ТНВД: що це таке в машині, види, діагностика та несправності

ТНВД що це таке

Як вже багато хто зрозумів, ця назва – це абревіатура. Розшифровка ТНВД досить проста. Вона розшифровується як паливний насос високого тиску. задача даного агрегату – подати вчасно в камеру згоряння дизель під високим тиском.

Дизельне паливо має одну важливу особливість – якісне займання можливо тільки при достатньому тиску. Якщо воно буде занадто низьким, то іскра не зможе запалити суміш. Застосування стандартної поршневої системи вважається неефективним.

 

Для роботи дизельного мотора знадобиться створити тиск від 150 мегапаскалей. Вирішенням цієї проблеми і став специфічний для дизеля агрегат ТНВД.

З появою передової системи упорскування Common Rail, яка здійснює електронне управління форсунками, насос став виконувати тільки одну дію – створення достатнього рівня тиску. При цьому Common Rail встановлюється далеко не на всіх автомобілях. Паливний насос високого тиску – це важливий і незамінний компонент, що забезпечує правильну роботу двигуна. Будь-якому водієві дизельного авто буде корисно знати принцип роботи апарату і його різновиди.

конструкція пристрою

Існує кілька видів ТНВД дизельного двигуна. Далі буде описано загальний пристрій ТНВД. Насос включає два ключові компоненти: плунжер (або поршень) і циліндр малого діаметра, по якому ходить поршень. Разом вони утворюють плунжерну систему. Виготовляється вона тільки з високоякісної сталі, щоб витримати без деформацій високі тиску. Важливу роль відіграє висока точність, з якою проводиться така плунжерні пара.

Багатьом водіям вже відомо, що ТНВД є одним з найдорожчих елементів в конструкції. Використання якісної сировини та необхідність для виробництва високоточного обладнання роблять цю деталь такої дорогої. На території колишнього СРСР було менше 3 заводів, які здатні були виготовляти паливні насоси високого тиску.

Робота насоса можлива багато в чому завдяки дуже маленькому відстані між плунжерній парою. Його називають прецизійним сполученням. Також насос здійснює розподіл палива по форсунках. Це проміжний елемент в ланцюзі, який об’єднаний безпосередньо з насосом. Нижня частина форсунки знаходиться в камері згоряння. Вона відповідає за розпорошення дизеля. Точний час займання визначається кутом випередження.

 

Як правило, паливний насос високого тиску розташовується в підкапотному просторі недалеко від двигуна. На іномарках трубопроводи до форсунок від насоса будуть металевими, що утруднить демонтаж деталі.

Тепер ви знаєте пристрій ТНВД дизельного двигуна. Це загальна інформація, так як більш специфічні деталі конструкції необхідно вивчати на прикладі насоса конкретного виду.

різновиди ТНВД

Розвиток технологій призвело до появи декількох видів ТНВД. Далі будуть розглянуті наступні типи:

  • рядний;
  • розподільний;
  • магістральний.

Кожен тип має свої особливості.

рядний

Це вкрай надійний і довговічний тип насосів. У легкових автомобілях його перестали застосовувати десь в 2000 роках, але на дизельних вантажівках він використовується повсюдно. ТНВД подібного класу змащуються моторним маслом, що дозволяє працювати навіть на низькоякісному дизелі. Рядні моделі встановлюються в моторах з роздільними камерами згоряння.

Як зрозуміло з назви, все плунжерні пари встановлені в один ряд. Їх кількість визначається числом циліндрів в моторі. До колінчастого валу приєднується кулачковий вал. Саме він приводить в рух кожну з плунжерних пар. Для постійного притиснення плунжера до кулачкам є спеціальні пружини.

Принцип дії досить простий: при обертанні кулачкового валу плунжер зсувається. Він закриває собою впускне і випускний отвори. Паралельно створюється високий тиск, завдяки якому відбувається відкриття нагнітального клапана. Після дизель через паливопровід надходить до конкретної форсунки.

За регулювання кількості палива відповідає електроніка. У старих машинах це робиться механічним шляхом. Останній спосіб передбачає поворот плунжера на невеликий градус всередині циліндра. Це досягається за рахунок використання шестерні, з’єднаної з зубчастої рейкою.

Рейка з’єднується з педаллю акселерометра. Коректний уприскування палива при різному натисканні педалі здійснюється за допомогою спеціальної муфти.

Вона має пару грузиков, які розходяться під дією відцентрових сил і забезпечують раннє або пізніше впорскування, враховуючи обороти мотора.

 

розподільчий

Це наступне покоління, що володіє парою важливих переваг у порівнянні з рядними моделями (менші габарити деталі, більш стабільна і плавна робота). При цьому розподільні ТНВД поділяються на кілька підкласів:

  • плунжерні або роторні;
  • з торцевими, внутрішніми або зовнішніми кулачками.

У конструкції використовується пара плунжеров, які працюють на всі камери згоряння. Через невисоку довговічності подібні пристрої встановлюються на легкових автомобілях. Плунжери роблять стільки оборотів, скільки циліндрів в моторі, за рахунок чого і зменшується суттєво термін експлуатації в порівнянні з рядними ТНВД.

магістральний

Більшість сучасних дизельних іномарок оснащується системою Common Rail, (прямий впорскування палива). Невід’ємним компонентом є магістральний ТНВД. Він характеризується кращою керованістю процесу згоряння. Домогтися цього вдалося за рахунок подачі палива не прямо в циліндр, а в спеціальну акумулюючі ємності (паливна рампа). Цей конструктивний хід дозволив розділити процес вприскування і створення тиску.

У різних автомобілях використовується паливний насос високого тиску з 1, 2 або 3 плунжерними парами. Додатково в конструкції може бути присутнім гідравлічний привід. З акумулюючої ємності паливо потрапляє в циліндр через спеціальні клапани, здатні регулювати дозування.

Магістральні моделі є верхом еволюції подібних насосів, надаючи максимальну ефективність. Робота регулюється електронним блоком управління, що з іншого боку є вразливістю. Також до недоліків можна віднести примхливість насоса до дизельного палива і висока вартість. Найменші деформації в рухомих компонентах можуть вивести деталь з ладу.

 

Як це працює

Давайте розглянемо в подробицях принцип роботи ТНВД. Як вже було описано раніше, конструкція складається з плунжера і нагнітального клапана.

В ході обертання кулачкового вала (який отримує обертальний момент від колінчастого вала через передачу) він «набігає» на муфту. Остання зміщується в напрямку форсунки, створюючи в паливі над плунжером все більший тиск. Паралельно закривається впускний канал.

При досягненні конкретного показника тиску, нагнітальний клапан відкривається, а паливо витісняється в форсунку.

При русі вниз залишки палива йдуть через спеціальний гвинтовий канал в корпусі плунжера. Отвір в плунжері стає на одному рівні в певний момент з випускним каналом. Потім процедура повторюється. В сучасних іномарках управління здійснюється за допомогою електронного блоку управління (ЕБУ).

ЕБУ отримує інформацію від датчика температури, обертання валу і інших, на основі яких формуються керуючі сигнали. Електронна система також враховує, наскільки педаль газу натиснута, які температури палива і охолоджуючої рідини. У пам’яті пристрою зберігаються оптимальні режими роботи. На основі закладених алгоритмів і надходить електроніка управляє циклової подачею і кутом випередження впорскування.

Залежно від специфіки пристрою в конструкції можуть бути додаткові елементи, які контролюють роботу ТНВД.

Ознаки та причини несправності

Дуже багато автомобілістів цікавляться тим, як визначити, що паливний насос високого тиску дизельного двигуна вийшов з ладу або працює з проблемами. Існує ряд ознак, на які слід звертати увагу:

  • проблемний запуск мотора;
  • підвищена витрата дизеля;
  • помітні провали потужності;
  • поява нетипового шуму або сторонніх звуків при роботі двигуна;
  • висока димність вихлопу.

Причини цих явищ можуть бути найрізноманітніші. Перша і найпоширеніша – природний знос. Відстань між плунжером і циліндром збільшується, починає утворюватися нагар, що, природно, призводить до перебоїв у системі. Можлива нерівномірна подача палива. Відбувається вона з-за наступних чинників:

 

  • стирання металу плунжеров;
  • підвищений знос клапанів або зубчиків на рейці;
  • зменшення пропускної здатності форсунки;
  • фізичні ушкодження втулки.

Явною ознакою зносу плунжерній пари є «плавання» оборотів на холостому ходу.

Діагностика та ремонт

Визначити точну поломку автомобілістам в гаражних умовах практично неможливо. Для діагностики ПНВТ необхідні спеціалізовані стенди і досвідчені механіки. Навіть якщо ви зможете демонтувати і розібрати насос, не рекомендуємо самостійно щось міняти, з огляду на високу вартість цієї деталі.

Виконуйте ремонт тільки в спеціалізованих техцентрах. Буває, що ТНВД повністю справний, а неполадки в функціонування вносить електронний блок управління. Проблема може бути як в «мізках» машини, так і в датчиках.

Некоректні свідчення хоча б з одного з них приведуть до неправильного формування керуючих сигналів.

Щоб максимально продовжити термін служби насоса, рекомендуємо використовувати тільки якісне дизпаливо. Обов’язково перевіряйте стан паливного фільтра. Якщо він буде занадто засмічений, то навіть якісне паливо буде поступово створювати нагар на стінках втулки. Не нехтуйте діагностикою, адже своєчасне виявлення неполадки дозволить заощадити на ремонті. Дешевше замінити деякі компоненти в ТНВД, ніж купувати повністю нову деталь.

Тепер ви знаєте, що ТНВД – це важливий агрегат в конструкції дизельних автомобілів. Купуючи дешеве пальне, задумайтеся, чи варто ваша економія поломки паливного насоса.

ТНВД (паливний насос високого тиску)

ТНВД що це таке

ТНВД є один з ключових вузлів двигуна транспортного засобу. Його важливість показує порівняння з серцевим м’язом в організмі людини, завданням якої виступає забезпечення циркуляції крові по тілу. Призначення ТНВД аналогічно, з тією лише різницею, що він відповідає за переміщення пального по паливній системі.

 

визначення

ТНВД або паливний насос високого тиску – це складний з конструктивної та технологічної точок зору вузол системи подачі палива в дизельному або бензиновому двигуні. Англійська назва пристрою – injection pump. Основними функціями ТНВД виступають такі:

  • подача пального до форсунок з одночасним нагнітанням тиску;
  • дозування палива в залежності від обраного водієм режиму експлуатації;
  • визначення оптимальної періодичності упорскування палива в циліндри двигуна.

Ключовою відмінністю паливного насоса високого тиску від виконує в цілому аналогічні функції карбюратора виступає уприскування чітко дозованої кількості пального в камери внутрішнього згоряння двигуна.

Це досягається встановленням безпосереднього зв’язку з колінчастим валом, що дозволяє при розгоні автомобіля збільшувати порцію подається паливно-повітряної суміші, а при зменшенні оборотів – знижувати обсяг палива, що впорскується пального.

Як наслідок – зменшується витрата палива і забезпечується більш високий ККД роботи двигуна, що і виступає головним достоїнством ТНВД.

Історія розробки та вдосконалення

Розробником ТНВД вважається Роберт Бош. Активне використання розглянутого різновиду паливного насоса на легкових автомобілях почалося в другій половині 30-х років минулого століття.

Спочатку паливний насос високого тиску призначався виключно для дизельних двигунів. Однак, в даний час ТНВД застосовується і для бензинових агрегатів, обладнаних инжекторной системою, що забезпечує впорскування палива непряму в циліндри.

Постійне зростання вимог в частині охорони праці і дотримання екологічних стандартів пояснює ще один важливий напрямок поліпшення ТНВД. В сучасних умовах відбулося витіснення механічних паливних насосів пристроями, оснащеними електронним регулюванням подачі пального. Другий варіант системи упорскування палива набагато економічніше і зводить до мінімуму кількість шкідливих викидів в атмосферу.

 

Пристрій

Розрізняють декілька видів паливних насосів високого тиску. Незважаючи на істотні конструктивні відмінності, основним робочим вузлом ТНВД є так звана плунжерні пара. Основним її завданням є нагнітання тиску в паливній системі.

Пристрій плунжерній пари включає дві деталі – поршень або плунжер, що дав назву робочого вузла, і втулка або гільза. Принцип роботи пристрою заснований на зворотно-поступальному русі, яке плунжер здійснює в межах втулки. При цьому канали та клапани, розташовані всередині ТНВД забезпечують подачу пального в порожнину, розміщену над плунжером, а також його відведення після стиснення і нагнітання тиску.

Вузол може ефективно працювати тільки при забезпеченні високого рівня герметичності. Для цього робочі поверхні і поршня, і втулки ретельно обробляються, що дало ще одну назву плунжерній пари – прецизійна, тобто високоточна. Ще одна обов’язкова вимога до поршня і втулки – виготовлення з вкрай міцних марок сталі, здатної витримати серйозні навантаження.

Наявність інших конструктивних елементів, деталей і вузлів паливного насоса високого тиску залежить від конкретної різновиди пристрої. Конструкція найбільш простого і широко поширеного рядного ТНВД передбачає присутність наступних деталей:

  • плунжерні пара, докладно описана вище;
  • спеціальні канавки, призначення яких – подача пального до плунжерній парі;
  • кулачковий вал, оснащений відцентровою муфтою, який обертається за допомогою ременя ГРМ;
  • штовхачі плунжера, передають енергію, що надходить від кулачкового вала;
  • пружини, призначені для повернення плунжера у вихідне положення;
  • нагнітальні клапани, що забезпечують рух палива в потрібному для експлуатації двигуна напрямку;
  • зубчасті рейки, штуцери і так званий всережімний регулятор, що активується педаллю газу.

Деякі особливості інших різновидів ТНВД описуються нижче. Але незалежно від відмінностей в конструкції, принцип роботи будь-яких паливних насосів високого тиску приблизно однаковий.

Принцип роботи

Схема роботи даної моделі паливного насоса нагадує експлуатацію двотактного двигуна внутрішнього згоряння. Вона включає в себе кілька послідовно реалізованих етапів:

  1. Обертання кулачкового вала з наданням тиску на штовхачі плунжера.
  2. Переміщення поршня по втулці.
  3. Збільшення тиску палива, в результаті якого відкриваються нагнітальні клапани.
  4. Надходження пального до форсунок через відкриті клапани.

Важливою особливістю ТНВД виступає потрапляння в форсунки не всієї паливно-повітряної суміші, а тільки чітко визначеної дози. Час, що залишився паливо через спеціальні зливні клапани повертається в систему.

Наявність відцентрової муфти забезпечує надходження пального в потрібний момент, а присутність в конструкції всережимного регулятора забезпечує точне визначення необхідного обсягу суміші.

В результаті одночасної роботи всіх вузлів паливного насоса високого тиску вдається домогтися продуктивної роботи двигуна при мінімально можливій витраті палива.

Подальшого збільшення ККД двигунів, оснащених ТНВД, дозволяє домогтися використання електронних систем управління роботою паливного насоса. Сучасні високоточні датчики контролюють всі ключові параметри системи, до числа яких відносяться:

  • зміна положення педалі газу;
  • кількість обертів розподільного вала;
  • рівень температури охолоджуючої рідини;
  • швидкість транспортного засобу;
  • рівень тиску в системі наддуву повітря;
  • зміна положення голки форсунки і т.д.

Додатковий плюс ТНВД з електронним блоком контролю і управління – наявність ефективних програм самодіагностики системи. Вони дозволяють швидко виявляти виниклі проблеми і забезпечують роботу двигуна навіть в разі відмови окремих вузлів або деталей.

Класифікація

Для класифікації ТНВД застосовується кілька ознак. За принципом роботи розрізняють паливні насоси безпосередньої дії і системи, що передбачають акумуляторний уприскування. Перша різновид також ділиться на два типи – з механічним і пневматичним приводом. Вона забезпечує одночасне здійснення процесів накопичування тиску і вприскування, а тому простіше і набагато частіше застосовується на практиці.

Другий різновид – паливний насос з гідроакумулятором – розділяє виконання накачування паливно-повітряної суміші і її уприскування в форсунки.

Спочатку пальне збирається в спеціальному сховищі, який і називається акумулятором, після чого передається для спалювання. В результаті підвищується ефективність роботи двигуна, але при цьому помітно ускладнюється конструкція ТНВД.

Останній аргумент став головною причиною того, що насоси з гідроакумулятором не належать до числа популярних.

Другий класифікують ознака – конструктивні особливості насоса. Відповідно до них прийнято розрізняти три типи ТНВД:

  1. Рядні . Найбільш проста і надійна конструкція, яка передбачає наявність декількох ніш або секцій, кожна з яких призначена для подачі палива в одну форсунку двигуна. При цьому плунжерні пари розміщуються в ряд, що й дало назву агрегату. Сьогодні такий різновид ТНВД застосовується виключно на вантажних автомобілях, що пояснюється надійністю і низьким рівнем вимог до якості палива. Однак, через великі габарити і невисокого, в порівнянні з альтернативними варіантами, ККД, установка на легкові авто припинена в 2000 році.
  2. Розподільні . Цей різновид насоса передбачає наявність одного або двох плунжерів, кількість яких визначається обсягом двигуна. Завдяки особливостям конструкції, цього виявляється цілком достатньо для обслуговування циліндрів, число яких варіюється в межах від 4 до 12. У результаті, досягається зменшення маси і розмірів ТНВД, що дозволяє використання на двигунах легкових авто. Основний мінус – порівняльна недовговічність насосів розподільного типу.
  3. Магістральні . ТНВД цього типу передбачає систему подачі палива Common Rail, яка стала в останні роки однією з найбільш затребуваних. особливість – накопичення палива перед надходженням до форсунок в спеціальній рампі. Основна перевага магістральних ТНВД – високий рівень тиску (понад 180 МПа), завдяки якому досягається більш ефективне спалювання палива, що забезпечує зростання ККД при зниженні витрат палива.

 

Ви також можете насолодитися:

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *