Разновидности, устройство и принцип работы тнвд

Уровень давления и коэффициент сжатия

Эффективность работы топливного насоса зависит от правильной дозировки, корректности расчета времени при подаче горючего в камеру сгорания и создания нужного давления. Здесь выделяются следующие параметры для разных ТНВД:

• Рядные — 55-135 МПа, в редких случаях от 15 МПа.
• Магистральные — до 135-200 МПа. Давление увеличивалось с развитием технологии и появлением новых поколений. Например, системы 1-го поколения работали с давлением 17-135 МПа, а последнего (4-го) — 23-200 МПа.
• На бензиновых моторах — 3-11 МПа.

Важным моментом в работе дизельного мотора является и степень сжатия.

При расчете коэффициента учитывается отношение между объемом цилиндра (максимальным параметром) и размером камеры при нахождении поршня в самом вверху. В среднем степень сжатия находится между 18:1 и 22:1. Эти показатели учитываются в комплексе с давлением ТНВД и другими параметрами силового агрегата.

Рядные ТНВД

Такие конструкции были разработаны конструкторами компании Bosch. Особенность механизма рядного типа – использование индивидуального набора плунжерной пары для каждого цилиндра. Солярка движется по специальным патрубкам топливных магистралей и направляется в строгой очередности к отдельным распыляющим форсункам.

Что происходит в цилиндрах при работе дизельного мотора:

• вращение от двигателя передается через привод на специальный кулачковый вал;
• детали плунжерной пары приходят в движение под воздействием кулачков;
• толкатель заставляет плунжер перемещаться по цилиндру, сжимая воздух, который сильно нагревается при уменьшении объема;
• когда давление сжатого воздуха превысит заданное значение, срабатывает впускное клапанное устройство;
• через открывшееся отверстие распыленное топливо подается в камеру сгорания цилиндра;
• в горячем сжатом кислороде впрыснутое мелкодисперсное топливо самовозгорается (смесь взрывается и постепенного сгорает в цилиндре);
• плунжер по инерции занимает прежнее положение.

Время точной подачи свежей порции топлива в каждый цилиндр ДВС, а также расчетный объем поставляемой солярки регулируются вручную или под управляющим воздействием со стороны электронных приборов. Чаще всего насосами рядного типа оборудуются транспортные средства повышенной тяжести. С 2000 года данные механизмы не ставятся на дизелях в современных легковых автомобилях.

Роль давления в работе мотора

Создаваемое насосами давление росло по мере технического развития топливной аппаратуры. Простые механические насосы создавали давление порядка 500-1000 бар. При этом оно сильно зависело от режима работы мотора из-за чисто механического привода без регуляторов и обратной связи.

Помимо непостоянства давления, в механических насосах оказалось очень сложным подавление пульсаций. Сам принцип работы насоса подразумевает нарастание давление с последующим его спадом и всё это во время одной и той же фазы впрыска топлива. Если мощность и крутящий момент ещё можно было повысить простым увеличением количества горючего, благо дизель не так критичен к составу смеси, как бензиновый мотор, то об экологии и экономичности тут говорить не приходится. Старые дизели известны своим чёрным дымом во время переходных и мощностных режимов.

Попытки увеличить давление впрыска привели к появлению распределённых ТНВД в виде насос-форсунок или пьезоинжекторов, когда за уменьшение объёма в камере нагнетания отвечал кулачок распредвала или кристалл, изменяющий свои размеры под воздействием импульса электрического напряжения. Головки блоков дизельных моторов стали громоздкими и ненадёжными.

Некоторый рост давления обеспечили распределительные насосы с электронным управлением последних поколений. Они могли выдавать 1300-1500 бар. Но качественный скачок произошёл с внедрением системы Common Rail. Её насосы позволяли 1500 бар уже в начале 21 века, а через десять лет развивали до 2200 бар. Сейчас и 2500 бар не выглядят пределом, хотя определённые технические ограничения заметны. Да и особого смысла в дальнейшем повышении этого когда-то главного параметра нет. Важнее дополнительные средства снижения токсичности, которыми современный дизельный мотор увешан в изобилии. К тому же сомнения в необходимости совершенствования вызывает появление электромобилей и заявленный отказ ряда стран от разработки новых двигателей внутреннего сгорания в обозримом будущем вообще.

Дозировка топлива в ТНВД

При изучении ТНВД двигателя необходимо учитывать особенности узла с позиции подачи горючей смеси. По принципу дозированияони бывают:

• с отсечкой на завершающей стадии;
• обеспечивающие дросселирование на подаче;
• смешанные.

В ТНВД распределительного типа применяется второй вариант с дросселированием. Здесь некоторый объем смеси из основного контура направляется во всасывающую емкость. Количество горючего контролируется муфтой или ЭМ-клапаном, перемещающим фиксированное кольцо, находящееся в определенном положении.
Регулировка подачи горючего бывает:

1. механической / электронной;
2. пружинной (с закрытием дозатора).

В новых авто для снижения расхода топлива используется ЭБУ, контролирующий настройки насоса и выдающий ошибки в случае сбоев в работе.

В его функции входит расчет дозировки для каждого клапана. После ремонта ТНВД данные аннулируются, что может потребовать новую настройку. Регулировка должна выполняться с помощью специальных стендов и с привлечением специалистов.

2 Модельный ряд

Различные компании и корпорации выпускают модели рядных, магистральных и распределительных насосов ТНВД для любых сфер применения. Грузовые и легковые автомобили, трактора, погрузчики и экскаваторы, комбайны и многая другая техника используют все преимущества дизельных насосов ТНВД.

2.1 Модель#1-ТНВД Bosch и Lucas

Это одни из самых надежных производителей напорной техники ТНВД. Модельный ряд установок ТНВД компании Бош достаточно обширен. Модели ТНВД представлены на рынке линейкой рядной и распределительной техники с маркировками: A, M, ММС , P, MW, H, VP29, VP30, VP44. В модельный ряд включены также насосы-форсунки PDE и индивидуальные насосы PLD, VE, Lucas DPS, DPCN.

Особое внимание стоит уделить модели ESR. Это – последняя разработка компании Lucas, которая фактически является роторной моделью ТНВД для высокоскоростных двигателей с системой непосредственного впрыска

Так же внимание производителей внедорожников с системой непосредственного впрыска привлекла модель DP200.

Насос ТНВД и его комплектующие

ТНВД с аккумуляторной топливной системой воплощена в моделях Common Rail.

Это системы магистального типа, на которые в последнее время наблюдается достаточно высокий спрос. Delphi DFP 1.x, DFP 3.x и Bosch CP1, CP2, CP3.2, CP3.4. Они применяются для автомобилей марок Вольво FH-12, FM-12, Мерседес Actros, Атего, Скания 114, 124, R, P, T, Рено Магнум, Премиум DXI, DCI, Ивеко Крузор 8, 10, 13, DAF CF, LF, MACK.

2.2 Модель#2-ТНВД Delphi

Компания Delphi выпускает серию ТНВД EPIC для автомобилей марок Мерседес, Рено Кенго 1.9, Фиат Добло 1.9, Форд Транзит 2.5. А также серию DP200, 210, 310 для автомобилей и погрузчиков JCB, Перкинс, Катерпиллар и John Deere.

Основной проблемой этих насосов стала металлическая стружка, которая образуется в процессе эксплуатации техники от трения механических деталей друг об друга. Поэтому, в них чаще всего приходится заменять плунжеры. Вал в этих моделях ремонту не подлежит. Он только заменяется на новый.

Дозировочный блок тоже подлежит полной замене, потому что выходит из строя по причине износа деталей в процессе наполнения бака некачественным топливом с примесями бензина, воды или твердых частиц.

2.3 Модель#3-DENSO

Эта компания специализируется на производстве моделей ТНВД V3, V4, V5 для автомобилей Тойота, Мицубиси, Опель. А их аккумуляторная система Common Rail маркируется как HP0, HP2, HP3, HP4 и успешно применяется в автомобилях Тойота, Мицубиси, Ниссан, Форд Транзит, Пежо Боксер и Ситроен.

Насос ТНВД DENSO

Отличительной особенностью этой марки стали ECD-регуляторы (Electronically Controlled Diesel system). Это система впрыскивает дизельное топливо при полном контроле электроники. Отрегулировать такие ТНВД можно только на специальных стендах, с использованием контроллеров и форсунок.

На продолжительность периода задержки воспламенения топлива и на характер процесса сгорания влияют следующие факторы:

• физические и химические свойства топлива;• температура и давление воздуха в период впрыска топлива;• характер и интенсивность вихревого движения воздуха в камере сгорания;• работа топливоподающей аппаратуры;• конструкция камеры сгорания;• угол опережения начала впрыска топлива;• нагрузка и частота вращения коленчатого вала.

Для наиболее эффективного протекания процесса сгорания необходимо, чтобы его продолжительность была как можно меньше, а давление в камере сгорания повышалось плавно. Очень резкое повышение давления приводит к «жесткой» работе двигателя.

{jcomments on}

Каким образом работает ручной насос

Ручной насос необходим в автомобиле в помощь топливному, для улучшения подачи горючего в двигатель. При длительном простое механизмов, ручной насос подкачки дизельного топлива наполняет полости с высоким давлением, что обеспечивает бесперебойную подачу топлива.

Создаваемое разряжение при поднятой ручке насоса, открывает клапан, всасывая горючее, клапан направляет его на поршень. Повышающееся давление во время обратного хода, закрывает клапан, а горючее направляется к фильтру благодаря нагнетательному клапану. При особо затруднённом пуске двигателя, необходимо проверить наличие дизельного горючего в баке, для этого используют насос ручной подкачки дизельного топлива. А также этот аппарат используют если в систему попал воздух и нарушена подача топлива и так до момента полного выхода воздуха из сливной трубки. Подкачка прекращается после того, как начнёт идти чистое горючее без воздуха. Если же после этого не улучшается работа двигателя, остаются перебои, нужно на топливном насосе открыть пробку для удаления воздуха и ручным насосом подкачки дизельного топлива вновь прокачать всю систему.

Аппарат способен всасывать на сухую, сначала он прокучивает воздух, потом при помощи уже созданного вакуума закачивает дизель в двигатель. С подобной задачей может справиться только насос низкого давления. Поскольку применение насоса высокого давления при подобной проблеме не только не эффективно, но и бесполезно. При проникновении воздуха в двигатель он создаст быструю подачу горючего. Но подобное обстоятельство не решит проблемы с необходимой предварительной прокачкой и удалением воздушной пробки, созданной в двигателе.

Таким образом, единственно верным решением будет применить низкочастотный ручной насос подкачки дизеля. На некоторых дизельных автомобилях отсутствие подкачивающего насоса на топливной магистрали создаёт определённое разряжение, поэтому воздух подсасывается в двигатель. Из-за разряжения и созданной неплотности дизельного горючего, при забитости топливного фильтра или некачественном подмёрзшем топливе, подобный эффект усиливается.

Это интересно: Ремонт камеры заднего вида автомобиля своими руками

На дизельном двигателе при комплектации топливного фильтра в основном применяются два вида подкачивающих аппаратов горючего. Главное отличие которых в диаметрах штуцеров. В каждой из комплектаций может быть оснащение датчиком воды, который заведён на индикатор. Оснащение комплектации изменяется в зависимости от региона и выбранного дизельного двигателя. При комплектации дизельного двигателя по первому типу, прямо в топливный бачок направляют обратку.

Работа клапана настроена автоматически, поэтому он или направляет обратное движение горючего в бак, или через топливный фильтр в насос высокого давления, используя малый круг обратки.

Дизельное горючее находится в постоянно необходимой температуре благодаря автоматизации работы клапана. При подобном движении топлива естественным путём топливный фильтр невозможно разморозить, но возможно поддержать оптимальную работу двигателя при сильных морозах. Хотя при возникновении неисправности в клапане, это проблематично. В основном подобные топливные фильтры устанавливают для работы автомобиля в холодных регионах с низкими температурами погоды.

В период экономического преобразования дизельных автомобилей, насос заменили кнопкой, которая устанавливалась на крышку фильтра горючего. При нажатии на кнопку, воздух выгонялся из системы, а после наполнялось горючее. Затем сделали своеобразную грушу из резиновых материалов, врезанную в топливную магистраль. При сильных морозах это устройство теряло свою эластичность, становилось твёрдым, что делало невозможным выполнение подкачки горючего в насос и непосредственно в саму двигательную систему.

Именно поэтому в дальнейшем конструкторы отказались от применения эластичной груши в качестве аппарата подкачки дизеля. В основном применяются грушевидной формы насосы из эластичного материала с прямым входом или с загнутым. Для того чтобы понять держит ли клапан и не попустит ли воздух или обратно горючее, можно попробовать продуть, если в обратную сторону не продувается, значит, исправен.

Это интересно: Почему не тянет двигатель: причины и диагностика

Основные неисправности, их причины, ремонт ТНВД

Топливный насос — сложный узел, который в процессе эксплуатации может выходить из строя. Как уже отмечалось, причиной проблем может быть плохое топливо, а первыми под «удар» попадают плунжеры. При этом симптомы поломки очень похожи на признаки, характерные для двигателя.
Неисправность ТНВД проявляет себя следующими признаками:

• увеличение расхода;
• течь горючего;
• перегрев двигателя;
• нестабильность работы ДВС на небольших оборотах;
• падение мощности;
• появление дыма в выхлопной системе;
• подозрительные шумы и т. д.

К основным причинам неисправности стоит отнести:

• Небольшой зазор в плунжерных парах.
• Плохая солярка.
• Попадание воды в дизельное топливо, что приводит к снижению ресурса узла и необходимости замены ТНВД.
• Загрязнение топливного фильтра и, соответственно, попадание грязи в топливный насос.
• Износ подшипников из-за дефекта или естественного старения.
• Брак устройства: трещины, нарушение целостности подшипников, заедание втулки плунжера.
• Проблемы с герметичностью и уплотнением ТНВД.
• Коррозия плунжеров из-за высокого содержания воды в топливе.
• Ошибки в работе клапана ТНВД.
• Повреждение пружины, обеспечивающей возврат плунжера.

В случае замены нужно купить ТНВД и следовать инструкции производителя. Для продления срока службы механизма рекомендуется:

• ежегодная промывка топливной системы;
• своевременная замена фильтра, очищающего горючее;
• применение зимнего дизеля в холодное время года;
• покупка качественной солярки;
• поддержание высокого уровня топлива в баке;
• прогрев двигателя зимой перед поездкой;
• использование специальных присадок при низком качестве дизельного горючего.

Указанные выше меры позволяют продлить срок службы ТНВД и обеспечить его нормальную работу.

Устройство ТНВД

Какова роль ТНВД в автомобиле? Сравнивая с человеческим телом, можно сказать, что это сердце. Как сердце обеспечивает постоянный ток крови в организме, так и топливный насос непрерывно снабжает топливом мотор. Однако разобравшись глубже, можно прийти к выводу, что ТНВД выполняет более широкий спектр функций:

• точная дозировка горючего в зависимости от нагрузки мотора;
• подача топливной смеси под давлением в форсунки;
• впрыск топлива в цилиндры в строго определенный момент.

ТНВД имеет преимущество перед обычным карбюратором именно потому, что есть возможность точной дозировки впрыскиваемой смеси горючего. Благодаря чему достигается определенная экономия топлива. Насос жестко соединен с коленвалом, поэтому при увеличении оборотов двигателя повышается количество топливной смеси в одной порции, впрыскиваемой в камеры сгорания. При снижении оборотов количество горючей смеси также снижается.

Дизельные моторы испытывают высокие нагрузки при работе. Поэтому солярка нагнетается в цилиндры под большим давлением, и только такие условия обеспечивают ее полное сгорание. Бензиновый двигатель таких нагрузок не испытывает. Поэтому ТНВД применяются только в силовых агрегатах, где происходит прямой впрыск топлива в камеру сгорания, без впускного коллектора.

Отсюда можно сделать вывод, что применение топливного насоса помогает повысить эффективность работы мотора, при этом еще и сократив потребление горючего.

Упрощенно самый простой ТНВД рядного типа состоит из следующих элементов:

• плунжерная пара, состоящая из поршня (плунжера) и цилиндра (втулки);
• топливопроводящие канавки для снабжения плунжерных пар;
• вал с кулачками и центробежной муфтой; привод вала осуществляется от ГРМ-ремня;
• плунжерные толкатели, приводимые в движение кулачковым валом;
• возвратные пружины, благодаря которым плунжер возвращается в исходное положение;
• клапаны нагнетательные;
• штуцеры;
• рейки зубчатые;
• всережимный регулятор, приводимый в действие нажатием на педаль газа.

• Если представить эти все детали единой картинкой, можно заметить аналогию принципов работы ТНВД и двухтактного мотора:

• кулачковый вал вращается;
• кулачки надавливают на толкатели плунжера;
• плунжер движется в цилиндре;
• в процессе повышения давления открываются клапаны нагнетания;
• форсунки снабжаются топливом через клапаны.

Насос устроен таким образом, что не весь объем топливо-воздушной смеси попадает к форсункам. Превышающий требуемую порцию остаток сбрасывается через сливные клапаны. За подачу солярки в нужный момент отвечает центробежная муфта. Регулирование количества топливной смеси осуществляется всережимным регулятором в зависимости от позиции педали газа.

Прогресс не стоит на месте. На смену механическим насосам пришли ТНВД с электронным управлением. Это значит, что процессорная техника управляет всеми происходящими в насосе процессами. В результате обеспечивается подача очень точного количества горючей смеси и быстрая реакция на управляющее воздействие. Механические агрегаты не могут обеспечить такие параметры работы. Благодаря применению электроники удалось уменьшить циклы нестабильного сгорания и повысить качество работы двигателя на холостых оборотах.

Далее внедрили впрыск горючего за две фазы, что позволило использовать топливо полностью. В итоге снизилась токсичность выхлопных газов, а двигатель стал работать с большим КПД. Система отслеживает следующие параметры:

• нажатие педали акселератора;
• частоту вращения распределительного вала двигателя;
• температуру охлаждающей жидкости в двигателе;
• скорость движения;
• величину подъема иглы форсунки;
• давление наддува воздуха;
• температуру воздуха на впуске;
• работу свечей накаливания.

Благодаря наличию опции самодиагностики ТНВД с электронным управлением обладают расширенным функционалом. К примеру, возникновение некоторых неполадок не приводит к полной остановке насоса и автомобиль сохраняет возможность передвижения. Лишь отказ микропроцессора полностью обездвиживает транспортное средство.

Электрический топливный насос – общая информация о нем

Все ТН, которые эксплуатируются в настоящее время, делят на:

• электрические;
• механические.

В данном случае описываемый нами механизм необходим для того, чтобы подавать (предварительно) бензин к ТНВД (насосу высокого давления). Насосы механического типа не годятся для этого потому, что они способны обеспечить подачу горючего исключительно на низком давлении. А вот электрический подкачивающий топливный насос может формировать давление до 0,7 МПа в системах с непосредственным впрыском и до 0,4 МПа для дизельного двигателя.

Многие не очень опытные автомобилисты задаются вопросом о том, где находится топливный насос. Ответ прост. Это устройство расположено либо в самом топливном баке, либо в топливопроводе. Специалисты считают более эффективным и разумным первый вид компоновки (ТН встраивается в бак). Считается, что при таком размещении, которое не требует  специальной всасывающей магистрали, риск потерь горючего минимален. При этом насос намного качественнее и быстрее охлаждается, а его фильтр действует со стопроцентной отдачей.

Если посмотреть на конструкцию топливной системы современных зарубежных автомобилей, можно увидеть, что на многих из них топливный насос действительно интегрирован в бак. Правда, при описанной компоновке нагнетательный топливопровод становится более склонным к поломкам и выходам из строя из-за своей большой протяженности.

В общих чертах мы разобрались с тем, где находится топливный насос на транспортных средствах наших дней. А теперь давайте посмотрим на конструкции данного агрегата. Такое устройство состоит из двух основных компонентов, располагающихся в одном корпусе из металла – непосредственно насоса и электрического двигателя (привода). Также в нем имеются дополнительные элементы – механизм забора топлива, сетчатый фильтр, датчик расхода горючего, клапаны (редукционный и заборный).

Все составные части электрического насоса, включая и фильтр, постоянно контактируют с горючим, но при функционировании системы вероятность короткого замыкания в ней сведена к нулю, так как показатель электросопротивления бензина находится на высоком уровне (выше 1МОм). За поддержание в топливной системе автомобиля требуемой величины давления отвечает редукционный клапан. А при остановке двигателя топливная система запирается (для этого в ней предусмотрен обратный клапан).

ТНВД бензинового двигателя

Некоторые автовладельцы задаются вопросом, зачем ТНВД на бензиновом двигателе? Устройства создающее высокое давление используются не только на дизельных силовых агрегатах. Бензиновые моторы с прямым впрыском топлива оборудованы ТНВД.

При распределенном впрыске топлива бензин поступает во впускной коллектор. При непосредственном впрыске бензин под давлением поступает в камеру сгорания. Форсунки для подачи бензина установлены в головке блока цилиндров.

В отличие от дизельного силового агрегата бензиновые моторы оснащаются топливным насосом, нагнетающим более низкое давление. Это снижает нагрузку на нагнетающие элементы и увеличивает срок службы узла без дополнительного ремонта.

Устройство ТНВД бензинового двигателя позволяет подавать рабочую смесь в необходимый цилиндр. Такая конструкция снижает расход бензина и повышает показатели мощности силового агрегата. Недостатком конструкции является требовательность к качеству бензина.

Устройство оборудовано клапаном с электронным управлением. Он необходим для  принудительного перекрывания подачи топлива. Управление дозирующей системой и электроклапаном перекрывания подачи топлива осуществляется электроникой.

ТНВД бензинового двигателя – распределительного типа. Бензин под давлением подается к распределительной головке. Она используется для подачи бензина в определенный рабочий цилиндр. Такая конструкция позволяет использовать один  нагнетательный элемент для снабжения горючим всех рабочих цилиндров.

Возможные неисправности и методы их устранения

Некорректная работа ТНВД дизельного двигателя может выражаться в следующих признаках:

• Отклонение  показателя расходования горючего от нормы;
• Появление отработавших газов черного цвета;
• Повышенный уровень шума при работе силовой установки;
• Потеря мощности;
• Плохой запуск силовой установки.

Основной причиной возникновения неисправностей является плохое качество солярки. В рабочей смеси плохого качества присутствуют мелкие абразивные частицы. Они негативно влияют на нагнетательные элементы и распылители двигателя внутреннего сгорания.

Некорректная работа ТНВД может быть вызвана неправильной регулировкой узла. Для выявления неисправностей потребуется провести диагностику. Самостоятельно диагностировать неисправности невозможно. Для этого необходимо специализированное оборудование и технические знания. После правильной настройки ТНВД двигатель будет отвечать всем необходимым требованиям.

Для устранения неисправностей необходимо заменить изношенные части. Замену комплектующих осуществляют  квалифицированные специалисты. Устройство устанавливают на предусмотренный для этого стенд. После чего осуществляют диагностику и выполняют все необходимые регулировки.

Неполадки могут возникнуть в результате сбоя в электронной системе управления. Для устранения потребуется прошить электронный блок управления. При прошивке программируется процессор электронного блока управления. Для этого используется специализированное программное обеспечение.

Варианты системы питания

Основными видами горючего для ДВС являются бензин и дизельное топливо («солярка»). Газ (метан) так же относится к видам современного топлива, но, несмотря на широкую применяемость, пока не получил актуальности. Вид топлива является одним из критериев классификации систем питания ДВС.

В этой связи выделяют силовые агрегаты:

1. бензиновые;
2. дизельные;
3. основанные на газообразном топливе.

Но наиболее признанной среди специалистов является типология систем питания двигателя по способу подачи топлива и приготовления топливно-воздушной смеси. Следуя данному принципу классификации, различаются, во-первых, система питания карбюраторного двигателя, во-вторых, система питания с впрыском топлива (или инжекторного двигателя).

Карбюратор

Карбюраторная система основана на действии технически сложного устройства – карбюратора. Карбюратор – это прибор, осуществляющий приготовление смеси топлива и воздуха в необходимых пропорциях. Несмотря на разнообразие видов, в автомобильной практике наибольшее применение получил поплавковый всасывающий карбюратор, принципиальная схема которого включает:

• поплавковую камеру и поплавок;
• распылитель, диффузор и смесительную камеру;
• воздушную и дроссельную заслонки;
• топливные и воздушные каналы с соответствующими жиклерами.

Подготовка топливно-воздушной смеси в карбюраторе осуществляется по пассивной схеме. Движение поршня в такте впуска (первом такте) создает в цилиндре разряженное пространство, в которое и устремляется воздух, проходя через воздушный фильтр и сквозь карбюратор. Именно здесь и происходит формирование горючей смеси: в смесительной камере, в диффузоре топливо, вырывающееся из распылителя, дробится воздушным потоком и смешивается с ним. Наконец, через впускной коллектор и впускные клапаны горючая смесь подается в конкретный цилиндр двигателя, где в необходимый момент и воспламеняется искрой от свечи зажигания.

топливно-воздушной смеси

Впрыск топлива

Эпоха карбюратора сменяется эпохой инжекторного двигателя, система питания которого основана на впрыске топлива. Ее основными элементами являются: электрический топливный насос (расположенный, как правило, в топливном баке), форсунки (или форсунка), блок управления ДВС (так называемые «мозги»).

Принцип работы указанной системы питания сводится к распылению топлива через форсунки под давлением, создаваемым топливным насосом. Качество смеси варьируется в зависимости от режима работы двигателя и контролируется блоком управления. Важным компонентом такой системы является форсунка. Типология инжекторных двигателей основывается именно на количестве используемых форсунок и места их расположения.

1. с распределенным впрыском;
2. с центральным впрыском.

Система распределенного впрыска предполагает использование форсунок по количеству цилиндров двигателя, где каждый цилиндр обслуживает собственная форсунка, участвующая в подготовке горючей смеси. Система центрального впрыска располагает только одной форсункой на все цилиндры, расположенной в коллекторе.

Особенности дизельного двигателя

Как бы особняком стоит принцип действия, на котором основывается система питания дизельного двигателя. Здесь топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры в распыленном виде, где и происходит процесс смесеобразования (смешивания с воздухом) с последующим воспламенением от сжатия горючей смеси поршнем. В зависимости от способа впрыска топлива, дизельный силовой агрегат представлен тремя основными вариантами:

• с непосредственным впрыском;
• с вихрекамерным впрыском;
• с предкамерным впрыском.

Вихрекамерный и предкамерный варианты предполагают впрыск топлива в специальную предварительную камеру цилиндра, где оно частично воспламеняется, а затем перемещается в основную камеру или собственно цилиндр. Здесь горючее, смешиваясь с воздухом, окончательно сгорает. Непосредственный же впрыск предполагает доставку топлива сразу же в камеру сгорания с последующим его смешиванием с воздухом и т.д.

Однако холодный двигатель не сможет обеспечить должный уровень температуры, требуемый для воспламенения смеси. И использованием свечей накаливания позволит осуществить необходимый подогрев камер сгорания.

Регулировка топливных насосов высокого давления

Регулирование ТНВД должно производиться на специальных стендах высококвалифицированными специалистами. При регулировке насоса следует использовать стендовые форсунки или форсунки, с которыми насос был установлен на двигателе, помечая при этом номер каждой форсунки в соответствии с цилиндром.
Перед проверкой и регулировкой насоса высокого давления все форсунки (если используются форсунки с двигателя) должны быть тщательно проверены и отрегулированы на специальном стенде в соответствии с техническими условиями для данного типа и модели форсунок.
После регулировки насоса каждую форсунку следует устанавливать на цилиндр, соответствующий секции насоса, которую регулировали совместно с этой форсункой.

Общая работоспособность плунжерных пар насоса может оцениваться при помощи стендовых форсунок, отрегулированных на давление начала впрыска, превышающее номинальное в 1,8…2 раза. Если в этом случае насос обеспечивает подачу, значит плунжерные пары в нормальном состоянии.

***

Регулировка цикловой подачи

Основная регулировка топливного насоса – регулировка количества и равномерности цикловой подачи на номинальном режиме. Для этого рейку ТНВД (или дозатор у одноплунжерного насоса) специальным винтом устанавливают в положение номинальной подачи. При номинальной частоте вращения замеряют цикловую подачу всех секций, контролируя уровень топлива в измерительных пробирках для каждой секции насоса.

Для контроля величины цикловой подачи по секциям насоса используются стеклянные градуированные пробирки, закрепленные на испытательном стенде и присоединенные к выпускному штуцеру секции, либо (в современных стендах) по дисплею, на котором визуально отображается цикловая подача по секциям испытываемого ТНВД. Цикловая подача должна соответствовать техническим условиям на насос и корректироваться для конкретной модели двигателя.

Отклонение по секциям (неравномерность подачи) допускается не более 3…5%. В противном случае у насосов серии 33 (КамАЗ) и 60 (ЗИЛ) ослабляют крепление корпуса секции и поворачивают его, переставляя на один-два зуба стопорную шайбу корпуса. У некоторых насосов (4УТНМ, ЯЗДА, ЧТЗ) для крепления секций предусмотрены специальные хомуты, которые при необходимости ослабляют и корректируют цикловую подачу поворотом корпуса секции.

Регулирование угла опережения начала подачи

Проверку и регулировку этого угла осуществляют на стенде.

В рядных насосах на первую секцию, а в V-образных насосах серии 33 – на восьмую секцию устанавливают моментоскоп – стеклянную трубку, соединенную через резиновый патрубок с топливопроводом высокого давления (см. рисунок). Рейку устанавливают в положение номинальной подачи и вращая вручную вал насоса (за муфту опережения впрыска), заполняют трубку моментоскопа топливом.
Отвернув вал обратную сторону, и затем медленно вращая его вперед, определяют момент, когда поверхность топлива (мениск) в трубке моментоскопа дрогнет.
Вращение останавливают.
При этом лимб стенда покажет угол до оси симметрии кулачка привода плунжера. Этот угол должен соответствовать техническим условиям для данного конкретного насоса.
Так, для восьмой секции насоса серии 33 (КамАЗ) этот угол должен составлять 42…43˚, а для первой секции насосов 4УТНМ — 56˚.

После проверки первой (или восьмой) секции, моментоскоп устанавливают на остальные секции соответственно порядку работы цилиндров двигателя. Отклонение углов опережения впрыска по секциям не должно превышать 20′.

С целью регулировки угла опережения начала подачи в насосах серии 33 (КамАЗ) заменяют пяту толкателя, которую выпускают 18 ремонтных размеров.
В насосах типа УТНМ, ТН, ЯЗДА для этих целей перемещают винт толкателя плунжера. После регулировки секции этот винт стопорят контргайкой.

***

Учебные дисциплины

• Инженерная графика
• МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
•       Общее устройство автомобиля
•       Автомобильный двигатель
•       Трансмиссия автомобиля
•       Рулевое управление
•       Тормозная система
•       Подвеска
•       Колеса
•       Кузов
•       Электрооборудование автомобиля
•       Основы теории автомобиля
•       Основы технической диагностики
• Основы гидравлики и теплотехники
• Метрология и стандартизация
• Сельскохозяйственные машины
• Основы агрономии
• Перевозка опасных грузов
• Материаловедение
• Менеджмент
• Техническая механика
• Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

• «Инженерная графика»
• «Техническая механика»
• «Двигатель и его системы»
• «Шасси автомобиля»
• «Электрооборудование автомобиля»

ТНВД в Камазе

Грузовой автомобиль Камаз занимает лидирующие позиции на российском рынке и сильно отстает от конкурентов в других странах мира. В основном в линейку машин входят грузовики с дизельным и турбированным мотором. Функционально назначение ТНВД в Камазе не отличается от других грузовых машин. В его задачи входит подача топлива к форсункам, создание нужного давления и дозировка, определение времени подачи и очистка горючей смеси.

Конструктивно топливный насос Камаза состоит из следующих компонентов:

• Корпус, закрывающий и защищающий остальные узлы.
• Базовый элемент (плунжерная пара), установленная в своих секциях.
• Пружины — помогают двигать поршень в цилиндре и передавать энергию кулачка к плунжерным толкателям.
• Штуцеры: предназначены для слива / подачи горючего.
• Толкатели плунжерного механизма.
• ЭМ-клапан для закрытия процесса подачи.
• Датчики, устройства управления / контроля топливного насоса.

Эффективность работы этого элемента Камаза гарантирована работой электроники, обеспечивающей своевременность подачи и оптимальное давление ТНВД. Параллельно снижается потреблением топлива, обеспечивается его 100-процентное сжигание и, соответственно, высокий КПД.

Топливный насос Камаза работает по следующему принципу:

• Передача энергии от коленвала к кулачку.
• Вращение кулачкового вала и запуск толкателей.
• Смещение плунжера с помощью пружин и своего движения.
• Закрытие поршнем клапана впуска и создание давления.
• Работа форсуночного клапана и подача горючего.
• Зажигание топлива.
• Удаление лишнего горючего и возврат плунжера в первоначальную позицию.
• Открытие клапана впуска и старт нового цикла.

Как видно, принцип работы ТНВД Камаза классический, что упрощает обслуживание и позволяет с легкостью ремонтировать узел в случае выявления поломки.