Топливный насос высокого давления (ТНВД)

Изобретение ТНВД

После изобретения Рудольфом Дизелем, его двигатель с мировым именем, в силу своей громоздкости и малооборотности, стал использоваться в тяжелой промышленности, судостроении и в других областях, где вес не имел большого значения. Инженеры во всем мире продолжали работу над двигателем. Дизельный двигатель был эффективен и в то же время экономичен. Но для массового использования требовались серьезные доработки. 

Малооборотность дизеля объяснялась способом подачи топлива. Дизельное топливо вдувалось под действием сжатого воздуха и было необходимо наличие громоздкого дополнительного компрессора, который не позволял уменьшить вес и габариты двигателя. Одним из инженеров, который смог создать систему для подачи топлива, стал Роберт Бош. 

В 1922 он предложил схему, которая уже в следующем году была разбита на десять отличающихся друг от друга проектов топливного насоса высокого давления (ТНВД). После нескольких лет испытаний, в 1925 году был принят окончательный проект ТНВД. В 1927 году началось производство топливных насосов высокого давления по проекту Боша. Идея Роберта Боша дала толчок к развитию поколения дизельних машин. Топливная аппаратура нашла своё широкое применение на грузовых авто. Кстати, первой машиной на дизеле стал грузовик Benz 5K3, а первым легковым Mercedes – Benz 260D с 50 л.с.

ТНВД сегодня

На сегодняшний день, топливный насос высокого давления или как его обычно сокращенно называют ТНВД — основной компонент дизельного двигателя. Наиболее известные производители ТНВД — BOSCH, Denso, Zexel, Lucas, Delphi и другие.

Задача ТНВД в определенный момент времени подать определенное количество топлива под необходимым давлением. За количество впрыснутого топлива отвечает регулятор, за время впрыска отвечает распределительный вал — он крутится, кулачки давят на плунжера и происходит впрыск. Главная составляющая топливного насоса — плунжерная пара. Говоря простым языком, это длинный цилиндр и поршень, близко подогнанные друг под друга с очень маленьким зазором (поэтому в случае поломки меняется вся пара целиком).

Типы ТНВД

ТНВД делятся на три основных типа (есть и подтипы, но сегодня поговорим об основных):

• распределительный ТНВД;

• рядный ТНВД;

• магистральный ТНВД.

Схема работы распределительного ТНВД такова — с помощью одной плунжерной пары горючее нагнетается для всех цилиндров, то есть как бы распределяется (отсюда и название — распределительный). Плюсы этого типа ТНВД наряду с остальными — его вес, размер, более ровная подача топлива — за счет этого ставится на легковых автомобилях. Но из-за большой загруженности срок его службы значительно ниже его собратьев.

Распределительный ТНВД

1 – топливный бак; 
2 – топливный фильтр; 
3 – муфта регулятора; 
4 – рычаг управления подачей топлива; 
5 – пружина регулятора; 
6 – сливной дроссель; 
7 – корректор дымности; 
8 – всережимный регулятор частоты вращения коленчатого вала; 
9 – электромагнитный клапан остановки двигателя; 
10 – распределительная головка; 
11 – форсунка; 
12 – штуцер; 
13 – нагнетательный клапан; 
14 – плунжер; 
15 – дозирующая муфта; 
16 – автомат опережения впрыска топлива; 
17 – кулачковый диск; 
18 – роликовое кольцо; 
19 – шестерня привода регулятора; 
20 – топливный насос низкого давления; 
21 – вал привода; 
22 - редукционный клапан; 
23 – грузы регулятора.

Схема рядного ТНВД отличается от распределительного. Здесь для каждого цилиндра горючее нагнетает своя плунжерная пара. Среди плюсов — высокая надежность, долговечность, могут работать на дизельном топливе низкого качества, устанавливаются на грузовики, на легковых авто уже не ставят начиная с 2000 года.

Рядный ТНВД

1 - штуцер напорной магистрали; 
2 - седло клапана;
3 - пружина клапана;
4 - корпус насосной секции;
5 - нагнетательный клапан;
6 - впускное и выпускное отверстия;
7 - наклонная поверхность плунжера;
8 - плунжер;
9 - втулка;
10 - рычаг управления плунжером;
11 - возвратная плунжерная пружина;
12 - пружина толкателя;
13 - роликовый толкатель;
14 - кулачок;
15 - зубчатая рейка.

Магистральный ТНВД — система подачи топлива, чаще всего в жизни используется название Common Rail. Отличие от предыдущих систем в том, что здесь топливо с помощью насоса нагнетается не в камеру сгорания, а в топливную рампу. Оттуда топливо уже идет к цилиндрам. За впрыск здесь отвечает электромагнитная форсунка, открываемая по команде бортового компьютера. Такой ТНВД может иметь одну и несколько плунжерных пар и приводиться в действие от кулачковой шайбы или вала.

Магистральный ТНВД

1 - приводной кулачковый вал;
2 - ролик;
3 - плунжерная пружина;
4 - плунжер;
5 - штуцер напорной магистрали (к топливной рампе);
6 - выпускной клапан;
7 - впускной клапан;
8 - электромагнитный клапан дозирования топлива;
9 - фильтр тонкой очистки топлива;
10 - перепускной клапан;
11 - штуцер обратного топливопровода;
12 - штуцер впускного топливопровода.

Ремонт и регулировка ТНВД — сложная задача, требующая теоретической и практической подготовки. Ремонтами топливных насосов занимаются специализированные сервисы, с наличием знаний опыта и самое важное — с наличие специальной аппаратуры. В домашних условиях, при возникновении большинства неисправностей в работе дизельного оборудования - это сделать невозможно.