ТНВД или топливный насос высокого давления — один из наиболее сложных и специфичных элементов современных дизельных двигателей. Помимо данного типа моторов, такие узлы используются в инжекторных силовых агрегатах, у которых организована подача бензина напрямую в цилиндры.
Значительная стоимость насоса обуславливается сложностью его изготовления, связанного с необходимостью использования высокоточного производственного оборудования. От качества и стабильности работы топливного насоса высокого давления зависит функционирование всего силового агрегата, так как он отвечает не только за нагнетание горючего, но и за дозирование порций смеси и их подачу к распылителям в заданное время.
Что собой представляет?
ТНВД является одним из основных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей и предназначается для своевременной подачи порции смеси в камеру сгорания. Особенностью такого горючего является зависимость качества воспламенения от уровня оказываемого давления. Действия стандартной поршневой системы в данном случае оказывается недостаточно, так как требуется довести давление до показателя в 150 Мпа и более. Для обеспечения этого условия и используется специфический ТНВД для дизельных силовых агрегатов.
С появлением промышленной версии систем типа Common Rail, в которых контроль распылителей осуществляется с помощью электроники, функционал насоса ограничился одним действием – контролем уровня нагнетаемого давления.
Принцип работы регулятора давления топлива
Принцип работы регулятора такой: при остановленном моторе (когда насос не нагнетает топливо), пружина через мембрану прижимает клапан к седлу на сливном канале, и он находится в закрытом положении. После запуска двигателя бензонасос качает бензин в рампу, откуда он попадает и в топливную камеру РДТ. Пока давление незначительно, из-за жесткости пружины клапан остается закрытым, что обеспечит нарастание давления.
По мере нарастания напора топливо воздействует на мембрану, и как только он превышает жесткость пружины, происходит смещение мембраны в сторону камеры разрежения, которая тянет за собой и клапан. В итоге канал «обратки» приоткрывается и часть бензина уходит в слив – происходит сброс давления до уровня, при котором пружина снова клапаном закроет сливной канал. Но как уже отмечено, регулятор давления топлива «приспосабливается» под работу двигателя. И для этого используется разрежение, создаваемое во впускном коллекторе.
Камера разрежения РДТ соединяется с коллектором, поэтому возникающее разрежение передается в указанную камеру. Влияние разрежения на функционирование регулятора рассмотрим на двух примерах:
- Двигатель функционирует на холостом ходу. При этом режиме не требуется большой запас бензина в рампе, поскольку расход на холостом ходу минимален, а значит, и не нужно повышенное давление. При ХХ заслонка дросселя находится в закрытом состоянии, и воздух за нее не подается. В итоге в коллекторе образуется нехватка воздуха — разрежение. Это разрежение, воздействуя на мембрану регулятора, создает дополнительное противодействие жесткости пружины – ее усилие снижается и для приоткрывания клапана нужен меньший напор топлива, сброс излишков происходит при нижней границе диапазона рабочего давления.
- Мотор работает под максимальной нагрузкой. Расход топлива на этом режиме высокий и требует увеличенное давление в рампе, по сути – его запас, чтобы хватило для нормальной работы мотора. При таком условии работы заслонка дросселя открыта и воздух беспрепятственно проходит во впускной коллектор из-за чего разрежение отсутствует. А поскольку нет разряжения, то не возникает дополнительного противодействия пружине. Для ее сжатия используется только напор топлива. В результате сброс происходит на верхней границе диапазона, что обеспечивает необходимый запас бензина в рампе.
За счет использования только жесткости пружины и разрежения в коллекторе, регулятор быстро реагирует на изменение режима работы мотора, поскольку использует для этого условия, создаваемые самым двигателем.
Конструкция
Чаще всего ТНВД размещается в пространстве под капотом недалеко от силового агрегата. У большинства дизельных двигателей иностранного производства трубопроводы систем топливоподачи от насоса к форсункам изготавливаются из металла, что также уменьшает количество вероятных мест их монтажа. Конструкция данного узла включает в себя два основных элемента: цилиндр малого диаметра и расположенный в нем поршень (плунжер), образующие в сочетании плунжерную пару. Этот элемент насоса изготавливается из качественной стали, способной выдержать нагрузки при высоком давлении, и требует максимальной точности при производстве, так как для работы плунжерной пары необходимо обеспечить минимальный зазор между ее деталями (прециозное сопряжение).
Промежуточным элементом, который непосредственно объединяет ТНВД с цилиндрами, является форсунка, размещающаяся нижней частью в камере сгорания и распыляющей порции топлива. Точный момент воспламенения регулируется углом опережения и контролируется электронными системами автомобиля.
Разновидности
В конструкции современных дизельных двигателей используются топливные насосы высокого давления (ТНВД) нескольких типов.
Рядный
Этот тип конструкции характеризуется надежностью и длительными сроками эксплуатации. Смазка насосов данного класса производится моторным маслом, что обеспечивает их совместимость с дизелем низкого качества. Рядные конструкции устанавливаются на силовые агрегаты с раздельными камерами сгорания и комплектуются плунжерными парами в соответствии с числом цилиндров. Поршни насоса приводятся в движение кулачковым валом, который соединен с коленвалом двигателя. Перманентное прижатие плунжера к кулачку обеспечивается с помощью пружин. Система имеет следующий принцип действия: вращение кулачкового вала смещает поршень, который перекрывает каналы впуска и выпуска. Одновременно с этим в камере повышается давление, открывающее нагнетательный клапан и порция горючего отправляется к конкретной форсунке.
За дозирование объема топлива в новых моделях отвечает электроника, а в старых двигателях это свойство обеспечивалось поворотом поршня на некоторое количество градусов внутри цилиндра. Механизмом, отвечавшим за данную операцию, служила шестерня, соединенная с зубчатой рейкой и подведенная к педали газа. Корректировка впрыска при изменении нажатия на акселератор производилась через муфту с грузиками, расходящимися под влиянием центробежной силы и обеспечивавшими необходимый угол опережения, в зависимости от оборотов мотора.
Распределительный
Эта конструкция характеризуется более плавной и стабильной работой, а также меньшими габаритами в сравнении с предыдущим вариантом. Топливные насосы высокого давления распределительного типа включают в себя следующие модификации:
- Роторные или плунжерные
- С кулачками внутреннего, торцевого или наружного размещения
Данный вариант конструкции оснащается парой плунжеров, которые обслуживают все камеры сгорания. При этом поршни совершают количество оборотов, равное числу цилиндров в конкретном двигателе, что обуславливает перманентно высокий уровень нагрузки на детали и их ускоренный износ, относительно аналогов рядного типа.
Магистральный
Этот тип конструкции характеризуется наилучшей управляемостью процессов воспламенения среди существующих аналогов и используется в двигателях с системой Common Rail. Максимальный контроль за горением смеси обеспечивается, благодаря подаче дизеля не напрямую в камеру сгорания, а в рампу (магистраль), выполняющую функцию предварительного аккумулятора. Такое технологическое решение дало возможность разделить процессы впрыска смеси и формирования необходимого давления. Работа насоса контролируется электронными системами управления.
ТНВД данного типа имеют наибольшую эффективность и считаются вершиной эволюции в своем классе. В различных моделях двигателей применяются насосы с различным количеством (от 1 до 3) плунжерных пар. Помимо этого, система может оснащаться гидравлическим приводом, подающим горючее через специальные клапаны. Такое конструктивное решение позволяет наиболее точно отрегулировать дозировку.
Ремонт ТНВД Bosch
Топливный насос высокого давления (ТНВД) – это сердце топливной системы Common rail. ТНВД системы Common rail намного проще по конструкции и функционалу, чем его предшественники. Основной его функцией является постоянная подача топлива в рампу под высоким давлением.
Насосы бывают разных типов. Основными отличительными характеристиками являются производительность и конструкция самих насосов, что определяет их возможности и применение.
В топливной системе Common rail подача топлива происходит по схеме топливный бак → подкачивающее устройство → создание высокого давления в ТНВД. Поэтому для нормальной работы топливной системы равноценно важны эффективная работа как подкачивающего насоса (насос подкачки) так и непосредственно ТНВД. Подкачивающий насос может быть как электрическим так и механическим. Некоторые устанавливаются внутри бака, некоторые на выходе из бака. В ТНВД типа CP-3 шестеренчатый насос подкачки интегрирован непосредственно в корпус ТНВД.
Схема устройства ТНВД
а) продольный разрез:
1 — вал привода; 2 — эксцентриковый кулачок; 3 — плунжер со втулкой; 4 — камера над плунжером; 5 — впускной клапан; 6 — электромагнитный клапан отключения плунжерной секции; 7 — выпускной клапан; 8 — уплотнение; 9 — штуцер магистрали, ведущей к аккумулятору высокого давления; 10 — клапан регулирования давления; 11 — шариковый клапан; 12 — магистраль обратного слива топлива; 13 — магистраль подачи топлива к ТНВД; 14 — защитный клапан с дроссельным отверстием; 15 — перепускной канал низкого давления.
б) поперечный разрез:
1 — вал привода; 2 — эксцентриковый кулачок; 3 — плунжер с втулкой; 4 — впускной клапан; 5 — выпускной клапан; 6 — подача топлива.
Принцип работы
Принцип работы ТНВД заключается в том, что подкачка подпитывает его необходимым низким давлением (в зависимости от типа системы это 4-7 Bar). После чего, солярка попадает в перепускной канал низкого давления. При опускании плунжера, в камере над ним происходит разрежение давления, и через впускной клапан втягивается топливо из канала низкого давления. При обратном ходе плунжера топливо нагнетается в выпускной клапан. Поскольку проходимость отверстия клапана намного меньше подаваемого потока топлива, на выходе из клапана создается очень высокое давление.
Давление которое выдает ТНВД в системе Common rail может достигать порядка 1200-1400 Bar, в некоторых автомобилях более 2000 Bar. Давление свыше 2000 Bar используют в основном в автомобилях нового поколения, где впрыск топлива происходит при помощи пьезоэлектрических форсунок. Их конструкция позволяет при таком давлении за очень короткий промежуток времени подавать мощную порцию топлива, при этом разделяя ее на 4-5 частей. Это способствует более тихой и чистой работе двигателя, и при этом двигатель стает более приемистым.
Топливная рампа
Поскольку давление в насосе увеличивается при помощи поочередной работы плунжерных пар, на выходе оно идет «скачками». Для гашения этих колебаний, в системе установлена топливная рампа (рейка). Рампа – это резервуар высокого давления в виде трубы, в которую подается топливо из насоса. Ее основные задачи: накопление топлива, удерживание его под высоким давлением, гашение колебаний давления и распределение топлива по форсункам.
На рампе находится датчик давления для мониторинга системы блоком управления. А для регулировки системы по высокому давлению, на рейку устанавливают электромагнитный редукционный клапан. В состоянии покоя он пропускает через себя топливо в сливную магистраль. При подаче сигнала от ЭБУ (блок управления) автомобиля, он начинает удерживать топливо в рампе, согласно заданного ему режима.
В других моделях авто роль регулятора давления выполняет интегрированный в ТНВД дозировочный блок (регулятор низкого давления), в некоторых системах сосуществуют оба вида регуляторов. В результате такого взаимодействия элементов топливной системы, солярка поступает на форсунки уже под необходимым давлением.
Поломки топливного насоса высокого давления
Основная причина выхода из строя ТНВД – это некачественное топливо, срок и условия эксплуатации. Насосы системы Common rail очень требовательны к чистоте и качеству топлива.
Рассмотрим часто встречающийся вариант ТНВД – СР1. Устанавливаются такие насосы на легковые автомобили и микроавтобусы Mercedes, BMW, Fiat, Peugeot, Citroen, Iveco. Конструкция такого насоса довольно проста: вал привода, эксцентриковый кулачок, 3 плунжера, 3 клапана. Все это монтируется в трехголовковый корпус. На одной из крышек головки насоса устанавливают электромагнитный клапан отключения плунжерной секции. Иногда насосы комплектуются регулятором давления.
Что же может произойти с таким простым и незатейливым насосом? И правда, каких-то сложностей от него можно не ждать. Основных проблем две – течь и низкая производительность.
Течь
Течет такой насос по причине выхода из строя уплотнительных сальников. Реже это происходит по причине микротрещин в крышке головки насоса. Вследствие этого ТНВД начинает «мокреть». Этот дефект сильнее проявляется на «холодную», зачастую после прогрева двигателя насос перестает течь. Это говорит о том, что пора менять эти самые уплотнительные сальники. При наличии микротрещин в крышке, ее необходимо заменить. Течь насоса неприятна тем, что солярка попадает на ремень, который постепенно размокает и в результате произойдет его обрыв.
Низкая производительность
Производительность ТНВД СР1 зависит от клапанов, плунжеров и состояния их прецизионных частей. При нарушении нормальной работы клапанов, они не могут нагнетать заданное давление за необходимый промежуток времени. В связи с этим, часто встречается такой дефект: машина при плавном наборе нормально работает, развивает обороты, а при резком наборе – входит в аварийный режим (падают обороты, в некоторых моделях и вовсе глохнет).
Происходит это при обгоне, что не только неприятно, но и очень рискованно, когда автомобиль на «встречке» вдруг отсекает и приходится отчаянно искать выход из сложившейся ситуации. Эта поломка сильнее ощущается на горячем двигателе и в жаркую погоду.
Алгоритм ремонта ТНВД
После очистки насос проверяется на наличие механических повреждений. Потом вскрываем фланец и производим оценку внутреннего состояния ТНВД (стружка, ржавчина, остатки грязи). Если с этим все в порядке ТНВД попадает на стендовую проверку. Тестируется насос на разных режимах при различных нагрузках. В результате проверки определяются его неисправности, после чего принимается решение о ремонте. Ремонт, как правило, бывает двух видов замена ремкомплекта (при обнаружении течи) или замена клапанов в случае низкой производительности ТНВД. Все комплектующие для ремонта производятся фирмой Bosch.
Гарантия на ремонт ТНВД
При комплексном ремонте ТНВД предоставляется гарантия. Подробнее об этом читаем здесь.
Принцип работы
Схема топливного насоса высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя включает в себя поршень и нагнетательный клапан. Получая импульс от коленвала силового агрегата через передачу, кулачковый вал вращается и «набегает» на муфту, которая движется в направлении форсунки, увеличивая давление в порции горючего над поршнем. Одновременно с этим перекрывается впускной тракт. После достижения необходимой степени давления нагнетательный клапан открывается, и дизель попадает в форсунку. При движении вниз оставшееся горючее удаляется через винтовой канал, прорезанный в корпусе плунжера. При этом полость в поршне в определенный момент оказывается на одном уровне с выпускным трактом и процедура повторяется.
За управление ТНВД в современных силовых агрегатах отвечают электронные блоки. Аппаратура получает данные от контроллеров температуры, вращения вала, температуры охлаждающей жидкости, горючего и др., на основании чего формирует командные сигналы. Основываясь на заложенных в память оптимальных алгоритмах работы и поступающей информации, электронные блоки регулируют циклы подачи и угол опережения.
В зависимости от конкретного двигателя в его конструкцию могут быть включены дополнительные узлы, предназначенные для контроля работы насоса.
Ремонт классических систем ТНВД
\Московская обл., Солнечногорский район.,68-й км. трассы Москва- Санкт- Петербург,пос. Смирновка, ПромзонаТел, (915) 187 89 88 Электронная почта: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Внимание! Приведенная стоимость работ не является публичной офертой и может отличаться от действующих в текущее время.
Ремонт и регулировка рядных ТНВД
| № | НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТ | Цена в руб. |
| 1 | Мойка ТНВД (обязательная услуга) | 250.00 |
| РЯДНЫЕ ТОПЛИВНЫЕ НАСОСЫ | ||
| 1 | Проверка ТНВД BOSCH/ZEXEL/DENSO (A,MW,P) до 8-ми секций включительно | 2300.00 |
| 2 | Регулировка ТНВД BOSCH/ZEXEL/DENSO (A,MW,P) до 8-ми секций включительно | 4500.00 |
| 3 | Проверка ТНВД BOSCH/ZEXEL/DENSO (A,MW,P) более 8-ми секций | 4500.00 |
| 4 | Проверка ТНВД BOSCH до 8-ми секций с EDC | 5600.00 |
| 5 | Ремонт ТНВД BOSCH/ZEXEL/DENSO (A) 4-х секционный | 7000.00-10000.00 |
| 6 | Ремонт ТНВД BOSCH/ZEXEL/DENSO (A,MW,P) до 8-ми секций включительно | 10500.00 |
| 7 | Ремонт ТНВД BOSCH до 6-ти секций с EDC | 11500.00 |
| 8 | Ремонт ТНВД BOSCH 8-мь секций с EDC | 12500.00 |
| 9 | Ремонт ТНВД BOSCH Н-серия(2-х реечный) до 6-ти секций с EDC | 13500.00 |
| 10 | Ремонт ТНВД BOSCH Н-серия(2-х реечный) 8-мь секций с EDC | 15500.00 |
| 11 | Разборка и дефектовка ТНВД BOSCH/ZEXEL/ DENSO без сборки | 2500.00 |
| РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ТОПЛИВНЫЕ НАСОСЫ | ||
| 1 | Проверка ТНВД BOSCH/ZEXEL/DENSO VE на стенде | 2000.00 |
| 2 | Проверка ТНВД BOSCH VE с механическим регулятором на стенде (с регулировкой) | 3500.00 |
| 3 | Проверка ТНВД BOSCH VE с электронным управлением на стенде | 3000.00 |
| 4 | Проверка ТНВД BOSCH VE с электронным управлением (с регулировкой) | 4500.00 |
| 5 | Разборка и дефектовка ТНВД BOSCH/ZEXEL/ DENSO без сборки | 1500.00 |
| 6 | Ремонт ТНВД BOSCH VE с механическим регулятором (с регулировкой) | 5500.00 — 10000.00 |
| 7 | Ремонт ТНВД BOSCH VE с электронным управлением (с регулировкой) | 5500.00 — 10000.00 |
| 8 | Спец. Техника и трактора отечественного и импортного производства | 5000.00 — 9000.00 |
| 9 | ТНВД 4УТНИ и их модели (ЯМЗ, ПАЗ, МТЗ, ГАЗ, ДТ-75, ЗИЛ, Бычок) | 5000.00 — 7000.00 |
| 10 | Блочные ТНВД рефрежераторных установок (Yanmar, Kubota, Zexel, Bosh) | 2500.00 — 8700.00 |
| ФОРСУНКИ | ||
| 1 | Проверка форсунки однопружинной на стенде (механическая) (за 1 шт.) | 50.00 |
| 2 | Регулировка форсунки однопружинной на стенде (за 1 шт.) | 150.00 |
| 3 | Проверка форсунки двухпружинной на стенде (за 1 шт.) | 50.00 |
| 4 | Проверка форсунки (ступенчатого держателя) MB Actros,Atego и др., MAN TGA (механическая) (за 1шт.)*** | 100.00 |
| 5 | Ремонт форсунки с регулировкой (за 1 шт.) | 350.00 |
| 6 | Ремонт форсунки двухпружинной с регулировкой (за 1 шт.) | 450.00 |
| 7 | Ремонт форсунки (ступенчатого держателя) MBActros,Atego и др., MAN TGA (за 1 шт.) | 450.00 |
- При сдаче в ремонт ТНВД в грязном виде взимается плата 250 руб. за мойку насоса.
- Срок гарантии на выполненные работы и запчасти 6 месяцев.
- Гарантия не распространяется на запчасти предоставленные клиентом или по согласованию.
- При ремонт еТНВД – диагностика бесплатно.
- Цена ремонта ТНВД BOSCH, ZEXEL, DENSO указана без учета стоимости запчастей.
