Стук двигателя змз 514

После успешной трехлетней эксплуатации дизелей ЗМЗ-514 недавно столкнулся с одной из типичных проблем — резкий металлический стук, локализующийся в верхней части дизеля.
Точно определить источник стука не удается — его можно принять и за стук ТНВД, стук гидрокомпенсаторов или вообще непонятно откуда исходящий. Ясно только что источник стука — двигатель или его агрегаты.
В общем двигатель, мягко говоря, тарахтит.
Стук четко соответствует оборотам двигателя. После пуска холодного двигателя стук почти неразличим, с повышением температуры громкость стука значительно растет. Стук увеличивается с ростом нагрузки (например реагирует на включение фар). Все кто знает как работает дизель, обращают внимание на повышенную громкость работы.
Сопуствующие явления – в течение некоторого времени после холодного пуска имеется повышенная тряска двигателя, интенсивный прогрев двигателя на холостых (чего с исправно работающим дизелем никогда практически не бывает), повышенный температурный режим, двигатель заметно слабее тянет, иногда затруднен горячий пуск.

Для выявления причин металического стука такого характера пришлось провести небольшое исследование. Поискав по форуму, обнаружил, что сходные явления со стуком такого характера — совсем не редкость. Но далеко не всегда пишущие на форуме о таких явлениях находят их причину и природу.
В общем, проведя анализ сообщений форума, посоветовавшись со специалистами и изучив некоторые теоретические основы, не претендуя на истину в последней инстанции я сделал определенные выводы, с которыми хочу ознакомить всех желающих.

Итак, однозначно установлено, что одной из основных причин стуков такого рода является чрезмерно раннее опережение впрыска.
Этот вывод конечно не означает, что кроме этого ничего другое не может быть причиной посторонних звуков в двигателе, стучать может все что угодно. Но данное небольшое исследование посвящено именно металлическим стукам, природа которых обусловлена чрезмерно ранним опережением впрыска, какие бы причины не приводили к этому чрезмерно раннему впрыску.

1. Природа возникновения «металлического» стука

Если опережение впрыска нормально отрегулировано, то впрыск происходит за несколько градусов до ВМТ. Это опережение должно быть согласовано с задержкой воспламенения топлива в цилиндре. При правильно установленном опережении воспламенение происходит в районе ВМТ, а максимальный рост давления в цилиндре — на несколько градусов после ВМТ. При таком режиме имеет место так называемое мягкое сгорание топлива, с шумом среднего уровня.
В случае, если опережение впрыска чрезмерно большое, воспламенение топлива происходит еще задолго до прохождения ВМТ, а максимальный рост давления в цилиндре находится в районе ВМТ.
В результате происходит так называемое жесткое сгорание топлива с высоким шумом. Высокое давление в цилиндре противодействует поршню дойти до ВМТ. Грубо говоря в цилиндре происходит встречный удар по поршню и головке, нечто напоминающее явление детонации в бензиновом двигателе. Этот удар на слух воспринимается как резкий металлический стук в верхней части двигателя. Интенсивность этого стука зависит от того, на сколько опережение раннее, от температуры двигателя, нагрузки и многих других факторов.
То есть металлический стук такого рода издает не ТНВД, и не гидрокомпенсаторы, и не другие агрегаты двигателя. Этот звук — результат жесткого сгорания топлива в цилиндре.

2. Причины и последствия чрезмерно раннего опережения впрыска

Представим, что мы хотим создать заведомо слишком раннее опережение впрыска. Поняв, как нам это сделать, мы легко разберемся в возможных причинах. Итак, способов создания чрезмерно раннего впрыска на исправном двигателе всего четыре.

1) Можно ослабить винты крепления ТНВД и повернуть ТНВД в пределах регулировочных пазов назад против часовой стрелки. Ранне опережение впрыска обеспечено.

2) Можно переставить ремень ТНВД на один или несколько зубцов так, чтобы ротор ТНВД повернуля вперед по часовой стрелке. Ранне опережение впрыска обеспечено.

3) Более изощренный способ. В ТНВД есть гидравлический регулятор опережения впрыска. Представляет собой цилиндрик с поршнем. С одной стороны поршня подводится по каналу давление из внутренней полости ТНВД. Со второй стороны поршня по каналу подводится давление на входе в ТНВД — от входного штуцера. Перемещение поршня воздействует на роликовое кольцо ТНВД и определяет опережение впрыска. С ростом давления (точнее перепада давлений) внутри ТНВД опережение впрыска растет.
Внутри ТНВД находится также шиберный подкачивающий насос, забирающий топливо от входного штуцера и накачивающего его под давлением во внутреннюю полость ТНВД. Избыток топлива выходит из ТНВД через выходной штуцер с калиброванными отверстиями в магистраль обратки. Характеристики топливоподкачивающего насоса ТНВД с его редукционным клапаном и калиброванных отверстий в выходном штуцере обратки согласованы таким образом, что давление внутри ТНВД линейно растет с ростом оборотов двигателя. Это давление воздействует на поршень регулятора опережения впрыска и с ростом оборотов (и давления внутри ТНВД) перемещает его в сторону канала входного штуцера. При этом регулятор делает более раннее опережение впрыска, чтобы скомпенсировать время воспламенения топлива при высоких оборотах.

Ну а как сделать так, чтобы регулятор опережения работал неправильно, чтобы он выставил чрезмерно раннее опережение на малых оборотах и на холостом ходу? Очень просто. Для этого достаточно создать разряжение во впускном штуцере ТНВД. Тогда с одной стороны поршня регулятора опережения будет нормальное, довольно высокое давление внутри ТНВД, а с другой стороны поршня – разряжение. Естественно поршень переместится в сторону разряжения и установит чрезмерно раннее опережение.
Добиться разряжения во входном штуцере ТНВД совсем просто. Достаточно установить засоренный топливный фильтр, топливный насос с засоренной сеточкой или просто залить в баки в мороз недостаточно зимнюю солярку. Эффект обеспечен – подкачивающий насос высосет солярку за заткнутым фильтром, получится разряжение и если солярки хватает чтобы крутить двигатель – получим чрезмерное опережение впрыска и металлический стук в двигателе.

4) Еще более изощренный способ. Представим что сетка в топливном насосе и фильтр тонкой очистки чистые, солярка зимняя или лето на дворе, а мы все же хотим сделать впрыск чрезмерно ранним. Тогда мы затыкаем выходной штуцер ТНВД. Подкачивающий насос ТНВД работает, солярке деваться некуда, давление внутри ТНВД растет выше нормы даже на холостых, оно точно также воздействует на поршень регулятора – сдвигает его в сторону более раннего впрыска.

Вот собственно и все что можно сделать, чтобы обеспечить чрезмерно ранний впрыск, добиться металлического стука а со временем и убить двигатель.
Если такая задача у владельца дизеля стоит, то после того как в дизеле прогорит прокладка или треснет головка блока он может с чистой совестью начинать обливать грязью наш двигатель, отечественную промышленность, буржуев из фирмы БОШ и всех кого угодно – только не себя.

Ну а если мы не хотим убивать двигатель, не хотим слышать металлический стук и хотим быть счастливыми обладателями лучшего отечественного дизеля ЗМЗ-514, то мы должны как минимум обеспечить устранение вышеуказанных 4-х причин чрезмерно раннего впрыска.
То есть, ремень ТНВД должен быть качественным, должен быть правильно натянут, опережение впрыска выставлено по меткам и регулярно контролироваться, фильтр тонкой очистки должен регулярно меняться, сетка в подкачивающем насосе регулярно чиститься (еще лучше перед подкачивающим насосом поставить дополнительный фильтр тонкой очистки и его регулярно менять), магистраль обратки должна регулярно проверяться на засор, и в баки зимой должна заливаться только качественная зимняя солярка. Вот и все, что нужно делать.

4. Примеры раннего опережения впрыска.

Позволю себе привести несколько примеров по озвученной теме, взятых с данного форума и иллюстрирующих типичные причины возникновения металлического стука.

Раннее опережение
Вариант 1) Неправильно выставленное опережение впрыска.

a)Характерные признаки раннего опережения впрыска:

звук молотилки зависит от оборотов. Вот например еду по трассе на средних оборотах, на 4 передаче(Километров 50 — 60), начинаю ускоряться до 110 км\ч, чуствуется турбоподхват, звук турбины ровный(как и должен быть), как перестаю разгоняться (еду с постоянной скоростью 110 км\ч) из под капота слыжен частый металлический стук. Такой стук слышен и при езде на 3 скорости, и на 2, и на 1, и на 5.

б)Длительная езда с ранним опережением впрыска,усугубившаяся незимним топливом:

два дня назад заправился на роснефти, на другой день двигатель задымил сине-белым дымом,проявляется не сильный металлический звон словно едешь на бензине,а не на ДТ. Дымит сильно на холостых, разгон до60-70км по трассе дымить практически перестает,стоит встать,снова сильный дым. Это что,прощание турбины с двиглом?

Итак: подводим промежуточный итог: Сегодня проверил метки! Ремень потянулся,пружина отсуствует, ездил на более раннем зажигании,выставил по меткам с новым ремнем, запуск сразу с полпинка

Примеры раннего опережение впрыска.
Вариант 2. Перескок ремня ТНВД.

Двигатель 2006г спидометр умер на 8800, не менял, крыльчатка с вискомуфтой улетела через месяц пробила радиатор, поставил электровентилятор, следом накрылась помпа, поменял. Все было нормально, но через пару месяцев перевернулся в гололед. Кузовщину делал год. После года простоя греется двигатель, мощности нету совсем. На прогретом на холостых давление масла 0, на оборотах поднимается до 2-3. В причине еще не разобрался.
Разобрался. Проблема была в ремне ТНВД в момент перескачил на три зуба, вероятно от удара почвы по колесам в момент переворачиваня(на двух по диагонали восьмерки). Выставил по меткам все вернулось и мощность и нормальный температурный режим.

Второй случай произошел у меня и совпадает с вышеприведенным практически один в один. Переворот через крышу с резкой остановкой двигателя. Как следствие продолжающий вращаться маховик ТНВД, довольно внушительный по массе, перескакивает по ремню ТНВД на один зубец вперед. После этого имеем уже описывавшиеся симптомы: продолжающаяся некоторое время вибрация двигателя после холодного пуска, относительно нормальная работа двигателя в период прогрева, интенсивный прогрев на холостых, после прогрева металлический стук, горячий пуск затруднен. После проведения данного исследования и установки опережения впрыска в норму все указанные явления прекратились.

Примеры раннего опережение впрыска.
Вариант 3) Разряжение во впускном штуцере ТНВД из-за засора в топливной магистрали, приводящее к выставлению гидравлическим регулятором чрезмерно раннего опережения впрыска.

все работает и заводится прекрасно. НО от ТНВД или из под него или из за него, идет странный звук. частота его, прямо пропорциональна оборотам КВ, звук похож на щелчки.
у меня трещало я долго искал потом нашел снял топливный электро подкачивающий насос разобрал его на входе стоит сетка забило напроч в результате не хватка топлива треск насоса после чистки насоса все стихло

Было нечто подобное,искал везде ,думал даже на компенсаторы,гидронатяжители -все ок! Причина крылась в эл.насосе,он периодически переставал качать,а ТНВД стучал от нехватки топлива.Заменил насос, прокачал систему .
Вот и нашлась причина стуков . вскытие показало следующее: забит говнилином насос, как перед сеткой, так и после нее, отгнил контакт в разьеме, издох сам насос. Все прекрасно работает! сменил насос и все! чудесно поехало.

Примеры раннего опережение впрыска.
Вариант 4) Повышение давления внутри ТНВД в результате засора в обратке, приводящее к выставлению гидравлическим регулятором чрезмерно раннего опережения впрыска.

Стал у меня дизелёк на холодную после запуска трястить секунд на 10. Что только не думал, а потом попалось где-то в сети информация о возможных проблемах из-за чистоты фильтра в выходном штуцере ТНВД. Снял я этот фильтрик и промыл средством для очистки карбюратора, и движек стал после запуска трястись всего пару секунд. Я взял этот фильтрик и на УЗУ промыл, заодно и входной такой же, и о чудо теперь после холодного запуска и на холостых не шелохнётся и выхлоп сразу чистейший. Физику процесса так в принципе и невкурил, но помогло замечательно..

Ну вот собственно и все.
Всем спасибо за внимание.
Надеюсь, это кому-нибудь поможет.