Автозапчасти и СТО

ТНВД - Топливный Насос Высокого Давления

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 ТНВД

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.

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.

Устройство ТНВД

Какова роль ТНВД в автомобиле? Сравнивая с человеческим телом, можно сказать, что это сердце. Как сердце обеспечивает постоянный ток крови в организме, так и топливный насос непрерывно снабжает топливом мотор. Однако разобравшись глубже, можно прийти к выводу, что ТНВД выполняет более широкий спектр функций:

• точная дозировка горючего в зависимости от нагрузки мотора;
• подача топливной смеси под давлением в форсунки;
• впрыск топлива в цилиндры в строго определенный момент.

ТНВД имеет преимущество перед обычным карбюратором именно потому, что есть возможность точной дозировки впрыскиваемой смеси горючего. Благодаря чему достигается определенная экономия топлива. Насос жестко соединен с коленвалом, поэтому при увеличении оборотов двигателя повышается количество топливной смеси в одной порции, впрыскиваемой в камеры сгорания. При снижении оборотов количество горючей смеси также снижается.

Дизельные моторы испытывают высокие нагрузки при работе. Поэтому солярка нагнетается в цилиндры под большим давлением, и только такие условия обеспечивают ее полное сгорание. Бензиновый двигатель таких нагрузок не испытывает. Поэтому ТНВД применяются только в силовых агрегатах, где происходит прямой впрыск топлива в камеру сгорания, без впускного коллектора.

Отсюда можно сделать вывод, что применение топливного насоса помогает повысить эффективность работы мотора, при этом еще и сократив потребление горючего.

Упрощенно самый простой ТНВД рядного типа состоит из следующих элементов:

• плунжерная пара, состоящая из поршня (плунжера) и цилиндра (втулки);
• топливопроводящие канавки для снабжения плунжерных пар;
• вал с кулачками и центробежной муфтой; привод вала осуществляется от ГРМ-ремня;
• плунжерные толкатели, приводимые в движение кулачковым валом;
• возвратные пружины, благодаря которым плунжер возвращается в исходное положение;
• клапаны нагнетательные;
• штуцеры;
• рейки зубчатые;
• всережимный регулятор, приводимый в действие нажатием на педаль газа.

• Если представить эти все детали единой картинкой, можно заметить аналогию принципов работы ТНВД и двухтактного мотора:

• кулачковый вал вращается;
• кулачки надавливают на толкатели плунжера;
• плунжер движется в цилиндре;
• в процессе повышения давления открываются клапаны нагнетания;
• форсунки снабжаются топливом через клапаны.

Насос устроен таким образом, что не весь объем топливо-воздушной смеси попадает к форсункам. Превышающий требуемую порцию остаток сбрасывается через сливные клапаны. За подачу солярки в нужный момент отвечает центробежная муфта. Регулирование количества топливной смеси осуществляется всережимным регулятором в зависимости от позиции педали газа.

Прогресс не стоит на месте. На смену механическим насосам пришли ТНВД с электронным управлением. Это значит, что процессорная техника управляет всеми происходящими в насосе процессами. В результате обеспечивается подача очень точного количества горючей смеси и быстрая реакция на управляющее воздействие. Механические агрегаты не могут обеспечить такие параметры работы. Благодаря применению электроники удалось уменьшить циклы нестабильного сгорания и повысить качество работы двигателя на холостых оборотах.

Далее внедрили впрыск горючего за две фазы, что позволило использовать топливо полностью. В итоге снизилась токсичность выхлопных газов, а двигатель стал работать с большим КПД. Система отслеживает следующие параметры:

• нажатие педали акселератора;
• частоту вращения распределительного вала двигателя;
• температуру охлаждающей жидкости в двигателе;
• скорость движения;
• величину подъема иглы форсунки;
• давление наддува воздуха;
• температуру воздуха на впуске;
• работу свечей накаливания.

Благодаря наличию опции самодиагностики ТНВД с электронным управлением обладают расширенным функционалом. К примеру, возникновение некоторых неполадок не приводит к полной остановке насоса и автомобиль сохраняет возможность передвижения. Лишь отказ микропроцессора полностью обездвиживает транспортное средство.

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.

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.

Ремонт ТНВД

• Разборка и устранение утечек

  Далее приведем пошаговые действия для ремонта ТНВД своими руками. При запущенном моторе нужно отсоединить тягу от педали газа к рычагу, которым регулируется впрыск горючего. Далее нужно радиальными движениями раскачивать рычаг, чтобы ослабить возвратную пружину.

  Необходимо обратить внимание на кольцевую щель. Следы подтеков дизельного топлива свидетельствуют об актуальности проведения ремонта. Если подтеков нет, менять уплотнение не требуется.

  До демонтажа насоса есть смысл проверить исправность электромагнитного клапана, перекрывающего подачу солярки. Если двигатель заводится и глушится поворотом ключа зажигания – значит, клапан функционирует штатно. Если же во время движения этот элемент отказал, нужно предпринять некоторые действия, о которых расскажем далее.

  Переходим к снятию насоса. Чтобы исключить попадание загрязнений в систему подачи топлива во время ремонта, нужно первым делом почистить ТНВД и места соединений ветошью, пропитанной дизтопливом. Затем убрать остатки солярки сухой тряпкой. Далее можно снять насос и промыть его еще раз. После чего открыть его крышку и вылить содержащееся там топливо.

  Ремонт начинают с разборки привода управления подачей топлива. Далее обследуются все уплотнения и оценивается износ взаимодействующих элементов. Все уплотнительные кольца необходимо поменять, для чего заранее приобрести ремонтный комплект для вашей модели ТНВД.

  Ремонт выработавших свой ресурс деталей возможен двумя способами. Рассмотрим на примере оси. Нужно либо компенсировать износ путем хромирования либо установить ремонтную втулку из бронзы, расточив предварительно корпус. 

• Ремонт плунжерного механизма

  Следующий шаг – разборка и ремонт плунжерного нагнетателя. Для этого нужно снять распределительную головку. Затем корпус ТНВД располагают так, чтобы шкив оказался внизу. Делается это для того, чтобы предотвратить выпадение внутренних деталей. Перед разборкой нужно прокручиванием убедиться, не заедают ли кулачки, приводная шестерня и муфта центробежного регулятора во время вращения. После чего можно аккуратно их снять.

  Все снимаемые элементы – оси, шайбы, ролики – лучше снабжать метками. Делается это потому, что детали уже притерты между собой, поэтому желательно собрать их в таком же положении после ремонта. Когда насос разобран, нужно осмотреть все комплектующие на следы износа и сколы.

  Однако затруднительно точно определить изношенность плунжерной пары. Только после сборки после ремонта путем измерения вырабатываемого давления можно выяснить, насколько работоспособен ТНВД. Перед сборкой нужно прочистить при помощи сжатого воздуха все фильтрующие сетки.

• Сборка и регулировка оборотов

  ТНВД после ремонта нужно наполнить топливом, вручную вращая приводной валик. Заполненный соляркой насос можно устанавливать на двигатель, не забыв подсоединить шланги, топливопровод и электрические кабели.

  Далее необходимо завести двигатель и проверить зависимость функционирования автомата опережения впрыска топлива от давления низконапорного насоса. Этот насос снабжен собственным регулятором холостого хода. Вращением подстроечного винта подбирают нужное значение параметра.

• Перед выполнением регулировки лучше запомнить начальное положение винта. Практично делать это подсчетом свободных оборотов резьбы. В случае неправильной настройки всегда можно будет вернуться к начальной точке. В руководстве по эксплуатации двигателя содержится информация о количестве оборотов, соответствующем холостому режиму работы. Чаще всего это 1100 оборотов при старте и около 750 при выходе на рабочую температуру дизельного мотора с механической КПП. Насос силового агрегата с автоматической коробкой при прогреве должен работать на 850 оборотах.

• Проверка давления

  Заключительной операцией является проверка давления в нагнетательной магистрали. По этому параметру можно судить об износе плунжерной пары. Для изменений нужен манометр с давлением до 350 бар, шланг для подсоединения к ТНВД и переходник со стравливающим клапаном.

  Для этих измерений очень хорошо подходят манометры ТАД-01А или старый КИ-4802. Переходник не всегда есть в автомагазинах, однако его легко можно сделать своими руками.

  Обязательно нужно учесть размеры резьбы и место подключения соединительного шланга. Для проведения измерений манометр требуется подключить к центральному выходу распределительного блока или к любому напорному штуцеру.

  После подключения к насосу измерительного прибора стартером проворачивают вал ТНВД. В это время нужно снять показания стрелки манометра. Нормальным считается сжатие более 250 атмосфер. Насос при работающем двигателе разовьет еще большее давление. 

• Экстренный ремонт электромагнитного клапана

Пришло время рассказать о мерах, которые нужно принять на месте, если электромагнит отключения топлива вдруг отказал. Двигатель в такой ситуации заглохнет. Однако не только клапан может быть причиной остановки мотора. Чтобы однозначно убедиться, что дело в электромагните, его нужно просто убрать из схемы работы. Ведь при работающем двигателе он всегда в открытом положении.

Для отключения устройства снимают с него питание, изолируют от массы. Затем выворачивают сам клапан, снимают с него наконечник и пружину, а клапан возвращают на свое место. Снова пробуют завести мотор. Если двигатель и сейчас отказывается работать, дело не в электромагните. Если же ДВС завелся – виноват именно клапан. Теперь нужно выяснить, что с ним не так.

Однако в пути делать это очень неудобно, лучше попробовать доехать до гаража или дома, пока работает машина. Чтобы заглушить двигатель в месте назначения, придется включить повышенную передачу и тронуться со включенным ручным тормозом.

Затем нужно заняться ремонтом. Первая под подозрением – обмотка электромагнита, проверяем ее на целостность. Метод простой – при помощи провода подают плюс от аккумулятора на клапан и пробуют запустить мотор. Если попытка удачная, значит, обмотка не функционирует. Если же нет, нужно обследовать подводящий провод на предмет утечки напряжения.

• Центробежная муфта и конструкция

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.

Регулировка ТНВД и профилактика проблем

Обязательно периодически проводить регулировку насоса высокого давления. Иначе о надежной работе дизельного двигателя можно забыть. Для осуществления операции применяют специальные стенды (к примеру, СДТА-1). С ТНВД снимают муфту опережения впрыска, которая работает в автоматическом режиме. Далее вал с кулачками присоединяют к приводу стенда.

Насос готов к проверкам. Во время испытаний регулируют равномерность и дозировку подачи топлива, а также выставляют момент начала впрыска. Делается это при помощи специализированного механизма привода шторки. Она выдвигается между измерительными цилиндрами и эталонными форсунками точно в момент прекращения подачи топлива.

Чтобы отрегулировать начало подачи, применяют моментоскоп, представляющий собой участок топливопровода со стеклянной трубкой на конце. Для выставления момента начала подачи пользуются регулировочными болтами, устанавливаемыми на толкатели плунжеров.Чтобы отрегулировать начало подачи, применяют моментоскоп, представляющий собой участок топливопровода со стеклянной трубкой на конце. Для выставления момента начала подачи пользуются регулировочными болтами, устанавливаемыми на толкатели плунжеров.

Давно известно, что любую неисправность проще предотвратить, чем потом столкнуться с ремонтом. К топливному насосу дизельного двигателя это относится на 100 %. Ведь это очень дорогой механизм, цена ремонта ТНВД очень хорошо бьет по карману. А полная его замена обойдется в круглую сумму. Для профилактики неисправностей топливного насоса нужно руководствоваться следующими правилами:

• периодическая промывка топливной системы 1-2 раза в год;
• при промывке обязательно очистить топливный фильтр или заменить новым;
• периодически сливать из бака осадок топлива;
• длительная стоянка авто рекомендуется с полным баком. Иначе на свободной поверхности стенок ночью выпадет конденсат, который затем вместе с горючим попадет в ТНВД;
• нельзя допускать снижение уровня топлива в баке до очень низкого уровня.

Немаловажным аспектом является тип топлива. Особенно это актуально в осенний переходный период. Так, летняя солярка при снижении температуры быстро теряет текучесть. Если охлаждение продолжается, происходит парафинизация дизтоплива. При использовании прошедшего такие изменения горючего засоряется фильтр и проводящие каналы, что в последующем обернется ремонтом ТНВД двигателя. Поэтому при заправке на АЗС нужно всегда уточнять, какое топливо заливается. Если снижение температуры воздуха произошло быстро, а в баке осталось летняя солярка, нужно перед пуском двигателя прогреть авто обогревателем.

Несмотря на распространенность метода, не рекомендуется добавлять в летнюю солярку бензин для придания характеристик зимнего топлива. Это не приносит желаемого эффекта, зато есть угроза нанести вред топливной системе. Дело в том, что бензин и дизельное топливо различаются по плотности, температуре воспламенения и характеру горения. Применение подобных смесей может стать причиной преждевременного ремонта ТНВД дизеля, а также и других компонентов мотора.

Зимой нужно тщательно прогревать дизельный мотор. В отличие от бензиновых агрегатов, дизель более требователен к рабочей температуре. Да и времени на прогрев ДВС на солярке требуется больше. Поэтому сразу после запуска трогаться нельзя. Но и слишком длительный прогрев на пользу мотору не идет. Поэтому нужно сочетать прогрев в течение 4-5 минут с движением на небольшой нагрузке.

Заливать топливо лучше только на хорошо зарекомендовавших себя АЗС. При заправке топлива сомнительного происхождения можно столкнуться с последствиями в виде ремонта топливной системы, включая ТНВД.

Следующий полезный совет касается общего контроля за работой авто. Если замечены какие-то изменения, признаки скорой поломки ТНВД, лучше не откладывать решение о ремонте в долгий ящик. Это поможет справиться с проблемой с минимальными затратами времени и финансов.

Если же нет навыков, желания или возможности заниматься самостоятельным ремонтом топливного насоса, лучше обратиться в специализированные мастерские по сервису топливных систем. В дилерских центрах по ремонту и обслуживанию авто определенных марок обычно не берутся делать насосы, так как это требует специализированного оборудования.

Самый распространенный стенд для обслуживания, настройки и ремонта ТНВД – Bosch EPS-815. Он позволяет проверить соответствие различных параметров насоса указанным в паспорте значениям. Это такие показали, как объемная подача топлива в разных режимах работы, подача горючего при пуске, выходное давление и другие.

Прислушаемся к советам профессионалов. Они рекомендуют уточнить, есть ли на стенде система термостабилизации. Именно с ней точность измерений будет максимально высокой. Далее нужно узнать, насколько точно имитируется работа ТНВД на двигателе. Полезной опцией является система контроля скорости вращения привода. Благодаря ей насос будет работать с нужной скоростью при любой нагрузке.

Немаловажна надежность мастерской, куда планируется обратиться. Чтобы узнать об этом больше информации, можно съездить на собеседование и поговорить с другими автовладельцами, доверившими ремонт авто этому сервису. Также стоит изучить историю этой СТО. Фирмы с некачественным сервисом не задерживаются на рынке более года.

Что автолюбители говорят о ремонте ТНВД

1. Цена и сроки ремонта ТНВД

   «В моем авто используется ТНВД с распылами. Диагностика показала, что распылители исправные, а вот плунжер изношен. Заказал за 9 тысяч р. оригинальные плунжеры. Теперь ждать целую неделю, пока они придут, пока отремонтируют ТНВД. А отпуск проходит…»

2. Всегда ли дилерский ремонт хорошо

   «В 90-е годы был сотрудником фирмы, у которой был ЗиЛ-4331. Хорошая идея, плохо воплощенная в металле, – вот как можно сказать про эту машину.

   Автомобиль пригнали прямо с завода, пробег был небольшой. Водитель жаловался на задымленность, устранить проблему решили заменой распылителей. Отправили авто для ремонта в Москву на завод ЗиЛ!!!

   После ремонта машина совсем отказалась заводиться. Обследование на стенде показало, что семь из восьми форсунок льют….

   Такой заводской ремонт....

   Устранял неисправности и грехи ремонта дядя Вася на базе заводского автохозяйства».

3. Важность подходящих запчастей

   «Если взять неродные распылители, отличающиеся по номеру, то и распылять они будут не под таким углом. В результате топливо либо вообще не воспламенится, либо сделает это с опозданием. Вывод прост: необходимо менять распылители только на родные, к тому же еще уделить внимание их настройке. Только в таком случае все будет работать как надо».

4. Как понять состояние плунжера

   «Если плунжеры изношены, то двигатель нормально не заведешь. Например, при новом моторе авто сразу заводится после поворота ключа. Если же износ ТНВД значительный, то придется покрутить двигатель стартером. Чем в худшем состоянии плунжеры, тем больше нужно будет крутить двигатель, пока он стартанет».

5. Как распознать некачественный ремонт

   «Настройка ТНВД зависит от того, одноплунжерный или многоплунжерный насос. Если плунжер один, то и все распылители на одно давление настраиваются. В случае наличия нескольких плунжеров каждая пара настраивается отдельно. Это грамотный ремонт многоплунжерного ТНВД.

   На любых оборотах во все колбы должно попадать одинаковое количество топлива. Хороший мастер подписывает форсунки, чтобы при сборке каждую на свое место поставить. Ремонтировал ТНВД своего авто. Попался очень хороший мастер: аккуратный, дотошный и умный. Результат настройки порадовал. Двигатель работает очень хорошо и потребляет мало солярки. Регулятор четко отрабатывает изменение режима работы двигателя.

   На машине это менее заметно, а вот экскаватор совсем по-другому отзывается на повышение или уменьшение нагрузки. И очень чистый выхлоп, без дыма и запаха солярки. Можно даже завести машину в закрытом гараже, а потом не спеша открывать двери.

   Даже замена насоса на новый с новыми форсунками не обеспечит идеальную работу. Чтобы убедиться в этом, нужно поставить многоплунжерный насос на стенд вместе с форсунками. При испытании будет видно, что в колбах разное количество топлива. Поэтому и двигатель не сможет идеально работать. Однако неспециалист вряд ли заметит проблему. А видимые признаки, например, дым из выхлопной трубы, будут объяснены низким качеством топлива».

Источники: autoleek.ru, rad-star.ru