Содержание [скрыть]
Двигатель — это сердце автомобиля. От его нормального функционирования зависит возможность движения. Одну из важнейших ролей в этом узле играет топливный насос высокого давления. ТНВД обеспечивает мотор топливом, давая ему возможность работать в оптимальном режиме.
Немного истории
В действительности всё началось довольно давно. Уже в первых стационарных двигателях Рудольф Дизель предполагал наличие устройства ТНВД. Гениальный инженер и конструктор понимал, что для самовоспламенения топливной жидкости топливо должно попадать внутрь под большим давлением.
В то время для впрыска использовался компрессор. Он был довольно громоздким и сильно утяжелял основную конструкцию. К его достоинствам можно было причислить большую в то время мощность. Но создание первого рабочего устройства ТНВД произошло только в 20-х годах ХХ века. Автором изобретение значится Роберт Бош. Созданная им конструкция обладала высокой надёжностью и в то же время была довольно компактной.
Впервые устройство ТНВД появилось на серийных автомобилях в 1927 году. Но поначалу установка осуществлялась только на грузовые транспортные средства. Прорыв произошёл в 1936 году. Именно тогда топливный насос высокого давления был впервые установлен на легковое авто.
Что собой представляет ТНВД
ТНВД создаёт нужное давление, чтобы топливо поступало внутрь конструкции. Но это не единственная его функция. Устройство также отвечает за распределение смеси между форсунками. Проще говоря, если ТНВД работает нестабильно, то многократно возрастает расход топлива и падает мощность двигателя.
ТНВД соединяется с форсунками при помощи трубопровода. Нижняя часть форсунки представляет собой распылитель, через который внутрь цилиндров попадает топливная жидкость. Там она в результате воздействия высокого давления воспламеняется.
Каждый распылитель имеет миниатюрное отверстие. Оно служит для того, чтобы подавать топливо в распылённом виде. Такая форма способствует его быстрому возгоранию. Важную роль играет выбор момента, когда смесь должна попасть внутрь.
Устройство ТНВД в сочетании с форсунками работает как часы. При этом за смазывание штифтов и плунжеров отвечает само дизельное топливо, которое подаётся по системе в процессе работы.
Чтобы понять, как работает система нужно проследить путь топлива, которое оно проходит от топливного канала к канавке. Условно его можно поделить на шесть этапов:
- топливный канал,
- форсунка,
- втулка,
- плунжер,
- выемка,
- канавка.
Именно по такой схеме подаётся топливо, когда речь касается ТНВД с плунжерными парами, которые имеют рядное расположение. Подробнее об этой системе будет написано ниже.
Какими бывают ТНВД
Автомобильная индустрия постоянно развивается. Неудивительно, что от момента изобретения первого устройства ТНВД было создано множество прототипов. Причём схема работы каждой системы немного отличается. В итоге на данный момент можно выделить три вида топливных насосов высокого давления:
- Рядный. Внутрь топливо попадает посредством плунжерной пары.
- Магистральный. Топливо подаётся на аккумулятор.
- Распределительный. Топливо распределяется по всем цилиндрам при помощи плунжерной пары.
В основе каждого механизма лежит плунжерная пара. Она объединяет в себе цилиндр и поршень. Конструкция должна выдерживать высокие нагрузки. Поэтому для её изготовления используется высококачественная сталь.
В зависимости от вида ТНВД имеются определённые отличия в конструкции и принципе работы. О каждом из описанных выше видов будет рассказано более подробно дальше.
Рядный ТНВД — принцип работы и устройство
Стоит признать, что подобные устройства на данный момент практически не используются в двигателях автомобилей. Тем не менее до 2000 года эта технология активно применялась в машиностроении.
Рядный ТНВД способен функционировать даже на самом низкокачественном топливе. Подобное становится возможным благодаря тому, что конструкцию можно смазывать даже смазкой из дизельного мотора. Как результат возможна работа на самом низкокачественном топливе.
Устройство рядного ТНВД имеет число плунжерных пар аналогичное количеству цилиндров. Каждый плунжер находится внутри корпуса. Топливные каналы при этом проходят внутри него.
Движение пары происходит благодаря кулачковому валу. Он в свою очередь движется при помощи коленвала. Кулачок наезжает на толкатель. В результате этого действия плунжерная пара идёт вверх. При этом происходит открытие и закрытие отверстий, отвечающих за впуск и выпуск. Появляется давление и открывается клапан. Топливная смесь попадает в соответствующую форсунку благодаря ТНВД.
Регулировка осуществляется механическим и электронным способом. При первом варианте для того, чтобы что-то произошло, необходим поворот плунжерной пары ТНВД. Это действие происходит во втулке за счёт шестерни, соединённой с рейкой. Электронное управление возможно только с использованием дорогостоящего компьютерного оборудования.
Распределительный ТНВД — принцип работы и устройство
За работу отвечают 1-2 плунжера. Они одновременно обеспечивают работу каждого цилиндра двигателя. Благодаря подобным конструкторским новшествам инженерам удалось добиться следующих преимуществ:
- Уменьшение габаритов насоса.
- Равномерная подача топлива и как результат более стабильная работа мотора.
К сожалению, без недостатков обойтись не получилось. Распределительные ТНВД имеют устройство, которое слишком чувствительно к высоким нагрузкам. Естественно, это крайне негативно отражается на сроке эксплуатации аппаратов.
Магистральные ТНВД — принцип работы и устройство
Именно такие ТНВД чаще всего устанавливают на современные автомобили с дизельными двигателями. Главной особенностью деталей является то, что они выполняют функции инжекторных моторов. Одной из основных выступает нагнетание топливной смеси в рампу.
Устройство магистрального ТНВД способно обеспечить давление до 180 МПа. Это идеальный показатель для современного дизельного мотора, обеспечивающий его высокую производительность.
В магистральном насосе может быть разное количество плунжеров. Но он редко превышает отметку в три. Работают эти детали благодаря кулачковому валу. Хотя некоторые производители используют в конструкции шайбу. Для лучшего понимания рассмотрим функционирование устройства как алгоритм:
- Возвратная пружина действует благодаря кулачковому валу.
- Плунжер опускается вниз.
- Падает давление в компрессионной камере.
- Увеличивается внутренний объём.
- Открывается впускной клапан.
- Топливо поступает внутрь.
Естественно, что за подачу отвечает ЭБУ. Команды электронного блока напрямую зависят от потребностей двигателя. Результатом их исполнение является открытие или закрытие клапана.
Роль электронного блока управления в работе ТНВД
Важную роль в работе устройства ТНВД играет ЭБУ или электронный блок управления. Именно он отвечает за обработку данных и создание команд. Вся система работает благодаря датчикам, которые установлены в ключевых узлах автомобиля.
В процессе работы ЭБУ учитывается целый ряд параметров, начиная от силы нажатия на педаль газа и заканчивая температурой топлива. К другим важным параметрам, за которыми должен следить электронный блок управления можно причислить:
- частоту вращения вала,
- позицию иглы форсунки,
- скорость движения ТС,
- температуру охлаждающей жидкости,
Задача ЭБУ заключается в том, чтобы обработать всю эту информацию и послать команду устройству ТНВД. Результатом слаженной работы системы является оптимальное количество топлива.
Как только возникает дополнительная нагрузка, это фиксирует ЭБУ и в ТНВД сразу же приходит соответствующий сигнал. В нём заложена команда на увеличение подачи топлива в цилиндры.
Неисправности ТНВД
Безусловно, современные производители автомобилей стараются сделать всё возможное, чтобы увеличить срок эксплуатации своих изделий и минимизировать риск поломок. Но несмотря на это неполадки всё же случаются.
Есть ряд признаков, которые указывают на неисправность устройства ТНВД, к ним причисляют:
- Резкий скачок расхода дизтоплива.
- Появление чёрного дыма из глушителя с едким запахом.
- Постоянные соскальзывания ремня ГРМ с шестерни.
- Утечка.
Если ваше ТНВД начинает плохо работать, это сразу же отражается на стабильном функционировании двигателя. Одним из главных признаков неисправности является то, что с каждым разом становится всё сложнее завести автомобиль.
Тем не менее одних только перечисленных выше симптомов недостаточно для того, чтобы сразу же приступить к ремонту ТНВД. Необходимо точно установить причину неисправности. А для этого нужно провести диагностику.
Для проведения полной диагностики вам понадобится современное оборудование, которое позволит быстро и точно установить причину неисправности. После чего можно будет заменить повреждённый элемент.
Итоги
ТНВД играет крайне важную роль в устройстве автомобиля. Без него производительность дизельного двигателя была бы в несколько раз ниже. Неудивительно, что малейшая неисправность детали приводит к неполадкам.
