Ремонт ТНВД: этапы проведения работ

НАСОС –ФОРСУНКИ

Так как давление в системе с насос-форсункой, а также давление впрыска выполняется с помощью кулачков распределительного вала, энергия привода должна быть применена только к области впрыска. Системы с насосом-форсункой более отказоустойчивы, чем впрыски в системе Common-Rail (без насоса высокого давления, без рампы), так что выход из строя системы с насос-форсункой не обязательно приведет к остановке двигателя.

Высокое давление обеспечивает более тонкому распылению топлива форсунками. Небольшие капельки означают меньший процент объема к площади поверхности, что само по себе может привести к образованию меньшего количества сажи.

Дизельный двигатель с насос форсунками имеет хорошую эффективность и обеспечивает наиболее «горизонтальную» полку крутящего момента.

Плунжер PDE без уплотнения позволяет использовать почти все виды топлива (бензин, спирт, этанол, LPG, биотопливо и т.д.).

При отказе впускного клапана (заклинивание или засорение сопла), топливо не сможет непрерывно затекать в камеру сгорания.

Недостатки

Указано выше Кулачковая зависимость может вызвать впрыск (по времени, то есть, по углу вращения) только тогда, когда кулачок приводит в действие насос. Это означает, что диапазон возможных моментов впрыска ограничивается определенным диапазоном вокруг верхней мертвой точки, которая, несмотря на эффективность, не обеспечивает плавный ход (смотри ниже).

Система требует относительно больших затрат, так как она зависит от принципа, который требует отдельный насос для каждого цилиндра.

Поскольку момент впрыска и его количества не может быть изменен постепенно, этот процесс считается ограниченным. Кроме того, невозможно быстро изменить температуру выхлопных газов. Это необходимо для соблюдения норм EURO 4.

Если восстановление давления в системе с насосом-форсункой может быть выполнено резко, то необходимая движущая энергия применяется только к области впрыска. Соответствующие высокие динамические нагрузки путем изменения наращивания давления требуют соответствующее определение размера распределительного вала и конструкции привода. Приводу распределительного вала необходим широкий зубчатый ремень или цилиндрическое зубчатое колесо. Цепные приводы из-за высокой жесткости на растяжение и низкой демпфирующей способности могут не выдержать предельные нагрузки и порваться.

Недостатки ТНВД

Главный недостаток этой системы впрыска заключается в том, что на ремонт топливного насоса высокого давления тратится много денег. Есть такие неисправности, которые вообще невозможно устранить, вот почему в отдельных случаях появляется необходимость в приобретении нового насоса. Срок, в течение которого работает ТНВД, прямо определяется качеством топлива, которое используется, поэтому об этом надо помнить постоянно. Всем хорошо известно, что качество топлива на отечественных заправках невысокое, не говоря уже про качество дизельного топлива. Топливному насосу требуется бережная эксплуатация, поэтому использование горючего с любыми примесями, тем более с водой, быстро приведет к неминуемому выходу из строя топливного насоса высокого давления и непредвиденным расходам по его замене.

Использование ТНВД в бензиновых двигателях

Однако несмотря на все недостатки, которые присущи этому вида впрыска, эта система стала использоваться и на бензиновых двигателях, правда уже под другим названием — GDI. Это стало возможным благодаря преимуществам ТНВД, перекрывающим их недостатки. Основное же преимущество заключается в уменьшении расхода топлива до 30%, благодаря тому, что впрыск топлива происходит под высоким давлением.

ТНВД проверяют при дефектовке и после ремонта

Ремонт ТНВД: этапы проведения работ

На сегодняшний день наиболее распространены топливные насосы высокого давления трёх типов — рядные, распределительные и common rail. Они отличаются как конструктивно, так и по принципу работы. При ремонте насосовучитываются все их особенности. Вместе с тем разработана и общая схема, включающая следующие этапы:

1. Предварительная очистка.
2. Разборка.
3. Дефектовка и сортировка деталей.
4. Установление причин неполадок.
5. Предварительное определение стоимости ремонта.
6. Непосредственный ремонт,
7. Сборка.
8. Регулировка,
9. Испытания.

Ремонт топливного насоса мы начинаем с его тщательной промывки и продувки сжатым воздухом. Одновременно с разборкой, проводится и дефектовка деталей. Далее происходит сортировка, при которой дефектные детали отбраковываются и подлежат замене на новые. Мы не занимаемся реставрацией дефектных деталей, так какгарантировать действительно долгий срок работымогут только новые оригинальные комплектующие. По результатам этой работы устанавливается причина неполадок, рассчитывается стоимость работы.

При наличии трещин и крупных сколов на корпусе насоса производится замена самого корпуса. Любая попытка заплавки или заварки трещин аргоном может легко привести к перегреву легкодеформируемых компонентов. «Наваривание» выработанной части на поверхности корпуса также не гарантирует длительного срока службы и скорее всего в итоге потребуется снова прибегнуть к ремонту и регулировке ТНВД и непредвиденным затратам.

При заедании плунжерных пар производится их замена на оригинальные новые. Некоторые «мастера» предлагают реставрацию плунжерных пар вместо замены на новые под предлогом более выгодной цены, но следует помнить, что непрофессиональные действия обычно приводят к тому, что поверхность плунжеров в процессе работы начинает крошиться и выводит из строя всю топливную систему. Как показывает опыт многих автовладельцев, это именно тот случай, когда скупой платит дважды.

При восстановлении рабочих характеристик рядных ТНВД (МАЗ, КАМАЗ, МТЗ, ЗИЛ, ПАЗ, КРАЗ, грузовые иномарки старше 10 лет и др.) помимо основных деталей зачастую требуется замена всех резинотехнических изделий (ремкомплекта). При устранении неполадок в работе распределительных ТНВД, устанавливаемых в некоторых моделях Ауди, Фольксваген, Хендай, Ниссан, грузовиках и автобусах старше 8 лет и с контрактными моторами обычно требуется замена уплотнителей, сальника вала, нагнетательных и перепускных клапанов..

После завершения ремонтных мероприятий, обязательна регулировка насоса, с помощью которой мощность и экономичность двигателя доводится до оптимальных значений. Это крайне сложная работа, которую могут качественно выполнить только квалифицированные специалисты на современном оборудовании. Результатпрофессионального ремонта ТНВД–безупречная работа двигателя и эффективная эксплуатация автомобиля.

Топливный насос высокого давления (ТНВД): принцип работы, виды и неисправности

Дизельный двигатель работает на тяжёлом топливе, которое в обычных условиях практически не испаряется. Поэтому для обеспечения полного сгорания в цилиндрах дизеля, горючее необходимо максимально качественно распылить форсункой прямого впрыска. Для этого создаётся перепад давления, измеряемый сотнями атмосфер, что помимо прочего ещё и необходимо из-за высокой степени сжатия такого двигателя.

Следовательно, топливная аппаратура должна быть значительно усложнена по сравнению с обычным бензиновым мотором, даже прямого впрыска. Кроме подкачивающего, ставится ещё и насос высокого давления – ТНВД.

Что из себя представляет топливный насос высокого давления

Общим для всех многочисленных разновидностей ТНВД является значительное механическое сжатие дизтоплива, попадающего между плунжером или аналогичной по назначению деталью с одной стороны и подпружиненным клапаном с другой.

Любую жидкость можно считать практически несжимаемой, солярка не исключение. Поэтому давление может достигать тысяч атмосфер, особенно на современных моторах со сверхтонким распылением и электронным дозированием.

На каких двигателях устанавливается

Помимо дизелей, такие насосы могут применяться в бензиновых с прямым впрыском. Но всё же свойства бензина не требуют настолько значительного сжатия. Компрессия там ниже, да и распылять лёгкое топливо проще.

Не применяются ТНВД в двухтактных дизелях, где горючее смешивается с воздухом в картере перед тактом продувки. Но такие моторы сейчас практически не используются на автомобилях.

Устройство и принцип работы ТНВД

Классический образ насоса высокого давления содержит в своём составе:

• Поршень в цилиндре, который в подобной технике принято называть плунжером, тем самым подразумевая очень точную подгонку с практически отсутствующим зазором и работу в жидкостной среде;
• Вал с кулачками, который при вращении давит на плунжеры снизу через толкатели, заставляя их перемещаться с большим усилием, сжимая надплунжерный объём;
• Каналы, по которым подаётся топливо к плунжерам, с клапанами, срабатывающими на обратном ходе;
• Штуцеры с металлическими трубками, подающие топливо под давлением к форсункам;
• Регулирующие рейки, клапаны, дозаторы и прочую аппаратуру.

Для обеспечения конкурентоспособных характеристик двигателей от механики в питающей аппаратуре приходится уходить, передавая регулирующие и распределяющие функции электронике.

Классификация

ТНВД можно различать по организации плунжерной системы, их приводу и способу дозирования топлива

Многоплунжерные (Рядные и V-образные)

Распространённые ранее многоплунжерные насосы схематично имели простую конструкцию, где на каждый плунжер работал свой кулачок вала, а надплунжерное пространство заканчивалось штуцером, соединённым с форсункой отдельного цилиндра двигателя. При набегании кулачка на каждый плунжер давление на форсунке резко нарастало, после чего открывался её клапан и происходил впрыск.

Регулирование количества топлива производилось поворотом плунжеров через рейку, а момент впрыска изменялся центробежной муфтой привода кулачкового вала.

На многоцилиндровых двигателях компактность конструкции обеспечивалась двухрядным расположением плунжерных пар по V-образной схеме с двумя управляющими рейками.

Распределительные

Распределительные насосы имели лишь один плунжер, приводимый в действие кулачковой вращающейся шайбой. Отсечка нужного количества топлива производится поворотом корпуса нагнетающего цилиндра.

Распределяет топливо по форсункам сам поршень, вращаясь вместе с кулачковой шайбой с приводом от двигателя. Получалась очень компактная конструкция, хорошо подходящая к легковым дизелям, но излишне нагруженная, отсюда и недолговечная.

Магистральные (Common Rail)

Наиболее совершенная система имеет в своём составе единый насос, роль которого сводится к созданию и поддержанию давления в общей для всех форсунок рампе. Все функции по своевременному открытию и дозированию подаваемого топлива возлагаются на форсунки.

Форсунка системы Common Rail представляет собой электрически управляемый клапан, который способен очень быстро открываться и полностью закрываться, находясь под значительным давлением.

Приводится клапан управляющим давлением, а открывается электрическим сигналом от блока управления. Используются как электромагнитные, так и пьезоэлектрические инжекторы, что ещё больше увеличивает быстродействие.

Стало возможным применять многократный впрыск за один рабочий такт, разделив питание цилиндра на предварительное (пилотное) и несколько основных. Всё это влияет на экономичность и чистоту выхлопа.

Само устройство насоса базируется на том же принципе сжатия топлива плунжером через систему из двух клапанов. Привод может быть, как кулачковым валом, так и шайбой. Количество плунжеров разное, причём на частичных нагрузках некоторые не задействованы.

Признаки неисправности ТНВД

Всякая проблема с ТНВД ведёт к нарушению оптимального горения в цилиндрах. Отсюда и внешние проявления, подобные таковым в любом двигателе внутреннего сгорания:

• снижение мощностных и динамических показателей;
• дымность выхлопа;
• неуверенный запуск холодного или нагретого двигателя;
• увеличенный расход дизельного топлива;
• жёсткая работа и стуки в двигателе.

Практически все неисправности могут быть связаны с насосом или форсунками, поэтому проверка должна носить комплексный характер.

Внутренние поломки насоса высокого давления и их причины

ТНВД очень чувствительны к качеству топлива, особенно к наличию в его составе твёрдых включений, серы и воды. Несмотря на тщательную многоступенчатую фильтрацию полностью избежать повышенного износа не всегда удаётся.

Снижение давления становится следствием износа плунжерных пар. Топливо плохо распыляется, двигатель дымит и работает жёстко. Возможны отклонения по отдельным цилиндрам, что приводит к росту вибронагруженности.

Износ и подклинивание регулирующего механизма может стать причиной отклонений в настройке момента впрыска, что для дизеля равносильно изменению опережения зажигания бензиновых моторов.

Диагностика и ремонт ТНВД

Проверка топливной аппаратуры дизеля требует специализированного оборудования, своими силами можно лишь грубо убедиться в элементарной работоспособности, например, ослабляя штуцеры питания форсунок на старых механических насосах.

Современный ТНВД, да ещё с электрическим приводом, без диагностической аппаратуры не проверить. Надо располагать манометром для очень высокого давления, порядка двух тысяч атмосфер, сканером, опрашивающим датчики и сверяющим показатели с номинальными, форсуночным стендом.

Главное – знать взаимодействие всех узлов системы подачи топлива. Иначе отклонение в работе какого-нибудь клапана может стать причиной выбраковки дорогостоящего насоса.

На стенде насос выводится в калибровочный режим с прокачкой жидкости, строго нормированной по параметрам и очищенной. От качества топлива тоже многое зависит.

Замеряется давление и параметры расхода, их соответствие табличным во всех тестовых режимах. Только после этого выдвигаются версии и производится ремонт или замена.