Топливный насос высокого давления (ТНВД)

Топливный насос высокого давления (ТНВД)

В топливной системе дизельного двигателя ТНДВ ответственен за поступление топлива в форсунки под нужным давлением. Горючее смешивается с кислородом, с максимальной пользой сгорает меньше выделяя продуктов распада. 

Без такой системы дизельное сердце работает неудовлетворительно и с недостаточной мощность, нерационально потребляя топливо с большим выделением вредных веществ в атмосферу.

Что такое топливный насос высокого давления в дизеле, назначение

В дизеле этот насос делает так, что топливо подается под большим давлением, когда коленвал крутится. 

Состоит из корпуса, в котором расположены: 

  • плунжеры;
  • клапаны;
  • регуляторы и другие детали. 

Подача горючего в форсунки при синхронизации с источником движения происходит с учётом режима работы и нагрузки.

Система обеспечивает необходимое давление топлива в соответствующей системе, зависящее от типа двигателя, конструкции форсунок, требований экологических норм. 

ТНВД также регулирует количество горючего, подающегося в форсунки, влияя на степень заполнения цилиндров и степень сжатия. Таким образом, топливный насос влияет на мощность, экономичность, экологичность дизельного двигателя.

Классификация и устройство ТНВД

По модификации, принципу работы и техническим характеристикам разделяются на: 

ol>
  • Многоплунжерные;
  • Распределительные;
  • Магистральные.
  • Многоплунжерные

    В насосах имеется несколько плунжеров, движущихся внутри цилиндров под действием кулачкового вала. Каждый плунжер соответствует одному цилиндру двигателя и подает топливо в форсунку через трубку высокого давления. 

    Их визитной карточкой считается высокая точность дозировки топлива, надёжность. Конструкция имеет большой вес и внушительные габариты. Наглядными примерами являются Bosch VE, Bosch P, Bosch PE и другие. Применяются в основном на легковых автомобилях и легком коммерческом транспорте. Они обеспечивают давление до 700 бар при частоте вращения до 2400. Они состоят из нескольких систем, которые расположены в одном корпусе. Легко ремонтируются своими руками.

    Распределительные

    Конструкция предусматривает один плунжер, движущегося внутри распределительного цилиндра под действием кулачкового вала. В форсунки посредством переключающего трубки высокого давления в соответствии с порядком зажигания цилиндров распределительного клапана плунжером подаётся горючее

    ТНВД Bosch VE, Lucas DPC, Stanadyne DB и им подобные имеют простую конструкцию, малый вес, размеры, но им свойственны низкая точность дозировки топлива. Применяются в дизельных двигателях с низкими и средними требованиями к экологичности и экономичности. Регулировка количества топлива производится с помощью центробежного или вакуумного регулятора. 

    Магистральные ТНВД системы Common Rail

    Конструкционная особенность — один или несколько плунжеров, движущихся внутри цилиндров под действием электромагнита или кулачкового вала. Плунжеры подают топливо в общую топливную магистраль (рампу), в которой поддерживается постоянное давление топлива. 

    Из магистрали горючее поступает в форсунки, которые управляются электроникой и открываются в нужный момент. ТНВД Bosch CP1, Bosch CP3, Delphi DFP, прочие из этой категории наделены высокой точностью дозировки топлива, возможностью регулировать давление, количество, время впрыска топлива, низким уровнем шума и вибрации.

    Дозировка топлива в ТНВД

    Так именуется процесс регулирования количества топлива, которое подается в форсунки в зависимости от режима работы и нагрузки на двигатель. Дозировка осуществляется через электронный блок управления электромагнитных клапанов в зависимости от типа насоса. 

    Так в многоплунжерных и распределительных она происходит за счет изменения хода плунжера, который определяется положением регулятора оборотов — устройства, реагирующего на сигналы от датчиков давления, температуры, скорости и других параметров двигателя и изменяющего угол поворота плунжера относительно кулачкового вала. 

    Дозировка горючего в магистральных вариантах происходит через изменения времени, продолжительности открытия управляемых электроникой форсунок.

    Обработанные сигналы от датчиков давления, температуры, скорости, других параметров двигателя, формируют импульсы, посылающиеся на форсунки. Таким образом, можно адаптировать дозировку топлива под нужные условие функционирования с целью обеспечить оптимальное сгорание оного.

    Какие есть типы ТНВД?
    Неверно
    Верно
    Неверно
    Уровень давления, коэффициент сжатия

    Работа дизельного двигателя оценивается параметрами, которые совокупно влияют на температуру, скорость сгорания горючего, экологичность. Первым измеряется давление топлива, которое подается в форсунки ТНВД. Зависит от типа насоса, конструкции форсунок, режима работы, нагрузки на двигатель. 

    В многоплунжерных, распределительных вариантах давление топлива корректируется регулятором давления, который поддерживает давление в пределах заданных значений. В магистральных типах давление топлива регулируется электроникой, измеряющая частоту и силу импульсов на плунжеры.

    На варьирующийся от 100 до 2500 бар показатель давления топлива в ТНВД влияет разновидность двигателя, системы впрыска. Параметр определяет давление топлива в топливной магистрали (рампе), которое в свою очередь определяет давление топлива в форсунках. 

    Последнее влияет на качество распыления топлива, которое в свою очередь влияет на смешивание топлива с воздухом, скорость сгорания. Для хорошего сгорания топлива важно, чтобы оно было тонко распылено и хорошо смешано с воздухом. Этого можно достичь, повышая давление топлива в форсунках. Однако, если давление будет слишком высоким, то это может привести к негативным последствиям, таким как износ форсунок, повышение температуры и детонация в цилиндрах.

    Коэффициентом сжатия применяется для вычисления отношения объема цилиндра при нижнем положении поршня к объему при верхнем положении. Зависит от геометрии цилиндра, поршня, головки блока цилиндров. Показатель в дизельном двигателе обычно составляет от 14 до 24 Па, в зависимости от типа двигателя и топлива. Он определяет температуру, давление воздуха в цилиндре перед впрыском топлива. 

    Чем выше коэффициент сжатия, тем выше температура и давление воздуха, тем лучше зажигание и сгорание топлива. Однако слишком высокое значение коэффициент может привести к перегреву и детонации в цилиндрах, увеличению выбросов оксидов азота. Поэтому уровень давления и коэффициент сжатия в дизельном двигателе должны быть оптимальными, чтобы обеспечить мощность, экономичность, экологичность.

    Использование насосов высокого давления в бензиновых двигателях
    Устроства двигателя с ТНВД.jpg

    В системах прямого впрыска топлива (GDI) для повышения повышение эффективности, снижение выбросов нужен ТНВД в бензиновом двигателе. В системах GDI топливо подается в цилиндр под высоким давлением, а не во впускной коллектор под низким, как в стандартных системах. 

    Это позволяет лучше контролировать процесс смешивания горючего с воздухом, регулировать степень сжатия и зажигания. В системах GDI используются магистральные насосы высокого давления, которые подают топливо в общую топливную магистраль, откуда оно поступает в форсунки. 

    Давление топлива в системах GDI может достигать 200 бар, в зависимости от режима работы двигателя. Примеры бензиновых двигателей с системами GDI - это двигатели Ford EcoBoost, Volkswagen TSI, Toyota D-4S и другие.

    Список сервисов по диагностике автомобиля
    Рекомендованные автосервисы на сайте
    Основные неисправности, их причины, ремонт ТНВД

    ТНВД устройство сложное, дорогостоящее, требующее аккуратного обращения, своевременного обслуживания. Подвержен приводящим к снижению производительности, увеличению расхода топлива, повышению выбросов поломкам. 

    Если топливо в ТНВД не имеет достаточного давления, то это может быть из-за разных причин, связанных с загрязнением, повреждением или износом разных частей насоса, а также с неправильной настройкой регуляторов или низким уровнем горючего в баке. Это влияет на то, как оно поступает в форсунки, и может привести к тому, что двигатель работает хуже, потребляет больше топлива и выделяет больше дыма.

    Следствием слишком высокого уровня горючего в баке,  вышеперечисленных факторов становится избыточное давление топлива в ТНВД. Результатом такой неисправности становится перерасход горючего, повышение температуры и детонация в цилиндрах, износ и повреждение форсунок, насоса и других деталей топливной системы.

    Загрязнение топлива и ТНВД является следствием его низкого качества, наличия воды, пыли, ржавчины, смолы и других примесей в нем, неправильным хранением и транспортировкой, недостаточной очисткой от фильтров. Следствием становится закупоривание, износ фильтров, насоса, форсунок, иных деталей топливной системы, снижение давления, качества горючего, ухудшение его смешивания с воздухом и сгорания, увеличение расхода оного, выбросов.

    Воздух в топливной системе появляется вследствие нарушения герметичности топливных трубок, фильтров, насоса, форсунок и других деталей топливной системы, неправильной ее прокачкой, низким уровнем топлива в баке. Такая неполадка приводит к снижению давления и качества топлива, нарушению работы насоса и форсунок, появлению пульсаций, шумов в топливной системе, снижению мощности и устойчивости работы двигателя, увеличению расхода топлива, выбросов.

    Ремонт ТНВД сложен требует специальных знаний, инструментов, оборудования. Желательно, чтобы он выполнялся только квалифицированными специалистами в сервисных центрах согласно технической документации, рекомендациям производителя. Ремонт ТНВД включает в себя диагностику, разборку, очистку, проверку, замену, сборку и настройку, делается с учетом типа, модели оного и двигателя. 

    Сроки ремонта ТНВД зависят от сложности поломки, марки автомобиля и используемых запчастей. В среднем, ремонт ТНВД может занять от 3 часов до 3 дней. В Москве ремонт ТНВД может стоить от 6 500 до 15 000 рублей, а диагностика — от 2 000 рублей. Если заблаговременно не устранить поломки, это может привести к неравномерной подаче топлива в форсунки, что ухудшит качество смеси и сгорания, а также повысит расход топлива и дымность выхлопа. 

    Также познаете прелести перегрева мотора, так как топливо охлаждает плунжерные пары и форсунки. Узнаете, что такое утечка горючего из-под уплотнительных колец или топливных трубок, а это риск возгорания.

    Как подобрать, выбрать ТНВД для автомобиля

    Прежде чем поменять ТНВД, то нужно уззнать, какой насос подходит для автомобиля и двигателя. Это написано в документации от производителя. Если сделаете верный выбор, тогда двигатель будет работать хорошо меньше загрязняя воздух.

    Учитывайте состояние и пробег двигателя, влияющих на износ, загрязнение и других деталей топливной системы. Если двигатель имеет пробег свыше 200 — 300 тысяч километров или плохое состояние, то может потребоваться замена или ремонт ТНВД, фильтров, форсунок. В случае малого пробега или хорошей сохранности может быть достаточно профилактического обслуживания.

    Выбирайте ТНВД по цене, качеству, гарантии, сертификатам, доставке и установке. Сравнивайте разные варианты по типу, модели и производителю. Учитывайте надежность, долговечность, ремонтопригодность и экономичность. Не экономьте и не переплачивайте. Ориентируйтесь на отзывы и репутацию.

    Обратитесь к профессионалам за консультацией и помощью. Они смогут подобрать для вас подходящий ТНВД, а также выполнить его доставку, установку, настройку и обслуживание.

    Итог

    Без качественного ТНВД, отвечающего за подачу топлива в форсунки под нужным давлением, дизельный двигатель не может работать нормально. От этого зависят мощность, экономичность и экологичность двигателя. 

    ТНВД бывают разные, и нужно выбирать тот, который подходит к вашему двигателю. В случае его поломки двигатель может потерять до 50% своей производительности, а расход топлива и выбросы вредных веществ могут увеличиться в несколько раз. 

    Ремонт ТНВД — это не простая задача, которую можно сделать самостоятельно. Понадобятся профессиональные знания, инструменты, оборудование. Поэтому лучше довериться специалистам, которые знают, что делают.

    Поделитесь