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.

Механические ТНВД VE типа. Устройство и принцип работы.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) — основной конструктивный элемент системы впрыска дизельного двигателя, выполняющий две основные функции: дозированную подачу топлива в цилиндры двигателя под давлением и определение правильного момента начала впрыска. После появления аккумуляторных систем впрыска, задачу определения момента подачи топлива выполняет электронная форсунка.

Принципиальная схема системы топливоподачи дизельного двигателя с одноплунжерным ТНВД

Принципиальная схема системы топливоподачи дизеля с одно­плунжерным распределительным топливным насосом (ТНВД) с торцевым кулачко­вым при­водом плунжера показана на рисунок:

Рис. Принципиальная схема системы топливоподачи дизельного двигателя с одноплунжерным ТНВД: 1 – топливопровод низкого давления; 2 – тяга; 3 – педаль подачи топлива; 4 – ТНВД; 5 – электромагнитный клапан; 6 – топливопровод высокого давления; 7 – топливопровод сливной магистрали; 8 – форсунка; 9 – свеча накаливания; 10 – топливный фильтр; 11 – топливный бак; 12 – топливоподкачивающий насос (применяется при магистралях большой протяженности; 13 – аккумуляторная батарея; 14 – замок «зажигания»; 15 – блок управления временем включения свечей накаливания

Топливо из бака 11 прокачивается по топливо­проводу низкого давления в топливный фильтр тонкой очистки топлива 10, откуда засасывается топливным насосом низкого давления и затем направляется во внутреннюю полость корпуса ТНВД 4, где создается давление порядка 0,2 … 0,7 МПа. Далее топливо поступает в насосную секцию высокого давления и с помощью плунжера — распреде­лителя в соответствии с порядком работы цилиндров подается по топливопроводам высокого давления 6 в форсунки 8, в результате чего осуществляется вспрыскивание топлива в камеру сгорания дизеля. Избыточное топливо из корпуса ТНВД, форсунки и топливного фильтра (в некоторых конструкциях) сливается по топливо­проводам 7 обратно в топливный бак. Охлаждение и смазка ТНВД осуществляются циркулирующим в системе топливом. Фильтр тонкой очистки топлива имеет важное значение для нормальной и безаварийной работы ТНВД и форсунки. Поскольку плунжер, втулка, нагнетательный клапан и элементы форсунки являются деталями прецизионными, топливный фильтр должен задерживать мельчайшие абразивные частицы размером 3…5 мкм. Важной функцией фильтра является также задержание и выведение в осадок воды, содержащейся в топливе  Попадание влаги во внутреннее пространство насоса может привести к выходу последнего из строя по причине образования коррозии.

Топливный насос подает в цилиндры дизеля строго дози­рован­ное количество топлива под высоким давлением в определенный момент времени в зависимости от нагрузки и скоростного режима, поэтому характеристики двигателей существенно зависят от работы ТНВД.

Схема и общий вид распределительного насоса VE

Схема распределительного насоса VE представлена на первом рисунке, а его общий вид на следующем.

Основные функциональные блоки топливного насоса VE представляют собой:

• роторно-лопастной топливный насос низкого давления с регулирующим перепускным клапаном
• блок высокого давления с распределительной головкой и дозирующей муфтой
• автоматический регулятор частоты вращения с системой рычагов и пружин
• электромагнитный запирающий клапан, отключающий подачу топлива
• автоматическое устройство (автомат) изменения угла опережения впрыскивания топлива

Рис. Схема топливного насоса — Bosch VE: 1 – вал привода насоса; 2 – перепускной клапан регулирования внутреннего давления; 3 – рычаг управления подачей топлива; 4 – грузы регулятора; 5 – жиклер слива топлива; 6 – винт регулировки полной нагрузки  7 – передаточный рычаг регулятора; 8 – электромагнитный клапан остановки двигателя; 9 – плунжер  10 – центральная пробка; 11 – нагнетательный клапан; 12 – дозирующая муфта; 13 – кулачковый диск; 14 – автомат опережения впрыска топлива; 15 – ролик; 16 – муфта; 17 – топливо-подкачивающий насос низкого давления

Рис. Общий вид распределительного ТНВД VE: а – ТНВД; б – блок высокого давления с распределительной головкой и дозирующей муфтой. Позиции соответствуют позициям на предыдущем рисунке.

Дополнительные устройства распределительного ТНВД VE

Распределительный ТНВД VE может также быть оснащен различными дополнительными устройствами, например, кор­рек­торами топ­ливоподачи или ускорителем холодного пуска, которые позволяют индивидуально адаптировать ТНВД к особенностям данного дизеля.

Вал привода 1 топливного насоса расположен внутри корпуса ТНВД, на валу установлен ротор 17 топливного насоса низкого давления и шестерня привода вала регулятора с грузами 4. За валом 1 неподвижно в корпусе насоса установлено кольцо с ро­ли­ками и штоком привода автомата опережения впрыски­вания топлива 14. Привод вала ТНВД осуществляется от колен­чатого вала дизеля, шесте­ренчатой или ременной передачей. В че­тырехтактных двигателях частота вращения вала ТНВД составляет половину от частоты вращения коленчатого вала, и работа распределительного ТНВД осуществляется таким образом, что поступательное движение плунжера синхронизировано с движением поршней в цилиндрах дизеля, а вращательное обеспечива­ет распределе­ние топлива по цилиндрам. Поступательное движение обеспечивается кулачковой шай­бой, а враща­тельное – валом топливного насоса.

Автоматический регулятор частоты вращения включает в себя центробежные грузы 4, которые через муфту регулятора и систему рычагов воз­действуют на дози­рующую муфту 12, изменяя таким образом величину топливоподачи в зависимости от скоростного и на­грузочного режимов дизеля. Корпус ТНВД закрыт сверху крышкой, в которой установлена ось рычага управления, связанного с педалью акселератора.

Автомат опережения впрыскивания топлива является гидравлическим устройством, работа которого определяется давлением топлива во внутренней по­лости ТНВД, создаваемым топливным насосом низкого давления с регулирующим перепу­скным клапаном 2.

Что такое топливный насос — Типы топливных насосов

Главная » Автомобили » Топливный насос: типы топливных насосов и принцип их работы

Последнее обновление: 25 октября 2021 г. Саиф М. , вы узнаете ТНВД , виды ТНВД , и их принцип работы.

Назначение топливного насоса состоит в том, чтобы дозировать нужное количество топлива и подавать его в нужное время в цилиндр двигателя в соответствии с изменяющимися требованиями к нагрузке и скорости.

Конструкция и работа топливного насоса

Поршень приводится в действие кулачковым механизмом в нижней части. Поршень совершает возвратно-поступательное движение в стволе. Плунжеров столько, сколько цилиндров в двигателе. Плунжер имеет прямоугольный вертикальный паз.

Нагнетательный клапан отрывается от своего седла под давлением топлива, воздействующего на пружину. Топливо из нагнетательного клапана поступает в форсунку. Когда плунжер находится в нижней части своего хода, входное отверстие и разлив открыты, топливо из насоса низкого давления после фильтрации нагнетается в ствол.

Теперь плунжер подталкивается кулачком вверх, и обе части закрываются. При дальнейших движениях плунжера топливо над ним сжимается, что поднимает нагнетательный клапан и топливо через него поступает к форсунке.

Плунжер поднимается еще выше, и в определенный момент винтовая канавка соединяет сливное отверстие через прямоугольный паз с топливом в верхней части плунжера. Следовательно, происходит внезапный перепад давления, из-за которого нагнетательный клапан возвращается на свое место под действием пружины. Давление в напорной трубе также падает. Таким образом, выброс из сопла форсунки резко прекращается. Цикл повторяется снова и снова.

При каждом ходе плунжера продолжительность подачи более или менее зависит от того, раньше или позже сливное отверстие сообщается с топливом под высоким давлением в верхней части ствола. Это зависит от положения винтовой канавки, которое можно изменить, вращая плунжер за рейку.

Стойка подключена к ускорителю. Он зацепляется с зубчатым квадрантом. Движение рейки вращает квадрант шестерни, который в конечном итоге вращает плунжер. Водитель просто управляет акселератором, который регулирует подачу топлива в цилиндр двигателя.

Читайте также: Что такое рулевое управление? и как это работает? [Полное руководство]

Типы топливных насосов

Топливный насос используется в топливной системе для подачи топлива из топливного бака в карбюратор. Многие типы топливных насосов используются в современных автомобилях.

Два основных типа топливных насосов:

1. Механический топливный насос
2. Электрический топливный насос

Характеристики топлива проверяются давлением, объемом и вакуумом. Насос должен создавать определенное давление на выходе, как указано производителем. Чтобы проверить насос на давление, подсоедините манометр между насосом и карбюратором и запустите двигатель на заданной скорости. Манометр покажет давление, создаваемое топливным насосом.

Для проверки объема отсоедините подачу топлива от карбюратора и запустите двигатель на холостом ходу. Измерьте объем топлива, выходящего из насоса, собрав его в отдельную емкость.

Для проверки вакуума подсоедините подходящий вакуумметр к мерному бачку и запустите двигатель на холостом ходу. Манометр показывает вакуум, создаваемый внутри насоса для всасывания топлива из топливного бака.

Вакуум должен сохраняться не менее десяти секунд после закрытия двигателя. Топливный насос, подключенный в ходе трех вышеперечисленных испытаний, следует использовать в топливной системе.

Механический топливный насос

Механический топливный насос приводится в действие эксцентриком на распределительном валу двигателя. Он установлен сбоку на блоке цилиндров рядных двигателей. В некоторых двигателях V-8 он установлен между двумя рядами цилиндров.

Конструкция и работа механического топливного насоса

На рисунке показан механический топливный насос диафрагменного типа переменного тока. Он крепится болтами к блоку двигателя или картеру двигателя таким образом, что коромысло скользит по рабочему стакану насоса на распределительном валу двигателя или перед шестерня или звездочка цепи привода ГРМ.

Состоит из высококачественной хлопковой диафрагмы, пропитанной синтетическим каучуком. Движения диафрагмы всасывают топливо из топливного бака и проталкивают его к карбюратору.

Когда кулачок вращается, он воздействует на коромысло, которое, в свою очередь, толкает диафрагму вверх и вниз. Движение диафрагмы вниз всасывает топливо через сетчатый фильтр из топливного бака. Движение диафрагмы вверх толкает топливо вверх, в результате чего впускной клапан закрывается, а выпускной клапан открывается. Топливо через выпускной клапан поступает в карбюратор.

Если поплавковая камера карбюратора полностью заполнена и нет необходимости подкачивать топливо до полного израсходования, а двигатель продолжает работать, то в насосе создастся избыточное давление, что может повредить сам насос.

Во избежание этого соединение между коромыслом и тягой выполнено гибким с помощью пружин. Когда давление топлива в насосе увеличивается, он сжимает диафрагменную пружину и пружину коромысла, которые отделяют коромысло от эксцентрика.

Таким образом, несмотря на то, что кулачок работает постоянно, насос не работает до тех пор, пока в нем не снизится давление топлива. Таким образом, подача топлива в карбюратор регулируется в соответствии с его потребностью.

См. также: Основные компоненты двигателя (названия и изображения деталей двигателя)

Электрический топливный насос

Электрический топливный насос установлен в топливном баке. Он содержит крыльчатку, которая приводится в движение электродвигателем. Это толкает топливо через топливопровод к карбюратору. Другой тип электрического топливного насоса установлен в моторном отсеке.

На рисунке показан топливный насос S.U.elcetric. Он также состоит из диафрагмы, но приводится в действие электрически. Но при включении зажигания обмотка соленоида создает магнитный поток, который тянет якорь и диафрагма движется вверх.

Движение диафрагмы вверх создает всасывание, и топливо всасывается в камеру через впускной клапан. Но как только якорь движется вверх, он отключает электропитание, магнитный поток гаснет, и якорь падает вниз, в результате чего выпускной клапан корпуса открывается, а впускной закрывается.

Топливо поступает в карбюратор. Движение якоря вниз снова подает электропитание на соленоид, и тот же процесс повторяется, насос продолжает работать до выключения зажигания.

---

Вот и все, спасибо за внимание. Если у вас есть вопросы по « виды ТНВД » задавайте в комментариях. Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею с друзьями.

Подпишитесь на рассылку, чтобы получать уведомления, когда мы загружаем новые сообщения.

Введите адрес электронной почты…

Скачать PDF этой статьи:

Скачать PDF

Читать далее:

1. Свеча зажигания: типы, детали, принцип работы, применение с (PDF)
2. Какие существуют типы систем зажигания? PDF
3. Типы систем охлаждения в автомобильных двигателях [объяснено в PDF]

О Саифе М.

Саиф М. по профессии инженер-механик. Он закончил инженерное образование в 2014 году и в настоящее время работает в крупной фирме инженером-механиком. Он также является автором и редактором сайта www.theengineerspost.com 9.0005

…

Топливный насос | Двигатель | Мой автомобильный словарь

Топливный насос расположен у топливного бака и предназначен для подачи необходимого количества топлива из бака в двигатель под необходимым давлением.

Назначение

Назначение автомобильного топливного насоса — подача необходимого количества топлива из бака в двигатель под необходимым давлением.

Механический топливный насос

Старые автомобили с карбюратором обычно оснащены механическим топливным насосом (мембранным насосом). Этот тип топливного насоса приводится в действие распределительным валом или распределительным валом. Он также всасывает топливо из бака и подает его в поплавковую камеру карбюратора. Давление подачи составляет примерно от 0,2 до 0,3 бар.

 Электрический топливный насос состоит из следующих компонентов:

Крышка

Содержит электрические соединения, обратный клапан (для предотвращения выхода из топливной системы) и гидравлический выход. Крышка обычно также содержит угольные щетки для работы коллекторного двигателя и помехоподавляющие элементы (катушки индуктивности и, при необходимости, конденсаторы).

Электродвигатель

Электродвигатель содержит якорь и постоянные магниты. Медный коллектор является стандартным. Углеродные коллекторы используются для специальных применений и дизельных систем.

Насосная секция

Насосная секция представляет собой объемный или проточный насос.

Можно провести широкое различие между электрическими топливными насосами проточного и объемного типа.

Strömungspumpen

Strömungspumpen sind geräuscharm, da der Druckaufbau kontinuierlich und nahezu pulsationsfrei erfolgt. Bezüglich ihres Wirkungsgrades und ihres maximalen Druckaufbaus sind sie verglichen mit Verdrängerpumpen allerdings im Nachteil und werden häufig als Vorstufe in Combination mit diesen eingesetzt.

Verdrängerpumpen

Bei hoch viskosen Medien, wie kaltem Diesel-Kraftstoff, sind Verdrängerpumpen vorteilhaft. Je nach Detailausführung und Einbausituation können die unvermeidlichen Druckpulsationen Geräusche verursachen. Für die klassische Funktion der Elektrokraftstoffpumpen in elektronischen Benzineinspritzsystemen wurde die Verdrängerpumpe von der Strömungspumpe weitgehend abgelöst. Für die Verdrängerpumpe ergibt sich mit ihrem wesentlich erweiterten Druckbedarf und Viskositätsbereich ein neues Anwendungsfeld bei der Vorförderung für Diesel-Common-Systeme. Mit Verdrängerpumpen sind Systemdrücke bis 6,5 bar erreichbar.

In den Anfängen der elektronischen Benzineinspritzung waren Elektrokraftstoffpumpen ausschließlich außerhalb des Tanks (Inline) angeordnet. Heutehingen überwiegt der Tankeinbau. Dabei ist die Elektrokraftstoffpumpe Teil eines Kraftstofffördermoduls, das weitere Elemente umfassen kann. Zu diesen Elementen gehören unter anderem der Tankfüllstandsensor oder ein Saugfilter zum Schutz der Pumpe.

Электрический топливный насос

Внедрение в современные двигатели систем впрыска топлива привело к необходимости использования электрических топливных насосов. Электрический топливный насос подает топливо к форсункам под определенным давлением. Форсунки впрыскивают топливо во впускной коллектор (распределительный впрыск) или непосредственно в камеру сгорания (прямой впрыск бензина). При впрыске через коллектор электрический топливный насос подает топливо из бака к форсункам. При непосредственном впрыске бензина топливо также подается из бака электрическим топливным насосом, а затем сжимается насосом высокого давления до более высокого давления перед подачей к форсункам высокого давления. Независимо от того, холодный двигатель или теплый, электрический топливный насос (ЭТН) выполняет следующую задачу: Подавать в двигатель достаточное количество топлива под давлением, необходимым для впрыска.

Безопасность

Неправильная работа электрического топливного насоса может отрицательно сказаться на безопасности и комфорте. Если подается недостаточное количество топлива, это может привести к ухудшению работы двигателя, например, пропускам зажигания и рывкам.