Принцип работы ТНВД, выявление и устранение неисправностей — АвтоТехДизель

ТНВД это своего рода сердце автомобиля, которое качает топливную смесь в двигатель для его дальнейшей бесперебойной работы.

Устройство имеет несколько важных функций:

1. Насос контролирует подачу смеси в зависимости от потребности.
2. Нагнетает смесь в форсунки
3. Определяет когда необходимо сделать впрыск топлива в цилиндры.

Как работает ТНВД и из каких компонентов состоит:

В виде схемы обычного ТНВД опишем основной принцип работы

1. Цилиндр с поршнем посажены на втулку, они вращаются единым механизмом и называются «плунжерной парой»
2. В блоке есть специальные ямки, они служат для поступления смеси к плунжерным парам.
3. Вал ходит с помощью ремня ГРМ.
4. Толкатели выполняют функцию толчка в свою очередь, нажимают на вал кулачков
5. Специальные пружины возвращают плунжер обратно
6. Клапаны нагнетания
7. Штуцеры
8. Зубчатые рейки.

Регулятор подачи, активируется нажатием на педаль газа.

Если представить все устройства этого механизма, нетрудно описать принцип его работы, он чем-то похож на двухтактный ДВС:

1. Кулачковый вал совершает вращение
2. Кулачки в валу надавливают на устройство толкателя Плунжера
3. Плунжер начинает перемещение по цилиндру
4. При увеличении давления клапаны нагнетания открываются
5. Поступающее топливо идет к форсункам

Конструктивная особенность дает возможность не полностью поступать всей смеси сразу а только необходимой для работы пропорции. Что остается, уходит в клапаны для слива. Муфта, которая работает центробежно, подает дизельное топливо в нужный момент. Регулятор, работающий во всех режимах нужен для установления точного количества топлива, нажатие водителем на газ увеличивает объем подаваемой смеси.

Как понять что не работает ТНВД?

Любой производитель всегда стремится улучшить качество своего насоса, регулярно проводятся испытания, как полным комплектом, так и отдельно взятых элементов.

Проверка и регулировка тнвд на стенде также проходит с регулярностью. Но неполадки время от времени все равно случаются, часто из-за износа механизма. Произвести тесты не имея под рукой необходимого оборудования и специальной программы практически невозможно.

Основные симптомы поломки:

• Заметно увеличивается расход дизеля
• Двигатель запускается не с первого раза
• Цвет из выхлопа
• Запах едкий, обилие дыма из выхлопной
• Ремень ГРМ часто слетает
• Топливо утекает
• Мощность двигателя падает
• Мотор плохо держит обороты.

Замена тнвд что это?

Замена целого блока тнвд на новый представляет собой трудоемкий процесс и если вы никогда не сталкивались с такой поломкой, то лучше доверить работу профессионалам.

К блоку идет много различных подключений и основное – это топливные шланги, необходимо перекрыть и отсоединить их в первую очередь. Далее необходимо отсоединить разъемы накаливания свечей.

Найти и вывернуть болты, которые фиксируют трубки, потом обязательно нужно снять масляный фильтр. Затем отсоединяем топливные форсунки на головке цилиндра. Далее необходимо снять разъемы от форсунок. Открываем блок и снимаем с тнвд ремень топливного насоса. Остается только подобрать правильный ключ и открутить сам насос.

На первый взгляд кажется, что ничего сложного в подобной работе нет, но это только на первый взгляд. Если у вас недостаточно навыков ремонта автомобиля и тем более умения сложного ремонта, то лучше не пытаться сделать все самому, некачественным ремонтом можно сделать только хуже и навредить сердцу своего автомобиля – двигателю. Поэтому всегда доверяйте профессионалам.

11.07.2019 Все статьи

Статті :: Екплуатація. Догляд :: ТНВД

 ТНВД (Топливный Насос Высокого Давления) — что это? Принцип работы​

 ТНВД или топливный насос высокого давления можно смело назвать одним из самых сложных элементов дизельного двигателя из-за своей конструкции. Устройство отвечает за процесс подачи топлива, происходящий (как понятно из названия) под высоким давлением. Особенностью ТНВД является его способность производить подачу дизеля определенными порциями в моторы цилиндра в нужный момент. Насосы делятся по особенностям функционирования на модели с аккумуляторным впрыском и варианты непосредственного действия. Кстати, приобрести насосы, а также ремкомплекты ТНВД фирмы Bosch к ним можно в интернет-магазине Dieselprime.com.ua.

Аккумуляторный впрыск

В этом случае на плунжерный привод производится давление силой сжатых газов в цилиндре двигателя. Также возможно воздействие при помощи пружин.

Непосредственного действия

Отличаются наличием механического привода плунжера. В этом варианте впрыск топлива и процесс нагнетания происходят одновременно. Определенный отсек насоса производит подачу горючего в необходимый цилиндр двигателя.

Какие бывают ТНВД?

По особенностям конструкции можно разделить топливные насосы на три группы:

          1, Магистральные.
          2. Рядные.
          3. Распределительные.

Магистральные насосы осуществляют подачу горючего по системе Common Rail. Благодаря этой системе перед распределением топливо накапливается в рампе. Магистральные насосы обладают более высоким уровнем давления по сравнению с остальными.

Рядные имеют самую надежную и простую конструкцию. Здесь несколько секций подают горючее в одну форсунку. Своим названием такие насосы обязаны размещению плунжерных пар в ряд. На данный момент рядные ТНВД не применяют в оснащении легковых автомобилей, подходят лишь для грузового транспорта.

Распределительные насосы оснащены двумя или одним плунжерами. Подобный ТНВД может производить обслуживание от четырех до двенадцати цилиндров. Недостатком насосов этого типа является сравнительно небольшой срок службы.

Принцип работы топливного насоса высокого давления

Работа ТНВД заключается в нескольких последовательных действиях.

            — Кулачковый вал вращается и оказывает давление на плунжерные толкатели.
            — Поршень продвигается по втулке.
            — Давление горючего увеличивается, нагнетательные клапаны открываются.
            — Топливо через открытые клапаны попадает к форсункам.

Современные ТНВД оснащены датчиками, которые способны контролировать главные параметры системы.

Функции ТНВД

           — ТНВД способен регулировать с какой периодичностью будет производиться впрыскивание горючего в цилиндры.
           — Насос подает топливо к форсункам вместе с нагнетанием давления.
           — Устройство отмеряет необходимое количество горючее.

Именно насос высокого давления в отличие от карбюратора способен регулировать количество топлива для впрыска в камеру внутреннего сгорания. Данная функция возможна из-за прямой связи с коленвалом. Благодаря этому во время разгона машины количество горючего увеличивается, при снижении оборотов — уменьшается. Таким образом получается достигнуть более экономичного расхода топлива. Кстати, приобрести ТНВД и ремкомплекты к ним можно в интернет-магазине Dieselprime.com.ua.

Принцип работы дизельного топливного насоса высокого давления

Топливный насос высокого давления бывает трех типов: встроенный, распределительный, монококовый. Независимо от того, что это за продукты, самая важная часть — это насос. Количество, давление и время работы топливного насоса должны быть очень точными и автоматически регулироваться в зависимости от нагрузки. Топливный насос высокого давления — это деталь, требующая тонкого и сложного производственного процесса. В настоящее время топливные насосы для дизельных двигателей общего назначения в стране и за рубежом производятся несколькими мировыми профессиональными заводами.

   

Принцип работы

Ознакомиться с принципом работы насосов с корпусом рядного ТНВД.

Источник питания необходим для работы ТНВД. Кулачковые диски в нижних частях насосов приводятся в движение шестернями коленчатого вала двигателей.

 

Плунжер является ключевым компонентом топливного насоса высокого давления. Если взять в качестве метафоры медицинские инъекторы, то съемная заглушка аналогична поршню, а цилиндр можно назвать гильзой поршня. Сборка пружины внутри цилиндра с одной стороны плунжера, поэтому другая сторона будет касаться распределительного вала. Плунжеры будут перемещаться вверх и вниз внутри плунжерных втулок каждый раз, когда распределительные валы поворачиваются на один оборот. Это основное движение плунжера ТНВД.

   

Плунжеры и плунжерные втулки являются очень точными деталями. На корпусе плунжера имеется наклонная прорезь, а на втулке плунжера — всасывание. Всасывание заполнено дизельным топливом. Дизельное топливо поступает в гильзу плунжера, когда наклонная щель плунжера находится на всасывании. Таким образом, плунжер толкается распределительным валом выше. При достижении определенной высоты наклонная щель отшатнется от всасывания, и оно закроется. В этой ситуации дизельное топливо больше не может двигаться, пока плунжер поднимается выше и давит на дизельное топливо. Как только давление топлива достигнет определенного диапазона, односторонний клапан откроется. Следовательно, топливо будет проходить через форсунку и поступать в камеру сгорания цилиндра.

 

Следует отметить, что все дизельные двигатели оснащены впускными и возвратными маслопроводами. Работу впускной трубы понять несложно, а как насчет трубы возврата масла? Это связано с тем, что в цилиндр поступает только часть дизельного топлива, несмотря на некоторое количество дизельного топлива, выбрасываемого плунжерами. Остальное сливается через отверстие для возврата масла. Более того, двигатель регулирует количество впрыскиваемого топлива посредством регулирования выбрасываемого топлива.

 

Поршень будет двигаться вниз после достижения верхней точки.

Затем наклонная щель снова встретится с всасыванием, и дизельное топливо будет засасываться в плунжерную втулку. Начинается новый цикл. Каждая плунжерная система рядного ТНВД соответствует одному цилиндру. В рядном ТНВД есть четыре цилиндра, для которых требуется всего четыре плунжерных системы. Это делает продукты, которые будут предлагаться в больших размерах. Обычно они используются в автомобилях среднего или большого размера. Например, в дизельных двигателях автобусов и грузовиков обычно используются встроенные впрыскивающие насосы.

 

Топливные насосы высокого давления, применяемые в дизельных двигателях автомобилей и легковых автомобилей, как правило, распределительного типа. Они отличаются небольшими размерами, малым весом, меньшим количеством компонентов и простой конструкцией. В этом типе насоса используется один или два комплекта плунжерной системы для подачи дизельного топлива и подачи его в топливные форсунки.

 

На рабочем колесе установлены две группы плунжеров.

Плунжеры вращаются вместе с рабочими колесами при вращении от двигателей. Выпуклая часть кулачкового кольца давит на поршень и заставляет его играть роль насоса для подачи дизельного топлива в масляное отверстие в середине рабочего колеса. В это время дизельное топливо остается на входах распределителей и распыляется по очереди.

 

Поскольку обороты двух групп плунжерной системы (или одной группы плунжерной системы) пропорциональны увеличению количества цилиндров, ТНВД ограничен количеством цилиндров и максимальной скоростью вращения.

 

С развитием технологии дизельных двигателей в настоящее время популярны один тип насоса для впрыска топлива мономерного типа (называемый мономерным насосом или насос-форсункой). По сути, он объединяет два вышеупомянутых типа ТНВД в один тип. Впрыск топлива в каждый цилиндр осуществляется соответствующим независимым узлом впрыска (мономерным насосом или насос-форсункой).

Предыдущая статья: Восемь явлений, связанных с неисправностями системы Common Rail высокого давления
Следующая статья: Устранение неполадок автоматического перегорания дизельного двигателя Isuzu — MATLAB и Simulink

Открытая модель

В этом примере показана рядная многоэлементная система впрыска дизельного топлива. Он содержит кулачковый вал, подкачивающий насос, 4 встроенных насоса форсунок и 4 форсунки.

Модель

Описание системы впрыска

Система впрыска дизельного топлива, моделируемая этой моделью, показана на схеме ниже.

Рисунок 1. Схематическая диаграмма системы впрыска

Структура системы воспроизведена из H. Heisler, Vehicle and Engine Technology (второе издание), 1999 г., и классифицируется как рядная многоэлементная система впрыска. Он состоит из следующих основных узлов:

Кулачковый вал несет пять кулачков. Первый — эксцентриковый кулачок для приведения в действие подъемного насоса. Остальные четыре предназначены для привода плунжеров насоса. Кулачки установлены таким образом, что насосные элементы подают топливо в порядке зажигания и в нужный момент рабочего цикла двигателя. Подкачивающий насос подает жидкость на вход насос-форсунок. Каждый элемент насоса состоит из плунжера с кулачковым приводом, нагнетательного клапана и узла регулятора. Назначение регулятора — контролировать объем топлива, подаваемого плунжером в цилиндр. Это достигается вращением плунжера с винтовой канавкой относительно сливного отверстия. Более подробно все системные блоки будут описаны в следующих разделах.

Целью моделирования является исследование работы всей системы. Цель определяет степень идеализации каждой модели в системе. Если бы целью было, например, исследование нагнетательного клапана или форсунки, количество учитываемых факторов и объем рассматриваемого элемента были бы другими.

Примечание: Модель системы не представляет собой какую-либо конкретную систему впрыска. Все параметры были назначены на основе практических соображений и не представляют каких-либо конкретных параметров производителя.

Кулачковый вал

Модель кулачкового вала состоит из пяти моделей кулачков. Имеется четыре кулачка параболического профиля и один эксцентриковый кулачок. Каждый кулачок содержит маскированную подсистему Simulink®, которая описывает профиль кулачка и генерирует профиль движения для источника положения, построенного из блоков Simscape™.

Моделирование профиля кулачка

Профиль движения создается как функция угла вала, который измеряется блоком Angle Sensor из библиотеки Pumps and Motors. Датчик преобразует измеренный угол в значение в диапазоне от нуля до 2*pi. После определения угла цикла он передается подсистеме Simulink IF, которая вычисляет профиль. Предполагается, что кулачок, приводящий в движение плунжер насосного элемента, имеет параболический профиль, под которым толкатель движется вперед и назад с постоянным ускорением следующим образом:

В результате при начальном угле выдвижения толкатель начинает движение вверх и достигает своего верхнего положения после поворота вала на дополнительный угол выдвижения . Толкатель начинает обратный ход при начальном угле отвода , и для завершения этого движения требуется угол отвода . Разница между начальным углом отвода и ( начальный угол выдвижения + угол выдвижения ) устанавливает угол задержки в полностью выдвинутом положении. Профиль реализован в подсистеме Simulink IF.

Последовательность запуска моделируемого дизельного двигателя предполагается следующей: 1-3-4-2. Последовательность работы кулачка показана на рисунке ниже. Углы выдвижения и возврата установлены равными пи/4. Угол задержки с полностью выдвинутым толкателем установлен на 3*pi/2 рад.

Профиль эксцентрикового кулачка рассчитывается по формуле

, где e — эксцентриситет.

Источник положения

Модель источника положения, которая генерирует положение в механическом поступательном движении в соответствии с сигналом Simulink на его входе, состоит из блока Ideal Translational Velocity Source, блока PS Gain и блока датчика поступательного движения. в отрицательном отзыве. Передаточная функция источника положения равна

где

T — Постоянная времени, равная 1/Усиление,

Усиление — Усиление блока PS Gain.

Коэффициент усиления установлен на 1e6, что означает, что сигналы с частотами до 160 кГц передаются практически без изменений.

Подъемный насос

Модель подъемного насоса поршнево-мембранного типа состоит из блока гидравлических цилиндров одностороннего действия и двух блоков обратных клапанов. Обратные клапаны имитируют впускной и выпускной клапаны, установленные с обеих сторон подъемного насоса (см. рис. 1). Контакт между роликом штока насоса и кулачком представлен блоком Translational Hard Stop. Блок Translational Spring имитирует две пружины в насосе, которые должны поддерживать постоянный контакт между роликом и кулачком.

Нагнетательный насос

Рядный нагнетательный насос представляет собой четырехэлементный насосный агрегат. Каждый элемент подает топливо в свой цилиндр. Все четыре элемента идентичны по конструкции и параметрам и смоделированы с помощью одной и той же модели, называемой элементом впрыскивающего насоса. Каждая модель элемента впрыскивающего насоса содержит две подсистемы с именами «Насос» и «Инжектор» соответственно. Насос представляет собой плунжер насоса и механизм управления насосом, а Инжектор имитирует форсунку, установленную непосредственно на цилиндре двигателя (см.

рис. 1).

Плунжер насоса колеблется внутри корпуса насоса, приводимый в движение кулачком (см. рис. 1). Плунжер моделируется блоком гидравлического цилиндра одностороннего действия. Блоки Translational Hard Stop и Mass представляют контакт между роликом плунжера и массой плунжера соответственно. Контакт поддерживается пружиной TS.

При движении плунжера вниз камера плунжера заполняется топливом под давлением, создаваемым подкачивающим насосом. Жидкость заполняет камеру через два отверстия, называемых входным портом и портом разлива (см. рис. 2, а ниже).

Рисунок 2. Взаимодействие плунжера с контрольными отверстиями в цилиндре

После того, как плунжер перемещается в свое верхнее положение, достаточно высокое, чтобы перекрыть оба отверстия от впускной камеры, давление на выходе начинает нарастать. При некотором подъеме форсунка в цилиндре двигателя принудительно открывается, и в цилиндр начинает впрыскиваться топливо (рис. 2, б).

Впрыск прекращается при достижении винтовой канавки, образованной на боковой поверхности плунжера, сливного отверстия, которое через отверстие, просверленное внутри плунжера, соединяет верхнюю камеру с камерой низкого давления (рис. 2, в). Положением винтовой канавки относительно сливного отверстия можно управлять, вращая плунжер с вилкой управления, тем самым регулируя объем впрыскиваемого в цилиндр топлива.

Модель механизма управления плунжером основана на следующих допущениях:

1. В схеме управления имеется три регулируемых отверстия: входное, сливное и отверстие, образованное винтовой канавкой и сливным отверстием. Отверстия впускного и сливного отверстий зависят от движения плунжера, а открытие отверстия канавки-сливного отверстия зависит от движения плунжера и вращения плунжера. Для простоты смещение, создаваемое вращением плунжера, представлено как источник линейного движения, объединенного со смещением плунжера.

2. На рисунке ниже показаны все размеры, необходимые для параметризации отверстий:

— Диаметр отверстия впускного отверстия

— Диаметр отверстия сливного отверстия

— Ход плунжера

— Расстояние между впускным отверстием и верхним положением плунжера

— Расстояние между отверстием сливного отверстия и верхним положением плунжера

— Расстояние между отверстием сливного отверстия и верхним краем винтовой канавки

3. При назначении начальных отверстий и ориентации отверстий плунжер 9Верхнее положение 0062 принимается за начало координат , а движение вверх рассматривается как движение в положительном направлении. Другими словами, ось X направлена ​​вверх. Согласно этим предположениям, направления отверстия впускного и сливного отверстий должны быть установлены на Открывается в отрицательном направлении , а отверстие желоба-сливного отверстия должно быть установлено на Открывается в положительном направлении , поскольку оно открывается при движении плунжера вверх. В таблице ниже показаны значения, присвоенные начальным отверстиям и диаметрам отверстий.

 Обозначение Имя в файле параметров Значение Примечания
S ход 0,01 м
D_inlet_or_diameter 0,003 м
D_s разлив_или_диаметр 0,0024 м
h_in -stroke + inlet_or_diameter + 0,001 Впускное отверстие смещено вверх на 1 мм относительно выпускного отверстия
h_s -ход + разлив_или_диаметр
h_hg Spill_or_diameter Предполагается, что выпускное отверстие полностью открыто в верхнем положении плунжера 

4. Рабочий ход плунжера равен

Впускное отверстие, как правило, расположено выше выпускного отверстия. В примере это расстояние равно 1 мм. Вращением плунжера вы изменяете начальное отверстие канавки-разливного отверстия. Поскольку начальное отверстие является параметром и не может быть динамически изменено, смещение начального отверстия моделируется добавлением эквивалентного линейного смещения элемента управления отверстием. Чем больше эквивалентный сигнал, тем раньше открывается сливное отверстие, тем самым уменьшая объем топлива, подаваемого в цилиндр. Максимальное значение эквивалентного сигнала равно эффективному ходу. При этом значении переливное отверстие все время остается открытым.

Форсунка

Модель форсунки основана на блоке гидравлического цилиндра одностороннего действия и блоке игольчатого клапана. Игольчатый клапан закрывается в исходном положении усилием, развиваемым предварительно нагруженной пружиной. Когда усилие, развиваемое цилиндром, превышает усилие пружины, форсунка открывается и позволяет впрыскивать топливо в цилиндр.