Топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления — один из основных механизмов в системе подачи топлива в дизельных двигателях. Именно этот узел является главным отличием дизельных двигателей от своих бензиновых собратьев. Однако из-за своей сложности и чувствительности к качеству топлива топливный насос высокого давления (сокращенно ТНВД) нередко выходит из строя, что может грозить ремонтом или заменой узла.

Принцип работы ТНВД

Несмотря на обилие различных видов насосов, все ТНВД работают по сходному принципу и обеспечивает подачу порций дизельного топлива в цилиндры двигателя автомобиля под высоким давлением в строго отведенные моменты времени. Размер подаваемых порций топлива определяется нагрузкой цилиндров к коленчатому валу. Основу любого вида ТНВД составляет плунжерная пара, состоящая из непосредственно плунжера (поршня) и втулки (цилиндра).

Выделяется 2 основных разновидности ТНВД по принципу действия:

• ТНВД непосредственного действия с механическим приводом плунжера;
• ТНВД с аккумуляторным впрыском.

По устройству также различаются несколько видов ТНВД:

• рядные — секции насоса расположены в ряд и подают топливо в определенный цилиндр мотора;
• распределительные — одна секция насоса может подавать топливо в несколько разных цилиндров;
• многосекционные (V-образные) — для высокоскоростных дизельных двигателей.

В свою очередь распределительные ТНВД могут быть одноплунжерными и двухплунжерными.

Все ТНВД непосредственного впрыска работают по одному принципу:

• механический привод плунжера;
• одновременно протекающие процессы нагнетания и впрыска;
• давление для впрыска топлива создается движением плунжера.

ТНВД с аккумуляторным впрыском обеспечивают подачу топлива в раздельных циклах: сначала топливо нагнетается в аккумулятор насоса, затем поступает в топливные форсунки. Насосы с электронным управлением форсунками получили название системы Common rail.

Вкратце принцип работы топливного насоса высокого давления выглядит таким образом.

1. Топливо из бака поступает в ТНВД благодаря подкачивающему насосу. Давление топлива на входе в насосную секцию ТНВД поддерживается редукционным клапаном.
2. Движение плунжера, подающего топливо в цилиндры мотора, обеспечивается кулачковым валом, в свою очередь имеющим привод от коленчатого вала автомобиля.
3. Вращение кулачкового вала заставляет двигаться плунжер, который поднимается вверх по втулке. При этом последовательно открываются выпускное и впускное отверстие.
4. Создаваемое движением плунжера давление открывает нагнетательный клапан, после чего топливо поступает к топливной форсунке цилиндра дизельного двигателя.
5. Избытки топлива через сливной, винтовой, радиальный и осевой каналы сливаются из плунжера в бак посредством дренажного штуцера.

Признаки неисправности ТНВД

ТНВД — дорогостоящий и довольно «капризный» узел дизельного двигателя, крайне требовательный к качеству топлива и смазывающих материалов. Основная причина выхода из строя ТНВД — загрязнение плунжеров насоса, которые установлены во втулки с минимальными допусками, измеряющимися в микронах. Загрязнение плунжерной пары твердыми частицами, содержащейся в некачественном дизельном топливе, может приводить к выходу ТНВД из строя. Не менее опасна и вода, которая может содержаться в топливе. Влага размывает защитную масляную пленку деталей узла, что чревато заклиниванием деталей ТНВД. Также неисправность ТНВД может заключаться в физическом износе деталей и повреждение корпуса насоса.

Неисправность ТНВД обычно приводит к неравномерности подачи топлива в форсунки двигателя и к снижению его поступающего объема. Чтобы понять то, что ТНВД не работает в штатном режиме, не обязательно ждать его поломки. Признаками проблем с ТНВД и с топливной системой в целом являются:

• повышенный расход топлива;
• нестабильная работа двигателя на малых оборотах;
• затруднения с запуском двигателя;
• перегрев мотора;
• утечка горючего;
• падение мощности и отдачи дизельного двигателя;
• увеличенная дымность выхлопа;
• появление посторонних шумов в процессе работы двигателя.

Проверка ТНВД

Симптомы неисправности насоса сходны с поломками деталей двигателя, а также могут иметь схожесть с неисправностью охлаждающей системы автомобиля. Поэтому для диагностирования поломки непосредственно ТНВД необходимо проверить и убедиться в исправности деталей насоса.

В идеале диагностика ТНВД и поиск неисправностей может проводиться только на стенде — устройстве, позволяющем имитировать работу ТНВД в рабочих диапазонах. Однако так как стоимость стенда сравнима с ценой автомобиля, а для диагностики необходимо демонтировать ТНВД с автомобиля, то такие операции проводятся только в автосервисах.

В «боевых» условиях проверить ТНВД достаточно сложно, но, все-таки возможно. Однако нужно понимать, что в домашних условиях получится диагностировать только некоторые неисправности ТНВД, а полную картину даст только проверка на стенде.

1. Проверить плунжерные пары на наличие в них воды можно сняв ремень ГРМ и осторожно покрутив шкивом. Если шкив проворачивается с переменным усилием (из-за вращения кулачкового вала), то вода во втулках ТНВД отсутствует. Если шкив не проворачивается, то в системе ТНВД находится вода, что при запуске двигателя приведет к заклиниванию.
2. Давление в плунжерной паре можно проверить с помощью тестера ТАД-01А, КИ-4802 или любого другого подобного инструмента. Такой прибор можно изготовить даже самостоятельно, для этого потребуется мощный манометр. Тестер вкручивается в ТНВД на место топливной трубки или в центральное отверстие головки насоса. Показатели измерения должны составлять не менее 300 кг/см 2 . В обратном случае плунжерная пара изношена и нуждается в замене или восстановлении.
3. В дизельных автомобилях с электронным управлением ТНВД поломка может заключаться в обрыве датчика оборотов, расположенного на корпусе насоса. В таком случае топливо не поступает из ТНВД в форсунки цилиндров мотора. Для проверки датчика необходимо с помощью мультиметра измерить сопротивление на разъеме датчика, расположенного на крышке ТНВД. В случае отсутствия сопротивления произошел разрыв.
4. Если неисправность ТНВД заключается в утечке топлива, то, как правило, виноваты уплотнительные кольца узла. Чтобы проверить ТНВД на утечку необходимо при работающем двигателе покачать ось рычага ТНВД. Если при этом наблюдается утечка топлива, то резиновый уплотнитель в месте утечки нужно заменить. Если утечки возникают не на оси, а в других местах узла, например, в местах посадки плунжерных пар, то для диагностики придется разбирать ТНВД.

Все эти способы помогают проверить ТНВД на наличие поломок. Однако неисправностей насоса гораздо больше, поэтому в большинстве случаев приходится демонтировать ТНВД и разбирать узел в поисках механических и иных повреждений в деталях узла.

Снятие ТНВД с двигателя

Снятие ТНВД может понадобиться не только для поиска и ремонта неисправных деталей, но и для проверки форсунок и регулировки газораспределительного механизма. Снятие ТНВД — довольно трудоемкая задача, с которой справится далеко не каждый автовладелец. Как минимум для проведения такой операции необходимо иметь немалый опыт в самостоятельном ремонте автомобиля.

Снятие ТНВД проводится в несколько этапов. В зависимости от вида насоса могут иметься различия в последовательности и некоторых деталях процесса. Для снятия ТНВД кроме стандартных ключей понадобятся специальные приспособления — шестерни для проворачивания коленчатого вала, фиксаторы, стапели, съемники приводных шестерен, шлицевые ключи и специальные приспособления для демонтажа. Поэтому при снятии насоса желательно использовать набор инструментов для ремонта ТНВД.

1. Для начала следует слить всю охлаждающую жидкость в автомобиле.
2. Далее отсоединяется минусовая клемма аккумулятора.
3. Снимается вентилятор и кожух вентилятора, усложняющие доступ к корпусу ТНВД.
4. Затем снимается крышка головки блока цилиндров.
5. Далее снимается кожух ремня ГРМ.
6. Затем демонтируется впускной коллектор.
7. Далее первый цилиндр двигателя необходимо установить в положение верхней мертвой точки (максимальное расстояние между цилиндром и коленвалом). Для блокировки цилиндра в таком положении используется приспособление 11 2 300.
8. Затем необходимо демонтировать ремень ГРМ со шкивов распределительного вала и вала ТНВД.
9. Далее необходимо отсоединить топливный трубопровод и сливной провод от насоса. Также отсоединяется шланг для слива масла.
10. Далее требуется отсоединить распределительные трубопроводы от форсунок цилиндров с помощью приспособления 13 5 020.
11. Далее отсоединяются детали электропроводки.
12. Затем нужно снять крепеж ТНВД. Для снятия центральной гайки ТНВД сначала демонтируется колпачковая гайка, а затем откручивается центральная гайка рожковым ключом на 18.
13. Далее выворачиваются болты на корпусе ТНВД.
14. Для отсоединения ТНВД от звездочки используется выталкивающий винт и приспособление 13 5 120, которое предварительно вкручивается на место центральной гайки. При снятии ТНВД приспособление должно оставаться на центральном шкиве до момента установки насоса обратно во избежание падения звездочки.

После того, как ТНВД отделен от центрального шкива и звездочки, его можно осторожно вынуть. Дальнейший разбор для поиска неисправных деталей также производиться с помощью специализированного набора для ремонта ТНВД.

Мой дорогой дизель: почему ломаются ТНВД, и как их чинят

С момента окончательной прописки дизельных моторов на легковых автомобилях не только владельцы, но и мастера с небольшой опаской смотрели на это «чудо техники». Да, выигрыш на топливе и на тяге очевиден – но что будет, если мотор сломается? Особенностью всех без исключения двигателей на тяжелом топливе является прецизионность сборки самых ответственных деталей, а также величина рабочего давления – разумеется, если мы говорим о современных моторах. Глядя на нормо-часы в сервисе, касающиеся ремонта и обслуживания топливной аппаратуры, каждый невольно задастся вопросом: «Стоит ли игра свеч?». И да, и нет.

С одной стороны, вы получаете неимоверно производительный ДВС с паровозной тягой и уменьшенным расходом, с другой – необходимость повышенного внимания к качеству топлива, более частой замене топливного фильтра и довольно большим расходам в случае необходимости ремонта или замены элементов системы. Но если первая чаша весов все же перевесила, и вы стали обладателем автомобиля «на дизеле» с системой Common Rail, то стоит посмотреть, как ремонтируются элементы этой системы. Сегодня мы выясним, как выполняется ремонт ТНВД.

Кратко об устройстве

Common Rail : это словосочетание у всех на слуху, и многие даже знают, что это такое. Говоря простым языком, это не что иное, как система впрыска дизельного топлива из общей магистрали непосредственно в цилиндр двигателя под очень высоким давлением (1 600 – 1 800 бар). Некоторые скажут: но ведь дизтопливо уже давно впрыскивается непосредственно, в чем же особенность? Ответ лежит на поверхности, в самом названии: это «единая магистраль».

Раньше, до появления Common Rail, дизтопливо под давлением, создаваемым ТНВД (топливным насосом высокого давления) отправлялось сразу к форсунке, через которую впрыскивалось в цилиндр. В новой же системе насос нагнетает топливо в топливную рампу, которая сама по себе является аккумулятором – а уже от рампы топливо по трубкам подводится к форсункам.

Благодаря подобной схеме получается, что все форсунки имеют в своем распоряжение топливо под одинаковым давлением в любое время и в любом количестве – причем давление это довольно высокое. Оно необходимо для лучшего распыления и, следовательно, смешивания топлива с воздухом, а значит, для более полного сгорания. Все это – звенья цепи, ведущей к повышению эффективности работы ДВС.

Почему нельзя было обойтись без общей топливной рампы? Чтобы ответить себе на этот вопрос, попробуйте надуть до максимального размера воздушный шарик за один присест. Если вы кит, то справитесь без проблем. Если же вы человек, то придется или очень постараться, или просто сделать несколько вдохов и выдохов. Так и здесь: систему питает небольшой насос высокого давления с малыми потерями на трение, но с возможностью накачать 1600 бар в трубку, называемую топливной рампой.

Следующий элемент в схеме – форсунки. В современных моторах они могут быть электромагнитными или пьезоэлектрическими. Вторые, к слову – последнее слово техники в дизелестроении.

Для завершения схематической картины работы Common Rail добавим, что топливо от рампы подается к форсункам, но не запирается в самой рампе, а отводится через сливной канал. По сути, топливо в системе постоянно циркулирует, но как только сигнал «приходит» на электромагнитный клапан, он «открывает» форсунку, и топливо распыляется в цилиндр. Кстати, именно об устройстве и работе форсунок мы поговорим в следующей статье.

Устройство ТНВД

Конструктивно насосы могут быть роторными или, как в нашем случае, плунжерными. Так как в наше поле зрения попал плунжерный насос, и на данный момент он более распространен, то и рассматривать мы будем различные вариации этой конструкции.

Принцип работы предельно прост: подпружиненный плунжер двигается внутри стакана, набирая и выталкивая из полости над ним дизтопливо. Перемещается плунжер благодаря кулачковому валу. Зачастую конструктивно в корпус установлено три плунжера. В полости над плунжером установлены односторонние клапаны на впуск и выпуск. В общем, насос устроен почти как сердце.

Если обратиться к деталям, то можно выделить три типа ТНВД.

Как сберечь топливный насос (ТНВД), в дизельном двигателе

Если вы не хотите того, что вам придется потратить серьёзную сумму на замену топливного насоса высокого давления (ТНВД), то эта статья именно для вас .

Даже самый незаинтересованный владелец автомобиля не мог не заметить довольно плохую репутацию, которую недавно получили дизельные автомобили.

Тем не менее, современные дизельные двигатели высокого давления Common Rail, остаются технологическим чудом. Их результаты впечатляют, они чрезвычайно экономичны, а выбросы выхлопных газов, являются удивительно низкими.

Для достижения этого современные дизели стали очень сложными, а большинство узлов изготовлены с высокой точностью.

В этой статье мы рассмотрим топливный насос высокого давления, потому что он как правило, является самой дорогой деталью при ремонте.

Его работа заключается в повышении давления дизельного топлива до 2000 бар (к примеру, типичная автомобильная шина накачивается до 30 бар), что позволяет топливным инжекторам нагнетать топливо в двигатель с предельной точностью.

Неудивительно, что они могут выходить из строя и приводить к тому, что двигатель либо работает плохо, либо прекращает работу полностью, но есть вещи, за которые вы можете контролировать, чтобы предотвратить изрядные траты на ремонт.

Тем не менее, неисправность может быть связана с менее серьёзными частями системы, такими как электрические датчики, поэтому будьте осторожны, если вам сообщили, что насос неисправен, без каких-либо доказательств.

Основные причины отказа насоса и как их избежать

Некоторые дизельные насосы (например, Bosch CP4) могут быть серьезно повреждены из-за неправильной прокачки, после того, как топливный бак будет опустошён и снова заправлен.

Некоторые автомобили требуют диагностики, чтобы оборудование топливной системы правильно функционировало.

Поэтому, чтобы не загубить ТНВД, избегайте пустого бака!

Не предусмотренные настрой блока управления

При определенных или неправильных настройках двигателя, давление в насосе может повышаться, что приведёт к перегреву, и сократит срок его службы.

Кроме того, некоторые присадки к дизельному топливу, повышающие цетан, при неправильной дозировке влияют на смазочные качества дизельного топлива, что увеличивает внутренний износ насоса.

Если вы случайно заправитесь бензином, насос может быть поврежден еще до запуска двигателя. Это связано с тем, что бензин обладает нулевыми смазывающими свойствами для дизельных топливных насосов.

Не стоит даже пытаться включить зажигание.

Обратитесь к специалистам и организуйте транспорт, чтобы топливная система могла быть слита профессионально.

Корпуса фильтров дизельного топлива требуют ежегодной ревизии и слива вызывающей коррозию воды.

Я советую менять картридж топливного фильтра ежегодно, независимо от того, что производители утверждают, что сроки их годности, на много дольше.

Используйте фильтры хорошего качества, так как некачественные заменители, как правило распадаются, а его частицы впоследствии повреждают насос.

Грязное топливо является основной причиной неисправности ТНВД.

Поэтому избегайте заправки вашего автомобиля некачественным дизельным топливом.

Уважаемые гости — переходите на мой канал, кликнув — Pit Stop , ставьте лайки и не забывайте подписываться (это Вас ни к чему не обяжет, а Вы будете чаще встречать мои статьи в ленте Дзен), впереди ещё много нового и интересного!