Плунжер это в автомобиле
Плунжерная пара
Конструкция узла и технология изготовления
Плунжерная пара состоит из 2 основных узлов, каждый из которых выполняет свои функции:
Существуют две основные разновидности плунжерной пары, различие между которыми состоит в наличии в плунжере специальной кольцеобразной просечки. Назначение просечки заключается в сборе и возврате части топлива в основную магистраль топливного насоса. Стоимость такой плунжерной пары будет выше стоимости узла с плунжером без просечки. Однако дополнительные расходы на изготовление компенсирует повышение эффективности работы дизельного двигателя.
Основная проблема при изготовлении плунжерной пары состоит в обеспечении герметичности рабочего узла, при этом необходимо добиться свободного перемещения плунжера внутри втулки. Задача решается точным соблюдением геометрических размеров. Рабочие поверхности втулки и плунжера обрабатываются для обеспечения необходимой плотности примыкания элементов между собой. Рабочим зазором между втулкой и плунжером сегодня считают расстояние в 1-3 мкм. Такая точность обработки поверхностей элементов рабочего узла позволяет относить плунжерную пару к прецизионным деталям.
Плунжерная пара при эксплуатации подвергается высокому давлению и другим сопутствующим нагрузкам. Это объясняет требования к прочности элементов плунжерной пары, а также устойчивости к физическим воздействиям. По этим причинам для изготовления элементов узла используются износостойкие и высокопрочные марки стали. Для достижения необходимой точности геометрических размеров двух элементов и соблюдения технологии обработки металла работу выполняют на способном обеспечить эти параметры современном оборудовании. Работа плунжерной пары во многом определяет параметры работы всего дизельного двигателя.
Принцип работы плунжерной пары
Штатная схема работы плунжерной пары:
1. В начале цикла работы плунжер под действием пружин находится в нижней части втулки.
2. Под воздействием кулачкового вала плунжер перемещается в верхнюю часть втулки, увеличивая давления топлива над вытеснителем.
3. При повышении давления топлива открывается клапан и топливо через форсунки поступает в камеру сгорания.
4. В конце цикла плунжер под воздействием пружин возвращается в начальную позицию.
Надежность и долговечность плунжерной пары во многом объясняется именно простотой принципа работы этого узла.
Применение и назначение плунжерной пары
В топливном насосе высокого давления плунжерная пара выполняет следующие функции:
Добиться точного и эффективного выполнения данных функций позволяет совместная работа плунжерной пары совместно с системами амортизации и контроля. Автоматика определяет параметры и характеристики, которые должны быть достигнуты в ходе работы плунжерной пары.
Еще одна сфера применения плунжерных пар – различные по конструкции и назначению насосы, гидромашины, другое аналогичное оборудование.
Преимущества и недостатки плунжерной пары
Востребованность дизельных двигателей значительно возросла после появления топливных насосов высокого давления, в которых одним из основных рабочих узлов стали плунжерные пары. Объяснить такой взрывной рост популярности ТНВД можно техническими и эксплуатационными характеристиками топливного насоса благодаря применению в конструкции плунжерной пары. Основные преимущества рабочего узла и всего ТНВД:
Среди значимых недостатков плунжерной пары следует назвать износ элементов рабочего узла. Износ объясняется сложными условиями эксплуатации рабочего узла. Продлить срок службы плунжерной пары позволяет изготовление элементов узла из высокопрочных марок стали с точным соблюдением технологии производства. Однако даже выполнение этих условий полностью не исключает возможного износа деталей.
Что такое плунжер, его назначение и особенности ремонтных работ
Плунжерная пара – один из главных рабочих элементов в топливных насосах высокого давления дизельных двигателей. Широкое применение данного узла обусловлено простотой конструкции, большим ресурсом и бесперебойной работой в течение длительного времени. Деталь встречается и в других механизмах: гидрокомпенсаторах, гидравлических и стандартных насосах.
Что такое плунжер
Конструкция состоит из двух частей и называется плунжерная пара. Первая – плунжер, от которого и прошло название – представляет собой одну из разновидностей поршня. Узел может обеспечить очень высокие рабочие параметры за счет точной подгонки элементов. Вторая часть – втулка плунжера или гильза, внутри которой и ходит основная деталь.
В процессе работы внутренний элемент совершает движения вверх-вниз в полости внешнего. Обычно в корпусе есть каналы, через которые в систему заходит дизельное топливо, а затем подается в цилиндры под высоким давлением. Поршень и гильза – это высокоточные изделия, плунжерная пара – основной рабочий элемент топливного насоса высокого давления (ТНВД).
В некоторых моделях авто (в частности, в двигателях Рено) есть блок термоплунжеров, они отвечают за нагревание охлаждающей жидкости, чтобы быстрее поднять температуру ТНВД до рабочих показателей.
Принцип работы и разновидности
Чтобы разобраться во всех особенностях плунжерной пары, необходимо понять принцип ее действия. Все достаточно просто:
Что касается разновидностей, в дизельных двигателях используется два основных варианта. Первый – стандартный, со сплошным плунжером. Второй отличается особой просечкой кольцеобразной формы. Благодаря ей в процессе работы поршень не только подает топливо в цилиндры, но и собирает остатки и возвращает их в основную магистраль. Такой вариант сложнее в изготовлении и обходится дороже, зато солярка расходуется на порядок эффективнее.
Узнать о типе плунжера можно из технической информации по марке двигателя автомобиля. Можно посмотреть фото в сети, чтобы точно знать, как выглядит плунжерная пара на вашем авто.
Эксплуатационные особенности
Чтобы плунжер в ТНВД работал как можно дольше, необходимо обеспечить оптимальные условия эксплуатации узла. Это несложно: достаточно соблюдать несколько рекомендаций, они подходят для всех дизельных двигателей с топливным насосом высокого давления:
Время от времени загоняйте машину на диагностику и проверяйте топливную систему на специальном стенде. По сути, если использовать качественное топливо и вовремя менять расходники, можно обеспечить максимально возможный ресурс плунжерной пары.
Основные плюсы и минусы
В свое время разработка плунжера и создание топливного насоса высокого давления специалистами компании Бош обеспечили быстрый рост популярности транспорта с дизельными двигателями. Использование конструкции позволило обеспечить оптимальный режим подачи топлива в цилиндры. Что касается преимуществ, основные из них таковы:
Что касается недостатков, их намного меньше, чем достоинств, именно поэтому плунжерная пара и завоевала такую популярность. Главные минусы:
В целом можно назвать плунжер надежным и долговечным узлом. Это связано с простотой его конструкции, огромным опытом производителей, так как деталь производится уже более 90 лет. Это лучшее решение для дизельных двигателей на сегодняшний день и качественной альтернативы пока не предвидится.
Признаки неисправности
Практически всегда вы можете самостоятельно определить нарушение работы плунжерной пары. Есть несколько основных признаков, которые укажут на то, что пора провести диагностику и выявить, какой узел спровоцировал неисправность. Нередко одну и ту же проблему могут вызвать неполадки разных систем, поэтому сразу менять узел или отдавать его в ремонт не стоит. Что касается симптомов, самые типичные из них такие:
Все признаки характерны для разных неисправностей. Невозможно определенно сказать, что виновата плунжерная пара, пока не будет проведена диагностика.
Помните о том, что различные нарушения в работе дизельного мотора могут быть спровоцированы и низким качеством топлива. Не рекомендуется заправляться в сомнительных местах, а если вдруг неожиданно появились какие-то отклонения от нормы, лучше в первую очередь израсходовать солярку и заправиться свежей. Если проблема исчезнет, ничего делать не нужно, хотя иногда после этого стоит заменить топливный фильтр.
Диагностика неисправностей
Не пытайтесь самостоятельно установить причину нарушений в работе двигателя и не проводите ремонт, если не имеете опыта в данной сфере. Когда появились признаки неисправностей, провести простейшую диагностику не составит труда. Если вы выявите хотя бы некоторые признаки, пройдите диагностику на автосервисе с целью выявления точной причины. Самые частые варианты:
Говорить о том, что проблема в плунжерной паре, можно только тогда, когда исправны форсунки (не переливают топливо в цилиндры) и работают все датчики.
Неисправность может проявиться и иначе, выше перечислены лишь типичные причины и признаки, которые проявляются чаще всего. Исходить стоит и из пробега автомобиля – чем он больше, тем выше вероятность износа плунжера, для «свежих» машин подобные проблемы нехарактерны.
Разобраться в принципе работы и устройстве плунжерной пары несложно. Узел достаточно прост, но при этом имеет огромное значение в нормальной работе дизельного двигателя. Любые нарушения и износ проявляются сразу, поэтому устранять неисправности стоит как можно быстрее.
Что собой представляет плунжер и в чём его отличия по сравнению с поршнем
Если говорить применительно к автомобильной отрасли, то здесь достаточно часто плунжер называют поршнем, а поршень плунжером.
Это не совсем правильная трактовка, поскольку между ними существует определённая разница.
Следует разобраться в конструктивных особенностях и нюансах работы плунжеров, а также понять, чем плунжеры отличаются от поршней, есть ли между ними существенная разница или слова многих автолюбителей об их идентичности справедливые.
Что такое плунжер
Плунжерами называют специальные вытеснители, которые характеризуются своей цилиндрической формой.
Важным аспектом является то, что у плунжера его длина значительно превосходит диаметр детали. Некоторые даже сравнивают его со скакалкой на ручке.
Важно понять отличие обычного поршня от рассматриваемого плунжера. Оно действительно есть. Фактически это своего рода поршень. Только применяться он может в механизмах и устройствах, где требуется создавать более высокие параметры давления в сравнении с классическими насосами поршневого типа.
У плунжера есть ещё одна особенность. Здесь уплотнитель располагается непосредственно на цилиндре и осуществляет своё перемещение по плунжерной поверхности в момент совершения возвратно-поступательных движений. Это принято называть плунжерной парой.
Плунжеры завоевали широкую популярность в области изготовления радиально- и аксиально-плунжерных гидромашин, а также в самих насосах плунжерного типа.
Наиболее ярким примером использования этого элемента является система подачи топлива в дизельных ДВС, реализованной на базе ТНВД.
Именно в топливных насосах высокого давления активно используются плунжерные пары.
Если сравнивать с поршнями, то рассматриваемые элементы позволяют создавать насосы, обеспечивающие более высокие показатели давления. Это специалисты объясняют тем, что для плунжеров требуется повышенная чистота обработки именно со стороны внешней поверхности цилиндра. У поршневых аналогов основной упор делается на точности обработки внутренней цилиндрической поверхности, что технически реализовать намного сложнее.
Это во многом даёт понять, в чём же разница между такими элементами, как плунжер и поршень, и почему их неправильно считать синонимами.
Если говорить простыми словами о том, что такое плунжер, то его можно описать следующим образом. Это разновидность поршня, который может создавать высокое давление в механизмах.
Значимые характеристики
То, какой объём рабочей среды будет вытеснять механизм, зависит от параметров длины хода используемого поршня. Меняя это значение, можно отрегулировать подачу жидкости за временной промежуток или отрезок.
Если делать акцент на работе плунжерной или роторно-плунжерного механизма, то у этих гидромашин очень высокая точность обработки деталей. В итоге зазор, имеющийся между внешней и внутренней поверхностью цилиндра, в используемых плунжерных парах может не превышать 2-3 мкм.
Плунжерные пары характеризуются способностью выдерживать очень высокие показатели давления.
Опять же в качестве примера стоит рассмотреть процесс впрыска топлива на дизельных ДВС. Здесь давление может достигать значений около 200 МПа.
Плунжеры в ТНВД
Топливный насос, а точнее насос высокого давления, устанавливается на дизельные моторы и предназначен для того, чтобы подавать топливо под высоким давлением. Именно повышенные параметры давления дают понять, для чего здесь нужен плунжер. Тут применяется плунжерная пара, которую справедливо называют одним из ключевых компонентов насоса.
Эта пара состоит из втулки и самого плунжера. Последний выполнен в виде длинного поршня цилиндрической формы. Он движется внутри втулки при работе насоса. Плунжер, установленный в автомобиле в узле насоса, осуществляет возвратно-поступательные движения, тем самым нагнетая и всасывая горючее.
На втулке этой пары предусмотрены специальные отверстия. С их помощью горючее оказывается в устройстве для нагнетания. Параллельно плунжер (вытеснитель) выступает в роли регулятора, дозирующего количество топлива.
Всё это говорит о том, что пара способна точно отмерить объём топлива, подаваемого внутрь цилиндров ДВС, создаёт требуемые параметры давления в конкретный момент подачи жидкости. Чтобы пара могла выполнять возложенные функции, к элементам предъявляются повышенные специальные требования.
Здесь речь идёт о таких требованиях:
Именно так достигается нужный эксплуатационный эффект. И здесь наблюдается ощутимая разница между поршнем, поскольку последний не предназначен для работы в условиях создания повышенного давления. Плунжер с такими задачами справляется великолепно.
Эксплуатационные особенности
Продолжая тему ТНВД, что наиболее актуально для обсуждения плунжера в составе автомобильных узлов, стоит отметить некоторые эксплуатационные особенности.
Конструктивная особенность предусматривает, что в плунжерной паре имеется минимальный зазор между поверхностями двух элементов. Потому при эксплуатации насоса предъявляются повышенные требования к поддержанию оптимального состояния системы питания ДВС.
Чтобы пара плунжер-втулка работали эффективно, в бак рекомендуется заправлять солярку только высокого качества. Наличие воды, как и других посторонних примесей, может негативно отразиться на работе и состоянии плунжера.
При проникновении воды в микроскопический зазор, разрывается топливная плёнка, одновременно выполняющая функции смазки этой детали. Сухая работа способствует возникновению сильного трения и перегрева.
В итоге плунжер способен заклинить, и выйдет из строя весь топливный насос. Даже при небольшом количестве воды в солярки на поверхностях могут образоваться следы коррозии. В случае с попаданием механических частиц плунжер может заклинить.
Диагностика неисправностей
Есть несколько характерных особенностей и признаков, если говорить применительно к двигателям автомобилей, указывающих на выход из строя или износ вытеснителя.
Это может проявляться в виде таких симптомов:
Чтобы проверить плунжер в составе насоса высокого давления, требуется задействовать специальное оборудование. С его помощью можно узнать, насколько износился вытеснитель и втулка.
Восстановить работу ТНВД можно двумя способами:
Суть ремонта заключается в том, чтобы восстановить точную подгонку, обеспечить нужный зазор до требуемых заводских параметров. Но сделать это в гаражных условиях будет крайне проблематично. Придётся обращаться в автосервис.
Подведение итогов
Вытеснители, имеющие цилиндрическую форму и длину, значительно превышающую диаметр детали, действительно отличаются от поршней. Поэтому отдельно различают насосы плунжерного и поршневого типа. Последние не могут справиться с теми задачами, которые без проблем выполняют их коллеги на основе пары плунжер-втулка. В основном речь идёт об условиях работы при высоком давлении.
Самым ярким примером плунжера применительно к авто выступает ТНВД. Это устройство обеспечивает стабильную работу дизельного ДВС. Но при этом предъявляются повышенные требования к изготовлению плунжерной пары, их подгонки друг к другу, а также к обеспечению условий эксплуатации.
Плунжерная пара
Под плунжерной парой понимается один из основных рабочих узлов ТНВД (топливного насоса высокого давления), широко применяемого в дизельных двигателях. Кроме того, аналогичные механизмы используются в различных гидромашинах, обычных насосах, гидрокомпенсаторах и другом подобном оборудовании. Популярность и востребованность плунжерной пары объясняется сочетанием впечатляющих эксплуатационных характеристик, в числе которых надежность, долговечность и простота конструкции.
Определение и история появления
Плунжерная пара представляет собой механизм, состоящий из двух элементов. Первый из них, давший наименование всему узлу, называется плунжер или поршень, а второй – так называемая гильза или втулка. Принцип работы пары основан на том, что плунжер совершает возвратно-поступательное движение внутри втулки. В результате, при помощи каналов, расположенных внутри механизма, топливо или другая рабочая жидкость под высоким давлением подается в пространство, расположенное над поршнем.
Необходимость в разработке ТНВД на основе одной или нескольких плунжерных пар появилась после изобретения дизельного двигателя, совершенного Рудольфом Дизелем. В число ключевых особенностей агрегата входила подача топлива в камеры внутреннего сгорания под давлением, что выступало обязательным условием его гарантированного самовоспламенения. На первых моделях для решения этой задачи использовался громоздкий и тяжелый компрессор, наличие которого заметно снижало общий КПД дизельного двигателя.
Разработка в 20-х годах прошлого века Робертом Бошем ТНВД, использующего в качестве основного рабочего узла плунжерную пару, позволило значительно сократить габариты дизельного двигателя, сохранив его впечатляющие эксплуатационные характеристики в виде экономичности, эффективности и высокого уровня мощности. Дальнейшее совершенствование плунжерной пары состояло в повышении качества изготовления поршня и гильзы, а также использовании более современных материалов.
Устройство и требования к изготовлению
Как уже было отмечено выше, плунжерная пара состоит из двух элементов, каждый из которых предназначен для выполнения четко определенных функций:
Ключевое требование к плунжерной паре состоит в обеспечении герметичности узла при одновременном свободном перемещении плунжера внутри поршня. Для решения задачи при изготовлении деталей требуется тщательно соблюдать геометрические размеры, а в дополнение к этому поверхности обоих элементов тщательно обрабатываются, благодаря чему достигается плотность примыкания друг к другу. Стандартным считается зазор между поршнем и втулкой составляющий 1-3 мкм. Сказанное объясняет, почему плунжерную пару нередко называют прецизионной, что буквально означает «высокоточная».
Эксплуатация рассматриваемого узла сопровождается высоким давлением и серьезным уровнем сопутствующих нагрузок. Поэтому, помимо герметичности, к плунжерной паре предъявляются серьезные требования в части прочности и устойчивости к различным физическим воздействиям. Как следствие – для изготовления узла применяются высокопрочные и износоустойчивые марки стали и современное оборудование, способное обеспечить нужную степень точности геометрических размеров деталей и необходимые технологии обработки металла. Долговечность и надежность плунжерной пары являются одним из ключевых факторов, благодаря которым обеспечиваются впечатляющие характеристики дизельного двигателя в целом.
Принцип работы и разновидности
Стандартная схема работы плунжерной пары выглядит следующим образом:
Простота описанного принципа действия плунжерной пары выступает важным объяснением надежности и долговечности основного рабочего узла ТНВД. В настоящее время применяются две основные разновидности рассматриваемого механизма. Отличие между ними заключается в наличии в плунжере специальной кольцеобразной просечки. Она используется для сбора и возврата утечек горючего в основную магистраль топливного насоса. Изготовление плунжерной пары в этом случае требует несколько больших расходов, которые компенсируются повышением эффективности работы двигателя.
Область применения и функциональное назначение
Основной сферой применения плунжерной пары является ТНВД, используемый в дизельных двигателях. Функциональное назначение механизма в данном случае заключается в следующем:
Эффективное выполнение указанных функций достигается за счет совместной работы плунжерной пары и современных систем автоматизации и контроля, повсеместно используемых в ТНВД. Рабочий узел предназначен для физического воплощения в практической деятельности параметров и характеристик, определяемых при помощи автоматики.
Помимо дизельных двигателей, плунжерные пары часто применяются в различных по устройству и назначению насосах, а также гидромашинах и другом подобном оборудовании. Настолько широкое использование рассматриваемого механизма связано с сочетанием относительной простоты конструкции и принципа действия с надежностью, эффективностью и долговечностью узла.
Основные достоинства и недостатки
Появление ТНВД, использующего в качестве основного рабочего узла плунжерную пару, стало одной из ключевых причин стремительного роста популярности дизельных двигателей. Такое развитие событий стало возможным, благодаря впечатляющим эксплуатационным и техническим характеристикам агрегата, значительная часть которых является непосредственным результатом применения рассматриваемого механизма. Ключевыми достоинствами плунжерной пары в частности и ТНВД в целом выступают:
По сути, единственным существенным недостатком плунжерной пары в современном дизельном двигателе выступает износ механизма, связанный со сложными условиями его эксплуатации. Важно отметить, что качественное изготовление и использование высокопрочных марок стали позволяет существенно увеличить нормативный срок службы основного рабочего узла ТНВД. Тем не менее, полностью исключить износ, конечно же, невозможно.
Признаки неисправности
Возникновение проблем, вызванных износом плунжерной пары, обнаружить достаточно просто. Основными симптомами их появления становятся:
Частой причиной повышенного износа плунжерной пары становится использование некачественного топлива. При этом необходимо помнить, что своевременное выявление проблем и грамотно проведенный квалифицированными специалистами ремонт, который заключается в замене обоих элементов рабочего узла, могут обеспечить дальнейшую длительную и беспроблемную эксплуатацию дизельного двигателя. Главное при этом – обратиться к профессиональным и опытным специалистам. Такой подход является вполне оправданным, так как небольшая экономия на стадии диагностики и ремонта нередко оборачивается намного более серьезными финансовыми потерями в ближайшем будущем, связанными с необходимостью замены или полного перебора агрегата.