Ремонт ТНВД своими руками (топливного насоса высокого давления) может потребоваться у любого дизельного двигателя после определённого пробега машины, ведь даже выполненные с высокой точностью и из износостойких материалов, детали насоса способны изнашиваться со временем, и их следует восстанавливать, или менять. В этой статье мы рассмотрим, как в гаражных условиях произвести диффектовку некоторых деталей насоса высокого давления (топливной аппаратуры) и как восстановить нормальную работоспособность ТНВД.
Конечно же на разных автомобилях могут быть конструктивные отличия в топливной аппаратуре и описать в одной статье ремонт насосов различных марок и моделей не реально, с учётом всех нюансов конструкции деталей и их износа. Но всё же на большинстве машин принцип работы ТНВД одинаков и если и есть какие то существенные отличия (например один плунжер или несколько), то они будут по возможности учтены.
Если вы не имеете слесарных навыков и навыков пользования мерительными инструментами, то всё же советую для ремонта вашего ТНВД (особенно самых свежих иномарок) обратиться в специализированную мастерскую, и не смотря на то, что грамотный ремонт топливной аппаратуры достаточно дорог, всё же потратиться стоит.
Ну а тем кто дружит с техникой с малых лет и привык всё делать сам, разобрать механизм любого насоса и после этого выявить изношенные детали, ну и разумеется заменить их, не составит труда. Особенно на более простых дизельных машинах не самых свежих годов выпуска. Конечно же для более точной диагностики могут понадобиться некоторые приспособления, но некоторые из них можно купить или сделать самому.
ТНВД любого дизеля очень важный и высокоточный агрегат, от состояния которого напрямую зависит нормальная работа дизельного двигателя. И в задачи насоса входит не только подача дизельного топлива к под высоким давлением, но ещё и точное изменение количества топлива (за единицу времени) в зависимости от оборотов коленчатого вала двигателя. Также с помощью специального электроклапана, установленного в ТНВД, производится глушение дизеля.
Так же в задачу насоса высокого давления входит вакуумная корректировка количества требуемого топлива, при изменении оборотов , установленного на двигателе. Так же в насосе есть устройство для снятия показаний оборотов (для тахометра автомобиля).
Ещё в ТНВД имеется система для корректировки работы насоса (подачи нужного количества топлива) в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и соответственно самого двигателя. Ну и имеется вакуумное управление оборотами дизельного мотора в зависимости от работы (включения- выключения) кондиционера.
На насосе так же имеется устройство для регулировки минимальных и максимальных оборотов двигателя, так же для регулировки номинальной подачи топлива и изменения угла опережения впрыска топлива (подобно опережению зажигания на карбюраторных моторах).
Зная все вышеописанные функции (на самых современных дизелях могут быть и дополнительные) и какой механизм (деталь) насоса их осуществляет, можно легко выявить изношенный или неисправный механизм, в случае какой то неисправности и устранить её. Но начнём с самых мелких неисправностей.
Ремонт ТНВД — выявление и устранение неисправностей.
Ниже будут описаны некоторые важные детали ТНВД, их диагностика и устранение неисправностей.
Устранение утечки топлива.
Самая частая неисправность на подержанных дизельных иномарках возрастом старше 5 лет — это подтекание топлива из-за изношенных резиновых уплотнений (колечек, манжет). Выявляется просто: нужно на работающем двигателе покачать за ось рычага, указанную жёлтой стрелкой (см. фото чуть ниже) и если при этом наблюдается утечка топлива, то резиновые колечки следует заменить.
Но мне не трудно повторить и в этой статье. Сначала проверяем не оборвался ли провод, приходящий к клапану. Если он на месте, то теперь следует убедиться, из-за чего клапан не работает: из-за его поломки (заедания) или из-за порчи провода, подающего к нему напряжение. Берём кусок провода и подсоединяем его одним концом к плюсовой клемме аккумулятора, а второй конец к клемме клапана.-
Если слышно щёлчок срабатывания клапана, при подсоединении к нему провода под напряжением, то клапан исправен и нужно искать причину в проводке (проверить целостность провода от замка зажигания до клапана — возможно не провод испорчен, а просто клемма на каком то разъёме отошла или окислилась). Подсоединив отдельный провод от батареи к клапану, так можно доехать домой, а на досуге заняться проверкой целостности проводки, или обратиться к автоэлектрику..
Если же при подсоединении к клапану отдельного провода (от батареи) с напряжением 12 в не слышно щелчка, значит вышел из строя сам электромагнитный клапан (возможно сгорела катушка селеноида, выявляется прозвонкой катушки) и его следует заменить.
Плунжерный распределительный механизм подачи топлива .
Иногда бывает так, что машина простояла несколько дней или даже недель, и после попытки завести дизельный двигатель, он не запускается. Это бывает из-за наличия в топливе воды. Бывает конечно, что дизель после долгой стоянки не заведётся и по другим причинам, например из-за разряжения аккумуляторной батареи, окисления её полюсных штырей, завоздушивания ТНВД, проблем с противоугонкой и т.д.
Но как я уже упомянул выше, часто бывает, что мотор не заводится из-за наличия воды в дизельном топливе. Она может присутствовать в топливе после неудачной заправки, или просто у вас полупустой бак и в зимнее время конденсат в баке будет обязательно (зимой всегда следует держать бак по возможности полным, или применять специальные добавки в топливо, преобразующие воду.
Так вот, на большинстве ТНВД, например таких известных фирм как Diesel-Kiki, Bosch, Nippon Denso, при попадании воды в топливный насос высокого давления происходит поломка, как самого плунжера распределителя, так и его привода или к поломке шаровой опоры привода дозатора. Вероятность поломок усугубляется временем простоя машины с водой в ТНВД. И чем больше время простоя, тем больше вероятность поломки.
Так как сам плунжер, да и другие детали насоса, изготовлен с высокой точностью и двигается в своём посадочном отверстии с очень малыми зазорами. И при наличии воды в топливе и попадании её в эти зазоры, детали начинают корродировать и коррозия намертво схватывает пары трения (плунжер с дозатором и гильзой). Инженерам за рубежом, которые производят дизельные иномарки, и в голову не приходит, что в нашем топливе может присутствовать вода.
На наших же дизельных грузовиках имеется специальный фильтр отстойник (фильтры предварительной, грубой и тонкой очистки, а также фильтры форсунок) и вода не так страшна. Поэтому, кто не хочет иметь поломок дорогущего фирменного ТНВД (новый фирменный насос стоит примерно 1000- 1500$) и попасть на его дорогой ремонт, то советую доработать топливную систему вашей дизельной иномарки, как я описал вот в .
Избежать поломок можно: если ваша машина долго стояла (например вы улетали в отпуск) и по приезду вы не уверены в том, что в топливе полностью отсутствует вода, то советую не заводить сразу двигатель стартером, а попробовать сначала скинуть ремень ГРМ, (нанесите перед этим метки на ремне, относительно всех шкивов, или выставите все шкивы — коленвала, распредвала и привода ТНВД по заводским меткам). После снятия ремня, следует попробовать тихонько прокрутить шкив ТНВД рукой (по часовой стрелке).
Если провернуть рукой шкив удаётся (он проворачивается с переменным сопротивлением, то есть когда кулачки внутреннего механизма набегают и толкают плунжер, то шкив насоса крутится с переменной нагрузкой и это нормально), то значит всё в порядке и можно возвращать ремень ГРМ на место, выставив все шкивы по заводским меткам.
Если же рукой провернуть шкив ТНВД не удаётся, значит следует разбирать насос и пробовать проливать плунжер керосином, чтобы извлечь его для удаления коррозии. Бывало, на долго стоящих машинах, при попадании воды, плунжер намертво прихватывает к гильзе и приходилось выпрессовывать его прессом. Но перед этим как я уже говорил, следует хорошенько залить плунжер керосином или вэдэшкой (WD-40) и подождать несколько часов, чтобы всё откисло и тогда возможно не понадобится.
Чтобы добраться до плунжера, разумеется следует снять ТНВД с двигателя и разобрать его. Перед снятием и разборкой новичкам советую фотографировать все этапы разборки, это поможет потом всё собрать быстро и без проблем. И следует запомнить золотое правило, перед тем как снимать ТНВД с мотора, пометьте все шкивы (распредвала, коленвала и насоса) относительно ремня (меток на ремне) или их меток на двигателе.
Чтобы снять насос с двигателя, разумеется потребуется отсоединить топливные трубки высокого давления, трос газа, шланги от термодатчика, провода, и т.д. (на некоторых машинах потребуется снять кое что ещё, смотрим по месту и фотографируем).
Перед откручиванием двух гаек, удерживающих ТНВД на двигателе (на некоторых три гайки или болта), следует обязательно пометить фланец насоса (его точное расположение) относительно посадочного места в двигателе, чтобы потом установить ТНВД так как он стоял (иначе измените опережение впрыска и будут проблемы).
Перед разборкой насоса, обязательно отмойте его снаружи дизельным топливом, а особо стойкие загрязнения следует мыть очистителем карбюратора. Отмытый снаружи и идеально чистый насос, даст гарантию, что никакая грязь не попадёт внутрь.
Сняв и уложив ТНВД на верстак, застеленный чистой белой тканью или бумагой, переверните его шкивом вниз, чтобы при снятии головки насоса, не высыпались пружины и ролики с шайбами. И потом вы перепутаете места каждого ролика, а ведь у каждой детали имеется своё приработанное место и менять детали местами очень не желательно.
И чтобы потом при сборке всё грамотно собрать, следует каждую снятую деталь пометить относительно своего места, маркером нужного цвета (или цифрами). И лучше аккуратно извлечь обойму с роликами и отложить её в отдельное место, и при сборке все ролики, относительно обоймы, будут на своих местах. К тому же у каждого ролика имеется своя шайба, которая установлена плоской стороной к ролику.
ТНВД является одним из полезнейших элементов инжекторной системы. Сегодня он устанавливается не только на дизельные моторы, но и на бензиновые агрегаты. Чтобы насос выдавал наиболее эффективный режим работы, должна быть грамотно проведена его регулировка.
Разновидности насосов
ВНИМАНИЕ! Найден совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год!
В функции ТНВД входит своевременная подача топлива в определённый момент и под определённым давлением в элементы двигателя. Объёмы автогорючего должны быть чётко отмерены. Блок в ответе за хорошее кругообращение горючего по всей системе.
Сегодня используются несколько разновидностей насосов. Есть так называемые «аккумуляторные» модели и ТНВД с непосредственным впрыском. Второй вариант считается более современным и продвинутым, необходимое распыление обеспечивается за счёт движения плунжера.
ПП или плунжерная пара является главным звеном насоса. Представляя собой продолговатый элемент небольшого размера, он максимально точно подогнан к цилиндру. Диаметр ПП в несколько раз меньше длины. Одно из удачных конструкторских решений, повышающих значимость ПП – зазор между поршнем и цилиндром. Он никогда не превышает 1-3 мкм.
Состоит цилиндр из одного или двух впускных сапунов, посредством которых подаётся топливо. Выпуск осуществляется через клапан, выталкивающий горючее наружу.
ТНВД классифицируются также по видам.
- Распределительный тип насоса, в котором поршни устанавливаются так, чтобы совершать инжекцию и рассредоточение по существующим цилиндрам.
- Рядный насос, имеющий всего одну ПП.
- Магистральный ТНВД, в задачи которого входит нагнетание бензина или солярки в топливную рампу или аккумулятор (хранилище).
Ремонт и регулировка
Настройка или ремонт ТНВД проводится в том случае, если:
- насос сильно износился;
- было использовано топливо низкого качества;
- некорректно работают электронные устройства.
Износ ТНВД определить можно сразу. Достаточно прислушаться к его работе, чтобы определить шум и неравномерность работы. Естественно, это приводит к затруднённому пуску двигателя на горячую и снижению мощности.
Если залить в бак некачественное топливо, оно пойдёт по всей системе ТНВД. Как известно, в этом насосе горючее используется и в роли антиадгезива для трущихся узлов. По сути, если бензин или солярка будут включать в свой состав много примесей, частичек мусора или воды, детали вскоре испортятся.
Износ – то, что происходит чаще всего. Заменить детали получится, если разобрать устройство. В принципе, осуществить восстановительные действия своими руками нетрудно, если досконально изучить схему насоса, иметь в наличии специальные инструменты и оборудование.
Что касается регулировки, то она является процедурой обязательной и периодичной. Без проведения настройки не удастся достигнуть нормального и бесперебойного функционирования всего силового агрегата. Корректировка проводится на профессиональном стенде, таком как СДТА-1. Прежде чем начать регулировку, надо демонтировать МОВ (муфту). Она отвечает за сцепление вала с приводом стенда, функционирует априори.
Затем проводится общая диагностика, в ходе которой тестируется размеренность и объём поступления горючего, момент начала впрыска и т. д. В целях более усовершенствованной проверки, используется особый механизм для привода шторки, которая закрывает цилиндры, не давая попасть топливу внутрь.
Для настройки момента начала впрыска используется моментоскоп. Это короткий отрезок шланга, с которым интегрирована стеклянная трубка. Для настройки момента начала используются также специальные болты, вкручиваемые в толкатели.
Регулировка насоса должна производиться с элементами впрыска, которые инсталлированы на мотор штатно. Каждый номер элемента впрыска должен быть помечен согласно порядку цилиндра. До настройки ТНВД все элементы инжекции обязаны быть чётко отрегулированы на другом оборудовании, в согласии с техпоказателями.
Работоспособность ПП оценивается и корректируется с помощью искусственного инжектора, настроенного таким образом, чтобы превышать номинал почти в два раза. Если насосу удаётся доставлять горючее в систему, плунжер функционирует в нормальном состоянии.
Цикловая подача
Одна из главных регулировок насоса. Важно суметь отрегулировать не только количество, но и размеренность такого поступления горючего. В этих целях топливную рампу или дозатор устанавливают на режим обозначенной подачи. При малой амплитуде вращения замеряется цикловая подача всех секций, контролируется уровень горючего в измерителях для каждой части насоса.
Объём подачи контролируется особыми калиброванными трубочками, которые фиксируются на тестовом стенде. Они присоединяются к выпуску штуцера, или на профоборудовании – интегрируются с экраном, на который выводится вся цикловая подача тестируемого ТНВД. Она обязана симметрировать с техусловиями насоса и регулироваться для определённой модификации силовой установки.
Несоответствие по частям допускается в ТНВД грузовиков КамАЗ и ЗИЛ, но не более 3 или 5 процентов. Иначе у ТНВД ослабляется фиксация корпуса и с помощью поворачивания переставляется на 1-2 зуба стопор. В его роли выступает специальная шайба. Что касается насосов, устанавливаемых на ЯЗДА, ЧТЗ, то здесь для прочности рассчитаны особые хомуты, которые могут ослабляться и регулироваться.
УОНП
Следующим этапом регулировки является настройка УОНП. Диагностику проводят на стенде. Обязательно должен быть установлен моментоскоп, как и говорилось, стеклянная трубка со шлангом высокого давления.
Рампа должна быть установлена в положении номинальной подачи, а вал следует вращать в ручном режиме. Делать это можно, ухватившись за муфту. Тем самым, шланг оборудования заполняется горючим.
Чтобы определить момент, когда уровень топлива в шланге начинает дёргаться, вал отворачивают в обратную сторону. Лимб стендового оборудования показывает угол до оси симметрии ПП. Он должен обязательно отвечать техусловиям для конкретной марки насоса. Например, для насосов грузовика КамАЗ УОНП составляет сорок два или сорок три градуса.
| Регулировочные параметры | мин ¯ 1 | Число ходов | Неравномерность подачи | Давление наддувочого воздуха, кгс/см2 |
|---|---|---|---|---|
| Номинальная подача | 930±10 | 200 | 5 | |
| Контроль подачи | 800±10 | 200 | ||
| Контроль подачи | 650±10 | 200 | 8 | |
| Контроль подачи | 500±10 | 200 | ||
| Контроль подачи | 500±10 | 200 | Рвозд.=(0,7-0,9) | |
| Контроль подачи | 500±10 | 200 | Рвозд.=(0,56 0,01) | |
| Контроль подачи | 500±10 | 200 | Рвозд.=(0-0,3) | |
| Контроль подачи | 80±10 | 100 | ||
| Контроль подачи | 270±10 | 200 | ||
| Контроль подачи | 300±10 | 200 | 50 | |
| Начало выкл. подачи | (980-1000) мин -1 | |||
| Полное выкл. подачи | (980-1000) + (60-120) мин -1 |
| Двигатели Д-75, СМД-14А и Д-54А | |
|---|---|
| Для определения угла опережения по моменту начала подачи | Надо при выключенной компрессии дизеля провернуть его коленчатый вал за рукоятку или маховик пускового двигателя настолько, чтобы щуп, вставленный ненарезанной стороной в отверстие картера маховика, вошел в углубление на наружной поверхности его при такте сжатия в первом цилиндре. |
| Для определения такта сжатия | Такт сжатия определяется по неподвижному состоянию обоих коромысел клапанов (при снятой крышке), когда оба клапана первого цилиндра раскрыты, или по выпуску сжатого воздуха из гнезда форсунки (при снятой форсунке первого цилиндра). |
| Как определяется положение маховика | Положение маховика фиксируется при в. м. т. поршня первого цилиндра. При этом положении поршня в такте сжатия надо сделать карандашом метки на приводном шкиве вентилятора и на крышке шестерен распределения. Для большей точности целесообразно к шкиву прикрепить стрелку, направленную острием к крышке. После этого щуп надо вынуть, чтобы освободить маховик. |
| Двигатель КДМ-100 | |
| Как определяется УОНП | Угол опережения определяется на дизеле по моменту начала подачи. С первой секции топливного насоса снимают топливопровод высокого давления и на его место устанавливают гидравлический мо-ментоскоп. После того как уровень топлива, в стеклянной трубочке моментоскопа установится приблизительно на половине ее высоты, прокручивают вал двигателя и внимательно наблюдают за состоянием уровня топлива. Начало подачи топлива насосной секцией замечают по моменту подъема уровня. Его надо заметить возможно точнее. |
| Дополнительно | В момент начала подъема уровня вращение вала двигателя прекращают и через открытый люк маховика (в передней части пола кабины) делают отметку на наружной поверхности маховика точно против острия неподвижной стрелки-указателя. Вспомогательной величиной, оценивающей угол опережения подачи, является длина дуги на наружной поверхности маховика между отметкой в. м. т. соответствующего цилиндра и меловой отметкой. Длину дуги можно замерить по-разному: гибкой металлической линейкой, положив ее на маховик, полоской бумаги, перенеся затем ее длину на линейку с делениями. Номиналь-. ному углу опережения подачи 14-16° соответствует длина дуги 71-82 мм. Если замеренная длина дуги не укладывается в этом интервале, следовательно, момент начала подачи требует корректировки для того, чтобы установить номинальный угол опережения подачи топлива. |
| Разница по двигателям | |
| Угол опережения подачи для двигателей Д-40М и Д-40Л | Равен 14,5-15,5° |
| Угол опережения подачи для двигателя Д-38М | Равен 18--21° |
| Д-28 | На маховике двигателя Д-28 есть отметка с обозначением «под. топл.» (момент начала подачи топлива), а на картере маховика - люк со стрелкой-указателем. Совпадение метки на маховике с острием стрелки при такте сжатия в первом цилиндре соответствует моменту начала подачи топлива первой секцией насоса. |
| Угол опережения подачи для двигателя Д-20 | Равен 29-33° |
Заключается в том, что топливная смесь в цилиндре воспламеняется в результате резкого уменьшения объёма воздуха, вызванного ходом поршня вверх.
В момент, когда поршень приближается к ВМТ (верхней мёртвой точке), в камеру сгорания впрыскивается горючая смесь, которая воспламеняется от нагретого в результате динамичного сжатия воздуха.
Никаких элементов системы зажигания, подобно тем, которыми оснащаются бензиновые двигатели, у дизеля нет – топливо вспыхивает самопроизвольно.
Для того, чтобы этот процесс был возможен, необходимо, чтобы соблюдались, как минимум, следующие условия:
Соблюдение условий впрыска топлива под давлением обеспечивает ТНВД - топливный насос высокого давления.
- Топливо должно впрыскиваться в камеру сгорания под давлением.
- Момент впрыска топлива должен быть строго согласован с фазами ГРМ.
- Количество подаваемого топлива должно регулироваться – иначе невозможно управление двигателем.
Соблюдение этих условий и обеспечивает ТНВД - топливный насос высокого давления.
Если провести для аналогии параллель с бензиновым двигателем, то ТНВД выполняет функции системы питания и системы зажигания одновременно.
Подробнее о назначении и устройстве ТНВД попытаемся рассказать, что называется, «на пальцах» - подробное изучение топливной аппаратуры дизелей потребовало бы объёма отдельного учебного курса.
Механический рядный ТНВД
Топливный насос рядного типа
Рядный ТНВД имеет число плунжерных пар, соответствующее количеству цилиндров двигателя.
В недавнем прошлом практически все дизельные моторы оснащались такими насосами, по сути, представляющими несколько насосов (по одному на цилиндр), имеющих общий приводной кулачковый вал. Пары плунжер-втулка расположены в ряд, отсюда и название – «рядный ТНВД». Ещё такой насос называют распределительным, или насосом непосредственного впрыска.
Рядный ТНВД имеет число плунжерных пар, соответствующее количеству цилиндров двигателя. Плунжерная пара – это в топливную трубку форсунки. В движение плунжер приводится кулачковым механизмом, подобно тому, как клапаны двигателя – распределительным валом. После окончания рабочего хода плунжер возвращается в исходное положение под действием пружины.
Каждый рабочий ход плунжера подаёт под давлением топливо в форсунку. Для того, чтобы топливная смесь попала в камеру сгорания вовремя, т.е. впрыск топлива был согласован с работой шатунно-поршневой группы и ГРМ, кулачки на валу насоса установлены в соответствии с фазами газораспределения – углы, под которыми они расположены, как бы повторяют углы взаимного расположения кулачков распредвала и рабочий ход каждого плунжера происходит во время такта сжатия того цилиндра, в форсунку которого этот плунжер подаёт топливо.
Привод кулачкового вала ТНВД осуществляется через муфту с центробежным регулятором опережения впрыска. При увеличении числа оборотов грузики муфты под действием центробежной силы поворачивают вал ТНВД против направления вращения – для изменения момента опережения вспышки. Подобным образом на бензиновых карбюраторных двигателях изменяется угол опережения зажигания – за счёт грузиков на валу распределителя (трамблёра).
Цикл работы плунжерной пары
Регулировка подачи топлива ТНВД осуществляется поворотом плунжеров вокруг своих осей.
Плунжеры имеют на боковых поверхностях спиралевидные канавки, соединённые с канавками продольными. Регулировка подачи топлива ТНВД осуществляется поворотом плунжеров вокруг своих осей. В результате поворота происходит изменение количества топлива, поступающего в перепускной канал.
Канавка, выполненная в виде спирали, при разных углах поворота плунжера совмещается с перепускным каналом на разной высоте, что способствует изменению объёма впрыскиваемого топлива.
Плунжер поворачивается за счёт поступательного движения зубчатой рейки, входящей в зацепление с зубчатым сегментом плунжера. Зубчатая рейка является составляющей частью всережимного регулятора ТНВД, позволяющего управлять двигателем. Посредством дополнительных механизмов она соединена с педалью «газа» (на тракторах – ещё и с ручным рычагом, имеющим такое же назначение).
Кроме рейки, всережимный регулятор имеет механизм, устанавливающий её в положение максимальной подачи, после того, как двигатель заглушен. Делается это для облегчения последующего запуска. После того, как запущенный двигатель наберёт обороты, всережимный регулятор уменьшает подачу топлива.
Подачу топлива на ТНВД осуществляет насос низкого давления, поэтому топливные магистрали делятся на два типа:
- Низкого давления – от топливного бака к насосу низкого давления и к ТНВД; от ТНВД до топливного бака – обратный топливопровод.
- Высокого давления – от плунжерных пар к форсункам.
Роторные распределительные насосы
Роторный ТНВД
В роторных насосах применяется управляющая электроника.
В отличие от рядных, плунжеры в таких насосах устанавливаются в роторе, являющемся продолжением приводного вала. Ротор с плунжерами вращается в кулачковом кольце, выполненном с высокой точностью. В момент рабочего хода плунжер, прижимаемый к кулачку, движется внутрь, толкая топливо в нагнетательный канал ротора-распределителя. Впрыск топлива происходит, когда отверстия нагнетательного канала ротора (канал расположен по центру ротора) и корпуса ТНВД совпадают. Разумеется, форма кулачкового кольца, расположение отверстий в роторе-распределителе согласованы с фазами газораспределения, что позволяет осуществлять впрыск в заданный момент времени.
Вращение приводного вала обеспечивает работу областей низкого (на впуске) и высокого (при нагнетании) давления одновременно.
В таких насосах применяется управляющая электроника, что, в сочетании с конструктивными особенностями, позволяет добиться небольших размеров при высокой производительности.
Устройство и принцип работы ТНВД в системах впрыска Common Rail
ТНВД системы Common Rail
ТНВД системы Common Rail нагнетает топливо в общую топливную рейку, или гидроаккумулятор.
Топливные системы Common Rail называют ещё аккумуляторными. В них ТНВД не осуществляет впрыск топлива непосредственно в камеры сгорания, а нагнетает его в общую топливную рейку, или гидроаккумулятор.
Топливо, находящееся в гидроаккумуляторе под давлением, впрыскивается в цилиндры форсунками, клапаны которых управляются электромагнитами. Применение такой системы позволяет сделать впрыск более точным – как по времени, так и по дозировке. Кроме того, управляющий импульс на открывание клапана форсунки может быть импульсным – до 9 срабатываний за одно впрыскивание. Это позволяет добиться более устойчивого и «плавного» распространения фронта горения смеси, что благоприятно сказывается на мощностных характеристиках горения; ко всему прочему значительно снижается детонация.
Применение общей магистрали высокого давления позволило сделать ТНВД более компактным – теперь достаточно одного или двух плунжеров для обеспечения впрыска во все цилиндры мотора.
Компактным ТНВД стал и применению электрических исполнительных механизмов, работающих под управлением ЭБУ двигателя. Такими механизмами являются:
- Дозирующий клапан на ТНВД.
- Обратный клапан ТНВД.
- Клапан опережения впрыска топлива ТНВД.
Диагностика и ремонт ТНВД
Признаки неисправности ТНВД
Устранение неисправности рядного ТНВД
Ремонту поддаются лишь рядные ТНВД и то в плане очистки и замены изношенных деталей.
Неисправный насос, в первую очередь, проявляет себя через ухудшение мощностных характеристик двигателя. Кроме того, при нарушениях момента опережения вспышки, задаваемого насосом, нарушается работа двигателя на холостом ходу и затрудняется его пуск. Но для выявления причин нарушения работы мотора требуется комплексная диагностика топливной системы, так как симптомы неисправностей, например, или различных датчиков (в случае электронного управления двигателем) характерны и для насоса высокого давления.
В домашних условиях проверить ТНВД должным образом не представляется возможным. Исключением могут быть рядные механические ТНВД – при проверке топливной системы их неисправность легче выделить, так как неисправные форсунки или другие элементы проверить гораздо проще, чем при проверке топливного оборудования систем впрыска Common Rail.
Ремонт ТНВД дизельных двигателей своими руками
В специализированных мастерских настройка ТНВД осуществляется на специальных стендах для проверки и регулировки ТНВД.
Самостоятельный ремонт рядных ТНВД сводится к его очистке и замене изношенных деталей. Ремонту изношенные плунжерные пары ТНВД не подлежат – подобные детали изготавливаются с прецезионной точностью.
При выявлении утечек масла или топлива через насос, а также при выявлении при диагностике топливной системы незначительных отклонений в его работе, можно осуществить его ремонт, связанный с очисткой от загрязнений и заменой уплотнений. Для этой цели продаются ремкомплекты ТНВД, но восстановить выработавший свой ресурс узел с их помощью не удастся.
ТНВД в системе питания дизеля. Нарушения в работе прибора, их внешние проявления. Как можно отремонтировать насос своими силами, последовательность действий. Советы для прибегающих к помощи специализированных сервисов.
У любого дизельного двигателя рано или поздно может потребоваться ремонт . Как человеческое сердце с годами начинает «барахлить», так и этот аппарат подвержен возрастным изменениям. Наряду с естественным износом деталей, сказывается и заправка некачественным топливом. Дизельные агрегаты в этом плане более чувствительны, чем бензиновые моторы.
Предлагаемая статья поможет владельцам дизельных авто при возникновении проблем с топливным насосом. В ней также приводятся советы: как отремонтировать этот узел своими руками.
Устройство прибора
Топливный насос высокого давления (ТНВД) представляет собой самостоятельный узел системы питания двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в первую очередь - дизельных. Хотя это устройство применяется и на бензиновых моторах с инжекторным впрыском, впервые оно было использовано именно на дизеле.
Главная функция его состоит в создании разницы давлений между напорной магистралью и камерой сжатия, чтобы обеспечить надежный впрыск горючего в полость цилиндра. Но этого мало.
Насос задает также последовательность подачи топлива к рабочим форсункам, то есть выполняет распределительную функцию. Помимо этого, он регулирует объем подачи в зависимости от режима движения (частоты вращения коленвала) и от некоторых других факторов: температура двигателя, включение и выключение кондиционера.
Наконец, подобно тому, как в карбюраторных моторах регулируется угол опережения зажигания, на дизельном двигателе ТНВД автоматически корректирует опережение момента впрыска.
Существуют насосы трех основных типов: рядные, с распределенным впрыском и магистральные. Устройство их рассматривается в отдельной статье. Здесь же стоит упомянуть лишь, что рядные насосы использовались до недавнего времени на грузовых дизельных автомобилях, тракторах и специализированной дорожно-транспортной технике.
Распределительные аппараты устанавливают на все легковые дизельные авто и на некоторые грузовые. Магистральные применяются в современных топливных системах Common Rail. Такие насосы лишены функции распределения топлива, эту задачу выполняет электронный блок управления двигателем (ЭБУ), который согласно программе командует рабочими форсунками.
Внешние проявления топливной недостаточности
Какие могут быть признаки неисправности топливного насоса? Как было сказано в начале статьи, основными причинами потери работоспособности ТНВД являются износ трущихся поверхностей и низкое качество топлива. Здесь можно уточнить, что под низким качеством солярки следует подразумевать и попадание в топливо воды. Ниже перечисляются внешние симптомы неблагополучной работы топливного насоса:
- Затруднен пуск двигателя - скорее всего, наступил износ плунжерной пары (или пар), и насос не развивает нужного давления. Проверяется простым способом. Нужно положить на ТНВД тряпку, полить ее холодной водой и выждать несколько минут. После чего повторить попытку. Если двигатель заведется, значит, причина действительно в износе. При охлаждении происходит уменьшение зазоров в сопряжении и повышается вязкость топлива, в результате чего насос обеспечивает необходимое давление.
- Потеря мощности. Из-за увеличившихся зазоров снижается давление впрыска, ухудшается работа всережимного регулятора оборотов.
- Перегрев двигателя. Причинами могут быть неправильная работа автомата опережения впрыска. В этом случае нельзя откладывать ремонт ТНВД «на потом».
- Растущий «аппетит» силового агрегата. Вызывается утечками топлива, износом плунжерных сопряжений, неправильным углом опережения впрыска.
- Жесткая работа мотора, которая может быть следствием чересчур раннего момента впрыска и неравномерностью подачи солярки в разные цилиндры. Правда последнее на распределительных ТНВД практически невозможно, так что, скорее всего, дело в форсунках.
- Черный выхлоп из выпускной трубы. Причина может быть в слишком позднем угле впрыска горючего.
Если есть уверенность в своих силах
При наличии перечисленных выше признаков необходимо подумать о ремонте топливного нагнетателя. Ниже рассматривается, как устранить некоторые неисправности аксиального ТНВД распределительного типа своими руками.
Следует оговориться, что прежде чем браться за эту работу, следует изучить устройство ремонтируемого агрегата, выяснить - какие могут понадобиться инструменты, потому что в некоторых случаях не обойтись без специальной оснастки, съемника, например.
Также следует приготовить фотоаппарат, чтобы фиксировать каждый этап разборки. В противном случае можно забыть - где находились те или иные детали. Для разборки необходимо приготовить подходящий стол и покрыть его чистой тканью или хотя бы листом белой бумаги. На полу не должно быть мусора, иначе случайно упавшую деталь можно и не найти.
Итак, что может самостоятельно сделать автолюбитель, не имеющий специальной квалификации?
- устранить утечку топлива из корпуса насоса;
- проверить исправность электромагнитного клапана;
- проверить плунжерный механизм подачи горючего;
- проверить автоматический регулятор частоты вращения;
- очистить фильтрующие сетки;
- проверить давление, развиваемое прибором;
- отрегулировать автомат опережения впрыска.
Разборка и устранение утечек
Ниже описывается последовательность действий при самостоятельном ремонте ТНВД. На работающем двигателе отсоединяют тягу, соединяющую педаль газа с рычагом, регулирующим подачу топлива. После чего вручную покачивают рычаг в радиальном направлении, стараясь растянуть возвратную пружину.
Если через кольцевую щель не наблюдается просачивания солярки, значит, уплотнение не изношено. В противном случае требуется восстановительный ремонт сопряжения.
Пока насос еще не снят с двигателя, убеждаются в исправности электромагнитного клапана отключения подачи топлива. Если двигатель пускается и глушится при повороте ключа - клапан исправен. Как поступать в ситуации, когда этот компонент отказывает во время движения, будет рассказано несколько ниже.
Теперь же остается переходить к разборке насоса. Перед тем как отсоединять от агрегата топливные магистрали и электроподводку, необходимо протереть его корпус и соединения смоченной в солярке ветошью, после чего вытереть насухо, чтобы исключить попадание грязи в топливную систему. Снятый насос еще раз промыть, после чего снять крышку и слить с него топливо.
В первую очередь нужно разобрать привод регулировки подачи горючего и произвести ревизию уплотнений, а также оценить степень износа сопряженных деталей. Уплотнительные кольца обязательно меняют. Для этой цели необходимо купить ремкомплект для ремонтируемого прибора.
Что касается изношенных деталей, есть два способа отреставрировать их: восстановить изношенную ось с помощью хромирования, или выточить и поставить в корпус ремонтную бронзовую втулку. Корпус перед этим придется расточить.
Ремонт плунжерного механизма
Далее следует перейти к разборке и ревизии плунжерного нагнетателя. Отсоединяют от корпуса распределительную головку насоса, после чего кладут его шкивом вниз, чтобы не высыпались внутренности. Перед тем как вынуть кулачки, приводную шестеренку и муфту центробежного регулятора, нужно проверить, не заедают ли эти детали при движении, а затем, аккуратно поддерживая их пальцами, извлечь из корпуса.
Ролики, шайбы, оси кулачковой муфты целесообразно пометить маркером, потому что все сопряженные поверхности уже притерлись друг к другу, и будет лучше, если они так и останутся после сборки. После разборки нужно внимательно осмотреть детали на предмет обнаружения сколов или выработки. Сильно изношенные элементы следует заменить новыми.
Степень износа плунжерной пары оценить можно только приблизительно. Работоспособность прецизионного сопряжения проверяется после сборки насоса путем измерения его рабочего давления. Наконец, нужно продуть сжатым воздухом все фильтрующие элементы (сетки), после чего можно собирать насос в обратной последовательности.
Сборка и регулировка оборотов
Когда агрегат будет собран, нужно залить его соляркой, проворачивая вручную приводной валик, после чего можно устанавливать на место и подсоединять топливопроводы, шланги и электропроводку системы управления.
После того как мотор будет заведен, следует убедиться в правильности работы автомата опережения впрыска горючего, в зависимости от давления в полости низконапорного лопастного насоса. На этом блоке имеется свой регулятор холостых оборотов. При необходимости регулируют этот параметр, завинчивая или вывинчивая регулировочный винт.
Перед выполнением этой процедуры рекомендуется запомнить положение винта, сосчитав количество выступающих из контргайки витков резьбы, чтобы, в крайнем случае, вернуться к исходной настройке. В мануале на двигатель указывается требуемое количество оборотов на холостом ходу двигателя. Обычно они понижаются с 1100 оборотов после запуска до 750 - после прогрева дизеля с механической коробкой, и до 850 - на двигателе с автоматом.
Проверка давления
В заключение проверяют давление в напорной магистрали, что является косвенной проверкой состояния плунжерной пары. Для этой цели понадобится манометр, рассчитанный на давление до 350 бар, соединительный шланг для подключения к насосу и переходник, включающий в себя стравливающий клапан.
В качестве измерительного прибора подойдет манометр ТАД-01А или более старый - КИ-4802. Если переходника в продаже не найдется, придется изготовить его самостоятельно.
Конечно, необходимо принимать во внимание размеры присоединительной резьбы, и куда планируется вворачивать соединительный шланг. Для измерения прибор подключают к центральному отверстию распределительного блока или к одному из напорных штуцеров.
После присоединения манометра к ТНВД проворачивают вал насоса с помощью стартера и фиксируют показание стрелочного индикатора. Если прибор показывает больше 250 атмосфер - это нормально (при работающем двигателе давление будет выше).
Аварийный ремонт электромагнитного клапана
Как было обещано выше, несколько слов о том, что делать, если откажет в пути электромагнитный клапан отключения топлива. В этом случае двигатель внезапно остановится. Правда, причин этому может быть несколько. Чтобы отбросить версию неисправности электроклапана, его необходимо исключить из работы, поскольку в нормальном режиме он всегда открыт.
Для этого нужно снять питающий провод, изолировать его от массы, после чего вывернуть клапан, удалить из него наконечник с пружиной и поставить устройство обратно. Если двигатель все равно не заведется, причина, очевидно, - в чем-то другом. Если же мотор запустится, нужно искать неисправность в клапане.
Чтобы делать это не в дороге, нужно сначала добраться до дома. Правда глушить двигатель потом придется грубо, но просто: поставить машину на ручник, включить повышенную передачу и отпустить педаль сцепления.
А затем уже приступать к ремонту. Сначала следует проверить, - не сгорела ли обмотка электромагнита. Для этого соединяют клапан с плюсом аккумулятора с помощью отрезка исправного провода, после чего пытаются завести двигатель. Если он заводится, значит, сгорела обмотка. В противном случае ищут место утечки напряжения с подводящего провода.
Обращение к специалистам
Тем же, кто не имеет желания или возможности делать ремонт ТНВД самостоятельно, следует обратиться на специализированную станцию ремонта топливной аппаратуры. Хотя существуют и дилерские центры, выполняющие обслуживание и ремонт автомобилей определенной марки, топливной аппаратурой они, как правило, не занимаются, поскольку для этого требуется дорогостоящее диагностическое оборудование.
Основным стендом для диагностики и регулировки ТНВД является Bosch EPS-815. На нем проверяются различные параметры, заданные для данного насоса производителем. Например: пусковая подача горючего, объемная подача на различных режимах, давление на выходе и некоторые другие.
При выборе сервиса следует учитывать его надежность. Для этого нужно предварительно приехать на собеседование, где поинтересоваться мнением обслуживаемых клиентов. В таких случаях обращают внимание на историю выбранного сервиса. Как правило, недобросовестные фирмы существуют в сфере услуг не более одного года.
Слабым звеном является чувствительность их к попаданию в топливную систему воды. Особенно подвержены этому легковые иномарки, для которых вода является главным врагом. Для уменьшения этой опасности зимой нужно поддерживать максимально возможный уровень топлива в баке, чтобы свести к минимуму образование конденсата.
Топливный насос высокого давления или, как часто можно встретить в специализированной литературе и сети интернет, ТНВД, — один из важных и достаточно сложных узлов, как всех дизельных двигателей, так и еще пока малой части бензиновых моторов — тех из них, в которых осуществляется прямой впуск топлива в камеру сгорания.
Устройство, принцип работы и виды.
Из названия данного узла можно понять, что его основная задача состоит в том, чтобы подавать в движок топливо под высоким давлением (если представляете работу , то в нем топливо через форсунку подается этим давлением непосредственно в камеру сгорания, где в данный момент находиться сжатый воздух).
Виды ТНВД.
В силу этой своей задачи топливный насос высокого давления является достаточно сложным механизмом. При этом само конструкционное исполнение ТНВД делится на насколько видов:
- рядного типа,
- распределительного типа,
- магистрального типа.
В чем их отличия?
Два первых типа по своей конструкции очень схожи.
Топливный насос высокого давления рядного типа (фото).
Топливный насос высокого давления распределительного типа (фото).
В их основе лежит плунжерная пара (цилиндр и шток), совместная работа которых, приводимаяв действие от коленчатого вала через кулачковый механизм (вал), создает необходимое давление топлива. Разница состоит лишь в том, что в топливном насосе рядного типа количество плунжеров равно количеству цилиндров двигателя, соответственно, каждый плунжер обслуживает свой цилиндр. А в ТНВД распределительного типа — нет. К примеру, на обычном 4-цилиндровом двигателе при распределительном виде топливного насоса высокого давления чаще всего можно встретить 1-плунжерный механизм, который обслуживает все цилиндры. Система работает так, что в определенный момент времени плунжер подает необходимую порцию топлива под давлением к соответствующему цилиндру.
Устройство ТНВД рядного типа.
- штуцер напорной магистрали
- седло клапана
- пружина клапана
- корпус насосной секции
- нагнетательный клапан
- впускное и выпускное отверстия
- наклонная поверхность плунжера
- плунжер
- втулка
- рычаг управления плунжером
- возвратная плунжерная пружина
- пружина толкателя
- роликовый толкатель
- кулачок
- зубчатая рейка
Устройство ТНВД распределительного типа.
- шестерня привода регулятора подачи топлива
- входное отверствие топлива
- выходное отверстие топлива
- регулировочный винт
- электромагнитный запорный клапан
- распределительный блок
- штуцеры нагнетательных трубопроводов
- плунжер-распределитель
- кулачковая шайба
- ролик
- лопастной топливоподкачивающий насос
- фланец
Что из них лучше? — сказать сложно, так как у насосов и рядного, и распределительного типа есть свои неповторимые достоинства: рядный ТНВД за счет меньшей нагрузки на каждый плунжер имеет более длительный срок службы, зато система распределительного типа создает более равномерную подачу топлива.
Топливный насос высокого давления магистрального типа (фото).
Теперь перейдем к ТНВД магистрального типа. Данный тип топливного насоса, а точнее вся система подачи топлива еще иногда встречается под названием “Common Rail”. Главное отличие его от рассмотренных ранее видов в том, что топливо насосом под давлением здесь нагнетается не в камеру сгорания, а в топливную рампу (аккумулятор). Оттуда топливо распределяется по цилиндрам. Момент впрыска при этом контролируется электромагнитной форсункой, которая открывается по команде бортового компьютера. Сам же ТНВД применяемый в такой системе может иметь одну и более плунжерную пару и приводиться в действие от коленчатого вала.
Устройство ТНВД магистрального типа.
- приводной кулачковый вал
- ролик
- плунжерная пружина
- плунжер
- штуцер напорной магистрали (к топливной рампе)
- выпускной клапан
- впускной клапан
- электромагнитный клапан дозирования топлива
- фильтр тонкой очистки топлива
- перепускной клапан
- штуцер обратного топливопровода
- штуцер впускного топливопровода
Завершая обзорное описание видов ТНВД можно еще отметить тот факт, что оба первых типа топливных насосов по своей сути чисто механические узлы. Их работа построена на применение механических законов и может работать вовсе без применения электронных узлов. Система же с магистральным типом ТНВД относиться к более новому поколению, где во всем начинает властвовать электроника.
Ремонт и регулировка топливного насоса высокого давления.
Ремонт и регулировка топливной аппаратуры высокого давления — достаточно сложная задача, требующая как теоретической, так практической подготовки. Совсем мало автомобилистов пытается самостоятельно лезть в ее настройки и уж тем более ремонтировать. Чаще всего дизельными топливными насосами занимаются специализированные станции ремонта и диагностики, которые обеспечены необходимым оборудованием и квалифицированными кадрами.
Единственная задача, на которую можно отважиться самостоятельно, — регулировка оборотов холостого хода (ее описание довольно часто можно встретить в инструкции по эксплуатации автомобиля) – советую прочитать статью . Как правило, она подразумевает под собой подтяжку троса акселератора до достижения необходимых параметров. Однако даже такая простая процедура не всегда доступна для обычных автолюбителей на двигателях с электронным управлением впрыска. Ведь здесь кроме самой механической регулировки чаще всего необходимо выполнять еще и электронную настройку системы, которую без специального оборудования не произведешь.
Ну, а в заключении хотелось бы отметить тот факт, что ТНВД — достаточно дорогая деталь двигателя, поломка которой очень часто достаточно сильно бьет по карману автовладельца.
Основными причинами, которые приводят к поломкам топливного насоса, можно назвать некачественное топливо и несоблюдение регламента проведения диагностики. Так что в качестве совета:
1. старайтесь заправляться только на проверенных автозаправочных станция;
2. как только пробег автомобиля потребует проведения обслуживания — не откладывая, загляните на станцию диагностики.
