ТНВД: виды, диагностика, типовые неисправности

ТНВД или топливный насос высокого давления — один из наиболее сложных и специфичных элементов современных дизельных двигателей. Помимо данного типа моторов, такие узлы используются в инжекторных силовых агрегатах, у которых организована подача бензина напрямую в цилиндры.

Значительная стоимость насоса обуславливается сложностью его изготовления, связанного с необходимостью использования высокоточного производственного оборудования. От качества и стабильности работы топливного насоса высокого давления зависит функционирование всего силового агрегата, так как он отвечает не только за нагнетание горючего, но и за дозирование порций смеси и их подачу к распылителям в заданное время.

Что собой представляет?

ТНВД является одним из основных узлов системы топливоподачи дизельных двигателей и предназначается для своевременной подачи порции смеси в камеру сгорания. Особенностью такого горючего является зависимость качества воспламенения от уровня оказываемого давления. Действия стандартной поршневой системы в данном случае оказывается недостаточно, так как требуется довести давление до показателя в 150 Мпа и более. Для обеспечения этого условия и используется специфический ТНВД для дизельных силовых агрегатов.

С появлением промышленной версии систем типа Common Rail, в которых контроль распылителей осуществляется с помощью электроники, функционал насоса ограничился одним действием – контролем уровня нагнетаемого давления.

Конструкция

Чаще всего ТНВД размещается в пространстве под капотом недалеко от силового агрегата. У большинства дизельных двигателей иностранного производства трубопроводы систем топливоподачи от насоса к форсункам изготавливаются из металла, что также уменьшает количество вероятных мест их монтажа. Конструкция данного узла включает в себя два основных элемента: цилиндр малого диаметра и расположенный в нем поршень (плунжер), образующие в сочетании плунжерную пару. Этот элемент насоса изготавливается из качественной стали, способной выдержать нагрузки при высоком давлении, и требует максимальной точности при производстве, так как для работы плунжерной пары необходимо обеспечить минимальный зазор между ее деталями (прециозное сопряжение).

Промежуточным элементом, который непосредственно объединяет ТНВД с цилиндрами, является форсунка, размещающаяся нижней частью в камере сгорания и распыляющей порции топлива. Точный момент воспламенения регулируется углом опережения и контролируется электронными системами автомобиля.

Разновидности

В конструкции современных дизельных двигателей используются топливные насосы высокого давления (ТНВД) нескольких типов.

Рядный

Этот тип конструкции характеризуется надежностью и длительными сроками эксплуатации. Смазка насосов данного класса производится моторным маслом, что обеспечивает их совместимость с дизелем низкого качества. Рядные конструкции устанавливаются на силовые агрегаты с раздельными камерами сгорания и комплектуются плунжерными парами в соответствии с числом цилиндров. Поршни насоса приводятся в движение кулачковым валом, который соединен с коленвалом двигателя. Перманентное прижатие плунжера к кулачку обеспечивается с помощью пружин. Система имеет следующий принцип действия: вращение кулачкового вала смещает поршень, который перекрывает каналы впуска и выпуска. Одновременно с этим в камере повышается давление, открывающее нагнетательный клапан и порция горючего отправляется к конкретной форсунке.

За дозирование объема топлива в новых моделях отвечает электроника, а в старых двигателях это свойство обеспечивалось поворотом поршня на некоторое количество градусов внутри цилиндра. Механизмом, отвечавшим за данную операцию, служила шестерня, соединенная с зубчатой рейкой и подведенная к педали газа. Корректировка впрыска при изменении нажатия на акселератор производилась через муфту с грузиками, расходящимися под влиянием центробежной силы и обеспечивавшими необходимый угол опережения, в зависимости от оборотов мотора.

Распределительный

Эта конструкция характеризуется более плавной и стабильной работой, а также меньшими габаритами в сравнении с предыдущим вариантом. Топливные насосы высокого давления распределительного типа включают в себя следующие модификации:

Роторные или плунжерные
С кулачками внутреннего, торцевого или наружного размещения

Данный вариант конструкции оснащается парой плунжеров, которые обслуживают все камеры сгорания. При этом поршни совершают количество оборотов, равное числу цилиндров в конкретном двигателе, что обуславливает перманентно высокий уровень нагрузки на детали и их ускоренный износ, относительно аналогов рядного типа.

Магистральный

Этот тип конструкции характеризуется наилучшей управляемостью процессов воспламенения среди существующих аналогов и используется в двигателях с системой Common Rail. Максимальный контроль за горением смеси обеспечивается, благодаря подаче дизеля не напрямую в камеру сгорания, а в рампу (магистраль), выполняющую функцию предварительного аккумулятора. Такое технологическое решение дало возможность разделить процессы впрыска смеси и формирования необходимого давления. Работа насоса контролируется электронными системами управления.

ТНВД данного типа имеют наибольшую эффективность и считаются вершиной эволюции в своем классе. В различных моделях двигателей применяются насосы с различным количеством (от 1 до 3) плунжерных пар. Помимо этого, система может оснащаться гидравлическим приводом, подающим горючее через специальные клапаны. Такое конструктивное решение позволяет наиболее точно отрегулировать дозировку.

Принцип работы

Схема топливного насоса высокого давления (ТНВД) дизельного двигателя включает в себя поршень и нагнетательный клапан. Получая импульс от коленвала силового агрегата через передачу, кулачковый вал вращается и «набегает» на муфту, которая движется в направлении форсунки, увеличивая давление в порции горючего над поршнем. Одновременно с этим перекрывается впускной тракт. После достижения необходимой степени давления нагнетательный клапан открывается, и дизель попадает в форсунку. При движении вниз оставшееся горючее удаляется через винтовой канал, прорезанный в корпусе плунжера. При этом полость в поршне в определенный момент оказывается на одном уровне с выпускным трактом и процедура повторяется.

За управление ТНВД в современных силовых агрегатах отвечают электронные блоки. Аппаратура получает данные от контроллеров температуры, вращения вала, температуры охлаждающей жидкости, горючего и др., на основании чего формирует командные сигналы. Основываясь на заложенных в память оптимальных алгоритмах работы и поступающей информации, электронные блоки регулируют циклы подачи и угол опережения.

В зависимости от конкретного двигателя в его конструкцию могут быть включены дополнительные узлы, предназначенные для контроля работы насоса.

Признаки и причины неисправности

В подавляющем большинстве случаев, причиной ремонта систем топливоподачи дизельных двигателей становится низкое качество применяемого топлива и смазочных материалов. Попадание в плунжерную пару или форсунки инородных частиц и пыли практически гарантированно выводит их из строя. Наиболее легко отслеживаемыми признаками возникновения проблемы являются:

Затрудненный запуск
Увеличившийся расход горючего
Явные провалы мощности
Увеличившаяся дымность
Появление посторонних звуков при работе мотора

Одной из самых распространенных причин возникновения неисправностей считается естественный износ плунжерной пары. Микронные зазоры начинают увеличиваться, в них образуется нагар, что приводит к сбоям в системе.

Еще одной распространенной ситуацией являются перебои в подаче горючего, причиной которой могут стать:

Уменьшение пропускной способности распылителей
Критический износ зубцов на рейке или клапанов
Механические повреждения втулки
Истирание металла поршня
Диагностика и ремонт

Читайте так же:

Как отрегулировать тормоза электротельфера

В связи со сложностью конструкции, диагностика состояния систем топливоподачи дизельных двигателей требует использования специализированных стендов и предъявляет жесткие требования к профессиональному опыту механиков. Эта операция чисто технически не может быть выполнена в сервисе «гаражного» уровня. При возникновении перебоев в работе силового агрегата необходимо немедленно обратиться в дизель-центр, оснащенный соответствующим оборудованием. Корректно проведенная диагностика дает возможность отследить стабильность давления, равномерность подачи горючего, степень износа деталей и их остаточный ресурс, а также иные факторы, влияющие на качество работы ТНВД, форсунок и периферийных устройств. Системный подход позволяет владельцу сэкономить на ремонте, своевременно меняя износившиеся детали и заранее планируя дальнейшие работы.

Необходимо учитывать, что причиной неполадок могут являться электронные блоки управления и датчики, транслирующие неверные данные при полной исправности механических узлов. Ложная информация, поступающая в бортовой компьютер, приводит к генерации некорректных управляющих сигналов. Определить точную причину неполадки в домашних условиях практически невозможно. Даже в том случае, если владелец в состоянии собственными силами разобрать насос, самостоятельная установка новых деталей связана с риском поломки всего, весьма дорогостоящего, узла. Ремонтом ТНВД должны заниматься только работники профессиональных техцентров.

Вне зависимости от результатов диагностики, продлить срок эксплуатации насоса и топливопровода позволит тщательный контроль качества горючего и степени чистоты фильтра. Избыточное засорение может стать причиной образования нагара даже при заправке стабильно хорошим дизелем.

Проверка и регулировка топливной аппаратуры на дизеле

Стенд для диагностики Топливных Насосов Высокого Давления (ТНВД). Устройство

В связи с возрастающими требованиями по снижению расхода топлива, токсичности отработавших газов и повышению эффективной мощности дизеля возрастает потребность в более точной диагностике и регулировке ТНВД. Для воспроизводства условия работы топливной аппаратуры на дизеле используется специализированный стенд ТНВД. Так как конструкции ТНВД имеют как общие решения, так и значительные отличия, особенно в части электронного управления, то для потребителя важно найти оптимальный баланс между функциональным исполнением стенда, необходимым для регулировки ТНВД, и денежными затратами на приобретение требуемого оборудования при соответствующем качестве.

На рис 1. представлена обобщенная функциональная схема стенда для регулировки ТНВД. Главенствующую роль занимает система управления и контроля, в которую входит весь набор приборов, отображающих контролируемые параметры от манометров до мониторов компьютера, и органов управления стенда, включая отдельные кнопки, панели управления и компьютер.

На современных стендах установлены асинхронные электродвигатели, которые воспроизводят вращательное движение от дизеля, передающееся на вал ТНВД через приводную муфту. Управление электродвигателем осуществляется частотным преобразователем, параметры которого программируются определенным образом, чтобы разгонные и тормозные характеристики соответствовали устанавливаемым ТНВД, а также условиям эксплуатации стенда. Т.к. диагностика ТНВД происходит на постоянных оборотах вращения вала ТНВД, то должна соблюдаться стабильность частоты вращения, обеспечиваемая инерционностью маховика, установленного на валу стенда и автоматической системой поддержания частоты вращения. Система управления получает сигналы от датчика частоты вращения вала или энкодера и вырабатывает обратный сигнал значения частоты, передающийся преобразователю частоты, который в свою очередь задает режим работы электродвигателя.

Главным параметром характеристики стенда является мощность электродвигателя. Выбор привода стенда по мощности производится из очевидных закономерностей: чем больше производительность ТНВД, тем больше момент сопротивления вращения, тем больше должна быть мощность привода. С повышением требований по токсичности отработавших газов (ЕВРО-3, ЕВРО-4 и т.д.) на современных ТНВД типа «Common Rail» повышается давление впрыска, что повышает момент сопротивления вращения. На данный момент считается, что привод мощностью 15 кВт обеспечивает работоспособность ТНВД отечественного и импортного производства эксплуатируемых на грузовых и легковых автомобилях. Опыт показывает, что в некоторых случаях указанной мощности достаточно для ТНВД дизелей устанавливаемых на тепловозах и карьерных самосвалах. Для гарантированной работоспособности ТНВД на стенде требуется привод в 18 или 22 кВт.

Для установки ТНВД на стенд требуются соединительная муфта и установочные кронштейны. Как правило, производители стендов изготовляют установочные комплекты кронштейнов для известных отечественных и зарубежных производителей ТНВД. Для ТНВД мощных дизелей, устанавливаемых на спецтехнике, тепловозах и т.п., требуются стенды повышенной мощности, специальная конструкция стенда и установочные кронштейны для размещения ТНВД больших габаритов. Обычно подобные стенды изготовляются по отдельным заказам. На стендах для регулировки ТНВД можно проверять и насос-форсунки, для чего необходимо иметь соответствующие муфты и адаптеры для привода от вала стенда и электронные управляющие устройства.

Основной параметр ТНВД, который необходимо контролировать независимо от конструкции насоса, это его производительность на разных частотах вращения вала при определенных положениях органов управления (положение рейки топливного насоса, настройки регуляторов, электронного управления форсунками и т.д.) и условий эксплуатации топливной аппаратуры (например, давления топлива перед ТНВД), параметров эталонного топлива (температуры или вязкости). Параметры регулировки задаются в тест-планах ТНВД заводом-изготовителем. В случае с топливной аппаратурой, имеющей электронное управление, параметры задаются через специализированные электронные приборы, имитирующие штатные контроллеры на дизеле.

Циркуляция топлива в стенде происходит по замкнутому контуру и различается в зависимости от конструкции топливной аппаратуры. Из топливного бака топливо подкачивающий насос подает в ТНВД. Далее, если конструкция топливной аппаратуры предусматривает в своем составе аккумулятор («Common Rail»), то топливо накапливается там. В аккумуляторе поддерживается определенное давление, излишки стравливаются обратно в топливный бак. Затем происходит процесс впрыска форсунками. Излишки топлива по линии обратного слива поступают в топливный бак. Количество впрыснутого топлива и, при необходимости излишнего топлива, за цикл определяются в измерительной системе.

Так как характеристика впрыска зависит от гидродинамических параметров всех элементов нагнетательного тракта топливной аппаратуры и параметров топлива. То, с одной стороны — к топливу предъявляются определенные требования, а с другой — для обеспечения идентичности характеристики впрыска топлива по цилиндрам дизеля на всех нагнетательных трактах устанавливают элементы, специально подобранные по своим гидродинамическим параметрам (стендовые форсунки, трубки высокого давления и т.п.). Дизельное топливо и его пары токсичны, поэтому в качестве эталонного топлива используют специальные жидкости для калибровки дизельной топливной аппаратуры (стандарт DIN ISO 4113). Нормативные показатели регулировочных параметров топливной аппаратуры, в том числе производительность ТНВД, соответствуют определенному типу эталонного топлива, при заданной температуре, параметрам трубок высокого давления и стендовых форсунок или форсунок-калибров. К чистоте топлива предъявляются повышенные требования; для его очистки устанавливаются фильтры (на схеме не показаны). Для стендов известных западных фирм предусмотрена процедура замены отработавшего топлива после диагностики определенного числа насосов.

Читайте так же:

Рычаг регулировки высоты рулевой колонки

Все современные стенды имеют систему автоматической термостабилизации, состоящей из нагревательного и охладительного элементов — обычно радиатор обдуваемый воздухом. Температура топлива обычно находится в пределах 30-40 °С и поддерживается с точностью ±2 °С. При диагностике ТНВД маленькой производительности и низкой начальной температуры топлива происходит долгий нагрев, но стабильное поддержание заданного температурного диапазона. Для ТНВД большой производительности происходит быстрый нагрев из-за прокачки большого объема топлива и сильного сжатия в элементах самой топливной аппаратуры. Для условий эксплуатации стенда при непрерывном цикле диагностики ТНВД или насосов с повышенным давлением топлива используется более эффективное жидкостное (вода, антифриз) и фреоновое охлаждение. Система управления стендом отслеживает уровень температуры топлива через сенсоры и при необходимости включает и выключает нагрев или охлаждение.

Определение характеристики автоматической муфты опережения впрыска (зависимости угла разворота полумуфт от частоты вращения) для топливных насосов отечественного производства производится с помощью стробоскопа.

Для ТНВД, оснащенных гидропневматическим или пневматическим корректором подачи топлива по наддуву (ТНВД производства ЯЗТА серии 60, 80, 90), необходимы системы подачи масла и воздуха. Для вакуумных регуляторов требуются вакуумные насосы. Как правило, давление указанных систем контролируется по стрелочным манометрам.

Углы чередования подачи топлива секциями ТНВД определяются или пьезоэлектрическими датчиками, установленными в узлах впрыска и реагирующими на ударную волну от впрыснутой струи, или датчиками давления (только для механических форсунок), установленными в топливных трубках. На обобщенной схеме датчики обозначены как датчики фаз.

Измерение цикловой подачи и обратного слива производится с помощью мензурок с градуированной шкалой или с помощью автоматических расходомеров (BOSCH EPS 815, HARTRIDGE AVM2-PC) измеряющих в режиме реального времени количество топлива по секциям. Одновременно строятся гистограммы расхода топлива для измеряемых секций на мониторе компьютера.

При мензурочном способе производится налив топлива одновременно от всех секций в мензурки в течение заданного количества циклов и затем визуальное считыванием уровня по шкале на мензурке для определения цикловой подачи.

Обоим способам измерения присущи свои недостатки и преимущества. Автоматический способ более точный — зависит от погрешности расходомера. Значения подачи автоматически попадают в программу, рассчитывается неравномерность подачи по секциям, выдается результат сравнения с нормативными значениями. При наливе в мензурки визуально можно сразу определить качественную разницу подачи от разных секций и не проводить налив по нормативам тест-плана в полном объеме, сократив время регулировки, что актуально для механических ТНВД в начале настройки при достаточном опыте регулировщика. В то же время для этого способа измерений ниже точность измерения по следующим причинам:

— за достоверность считывания значений со шкалы мензурки отвечает регулировщик;

— после слива на стенках мензурок остается топливо, которое при следующем измерении вносит дополнительную погрешность;

отдельные пузырьки, образующиеся при наливе, несмотря на установленные пеногасители, не позволяют четко определить границу уровня топлива в мензурке.

Поэтому предпочтителен нижний налив и слив (измерительный блок «Motorpal»), при котором пена практически не образуется.

Консоли современной системы управления и контроля стендом и топливной аппаратурой реализуется в виде тахосчетчика в сопряжении с микроконтроллером или в более сложном варианте — персонального компьютера. Основные параметры, которые отображаются на консоли:

— величина подачи топлива насосными секциями;

— частота вращения вала ТНВД;

— давление топлива после подкачивающего насоса;

— температура топлива в топливном баке;

— углы чередования подачи топлива секций ТНВД.

На контроллер тахосчетчика дополнительно возлагаются функции термостабилизации, стабилизации частоты вращения вала привода. Более сложные программируемые тахосчетчики (ООО «НТЦ «Техническая диагностика и прецизионные измерения») обладают возможностями запоминания до 20 значений параметров (частота вращения, значения циклов подачи, значения температурного диапазона топлива).

Консоль в виде персонального компьютера cо всеми выше перечисленными функциями имеет дополнительные сервисы:

— удобный интерфейс и наглядное графическое отображение параметров (гистограммы, манометры и т.п.);

— отслеживание параметров при выходе за допустимый диапазон;

— проведение и отображение результатов вспомогательных расчетов параметров (неравномерности подачи по секциям, виртуальных шкал мензурок и т.п.);

— проведение диагностики по информационно-технологической базе тест-планов разных ТНВД;

— печать результатов проверки ТНВД.

Для топливной аппаратуры имеющей электронное управление выпускаются всевозможные электронные приставки, которые имитируют сигналы управления и имеют собственные диагностические функции. На обобщенной схеме комплекс электронных приставок обозначен как электронная система управления подачей. Некоторые приставки имеют интерфейс сопряжения с персональными компьютерами для дополнительного сервиса, либо приставка не имеет собственных органов управления, а весь внешний интерфейс выполнен на персональном компьютере. Так ТНВД серии 136, 179, удовлетворяющих требованиям Евро-3, производства ЯЗТА, оснащены электромагнитным исполнительным механизмом для привода рейки и диагностируются электронной приставкой БНС. БНС имеет интерфейс с персональным компьютером и соответствующий софт для диагностики.

Современная импортная топливная аппаратура имеет более сложное электронное управление и соответственно более сложное диагностическое оборудование. Электронное управление подачей осуществляется: через элементы дозирования внутри ТНВД (регуляторы, корректоры и т.п.), в трактах подачи после ТНВД — аккумуляторе системы «Common Rail», форсунках, инжекторах и в насос-форсунках. Приставки изготовляют как производители топливной аппаратуры, так и независимые фирмы. Так известная на постсоветском пространстве фирма «Open System» (Украина) выпускает приставки для диагностики: ТНВД распределительного типа «VE», форсунок и ТНВД системы «Common Rail», рядных ТНВД типа «PE», насос-форсунок (UIS) и др.

Для диагностики ТНВД на стенде необходимо согласованное задание управляющих параметров: частоты вращения вала, подачи топлива, давления масла и воздуха и других параметров ТНВД. Поэтому, прежде всего, для приобретения диагностического оборудования надо исходить из требований к регулировке конкретной топливной аппаратуры.

Устройство автомобилей

Регулирование ТНВД должно производиться на специальных стендах высококвалифицированными специалистами. При регулировке насоса следует использовать стендовые форсунки или форсунки, с которыми насос был установлен на двигателе, помечая при этом номер каждой форсунки в соответствии с цилиндром.
Перед проверкой и регулировкой насоса высокого давления все форсунки (если используются форсунки с двигателя) должны быть тщательно проверены и отрегулированы на специальном стенде в соответствии с техническими условиями для данного типа и модели форсунок.
После регулировки насоса каждую форсунку следует устанавливать на цилиндр, соответствующий секции насоса, которую регулировали совместно с этой форсункой.

Читайте так же:

Как произвести регулировку редукционного клапана на мотовозе

Общая работоспособность плунжерных пар насоса может оцениваться при помощи стендовых форсунок, отрегулированных на давление начала впрыска, превышающее номинальное в 1,8…2 раза. Если в этом случае насос обеспечивает подачу, значит плунжерные пары в нормальном состоянии.

Регулировка цикловой подачи

Основная регулировка топливного насоса – регулировка количества и равномерности цикловой подачи на номинальном режиме. Для этого рейку ТНВД (или дозатор у одноплунжерного насоса) специальным винтом устанавливают в положение номинальной подачи. При номинальной частоте вращения замеряют цикловую подачу всех секций, контролируя уровень топлива в измерительных пробирках для каждой секции насоса.

Для контроля величины цикловой подачи по секциям насоса используются стеклянные градуированные пробирки, закрепленные на испытательном стенде и присоединенные к выпускному штуцеру секции, либо (в современных стендах) по дисплею, на котором визуально отображается цикловая подача по секциям испытываемого ТНВД. Цикловая подача должна соответствовать техническим условиям на насос и корректироваться для конкретной модели двигателя.

Отклонение по секциям (неравномерность подачи) допускается не более 3…5%. В противном случае у насосов серии 33 (КамАЗ) и 60 (ЗИЛ) ослабляют крепление корпуса секции и поворачивают его, переставляя на один-два зуба стопорную шайбу корпуса. У некоторых насосов (4УТНМ, ЯЗДА, ЧТЗ) для крепления секций предусмотрены специальные хомуты, которые при необходимости ослабляют и корректируют цикловую подачу поворотом корпуса секции.

Регулирование угла опережения начала подачи

Проверку и регулировку этого угла осуществляют на стенде.
В рядных насосах на первую секцию, а в V-образных насосах серии 33 – на восьмую секцию устанавливают моментоскоп – стеклянную трубку, соединенную через резиновый патрубок с топливопроводом высокого давления (см. рисунок). Рейку устанавливают в положение номинальной подачи и вращая вручную вал насоса (за муфту опережения впрыска), заполняют трубку моментоскопа топливом.
Отвернув вал обратную сторону, и затем медленно вращая его вперед, определяют момент, когда поверхность топлива (мениск) в трубке моментоскопа дрогнет.
Вращение останавливают.
При этом лимб стенда покажет угол до оси симметрии кулачка привода плунжера. Этот угол должен соответствовать техническим условиям для данного конкретного насоса.
Так, для восьмой секции насоса серии 33 (КамАЗ) этот угол должен составлять 42…43˚, а для первой секции насосов 4УТНМ — 56˚.

После проверки первой (или восьмой) секции, моментоскоп устанавливают на остальные секции соответственно порядку работы цилиндров двигателя. Отклонение углов опережения впрыска по секциям не должно превышать 20‘.

С целью регулировки угла опережения начала подачи в насосах серии 33 (КамАЗ) заменяют пяту толкателя, которую выпускают 18 ремонтных размеров.
В насосах типа УТНМ, ТН, ЯЗДА для этих целей перемещают винт толкателя плунжера. После регулировки секции этот винт стопорят контргайкой.

Неисправности топливной системы common rail дизельного двигателя

Такого рода проблемы как правило связаны с неправильными зазорами в трущихся парах частей и механизмов дизельных форсунок и насосов, и в свою очередь делятся на два типа:
А) Естественный износ, либо повышенный износ из-за примесей, посторонних частиц в топливе. Б) Отложения, возникающие в ходе эксплуатации автомобиля

Причины, показанные в обоих пунктах приводят к неправильному (избыточному, либо недостаточному) впрыску, соответственно неправильному сгоранию топлива, а также падению давления в топливной системе. На автомобиле может проявляться следующим образом:

Дымность выхлопа
Плохой запуск дизельного двигателя
Потеря тяги автомобиля
Неровная работа дизельного двигателя
Повышенный расход топлива

Корректность работы форсунки проверяется на специализированном дизельном стенде для диагностики форсунок Common Rail.

Неисправности, связанные с износом форсунки устраняются путём полной разборки форсунки, насоса, заменой запчастей (для элементов топливной аппаратуры, оригинальные запчасти и ремкомплекты которых производятся), ультразвуковой чистки, сборкой и регулировкой.

Неисправности, вызванные отложениями в трущихся парах дизельной форсунки устраняются проще. Производится полная разборка форсунки, ультразвуковая и химическая чистка, сборка и регулировка. Эта технология ремонта форсунок Common Rail не требует замены запчастей, актуальна при отсутствии критического износа и обходится гораздо дешевле.

Исходя из вышесказанного, требуйте от сервиса подробного обоснования целесообразности ремонта каждой форсунки в том, или ином объёме, исходя из параметров её работы, показанных при диагностике на стенде для форсунок.

Причины поломок ТНВД

Есть несколько наиболее важных причин выхода из строя насоса высокого давления. Обычно это обусловлено поломкой следующих деталей:

Плунжер. Наиболее частой причиной служит загрязнение плунжерной пары. Здесь выделяется два главных фактора. Первый – это характер конструкции (например, слишком маленький зазор). Второй – плохое качество топлива (наличие нежелательных примесей засоряющих устройство). Помимо этого загрязнение может попасть и с мотора – сажа, грязь и т.д. Также на работу влияет износ плунжерной пары, что приводит к сильным перегревам подшипников.
Наличие воды в топливе. Влагой может смыть топливный слой защищающий поверхности прецизионных деталей насоса высокого давления, что ведет к снижению срока его эксплуатации и даже возможному заклиниванию.
Загрязнения топливного фильтра. Ведет к возможному попаданию грязи в плунжерную пару, к тому же насос работает на износ.
Нарушения в подаче и распределении топлива. Также частой причиной этого является неисправность плунжерной пары, а именно износ поводков, зубов на рейке, нагнетательных клапанов и загрязнение форсунок.
Брак деталей. Довольно редко, но все же встречается на дешевых насосах. Сюда можно отнести трещины и сколы корпуса, поврежденные подшипники, заклинивание плунжерных втулок и тому подобное.
Износ подшипника. Чаще вызвано старением либо браком детали. Ведет к нарушениям работы насоса, а сам подшипник и рядом расположенные детали перегреваются, что уменьшает эксплуатационный срок.
Заклинивание поршней и втулок. Приводит к выходу из строя зубчатой рейки, кулачкового вала, шестеренки, регулятора и шпонок. Чаще вызвана попаданием влаги в полость между поршнем и втулкой.
Износ узлов ТНВД. Возникает в результате старения либо после проникновения внутрь воды, что приводит к коррозии деталей насоса.
Коррозия плунжерной пары. Появляется при наличии в топливе большого количества воды.
Нарушения в системе охлаждения. Другими словами при длительном использовании либо больших нагрузках, насос просто перегревается. Неисправность охлаждения может быть вызвана недостаточным количеством антифриза, засорами, поломкой отдельных частей и т.п.

При возникновении подозрений в неисправной работе рейки ТНВД или связанных с ней элементов, необходимо проверить на исправность следующие узлы:

открепление рейки от деталей регулятора;
проверить хомуты поводков плунжера;
заклинивание винтов зубчатых венцов.

Читайте так же:

Как настроить синхронизацию яндекс диска по времени

Наиболее опасной причиной поломки является неисправности в подвижности рейки подачи топлива. В случае клина ее на максимальной подаче топлива так, что регулятор не сможет вернуть ее в обратное положение, тогда в моторе резко увеличивается число оборотов коленвала. Это ведет к тому, что двигатель начинает работать на пределе, а это чревато последствиями. При клине рейки в выключенном положении – двигатель не запуститься.

При эксплуатации авто в условиях пониженных температур встречаются случаи перемерзания деталей и узлов ТНВД. Для предотвращения таких ситуаций следует использовать горючее и масло соответствующие температурному режиму.

В системах аккумуляторного впрыска (или Common Rail) бывают случаи поломки управляющего клапана. Чаще сразу заменяется на новый. Иногда его перебирают и меняют некоторые запчасти.

Электрические

В двух словах, система работает посредством сбора и обработки данных в блоке управления двигателем, которые поступают с датчика давления топливной системы и датчиков, расположенных на двигателе, впускной и выпускной системах.

Если брать непосредственно топливную систему, исходя из алгоритма, прописанного в блоке управления, последний подаёт сигнал на регулятор, изменяя давление и поток топлива. Также блок подаёт импульс на электромагнитные клапана (форсунки Bosch, Delphi, Denso) , либо пьезо элементы (форсунки Piezo Bosch, Piezo Siemens) самих дизельных инжекторов (форсунок).

Соответственно, неисправность, либо некорректная работа любого из перечисленных датчиков, регуляторов может приводить к нестабильной работе топливной системы, что прямо отражается на работе дизельного двигателя.

Диагностика таких неисправностей производится посредством подключения диагностического оборудования к автомобилю и считывания параметров работы двигателя, топливной системы, анализа этих данных и установления причины отклонений в работе дизельного двигателя, или топливной системы common rail/

Следует отметить, что данная диагностика в нашем дизельном автосервисе Дизельбокс отличается от привычной для Российского рынка автоуслуг, когда происходит просто чтение кодов ошибок (бывают случаи, когда они вообще отсутствуют) и дальнейшее «гадание на кофейной гуще». При такой диагностике вы платите за имперический метод диагностики, платите за попытки мастера найти причину неисправности методом поочередной замены узлов и агрегатов автомобиля, будь то форсунки, ТНВД, турбина, или её управление.

Диагностика Common Rail

Прежде всего, необходимо проверить электронные системы: считать коды неисправностей, протестировать датчики и исполнительные механизмы. Чисто «дизельных» сканеров не существует, поэтому для диагностики используются либо универсальное оборудование, либо специальные сканеры для конкретных моделей. Сигнал от проверяемого устройства должен подаваться на осциллограф. Покупать этот прибор специально – дорого – выгоднее приобрести сканер с функцией осциллографа.

Проверка низкого давления топлива осуществляется механическим манометром со шкалой до 10 бар. Высокое давление проверяется спецприбором, имеющем диапазон измерения до 2000 бар и набор переходников. Дозирующую способность форсунок определяют специальным набором оборудования.

Ремонт системы Common Rail

Качественно починить ТНВД могут только на специализированной станции, где имеется диагностическое и прецизионное оборудование. Такой ремонт обходится от 7000 рублей. Новый насос стоит порядка 30 тыс. рублей, поэтому восстановленные насосы пользуются у «дизилистов» большим спросом.

Двигатель, оснащенный системой Common Rail, не запускается, если хотя бы одна форсунка не работает. Из-за утечки топлива через ее клапан давление в рампе не может подняться до номинальных значений. Чтобы проверить давление при пуске используют специальный набор, состоящий из контрольного манометра, датчика давления, соединительной трубки, заглушки отверстий исп. механизмов и мерных емкостей для обратного слива.

При износе двух и более форсунок имеет смысл заменить весь комплект. Цена форсунок довольно высока и зависит от фирмы-производителя. Параметры каждой новой форсунки необходимо внести в память блока управления двигателем. Если этого не сделать, то это ухудшит характеристики двигателя. Несмотря на то, что в любом ЭБУ имеется постоянная корректировка цикловой подачи топлива для равномерной работы двигателя, она не в состоянии подменить не прописанную кодировку.

Наиболее сложные проблемы дизеля – это затрудненный пуск, дымность выхлопа и потеря мощности. Для их решения требуется точный замер расхода воздуха, оценка работы наддува, эффективности рециркуляции, системы выпуска и нейтрализатора. Данные технологии сегодня в совершенстве освоены диагностическими центрами. Кустарный ремонт в данном случае невозможен.

Проверка при помощи оборудования

Проблемы с высоким давлением могут быть из-за:

неисправности клапана объемного регулирования подачи топлива ТНВД;
износа плунжеров или перепускных клапанов;
поломки регулятора на рейке;
неполадки форсунок.

Так как ремонт или замена топливного насоса высокого давления считаются дорогостоящей операцией, необходимо определить, что проблема не кроется в самой топливной системе. То есть необходимо проанализировать методом исключения составляющие топливной магистрали, так как в большинстве случаев поломки происходят в них. Если данные узлы исправны, значит проблема в ТНВД.

Согласно статистике, в 70 процентах случаев проблем с топливной системой сбой произошел не в ТНВД. Многие неопытные диагносты при первых проблемах с топливной системой «приговаривают» топливный насос высокого давления, что неверно.

На первом этапе диагностики требуется исключить неисправность форсунок.

Второй этап позволяет убедиться, что регулятор давления в рейке не имеет повышенного обратного слива и не мешает регулированию давления.

Исключение форсунок

Требуется исключить повышенный расход дизеля в топливной рампе путем отключения форсунок. При данной операции важно соблюдать чистоту, так как велика вероятность попадания грязи в топливные форсунки.

Для предотвращения попадания грязи используются защитные колпачки. На штуцер топливной рейки накручиваются заглушки.

Данный метод позволяет исключить форсунки, как источник повышенного расхода горючего. Необходимо произвести замер давления без форсунок. Исправный ТНВД без форсунок должен показывать при прокрутке стартера давление более 1000 бар. Данное давление или значение больше его свидетельствует, что ТНВД и подкачивающий контур исправны.

Оценка давления производится при помощи штатного датчика и сканера в фактических параметрах. Необходимо выбрать режим «давление топлива в магистрали» и включить зажигание автомобиля. Во время прокрутки двигателя стартером будут фиксироваться параметры давления. Для точного результата рекомендуется провести данную операцию несколько раз.

Если давление в системе менее 1000 бар, требуется исключить неисправность регулятора давления на рейке. Данные можно посмотреть без сканера, подключив компьютер к автомобилю. Штатный датчик в топливной системе машины зафиксирует необходимое давление.

Исключение регулятора давления в рейке

Проверка производится при помощи мультиметра, переведенного в режим измерения напряжения. Первый щуп устанавливается на любую имитацию «минуса», второй на контактную ножку регулятора (плюсовую).

Напряжение на мультиметре должно быть приблизительно 5 Вольт. Второй этап: установка щупа на плюсовую клемму аккумулятора, второго на минусовую ножку на фишке регулятора. Мультиметр должен показывать 12 Вольт +- 3 Вольта.

Читайте так же:

Регулировка угла зажигания змз 406 карбюратор

Если форсунки и регулятор давления машины исправны, производится проверка подкачивающего контура или контура низкого давления. В случае исправности данного узла проблема кроется в самом ТНВД.

Необходимо определить линию подачи топлива из бака к ТНВД. Разъем данной линии отсоединяется. В SsangYong его лучше поддевать отверткой.

Операцию не рекомендуется проводить в тканевых перчатках. Попадание ворсинок в топливную систему приведет к поломке форсунок.

В разрыв топливной цепи авто подключается манометр. Устройство должно показать давление от 3 до 5 бар. Автомобиль заводится и меряется уровень давления. Если давление ниже номинального, необходимо заменить фильтры, проверить заборный фильтр в баке.

Ремонт топливной аппаратуры дизельных двигателей

Что представляет из себя топливный насос высокого давления знают все владельцы, у которых есть или был автомобиль с дизельным силовым агрегатом. И что ремонт топливной аппаратуры дизельных двигателей и настройка топливного насоса высокого давления очень сложная и кропотливая работа, доверить делать которую следует только профессионалам.

Количество автомобилей с дизельными агрегатами с каждым годом увеличивается. Экономия денег – вот что побуждает покупателей приобретать дизельные автомобили и именно поэтому большую популярность получили «дизеля» у европейских автовладельцев. Наиболее популярными стали грузовики с дизельными агрегатами.

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

У дизельных агрегатов существуют ряд преимущества (экономия) и ряд недостатков (зимнее время, шум) перед двигателями, которые работают на бензине, хотя на данный момент наибольшей популярностью в странах СНГ пользуются «бензинки». «Дизеля» выделяются с их высокой надежностью, экономией топлива, большим сроком эксплуатации, хорошими рабочими характеристиками.

Но, ремонт дизельной топливной аппаратуры и ремонт топливного насоса высокого давления в большинстве автомобильных сервисов является трудоемким и отнимает не мало времени.

Что представляет из себя топливная система Common Rail

С конца прошлого века производители «дизелей», уделяют особое внимание количеству выхлопов в окружающую среду и начали устанавливать новую топливную систему — Common Rail. Она отличается от предыдущих систем наибольшей эффективностью, производительностью, значительным уменьшением выбросов в атмосферу и увеличенным давлением в системе топливного насоса высокого давления.

Электронное управление работой силового агрегата обуславливает трудные настройки и регулировки на двигателях с Common Rail. Нарушения в работе дизелей не всегда связаны с ТНВД. Не всегда надо делать ремонт топливной аппаратуры дизельных двигателей — достаточно сделать диагностику электронных систем, бортовика, а, настроить их работу, и мотор заработает с новой силой.

Common Rail представляет из себя цилиндры, у каждого свой инжектор, насос и топливный провод (давление в нем 1800 бар, что в три раза выше, чем у обычных двигателей). Топливный насос высокого давления связан с распределительным валом и реагирует на каждый оборот, а не один раз в два оборота, как у большинства двигателей. Инжектор при 1800 барах открывается с помощью электро клапана.

В итоге появляется тонкодисперсная смесь. В обычных моторах механическое управление топливным насосом. Common Rail позволяет управлять электромагнитным клапаном через компьютер. Факторы, которые оказывают воздействие на процесс сгорания: температура воды, воздуха, скорость, частота оборотов, легко регулируется компьютером. В результате управления процессом удаётся достичь большей мощности и меньшего количества выхлопных газов.

Но система Common Rail не без минусов- она подвергает моторное масло большим нагрузкам. В результате интенсивного горения верхняя часть поршней нагревается быстрее, чем у обычного дизельного мотора. Верхняя часть поршня у обычного мотора нагревается до 320-350° C, а при Common Rail больше 400° С, следовательно моторное масло выгорает намного быстрее. Двигателя с системой Common Rail нуждаются «в заправке» синтетическими маслами, или по крайнем случае в полусинтетических.

Почему ремонт дизельной топливной аппаратуры дорогостоящая процедура?

Во первых потому, что сделать ремонт дизельной топливной аппаратуры и ремонт ТНВД не проводя диагностику практически невозможно. Одно из отличий дизельного двигателя – высокое рабочее давление, по сравнению с бензиновым мотором. Нужно постоянно проверять состав топливной смеси, так как некачественное топливо является основополагающем фактором для того, что бы сделать ремонт дизельной топливной аппаратуры.

Основная проверка составляющих топливной системы:

Подача дизеля насосом. Проверяется равномерность подачи дизельного топлива, давление, количество горючего;
Рабочие характеристики топливного насоса высокого давления. Проверяется частота вращения вала при запуске мотора и завершении подачи дизельного топлива;
Проверяется ритмы подачи дизельного топлива секциями топливного насоса высокого давления;
Проверяются форсунки.

После диагностики всех элементов топливной системы можно заключить объективную оценку состояния, выявить последовательность ремонтных работ (капитальный ремонт, ремонт форсунок или ремонт ТНВД, ремонт топливных баков) и затраты на их осуществление.

Ремонт дизеля состоит из проведения работ:

Ремонт топливный насос высокого давления;
Ремонт турбин;
Настройка работы форсунок;
Установка нового фильтра очистки;
Промывка системы специальными растворами.

«Дизель» требует от хозяина особого бережливого отношения, соблюдать правила эксплуатации, чтобы ремонт топливной аппаратуры дизельных двигателей делался по плану. Сложное устройство мотора требует использование специального оборудования при диагностики и ремонте, тогда дизельный автомобиль будет служить долго и безотказно.

Очень часто ремонт дизельных двигателей приходится делать из-за того, что хозяин не соблюдал нормы обращения с «дизелем», которые ему хорошо известны. Каждый владелец дизельного автомобиля знает, что сверхвысокие скорости – не для дизеля, в холодное время года необходимо заправляться зимней соляркой и не использовать в системе охлаждения воду.

Существуют определенные признаки, по которым можно определить нужен ли ремонт: двигатель плохо запускается на морозе, уменьшенная мощность, при движении слышно постукивание, при наборе скорости мотор глохнет.

При всех своих преимуществах мотор нужно регулярно проверять, чтобы ремонт топливной аппаратуры дизельных двигателей ограничивался лишь профилактическими мероприятиями. Ремонт дизельных двигателей осуществляется для поддержании необходимых параметров давления и дозировки дизельного топлива, от этого зависит общее состояние двигателя.

Ремонт или регулировка топливного насоса высокого давления следует делать если:

Увеличенный расход топлива.
Отсутствует подача топлива от насоса к форсунке
Слезает ремень ГРМ с шестеренки.
При течи топлива из ТНВД
Неизвестные шумы в ТНВД.
Обильные количества дыма из выхлопной трубы.

Важную роль в «дизеле» отводится форсунке — это элемент осуществляет впрыск в камеру сгорания. Форсунка — это элемент топливной аппаратуры в который подается высокое давление дизельного горючего. Если в форсунке низкое давление, то форсунка откроется раньше-появление черного дыма. Если высокое давление, форсунка откроется позже- белый дым.

голоса

Рейтинг статьи

ТНВД: виды, диагностика, типовые неисправности