Регулировка топливного насоса высокого давления

Категория:

   Ремонт топливной аппаратуры автомобилей

Публикация:

   Проверка и регулировка насоса высокого давления

Читать далее:

   Проверка и регулировка форсунок

Проверка и регулировка насоса высокого давления

В процессе эксплуатации насоса высокого давления изнашиваются его основные детали: гильзы и плунжеры нагнетательных секций, нагнетательные клапаны, кулачковый вал, толкатели и другие детали.

Износ нагнетательных клапанов влияет на характер впрыска, ухудшает отсечку топлива форсункой, вызывает подтекание его через распылитель и закоксование сопловых отверстий. Качество подачи топлива зависит также от упругости пружин толкателей, герметичности штуцеров, подводящих топливопроводов и других причин.

Чтобы достоверно определить неисправности и нарушения регулировок насоса высокого давления, его демонтируют с двигателя и проверяют на стенде СДТА-1. С насоса снимают автоматическую муфту опережения впрыска и устанавливают его на стенд, сцепляя вал привода стенда с кулачковым валом через соединительную муфту.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

В процессе испытаний насоса на стенде проверяют и регулируют начало подачи, величину и равномерность подачи топлива отдельными секциями. При этом используется имеющееся на стенде автоматическое устройство для привода шторки, которая вводится между эталонными форсунками и мерительными цилиндрами в момент выключения подачи, преграждая поступление топлива в цилиндры.

Избыток топлива, впрыскиваемый форсунками при остановке насоса, стекает в сборный лоток, а из него в нижний бак стенда.

Количество впрысков топлива при испытаниях измеряется счетчиком.

Регулировка начала подачи осуществляется с помощью мо-ментоскопа (рис. 87), который представляет собой короткий отрезок топливопровода, соединенный резиновой трубкой со стеклянной трубкой. Моменто-скоп присоединяют к штуцеру каждой нагнетательной секции насоса поочередно с учетом порядка работы цилиндров двигателя. Отсчет секций ведут со стороны привода насоса.

Для определения начала подачи топлива каждой секцией насоса на его корпусе со стороны привода устанавливают диск, отградуированный в градусах угла поворота с делениями через 1° от 0 до 360°. На соединительной муфте вала привода насоса закрепляют стрелку, которая служит для отсчета поворота вала.

Порядок проверки начала подачи следующий. Отсоединяют топливопровод высокого давления от штуцера первой нагнетательной секции и закрепляют на ней моментоскоп. Вращением кулачкового вала насоса заполняют стеклянную трубку момен-тоскопа топливом до половины объема и находят положение кулачкового вала, которое будет служить началом отсчета углов поворота. Это положение совпадает с началом подачи топлива первой секцией.

Начало подачи первой секцией должно происходить при вращении кулачкового вала и набегании кулачка на толкатель за 38—39° до оси симметрии кулачка. Чтобы установить ось симметрии кулачка первой секции, отмечают на градуированном диске момент начала перемещения уровня топлива в моментоскопе. Для этого медленно поворачивают вал по часовой стрелке и отмечают на диске угол поворота, совпадающий с началом перемещения уровня топлива вверх. Затем вращают вал далее по часовой стрелке на угол 90°.

По достижении угла 90° вал останавливают и начинают медленно вращать против часовой стрелки, вновь наблюдая за уровнем топлива в моментоскопе. Как только топливо начнет перемещаться опять вверх, отмечают полученный угол поворота.

Зафиксированные значения углов позволяют определить ось симметрии кулачка. Она проходит через середину между отме-ценными точками углов на градуированном диске и осью кулачкового вала. После этого, отложив по диску угол 38—39° от оси симметрии против часовой стрелки, можно найти момент начала подачи первой секцией насоса. Это положение кулачкового вала условно принимают за начало отсчета, а начало подачи остальными секциями насоса определяют в градусах поворота кулачкового вала по отношению к первой секции.

Рис. 87. Схема подключения мо-ментоскопа:
1 — стеклянная трубка, 2 — резиновая трубка, 3 — топливопровод, 4 — гайка

Для регулировки момента начала подачи используют регулировочные болты, ввернутые в толкатели плунжеров нагнетательных секций насоса. При ввертывании болта плунжер будет опускаться ниже и позже перекрывать впускное отверстие гильзы, т. е. впрыск будет начинаться позже. Угол между моментом начала подачи и осью симметрии кулачка уменьшится.

При отвертывании регулировочного болта впрыск будет начинаться раньше, а угол соответственно увеличится. После регулировки болты толкателей контрят гайками и вновь проверяют угол качала подачи топлива. При необходимости эту регулировку повторяют.

Равномерность и величину подачи топлива нагнетательными секциями насоса проверяют на стенде СДТА-1 замером количества топлива, подаваемого каждой секцией через эталонные или предварительно отрегулированные форсунки. Одновременно с этим на стенде можно проверить и отрегулировать регулятор частоты вращения коленчатого вала.

Указанные работы выполняют в такой последовательности: а) при частоте вращения кулачкового вала насоса 1050 об/мин проверяют давление топлива на входе в насос, которое должно составлять 0,13—0,15 МПа;б) проверяют минимальную частоту вращения кулачкового вала при положении, когда рычаг (рис. 88) упирается в болт. Указанное положение соответствует полному выдвижению рейки и выключению подачи топлива .регулятором. В этом случае частота вращения кулачкового вала должна быть 225—275 об/мин.

Для уменьшения частоты вращения болт 8 и винт вывертывают, а для увеличения — ввертывают;в) проверяют начало автоматического уменьшения подачи топлива регулятором по перемещению рейки. Оно должно начинаться при 1060+10 об/мии и заканчиваться при увеличении частоты вращения до 1120—1150 об/мин кулачкового вала насоса. Начало выдвижения рейки регулируют болтом при упоре на него рычага управления подачей.

Если окончание выдвижения рейки не прекращается при требуемой частоте, то, изменив положение винта двуплечего рычага, устанавливают болтом начало перемещения рейки на требуемую частоту 1160 об/мин. Затем вновь проверяют частоту вращения в конце выдвижения рейки и при необходимости проводят повторную регулировку. При этом следует иметь в виду, что, завертывая винт, уменьшают частоту вращения в конце перемещения рейки, а отвертывая — увеличивают;г) проверяют величину подачи топлива каждой секцией насоса.

Для этого устанавливают частоту вращения кулачкового вала 1030±10 об/мин и рычаг переводят до упора в болт. Как только будет установлен требуемый режим, включают автоматическое устройство, выводящее шторку из-под форсунок и обеспечивающее поступление топлива в мерные цилиндры за необходимое количество впрысков. Через заданное время автомат выключает подачу и в мерных цилиндрах собирается впрыснутое топливо.д) проверяют ход рейки от крайнего выдвинутого положения при 1030±10 об/мин кулачкового вала насоса при переводе рычага до упора в болт.

Нормальный ход должен быть равен 13±0,2 мм, а регулируют его винтом;

е) проверяют и при необходимости регулируют величину пусковой подачи, которая при 80±10 об/мин кулачкового вала должна составлять 17—20 см3/мин. Регулируют величину подачи винтом: при завертывании винта подача уменьшается, при отвертывании — увеличивается.

Рис. 88. Регулировочные приспособления в регуляторе частоты вращения коленчатого вала двигателя:
1 — винт ограничения частоты вращения на период обкатки, 2 — винт регулировки пусковой подачи, 3 — контргайка корректора, 4 — винт регулировки подачи, 5 — винт двуплечего рычага, 6 — винт буферной пружины, 7 — болт ограничения максимальной частоты вращения, 8 — болт регулировки минимальной частоты вращения, 9 — рычаг управления

Количество подаваемого нагнетательной секцией топлива зависит от положения винтовой кромки плунжера относительно сливного отверстия гильзы.

Чтобы все секции подавали одинаковое количество топлива, необходимо обеспечить одинаковый активный ход плунжеров, т. е. открытие сливных отверстий во всех секциях должно происходить за одинаковый интервал времени. Это достигается поворотом плунжера, связанного с поворотной втулкой, по отношению к зубчатому венцу при ослаблении стяжного винта. Поворот втулки влево вызывает уменьшение подачи топлива, при повороте вправо — подача увеличивается.

Выключение подачи топлива проверяют поворотом скобы останова в нижнее положение. Если подача не выключается, проверяют ход рейки, осматривают кулису и устраняют неисправности в ее приводе. Этим заканчивается регулировка насоса на стенде.

После проверки и регулировки насос снимают со стенда, крепят на носок кулачкового вала автоматическую муфту опережения впрыска и устанавливают насос на двигатель.

При установке насоса в развале цилиндров двигателя совмещают метки на ведущем фланце вала привода, ведомой полумуфте и муфте опережения впрыска, жестко соединяют в этом положении полумуфты привода и закрепляют насос на двигателе. Далее собирают магистрали высокого и низкого давления, устанавливают угол опережения впрыска топлива, пускают двигатель и после прогрева регулируют его работу на холостом ходу.

Рекламные предложения:

Читать далее: Проверка и регулировка форсунок

Категория: — Ремонт топливной аппаратуры автомобилей

→ Справочник → Статьи → Форум

Регулировка топливного насоса высокого давления (ТНВД)

Регулировка плунжерных пар на одинаковую величину хода и одинаковое количество подачи, а также регулировка регулятора числа оборотов и устройства (муфты) опережения впрыска выполняются на специальном проверочном стенде для ТНВД. Эти стенды оснащены всеми необходимыми измерительными устройствами и приводом с изменяемым числом оборотов. Инструкции по ремонту и проверкам на проверочном стенде вместе с необходимыми данными содержат всю необходимую информацию для ремонтных и сервисных работ.

Регулировка ТНВД на двигателе

ТНВД синхронизируется с двигателем с помощью установочных меток для начала впрыска (закрывания канала). Эти метки находятся на двигателе и на ТНВД.

Обычно такт сжатия двигателя используется в качестве основы (точки отсчета для регулировок момента впрыска, хотя для конкретной модели двигателя могут использоваться и другие возможности). В связи с этим важно, чтобы учитывались инструкции завода-изготовителя. В большинстве случаев установочная метка для закрывания канала находится на маховике двигателя, на шкиве клинового ремня или на гасителе колебаний. Имеется несколько возможностей для регулировки ТНВД и установки правильного значения начала впрыска (закрывания канала).

1. ТНВД поставляется с завода в таком виде, когда его кулачковый вал заблокирован в заданном положении. После у становки ТНВД на двигатель и укрепления его болтами, когда коленчатый вал находится в соответствующем положении, кулачковый вал ТНВД отпускается. Этот хорошо проверенный метод недорог и приобретает все большую и большую популярность.
2. ТНВД снабжается индикатором закрывания канала на конце регулятора, который должен быть совмещен с установочными метками, когда ТНВД устанавливается на двигатель.
3. На устройстве (муфте) опережения момента впрыска имеется метка закрывания отверстия, которая должна быть совмещена с меткой на корпусе ТНВД. Этот метод является не таким точным, как два описанных раньше.
4. После того, как ТНВД установлен на двигателе, используется метод перетока высокого давления на одном из выходных отверстий насоса, чтобы определить точку (момент) закрывания канала (т.е. когда плунжер перекрывает выходной топливный канал). Этот «мокрый» метод также активно заменяется методом 1 и 2, описанным раньше.

Рис. Регулировка ТНВД

Удаление воздуха из системы впрыска топлива

Рис. Удаление воздуха из системы впрыска топлива

Пузырьки воздуха в топливе могут ухудшать работу ТНВД или даже делают ее невозможной. В связи с этим устройства, которые устанавливаются впервые или временно отключаются, должны быть избавлены от воздуха.

Если топливоподкачивающий насос снабжен ручным насосом, то он используется для заполнения магистрали, топливного фильтра и ТНВД топливом. При этом винты для вентиляции (1) на крышке фильтра и на ТНВД должны остаться открытыми, пока выходящее топливо не будет содержать пузырьков. Удаление воздуха должно производиться каждый раз, когда заменяется топливный фильтр или производятся какие-либо работы на системе.

При работе в реальных условиях из системы впрыска воздух удаляется автоматически через клапан перетока (2) на топливном фильтре (постоянная вентиляция). Вместо клапана может использоваться ограничитель, если насос не имеет клапана перетока.

Смазка ТНВД

Рис. Смазка ТНВД

ТНВД и регулятор лучше всего соединить с системой смазки двигателя, т.к. при этой форме смазки ТНВД остается необслуживаемым. Фильтрованное моторное масло подается к ТНВД и регулятору через нагнетательную магистраль и входной канал через отверстие роликового толкателя или с помощью специального клапана подачи масла. В случае ТНВД с основанием или рамой, возврат смазочного масла к двигателю осуществляется через возвратную магистраль (b).

В случае фланцевого крепления возврат смазочного масла может происходить через подшипник кулачкового вала (а) или через специальные каналы. Перед первым включением ТНВД и регулятора, они должны быть заполнены тем же самым маслом, что и двигатель. В случае ТНВД без прямого соединения с масляной системой двигателя, масло вливается внутрь через крышку после снятия колпачка для удаления воздуха или фильтра.

Уровень масла в насосе проверяется путем снятия винта уровня масла на регуляторе в интервалы времени, предписанные заводом-изготовителем двигателя для замены в нем масла. Избыточное масло (увеличение количества за счет утечки масла из системы смазки) нужно слить, а если масла не хватает, то долить свежего масла. Когда ТНВД снимается или когда двигатель подвергается серьезному ремонту, то смазочное масло нужно заменить.

Для проверки уровня масла, ТНВД и регуляторы с отдельной подачей масла, снабжены своим собственным щупом.

Отключение ТНВД на длительное время

Если двигатель и, соответственно, ТНВД остаются необслуживаемыми в течение долгого времени, то в ТНВД не должно оставаться дизельного топливо, т.к. с течением времени оно становится густым и вязким, плунжеры и нагнетательные клапаны могут заесть и даже подвергнуться коррозии.

По этой причине перед консервацией нужно добавить примерно 10% подходящего средства против ржавчины в топливный бак и в той же самой пропорции в масло в камеру кулачкового вала ТНВД.

Двигатель затем следует запустить примерно на 15 минут, в течение которых все «нормальное- дизельное топливо вымоется из ТНВД, который в то же время будет эффективно защищен от загустевания топлива и коррозии. Новые ТНВД, которые уже были эффективно защищены от коррозии на заводе, маркируются буквой «р».

Установка ТНВД на двигатель, устройство топливного насоса высокого давления

Одним из самых сложных и дорогостоящих элементов топливной системы современного автомобиля является топливный насос высокого давления (ТНВД). Он содержит плунжерную пару, распределяющую топливо по цилиндрам. Как и любой механизм, со временем ТНВД изнашивается и требует замены. Чтобы вернуть мотор в рабочее состояние, поставить новую деталь можно самостоятельно. Но необходимо выполнить операцию грамотно, иначе узел будет работать неправильно, что может привести к более серьезной поломке.

Устройство ТНВД и место его установки

В машине с дизельным мотором имеется два вида насосов — один в топливном баке, а второй крепится в передней части возле капота. Сейчас топливный насос встречается как в автомобилях с дизелем, так и во многих машинах с бензиновым двигателем. Он регулирует впрыск и увеличивает мощность мотора. Деталь состоит из двух частей, первая вставляется в блок и выполняет роль крепежного элемента. Промежуточный привод ТНВД крепится к шестерне двигателя при помощи болтов.

Внешний вид топливного насоса высокого давления

Устройство механизма зависит от производителя и модели автомобиля. Но основной составляющей механизма всегда является плунжерная пара, присоединенная к корпусу крепежными болтами. От нее отходят штуцеры магистралей высокого давления.

Устройство топливного насоса высокого давления

По центру расположена центральная пробка, сверху подсоединяется управляющий соленоид. В насосе с электронным управлением он регулирует количество топлива, попадающего в магистраль высокого давления. В дизельном двигателе количество попадающего топлива определяет мощность.

С обратной стороны находится крепежный фланец с отверстиями для болтов вытянутой формы. Прорези такой формы позволяют при установке регулировать положение насоса, поворачивая его округ своей оси. В центральной точке крепежного фланца расположен вал. Когда заводится двигатель, и начинает вращаться ремень ГРМ, движение передается на вал. Над фланцем закреплен штуцер подачи топлива, к которому подсоединена трубка для подачи горючего из топливного бака.

Корпус закрывается крышкой, которая крепится болтами. В верхней части находится штуцер обратки с трубкой, рядом с ним расположен датчик расположения вала ТНВД. Под крышкой установлен сам механизм датчика, чувствительная часть которого реагирует на прохождение зубчатого колеса.

На боковой части насоса находятся резисторы. Под ними крепится крышка автоматического регулятора, за перемещение которого отвечает актуатор. Рядом должна быть прикреплена табличка с указанием параметров насоса, эти данные необходимо знать при покупке нового ТНВД. На противоположной стороне насоса также видна крышка автоматического регулятора.

ТНВД

Если выкрутить из штуцерной пары штуцер топливной магистрали высокого давления, вместе с ним снимется нагнетательный клапан. После акта впрыска топлива в магистраль с последующим падением давления, клапан должен закрыть отверстие. Это позволяет сохранить нужный уровень давления в топливной магистрали. Если клапан не закрывается или перекрывает отверстие лишь частично, давление падает ниже нужного уровня.

При работе мотора и насоса вал плунжерной пары вращается, одновременно совершая возвратно-поступательное движение. Вал крутится со скоростью в два раза ниже скорости движения коленвала. Данная деталь крепится пластиной, под которой установлены пружины.

Подготовительные работы

Вначале необходимо снять старую деталь. Важно сбросить давление в системе, сняв предохранитель. Если предохранитель найти не удалось, лучше оставить машину, чтобы она постояла с заглушенным мотором.

После снятия старого ТНВД линейкой измеряют длину штока, на изношенной детали она всегда меньше нормы. Например, для автомобиля Ford нормальная длина составит около 22 мм. Желательно поставить новую запчасть, ее монтаж проще, и прослужит она дольше. При покупке б/у насоса нужно померить шток, не стоит брать его, если длина на 5-7 мм меньше стандартной. В таком случае насос будет работать некорректно.

Поцарапанный шток

Регулировка ТНВД перед установкой

Когда сработает первый плунжер, нужно подсоединить вилку к разъему с положительным зарядом. Дальше необходимо покрутить шестерню насоса, ее регулируют по метке в нейтральном положении первого плунжера или вытеснителя. При прокручивании гаечным ключом меняется положение плунжера. Его можно сместить вправо или влево, затем ключ упрется. Это означает, что вытеснитель находится в нижней точке.

Плунжерная пара

Шестерню поворачивают так, чтобы возле отметки находилась ее часть без зуба. Слепой зуб должен находиться с левой стороны фланца. Если представить, что шестерня представляет собой циферблат часов, то отметка без зуба находится в положении 11 часов.

Как установить ТНВД на дизель

На машинах с дизелем сначала устанавливается промежуточный фланец с приводом. При этом часть с пазами ставят в регулировочный механизм насоса. Регулировочный болт будет находиться внутри паза.

Дальше нужно зажать фланец в нейтральном положении на три болта. То есть, болты нужно прикручивать по центру.

Насос промывают и ставят по меткам, меняя положение слепого зуба. Придется отрегулировать механизм, чтобы плунжер стоял в нейтральном положении.

Если индикатор отсутствует, двигатель нужно прокручивать вручную на 15 градусов до верхней мертвой точки на первом цилиндре. Два кулачка распредвала должны оказаться направлены вверх. Они будут немного не доходить до ВВТ, на шкиве будет 15 градусов до ОТ. То есть, первый поршень на первом цилиндре начинает сжатие, и в этом момент происходит впрыск. Если шкалы с градусами нет, придется повернуть коленвал на глаз и поставить метку.

Далее крепят три шпильки, на которых будет держаться насос.

К промежуточному приводу крепится через муфту вторая часть — сам насос.

К ТНВД подключают индикатор, нужно, чтобы при прокручивании двигателя на ОТ стрелка прибора пошла от отметки 0 — нижней точки плунжера до 0,90.

Проверить правильность измерений можно по меткам. Распредвал и коленвал окажутся в мертвой точке, а насос будет отрегулирован точно.

В конце к насосу подключают все трубки, подачу, обратку. Также необходимо прикрепить обводной и натяжной ролики, чтобы поставить по меткам ремень ГРМ.

Установка ТНВД на машину с бензиновым двигателем

Перед монтажом шток с пружиной обрабатывают маслом, рекомендованным автоконцерном. В приведенной инструкции рассматривается установка на автомобиль Ford. На современных иномарках эта процедура не занимает более 5-10 минут.

ТНВД аккуратно ставят на посадочное гнездо. Деталь прикручивают, придерживая сверху и прижимая пружину. Прижимать необходимо, чтобы болты прикручивались равномерно, и деталь не перекашивалась.

К насосу подключают гофрированный шланг и пластиковый тройник белого цвета.

Далее прикручивают два болта, слишком сильно их перекручивать нельзя. Также важно следить, чтобы при проведении манипуляций не вытекал бензин в местах соединений. Для большинства моделей автомобилей подходит головка диаметром 10 мм с насадкой-удлинителем. Подсоединяют разъемы, вначале подключают вилку, зажимая ее с боков.

Затем устанавливают мягкий резиновый чехол, уменьшающий шумы при работе насоса. Прикручивают клемму аккумулятора. Когда все разъемы подсоединены, сверху одевают и прикручивают пластиковую защиту.

Далее на компьютере запускается программа проверки, для автомобилей Ford используется Forscan. Важно проверить со стороны низкого давления и в топливном коллекторе. То есть, производится диагностика обоих установленных насосов. Если при поверке программой состояния узлов авто загорается сигнал SERVICE/чек и прочие уведомления о неполадках, нужно сбросить ошибки.

Окно программы Forscan

После проверки программой можно завести мотор. При первом запуске двигатель работает также плохо, как и с изношенным ТНВД. Это связано с тем, что должен накачаться бензин, и образоваться нужное давление. При повторном включении мотор должен функционировать нормально. Затем в окне программы во вкладке «Приборы» нужно проверить давление в рампе и имеющееся в данный момент. Для этого после выбора нужных пунктов нажимают на кнопку «Play».

Несколько полезных видеороликов по данной теме:

Заключение

Установка ТНВД требует большей сноровки, чем замена резины или аккумулятора. Ремонт данного механизма не рекомендуется производить самостоятельно. Но поставить новую или отремонтированную старую запчасть можно без помощи специалистов. Сложность операции зависит от марки и года выпуска автомобиля, а также типа двигателя. Исключение составляют ситуации, когда узел сильно изношен, и металлическая стружка успела распределиться по всей системе. Тогда лучше обратиться в сервис и поменять узел целиком вместе с форсунками.

Инструкция по проверке, регулировке и ремонту топливной аппаратуры с целью обеспечения минимальной дымности отработавших газов автомобилей с дизелями, Инструкция Минавтотранса РСФСР от 07 февраля 1989 года

Датавведения 1989-04-01

СОГЛАСОВАНА

Зам. начальника Главногонаучно-технического управления А.И.Газин 07.02.1989 г.

ВЗАМЕНРТМ-200-РСФСР-12-0024-77

Инструкция разработана вГосударственном научно-исследовательском институте автомобильноготранспорта (НИИАТ). В Инструкции приводятся рекомендации попроверке, регулировке и ремонту топливной аппаратуры автомобилей сдизелями с целью достижения соответствия дымности отработавшихгазов действующим нормам.

Работу выполняли:В.С.Доброхотов, Ж.Г.Манусаджянц, Е.В.Парфенов (руководитель темы),В.И.Шестухин.

1.Общие положения

1.1. При работеавтомобилей с дизелями (далее автомобилей) происходит выброс вокружающую среду отработавших газов, в состав которых входяттоксичные вещества. Часть этих токсичных веществ находится вотработавших газах в виде аэрозолей (мелких, взвешенных, восновном, сажевых частиц), которые создают дымность отработавшихгазов (далее дымность).

Воздух, загрязненныйтоксичными веществами отработавших газов автомобилей, оказываетвредное воздействие на здоровье населения, растительность иживотный мир. В связи с этим необходимо принимать меры поуменьшению загрязнения атмосферного воздуха вредными компонентамиотработавших газов.

1.2. Дымность автомобилейзависит от количества аэрозолей, содержащихся в отработавших газах.Уровень дымности, даже на автомобилях одной модели, при работе водних и тех же условиях, различен и, в зависимости от ихтехнического состояния, изменяется в широких пределах. Оценкадымности производится по показателю, характеризующему степеньпоглощения светового потока отработавшими газами.

1.3. Основными факторами,влияющими на изменение дымности автомобилей, являются техническоесостояние двигателя и качество соблюдения регулировочных параметровего систем. Наибольшее влияние на дымность оказывает техническоесостояние топливной аппаратуры.

Автомобили с техническинеисправной или неправильно отрегулированной топливной аппаратурой,как правило, имеют повышенную дымность. Наряду с этим, наавтомобилях с технически исправной аппаратурой дымность непревышает установленных норм.

Следовательно, уже внастоящее время, автотранспортные предприятия имеют возможностьпутем поддержания надлежащего технического состояния двигателя иправильной регулировки топливной аппаратуры значительно снизитьдымность.

1.4. Повышенная дымностьсвидетельствует как о неисправности систем двигателя, так и оперерасходе топлива данным автомобилем. Таким образом, работы поуменьшению дымности приведут к снижению расхода топливаавтомобилями.

1.5. Для уменьшениязагрязнения атмосферного воздуха аэрозолями отработавших газовавтомобилей необходимо своевременно выявлять автомобили снеисправностями двигателя или неправильно отрегулированнойтопливной аппаратурой и принимать соответствующие меры. С этойцелью в каждом автотранспортном и авторемонтном предприятиях долженбыть организован контроль за дымностью.

2.Измерение дымности

2.1. Порядок проверкиавтомобилей на дымность и нормы предельно допустимого ее содержаниярегламентированы ГОСТ21393-75* «Автомобили с дизелями. Дымность отработавших газов.Нормы и методы измерений. Требования безопасности» (переиздание,1986 г., с изм. N 1).________________

*На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52160-2003, здесь и далее потексту. — Примечание изготовителя базы данных.

2.2. Дымность приизмерении на режиме свободного ускорения не должна превышать длядвигателей без наддува 40%, с наддувом — 50%. При проверке нарежиме максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателядымность автомобилей не должна превышать 15%.

2.3. В автотранспортныхпредприятиях проверке подвергаются автомобили не реже чем припрохождении технического обслуживания N 2, а также после ремонтаили регулирования топливной аппаратуры и других систем двигателя,оказывающих влияние на изменение дымности.

Вавторемонтных предприятиях проверке подлежат автомобили с дизелями,прошедшие капитальный ремонт.

Проверка автомобилейможет проводиться на одном из постов технического обслуживания,диагностики или на контрольно-регулировочном пункте (КРП).Осуществляется проверка слесарем по ремонту топливной аппаратуры,механиком или специально выделенным работником.

2.4. В авторемонтныхпредприятиях проверка автомобилей производится после их обкаткипробегом, а двигателей — после обкатки на стенде, при отсоединенномтормозном (динамометрическом) устройстве.

2.5. Для контролядымности автомобилей, согласно приведенной ниже методике (п.п.2.6 и2.7), могут использоваться приборы ИНА-109, МК-3 (фирма «Хартридж»,Англия) и другие дымомеры, которые соответствуют основнымтребованиям, приведенным в приложении 2 ГОСТ 21393-75.

2.6. Проверка дымностипроизводится на неподвижно стоящем автомобиле, при работе двигателяна двух режимах:

-свободном ускорении (разгон двигателя на холостом ходу отминимальной до максимальной частоты вращения коленчатого валадвигателя);

-максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя нахолостом ходу.

2.7. Измерение дымностипроводится на предварительно прогретом двигателе до температуры нениже указанной заводом-изготовителем (но не менее +75 °С).

2.7.1. Порядокпроверки:

-заглушить двигатель;

-затормозить автомобиль стояночным тормозом;

-подложить под колеса упоры (башмаки);

-установить рычаг переключения передач (избиратель скоростей дляавтомобилей с автоматической коробкой передач) в нейтральноеположение;

-убедиться в исправности выпускной системы (внешним осмотром).

Система не должна иметь дефектов, приводящих к утечке газа илиподсосу воздуха;

-установить пробоотборный зонд в выпускную трубу или подсоединить квыпускной трубе устройство дымомера в соответствии с инструкцией поэксплуатации;

-включить и подготовить дымомер к работе;

-завести двигатель;

-при работающем двигателе нажать педаль топлива до упора, установивмаксимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя.

Этот режим необходим дляпрогрева прибора до температуры, указанной в Инструкции поэксплуатации прибора.

Продолжительность работы на данном режиме,как правило, не превышает 20 с, после чего необходимо отпуститьпедаль подачи топлива и дать двигателю проработать до установленияминимальной частоты вращения коленчатого вала.

2.7.2. На автомобилях,имеющих неисправную выпускную систему (заметный прорыв отработавшихгазов через неплотности в соединениях, прогары и повреждения),проводить проверку дымности запрещается до устранения этихнеисправностей.

2.7.3. Измерение дымностина режиме свободного ускорения следует проводить сразу же послепрогрева прибора и последующего установления минимальной частотывращения коленчатого вала:

-для измерения дымности на режиме свободного ускорения необходимобыстро, но не резко, нажать до упора педаль подачи топлива,увеличив тем самым частоту вращения коленчатого вала двигателя отминимальной до максимальной.

После достижения максимальной частотывращения коленчатого вала двигателя отпустить педаль подачи топливаи дать установиться минимальной частоте вращения вала двигателя.Такой цикл повторить 10 раз с интервалом не более 15 с;

-замер показаний дымности на этом режиме производить при последнихчетырех циклах по максимальному отклонению стрелки показывающегоприбора дымомера. За результат измерения принимается среднееарифметическое значение дымности на четырех последних циклах.

Измерения считаются достоверными, если показания последних четырехзамеров не отличаются более чем на шесть единиц измерения по шкалеприбора.

2.7.4.

Проверка дымностина режиме максимальной частоты вращения коленчатого валаосуществляется не позднее чем через 60 с после проверки на режимесвободного ускорения:

-для проверки на этом режиме необходимо при работе двигателя сминимальной частотой вращения коленчатого вала двигателя нажать доупора на педаль подачи топлива и зафиксировать ее в этом положении,установив максимальную частоту вращения коленчатого валадвигателя;

-замер показания дымности производить не ранее чем через 30 с послевпуска отработавших газов в прибор. Измерение считать достоверным,если колебания стрелки показывающего прибора дымомера не превышаютболее шести единиц измерения по шкале прибора. За результатизмерения следует принимать среднее арифметическое значение,определенное от крайних значений диапазона допустимыхколебаний.

2.8. На автомобилях сдвумя впускными трубами дымность определяется в каждой из нихотдельно. Оценку дымности проводят по максимальному значению.

2.9. Результаты измеренийдымности заносятся в карточку, составленную по форме приложения 3ГОСТ 21393-75.

2.10. При превышении нормГОСТа 21393-75 автомобиль кдальнейшей эксплуатации не допускается до устранения причин,вызывающих повышенное дымление.

Регулировка и ремонт топливных насосов высокого давления

Подача топлива играет большую роль в работе двигателя. Работа топливных насосов высокого давления влияет на характеристики двигателя и расход горючего, поэтому их исправность, своевременный ремонт и правильная регулировка очень важны.

Топливный насос высокого давления

Устройство

Топливный насос высокого давления представляет собой сложное изделие, которое предназначено главным образом для подачи топлива под определённым давлением. Другой функцией является распределение порций горючего по цилиндрам двигателя. Её также зачастую выполняет ТНВД. Итак, функции ТНВД:

• Создание давления топлива;
• Своевременная подача в форсунки;
• Дозирование.

Для реализации всех операций ТНВД выполняют соответствующей конструкции. В качестве примера приведём конструкцию рядного топливного насоса высокого давления:

• Корпус;
• Привод;
• Плунжерная пара;
• Впускной и выпускной клапан;
• Механизм привода плунжера;
• Устройство дозирования топлива.

Корпус

Является основой для размещения всех деталей. Имеет определённую форму для обеспечения крепления его элементов и закрепления ТНВД в двигательном отсеке.

Привод

Для того чтобы привести в действие механизм, нужно выполнить его кинематическую связь с источником энергии. Таким источником является двигатель. Связь реализована посредством шестерён, т. к. она способна выдерживать большие нагрузки, и её применение делает размещение ТНВД компактным.

Плунжерная пара

Основной деталью топливных насосов высокого давления является плунжерная пара. Конструктивно представляет собой цилиндр и поршень, изготовленные с большой точностью, которая обеспечивает создание большого давления.

Устройство топливных насосов высокого давления

Клапаны

Обеспечивают поток горючего через ТНВД, препятствуют его вытеканию, производят впуск и выпуск.

Механизм привода плунжера

Приводит плунжер в движение. Как правило, это кулачковый вал. Возврат плунжера производится пружиной. Кулачки расположены под определённым углом относительно друг друга, что позволяет подавать горючее в нужный момент времени.

Дозирование топлива

Регулирование оборотов двигателя происходит за счёт изменения объёма горючего, подаваемого в камеру сгорания. Это возможно, если изменить объём топлива, выходящего из насоса. На практике поршень (плунжер) имеет сложную форму, которая при повороте вокруг собственной оси, прикрывает отверстие либо, наоборот, открывает. В зависимости от этого из насоса выходит разный объём. Поворот реализует рейка (реечная передача), которая связана с педалью газа.

Основные неисправности

Ремонт насоса выполняют при обнаружении неисправностей. Диагностируются они в зависимости от сбоев в работе двигателя. Признаками неисправности топливных насосов высокого давления являются:

• Неравномерная работа двигателя;
• Потеря мощности;
• Утечки топлива;
• Посторонние звуки.

При обнаружении этих признаков, выполняется замена и регулировка.

Плохая работа двигателя

Неравномерность работы цилиндров связана с разными порциями горючего. Моменты отсечки у плунжерных пар становятся неодинаковыми. Причиной этому является разный угол поворота плунжеров. Износ зубьев рейки непосредственно на это влияет, т. к. возникает разный зазор между зубьями поводков плунжера и рейки. Требуется ремонт.

Ремонт топливных насосов высокого давления

Потеря мощности

Связана с нарушением угла зажигания, т. е. впрыск в камеру сгорания несвоевременный. Воспламенение также происходит раньше или с запаздыванием. Цвет выхлопных газов при этом изменяется. Может появиться копоть. В таких случаях говорят, что мотор дымит. Ремонт самого двигателя здесь может быть бесполезным.

Утечка топлива

Связана с износом соединений и разрушением уплотнений. При этом повышается его расход, как и в предыдущих случаях.

Посторонние шумы

Во время работы двигателя внутри топливных насосов высокого давления могут появиться нехарактерные для исправного изделия звуки. Необходимо срочно выполнить ремонт, после чего выполняется регулировка или заменить на новый.

Ремонт

Ремонт насосов сводится к замене отдельных изношенных деталей на новые или установке полностью другого изделия. Некоторые детали, такие, как сальники, подшипники можно заменить самостоятельно. Также можно выполнить продувку топливного насоса высокого давления и его чистку, промывку.

Регулировка топливных насосов высокого давления выполняется на специальных стендах. Они стоят очень дорого, поэтому приобрести их для личного пользования будет накладно. Лучше всего обратиться в хорошую мастерскую, где эти стенды есть.

К тому же регулировка и ремонт топливных насосов требуют знаний и навыков. В противном случае будет только хуже. Если же вы всё-таки решили выполнить самостоятельно, то последующая регулировка в большинстве случаев всё равно потребуется. Особенно если замена касается основных деталей, например, плунжерных пар и кулачкового вала.

На стенде регулировка сводится к проверке и настройке таких параметров, как:

• Производительность каждой плунжерной пары;
• Момент впрыска;
• Угол опережения впрыска;
• Ход плунжеров.

К сожалению или к счастью, самостоятельная регулировка ТНВД — это процесс, недоступный для каждого, а лишь для отдельных лиц, обладающих соответствующей квалификацией и доступом к специальным стендам.

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

Топливный насос (сокращенно ТНВД) предназначен для выполнения следующих функций —  подачи горючей смеси под высоким давлением в топливную систему ДВС, а также регулирования его впрыска в определенные моменты. Именно поэтому топливный насос считается наиболее важным устройством для дизельных и бензиновых двигателей.

Преимущественно ТНВД применяются, конечно же, в дизельных двигателях. А в бензиновых двигателях ТНВД встречаются лишь в тех агрегатах, на которых используется система непосредственного впрыска топлива. При этом насос в бензиновом двигателе работает куда с меньшей нагрузкой, поскольку такое высокое давление, как в дизеле не требуется.

Основные конструктивные элементы топливного насоса — плунжер (поршень) и цилиндр (втулка) малого размера, которые объединяются в единую плунжерную систему (пару), изготовленную из высокопрочной стали с большой точностью.

На самом деле изготовление плунжерной пары довольно трудная задача, требующая специальных высокоточных станков. На весь Советский союз был, если не изменяет память, всего один завод, на котором изготавливались плунжерные пары.

Как делают плунжерные пары в нашей стране сегодня можно увидеть в этом видео:

Между плунжерной парой предусматривается очень маленький зазор, так называемое прецизионное сопряжение. Это отлично показано в видео, когда плунжер очень плавно, с зависанием под действием собственного веса входит в цилиндр.

Итак, как мы уже сказали ранее, топливный насос применяется не только для своевременной подачи горючей смеси в топливную систему, но и для распределения его через форсунки в цилиндры в соответствии с типом двигателя.

Форсунки – связующее звено в этой цепи, поэтому они соединены с насосом трубопроводами. С камерой сгорания форсунки соединяются нижней распылительной частью, оснащенной небольшими отверстиями для эффективного впрыска топлива с дальнейшим его воспламенением.  Определить точный момент впрыска ТС в камеру сгорания позволяет угол опережения.

Типы топливных насосов

В зависимости от особенностей конструкции различают три основных типа ТНВД – распределительный, рядный, магистральный.

Рядный ТНВД

Этот тип топливного насоса высокого давления оснащается плунжерными парами, расположенными рядом друг с другом (потому и такое название). Их количество строго соответствует количеству рабочих цилиндров двигателя.

Таким образом, одна плунжерная пара обеспечивает подачу топлива в один цилиндр.

Пары устанавливаются в насосном корпусе, в котором предусмотрены каналы входа и выхода. Запускается плунжер при помощи кулачкового вала, соединенного, в свою очередь, с коленвалом, от которого и передается вращение.

Кулачковый вал насоса, при вращении кулачками воздействует на толкатели плунжеров, заставляя их двигаться внутри втулок насоса. При этом поочередно открываются и закрываются впускные и выпускные отверстия. При движении плунжера вверх по втулке создается давление, необходимое для открывания нагнетательного клапана, через который топливо под давлением направляется по топливопроводу к определенной форсунке.

Момент подачи топлива и регулировка его количества, необходимого в конкретный момент времени может осуществляться либо с помощью механического устройства, либо с помощью электроники. Такая регулировка нужна для корректировки подачи топлива в цилиндры двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала (оборотов двигателя).

Механическое управление обеспечивается за счет использования специальной муфты центробежного типа, которая закреплена на кулачковом валу. Принцип действия такой муфты заключен в грузиках, которые находятся внутри муфты и имеют возможность перемещаться под действием центробежной силы.

Центробежная сила изменяется с ростом (или уменьшением) величины оборотов двигателя, благодаря чему грузики либо расходятся к внешним краям муфты, либо снова сближаются к оси. Это приводит к смещению кулачкового вала относительно привода из-за чего и изменяется режим работы плунжеров и, соответственно, при увеличении частоты вращения коленвала двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, а поздний, как вы догадались, при снижении оборотов.

Рядные топливные насосы весьма надежны. Их смазка осуществляется моторным маслом, поступающим из системы смазки двигателя. Они совершенно не привередливы к качеству топлива. На сегодняшний день применение таких насосов из-за их громоздкости ограничено грузовыми автомобилями средней и большой грузоподъемности. Примерно до 2000 года они применялись и на легковых дизельных моторах.

Распределительный ТНВД

В отличие от рядного насоса высокого давления, у распределительного ТНВД может быть либо один, либо два плунжера в зависимости от объема двигателя и, соответственно, необходимого объема топлива.

И эти один или два плунжера обслуживают все цилиндры двигателя, которых может быть и 4, и 6, и 8, и 12. Благодаря своей конструкции, в сравнении с рядными ТНВД, распределительный насос более компактен и меньше весит, и при этом способен обеспечить более равномерную подачу топлива.

К основному недостатку данного типа насосов можно отнести их относительную недолговечность. Распределительные насосы устанавливаются только в легковые автомобили.

Распределительный ТНВД может оснащаться различными типами приводов плунжера. Все эти типы привода являются кулачковыми и бывают: торцевыми, внутренними, внешними.

Наиболее эффективными считаются торцевые и внутренние приводы, которые лишены нагрузок, создаваемых давлением топлива на приводной вал, вследствие чего они служат несколько дольше, нежели насосы с внешним кулачковым приводом.

Кстати, стоит отметить, что импортные насосы фирм Bosch и Lucas, наиболее часто использующиеся в автомобилестроении оснащены именно торцевым и внутренним приводом, а внешний привод имеют насосы серии НД отечественного производства.

Торцевой кулачковый привод

В этом типе привода, используемом в насосах Bosch VE, основным элементом является распределительный плунжер, предназначенный для создания давления и распределения топлива в топливных цилиндрах. При этом плунжер-распределитель совершает вращательные и возвратно-поступательные перемещения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

Возвратно-поступательное перемещение плунжера осуществляется одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая, опираясь на ролики, перемещается вдоль неподвижного кольца по радиусу, то есть, как бы обегает его.

Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в исходное состояние осуществляется благодаря пружинному механизму.

Распределение топлива в цилиндрах происходит за счет того, что приводной вал обеспечивает вращательные движения плунжера.

Величина подачи топлива может быть обеспечена с помощью электронного (электромагнитный клапан) или механического (центробежная муфта) устройства. Регулировка осуществляется за счет поворота на определенный угол неподвижного (не вращающегося), регулировочного кольца.

Цикл работы насоса состоит из следующих стадий: закачка порции топлива в надплунжерное пространство, нагнетание давления за счет сжатия и распределение топлива по цилиндрам. Затем плунжер возвращается в исходное положение и цикл повторяется заново.

Внутренний кулачковый привод

Внутренний привод применяется в распределительных ТНВД роторного типа, например, в насосах Bosch VR, Lucas DPS, Lucas DPC. В таком типе насоса подача и распределение топлива осуществляется посредством двух устройств: плунжера и распределительной головки.

Распределительный вал оснащается двумя противоположно-расположенными плунжерами, которые обеспечивают процесс нагнетания топлива, чем меньше расстояние между ними, тем выше давление топлива. После нагнетания давления топливо устремляется к форсункам по каналам распредголовки через нагнетательные клапана.

Подачу топлива к плунжерам обеспечивает специальный подкачивающий насос, который может отличаться в зависимости от типа своей конструкции. Это может быть либо шестеренчатый насос, либо роторно-лопастной. Подкачивающий насос находится в корпусе насоса и приводится в действие приводным валом. Собственно, он прямо на этом валу и установлен.

Распределительный насос с внешним приводом рассматривать не будем, поскольку, скорее всего, их звезда близка к закату.

Магистральный ТНВД

Такой вид топливного насоса применяется системе подачи топлива Common Rail, в которой топливо перед тем, как поступить к форсункам сначала накапливается в топливной рампе. Магистральный насос способен обеспечить высокую подачу топлива — свыше 180 МПа.

Магистральный насос может быть одно-, двух- или трехплунжерным. Привод плунжера обеспечивается кулачковой шайбой или валом (тоже кулачковым, разумеется), которые в насосе совершают вращательные движения, проще говоря, крутятся.

При этом в определенном положении кулачков, под действием пружины плунжер перемещается вниз. В этот момент происходит расширение компрессионной камеры, за счет чего в ней снижается давление и образуется разряжение, которое заставляет открыться впускной клапан, через который топливо проходит в камеру.

Поднятие плунжера сопровождается увеличением внутрикамерного давления и закрытием клапана впуска. При достижении давления, на который настроен насос, открывается выпускной клапан, через который топливо нагнетается в рампу.

В магистральном насосе управление процессом подачи топлива реализуется дозирующим топливным клапаном (который приоткрывается или закрывается на необходимую величину) при помощи электроники.

Устройство ТНВД

Одним из основных составляющих системы питания дизельной силовой установки является насос, обеспечивающий подачу топлива под высоким давлением на форсунки. Полное название – топливный насос высокого давления (аббревиатура – ТНВД). Помимо дизельных моторов такой насос применяется и в бензиновых агрегатах с инжекторной системой, у которой подача бензина осуществляется непосредственно в цилиндры.

Этот узел системы питания имеет достаточно сложную конструкцию, поскольку в его задачу входит не только нагнетание дизтоплива, но еще и подача его на форсунки в строго определенные моменты. В общем, от его работы напрямую зависит функционирование силовой установки.

Виды ТНВД

Существует несколько типов дизельных топливных систем, имеющих разные конструктивные особенности. Это в свою очередь влияет на устройство ТНВД. Так, на дизелях могут использоваться насосы:

• рядные;
• распределительные;
• магистральные.

Системы впрыска дизельных двигателей

Несмотря на отличия в конструкции, во всех используется один и тот же основной рабочий узел – плунжерная пара. Именно она обеспечивает нагнетание давления.

Основной рабочий узел

Состоит эта пара из двух частей – поршня (он же плунжер) и гильзы (втулки). Поскольку в узле создается высокое давление, то утечки между составными элементами не допускаются. Поэтому рабочие поверхности поршня и гильзы имеют высокую степень обработки, поэтому не редко пару называют прецизионной.

Плунжерная пара

Суть работы пары построена на возвратно-поступательном перемещении плунжера внутри втулки. При этом посредством каналов или клапанов обеспечивается попадание топлива в надплунжерную полость и отвод его после сжатия.

Работа плунжерной пары

Работает все так: при перемещении поршня вниз открывается канал или клапан подачи (зависит от устройства ТНВД), и топливо закачивается в полость. При передвижении вверх подача прекращается (канал или клапан закрывается) и плунжер начинает сжимать дизтопливо. При достижении определенного значения давления открывается нагнетательный клапан и дизтопливо (уже находящееся в сжатом состоянии) выходит в магистраль, ведущую к форсункам.

В общем, работа самой плунжерной пары очень проста, но существует множество нюансов и особенностей, в том числе и конструктивных, которые влияют на функционирование этого узла. Поэтому принцип работы ТНВД следует рассматривать отдельно по каждому из указанных видов.

Особенности конструкции и принцип функционирования рядного ТНВД

Рядный вид является «родоначальником» насосов высокого давления, поскольку именно эти ТНВД использовались на первых дизельных установках и применение он, хоть уже и ограниченное, находит и сейчас.

Особенность его заключается в том, что для каждой форсунки предусмотрена своя топливная секция (с одной рабочей парой). Все секции размещены в ряд, отсюда и название типа ТНВД. Разновидностью его является V-образный насос, у которого секции располагаются в два ряда. Также стоит отметить, что он полностью механический, и только в последних модификациях стали использовать электромеханические регуляторы момента подачи топлива.

V-образный ТНВД

В нем плунжеры приводятся в действие от кулачкового вала, который получает вращение посредством привода от коленвала. При этом кулачки воздействуют на поршни секции не напрямую, а через роликовые толкатели. Возвратное передвижение плунжера обеспечивается пружиной.

Интересно в этом типе ТНВД организована регулировка количества топлива, подающегося на форсунки после сжатия. Для этого в гильзе проделано два отверстия – впускное и выпускное, причем первое находится ниже второго. Также на рабочей поверхности поршня сделана винтовая проточка. За счет проворота гильзы относительно плунжера и удается регулировать порции топлива.

А работает все так: при движении вверх, поршень перекрывает оба отверстия, и начинается сжатие топлива. Но при поднятии до определенного уровня, проточка на поршне соединяется со сливным отверстием, из-за чего давление падает, поскольку топливо начинает стекать по проточке, и нагнетательный клапан закрывается, прекращая его закачку в магистраль. За счет изменения расположения сливного отверстия относительно плунжера можно регулировать уровень совпадения его с проточкой.

К примеру, при работе мотора под нагрузкой необходимо обеспечить подачу большего количества топлива. Для этого втулка поворачивается так, чтобы отверстие с проточкой совпало как можно позже, тем самым порция дизтоплива, которая пройдет через нагнетательный клапан, будет увеличена.

Для проворота втулки используется рейка, которая имеет постоянное зацепление с зубчатым сектором, установленным на внешней поверхности гильзы. Причем эта рейка воздействует на все топливные секции одновременно, что обеспечивает синхронность регулирования дозировки.

Рядный ТНВД

Как уже отмечено, ТНВД помимо сжатия обеспечивает еще и соблюдение момента впрыска. Причем в рядном типе это организовано очень просто – плунжерная пара срабатывает точно на конце такта сжатия. Но здесь имеется очень важный момент – чем крупнее порция впрыскиваемого топлива, тем больше времени нужно, чтобы его подать. То есть, при работе мотора под нагрузкой, впрыск должен начаться раньше.

И это обеспечивает регулятор опережения момента впрыска. В полностью механическом насосе в его качестве выступает центробежная муфта, установленная на кулачковом валу насоса.

В конструкцию этой муфты входят подпружиненные грузики, которые за счет центробежной силы могут расходиться, преодолевая усилие пружин. Это расхождение приводит к тому, что кулачковый вал меняет угол (проворачивается) относительно своего привода. То есть, чем выше скорость вращения этого вала, тем на больший угол грузики его провернут. В результате кулачок будет раньше набегать на толкатель плунжера и момент начала впрыска изменяется.

Центробежная муфта

Также в конструкции используется электромеханический регулятор момента подачи топлива. В такой конструкции электроника посредством датчиков отслеживает параметры работы силовой установки и на их основе через исполнительные механизмы управляет углом начала подачи дизтоплива.

Механический регулятор момента подачи топлива

Насосы рядного типа отличаются высокой надежностью и неприхотливостью к качеству топлива. Но из-за ряда недостатков, среди которых значительные габаритные размеры и сравнительно медлительное реагирование на изменение режимов работы мотора, использование этого вида ТНВД сейчас ограничено. Он пока еще применяется на тяжелой технике, что же касается автомобильного транспорта, то его вытеснили другие типы насосов.

Распределительный тип ТНВД

Следующим этапом в развитии дизельных систем питания стало использование насосов распределительного типа.

Особенность этого вида ТНВД заключается том, что в конструкции используется только одна топливная секция, которая обеспечивает подачу на все форсунки. Примечательно, что секция только одна, но в ней может использоваться разное количество плунжерных пар – от 1 до 4.

Существует несколько типов распределительных ТНВД, отличающихся между собой по особенностям работы прецизионных пар и их приводом. В целом, все насосы этого типа делятся на:

• торцевые;
• роторные;
• с внешним приводом (кулачковым).

Отметим, что последний тип из-за низких показателей надежности особого распространения не получил.

Торцевой тип

Насосы с этим приводом – достаточно распространенный вариант и выпускаются они многими именитыми производителями топливной аппаратуры для дизелей.

Топливный насос высокого давления

Устройство топливного насоса высокого давления с этим видом привода подразумевает наличие только одной прецизионной пары, которая одновременно выполняет и роль распределителя – направляет сжатое топливо к требуемой форсунке.

ТНВД торцевого вида

Особенность работы заключается в том, что поршень выполняет не только возвратно-поступательное перемещение, он еще при этом и вращается. Чтобы обеспечить одновременное выполнение нескольких движений, в конструкции используется специальная кулачковая шайба с закрепленными на ней роликами.

Суть работы очень проста – эта шайба за счет воздействия пружин находится поджатой к неподвижному кольцу (упирается в него роликами). В кольце проделаны выемки под ролики. При вращении ролики периодически попадают в имеющиеся выемки, что приводит к возвратно-поступательному движению самой шайбы, которая связана с плунжером, при этом она его сразу же и вращает.

Схема питания дизельного двигателя

При ходе поршня внутри втулки происходит сжатие дизтоплива, а его вращение обеспечивает открытие того или иного канала, по которому топливо под давлением движется к требуемой форсунке.

Процесс работы плунжера ТНВД

Блок высокого давления

Это была описана только работа топливной секции. Но в конструкцию этого насоса входит еще ряд дополнительных элементов:

• топливоподкачивающий насос (роторно-лопастной);
• регулятор опережения момента подачи;
• дозирующее устройство (механическое или электромагнитное);

Если рассматривать все эти дополнительные устройства, то принцип их работы – не сложен.

Подкачивающий насос располагается на валу ТНВД и представляет он собой ротор, с установленными в нем роликами. Вращается этот ротор в статоре, на внутренней поверхности которого проделаны специальные пазы.

Главный рабочий механизм ТНВД

В качестве регулятора опережения впрыска выступает неподвижное кольцо (к которому поджата шайба с роликами). Проворачивая ее вокруг оси можно менять угол проворота вала, при котором срабатывает рабочая пара. В движение это кольцо приводится исполнительными механизмами электронного блока управления ТНВД.

Дозировка топлива механическим регулятором выполняется за счет срабатывания специальной муфты. В электромагнитном типе роль дозатора выполняет специальный запорный клапан, который по сигналу от блока управления перекрывает подачу топлива в магистраль.

Роторный тип

Еще один ТНВД распределительного вида, получивший неплохое распространение, имеет так называемый роторный привод (он же – внутренний кулачковый). В этом насосе тоже имеется только одна топливная секция, в которой может использоваться 2, 3 или 4 плунжерные пары.

Пары в этом типе насоса расположены радиально. Плунжеры при этом совершая поступательное перемещение, двигаются навстречу друг другу. Надплунжерные пространства объединены в единую полость – камеру высокого давления. Втулки в плунжерных парах, как таковые – отсутствуют. Их роль выполняют отверстия в валу-распределителе насоса.

В целом, конструкция топливной секции включает кулачковую шайбу, с проделанными пазами на внутренней поверхности. Внутри этой шайбы размещен вал-распределитель с установленными в нем плунжерами. В движение поршни приводятся через специальные роликовые башмаки, ролики которых постоянно контактируют с рабочей поверхностью шайбы.

Кулачковый двухплунжерный ТНВД

Суть работы секции такова: при вращении вала, башмаки повторяют форму поверхности шайбы. Попадание на выступ поверхности приводит к вдавливанию башмаков внутрь вала, при этом они толкают плунжеры (происходит поступательное движение). Попавшее ранее в камеру высокого давления топливо сжимается и подается на распределитель, где и перенаправляется на требуемые форсунки.

Но это только принцип работы топливной секции. В конструкцию ТНВД помимо нее входят топливоподкачивающий насос (роторного типа), регуляторы дозировки и момента впрыска, электронный блок управления, который регулирует работу насоса в зависимости от режима работы силового агрегата.

Насосы распределительного типа отличаются компактными размерами и достаточно высоким создаваемым давлением. Но есть и недостатки, главным из которых является короткий срок службы плунжерных пар.

Тнвд системы common rail

Несколько иной тип насосов высокого давления применяется в топливной системе Common Rail. На конструкции ТНВД здесь сказываются особенности работы самой системы.

Одноплунжерный ТНВД Common Rail

В этой системе впрыск контролируется и управляется ЭБУ, поэтому дозировка и момент впрыска топлива в задачу насоса не входят. У него только одна функция – нагнетать топливо в рампу (аккумулятор).

Поэтому конструкция ТНВД сильно упрощена. По сути, насос состоит только из вала, плунжерных пар (от 1 до 3) и клапанов – впускных и нагнетательных. Регуляторы здесь отсутствуют за ненадобностью.

Двухплунжерный насос высокого давления

Здесь все просто – вал вращается от привода и плунжеры постоянно нагнетают топливо в рампу. Это и все, что требуется от ТНВД.

Насосы низкого давления (топливоподкачивающие)

Выше рассматривались ситуации, когда топливо уже находится в ТНВД. Но к нему оно еще должно поступить, причем пройдя несколько этапов очистки. И это выполняет топливный насос низкого давления (топливоподкачивающий).

Они бывают как внешними, так и внутренними, механическими или электрическими.

В топливных системах с рядными ТНВД обычно используются внешние механические подкачивающие насосы поршневого типа. Привод его осуществлялся от эксцентрика вала насоса высокого давления.

Механический топливоподкачивающий насос

Конструктивно он очень прост. Внутри его корпуса имеется поршень со штоком, контактирующим с эксцентриком и двумя клапанами – впускным и выпускным.

При движении поршня вниз, топливо за счет разрежения через впускной клапан закачивалось в надпоршневое пространство. Движение же его вверх сопровождается закрытием впускного клапана и открытием выпускного, через который поршень выдавливает дизтопливо далее – к фильтру тонкой очистки.

Принцип работы ТННД

Поскольку его производительность больше, чем требуется для работы мотора, конструктивно предусмотрен сброс излишков обратно в бак.

В ТНВД распределительного типа уже используется внутренний механический подкачивающий насос роторного типа.

Нередко вместо механических узлов используются электрические, которые могут устанавливаться на корпусе ТНВД, в магистралях низкого давления или же непосредственно в баке. Они зачастую используются и в системе безопасности, которая при аварии подает сигнал на его отключение для прекращения подачи топлива в магистрали.

Электрический топливный насос

https://www.youtube.com/watch?v=YASyZ9AZ-Yo

Принципиальных изменений в конструкции ТНВД давно уже не было, автопроизводители используют проверенные временем механизмы лишь дорабатывая отдельные детали и системы управления.