прогрева дизеля с механической коробкой, и до 850 — на двигателе с автоматом.

Проверка давления

В заключение проверяют давление в напорной магистрали, что является косвенной проверкой состояния плунжерной пары. Для этой цели понадобится манометр, рассчитанный на давление до 350 бар, соединительный шланг для подключения к насосу и переходник, включающий в себя стравливающий клапан.

В качестве измерительного прибора подойдет манометр ТАД-01А или более старый — КИ-4802. Если переходника в продаже не найдется, придется изготовить его самостоятельно.

Конечно, необходимо принимать во внимание размеры присоединительной резьбы, и куда планируется вворачивать соединительный шланг. Для измерения прибор подключают к центральному отверстию распределительного блока или к одному из напорных штуцеров.

После присоединения манометра к ТНВД проворачивают вал насоса с помощью стартера и фиксируют показание стрелочного индикатора. Если прибор показывает больше 250 атмосфер — это нормально (при работающем двигателе давление будет выше).

Аварийный ремонт электромагнитного клапана

Как было обещано выше, несколько слов о том, что делать, если откажет в пути электромагнитный клапан отключения топлива. В этом случае двигатель внезапно остановится. Правда, причин этому может быть несколько. Чтобы отбросить версию неисправности электроклапана, его необходимо исключить из работы, поскольку в нормальном режиме он всегда открыт.

Для этого нужно снять питающий провод, изолировать его от массы, после чего вывернуть клапан, удалить из него наконечник с пружиной и поставить устройство обратно. Если двигатель все равно не заведется, причина, очевидно, — в чем-то другом. Если же мотор запустится, нужно искать неисправность в клапане.

Чтобы делать это не в дороге, нужно сначала добраться до дома. Правда глушить двигатель потом придется грубо, но просто: поставить машину на ручник, включить повышенную передачу и отпустить педаль сцепления.

А затем уже приступать к ремонту. Сначала следует проверить, — не сгорела ли обмотка электромагнита. Для этого соединяют клапан с плюсом аккумулятора с помощью отрезка исправного провода, после чего пытаются завести двигатель. Если он заводится, значит, сгорела обмотка. В противном случае ищут место утечки напряжения с подводящего провода.

Обращение к специалистам

Тем же, кто не имеет желания или возможности делать ремонт ТНВД самостоятельно, следует обратиться на специализированную станцию ремонта топливной аппаратуры. Хотя существуют и дилерские центры, выполняющие обслуживание и ремонт автомобилей определенной марки, топливной аппаратурой они, как правило, не занимаются, поскольку для этого требуется дорогостоящее диагностическое оборудование.

Основным стендом для диагностики и регулировки ТНВД является Bosch EPS-815. На нем проверяются различные параметры, заданные для данного насоса производителем. Например: пусковая подача горючего, объемная подача на различных режимах, давление на выходе и некоторые другие.

При выборе сервиса следует учитывать его надежность. Для этого нужно предварительно приехать на собеседование, где поинтересоваться мнением обслуживаемых клиентов. В таких случаях обращают внимание на историю выбранного сервиса. Как правило, недобросовестные фирмы существуют в сфере услуг не более одного года.

Слабым звеном ТНВД дизельных двигателей является чувствительность их к попаданию в топливную систему воды. Особенно подвержены этому легковые иномарки, для которых вода является главным врагом. Для уменьшения этой опасности зимой нужно поддерживать максимально возможный уровень топлива в баке, чтобы свести к минимуму образование конденсата.

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

Топливный насос высокого давления (популярная аббревиатура — ТНВД) — обязательный элемент блока подачи топливной смеси, который направляет бензин / дизельное топливо прямо в цилиндр. Агрегат может быть многопоршневым, распределительным и главным, применяется на дизельных и бензиновых двигателях внутреннего сгорания.

Ниже мы подробно рассмотрим характеристики и устройство детали, поговорим о классификации, назначении, основных неисправностях и других моментах. Отдельно дадим описание ТНВД в автомобиле Камаз, симптомы его неисправности и рекомендации по ремонту.

Что такое топливный насос высокого давления в дизеле, назначение

Топливный насос, являющийся неизменным элементом автомобиля, предназначен для подачи топлива непосредственно к форсункам, а иногда и в топливную рампу. После этого дизельное топливо / бензин распыляется и воспламеняется в полости цилиндра.

Проще говоря, топливный насос высокого давления необходим для создания оптимального давления, которое должно быть выше, чем сжатие, создаваемое внутри камеры сгорания. В среднем это значение колеблется от 200 до 2000 бар в зависимости от типа, конструкции и других характеристик.

Классификация и устройство ТНВД

Конструктивно ТНВД бывает нескольких типов, которые имеют схожий принцип работы и разную конструкцию. Рассмотрим подробнее каждый из типов.

Многоплунжерные

Особенность — наличие индивидуальных плунжеров для каждого цилиндра. Эти типы насосов бывают двух типов:

Тип V: устанавливается под углом 75-120 градусов в 2-х рядной конструкции;
Ряды: собирают в один ряд и кладут рядом друг с другом.

В рядных насосах топливо подается в форсунки двигателя по определенному алгоритму с использованием механической трансмиссии и кулачков. Последние управляют парой поршней и обеспечивают их движение.

Когда поршень опускается, топливо всасывается и давление повышается вверх, а затем подается топливо. Время открытия рассчитывается с помощью ЭБУ, который получает команды от нескольких датчиков, которые контролируют положение педали акселератора и частоту коленчатого вала.

В насосах с V-образным впрыском поршень перемещается вместе с направляющими, которые воздействуют на элемент втулки. Благодаря этому устройство занимает меньше места, имеет большую жесткость, более короткий распредвал и более высокое давление подачи топлива.

Распределительные

В таких топливных насосах высокого давления предусмотрен один или два поршня, которые подают топливо непосредственно в камеру сгорания. Количество цилиндров 4-12. Насосы высокого давления распределительного типа популярны в легковых автомобилях, так как они быстрее изнашиваются на грузовиках. Этот тип насоса чаще всего встречается на бензиновых двигателях.

Поршневой привод выполнен в виде вращающегося кулачкового механизма терминального типа с внешним приводом. Последний вариант наиболее популярен, так как для него требуется всего лишь пара поршней. Внешне приводные системы практически не используются из-за низкой надежности.

Поворотные приводы имеют только одну секцию подачи топлива и от двух до четырех пар поршней. Здесь нет отдельных втулок, потому что они выглядят как дырочки в распредвале ТНВД. Что касается особенностей работы, то они очень похожи на финальную версию.

Магистральные ТНВД системы Common Rail

Название предполагает, что этот тип насоса используется в системе CommonRail, что означает сбор топлива в топливной рампе перед его отправкой в форсунки. Система имеет до трех плунжеров высокого давления. Поршневой механизм приводится в движение вращающимся валом и пружиной. В определенный момент кулачок воздействует на пружину, а также на поршень, что приводит к увеличению объема над поршнем.

Вышеуказанные действия приводят к вакууму в камере, открытию клапана и подаче топлива.

При повышении давления клапан закрывается и клапан движется в обратном направлении с параллельным сжатием топлива. При достижении необходимого уровня открывается специальный клапан и подается топливо.

Читайте так же:

Ксеноновые фары: особенности, преимущества и недостатки

Дозировка топлива в ТНВД

При изучении ТНВД двигателя необходимо учитывать особенности агрегата с позиции подачи топливной смеси. По принципу дозирования это:

смешанный.
устранять узкие места в поставках;
с отсечкой в финальной фазе;

На дизельных двигателях, как правило, применяется первый вид дозирования с остановкой и использованием перепускного клапана. Последний работает после повышения давления выше определенного уровня, отправляя определенную часть топлива в основной бак.

В ТНВД распределительного типа используется второй вариант с дросселированием. Здесь определенный объем смеси из основного контура направляется во всасывающий бак. Количество топлива регулируется муфтой или электромагнитным клапаном, который перемещает неподвижное кольцо в определенное положение.
Регулировка подачи топлива:

механический / электронный;
пружина (с закрытием дозатора).

В новых автомобилях для снижения расхода топлива используется ЭБУ, который следит за настройками насоса и сообщает об ошибках в случае неисправностей.

В его функции входит расчет дозировки для каждого клапана. После ремонта ТНВД данные стираются, что может потребовать новой настройки. Регулировку следует проводить с помощью специальных креплений и с привлечением специалистов.

Уровень давления и коэффициент сжатия

Эффективность топливного насоса зависит от правильной дозировки, правильного выбора времени подачи топлива в камеру сгорания и создания необходимого давления. Здесь выделены следующие параметры для различных ТНВД:

На бензиновых двигателях — 3-11 МПа.
Магистраль: до 135-200 МПа. Давление усилилось с развитием технологий и появлением новых поколений. Например, системы первого поколения работали при давлении 17–135 МПа, а последнее (4-е) — 23–200 МПа.
Линейный — 55-135 МПа, в редких случаях от 15 МПа.

Важным моментом в работе дизельного двигателя является степень сжатия.

При расчете коэффициента учитывается отношение объема цилиндра (максимальный параметр) к размеру камеры, когда поршень находится вверху. Средняя степень сжатия составляет от 18: 1 до 22: 1. Эти показатели учитываются вместе с давлением ТНВД и другими параметрами двигателя.

ТНВД в Камазе

Грузовик Камаз занимает лидирующие позиции на российском рынке и значительно отстает от конкурентов в других странах мира. В основном в линейку легковых автомобилей входят грузовики с дизельными и турбированными двигателями. Функционально назначение ТНВД в Камазе не отличается от других грузовиков. В его обязанности входит подача топлива к форсункам, создание необходимого давления и дозировки, определение времени подачи и очистка топливной смеси.

В зависимости от модификации ТНВД Камаз может отличаться. Практически на всех автомобилях этого производителя используются двухрядные V-образные насосы. Конструктивно они имеют 8-секционную конструкцию, по четыре в ряду. Такие устройства работают по механическому принципу и в сочетании с коленчатым валом.

Конструктивно ТНВД КамАЗ состоит из следующих узлов:

Толкатели плунжеров.
Арматура: предназначена для слива / подачи топлива.
Датчики, устройства контроля и управления топливным насосом.
Корпус, который закрывает и защищает остальные узлы.
Пружины — Помогают перемещать поршень в цилиндр и передавать энергию кулачка на толкатели плунжера.
EM-клапан для закрытия процесса кормления.
Базовый элемент (пара поршней) установлен в своих секциях.

Работоспособность этого КамАЗ-элемента обеспечивается работой электроники, которая обеспечивает своевременную подачу и оптимальное давление ТНВД. При этом снижается расход топлива, гарантируется его 100% сгорание и, как следствие, высокий КПД.

Топливный насос КамАЗ работает по следующему принципу:

Воспламенение топлива.
Поршень закрывает впускной клапан и увеличивает давление.
Открытие всасывающего клапана и запуск нового цикла.
Передача энергии от коленчатого вала к кулачку.
Перемещение поршня с помощью пружин и его движение.
Удалите излишки топлива и верните поршень в исходное положение.
Стартер вращения распределительного вала и толкатели.
Работа клапана форсунки и подача топлива.

Как видите, принцип работы ТНВД КамАЗ классический, что упрощает обслуживание и облегчает ремонт агрегата в случае поломки.

Использование насосов высокого давления в бензиновых двигателях

У многих автовладельцев существует стереотип, что ТНВД используется только на дизельных двигателях. Это не так, потому что высокое давление может также потребоваться в бензиновых двигателях внутреннего сгорания с прямым впрыском.

Например, на двигателях с системой GDI устанавливается топливный насос, когда топливо подается непосредственно в цилиндры. Такие двигатели требуют заправки качественным бензином с высоким октановым числом.

Не рекомендуется использование топлива с присадками, так как это может привести к ошибкам в работе ТНВД и снижению его КПД. Конструктивно механизм на моторах GDI состоит из следующих элементов:

внутренняя полость;
руководитель отдела сбыта;
автоматическое продвижение впрыска бензина.
регулирующий клапан низкого давления;
разъем и бабочка для отвода топлива;
EM клапан остановки подачи топлива;
устройство регулятора вращения;
насос низкого давления;

Ошибка многих владельцев бензиновых авто с ТНВД — экономия топлива, из-за чего дорогой механизм быстро выходит из строя.

На первом этапе образуются потертости поршней, а внутри можно заметить красноватый оттенок, похожий на коррозию. Первыми признаками неисправности могут быть снижение мощности и затруднение запуска. В этих случаях необходимо обратиться в СТО для ремонта. Подробнее на этих вопросах мы остановимся ниже.

Основные неисправности, их причины, ремонт ТНВД

Топливный насос — сложный агрегат, который может выйти из строя при работе. Как уже отмечалось, причиной проблем может быть низкий уровень топлива, и плунжеры поражаются первыми. В этом случае симптомы поломки очень похожи на характерные для двигателя.
Неисправность ТНВД проявляется следующими симптомами:

потеря мощности;
нестабильность ДВС на малых оборотах;
подозрительные шумы и т д
увеличение потребления;
перегрев мотора;
появление дыма в выхлопной системе;
утечка топлива;

К основным причинам неисправности можно отнести:

Проблемы с уплотнением и герметизацией ТНВД.
Износ подшипников из-за дефекта или естественного старения.
Повреждение возвратной пружины поршня.
Уменьшенный люфт в парах поршней.
Загрязнение топливного фильтра и, как следствие, попадание грязи в топливный насос.
Ошибки в работе клапана ТНВД.
Попадание воды в дизельное топливо, что приводит к снижению ресурса агрегата и необходимости замены ТНВД.
Бедный дизель.
Коррозия поршней из-за высокого содержания воды в топливе.
Неисправность устройства: трещины, нарушение целостности подшипников, заедание гильзы поршня.

При подозрении на неисправность необходимо проверить наличие влаги в парах плунжеров, измерить в них давление и проверить датчики, подающие команды на ЭБУ. Кроме того, важно проверить систему на предмет утечек топлива и замерзания насоса. Наиболее эффективный контроль — в условиях АЗС, где для выполнения работ используется специальная опора.

В случае замены необходимо приобрести ТНВД и следовать инструкциям производителя. Для продления срока службы механизма рекомендуется:

поддерживать высокий уровень топлива в баке;
покупка качественного дизельного топлива;
использование специальных присадок к некачественному дизельному маслу.
ежегодная промывка топливной системы;
использование зимнего дизеля в холодное время года;
зимой прогрейте двигатель перед поездкой;
своевременная замена топливного фильтра;

Вышеуказанные меры позволяют продлить срок эксплуатации ТНВД и обеспечить его нормальную работу.

трудно переоценить важность топливного насоса, который подает дизельное топливо или бензин под нужным давлением. Неисправности этого агрегата сразу сказываются на динамических характеристиках, расходе топлива и безопасности эксплуатации. Именно поэтому автовладельцу необходимо знать характеристики этого агрегата, принцип работы и распознавать поломки с течением времени.

Устройство, принцип работы и виды ТНВД

Топливный насос высокого давления (ТНВД) – одна из самых специфичных и сложных комплектующих современного дизельного двигателя. Данные агрегаты используются не только в дизельных моторах, но и силовых агрегатах инжекторного типа, где подача топлива организована непосредственно в цилиндры без промежуточных стадий.

Топливный насос – не только сложный по конструкции, но и дорогостоящий элемент мотора. Это связано с особенностями производства и необходимостью пользоваться высокоточным оборудованием. От слаженной и качественной работы ТНВД зависит, насколько эффективно функционирует двигатель. Это объясняется тем, что топливный насос отвечает не только за нагнетание топливной смеси, но и за дозирование порций, их подачу к распылителям в нужный момент рабочего цикла.

Устройство топливного насоса высокого давления

ТНВД – ключевой элемент системы топливоподачи в дизельном моторе. Основная функция – своевременно передавать порцию топливной смеси в камеру сгорания. Когда в качестве топлива используется солярка, то воспламенение напрямую зависит от уровня давления. Обойтись силами стандартной поршневой системы не получится, она не способна обеспечить рабочее давление в 150 и более МПа. Чтобы создать условия для воспламенения топливной смеси, в конструкции дизельных силовых агрегатов и предусмотрен ТНВД.

Читайте так же:

Колесная формула автомобилей, автобусов, грузовиков

После того, как производители начали выпускать промышленные версии систем топливоподачи Common Rail с электронным контролем распылителей, функции топливного насоса заметно сократились и ограничились только контролем над уровнем нагнетаемого давления.

Особенности конструкции

Вне зависимости от модели дизельного силового агрегата топливный насос располагается в подкапотном пространстве недалеко от мотора. У большинства двигателей от иностранных производителей трубопроводы систем топливоподачи между форсунками и ТНВД изготавливаются из металла, что заметно сокращает количество доступных мест для монтажа. Конструкция топливного насоса включает два основных элемента – цилиндр малого диаметра и поршень, который в сочетании с цилиндром образует плунжерную пару. Эти составляющие изготавливают только из высококачественной стали, способной переносить нагрузки под высоким давлением. Важно соблюдать максимальную точность на производстве, ведь эффективность работы плунжерной пары во многом зависит от минимального зазора между деталями. На техническим языке это называется прециозным сопряжением.

В качестве промежуточного элемента, объединяющего насос с цилиндрами, выступает форсунка. Нижняя часть располагается в камере сгорания. Точный момент воспламенения топливной смеси зависит от угла опережения и контролируется электронными системами управления автомобилем.

Виды топливных насосов высокого давления

Производители дизельных силовых агрегатов пользуются несколькими разновидностями ТНВД:

Рядный

Этот вид конструкции пользуется популярностью за длительный срок эксплуатации и непревзойденную надежность. Смазка осуществляется моторным маслом, что позволяет заливать даже дизельное топливо не самого высокого качества. Рядные ТНВД устанавливают на моторы с раздельными камерами сгорания, комплектуют их плунжерными парами соответственно количеству цилиндров. Поршни насоса двигаются за счет кулачкового вала, которые соединяется с коленчатым валом двигателя. За перманентное прижатие плунжерной пары к кулачку отвечают пружины. ТНВД работает по следующему принципу: при вращении кулачкового вала начинает смещаться поршень, что приводит к перекрытию каналов впуска и выпуска топливной смеси. Это автоматически повышает давление к камере, открывает нагнетательный клапан, в результате чего порция топлива направляется к форсунке для распыления и воспламенения.

В современных моторах дозирование объема топливной смеси осуществляется электронным механизмом. В более старых аналогов это обеспечивалось поворотом поршня внутри цилиндра на определенный угол. За поворот отвечает шестерня, подведенная к педали акселератора и соединенная с зубчатой рейкой. При изменении усилия нажатия на педаль муфта с грузиками обеспечивает нужный угол опережения и корректирует интенсивность впрыска.

Распределительный

Конструкция обеспечивает стабильную и плавную работу. Такой топливный насос менее габаритный, чем рядный. В зависимости от принципа действия делится на две подразновидности:

Роторный или плунжерный ТНВД.
Насос с кулачками торцевого, наружного или внутреннего размещения.

Ключевой элемент конструкции – плунжерная пара, обслуживающая сразу все камеры сгорания. Поршни совершают количество оборотов, пропорциональное количеству цилиндров в дизельном моторе. Это объясняет высокий уровень нагрузки на комплектующие и ускоренный износ некоторых деталей.

Магистральный

Используется в дизельных силовых агрегатах с системой Common Rail и пользуется популярностью за максимально эффективную управляемость процессами воспламенения. Надлежащий контроль за рабочим циклом обеспечивается подачей топлива не в камеру сгорания напрямую, а в специальную рамку, выступающую в роли предварительного аккумулятора. За счет такого технологического решения удалось разделить процесс впрыска топливной смеси и формирование избыточного рабочего давления. Производительность насоса такого типа регулируется электронными системами управления двигателем.

Подробнее о регулировке можно прочесть здесь.

Принцип работы топливного насоса

Работа ТНВД основывается на поршне и нагнетательном клапане. После того, как кулачковый вал получает необходимый импульс от коленчатого, он набегает на муфту и увеличивает давление в порции топлива, расположенной над поршнем. Одновременно с этим перекрывается впускная магистраль. После того, как уровень давления в системе достигает требуемого, открывается нагнетательный клапан и впускает топливную смесь в форсунку. При обратном цикле и движении поршня вниз остатки горючего удаляются через винтовой канал. Полость в поршне в определенный момент цикла располагается на одном уровне с выпускным трактом, после чего процесс повторяется.

Управление режимами работы топливного насоса осуществляется за счет электронных блоков. Высокоточное оборудование в режиме реального времени получает информацию с датчиков температуры, контроллеров вращения вала, что является основанием для формирования командных сигналов. В память ЭБУ заложено несколько оптимальных алгоритмов работы, с которыми и сравнивается полученная с датчиков информация. На ее основе электронный блок устанавливает лучший цикл подачи топливной смеси и угол опережения. В некоторых моделях двигателя в конструкцию ТНВД включаются узлы, которые дополняют электронную систему управления.

Признаки и причины неисправностей топливного насоса

Как говорилось ранее, ТНВД – один из самых сложных и дорогостоящих узлов дизельного мотора. В большинстве случаев причиной неисправностей является использование низкокачественного топлива и масла. При попадании инородных частиц, пыли и грязи, продуктов сгорания в форсунки или плунжерную пару последние очень быстро выходят из строя. Об этом свидетельствуют следующие признаки:

Затрудненный запуск двигателя.
Увеличенный расход топлива без видимых причин.
Провалы в мощности силового агрегата.
Дымность.
Посторонние звуки и шумы при запуске мотора.

Еще одна причина поломок – естественный износ плунжерной пары, который приводит к увеличению микронных зазоров, попаданию в них нагара и сбоям в системе.

Как показывает практика, причинами перебоев в подаче горючего в камеры сгорания, могут стать:

Критический износ зубцов клапанов или рейки.
Механические дефекты и повреждения втулки.
Истирания поршня.
Уменьшение пропускной способности распылителей топлива.

Подробнее о неисправностях вы можете прочитать в статье.

Особенности диагностики и ремонта ТНВД

В силу сложности конструкции топливного насоса диагностика может выполняться только на специализированных стендах. Процедура достаточно сложная и требует внимательного отношения к процессу со стороны механиков. Даже технически ее невозможно выполнить в условиях гаражного сервиса – только на специализированных СТО по обслуживанию дизельных моторов. При появлении перебоев в работе топливной системы рекомендуем сразу обратиться в наш сервисный центр и записаться на диагностику. Своевременно проведенная процедура позволяет выявить стабильность давления, равномерность подачи топливной смеси, остаточный ресурс деталей и их степень износа, иные факторы, влияющие на работу ТНВД. Благодаря системному подходу вы сможете сэкономить на приобретении комплектующих.

Часто причиной неисправностей является не износ элементов топливного насоса, а проблемы с электронным блоком или датчиками, которые передают некорректную информацию. Генерация неверных управляющих сигналов приводит к сбоям в подаче топлива. Определить точную причину и выполнить качественный ремонт сможет только специалист, а попытки заменить детали самостоятельно могут привести к глобальным неисправностям двигателя в целом.

Высокоточное диагностическое оборудование, ремонтные стенды, оригинальные запчасти от производителей, квалифицированный персонал – все это позволяет осуществлять комплексный ремонт у нас в течение 1 рабочего дня!

ТНВД: виды, диагностика, типовые неисправности

ТНВД или топливный насос высокого давления — один из наиболее сложных и специфичных элементов современных дизельных двигателей. Помимо данного типа моторов, такие узлы используются в инжекторных силовых агрегатах, у которых организована подача бензина напрямую в цилиндры.

Значительная стоимость насоса обуславливается сложностью его изготовления, связанного с необходимостью использования высокоточного производственного оборудования. От качества и стабильности работы топливного насоса высокого давления зависит функционирование всего силового агрегата, так как он отвечает не только за нагнетание горючего, но и за дозирование порций смеси и их подачу к распылителям в заданное время.

Что собой представляет?

ТНВД является одним из основных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей и предназначается для своевременной подачи порции смеси в камеру сгорания. Особенностью такого горючего является зависимость качества воспламенения от уровня оказываемого давления. Действия стандартной поршневой системы в данном случае оказывается недостаточно, так как требуется довести давление до показателя в 150 Мпа и более. Для обеспечения этого условия и используется специфический ТНВД для дизельных силовых агрегатов.

Читайте так же:

Диагностика и устранение стуков в подвеске автомобиля

С появлением промышленной версии систем типа Common Rail, в которых контроль распылителей осуществляется с помощью электроники, функционал насоса ограничился одним действием – контролем уровня нагнетаемого давления.

Конструкция

Чаще всего ТНВД размещается в пространстве под капотом недалеко от силового агрегата. У большинства дизельных двигателей иностранного производства трубопроводы систем топливоподачи от насоса к форсункам изготавливаются из металла, что также уменьшает количество вероятных мест их монтажа. Конструкция данного узла включает в себя два основных элемента: цилиндр малого диаметра и расположенный в нем поршень (плунжер), образующие в сочетании плунжерную пару. Этот элемент насоса изготавливается из качественной стали, способной выдержать нагрузки при высоком давлении, и требует максимальной точности при производстве, так как для работы плунжерной пары необходимо обеспечить минимальный зазор между ее деталями (прециозное сопряжение).

Промежуточным элементом, который непосредственно объединяет ТНВД с цилиндрами, является форсунка, размещающаяся нижней частью в камере сгорания и распыляющей порции топлива. Точный момент воспламенения регулируется углом опережения и контролируется электронными системами автомобиля.