Тнвд toyota 22100 6e260 устройство и принцип действия
Хоть он и ТOYOTA-но всему есть предел. смазывается и охлаждается он соляркой-оттуда и проблемы..
Заглючил ТНВД. никакие промывки не помогают - ЧТО ДЕЛАТЬ ?-снимаем. и ремонтируем !
Вобщем после "недолгих" усилий (сломав пару сьёмников -выпрессовывая его вал с шестерни привода)- мы его оттуда изьяли..
ТНВД снят !
С чего начать . не всё по "мурзилке" понятно-потому что лучше один раз увидеть,чем сто раз прочитать про это!.
Кладём на стол этот кусок грязи-начинаем изучать что на бирке написано..расшифруем его маркировку.
убедились что ТНВД соответствует каталожному номеру. ставим на разборочный стенд-отмываем снаружи грязь..
Вобщем Я его на стенд ставлю. потому как видел его "глюки" ещё на машине. (чтобы продефектовать полностью..)..вдобавок к тому что видел- под сомнением плунжерная пара -надо опрессовать..а потом всё равно разбирать!
Начал дефектовку с разогрева ТНВД. замера давления плунжерной пары-нагрузив его нагрузочной форсункой так -при неизменных оборотах стенда =100=,равных "стартёрному пуску на машине =200=..ВСЁ ОКЕЙ .
далее промеряю уже давление подкачки внутри ТНВД-при =700=оборотов стенда--МАЛОВАТО БУДЕТ ! , занижено..и долго набивает.."манипуляции" с клапаночком неэффективны. насос подкачки "здох".
далее проверяю работу соленоида корректора УОПТ..давление в полости поршня-автомата падает как надо..до 1.5 кило.-РАБОТАЕТ.!
На стенде все симптомы "глюка" ТНВД подтвердились..снимаем и опять. ставим на разборочный стенд.. РАЗБИРАЕМ-ДЕФЕКТУЕМ ПОДЕТАЛЬНО .
начинаем с "пресловутых сеточек"..видим грязь-но её не много,вся сетка по поверхности то чистая. (когда то порвался штатный топливный фильтр-пульнул грязи..)
Разбираем далее-продолжаем "извлекать" ВСЕ сеточки-фильтрики..снимаем болт-клапан обратки (в нём внизу сетка а в клапане подпружиненный шарик)..и дальше снимаем датчик температуры топлива с плунжерной пары..как ни странно везде чистота (первый фильтр поймал всё и далее грязь не пустил).
Далее снимаем (отвернув ударом ,узким рожковым ключом на =32= ) эл/соленоид-дозатор топлива- (SPValve) (-уплотняется этот соленоид в плунжерной головке-резиновым колечком .)
..достаём его уплотнительную шайбу-сеточку..
Всё - сетки достали ! Вот все они..с ними всё понятно. проблем нету.
______________________ _
Теперь пора посмотреть чего там с соленоидом-клапаном корректировки УОПТ..который управляет давлением на поршенёк и тем самым сдвигает каретку с роликами. .снимаем сам клапан. и подпружиненный поршень. всё нормально-поршень не "закис" и не "задран".
Продолжаем разбирать ТНВД далее-снимаем плунжерную пару. С ней проблем нету-плунжерный палец чистый,не корябанный. и на стенде она "продавливала" вполне приличное давление. потому бережно собираем на неё её пружинки.особое внимание уделяем регулировочной шайбе плунжера..чтоб не потерялась. (в торце плунжера стоит),и отодвигаем её в сторонку. (до сборки она просто полежит).
_____________________ _
Вынимаем "крестообразную шайбу"рассматриваем. на ней, на рабочей поверхности "усталостный" износ. (однозначно тоже под замену)..далее вынимаем каретку в сборе с роликами..
(шплинтик ! с "поводка" вынули из неё когда снимали поршенёк коррекции УОПТ)
__________________________ _
. расматриваем каретку-не треснута ли и тд. далее вынимаем ролики-видим приличный люфт в осях.(нормальное явление-это от времени..нагрузка то значительная)..
Далее снимаем шпонку с приводного вала ТНВД. и вынимаем вал. осматриваем его. обращаем внимание на его рабочие поверхности (нет ли износа..задиров-и какую канавку сальник натёр риску..потому если вал будет использоватся опять-сальник забьём поглубже..сместив с изношенного места)..В данном ТНВД вал "нормальный"-потому убираем его в сторонку (до сборки).,не потеряв "маленькую" шпонку для насоса подкачки.
Далее внимательно осматриваем шайбу насоса-в данном случае у него немного завальцевало 2-е лопатки (потеря подвижности-они закусываются)..ОДНОЗНАЧНО-МЕНЯТЬ . в общем то именно это Я проверяя ТНВД- на стенде и предполагал..оно и подтвердилось.
Далее снимаем сальник .. и осматриваем 2-е втулки в корпусе (для приводного вала ТНВД)..нет ли задиров и вставив смазанный маслом вал-проверяем люфт. В данном случае он незначительный-потому перефтуливать корпус нет необходимости.
Далее промываем-продуваем корпус ТНВД.
Достаём из "шкапчика" необходимые зап/части.
И.. > ВНИМАТЕЛЬНО СОБИРАЕМ ВСЁ В ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ.
В идеале конечно..смысл ремонта не только в том что запихать туда новые зап/части..но и провести полный комплекс работ..
Соответственно после сборки-регулировки ТНВД..опять ставим на стенд..и проверяем все параметры. и по гидро и по электронике..
в итоге ТНВД - готов к установке. ставится на авто. проверяется уже диагностическим сканером ( если необходимо-прибамбасами всякими) ..и уже сам работающий двигатель..не всегда проблема только в ТНВД..(турбокомпрессор,EGR,датчики,и ЭБУД тоже иногда "глючит". )
______________________ _
ЭБУД ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ну и немного отвлекусь от темы про ТНВД..
-пару слов о диагностическом оюорудование,которое используются (мной) при диагностике-регулировке систем - на автомобиле..
8 канальный компьютерный (USB) осцилограф -с датчиками ВД и синхронизатором сигнала,
Мотортестер-с разными датчиками ВД давления , токовыми клещами,и стробоскопом,
Мультимарочный сканер-позволяющий читать поток данных от ЭБУД (DATA STREAM) в режиме реального времени.
_ _ _ _
_ _ _ _
_ _
иммитаторы сигналов ..и многое другое.. .
об этом напишу в другой теме. ->ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ДИАГНОСТИКИ ЭБУД
Рассмотрим различия ТНВД этого типа.
приводные валы ТНВД 1KZ-TE. 2L-TE разные по маркировке DENSO..
096120-0081 3CTE
096120-0054 2ЛТЕ (8 марк)
096120-0070 1KZ-TE (13 марк)
они немного различаются центровкой зубчатого венца ..т.е.смещением фаз -для датчика положения ТНВД.
в принципе-это можно и переделать,спрессовав зубчатый венец,и напрессовать его так как нужно..главное сделать это по возможности точнее..например
как Zilibober способ придумал
ротор сидит на шпонке, шпонка и ротор у всех насосов одинаковые, ставим ротор на казетовский/помечаем на роторе как стоит точка на кольце, ставим на переделываемый вал/совмещаем и прессуем. - относительно вилки через любую планшайбу - так ваще суперточно
на планшайбу "указательный усик" надо приделать и точно так же в какой-нибудь зуб целиться
так же у них разные плунжерные пары -это видно и по маркировке, в коде на бирке ТНВД..
они разные по диаметру плунжерного пальца..
_ _ _
096400-1481 denso плунжерная пара 4/10R TOYOTA 2C-TE/3C-TE/2L-TE MAZDA RF-TI_ 155$
096400-1441 denso плунжерная пара 4/12R TOYOTA 1KZ-TE_ 155$
_2L-TE___d=10mm. -1KZ-TE__d=12mm. соответственно обьём впрыска будет "обрезан"-на каких то режимах нагрузки..
так же разная калибровка по давлению-у клапана-регулятора подкачки ТНВД..
_ _ _
Топливный насос высокого давления (Injection pump в английских источниках) — узел системы питания автомобиля. Родоначальник ТНВД — Роберт Бош. Изначально устанавливался исключительно на дизельных силовых агрегатах. На легковых машинах стал использоваться с конца 30‐х годов XX века. Современные автогиганты применяют этот технически сложный блок на бензиновых моторах, имеющих распределенный впрыск топлива.
Что такое ТНВД и для чего он нужен?
ТНВД — что это такое в машине? Условно можно сравнить с сердцем человека — узел, обеспечивающий бесперебойную циркуляцию крови (топлива) по организму (топливной системе). На деле назначение блока несколько шире:
- точное дозирование подаваемого топлива, где величина порции зависит от нагрузки;
- нагнетание топлива в форсунки;
- определение момента впрыска горючего в цилиндры.
Преимущество ТНВД перед карбюратором заключается именно в возможности подачи точно отмеренной порции топливно‐воздушной смеси в камеры внутреннего сгорания. Это решение позволяет снизить расход топлива. Насос напрямую связан с коленчатым валом: при разгоне порции увеличиваются, при падении оборотов — уменьшаются.
Так как работа дизельных агрегатов сопряжена с высокими нагрузками, то подача солярки производится под высоким давлением, обеспечивающим полное сгорание. Бензиновые моторы работают при значительно меньшей нагрузке. Поэтому использование топливного насоса целесообразно в системах с прямым впрыском горючего (не имеющих впускного коллектора).
Подводя промежуточный итог, можно сказать: что такое ТНВД в автомобиле — это способ увеличить КПД двигателя, снизить расход потребления топлива.
Устройство и принцип работы
Схематически устройство простого рядного ТНВД можно представить следующим образом:
- поршень (плунжер), сопряженный с цилиндром (втулкой), которые работают как единое целое — плунжерная пара;
- канавки для подачи топлива к плунжерным парам;
- кулачковый вал с центробежной муфтой; вращение вала происходит посредством ремня ГРМ;
- толкатели плунжера, на которые давит кулачковый вал;
- возвратные пружины, обеспечивающие возврат плунжера;
- клапаны нагнетательные;
- штуцеры;
- рейки зубчатые;
Представляя устройство узла, несложно понять его принцип работы, схожий с работой двухтактного ДВС:
- вращается кулачковый вал;
- кулачки вала давят на толкатели плунжера;
- происходит движение плунжера по цилиндру;
- повышение давления приводит к открытию нагнетательных клапанов;
- топливо поступает через клапан к форсункам.
Конструкция насоса предусматривает подачу к форсункам не всей воздушно‐топливной смеси, но только строго определенной порции. Остатки отправляются в сливные клапаны. Центробежная муфта обеспечивает подачу дизельного горючего в конкретный момент. Всережимный регулятор необходим для определения количества смеси: давление на педаль газа увеличивает объем, ослабление — уменьшает.
От механики к электронике
Механические насосы постепенно вытесняются агрегатами с электронной начинкой. Устройство и принцип работы узлов отличается тем, что все происходящие в ТНВД процессы регулируются электроникой. Здесь обеспечение максимально точного количества смеси, моментальная реакция на малейшее изменение динамики. Механическим насосам такие параметры недоступны. Электроника позволила снизить циклы нестабильного сгорания топлива, уменьшить нестабильность работы дизеля на холостом ходу.
Следующий шаг — двухфазный впрыск топлива, обеспечивающий полноту сгорания. Следствие — уменьшение выброса в атмосферу токсичных продуктов и увеличение КПД двигателя. При этом система контролирует:
- положение педали газа;
- частоту вращения распредвала двигателя;
- температуру двигателя (охлаждающей жидкости);
- скорость движения;
- величину подъема иглы форсунки;
- давление наддува воздуха;
- температуру воздуха на впуске;
- работу свечей накаливания.
ТНВД с электронными блоками управления снабжены программами самодиагностики, значительно расширяющими возможности использования насосов. Так, при возникновении ряда отказов система будет работать, обеспечивая движение транспортного средства. Полный отказ происходит при выходе из строя микропроцессоров.
Виды ТНВД
В машиностроении используются следующие виды ТНВД:
- рядные;
- распределительные;
- магистральные.
По принципу действия ТНВД делят:
- непосредственного действия с механическим приводом плунжера;
- с аккумуляторным впрыском.
Конструкция агрегатов различна, но неизменным является основной рабочий узел — плунжерная пара.
Рядные ТНВД используются на тяжелых и средних грузовиках, активно применяются в машиностроении. Неоспоримое преимущество — способность функционировать на топливе низкого качества. Простота конструкции — это надежность и неприхотливость в обслуживании. В рядных моделях количество плунжерных пар соответствует количеству цилиндров. Недостаток — громоздкость.
В распределительных насосах одна или две плунжерные пары (зависит об объема двигателя) обслуживают все цилиндры. Такая схема позволяет значительно уменьшить габариты и массу узла и обеспечивает равномерную подачу топливной смеси. Применяют агрегаты этого типа на легковых автомобилях. Популярные модели — Bosch, Lucas. Распределительные ТНВД различаются по исполнению кулачкового привода: торцевой, внутренний или внешний. Последний вариант практически не производится. Недостаток распределительных насосов — недолговечность.
Магистральные ТНВД имеют отличную от предыдущих вариантов схему. Нагнетание топлива производится плунжерами (от одного до трех), приводимыми в движение кулачковой шайбой либо валом. Дозирующий клапан отвечает за регулировку подачи топлива. Открытие и закрытие клапана обеспечивается электроникой. Агрегаты этого типа используются в топливной системе Common Rail.
Как понять, что ТНВД неисправен
Производители постоянно улучшают качество насосов, проводя испытания агрегатов в сборе и отдельных элементов. Но от возникновения неполадок никто не застрахован. Протестировать ТНВД, напичканный электроникой, без специального оборудования и программного обеспечения не представляется возможным. Как же понять, что проблемы возникли именно с этим узлом? Общие признаки таковы:
- резкое увеличение расхода топлива;
- проблемы с запуском двигателя;
- выхлопные газы черного цвета;
- едкий запах и повышенная дымность выхлопа;
- регулярное соскальзывание ремня ГРМ;
- утечки топлива;
- падение мощности ДВС;
- нестабильная работа мотора на холостых обортах.
Основная причина поломок — загрязнение плунжеров насоса (некачественное топливо, смазка и т. д.). Опасна для микронных допусков плунжера и вода, которая может содержаться в горючем.
Подводя итоги, можно сказать, что при соблюдении несложных правил эксплуатации (своевременный сервис, использование качественных ГСМ), ТНВД — надежный узел, позволяющий экономно расходовать топливо.
Неисправности ТНВД на дизеле приводят к потере мощности, увеличению расхода топлива, затрудненный запуск, увеличение дымности выхлопа и прочие. Типовые поломки топливного насоса высокого давления дизельного автомобиля заключается в попадании воды в плунжерные пары, падение давления в плунжерной паре, нарушение целостности уплотнительных колец, неисправности датчика или проводки (в дизелях под управлением электроники).
В идеале проверять ТНВД необходимо на специальном стенде в условиях автосервиса, однако простейшие проверки топливного насоса можно сделать и в гараже.
Типы топливных насосов
Для начала разберемся с видами топливных насосов дизельных авто, так как каждый из них имеет свои особенности и типичные неисправности ТНВД. Так, зная к какому виду относится насос можно лучше понять принцип действия и непосредственно причину поломки. Вне зависимости от вида насоса высокого давления нужно понимать, что главным узлом является так называемая плунжерная пара — поршня (плунжера) и цилиндра (втулки).
Всего существует два основных типа ТНВД:
- с непосредственным действием и механическим действием плунжера;
- с аккумуляторным впрыском.
Однако топливные насосы высокого давления еще делят на классы в соответствии с их устройством. В частности:
- Рядные. Как понятно из названия, у них рабочие секции расположены в один ряд, и топливо подается в каждый цилиндр по очереди.
- Распределительные. У таких насосов одна их секция может подать топливо в несколько разных цилиндров. Такие устройства могут быть одно- и двухплунжерными.
- Многосекционные. Другое их название — V-образные или гидравлические аккумуляторы. Они используются для высоко мощных, однако низкооборотистых, двигателей. Встречаются достаточно редко.
У топливных насосов с непосредственным впрыском нагнетание и впрыск происходит одновременно. За это отвечает механический привод плунжера. У аккумуляторных насосов топливо подается в раздельных циклах, сначала оно поступает в аккумулятор насоса, и лишь потом в форсунки. Самые современные системы управляются электроникой и имеют название Common Rail. Работают они на основании информации от многочисленных датчиков, расположенных в разных узлах автомобиля.
Еще одна система впрыска — это насос-форсунка. В данном случае они объединены в один механизм. Такая система упрощает управление давлением, а также повышает надежность, ведь при выходе одной форсунки из строя мотор продолжит работать, хоть и с меньшей мощностью.
Для бензиновых двигателей также были придуманы топливные насосы высокого давления. Они используются в моторах с непосредственным впрыском топлива. Задача насоса состоит в подаче бензина под высоким давлением в цилиндры, где происходит непосредственное смешивание топлива с воздушной массой, образуя смесь, которая и поджигается свечой зажигания.
Признаки неисправности ТНВД
Несмотря на то, что насосы высокого давления принадлежат к различным типам, признаки их частичного выхода из строя типичные и во многом общие для всех. Так, к симптомам неисправности ТНВД относится:
- повышенный расход топлива во всех режимах работы двигателя;
- нестабильная работа движка, машина дергается в движении, особенно на малых оборотах;
- затрудненный запуск двигателя, чаще именно в холодное время года;
- падение мощности двигателя и динамических характеристик машины в целом;
- увеличение дымности выхлопа мотора;
- утечка топлива из насоса высокого давления;
- появление в охлаждающей жидкости двигателя масляной эмульсии;
- повышение шумности работы движка.
Обратите внимание, что перечисленные выше симптомы могут быть признаками поломки и других частей двигателя автомобиля, например, системы охлаждения. Поэтому состояние насоса высокого давления необходимо диагностировать отдельно.
Основные причины неисправности ТНВД
Выделяют следующие причины поломки насоса высокого давления. Обычно у них выходят из строя следующие конструктивные элементы:
Если существуют подозрения, что неисправна рейка топливного насоса либо сопряженных с нею деталей, то нужно проверить наличие/отсутствие следующих дефектов:
- отсоединение рейки от деталей регулятора;
- заклинивание либо отворачивание хомутиков поводков плунжеров;
- заклинивание стяжных винтов зубчатых венцов.
При использовании машины в условиях значительных морозов иногда наблюдается примерзание отдельных деталей насоса, и частичный выход его из строя. Чтобы этого не допустить, необходимо пользоваться маслами и дизельным топливом с соответствующими температурными показателями.
В дизельных системах Common Rail может выйти из строя клапан управления (или клапан потока SCV). Обычно его меняют на новый. Реже — выполняют ревизию и меняют отдельные детали на новые. В частности, зачастую выполняют замену штока клапана с сердечником.
Как определить неисправности ТНВД
Обратите внимание, что лучше всего выполнять проверку насоса высокого давления на профессиональных стендах, специально предназначенных для этого. Они позволяют узнать рабочие характеристики насоса и других элементов топливной системы автомобиля. Однако такая проверка возможна лишь в условиях автосервиса, поскольку подобный стенд — специализированное и дорогостоящее оборудование. В гаражных же условиях можно произвести лишь частичную проверку ТНВД и определить лишь основную неисправность, в то время как другие возможные, заметить не удастся!
Проверка наличия воды в плунжерных парах
Для этого необходимо снимать ремень газораспределительного механизма (ГРМ) и осторожно покрутить шкив. Если он вращается с переменным усилием — значит, все хорошо, и воды в насосе нет. Если же вращение происходит под воздействием значительного усилия и не происходит вовсе — то влага имеет место быть. Это очень вредно как для насоса, так и двигателя в целом, поскольку мотор при запуске будет работать с повышенным усилием, вплоть до его полного заклинивания (выхода из строя).
Проверка давления в плунжерной паре
Для этого существуют специальные инструменты — тестеры, например, КИ-4802 или ТАД-01А. Если под рукой подобного инструмента нет, то можно воспользоваться манометром с высоким диапазоном измерений. Так, его нужно вкрутить на посадочное место топливной трубки, либо же в центральное отверстие головки насоса высокого давления. При нормальном работающем двигателе, показания давления должны быть приблизительно от 300 кг/см² и выше (на самом деле соответствующее значение будет разниться у различных марок автомобилей, а также режимов работы двигателя). Если же давление топлива будет ниже — значит, плунжерная пара значительно износилась и нуждается в ремонте или замене (чаще всего).
Датчики управления
В современных дизельных системах Common Rail, которые управляются ЭБУ (электронный блок управления), как правило, возникают проблемы с датчиками и/или с их сигнальной проводкой. Зачастую при этом активируется сигнальная лампа Check Engine на приборной панели. Необходимо с помощью сканера ошибок считать их номера и расшифровать. Далее, в соответствии с полученной информацией, принимать решение о ремонте.
В основном датчики выходят из строя (из-за повреждения либо старости), или возникают проблемы с проводкой. Например, провода перетираются в месте вибрации и перегибов, обрываются, у них снижается значение изоляции. Все это приводит к получению ЭБУ некорректной информации от них, что приводит к образованию неверных сигналов управления.
Утечка топлива
Если солярка течет именно с ТНВД, то, скорее всего, причина этого заключается в износе его уплотнительных колец. Для диагностики необходимо при работающем двигателе покачать ось рычага насоса. Если уплотнительное кольцо повреждено — из-под него будет сочиться дизельное топливо. Иногда утечка возникает из мест установки плунжерных пар. В таком случае необходимо диагностировать их. Для этого обычно насос высокого давления демонтируют.
Чтобы проверить герметичность клапана отсечки ТНВД необходимо выполнить следующие действия:
- отвернуть от неисправной секции трубку высокого давления;
- рейку насоса давления поставить в положение выключенной подачи;
- с помощью ручного подкачивающего насоса искусственно создать избыточное давление в топливной системе.
Если клапан неисправен, то через отверстие нажимного штуцера потечет топливо. В противном случае клапан исправен.
Схватывание рейки
Можно также увидеть перемещение рейки воочию, однако для этого нужно выполнить определенные демонтажные работы. У большинства моторов необходимо снять крышку насоса. У двигателей ЯМЗ нужно отвернуть корпус ограничителя или пробку.
Замерзание насоса
При возникшей неисправности ТНВД в зимнее время, можно проверить не замерз ли он. В случае, если насос замерз, то его нужно демонтировать и занести в теплое помещение. Далее дождаться, пока он не нагреется и не восстановится подвижность рейки. Далее насос нужно разобрать, слить масло и промыть чистым дизельным топливом. После этого необходимо залить новое масло в картер и установить обратно на двигатель. А когда такое случается в особенно лютые морозы — используют еще и размораживатель для дизтоплива, чтобы разморозить всю топливную магистраль.
Использование стенда
В условиях автосервиса мастера используют специальные диагностические стенды, с помощью которых проверяют работу насоса высокого давления. В частности, первое, на что обращают внимание — производительность насоса. Также проверяют работу плунжера и управляющего клапана (клапана потока SCV).
В некоторых случаях мастера меняют клапан управления на заведомо исправный с тем, чтобы определить реальное состояние плунжерной пары.
Ремонт ТНВД
Способы устранения неисправностей топливного насоса высокого давления зависят от типа устройства, а также причины поломки. Перечислим наиболее распространенные ремонтные меры.
Замена плунжерной пары своими руками
Перед выполнением самостоятельной проверки (без использования специального стенда) необходимо иметь под рукой слесарные инструменты и новую плунжерную пару, а также иметь опыт выполнения ремонтных работ. Описание проверки состояния топливного насоса высокого давления опишем на примере распространенного ТНВД Bosch.
Ремонт ТНВД Bosch
Необходимо понимать, что демонтаж насоса зависит от конкретной модели и даже двигателя автомобиля, поэтому процедура будет описана в общих чертах. Так, для замены плунжерной пары (наиболее частый тип ремонта) необходимо:
Обратите внимание, что замену плунжерной пары можно выполнять лишь в случае, вы полностью уверены в том, что этот узел частично вышел из строя, поскольку он стоит немалых денег.
Заедание рейки
Самостоятельный ремонт в данном случае вряд ли возможен. Однако в любом случае необходимо демонтировать насос и показать его специалисту!
Профилактические меры
Как известно, профилактика — это лучший ремонт, поэтому для экономии финансов и обеспечения нормальной работы двигателя желательно выполнять несложные профилактические меры, способствующие продлению срока службы топливного насоса высокого давления. В частности:
- промывку топливной системы необходимо выполнять приблизительно один-два раза в год;
- обязательно вовремя менять топливный фильтр (чистить его нежелательно, потому что мелкие частички грязи, скорее всего, останутся на фильтре);
- использовать качественное топливо (на любой заправке есть документация, в которой указывается, как давно было привезено топливо, а также дана информация о его составе, допусках и сезонности);
- в зимнее время важно пользоваться зимним дизельным топливом, либо для понижения температуры замерзания (повышения текучести) солярки можно пользоваться специальными составами — антигелями;
- желательно оставлять машину на длительную стоянку (особенно в холодное время) с полным баком, поскольку за ночь на внутренних стенках бака образуется конденсат влаги, который стекает вниз и смешивается с топливом, вместо этого можно пользоваться упомянутыми выше удалителями влаги;
- не допускать критического снижения уровня топлива в баке;
- в зимнее время обязательно нужно прогревать двигатель в течение нескольких минут до движения, учитывая показания приборов температуры охлаждающей жидкости и давления масла;
- применять специальные смазывающие присадки для дизельного топлива, если есть подозрения на низкое качество солярки.
Перечисленные выше меры будут способствовать нормальной работе не только насоса высокого давления, но и всей топливной системы автомобиля в целом.
Одним из основных составляющих системы питания дизельной силовой установки является насос, обеспечивающий подачу топлива под высоким давлением на форсунки. Полное название – топливный насос высокого давления (аббревиатура – ТНВД). Помимо дизельных моторов такой насос применяется и в бензиновых агрегатах с инжекторной системой, у которой подача бензина осуществляется непосредственно в цилиндры.
Этот узел системы питания имеет достаточно сложную конструкцию, поскольку в его задачу входит не только нагнетание дизтоплива, но еще и подача его на форсунки в строго определенные моменты. В общем, от его работы напрямую зависит функционирование силовой установки.
Виды ТНВД
Существует несколько типов дизельных топливных систем, имеющих разные конструктивные особенности. Это в свою очередь влияет на устройство ТНВД. Так, на дизелях могут использоваться насосы:
- рядные;
- распределительные;
- магистральные.
Несмотря на отличия в конструкции, во всех используется один и тот же основной рабочий узел – плунжерная пара. Именно она обеспечивает нагнетание давления.
Основной рабочий узел
Состоит эта пара из двух частей – поршня (он же плунжер) и гильзы (втулки). Поскольку в узле создается высокое давление, то утечки между составными элементами не допускаются. Поэтому рабочие поверхности поршня и гильзы имеют высокую степень обработки, поэтому не редко пару называют прецизионной.
Суть работы пары построена на возвратно-поступательном перемещении плунжера внутри втулки. При этом посредством каналов или клапанов обеспечивается попадание топлива в надплунжерную полость и отвод его после сжатия.
Работа плунжерной пары
Работает все так: при перемещении поршня вниз открывается канал или клапан подачи (зависит от устройства ТНВД), и топливо закачивается в полость. При передвижении вверх подача прекращается (канал или клапан закрывается) и плунжер начинает сжимать дизтопливо. При достижении определенного значения давления открывается нагнетательный клапан и дизтопливо (уже находящееся в сжатом состоянии) выходит в магистраль, ведущую к форсункам.
В общем, работа самой плунжерной пары очень проста, но существует множество нюансов и особенностей, в том числе и конструктивных, которые влияют на функционирование этого узла. Поэтому принцип работы ТНВД следует рассматривать отдельно по каждому из указанных видов.
Особенности конструкции и принцип функционирования рядного ТНВД
Особенность его заключается в том, что для каждой форсунки предусмотрена своя топливная секция (с одной рабочей парой). Все секции размещены в ряд, отсюда и название типа ТНВД. Разновидностью его является V-образный насос, у которого секции располагаются в два ряда. Также стоит отметить, что он полностью механический, и только в последних модификациях стали использовать электромеханические регуляторы момента подачи топлива.
В нем плунжеры приводятся в действие от кулачкового вала, который получает вращение посредством привода от коленвала. При этом кулачки воздействуют на поршни секции не напрямую, а через роликовые толкатели. Возвратное передвижение плунжера обеспечивается пружиной.
Интересно в этом типе ТНВД организована регулировка количества топлива, подающегося на форсунки после сжатия. Для этого в гильзе проделано два отверстия – впускное и выпускное, причем первое находится ниже второго. Также на рабочей поверхности поршня сделана винтовая проточка. За счет проворота гильзы относительно плунжера и удается регулировать порции топлива.
А работает все так: при движении вверх, поршень перекрывает оба отверстия, и начинается сжатие топлива. Но при поднятии до определенного уровня, проточка на поршне соединяется со сливным отверстием, из-за чего давление падает, поскольку топливо начинает стекать по проточке, и нагнетательный клапан закрывается, прекращая его закачку в магистраль. За счет изменения расположения сливного отверстия относительно плунжера можно регулировать уровень совпадения его с проточкой.
К примеру, при работе мотора под нагрузкой необходимо обеспечить подачу большего количества топлива. Для этого втулка поворачивается так, чтобы отверстие с проточкой совпало как можно позже, тем самым порция дизтоплива, которая пройдет через нагнетательный клапан, будет увеличена.
Для проворота втулки используется рейка, которая имеет постоянное зацепление с зубчатым сектором, установленным на внешней поверхности гильзы. Причем эта рейка воздействует на все топливные секции одновременно, что обеспечивает синхронность регулирования дозировки.
Как уже отмечено, ТНВД помимо сжатия обеспечивает еще и соблюдение момента впрыска. Причем в рядном типе это организовано очень просто – плунжерная пара срабатывает точно на конце такта сжатия. Но здесь имеется очень важный момент – чем крупнее порция впрыскиваемого топлива, тем больше времени нужно, чтобы его подать. То есть, при работе мотора под нагрузкой, впрыск должен начаться раньше.
И это обеспечивает регулятор опережения момента впрыска. В полностью механическом насосе в его качестве выступает центробежная муфта, установленная на кулачковом валу насоса.
В конструкцию этой муфты входят подпружиненные грузики, которые за счет центробежной силы могут расходиться, преодолевая усилие пружин. Это расхождение приводит к тому, что кулачковый вал меняет угол (проворачивается) относительно своего привода. То есть, чем выше скорость вращения этого вала, тем на больший угол грузики его провернут. В результате кулачок будет раньше набегать на толкатель плунжера и момент начала впрыска изменяется.
Также в конструкции используется электромеханический регулятор момента подачи топлива. В такой конструкции электроника посредством датчиков отслеживает параметры работы силовой установки и на их основе через исполнительные механизмы управляет углом начала подачи дизтоплива.
Механический регулятор момента подачи топлива
Насосы рядного типа отличаются высокой надежностью и неприхотливостью к качеству топлива. Но из-за ряда недостатков, среди которых значительные габаритные размеры и сравнительно медлительное реагирование на изменение режимов работы мотора, использование этого вида ТНВД сейчас ограничено. Он пока еще применяется на тяжелой технике, что же касается автомобильного транспорта, то его вытеснили другие типы насосов.
Распределительный тип ТНВД
Следующим этапом в развитии дизельных систем питания стало использование насосов распределительного типа.
Особенность этого вида ТНВД заключается том, что в конструкции используется только одна топливная секция, которая обеспечивает подачу на все форсунки. Примечательно, что секция только одна, но в ней может использоваться разное количество плунжерных пар – от 1 до 4.
Существует несколько типов распределительных ТНВД, отличающихся между собой по особенностям работы прецизионных пар и их приводом. В целом, все насосы этого типа делятся на:
- торцевые;
- роторные;
- с внешним приводом (кулачковым).
Отметим, что последний тип из-за низких показателей надежности особого распространения не получил.
Торцевой тип
Насосы с этим приводом – достаточно распространенный вариант и выпускаются они многими именитыми производителями топливной аппаратуры для дизелей.
Топливный насос высокого давления
Устройство топливного насоса высокого давления с этим видом привода подразумевает наличие только одной прецизионной пары, которая одновременно выполняет и роль распределителя – направляет сжатое топливо к требуемой форсунке.
ТНВД торцевого вида
Особенность работы заключается в том, что поршень выполняет не только возвратно-поступательное перемещение, он еще при этом и вращается. Чтобы обеспечить одновременное выполнение нескольких движений, в конструкции используется специальная кулачковая шайба с закрепленными на ней роликами.
Суть работы очень проста – эта шайба за счет воздействия пружин находится поджатой к неподвижному кольцу (упирается в него роликами). В кольце проделаны выемки под ролики. При вращении ролики периодически попадают в имеющиеся выемки, что приводит к возвратно-поступательному движению самой шайбы, которая связана с плунжером, при этом она его сразу же и вращает.
Схема питания дизельного двигателя
При ходе поршня внутри втулки происходит сжатие дизтоплива, а его вращение обеспечивает открытие того или иного канала, по которому топливо под давлением движется к требуемой форсунке.
Процесс работы плунжера ТНВД
Блок высокого давления
Это была описана только работа топливной секции. Но в конструкцию этого насоса входит еще ряд дополнительных элементов:
- топливоподкачивающий насос (роторно-лопастной);
- регулятор опережения момента подачи;
- дозирующее устройство (механическое или электромагнитное);
Если рассматривать все эти дополнительные устройства, то принцип их работы – не сложен.
Подкачивающий насос располагается на валу ТНВД и представляет он собой ротор, с установленными в нем роликами. Вращается этот ротор в статоре, на внутренней поверхности которого проделаны специальные пазы.
Главный рабочий механизм ТНВД
В качестве регулятора опережения впрыска выступает неподвижное кольцо (к которому поджата шайба с роликами). Проворачивая ее вокруг оси можно менять угол проворота вала, при котором срабатывает рабочая пара. В движение это кольцо приводится исполнительными механизмами электронного блока управления ТНВД.
Дозировка топлива механическим регулятором выполняется за счет срабатывания специальной муфты. В электромагнитном типе роль дозатора выполняет специальный запорный клапан, который по сигналу от блока управления перекрывает подачу топлива в магистраль.
Роторный тип
Еще один ТНВД распределительного вида, получивший неплохое распространение, имеет так называемый роторный привод (он же – внутренний кулачковый). В этом насосе тоже имеется только одна топливная секция, в которой может использоваться 2, 3 или 4 плунжерные пары.
Пары в этом типе насоса расположены радиально. Плунжеры при этом совершая поступательное перемещение, двигаются навстречу друг другу. Надплунжерные пространства объединены в единую полость – камеру высокого давления. Втулки в плунжерных парах, как таковые – отсутствуют. Их роль выполняют отверстия в валу-распределителе насоса.
В целом, конструкция топливной секции включает кулачковую шайбу, с проделанными пазами на внутренней поверхности. Внутри этой шайбы размещен вал-распределитель с установленными в нем плунжерами. В движение поршни приводятся через специальные роликовые башмаки, ролики которых постоянно контактируют с рабочей поверхностью шайбы.
Кулачковый двухплунжерный ТНВД
Суть работы секции такова: при вращении вала, башмаки повторяют форму поверхности шайбы. Попадание на выступ поверхности приводит к вдавливанию башмаков внутрь вала, при этом они толкают плунжеры (происходит поступательное движение). Попавшее ранее в камеру высокого давления топливо сжимается и подается на распределитель, где и перенаправляется на требуемые форсунки.
Но это только принцип работы топливной секции. В конструкцию ТНВД помимо нее входят топливоподкачивающий насос (роторного типа), регуляторы дозировки и момента впрыска, электронный блок управления, который регулирует работу насоса в зависимости от режима работы силового агрегата.
Насосы распределительного типа отличаются компактными размерами и достаточно высоким создаваемым давлением. Но есть и недостатки, главным из которых является короткий срок службы плунжерных пар.
ТНВД системы Common Rail
Несколько иной тип насосов высокого давления применяется в топливной системе Common Rail. На конструкции ТНВД здесь сказываются особенности работы самой системы.
Одноплунжерный ТНВД Common Rail
В этой системе впрыск контролируется и управляется ЭБУ, поэтому дозировка и момент впрыска топлива в задачу насоса не входят. У него только одна функция – нагнетать топливо в рампу (аккумулятор).
Поэтому конструкция ТНВД сильно упрощена. По сути, насос состоит только из вала, плунжерных пар (от 1 до 3) и клапанов – впускных и нагнетательных. Регуляторы здесь отсутствуют за ненадобностью.
Двухплунжерный насос высокого давления
Здесь все просто – вал вращается от привода и плунжеры постоянно нагнетают топливо в рампу. Это и все, что требуется от ТНВД.
Насосы низкого давления (топливоподкачивающие)
Выше рассматривались ситуации, когда топливо уже находится в ТНВД. Но к нему оно еще должно поступить, причем пройдя несколько этапов очистки. И это выполняет топливный насос низкого давления (топливоподкачивающий).
Они бывают как внешними, так и внутренними, механическими или электрическими.
В топливных системах с рядными ТНВД обычно используются внешние механические подкачивающие насосы поршневого типа. Привод его осуществлялся от эксцентрика вала насоса высокого давления.
Механический топливоподкачивающий насос
Конструктивно он очень прост. Внутри его корпуса имеется поршень со штоком, контактирующим с эксцентриком и двумя клапанами – впускным и выпускным.
При движении поршня вниз, топливо за счет разрежения через впускной клапан закачивалось в надпоршневое пространство. Движение же его вверх сопровождается закрытием впускного клапана и открытием выпускного, через который поршень выдавливает дизтопливо далее – к фильтру тонкой очистки.
Принцип работы ТННД
Поскольку его производительность больше, чем требуется для работы мотора, конструктивно предусмотрен сброс излишков обратно в бак.
В ТНВД распределительного типа уже используется внутренний механический подкачивающий насос роторного типа.
Нередко вместо механических узлов используются электрические, которые могут устанавливаться на корпусе ТНВД, в магистралях низкого давления или же непосредственно в баке. Они зачастую используются и в системе безопасности, которая при аварии подает сигнал на его отключение для прекращения подачи топлива в магистрали.
Электрический топливный насос
Принципиальных изменений в конструкции ТНВД давно уже не было, автопроизводители используют проверенные временем механизмы лишь дорабатывая отдельные детали и системы управления.
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:
- резкое увеличение потребления топлива;
- работа мотора становится нестабильной, особенно на небольших оборотах;
- проблемы при пуске мотора, крайне чувствительно в холодные периоды года;
- уменьшение мощности авто;
- увеличение задымления из выхлопной трубы;
- вытекание солярки из ТНВД;
- увеличение шума при работе мотора.
Причины поломок ТНВД
Есть несколько наиболее важных причин выхода из строя насоса высокого давления. Обычно это обусловлено поломкой следующих деталей:
- 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.
- 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.
- Загрязнения топливного фильтра. Ведет к возможному попаданию грязи в плунжерную пару, к тому же насос работает на износ.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Износ узлов ТНВД. Возникает в результате старения либо после проникновения внутрь воды, что приводит к коррозии деталей насоса.
- Коррозия плунжерной пары. Появляется при наличии в топливе большого количества воды.
- 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:
- отвернуть трубку высокого давления от дефектного сегмента;
- рейку насоса перевести в позицию выключенной подачи;
- ручным насосом создать давление в топливной системе.
При неисправном клапане из отверстия нажимного штуцера появится топливо. Если этого не случилось – клапан исправен.
Схватывание рейки
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:
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.
Читайте также: