Топливный насос высокого давления

Эксплуатация

Топливные насосы, используемые в старых дизельных двигателях, высоко ценятся за их долговечность. К сожалению, с течением времени они также подвержены механическому износу или меньшим и большим сбоям. Тогда чаще всего возникают проблемы с запуском и двигатель глохнет. К счастью, владельцу автомобиля с более старым дизельным двигателем не стоит беспокоиться об очень больших затратах на ремонт. Какие типы ТНВД используются в дизельных двигателях? Как устроены ТНВД? Как проходит ремонт ТНВД.

Старые дизели всегда были громкими, имели большую мощность и не вырабатывали слишком много энергии. Но их большим преимуществом была надежность и долговечность, к тому же никто не жаловался на большой расход топлива. Многие из этих двигателей до сих пор используются в легковых автомобилях и фургонах.

ТНВД могли работать без сбоев до полумиллиона километров. Относительно простая механическая конструкция с минимумом электроники работала блестяще. Однако она проиграла. Самым большим ее врагом оказалась экология (нормы выбросов Евро) и борьба за каждый миллилитр израсходованного топлива. Следовательно, необходимо было повысить точность дозирования топлива, которое приходилось подавать под возрастающим давлением. Впрыскивающие насосы использовались до девяностых годов прошлого века.

В 1997 году появилась система Common Rail. Высокое давление, точность, экологичность, что делает двигатели тише и еще более экономичными. И именно его стали использовать все производители. И так сегодня, хотя неизвестно, каким будет будущее. Ближайшие годы покажут, будет ли преемник или дизельные двигатели полностью устареют, став жертвой все более строгих стандартов выбросов выхлопных газов, запретов на въезд в города и безумия электромобильности.

Типы ТНВД и их конструкция

До появления насос-форсунок и систем Common Rail в дизельных двигателях использовались насосы двух типов — рядные и распределительные. Теперь мы рассмотрим их поближе.

Линейные нагнетательные насосы
Они использовались в дизельных двигателях с 1927 года, но не размещались под капотами легковых автомобилей до 1936 года. Максимальное давление впрыска, создаваемое рядными ТНВД, достигло 1100 бар.

Перед встроенным ТНВД стояло несколько задач: он создавал давление топлива, измерял дозу топлива, регулировал угол впрыска в соответствии со скоростью вращения приводного агрегата, а также регулировал скорость холостого хода и максимальную скорость.

Рядный ТНВД состоит из определенного количества секций — по одной секции на цилиндр двигателя. Разделы выстроены в один ряд. Общими для всех секций являются приводной вал и металлическая регулировочная планка.

Каждый раздел состоит из следующих элементов

  • Насосный элемент, также известный как комбинированная пара, состоящий из поршня и цилиндра, идеально согласованных друг с другом. Оба элемента охлаждаются, смазываются и герметизируются дизельным маслом.
  • Нагнетательный клапан
  • Патрубок
  • Соединительный болт
  • Воротник
  • Защитник
  • Контргайки
  • Регулирующая пластина

Теперь посмотрим на самый важный насосный агрегат — насосный элемент. Он состоит из двух компонентов. Это:

  • Цилиндр, закрывающий поршень, имеющий камеру высокого давления, а также сливное отверстие и впускное отверстие для топлива.
  • Поршень с цилиндрическим поперечным сечением, имеющим продольные и окружные пазы соответствующей формы и фрезерованную винтовую направляющую кромку.

Как это работает на практике? Топливо поступает к поршню через впускное отверстие под давлением до 0,15 МПа. Поршень перемещается вверх и закрывает отверстие подачи топлива. За счет давления поршня давление дизельного топлива в камере высокого давления цилиндра достигает значения до 120 МПа. Когда давление топлива превышает давление открытия клапана форсунки, дизельное топливо впрыскивается в камеру сгорания соответствующего цилиндра.

Ход поршня всегда одинаковый. Доза топлива регулируется (от нуля до максимальной) в результате вращения золотника. Металлическая регулировочная планка используется для вращения поршня, который воздействует на шестерни и регулировочные втулки. Рейка поворачивает все поршни помпы (в четырехцилиндровом двигателе их будет четыре).

Встроенные ТНВД могут быть подключены к системе смазки двигателя автомобиля, но есть и такие, в которые необходимо долить масло и проверить его уровень. После замены топливного фильтра или форсунки необходимо удалить воздух из насоса.

Много проблем вызывает обслуживание насосов. Квалифицированный механик должен периодически проверять (и при необходимости регулировать) угол опережения впрыска, обороты холостого хода, а также производить ряд измерений, в том числе дозировку топлива.

Самым большим преимуществом рядных насосов является их высокая долговечность и простота ремонта, самым большим недостатком являются проблемы с выбросами, а также немного более высокий расход топлива, чем в случае новых, высоконапорных и точных решений. Кроме того, насосы занимают много места под вытяжкой и требуют особого способа установки.

Распределительные насосы высокого давления
Первые насосы этого типа появились в шестидесятых годах прошлого века. Их популярность выросла немного позже. Распределительные ТНВД начали потихоньку заменять рядные насосы. На это повлияло множество факторов. Распределительные насосы легче, чем линейные насосы, они не зависят от системы смазки двигателя, могут управляться электроникой и могут быть установлены в любом месте двигателя.

Насосы этого типа добились большой популярности. Примером могут служить ТНВД Bosch VP44, применяемые в семействе двигателей TDI концерна Volkswagen.

Основное отличие от рядных насосов состоит в том, что распределитель имеет только один нагнетательный блок, независимо от количества цилиндров (рядный — по одному на каждый цилиндр). Насос-распределитель смазывается и охлаждается дизельным топливом. Не требует смазки моторным маслом.

Распределительный ТНВД состоит из следующих компонентов:

  • Приводной вал (на котором установлен лопастной насос, подающий топливо, колесо, приводящее в движение регулятор дозы топлива и кулачковый диск)
  • Высокопроизводительный пластинчатый насос (до 180 л / ч) — насос подает постоянное количество топлива при каждом обороте. Топливо направляется к форсункам, а также на смазку и отвод тепла от рабочих компонентов насоса. Насос оборудован клапаном регулировки давления.
  • Система привода хода рабочего поршня
  • Прецизионный пар, отвечающий за сжатие дизельного топлива. Его неотъемлемый элемент — поршень. Он приводится в движение системой привода, которая дает ему вращательное движение, и кулачковым диском, который придает ему возвратно-поступательное движение.

Поршень имеет управляющие пазы соответствующей формы. Необходимое давление дизельного топлива достигается за счет одновременного хода поршня и закрытия им канала подачи топлива. После достижения соответствующего значения давления топлива поршень клапана давления поднимается. Затем топливо перекачивается в форсунки.

  • Система контроля дозы топлива
  • Система управления пуском впрыска
  • Механический регулятор скорости
  • Ускоритель впрыска при холодном запуске, который предназначен для снижения выброса вредных выхлопных газов и шума работающего двигателя.

Для распределительных насосов впрыска может требоваться периодическая регулировка: начало подачи (требуется смещение индикатора часового типа), частота вращения холостого хода и максимальная частота вращения. Оба значения можно отрегулировать с помощью регулировочных винтов.

Электронизация распределительных ТНВД

Для улучшения работы ТНВД, а также снижения шума и выбросов выхлопных газов начата их электронизация. Для этого стали использоваться электронные системы EDC.

EDC состоит из следующих компонентов:

  • Электронный контроллер, который определяет дозу топлива, начало впрыска, управляет клапаном рециркуляции выхлопных газов системы рециркуляции отработавших газов, а также устанавливает давление наддува турбонагнетателем.
  • Электронные датчики, которые непрерывно передают информацию на контроллер, включая частоту вращения коленчатого вала двигателя, температуру охлаждающей жидкости, давление всасываемого воздуха, давление наддува, положение педали акселератора.
  • Регулятор дозы топлива, электромагнитный клапан в системе рециркуляции выхлопных газов EGR, регулятор работы турбонагнетателя и т. Д.

EDC связывается с датчиками, регуляторами и другими системами через шину CAN.

Использование контроллера также позволило адаптировать привод к потребностям таких систем, как антипробуксовочная система, противобуксовочная система ESP, противоугонное отключение зажигания или круиз-контроль. EDC также имеет возможность перевести силовой агрегат в аварийный режим с включенной лампой проверки двигателя после обнаружения неисправности.

Самым большим недостатком распределительных насосов, который привел к прекращению их производства, была неспособность соответствовать более строгим стандартам выбросов выхлопных газов. Из-за того, что насосы охлаждались и смазывались дизельным маслом, они стали очень чувствительны к его качеству. У насосов также было много преимуществ — двигатели не требовали большого расхода топлива, а насосы были долговечными. Насосы этого типа были особенно популярны в девяностые годы. Это было прервано только выходом на серийное производство систем Common Rail высокого давления (в 1997 г.) и массовым переводом всех производителей дизельных двигателей на этот тип.

Неисправности нагнетательных насосов

Каковы типичные отказы ТНВД старого типа?

  • Двигатель не запускается — это может быть вызвано повреждением вала насоса или выходом из строя клапана регулировки давления топлива. В случае рядного насоса причиной также может быть заедание из-за нехватки масла. В насосе также могут быть металлические опилки.
  • Проблемы с запуском холодного двигателя — причиной может быть выход из строя вала, повреждение кулачка, отсутствие работы одной секции рядного насоса, а также износ насосного агрегата.
  • Проблемы с запуском прогретого двигателя — как указано выше
  • Потеря мощности двигателя — заклинивает или отсоединяет рядный насос одной секции, неисправен клапан регулирования давления топлива, загрязнен насос. Причиной такой поломки также может быть банальное дело — засорение воздушного фильтра или топлива.
  • Колебания вращения мотора — причина может быть в опилках в насосе или повреждении клапана регулировки давления.
  • Громче работает двигатель
  • Более сильный дым — серый или черный

Что чаще всего является причиной выхода из строя ТНВД?

  • Использование загрязненного дизельного топлива (например, мазута)
  • Несвоевременная замена моторного масла (в линейных насосах)
  • Электрические отказы клапанов
  • Механический износ отдельных элементов после большого пробега
  • Сбои электроники в насосах с электронным управлением EDC
  • Несвоевременная замена топливного фильтра (из-за которой загрязненное топливо попадает в насос)

Ремонт ТНВД.

Перед тем, как специалисты приступят к ремонту ТНВД, они должны тщательно проверить его состояние. Для этого:

  • Проверяют все соединения на герметичность и механические повреждения.
  • Если привод запускается, они контролируют цвет выхлопных газов, уровень шума и стабильность (на предмет возможных колебаний оборотов двигателя).
  • Проверяют состояние топливного фильтра и воздушного фильтра.
  • Они производят точные измерения — угол старта топливного материала, угол опережения впрыска, давление перекачиваемого насосом топлива и т. д.

Если это испытание не удается, насос снимается с двигателя и тщательно проверяется на испытательном стенде.

Водитель может купить новый насос или отремонтировать его в хорошем гараже. Последнее решение, конечно, во много раз дешевле. Это тоже приносит ожидаемый эффект.

Отремонтированный специалистами насос работает так же, как и новое устройство.

Иногда нужны другие методы — ремонт водителя в двигателе Ford 1.8 TDDi или смена карты в двигателе Volkswagen 1.9 TDI AGR (где типичной неисправностью является проблема с запуском прогретого двигателя).

Лучшее и дешевое решение в случае выхода из строя, повреждения или износа ТНВД — восстановление.

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Авто Тут Бай
Добавить комментарий