ТНВД (1)

1.

ТНВД
Топливный насос высокого давления

2.

Введение
Топливный насос высокого давления (ТНВД) — ключевой элемент системы
подачи топлива в двигателях внутреннего сгорания, особенно в дизельных и
современных бензиновых моторах с непосредственным впрыском. Его основная
задача — обеспечение подачи топлива под высоким давлением в форсунки для
распыления в цилиндрах двигателя.
Расположение:
ТНВД чаще всего устанавливается на блоке цилиндров и приводится в действие
от коленчатого вала или распредвала через шестеренчатый или ременной
привод. У двигателей с рядным насосом он обычно находится сбоку двигателя. У
двигателей с распределительным насосом насос может быть установлен ближе к
головке блока цилиндров.

3.

Назначение
Создания необходимого давления топлива для
обеспечения качественного распыла.
Обеспечения точного дозирования и подачи
топлива в соответствии с нагрузкой и режимом
работы двигателя.
Распределения топлива по цилиндрам двигателя
(в некоторых системах).

4.

Смазка деталей ТНВД минимизирует трение между рабочими
поверхностями, снижает износ и предотвращает перегрев.
Особенности смазки деталей ТНВД
1. Самосмазывающаяся система. В большинстве ТНВД смазка
осуществляется непосредственно топливом. Дизельные насосы используют
топливо, как смазочную жидкость, так как дизельное топливо обладает
достаточно высокой вязкостью. Бензиновые насосы смазываются
моторным маслом или топливом в зависимости от конструкции.
2. Циркуляция смазки. Смазка проходит через зазоры между
движущимися деталями, например, в плунжерной паре,
распределительном валу, кулачковом механизме. Излишки смазки
отводятся обратно в систему подачи топлива или в масляный картер.

5.

Основные смазываемые элементы ТНВД
1. Плунжерная пара. Топливо поступает в зазор между плунжером и
гильзой, смазывая их поверхности.
2. Кулачковый вал. Смазывается моторным маслом или топливом.
3. Распределительные элементы.
4. Подшипники и втулки. Смазываются моторным маслом
5. Нагнетательные клапаны. Топливо, проходящее через клапаны,
смазывает их рабочие поверхности, предотвращая коррозию.
6. Приводной механизм. Включает шестерни, соединяющие насос с
двигателем. Обычно смазывается моторным маслом из системы
двигателя.

6.

Основные методы
регулировки подачи топлива
1. Изменение длины хода
плунжера.
2. Управление фазой подачи
топлива (углом поворота
3. Изменение давления
впрыска.
4. Электронное управление
(в современных системах)

7.

Элементы, участвующие в регулировке
подачи топлива
1. Регулирующая рейка. Перемещает плунжеры топливных
секций, изменяя их угол поворота. Чем сильнее смещена рейка,
тем больше топлива подается.
2. Кулачковый вал. Определяет величину хода плунжера.
3. Пружина плунжера. Возвращает плунжер в исходное положение.
Ее жесткость может влиять на характеристику подачи топлива.
4. Нагнетательный клапан. Обеспечивает четкое отсечение
топлива после впрыска, предотвращая обратный поток.
5. Электронные регуляторы. Используются для управления работой
форсунок и насосов.

8.

Типы ТНВД
1. Распределительный ТНВД — это устройство в системе топливного впрыска
дизельного двигателя, которое отвечает за подачу топлива в нужном объёме и под
высоким давлением строго в тот цилиндр двигателя, который находится в цикле
впуска. Это устройство совмещает в себе функции создания давления топлива и
его распределения по цилиндрам.
Основные функции распределительного ТНВД:
1. Создание высокого давления для впрыска топлива в камеры сгорания.
2. Распределение топлива по цилиндрам двигателя в нужной последовательности
(по порядку работы цилиндров).
3. Регулирование количества подаваемого топлива, в зависимости от режима
работы двигателя.
4. Изменение угла опережения впрыска в зависимости от оборотов двигателя.

9.

Конструкция
распределительного ТНВД
Основные компоненты:
1. Корпус насоса. (сталь)
2. Распределительный вал (или
плунжерный)
3. Плунжерная пара.
4. Распределительный диск.
5. Кулачковый вал.
6. Регулятор подачи топлива.
7. Механизм изменения угла
опережения впрыска.
8. Клапаны и форсунки.

10.

Принцип работы распределительного ТНВД
1. Подача топлива. Топливо низкого давления поступает из бака через
подкачивающий насос.
2. Сжатие топлива. Плунжер, движущийся под действием кулачкового вала,
создает высокое давление.
3. Распределение топлива. Распределительный вал или диск направляет
сжатое топливо к нужному цилиндру через выходные каналы.
4. Впрыск. Топливо под высоким давлением поступает в форсунки, которые
распыляют его в камеру сгорания цилиндра.
5. Регулирование подачи. Регулятор, соединённый с педалью газа, изменяет
количество топлива, подаваемого в плунжеры, регулируя мощность
двигателя.

11.

12.

Виды распределительных ТНВД
1. Распределительные насосы с одной плунжерной парой.
Один плунжер обслуживает все цилиндры. Распределение выполняется через
вращающийся распределительный диск или вал.
2. Насосы с многоплунжерной конструкцией.
Каждый плунжер обслуживает один цилиндр, но распределение между цилиндрами
всё равно контролируется распределительным механизмом.

13.

Преимущества распределительного ТНВД
1. Компактность конструкции.
2. Простота регулировки подачи топлива.
3. Высокая эффективность работы.
4. Надежность и долговечность.
Недостатки
1. Чувствительность к качеству топлива (некачественное топливо может
повредить плунжерную пару).
2. Ограничение по максимальному давлению (в сравнении с
аккумуляторными системами, такими как Common Rail).
3. Сложность ремонта, высокая стоимость деталей.

14.

2. Рядный ТНВД — это классическая конструкция топливного насоса,
используемая в дизельных двигателях. Он отличается тем, что каждая
плунжерная пара насоса соответствует отдельному цилиндру двигателя, а
плунжеры расположены в один ряд внутри корпуса.
Применяются в двигателях большего объема, где требуется высокая
мощность.
Основные функции рядного ТНВД
1. Создание высокого давления топлива, необходимого для впрыска в
цилиндры.
2. Дозирование топлива в зависимости от нагрузки на двигатель.
3. Подача топлива в цилиндры в строгой последовательности согласно
порядку работы двигателя.
4. Изменение угла опережения впрыска в зависимости от частоты
вращения коленчатого вала.

15.

Устройство рядного ТНВД
Основные элементы:
1. Корпус насоса.
2. Плунжерные пары.
3. Кулачковый вал.
4. Приводной механизм.
5. Регулятор подачи топлива.
6. Механизм изменения угла опережения впрыска.
7. Клапаны (впускные и нагнетательные).
8. Форсунки.

16.

Принцип работы рядного ТНВД
1. Подача топлива.
Подкачивающий насос подаёт топливо низкого давления в ТНВД через
фильтры.
2. Создание высокого давления.
Кулачковый вал приводит в движение плунжеры, которые сжимают топливо в
цилиндрах плунжерных пар до давления, необходимого для впрыска.
3. Дозирование топлива.
Поворот плунжеров (с помощью рейки) изменяет объём топлива, подаваемого
в форсунки.
4. Распределение топлива.
Каждая плунжерная пара обслуживает один цилиндр двигателя.
5. Впрыск.
Топливо под высоким давлением через нагнетательный клапан поступает к
форсунке, которая распыляет его в камеру сгорания.
6. Регулировка угла опережения впрыска.
Устройство изменения угла опережения впрыска корректирует момент подачи
топлива для оптимальной работы двигателя.

17.

18.

Преимущества рядного ТНВД
1. Высокая надёжность.
2. Равномерность подачи топлива.
3. Долговечность.
4. Легкость диагностики.
Недостатки рядного ТНВД
1. Сложность конструкции.
2. Чувствительность к качеству топлива.
3. Ограничения по производительности.
4. Большие размеры и масса.

19.

Применение
Рядные ТНВД чаще всего
используются в:
Грузовиках и автобусах.
Тракторной и
сельскохозяйственной
технике.
Строительных машинах.
Промышленных дизельных
двигателях.

20.

3. Насос-форсунки и
Common Rail:
В Common Rail давление
создается отдельно от впрыска.
Форсунки получают топливо из
общей магистрали.

21.

Типы систем впрыска
Механический впрыск топлива
применяется преимущественно в
дизельных двигателях.
Особенности механического впрыска
1. Механическая связь с двигателем.
2. Независимость от электроники.
3. Точная синхронизация.
4. Простота конструкции (по сравнению
с электронными системами).

22.

Преимущества механического впрыска
1. Простота и надёжность.
2. Долговечность.
3. Ремонтопригодность.
4. Независимость от электричества.
Недостатки механического впрыска
1. Меньшая точность дозирования.
2. Ограниченная возможность регулировки.
3. Чувствительность к качеству топлива.
4. Сложность настройки.

23.

Применение механического впрыска
Грузовики, автобусы, тракторы.
Строительная и сельскохозяйственная техника.
Морские двигатели.

24.

Электронный впрыск топлива (EFI, Electronic Fuel Injection) — это современная
система подачи топлива, где все процессы управления дозированием и
синхронизацией впрыска контролируются электронной системой. В ТНВД с
электронным впрыском давление создаётся механически, но его регулировка и
подача топлива выполняются под контролем электроники.
Отличия электронного впрыска от механического
1. Применение электроники.
2. Повышенная точность.
3. Универсальность.
4. Экологичность.

25.

Основные компоненты системы электронного
впрыска с ТНВД
1. Топливный насос высокого давления (ТНВД).
2. Электронный блок управления (ЭБУ).
3. Датчики.
Датчик положения коленчатого вала:
Датчик температуры двигателя:
Датчик массового расхода воздуха:
Датчик давления топлива:
4. Исполнительные механизмы.
Электромагнитные клапаны регулируют объём и момент подачи топлива.
5. Распределительный механизм.
Направляет топливо под высоким давлением к каждому цилиндру.
6. Форсунки.
Электромагнитные или пьезоэлектрические, управляемые ЭБУ.

26.

Принцип работы системы электронного впрыска
1. Сбор данных.
Датчики передают информацию о состоянии двигателя в ЭБУ.
2. Анализ и расчёт.
ЭБУ рассчитывает оптимальный объём топлива и момент впрыска. 3.
Создание давления.
ТНВД подаёт топливо под высоким
4. Управление впрыском.
Электромагнитные клапаны или форсунки открываются и закрываются под
воздействием сигналов от ЭБУ, впрыскивая точное количество топлива в
цилиндры.
5. Коррекция в реальном времени.
В зависимости от изменений в нагрузке или условиях эксплуатации ЭБУ
мгновенно корректирует подачу топлива.

27.

28.

Преимущества электронного впрыска
1. Высокая точность.
2. Экономичность.
3. Улучшенные экологические характеристики.
4. Гибкость настроек.
5. Стабильная работа двигателя.
6. Улучшенная динамика.
Быстрый отклик двигателя на изменение нагрузки.
Недостатки электронного впрыска
1. Зависимость от электроники.
2. Чувствительность к качеству топлива.
3. Сложность конструкции.
4. Высокая стоимость.

29.

Применение электронного впрыска с ТНВД
Электронный впрыск с ТНВД применяется в большинстве современных
дизельных двигателей, включая:
Легковые автомобили.
Грузовики и автобусы.
Строительную и сельскохозяйственную технику.
Морские дизельные установки.

30.

Диагностика и обслуживание ТНВД
Признаки неисправности:
Потеря мощности двигателя.
Увеличенный расход топлива.
Неровная работа двигателя или трудности с запуском.
Дымность выхлопа.
Основные причины неисправностей:
Износ плунжерной пары.
Загрязнение топлива.
Нарушение работы клапанов или регуляторов.
Рекомендации по обслуживанию:
Использование качественного топлива и своевременная замена топливного
фильтра.
Периодическая проверка давления и герметичности системы.
Проведение диагностики и калибровки насосов на специализированных
стендах.