Аббревиатура ТНВД расшифровывается как топливный насос высокого давления. Этот агрегат используется в автомобилях с дизельными двигателями и отвечает за создание давления, необходимого для точного дозирования подачи топлива в камеры сгорания. Также ТНВД обеспечивает своевременное поступление топливной смеси. Разберемся, что такое ТНВД, как он устроен и для чего нужен.
Назначение ТНВД
В дизельных двигателях предусмотрен непосредственный впрыск топлива в цилиндры. Для качественного смешения горючего с воздухом и эффективного сгорания смеси необходимо его распыление на мелкие капли. Для этого в системе должно создаваться соответствующее давление, которое обеспечивается ТНВД. В результате повышается эффективность смешивания топлива с воздухом, повышается эффективность сгорания смеси.
При сжатии воздуха в цилиндрах температура повышается и достигает уровня, необходимого для самовоспламенения впрыснутой топливной смеси. Чем выше это давление, тем меньше времени проходит между впрыском топлива и его воспламенением. Поэтому от работы ТНВД напрямую зависит стабильность работы двигателя.
Как устроен топливный насос высокого давления
Чтобы понять принцип работы, необходимо знать, как устроен ТНВД. Главным его рабочим узлом является плунжерная пара, которая обеспечивает нагнетание давления в топливной системе. Конструкция плунжерной пары состоит из поршня и втулки либо гильзы. Поршень совершает возвратно-поступательные движения внутри втулки, в полость над плунжером по каналам и клапанам ТНВД поступает горючее, которое тем же путем отводится после сжатия и нагнетания давления. Помимо плунжерной пары, в конструкцию ТНВД входят:
- Кулачковый вал с муфтой, которая вращается с помощью ремня ГРМ;
- Толкатели, передающие на плунжер энергию от кулачкового вала;
- Пружины, возвращающие плунжер в исходное положение;
- Нагнетательные клапаны, которые обеспечивают движение топлива в нужном направлении;
- Всережимный регулятор, который активируется педалью газа.
В ТНВД имеются также зубчатые рейки и штуцеры. Компоненты плунжерной пары тщательно обрабатываются для обеспечения герметичности. Поршни и втулки изготавливаются из прочной стали для максимальной устойчивости к нагрузкам.
Виды и различия ТНВД
Устройство топливного насоса высокого давления зависит от типа механизма и принципа его работы. Существует несколько вариантов систем:
- Рядные или плунжерные – каждый цилиндр в такой системе оснащен собственным плунжерным механизмом, который обеспечивает индивидуальное дозирование топлива и его подачу. Конструкция отличается надежностью и высокой точностью, простотой обслуживания и ремонтопригодностью, но имеет значительный вес и крупные габариты, не проявляет достаточной эффективности в современных системах питания;
- Распределительные – плунжер в таких насосах создает высокое давление, последовательно направляя топливо к каждому цилиндру. Эти ТНВД меньше и легче предыдущих, но требовательные к качеству топлива, сложные в диагностике и обслуживании. Насосы этого типа бывают роторными (шестеренчатыми) и торцевыми (комбинированными). В первых плунжер совершает вращательные движения, во вторых – поступательные с одновременным вращением вокруг своей оси;
- Магистральные – такие системы называются Common Rail. В них насос подает топливо в общую магистраль, откуда оно поступает к каждой из форсунок. Подача регулируется электроникой. Это экономичные ТНВД, которые обеспечивают качественное распыление топлива, точную регулировку момента впрыска, сокращение вредных выбросов. Но им необходимы сложная диагностика, дорогие запчасти и качественное топливо;
- С электромагнитными клапанами – отличаются точностью управления моментом открытия каналов и их закрытия, экологичностью, а также обеспечивают сокращение расхода топлива. Вместе с тем эти насосы чувствительны к загрязнениям горючего, а ремонт и замена деталей обходятся недешево.
Распределительный вал синхронизирован с коленвалом двигателя. Это важно для обеспечения точного времени впрыска в соответствии с циклом работы мотора. В системе используются впускные и выпускные клапаны. Первые нужны для поступления топлива из бака в насос, вторые – для подачи топливной смеси в форсунки под давлением.
Топливные насосы высокого давления различаются принципом работы. В ТНВД непосредственного действия установлены механические или пневматические приводы. В них нагнетание давления и впрыск происходят одновременно. Эти системы универсальны и встречаются достаточно часто.
Второй вариант – ТНВД с аккумуляторным впрыском. Они оборудованы гидроаккумулятором. В этих насосах разделены процессы нагнетания и впрыска топлива. Сначала горючее собирается в промежуточное хранилище, где находится под давлением. Затем оно распределяется по форсункам с дозировкой количества, необходимого для сгорания. Плюсом такой системы является повышение КПД двигателя, минусом – сложность конструкции.
Как работает ТНВД
Рассмотрим, как работает ТНВД. Насос приводится в движение от коленвала двигателя. В зависимости от конструкции, процесс может осуществляться:
- Механически;
- Электрически;
- Гидравлически.
Из топливного бака по специальным линиям горючее поступает в ТНВД, где проходит фильтрацию. Здесь же повышается давление топливной смеси. Насос точно дозирует количество топлива, необходимое для сжигания в цилиндрах. Это необходимо для оптимальной работы двигателя. Также ТНВД управляет моментом впрыска топлива в цилиндры, синхронизирует его с ходом поршня.
Электроника ТНВД
Системы регулировки под нагрузкой в современных ТНВД обеспечивают автоматическую адаптацию подачи топлива, исходя из текущих нагрузок и условий движения. Также в насосах сейчас используются электронные датчики, которые повышают точность и производительность оборудования. Датчики контролируют:
- Число оборотов распределительного вала;
- Угол нажатия на педаль акселератора;
- Степень нагрева охлаждающей жидкости;
- Давление в системе наддува.
Датчики собирают информацию о текущей скорости, о положении иглы форсунки. Во многих моделях ТНВД предусмотрена система самодиагностики, которая помогает своевременно выявлять неисправности и восстанавливать работоспособность мотора.
