Диагностика дизельной топливной аппаратуры ТНВД и форсунок

Диагностика дизельной топливной аппаратуры, её профилактика и ремонт системы двигателя (ТНВД и форсунок) позволяет выявить и решить проблемы с перерасходом топлива и неустойчивой работой двигателя.

Главные причины возникновения неисправностей дизельных двигателей:
— несвоевременное и неквалифицированное техобслуживание (ТО):
— нарушение режимов эксплуатации двигателя;
— использование низкосортного топлива или масла;
— естественный износ деталей и узлов в процессе эксплуатации.

До 70% отказов дизельных агрегатов приходится на топливную аппаратуру высокого давления. Расчеты показывают, что дизель большегрузного автомобиля или трактора в современных условиях эксплуатации перерасходует в среднем в год 2-3 тонны топлива и увеличивает выброс в атмосферу вредных компонентов: СО – на 100-150 кг, СН – на 30-50 кг.

При регулярной диагностике и последующем оперативном ТО возможно существенно снизить топливные потери и продлить срок службы дизельного двигателя на 15-20%. При своевременном обнаружении и устранении неисправности одной форсунки (раскоксовка распылителя, промывка, притирка, регулировка давления) за те же 10 тыс. км пробега экономия топлива составляет 10-15 кг.

Нормальная работа топливной аппаратуры характеризуется бесперебойностью подачи топлива и хорошим его распылением в цилиндре. Существенно влияет на работу топливной аппаратуры и качество топлива (наличие или отсутствие воды и механических примесей, вязкость). От качества работы топливной аппаратуры зависят мощность и экономичность двигателя.

Наблюдение за работой топливной аппаратуры сводится к ее профилактике (промывке топливной системы), испытаниям и регулировке.

Присадки для улучшения работы дизеля

Для обеспечения нормальной работы топливной аппаратуры дизелей мы рекомендуем периодически применять специально разработанные нами присадки к дизельному топливу: АКТИВНУЮ ПРОМЫВКУ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ для дизельных ДВС и РАСКОКСОВКУ ЭДИАЛ. Данные препараты хорошо промывают и очищают детали топливной аппаратуры дизелей от углеродистых отложений и улучшают их работу, очищают от нагара поверхности камеры сгорания, сопла форсунок, кольца, повышая компрессию и улучшая смесеобразование.

Восстановление и рост компрессии обеспечивает полное сгорание топлива в камере сгорания, улучшаются мощностные характеристики двигателя и экономится топливо. В зимнее время благодаря топливным присадкам ЭДИАЛ обеспечивается запуск двигателя при более низких температурах.

Способ применения топливных присадок простой: надо просто залить их в бак на расчетное количество топлива. Все процессы по очистке происходят во время штатной эксплуатации автомобиля. На данное время это самый простой и надежный способ содержать в рабочем состоянии топливную аппаратуру дизельного двигателя. Применение этих присадок перед диагностикой топливной аппаратуры позволит увидеть «реальную картину» текущего состояния ТНВД и дизельных форсунок, а также порой избежать капремонта.

Сроки проведения ТО дизеля

Правилами технической эксплуатации определены сроки периодического контроля, а при необходимости восстановления и регулировки топливных насосов и форсунок. Так, осмотр и профилактику топливных насосов высокого давления (ТНВД) крупных дизелей производят через 4-6 тыс. час., а форсунок — через 600-1000 час. нормальной работы. У высокооборотных дизелей сроки соответственно в 2-3 раза меньше.

Мелкое распыливание подаваемого в цилиндр топлива достигается в современных топливных системах за счет больших давлений распыливания. Высокое давление обеспечивается наличием малых зазоров между плунжером и втулкой ТНВД (не более 1-3 мкм). Простота решения уплотнения является одновременно и недостатком насосов высокого давления, так как увеличение кольцевого зазора вследствие износа снижает плотность пары плунжер-втулка, и, естественно, сказывается на величине развиваемого давления. Из этого вытекает основное контрольное мероприятие, определяющее возможность дальнейшей эксплуатации – проверка плотности. Это относится к прецизионным парам насоса и форсунки.

При регулярной диагностике и последующем оперативном ТО возможно существенно снизить топливные потери и продлить срок службы дизельного двигателя на 15-20%. Для примера возьмем форсунки. При своевременном обнаружении и устранении неисправности одной форсунки (раскоксовка распылителя, промывка, притирка, регулировка давления впрыска) за те же 10 тыс. км пробега экономия топлива составляет 10-15 кг.

Тестеры для диагностики дизельной топливной аппаратуры

Базовым прибором для проведения оперативной диагностики дизельной топливной аппаратуры с механическим впрыском является механотестер топливной аппаратуры МТА-2 (ДД-2120).

Это простой, компактный переносной прибор позволяет проводить тестирование состояния форсунок, нагнетательных клапанов и плунжерных пар ТНВД не снимая их двигателя, что позволяет существенно экономить время и средства на проведение диагностики. После экспресс диагностики вы снимаете уже только нерабочие форсунки для последующего их ремонта, опрессовки или регулировки. При установке на верстак, механотестер превращается в стационарный прибор для диагностирования форсунок ДД-2110 или другой импортный аналог типа СТ-90.

Также одним из основных приборов на участке по ремонту топливной аппаратуры должен быть стенд для испытания и регулировки ТНВД, это самый дорогостоящий инструмент в мастерской и к нему предъявляются жесткие требования. На сегодняшний момент существуют различные модификации и производители данного типа оборудования. Выбор стенда зависит только от целей и задач топливного участка.

Мелкое распыливание подаваемого в цилиндр топлива достигается в современных топливных системах за счет больших давлений распыливания. Высокое давление обеспечивается наличием малых зазоров между плунжером и втулкой (не более 1—5 мкм). Простота решения герметичности уплотнения является одновременно и недостатком насосов высокого давления, так как увеличение кольцевого зазора вследствие износа снижает плотность пары плунжер-втулка, что сказывается на величине развиваемого давления. Из этого вытекает основное контрольное мероприятие, определяющее возможность дальнейшей эксплуатации — проверка плотности. Это относится к прецизионным парам насоса и форсунки.

Существует способ проверки плотности плунжерных пар непосредственно на двигателе. Для проверки необходимо подключить механотестер МТА-2 к секции топливного насоса (можно через трубку высокого давления), выставить проверяемую плунжерную пару в положение, соответствующее середине пути нагнетания топлива, обеспечить в полости нагнетания давление 250 кгс/см2 и измерить с помощью секундомера продолжительность снижения давления в интервале от 200 до 150 кгс/см2. Также можно запустив двигатель оценить максимальное давление создаваемое данной плунжерной парой.

Проверка проста и не требует больших затрат времени.

Оценка качества распыливания не снимая форсунки с двигателя

У форсунки хороший распыл топлива, если начало давления впрыска топлива равно номинальному или близко к нему. При впрыске изменение колебания стрелки манометра стабильны на предельно коротком интервале показаний или отсутствуют. Хорошо слышен «звонкий звук» впрыска.

Если давление впрыска занижено на 30..50 % от номинального значения, и стрелка манометра колеблется в интервале от нуля до зафиксированного максимального значения, то это свидетельствует о низком качестве распыливания топлива (форсунка «льет»), о зависании иглы распылителя в верхнем открытом положении или о заклинивании иглы в нижнем закрытом положении.

Хорошее распыление топлива при впрыскивании в атмосферу как при испытании форсунок на дизеле, так и при их проверке на стенде характеризуется следующими признаками:

туманообразное состояние топлива в струе;

отсутствие различимых глазом отдельных вылетающих капель и местных сгущений топлива;

четкий, резкий звук (отсечка) при впрыскивании;

отсутствие подтекания топлива при выходе струи из отверстий распылителя перед началом и по окончанию впрыскивания.

Для оперативной диагностики дизельных форсунок с электронной системой управления впрыском Common Rail применяют тестер обратной подачи топлива.

Тестер обратки Коммон Рейл

Прибор предназначен для диагностики дизельного двигателя с 4 или 6 форсунками, рядного или v-образного. Служит для измерения значения перелива непосредственно на транспортном средстве. Тестер подключается к обратной ветви слива топлива с форсунок и собирает это топливо в специальные, прозрачные, калиброванные мензурки или колбы (для каждой форсунки предназначена своя емкость). Сравнивая количество жидкости по окончании теста можно быстро и легко определить неисправную форсунку. Также с помощью данного прибора возможно одновременное измерение количества топлива, проходимого через обратную ветвь форсунки за определенный промежуток времени.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

1. Отсоединить обратные топливопроводы (обратную ветвь) от форсунок, заглушить их и присоединить на их место приспособление с колбами и крепежной рампой с помощью прозрачных шлангов со штуцером. В зависимости от производителя топливной аппаратуры подберите необходимые штуцеры из комплекта адаптеров в приборе.
2. Следует исключить попадание воздуха в отсоединенный обратный топливопровод.
3. Проверить герметичность соединений.
Далее производится 2 вида тестирования форсунок: статический и динамический.

СТАТИЧЕСКИЙ ТЕСТ:

Стартером прокрутить двигатель два раза по 5 сек.
Если в трубках топлива не более 20 см, то форсунки в норме, при условии, что ТНВД накачивает давление не менее 1000 бар. Если 20 и выше, то форсунка умирает.

ДИНАМИЧЕСКИЙ ТЕСТ:

Мотор должен быть прогрет. Запускаем двигатель и и он работает три минуты на холостом ходе и две минуты на оборотах 2500-3000об/мин. Инжектор у которого показания в три раза отклоняются от нормы подлежит замене. При этом необходимо наблюдать за количеством топлива в мерных мензурках и не допускать его перелива.

7. После проведения замеров следует восстановить ранее отсоединенный обратный топливопровод.
8. Проверить герметичность восстановленного соединения.

Адаптеры входящие в комплект прибора позволяют применять его на большинстве систем Common Rail всемирно известных производителей легковых и коммерческих автомобилей, дорожной, строительной и сельскохозяйственной техники.

Диагностика и ремонт механических форсунок дизелей

Форсунка это элемент который непосредственно производит впрыск в камеру сгорания дизельного двигателя. Часто обладатели дизельных автомобилей грешат на ТНВД хотя это не всегда правильно. Форсунка это конечный элемент топливной аппаратуры в который подается высокое давление топлива. От форсунки зависит работа ДВС.

Если давление открытия форсунки упало , то соответственно форсунка откроется раньше . В результате может появиться черный дым. Если давление открытия форсунки завышено то, форсунка откроется позже, что в свою очередь приведет к белому дыму.

Теперь представим что на двигателе форсунки отрегулированы под разное давление. Казалось бы вы выставили предварительный угол впрыска согласно технической документации но двигатель работает с перебоями и непонятно почему дымит то черным то белым , ответ напрашивается сам по себе одни форсунки открываются позже другие раньше. Как — бы вы не регулировали угол впрыска топлива положительных результатов вы не добьетесь.

Признаки засорения форсунок дизеля

Образование твёрдых отложений в распылительной части форсунок — объективный процесс, свойственный любому двигателю, оснащённому системой впрыска. В России данная проблема усугубляется нестабильностью и нарушениями технологии производства и транспортировки топлива.
Наличие отложений в канале и распылителе форсунки приводит к нарушению формы факела распыливания и уменьшению её пропускной способности. Типичными симптомами проявления данной неисправности являются:

• ухудшение пусковых характеристик двигателя (особенно в холодное время года);
• подёргивания и провалы при ускорении и на переходных режимах;
• ухудшение динамики и уменьшение мощности двигателя;
• увеличение расхода топлива;
• ухудшение равномерности работы двигателя на холостом ходу (необязательно).

Игнорирование перечисленных симптомов и продолжение эксплуатации автомобиля вызывает следующие последствия:

• перегрев и повреждение нейтрализатора выхлопных газов;
• пробой изоляции высоковольтных компонентов системы зажигания (провода, наконечники, катушки, бегунок распределителя и т.п.);
• повреждение деталей ЦПГ вследствие возникновения очагов детонации (в большей степени характерно для турбированных двигателей).

К великому сожалению в России часто явление, что автомобили приезжают не на диагностику, а уже на ремонт, хотя многих затратных ремонтов можно было избежать своевременно проверив топливную аппаратуру.

Как отремонтировать топливную аппаратуру: виды и принципы

Принцип работы дизельных двигателей состоит в том, что подача топлива в цилиндры мотора производится с помощью впрыска (аналогично инжекторам). Однако на этом сходство заканчивается. Воспламенение топливной смеси происходит без свечей зажигания благодаря высокой температуре (700 — 800°С) в рабочей камере.

Такая температура достигается за счет более высокой степени сжатия в цилиндрах дизеля (19 — 24) по сравнению с бензиновыми двигателями (9 — 11). Топливо также впрыскивается в цилиндры под высоким давлением (100 — 150 кг/см²).

Для этого топливные насосы изготавливают с минимальными зазорами между корпусом и подающими плунжерами, что делает их весьма чувствительными к износу или загрязнениям. Поэтому обслуживание и ремонт топливной аппаратуры дизельных двигателей имеет свою специфику. Расскажем о ней подробнее.

Состав топливной системы дизельного двигателя

Система питания дизеля состоит из двух контуров: низкого и высокого давления. Состав контура низкого давления:

• Бензобак с расположенным в нем подкачивающим насосом. Последний применяется при значительной протяженности топливопроводов.
• Фильтр-сепаратор, предназначенный для отделения крупных частиц грязи.
• Топливный фильтр тонкой очистки.
• Маршевый подогреватель солярки, который устанавливается по соседству с фильтрующими устройствами.
• Предпусковой подогреватель топлива, включаемый от кнопки перед запуском двигателя.
• Первая (низконапорная) ступень топливного насоса высокого давления (ТНВД).
• Низконапорные топливопроводы.

Контур высокого давления включает в себя:

• Вторую (высоконапорную) ступень насоса, снабженную электромагнитным клапаном отключения подачи топлива, служащим для остановки двигателя.
• Гидравлический аккумулятор высокого давления, выполненный в виде топливной рампы, включающей в себя регулятор давления и клапан дозирования топлива (система Common Rail).
• Форсунки для впрыска топлива в цилиндры.
• Топливопроводы высокого давления.
• Электрические свечи накаливания с блоком управления, задающим время их включения.
• Электронный блок управления двигателем (ЭБУ).

Неисправности системы с описанием внешних признаков

В таблице приведены наиболее распространенные неисправности системы питания дизельного двигателя с указанием видимых проявлений.

Диагностическое оборудование

Приведенная выше таблица еще не является основанием для отправки компонента, попавшего под подозрение, на диагностику, а тем более в ремонт. Эти предварительные диагнозы можно принимать во внимание только в отношении старых дизельных двигателей, не имеющих электронной системы управления.

При возникновении проблем у двигателя, оснащенного ЭБУ, в первую очередь необходимо выполнить диагностику неисправности топливной системы с помощью диагностического сканера, подключаемого к разъему K-line блока.

Только после определения кода ошибки, привязанного к неисправному элементу, стоит направляться на станцию технического обслуживания (СТО), чтобы приступить к ремонту системы питания дизельного двигателя.

После проведения диагностического тестирования специалисты вынесут окончательный диагноз, — какой из элементов системы питания повинен в некорректной работе дизеля. В противном случае, по вашей просьбе, опираясь на ваши предположения, отремонтируют не тот узел, и проблемы останутся с вами.

Выбирая СТО, следует обратить внимание на уровень ее оснащения диагностическим оборудованием. Лидером в области изготовления испытательных и ремонтных стендов для проверки топливной аппаратуры является фирма Bosch, выпускающая линейку оборудования EPS.

Широкими возможностями для проверки ТНВД всех видов обладает стенд EPS 815 под управлением компьютерной системы. С помощью настольного прибора EPS 205 тестируют форсунки различных видов и производителей, используя при этом различные адаптеры. Известны также диагностические комплексы фирм Delphi, DENSO и Hartridge.

Что проверяется

Используя многочисленные функции диагностических комплексов и приборов, можно проверить множество технических параметров и характеристик топливных компонентов и определить основные неисправности системы питания. Комплекты оборудования фирмы Bosch выполняют следующие тесты и действия:

• диагностику контура низкого давления (комплект Diesel Set 1);
• удаление воздуха из системы Common Rail (Diesel Set 2);
• диагностику линий высокого давления (Diesel Set 3.1).
• этот же комплекс проверяет: почему не заводится двигатель при работающем стартере или глохнет работающий двигатель, находит причины внезапного снижения мощности при отсутствии каких-либо кодов неисправности.

С помощью ручного прибора EPS:

• проверяют и регулируют давление открытия форсунок;
• анализируют факел распыла;
• «дребезг» форсунок;
• измеряют утечки в распылителях.

На стенде Delphi YDT278 проверяют все компоненты топливной системы дизельного двигателя, включая насос и форсунки, даже не снимая их с машины. Подключив устройство YDT410, контролируют работоспособность регулятора давления системы Common Rail. Если прибор повышает давление до требуемого, значит, штатный регулятор неисправен. В противном случае источником неисправности является насос.

Содержание ремонтных работ

После диагностического тестирования и выявления неисправного узла принимают решение о дальнейших действиях. В принципе почти любой компонент топливной системы можно отремонтировать, предварительно определив — «стоит ли овчинка выделки».

Работы выполняются в специализированных центрах по обслуживанию дизельных автомобилей, имеющих необходимое оборудование для ремонта. Как восстанавливают изношенные агрегаты?

Основные действия при ремонте ТНВД на СТО:

1. разборка и очистка узла с промывкой деталей в топливе;
2. дефектовка устройства;
3. предварительная и чистовая притирка отверстий;
4. хромирование плунжеров для увеличения их диаметра;
5. притирка плунжеров с помощью пасты ГОИ;
6. сортировка плунжеров по группам с разницей диаметров не более 2 мкм;
7. подбор плунжерных пар таким образом, чтобы плунжер входил в отверстие не более чем на две десятых своей длины;
8. притирка на доводочном станке с пастой ГОИ;
9. сборка насоса;
10. замена резиновых уплотнителей (колец, манжет, сальников);
11. стендовая настройка работы.

Ремонт форсунок или насос-форсунок включает в себя:

• разборку с промывкой деталей в топливе;
• очистку поверхности от нагара;
• замену распылителя;
• замену вышедших из строя деталей (уплотнительные шайбы, пружина, игла, промежуточный толкатель);
• настройка работы форсунок.

Некоторые советы по ремонту топливной аппаратуры

• Как выяснить — подсасывается или нет в топливную систему воздух? Отсоедините шланг от топливного фильтра и погрузите его в емкость с топливом. Если двигатель заработает лучше, ищите местонахождение негерметичности.
• Осенью, с наступлением холодов, слейте остаток летнего топлива и заправьтесь зимней соляркой, иначе в системе образуются кристаллы парафина, что потребует дорогой операции по депарафинизации содержимого топливного бака.
• Если недавно автомобилист пересел на дизель с бензинового автомобиля, не крутите по привычке двигатель до 3500 оборотов. При такой нагрузке его ресурс уменьшается, поскольку детали изнашиваются значительно быстрее. Старайтесь не превышать обороты свыше 3-х тысяч.
• Периодически сливайте воду из фильтра-отстойника. Запуск двигателя, особенно в зимнее время, благодаря этой мере, станет более успешным.
• Не допускайте длительной езды с полупустым топливным баком, в результате чего на его стенках выделяется конденсат, образуются окислы, попадающие в топливо.

Как говорят медики — болезнь легче предупредить, чем лечить. То же самое можно сказать и в отношении ремонта топливной системы дизельных двигателей.

Своевременные профилактические работы: замена фильтров, слив конденсата, регулярная промывка топливного бака, проверка на диагностическом оборудовании помогут вам увеличить ресурс всех компонентов топливной системы и сэкономить на дорогостоящем ремонте.