Топливный насос высокого давления – как обеспечить его стабильную работу?

Центробежные топливные электронасосы

Современный центробежный топливный агрегат представляет собой электродвигатель постоянного тока, на валу которого напрессовано пластиковое рабочее колесо, многолопастная турбина.

Электродвигатель с рабочим колесом и деталями, направляющими поток, заключен в металлический корпус с пластиковой крышкой. Корпус имеет всасывающий патрубок, крышка — напорный патрубок и клеммную колодку. Крышка завальцована в корпусе, топливный агрегат неразборный и ремонту не подлежит.

При работе обмотки электродвигателя охлаждаются перекачиваемым топливом.

При использовании в качестве подкачивающего в системе питания дизельного двигателя, может быть смонтирован непосредственно в топливном баке или в любом участке магистрали, ведущей к ТНВД.

В топливных системах бензиновых впрысковых двигателей электробензонасос расположен в топливном модуле, погруженном в бензобак. Кроме него, в топливном модуле смонтированы фильтр грубой очистки, регулятор давления топлива, трубопроводы всасывания и «обратки», поплавковый датчик уровня топлива, проводка и разъём электропитания и управления.

Топливные центробежные электронасосы развивают давление от 2,0 до 10,0 бар, производительность, в зависимости от мощности двигателя автомобиля, от 75 до 200 и более л/час.

Потребляемый ток достигает 10 ампер и более.

Питание на электродвигатель подаёт силовое реле, управляемое ЭСУД. В цепи питания предусмотрен плавкий предохранитель, находящийся в общем блоке. При неисправностях топливного агрегата на приборной панели высвечивается символ «проверь двигатель» (check engine) и код ошибки.

Топливный насос высокого давления – тонкости ремонта + Видео » АвтоНоватор

Ключевым конструктивным узлом системы впрыска двигателя, работающего на дизельном топливе, является топливный насос высокого давления (ТНВД).

Основные элементы и схема топливного насоса высокого давления

ТНВД выполняет задачу по подаче в определенный момент и под определенным давлением в цилиндры дизеля четко отмеренных объемов автомобильного топлива.

Другими словами, данное устройство несет ответственность за правильную циркуляцию по топливной системе горючего.

По варианту подачи топлива насосы высокого давления дизельных двигателей подразделяют на агрегаты с аккумуляторным впрыском и непосредственного действия. Во втором случае процессы впрыска и нагнетания протекают в один и тот же момент, а необходимое давление распыления горючего обеспечивается движением плунжера.

Главный элемент ТНВД – плунжерная пара. Она представляет собой небольшой по диаметру длинный поршень (как правило, диаметр устройства в несколько раз меньше его длины), который максимально плотно подогнан к рабочему цилиндру. Зазор между ними (он носит название прецизионного сопряжения) никогда не превышает 1–3 мкм. В рабочем цилиндре размещаются впускные клапаны (два или один), через которые подается горючее. Затем оно через выпускной клапан выталкивается наружу плунжером.

Конструкционно насосы делят на три вида:

• распределительный: в нем устанавливают 1 либо 2 плунжера, осуществляющие нагнетание топлива и их распределение по имеющимся цилиндрам;
• рядный: располагает отдельной плунжерной парой;
• магистральный: они отвечают за нагнетание в аккумулятор топлива.

Регулировка и ремонт топливного насоса высокого давления – особенности процесса

Необходимость ремонта ТНВД может быть вызвана несколькими причинами. Наиболее частыми из них принято считать следующие:

• Износ насоса. Определить его несложно по таким явлениям, как громкая и неравномерная работа двигателя, усложненному его запуску в горячем состоянии, потере мощности.
• Применение дизельного топлива низкого качества. Горючее применяется для движущихся узлов ТНВД в качестве смазки. Если оно включает в себя те или иные примеси (частички грязи, капли бензина либо воды), его смазывающие возможности снижаются, что и становится причиной выхода из строя насоса.
• Некорректная работа электронных устройств, установленных на транспортном средстве.

При ремонте ТНВД чаще всего требуется менять изношенные детали, а сделать это можно лишь разобрав устройство. В принципе, выполнить ремонтные работы самому не так уж и сложно, если вооружиться знаниями об устройстве топливного насоса, а также набором специального инструмента (тиски, газовый ключ, пинцет, комплект шестигранников и головок, штангенциркуль, отвертка). Но специалисты всегда рекомендуют доверять их мастерам СТО и автосервисов.

https://youtube.com/watch?v=uQr8VZ_Z8-Q

Как выполняется регулировка ТНВД?

Периодическая регулировка насосов высокого давления – это обязательная процедура, без которой невозможна нормальная и надежная работа всего дизельного двигателя. Проводится она на специальных стендах (например, на СДТА–1). С устройства демонтируют муфту опережения впрыска (она работает в автоматическом режиме), сцепляют кулачковый вал с приводом стенда.

После этого проводят необходимые проверки, в ходе которых выполняется регулировка равномерности и величины подачи горючего, а также начала подачи. Для этих целей применяется специальный механизм для привода шторки. Последняя вводится между мерительными цилиндрами и эталонными форсунками в тот момент, когда подача выключается, что не дает возможности топливу попасть в цилиндры.

Для регулирования начала подачи используют моментоскоп (небольшой по длине кусок топлипровода, к которому подсоединяется стеклянная трубка). А для того, чтобы отрегулировать момент начала подачи применяют регулировочные болты, которые вкручиваются в толкатели плунжеров.

Виды и причины неисправностей ТНВД

Эксплуатация дизельных автомобилей показывает, что их работа зависит от различных параметров. В числе этих показателей – износ составляющих топливного насоса. Необходимо знать признаки, указывающие на проблемы в ТНВД.

Основные симптомы неполадок с топливным насосом, указывающие на необходимость ремонта:

• топливная система дала течь;
• двигатель стал потреблять больше топлива;
• ремень ГРМ соскочил с шестерни привода топливного насоса;
• двигатель стал запускаться с трудом;
• мотор начал перегреваться;
• появились необычные шумы при работе мотора;
• двигатель стал больше дымить при обычных условиях работы.

Если хоть один из этих признаков имеет место, нужно оперативно отдать авто на диагностику и ремонт в профессиональную СТО. Там проверят работу насоса и установят процент износа каждого элемента. В случае необходимости произведут ремонт ТНВД, после чего его характеристики вернутся к заводским.

Топливные насосы высокого давления чаще всего проявляют следующие неполадки:

• Сбои в работе, вызванные загрязнением. В ТНВД неизбежно попадают пыль и грязь из окружающей среды, а также нагар с поршней и внутренней части цилиндров. Загрязнения забивают клапаны и каналы, затрудняя ход плунжера. В итоге возрастает нагрузка на металл, из которого изготовлены части насоса. Усталость металла приводит к значительному снижению жесткости и прочности конструкции. Проблемы с загрязнением устраняются в ходе профилактики и ремонта.
• Неравномерность подачи и распределения горючего. Такая неисправность возникает, если поводки плунжеров, зубья втулки, рейки, плунжера и нагнетательные клапаны существенно изношены. Также проблемы с нагнетанием топлива появляются в случае загрязнения или разрушения форсунок.
• Выработка ресурса плунжерной пары. С течением временем плунжерная пара изнашивается и появляются «плавающие» обороты при работе двигателя на холостых оборотах. Также увеличивается расход горючего. Так как при этом снижается компрессия, то герметичность всей системы тоже нарушается. В особо запущенных случаях повреждается поверхность плунжера, тянущая за собой нестабильную работу двигателя и перегрев подшипников.
• Брак изготовления. Некоторым автовладельцам приходится решать проблему повредившегося алюминиевого корпуса ТНВД. При этом на поверхности появляются явно видимые трещины. Эти повреждения могут распространяться вплоть до подшипников. Производственным браком также считается заклинивание втулки плунжера. Все эти неисправности решаются только полной заменой топливного насоса.
• Износ и поломки подшипников. В результате этих неполадок ТНВД ухудшает рабочие параметры вследствие увеличения силы трения в движущихся частях.
• Заклинивание поршня. Встречается ситуация, когда плунжер насоса заклинивает во втулке. Последствиями могут быть поломка шестерни, зубчатой рейки, вала с кулачками, регулятора или шпоночных соединений. Часто поршень заклинивает из-за попадания воды.
• Износ движущихся частей из-за уменьшения количества смазки.
• Ржавчина в паре плунжер-втулка из-за высокого содержания влаги в горючем.
• Перегрев насоса несмотря на исправность охлаждения. Основные причины явления – недолив антифриза или забивание каналов охлаждающей жидкости.
• Изнашивание сальников и прокладок. Следствием являются масляные подтеки, нестабильность работы мотора на холостых и высокая дымность выхлопных газов.

Рекомендуем

«Ремонт рулевой рейки Мазда: симптомы неисправности, основы ремонта» Подробнее

Самый опасный признак неисправности ТНВД – масляная эмульсия в системе охлаждения. Это прямое свидетельство разрушения деталей. В данном случае нужно в процессе ремонта заменить все поврежденные комплектующие.

Описанные выше неполадки могут быть вызваны различными причинами:

• Механический износ деталей. Каждый компонент ТНВД имеет свой ресурс эксплуатации и со временем изнашивается. Ускорить этот процесс может низкокачественное горючее.
• Попадание инородных веществ. Вода, пыль и грязь могут спровоцировать полный отказ ТНВД и других элементов системы питания мотора.
• Загрязнение фильтра топлива. При забитом фильтре существенно падает пропускная способность. Как следствие, ТНВД не в состоянии сжать топливо-воздушную смесь до нужного давления.
• Нарушение герметичности системы подачи топлива. В случае наличия подсосов воздуха насос также не сможет развить нужное давление, что негативно сказывается на его ресурсе работы.

Наиболее часто встречающиеся неисправности

Чаще всего в ТНВД возникают следующие неисправности:

• механический насос. Эта неисправность является естественной и возникает со временем. Чаще износ может возникать, когда автомобиль использовался с повышенными нагрузками. Поломка проявляется повышенным шумом двигателя при запуске, неравномерной работой, невозможностью его запуска в горячем состоянии и снижении мощности;
• неисправность вследствие применения горючего низкого качества. Поскольку горючее является смазочным материалом для насоса, его чистота – это основа долговременной эксплуатации агрегата. Топливо не должно иметь примесей в виде мелких механических частиц, воды или бензина, поскольку они являются причиной поломки устройства;
• проявление неисправности ТНВД может отразиться на электронике автомобиля. Устройства начинают работать некорректно или самопроизвольно отключаются.

Ремонт ТНВД зачастую производится путем предварительного разбора агрегата с заменой изношенных деталей. Для разбора и последующего сбора потребуется минимальное количество инструмента, который имеется в гараже любого автомобилиста. Если необходимых знаний по устройству наноса нет, лучше доверить ремонт специалистам автосервиса.

Механический ТННД

Данная система устанавливается непосредственно на блоке цилиндров и закрепляется при помощи обыкновенных винтов. Работа такого насоса обеспечивается при помощи коленчатого вала с эксцентриком. Если нажать на эксцентриковый кулачок, внутри создаются сокращения. Так топливо подается по системе питания. Для того чтобы горючее не попало обратно, насос оснащен специальным клапаном. Остальные нажатия на кулачок отправляют бензин в карбюратор. Если в автомобиле установлен ТННД механического типа, то с ним можно легко завести двигатель даже при учете долгого простоя. Для этого просто вручную качают механизм подкачки.

История разработки и совершенствования

Впервые данное устройство было разработано в 1930-х годах Робертом Бошем. В легковых автомобилях тнвд начали активно использовать во второй половине того же десятилетия.

Так как первые бензиновые моторы оснащались карбюраторами, то в таком механизме нуждались только дизельные агрегаты. В наши дни бензиновые моторы с системой непосредственного впрыска также имеют насос подобного типа (карбюратор уже встречается крайне редко – только в машинах старого поколения).

Хотя принцип работы насоса практически не изменился, сам механизм претерпевал многократные модернизации и улучшения. Причиной тому – повышение норм экологичности и производительности ДВС. Вначале использовался механический тнвд, однако он был не экономичным, что приводило к объемным выбросам вредных веществ. Современные электронные насосы показывают отличную экономичность, что позволяет транспорту вписываться в рамки экологических норм и удовлетворяют водителей скромного достатка.

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

Как снять тнвд с двигателя

Для наглядности процесс демонтажа насоса будет рассмотрен на заранее снятом двигателе. В нашем случае это двигатель JCB 444 SB320

Я не буду заострять внимание на простых операциях снятия топливных трубок, фильтра, подкачки и других второстепенных сопутствующих телодвижениях. Стоит отметить, что без некоторого спец инструмента успех операции практически невозможен

(фото№2) Итак, начнем. Вариантов последовательности откручивания узлов и деталей может быть много, кому как удобнее, лично мне удобно, когда снят впускной коллектор, откручена гибкая трубка от блока цилиндров маслоподачи к вакуумному насосу. На фото №3 видно штуцер в блоке под ТНВД

Дело в том, что эта трубка будет мешать при прощупывании крепежной гайки ТНВД, которая расположена между блоком и насосом. Добраться к этой гайке получается только через низ насоса. На фото №4 видно, как там мало пространства, фото сделано из под низа насоса.

Думаю, многие читатели в курсе, что данная модель ТНВД DELPHI имеет стопор вала насоса, новые и отремонтированные насосы застопорены в положении впрыска первого цилиндра. Считаю необходимым до демонтажа ТНВД выставить коленвал в положении ВМТ первого цилиндра в такте сжатия. Для этого нужно вывернуть пробку из блока цилиндров под шкивом коленвала. В отверстие вставить спец. палец(диаметр примерно 9,8мм) и проворачивать коленвал до того момента, когда щечка коленвала упрется в наш спец. палец. Палец следует немного извлечь из блока, затем еще повернуть коленвал в ту же сторону, палец снова утопить в отверстие до упора в щеку коленвала, медленно проворачиваем коленвал и одновременно вдавливаем палец в щеку. Как только палец провалится и упрется в глухую проточку щечки коленвала, значит в этом положении поршень первого и четвертого цилиндров стоят в ВМТ. На фото №5 видно пробку под шестигранник и спец. палец, кстати, оригинальный спец. палец никак не проходил по диаметру в резьбовое отверстие, пока его не шлифанули!

Важно помнить, что ВМТ первого цилиндра может попасть как в положение такта сжатия, так и в положение перекрытия клапанов. Нужно проверить положение распредвала

Самый простой вариант — это снять насос подкачки и посмотреть, как глубоко утоплен толкающий шток. Но я предпочитаю приоткрыть клапанную крышку и прощупать тепловые зазоры клапанов первого и четвертого цилиндров в положении коленвала ВМТ. Не сложно догадаться, что наличие зазора в клапанах говорит о такте сжатия в данном цилиндре, и полное отсутствие зазора – это и есть перекрытие клапанов. Естественно, этот способ работает при условии нормально отрегулированных клапанов, понятное дело, что на перетянутых клапанах положение перекрытия можно спутать с положением сжатия.

Будем считать, что коленвал с распредвалом выставлены в правильном положении, топливные трубки от ТНВД отсоединены, крепеж насоса прослаблен. Пора поработать вслепую на ощупь(если конечно, мотор у вас не на столе).

На фото№7 показан двигатель со стороны маховика.

На фото №8 четко видно пятигранную заглушку, слегка утопленную в корпусе колокола маховика, и спец. головку из черненого металла. Англичане постарались тут и проявили фантазию, так что ни зубило, ни газовый ключ тут не помогут. Бывает приходится повозиться с ножом, выковыривая грязь из проема для спец. головки.

На фото №9 заглушка выкручена, открылся доступ к крепежной гайке(головка 22) шестерни привода ТНВД.

При откручивании или закручивании (в процессе установки насоса на мотор) этой гайки коленвал и вал тнвд должны быть застопорены, момент затяжки около 90 Нм.

Извлекаем гайку и устанавливаем выдавливатель вала насоса (фото №10), три крепежные гайки уже не должны прижимать насос к корпусу двигателя, чтобы не случилось оказии и не выломались крепежные уши насоса.

В процессе выпресовывания вала из шестерни шестерня насоса должна опереться на три упора в корпусе проставки между блоком и картером маховика(фото № 11)

Выпресовывателем создаем усилие на валу ТНВД и выдавливаем вал из шестерни. Шестерня остается внутри корпуса шестерен, а ТНВД ловим, не даем ему упасть .

Устройство топливных насосов

Несмотря на многолетнюю практику автомобилестроения, конструкторы применяют различные конструкции механизмов нагнетания энергоносителя. Ответ на такие вопросы как ТНВД (топливный насос высокого давления), что это такое и какие функции выполняет, кроется в устройстве агрегатов.

В классификации основных узлов систем впрыска топлива различают следующие модификации:

• Вакуумные механизмы. Созданы на базе механических устройств, привод заменен на электрический;
• Плунжерные модели. Редкие по конструкции, чаще всего это топливные насосы с форсунками высокого давления для дизельных двигателей;
• Использование центробежной силы активно используется в одноименных элементах, обладающих внушительным эксплуатационным ресурсом;
• Роликовые и шестеренчатые устройства нагнетают бензин и другое топливо за счет разрежения подвижных элементов. Отличаются устойчивыми показателями снабжения.

Механические топливные насосы

До появления моделей с электрическим приводом нового поколения эти модификации оставались основными для снабжения карбюраторных двигателей. Приводимые в движение через эксцентриковые кулачки распределительного вала обеспечивали ожидаемую точность впрыска по дозировке и временным интервалам. Альтернативные модели механических бензонасосов получали импульс от масляного насоса.

Комплектация устройства следующая:

• Толкатель с кулачком привода и рычагом;
• Возвратная пружина толкателя;
• Мембрана подвижного привода на штоке;
• Система клапанов всасывания и нагнетания;
• Фильтрующий элемент;
• Корпусная часть.

Основной принцип работы топливного механического насоса строится на базе системы, обеспечивающей создание разрежения и последующий контроль давления. Из недостатков – необходимость задания настроек (калибровки), частичная потеря мощности двигателя. Вторая проблема впоследствии была решена за счет перераспределения нагрузки с распределительного вала мотора на масляный насос.

Как проверить работу механического топливного насоса

От исправности этой детали зависит равномерность движения автомобиля. При полном выходе из строя насоса машина попросту не заведется или старт двигателя будет происходить с трудом. Обнаружить неисправность можно на холостом ходу, когда проявляются так называемые «плавающие обороты. Также выход из строя механического топливного насоса вызывают ощутимую потерю динамики.

Учитывая, что нагнетатель представляет собой сложное устройство, проверка исправности осуществляется по следующим направлениям:

• Напряжение на клеммах насоса;
• Предохранитель;
• Нормативное давление в рампе.

Если по внешним признакам не удается выявить неисправность, поломка произошла внутри сборки. В этом случае чаще всего рекомендуется полная замена агрегата.

Насосы для подачи топлива с электрическим приводом

Основным предназначением систем с импульсным управлением является обеспечение рабочего цикла двигателей с распределенным впрыском топлива. Вопрос о том, что такое электрический бензонасос, достаточно обширный, поскольку для распределения жидкостной рабочей среды используется практически весь арсенал технологий. Вакуумные, роликовые и даже вихревые устройства, каждые из таких механизмов подбирается под тип непосредственно конструктором автомобиля.

Как проверить работоспособность электрического насоса

Причины выхода из строя генератора давления топливной системы аналогичным симптомам для механических устройств. Потеря динамики, прерывистое движение, — износ бензонасоса выявляется по принципу работы. На первых этапах сервиса производится замена фильтра, проверка работоспособности предохранителя. Также в ходе опроса автовладельца может быть выявлена привычка ездить с малым количеством топлива, в результате чего агрегат работает «на сухую», подвергаясь повышенному износу.