Топливный насос высокого давления дизельного двигателя

Топливные насосы высокого давления в дизельных двигателях (ТНВД) – наиболее сложные узлы в топливоподающей системе транспортных средств. Назначение данного типа устройств – подача строго отмеренного количества топливной смеси внутрь цилиндров, а также её максимально равномерное распределение. При этом системой автомобильного питания всегда соблюдается определённый уровень давления.

Типовые характеристики

В зависимости от конструктивных особенностей, насосные системы подразделяются на магистральный, рядный и распределительный виды. Первый вариант отличается нагнетанием дизельного топлива только в аккумуляторную батарею. В рядных системах подача топлива на цилиндры осуществляется при помощи плунжерных пар. В распределительных конструкциях одной плунжерной парой выполняется не только нагнетание, но и максимально равномерное распределение топливной смеси по всем цилиндрам.

Рядные ТНВД

В системах такого типа общее количество цилиндров соответствует количеству плунжерных пар, вмонтированных в насосный корпус. Рядное устройство отличается также наличием специальных каналов, отводящих и подводящих дизельное топливо.

Коленный вал силового агрегата приводит в действие кулачковый вал, двигающий толкатель плунжера. В результате этого последовательно открываются отверстия впуска и выпуска, а внутри образуется определённый уровень давления, позволяющий клапану нагнетать топливо в форсунку. Регулирование процесса осуществляется как механическим, так и электронным способом.

ТНВД распределительного типа

Распределительные устройства отличаются от рядных систем обслуживанием всех цилиндров одной плунжерной парой, меньшими габаритами и массой, более равномерной подачей топлива. К недостаткам можно отнести недостаточную долговечность, поэтому данный вид насосов чаще всего устанавливается на легковых автомобилях. Разными производителями сегодня выпускается несколько модификаций, имеющих отличия. В моделях, имеющих торцевой кулачковый привод, основным элементом является плунжер-распределитель топлива по цилиндрам.

Регулировка объёма подачи топлива с кулачковым приводом осуществляется механическим или электронным способом, но второй вариант является более предпочтительным, оснащённым специальным электромагнитным клапаном. Роторные насосы эффективно распределяют топливо распределительной головкой и двумя плунжерами, располагающимися на распредвале. При этом плунжерами обегается через ролики кулачковая обойма, а при движении навстречу друг к другу наблюдается рост давления и подача топлива по каналам на форсунки всех цилиндров.

Магистральные насосы

Топливные насосы магистрального типа нагнетают дизельное топливо к рампе. В данном случае показатели давления являются значительными. Максимальное количество плунжеров в таких конструкциях – три элемента. При вращении кулачкового вала происходит понижение плунжера возвратной пружиной.

В условиях компрессионной камеры отмечается повышение объёма и уменьшение уровня давления. В процессе разряжения открывается впускной клапан, и топливо поступает внутрь камеры. Закрытие впускного клапана при необходимом давлении вызывает подачу топлива на магистраль или рампу. В стандартных условиях клапан открыт, но при получении сигнала с блока поступление топлива начинает регулироваться.

Цены на топливные насосы высокого давления Бош

Фирмой Bosch более полувека выпускаются распределительные ТНВД плунжерного типа для дизельных двигателей. Первая модель серийного насоса Bosch EP/VM отличалась дозированием топлива посредством дросселирования на всасывании. Последующие модификации Bosch уже имели дозирование отсечкой. Все модели характеризуются торцовым кулачковым приводом плунжера.

Начиная с 1976 года, фирмой Bosch начато массовое производство моделей VE (EP/VE), а на сегодняшний день выпускается относительно недавно разработанная система с электронным управлением. Насосами, которые производятся фирмой Bosch и лицензированными японскими компаниями Zexel и Nippon Denso, оснащается большое количество дизельных силовых агрегатов, устанавливаемых на легковых автомобилях и микроавтобусах.

В настоящее время средняя стоимость топливного насоса высокого давления Бош составляет:

• для установки на двигатели DEUTZ BF6M2012C – порядка 26,5 тысяч рублей;
• для Ситроен «Джампер», Пежо «Боксер», Фиат «Дукато» – 24,9 тысяч рублей;
• для Газель «Каминз-дизель» – 33 тысячи рублей.

Как показывает практика, последнее поколение моделей ТНВД фирмы Bosch достаточно хорошо адаптировано под любые эксплуатационные условия, отличается достойным соотношением цены и качества. Такие насосные системы отличаются незначительной зависимостью от качественных характеристик используемого топлива, стабильной работой двигателя, повышенным КПД, а также пониженным расходом горючего при максимально точной его дозировке и полноте сгорания.

Устройство и ремонт ТНВД ЯМЗ 238

Топливная система, подающая горючую смесь под высоким давлением и регулирующая впрыск в определённые моменты, производится исключительно на специализированном и высокоточном оборудовании. Основные конструктивные элементы топливного насоса представлены:

• корпусом;
• крышками;
• всережимным регулятором;
• муфтой опережения впрыска;
• подкачивающим насосом;
• кулачковым валом;
• толкателями;
• плунжерами с наличием поводков или зубчатых втулок;
• гильзами плунжеров;
• возвратными пружинами плунжеров;
• нагнетательными клапанами;
• штуцерами;
• рейками.

Рабочая пара «плунжер – цилиндр» («поршень – втулка»), объединённая в единую систему с прецизионным сопряжением, изготавливается из исключительно высокопрочной и долговечной стали.

Принцип работы ТНВД ЯМЗ 238 достаточно прост. Топливо перекачивается через штуцер, а сама деталь соединена с трубкой ПД. Движение пружины и кулачкового вала вызывает перемещение поршня вверх-вниз. Число секций соответствует количеству цилиндров двигателя, а транспорт на основе такого насоса отличается хорошей проходимостью и тяговыми характеристиками. Ремонт и регулировка ТНВД ЯМЗ 238 выполняются на специальном оборудовании, позволяющем выявить причины поломки и степень износа деталей. Средняя стоимость такой услуги варьирует от 7 до 17 тысяч рублей, в зависимости от степени сложности поломки.

Диагностика и регулировка

Практически все неисправности насосов высокого давления в дизельных моделях транспортных средств диагностируются в соответствии с наличием нескольких характерных сбоев в работе:

• медленный набор скорости;
• «дымность» выхлопной трубы;
• протекание топлива;
• неровная работа силового агрегата;
• повышенный расход горючего;
• слабая оборотистость мотора.

Неисправности в работе могут быть спровоцированы завоздушиванием, попаданием воды или неправильной регулировкой, которая должна осуществляться посредством удлинения или укорачивания тяги, в строгом соответствии со следующими правилами:

• запуск двигателя;
• регулировка длины тяги;
• проверка оборотистости двигателя на холостом ходу (в пределах 1100-1300 об./ мин.);
• сверка данных с тахометром.

Обороты двигателя должны быть минимальны, но работа силового агрегата при этом всегда характеризуется устойчивостью и отсутствием сбоев. Такие требования легко соблюсти, если в процессе установки ТНВД выставить поршень на первом цилиндре в строгом соответствии с углом опережения впрыска при такте сжатия, а также установить метки насоса на ноль.

Профессиональная регулировка насоса осуществляется с использованием стендовых форсунок или форсунок, с которыми была произведена установка насоса на двигателе. Все форсунки обязательно должны быть помечены в соответствии с цилиндром. Ввиду сложности системы, регулировку ТНВД целесообразно добавить специалистам сервисного центра.

ТНВД: что это и зачем нужен топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления (ТНВД) обеспечивает дозированную бесперебойную подачу горючего под давлением в автомобильные топливные системы. Изначально его монтировали только на дизельные моторы, но по мере развития автомобильной промышленности он стал применяться на бензиновых двигателях с ДВС. Особенность работы автомобильного узла – точное дозирование горючего и проведение впрыска в строго определенные моменты работы силовых агрегатов.

Устройство и принцип работы ТНВД

На сегодняшний день есть несколько разных видов ТНВД, но все они имеют схожую конструкцию и функционируют по одинаковому принципу.

Топливный узел высокого давления состоит из следующих деталей:

• сопряженный со втулкой плунжер (плунжерная пара);
• приводной вал с кулачками (вращение узла обеспечивает ремень ГРМ);
• штуцер подачи горючего к плунжерной паре;
• возвратная и толкательная пружины плунжера (одна обеспечивает давление поршня на кулачковый вал, а вторая возвращает его на место);
• впускной и перепускной клапаны;
• ролики.

Принцип действия ТНВД немного похож на механизм работы двигателя внутреннего сгорания:

1. При запуске двигателя ремень ГРМ начинает вращаться и передает крутящий момент на кулачковый вал.
2. Кулачки начинают поддавливать толкательную пружину, продвигая поршень к цилиндру (при этом увеличивается давление).
3. При увеличении давления приподнимается нагнетательный клапан и производится впрыск горючего.

Воздушно-топливная смесь поступает к форсункам строго дозированными порциями, а излишки горючего отправляются в сливные клапаны. Подача топлива обеспечивается центробежной муфтой.

Необходимый объем впрыскиваемой смеси определяет всережимный регулятор. При увеличении давления на рычаг газа поступление горючего увеличивается, а при ослаблении нажатия – уменьшается.

Согласованность работы всех частей ТНВД обеспечивает:

• дозирование горючего с учетом нагрузки на двигатель;
• повышение давления воздушно-топливной смеси перед поступлением в форсунки;
• определение точного момента подачи топлива в цилиндры.

Благодаря топливному насосу увеличивается КПД силового агрегата и экономится горючее.

Разновидности и применение ТНВД

В зависимости от особенностей конструкции, выделяют несколько видов топливных насосов:

• Рядные. Насосные секции расположены в ряд, и каждая из плунжерных пар подает горючее к определенным форсункам двигателя.
• Многосекционные (V-образные). Плунжеры стоят в 2 ряда, которые находятся под углом 75-120° друг к другу. Функционирует так же, как рядный насос.
• Распределительные. Выпускаются одноплунжерные и двухплунжерные варианты. Одна или две секции насоса подают горючее во все цилиндры мотора.
• Магистральные. В них установлена впрысковая система Common Rail. Ее преимущество в том, что перед поступлением горючего к форсункам оно накапливается в специальном резервуаре (рампе). Это позволяет максимально повысить давление перед подачей топлива (выше 180 МПа), а значит, увеличить КПД от сжигания горючего.

Рядные устанавливают на средних и тяжелых грузовых авто. Плюсы их использования:

• неприхотливость к качеству горючего;
• надежность;
• простое обслуживание.

Из-за того, что в этих моделях каждая плунжерная пара обслуживает впрыском «свой» цилиндр, насосное оборудование получается очень тяжелым и громоздким. Это исключает его монтаж на небольших машинах.

В распределительных находятся 1 или 2 парных плунжера (количество зависит от вида двигателя), которые подают топливную смесь во все цилиндры. Благодаря такому устройству размеры и вес насоса становятся значительно меньше. Распределительные аппараты устанавливают на бензиновых и дизельных легковых авто, обеспечить равномерное поступление горючего во все цилиндры.Недостаток – они более чувствительны к возможным примесям, которые бывают в топливе, и менее долговечны.

Как определить неисправность ТНВД

Насосный узел отличается повышенной надежностью. Но посторонние примеси в горючем или скопившиеся на стенах топливного бака частички воды при попадании в механизм узла могут стать причиной поломки. Самостоятельно диагностировать проблему невозможно – признаки выхода узла из строя во многом схожи с теми, что бывают при неисправностях мотора и системы охлаждения.

Определить причину поможет компьютерная диагностика на стенде. Поводы для посещения СТО:

• повышение расхода горючего;
• дымный выхлоп с резким запахом;
• «плавающие» обороты холостого хода;
• сложно завести машину с первого раза;
• снижение тяги при нажатии на газ;
• протечки горючего;
• посторонние шумы в работающем двигателе.

Наиболее частая причина выхода насоса из строя – наличие сомнительных присадок и парафиновых примесей в топливе. Они оседают на подвижных частях агрегата и ухудшают смазывающие свойства горючего. Это приводит к тому, что при движении элементы сильно трутся друг о друга и перегреваются. Это приводит к деформации деталей и быстрому выходу узла из строя.

Вторая частая причина – попадание внутрь насосного механизма влаги. Осевшие на металле частички воды спровоцируют появление коррозии. Постепенно поршень и клапаны начинают подклинивать, топливо перестает подаваться в необходимых дозах. Это значительно ускорит износ сальника и втулок. Работа ТНВД будет постепенно ухудшаться и в результате агрегат выйдет из строя.

Но этих поломок можно избежать, если заправляться качественным горючим и не держать бак пустым (тогда не будет скапливаться конденсат на стенках).

Намного реже встречаются менее серьезные поломки топливного насоса:

• износ сальников кулачкового вала;
• выход из строя топливного регулятора;
• повреждения уплотнительных колец;
• износ плунжеров.

Эти неисправности менее серьезны и относительно легко устраняются при своевременном ремонте насосной системы высокого давления.

Причиной неисправной работы ТНВД не всегда является поломка агрегата. Топливная система авто – очень сложный механизм, содержащий ряд дополнительных устройств. Перечисленные выше проблемы в работе машины иногда бывают спровоцированы другими поломками:

• не работает подкачивающий насос;
• засор топливозаборника;
• износ регулятора низкого давления;
• форсунка функционирует неправильно и горючее попадает «в обратку».

Ремонт ТНВД и дополнительных элементов системы нужно проводить сразу, как только появятся первые ухудшения работы мотора. Игнорировать проблему нельзя: если продолжать ездить на неисправном авто, то повреждения будут усугубляться. В лучшем случае придется менять полностью вышедший из строя насос, а в худшем – дополнительно нужно будет потратиться на капитальный ремонт двигателя.

Стоит ли самостоятельно ремонтировать ТНВД

Вы наверняка встречали множество фото- и видеоинструкций, как снять насос, разобрать его, отремонтировать, а затем поставить на место.На первый взгляд, кажется все просто, и возникает желание сэкономить на визите в СТО. Но этого делать не стоит по следующим причинам:

• Конструкция узла сложная, и без компьютерной диагностики невозможно точно установить причину неисправности. А попытки «угадать» и отремонтировать могут привести к дополнительным повреждениям.
• Сложность монтажа и демонтажа агрегата. Помимо того, что это кропотливый труд, есть риск сломать крепления проводков при снятии или установке узла, а это дополнительные сложности в ремонте.
• Регулировка угла зажигания. Настройки нужно делать с помощью специальных приборов, «на слух» такую операцию проводить нежелательно. Слишком ранний угол приводит к тому, что педаль газа становится жесткой, а если резко на нее нажать – появляется звон. Это не позволяет двигателю работать с полной отдачей.

Самостоятельно допускается ремонтировать только мелкие протечки. Для этого не нужно снимать ТНВД – все места, где выступают жидкости, замазываются эпоксидной пастой. Сварку для заделки швов использовать нельзя: нагрев может спровоцировать деформацию элементов.Капитальный ремонт с полной заменой плунжерных элементов, подшипников, РТИ и клапанов в зависимости от марки авто обойдется в среднем в 10-15 тысяч рублей, плюс приобретение запчастей. К счастью, «капиталка» требуется довольно редко. Для устранения большинства поломок потребуется заменить 1-2 запчасти, а это стоит значительно дешевле. Если причина проблемы окажется во вспомогательных элементах системы, то ремонт обойдется недорого. Но точно неисправность можно выявить только с помощью компьютерной диагностики на стенде. В большинстве СТО эта услуга входит в стоимость ремонта.

Если же ТНВД полностью вышел из строя и мастера рекомендуют не ремонтировать его, а заменить на новый, то расходы будут выше. Демонтаж старого узла и установка нового будет стоить в пределах 5000-9000 тысяч рублей, плюс приобретение рабочего агрегата. В зависимости от типа узла, придется отдать от 18000 до 38000 рублей. Но есть возможность сэкономить, приобретая б/у запчасть, тогда устройство можно купить за 9000-15000 рублей.

Покупать насос нужно в магазинах, специализирующихся на продаже запасных частей, а не «с рук» или на разборках. Последние варианты выгоднее, но всегда есть риск приобрести неработающий агрегат, а в магазинах все б/у запчасти протестированы и находятся в рабочем состоянии.

ТНВД – один из основных компонентов топливной системы. Благодаря ему обеспечивается дозированное поступление топливной смеси. Современные насосы при правильной эксплуатации служат долго, обеспечивая эффективную работу мотора, и очень редко ломаются. Если же случилась неприятность, и ТНВД функционирует плохо, то не нужно откладывать визит на СТО: своевременное устранение неисправностей позволит избежать дорогостоящего ремонта.

Источник http://voditelauto.ru/tnvd-disel/
Источник http://autostuk.ru/tnvd-chto-eto-i-zachem-nuzhen-toplivnyj-nasos-vysokogo-davleniya.html