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.

Проверяем ТНВД дизеля в домашних условиях

У автомобиля с неисправным ТНВД теряется мощность, увеличивается расход топлива, возникают проблемы при пуске мотора, усиливается задымление из выхлопной системы и прочее. Причин приводящих к нарушениям работы насоса может быть много, от появления влаги в плунжерной паре до проблем в электронике. Лучший способ проверить ТНВД это на стенде в СТО, однако некоторые неисправности можно определить самостоятельно в своем гараже. Чтобы научиться это делать, следует уметь определять признаки, а для этого нужно знать причины приводящие к этому.

Типы топливных насосов

Для начала следует разобраться с видами ТНВД для дизельных автомобилей, так как у каждого из них свои типовые особенности и поломки. Однако у всех насосов, независимо от разновидностей, есть один главный узел, а именно плунжерные пары (поршни и цилиндры).

ТНВД разделены на типы по принципу работы впрыска:

• непосредственного действия с механическим приводом плунжера;
• аккумуляторного впрыска.

Кроме этого у насосов высокого давления существует разделение еще и на классы по устройству:

• Рядный – рабочие сегменты установлены в ряд, впрыск солярки идет по очереди во все цилиндры.
• Распределительный – топливо из одной секции подается на несколько цилиндров. Бывают как одноплунжерными, так и двухплунжерными.
• Многосекционный – более известен как V-образный либо гидравлический аккумулятор. Устанавливаются на двигателях с высокой мощностью, но с малыми оборотами.

На ТНВД непосредственного впрыска нагнетание и подача проходит одновременно, посредством механического привода плунжера. На аккумуляторных типах подача топлива идет по раздельным циклам – вначале нагнетается в аккумулятор насоса, а затем в форсунки. У современных моделей весь процесс управляется электроникой.

ТНВД устанавливаются и на бензиновых автомобилях. Применяются на двигателях с непосредственным впрыском. Насос необходим для подачи топлива в камеру цилиндра под высоким давлением, а уже в нем образуется горючая смесь, которую поджигает свеча зажигания.

Признаки неисправностей насоса высокого давления

Большинство признаков появления неисправностей топливного насоса для большинства типов и видов одинаковы либо очень схожи. К ним относятся следующие симптомы:

1. резкое увеличение потребления топлива;
2. работа мотора становится нестабильной, особенно на небольших оборотах;
3. проблемы при пуске мотора, крайне чувствительно в холодные периоды года;
4. уменьшение мощности авто;
5. увеличение задымления из выхлопной трубы;
6. вытекание солярки из ТНВД;
7. увеличение шума при работе мотора.

Автовладельцы с большим опытом отмечают еще один явный признак нарушений в работе плунжера насоса – на холостом ходу «горячий» двигатель может заглохнуть без видимых на то причин. Запуск его невозможен пока насос не охладится до нормальной температуры. «Холодный» мотор запускается нормально.

Причины поломок ТНВД

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

1. 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.
2. 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.
3. Загрязнения топливного фильтра. Ведет к возможному попаданию грязи в плунжерную пару, к тому же насос работает на износ.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. Износ узлов ТНВД. Возникает в результате старения либо после проникновения внутрь воды, что приводит к коррозии деталей насоса.
9. Коррозия плунжерной пары. Появляется при наличии в топливе большого количества воды.
10. 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.

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.

Определение неисправностей в ТНВД

Стоит помнить, что наиболее достоверные данные по состоянию топливного насоса можно получить только после проверки на специальном стенде в автомастерской. Естественно без специального оборудования такая диагностика в домашних условиях невозможно. Но все же есть возможность проверить некоторые элементы и исправность их работы.

Вода в плунжерах

Для этого потребуется снять ремень с газораспределительного механизма (ГРМ), и аккуратно прокрутить шкив. При вращении с переменными усилиями – воды нет. Если при вращении приходится прикладывать значительную силу или вовсе не получается прокрутить – значит есть влага.

Присутствие влаги в ТНВД чрезвычайно вредно как для него, так и для всего мотора. Это ведет к быстрому износу деталей и сокращению срока их службы, к тому же может вызвать появление коррозии и даже полный клин агрегата.

Давление в плунжерной паре

Можно проверить с помощью специального тестера – КИ-4802 или ТАД-01А. Если такового нет, тогда подойдет обычный манометр с большим диапазоном измерений.

Прибор вкручивается вместо топливной трубки или закрепляется в центральном отверстии головки ТНВД. Затем запускается двигатель, и снимаются показания. В нормальных условия значение должно быть близким к 300 кг/см 2 . Это условное значение и зависит от многих факторов, главное, чтобы при испытаниях цифра была максимально близка к указанной. В случае давления системы значительно ниже 300 кг – детали плунжерной пары сильно изношены, необходим ремонт или замена.

Проверка датчиков управления

На дизельных авто имеющих систему впрыска Common Rail управление ТНВД проходит при помощи электронного блока управления (ЭБУ). Наиболее частыми поломками в них является выход из строя датчиков либо проводки. Чаще об этом информирует специальный сигнал на приборной панели — Check Engine. В таком случае сканером ошибок нужно считать код и расшифровать его. Затем, исходя из полученных данных, определяться с ремонтом.

Чаще у датчика просто вышел срок службы либо случайным образом были повреждены их провода. Это ведет к тому, что на ЭБУ приходит некорректный сигнал и он начинает сбоить.

Утечка топлива

Если топливо течет именно из насоса высокого давления, тогда причина чаще в изношенных уплотнительных кольцах. Чтобы определить это, нужно на заведенном моторе покачать ось рычага насоса. Из под поврежденного уплотнителя потечет соляра.

Бывают случаи утечки топлива из места установки плунжерной пары. Тогда необходимо провести диагностику. Для этих целей насос следует снять с авто.

Герметичность клапана ТНВД проверяется в следующей последовательности:

1. отвернуть трубку высокого давления от дефектного сегмента;
2. рейку насоса перевести в позицию выключенной подачи;
3. ручным насосом создать давление в топливной системе.

При неисправном клапане из отверстия нажимного штуцера появится топливо. Если этого не случилось – клапан исправен.

Схватывание рейки

Перед проверкой рейки от нее следует отсоединить тяги и рычаги регулятора и скобы останова. Затем посредством рычагов управления насосом перевести рейку в крайнее положение. Исходя из усилий при передвижении можно сделать вывод о том, «прикипела» она или нет. В процессе важно сделать несколько оборотов кулачкового вала. Если дефектов нет, рейка будет двигать плавно и без толчков.

На замерзание

Если появились признаки поломки топливного насоса в холодное время года, следует проверить его на замерзание. Если такое произошло, его нужно снять с автомобиля и занести в тепло. Когда он отогреется и подвижность деталей восстановится его необходимо разобрать, слить масло и тщательно промыть чистой соляркой. После этих процедур в картер заливается свежее масло и насос устанавливается обратно на авто.

При замерзании насоса в очень сильные морозы, рекомендуется воспользоваться также и размораживателем.

Профилактика поломок ТНВД

Своевременное проведение необходимых профилактических мер – лучший ремонт. Это позволит сократить финансовые растраты из-за неожиданных поломок и продлит срок службы топливного насоса и всего двигателя. К таким мерам относится:

• регулярная промывка всей топливной системы не реже одного раза в год;
• своевременная замена топливного фильтра (очистка плохой вариант, мелкая грязь все равно останется на фильтре);
• заливать в автомобиль только качественное топливо (на заправках имеется соответствующая документация, где указаны даты привоза, состав, допуски, сезонность и другая важная информация, по запросу Вам обязаны предоставить ее);
• в холодные периоды использовать зимнее дизельное топливо, на крайний случай можно воспользоваться специальным составом для увеличения текучести солярки – антигелем;
• если машину приходится оставить на длительную стоянку, особенно зимой, то лучше заправить полный бак – из-за перепадов температуры на стенках бака оседает конденсат, который в последствии попадет в топливо и в систему впрыска;
• поддержка нормального уровня топлива;
• в холодные периоды времени перед началом движения хорошо прогреть мотор и все системы, опираясь на показания приборов на панели;
• при подозрениях на плохое качество солярки воспользоваться специальными присадками для дизельного топлива.

Соблюдая перечисленные профилактические меры, можно продлить эксплуатационные сроки всех деталей и узлов автомобиля, а также сократить расходы на ремонт. Топливный насос высокого давления является наиболее важным механизмом в системе подачи горючего в дизельных машинах, поэтому поддержание его нормальной работы относится к наиболее важным моментам.

Вывод

Еще раз напомним: полную диагностику ТНВД можно провести только в автосервисах и СТО на специальном стенде. Частичная проверка возможна и самостоятельно, но полной картинки не даст.