Устройство и работа насос форсунки дизельного двигателя

Проверка насос форсунок: программная диагностика и замер мультиметром

В данной статье речь пойдет о такой процедуре как проверка насос-форсунок при помощи программной диагностики и замера мультиметром. Но, перед тем, как углубляться в процессы, нужно разобраться с базовыми терминами.

Итак, насос-форсунка — это ни что иное, как интегрированная система прямой подачи впрыска топлива под давлением в дизельном двигателе.

Данную насос-форсунку применяют в основном на всех дизельных моторах, таких как:

• Caterpillar
• Cummins
• Detroit Diesel
• Volvo-USA

Самыми распространенными для легковых машин являются — TDI от VW-Audi. Но, они постепенно вытесняются из разработок системой Common Rail.

В первую очередь, кардинальным отличием между насос-форсункой и Common Rail (помимо механического привода) является объединение таких функций, как создание и поддержание высокого давления и одновременного впрыска топлива.

Сам по себе механизм насос-форсунки представляет собой:

• насос высокого давления;
• форсунку;
• силовой привод;
• дозирующий клапанный узел.

Опытный механик скажет, что механическая часть управления насос-форсунки — это не что иное, как дальняя родственница детали газораспределительного механизма. Но между ними есть важное отличие в том, что работа запускается за счет дизельного топлива под очень большим давлением. Данный факт дает возможность повышения рабочей мощности двигателя и тем самым крутящего момента.

Алгоритм функционирования насос-форсунок:

1. ЭБУ передает сигнал на электромагнит, за счет которого происходит перемещение клапана и закрытие рабочей камеры с одновременным отсечением топлива от рабочей магистрали.
2. Далее плунжер организует такую силу давления, которая дает нужный впрыск топлива.
3. После того, как топливный впрыск проходит через распылитель, создается топливное облако, после которого формируется основной впрыск.

Из алгоритма следует, что самыми подверженными для выхода из строя являются:

• клапанный узел;
• распылитель.

Основные типы проблем с дизельными насос-форсунками:

• не корректный или затрудненный запуск автомобиля;
• повышение расхода топлива;
• неравномерная работа двигателя или падение мощности;
• дымный выхлоп при запуске.

Тех процесс проверки насос-форсунки

Вероятности выхода из строя составных частей насос-форсунки:

1. Клапанный узел — 63%.
2. Распылитель — 30%.
3. Электромагнитная часть — 5%.
4. Плунжер, пружина, корпус — 2%.

Проверка насос-форсунки:

В идеале проводить проверку форсунок необходимо на специализированном стенде для проверки форсунок. Но если обслужиться на сервисе нет возможности, можно обойтись и гаражными условиями.

Самым простейшим способом для диагностики состояния насос-форсунки является осторожное пережатие шланга обратки на топливном фильтре. В данной манипуляции есть три варианта развития событий:

1. В том случае, если работа очень медленно возвращается в обычный режим это означает, что скорее всего в форсунке образовываются пузырьки воздуха. Данный процесс начинается в том случае, когда тандемный насос не развивает нужного давления или не достигает расчетной производительности.
2. В том случае, если вы ощущаете повышение давления внутри, это свидетельствует о том, что резиновое соединение в стыке между поступающим каналом и обраткой насоса-форсунки негерметично.
3. И финальной ситуацией может быть та, когда совсем не происходит ничего. Такое развитие ситуации может наблюдаться только при вышедшем из строя тандем-насосе.

Краткое описание проведения диагностики работы насос-форсунок при помощи программного обеспечения VCDS:

Первым делом, снимаем с 13 и 14 каналов показания в графе «Блок управления двигателем». Важно, чтобы показатели коррекции распыла были устремлены к 0.

Подключение разъема насос форсунок

По показателям можно определить состояние форсунок: забита сама форсунка или же некорректно срабатывает клапанный узел. Если после некорректного запуска и дальнейшей нормальной работе показатели на цилиндрах более 2,5 мг, это означает что необходим срочный ремонт насос-форсунки.

Существует еще один действенный способ проверки сопротивления катушки электроклапана, применимый в том случае, когда существуют какие-то сомнения в работе насос-форсунки.

О выходе из строя может сигнализировать подача солярки в обратку. Важно, чтобы рабочее сопротивление катушки было примерно 0,5 ОМ.

В заключении, подытожим все выше сказанное, современные пьезо форсунки в большинстве случаев требуют замены на совершенно новые.

Электромагнитный тип насос-форсунок имеет право на ремонт в случаях, когда незначительно износилось уплотнительное кольцо, несильное их загрязнение, поврежден распылитель. Ситуация, когда необходима только замена — это износ ЭМК и запирающего золотника.

Насос-форсунка: устройство и принцип работы

Насос-форсунки – система впрыска, предназначена для подачи топливной смеси в дизельных двигателях. Использование подобной системы дает возможность увеличить мощность мотора, уменьшить топливные расходы и токсичность, уровень шума.

В системе впрыска данного типа за подачу топлива и его распределение отвечает единое центральное устройство – насос-форсунка. При этом каждой цилиндр оснащен своей собственной форсункой.

Система приводится в действие от распредвала, оснащенного специальными кулачками, которые через коромысло воздействуют на насос-форсунку, обеспечивая ее работу.

Как устроена система насос-форсунки

В состав системы насос-форсунка входят такие элементы, как: плунжер, поршень запорный, управляющий и обратный клапаны, игла распылителя.

Плунжер предназначен для создания рабочего давления внутри форсунки. При этом движение плунжера поступательного характера обеспечивается кулачками распредвала, а возвратное движение – пружиной.

Основной функцией управляющего клапана является впрыск топлива, а точнее управление впрыском. В подобных системах может применяться два вида клапанов – электромагнитные и пьезоэлектрические.

Клапан на основе пьезоэлемента является более совершенным за счет высокого быстродействия. Главным элементом конструкции управляющего клапана является его игла.

Пружина распылителя необходима для обеспечения надежной посадки иглы распылителя в седле. Пружинное усилие дополняется усилием давления топлива, и осуществляется это все при помощи запорного поршня, установленного с одной стороны от пружины и обратного клапана, расположенного с противоположной стороны от пружины.

Игла распылителя обеспечивает непосредственный впрыск дизельного топлива в камеру сгорания двигателя.

Управляются насос-форсунки посредством блока управления двигателем, который на основании данных, получаемых с датчиков, управляет работой клапана насос-форсунки.

Как работает система насос-форсунки

Эффективное получение и распределение ТВС в системе насос-форсунки происходит в три этапа – предварительного, основного и дополнительного впрыска топлива.

Предварительный впрыск

Этап предварительного впрыска предназначен для обеспечения плавного сгорания ТВС на этапе основного впрыска. Этап основного впрыска в свою очередь обеспечивает бесперебойную подачу топливной смеси на всех рабочих режимах ДВС.

Итак, на предварительном этапе подачи топлива насос-форсунка работает по следующей схеме. Кулачек распредвала передает механическое усилие на коромысло, которое опускает плунжер вниз.

Топливная смесь начинает подаваться по каналам, расположенным в корпусе форсунок. Далее происходит закрытие клапана с временным прекращением подачи топлива. При этом создается высокое давление ТС, достигающее 13 МПа.

При таком уровне давления игла, преодолевая усилие, которое оказывает на нее пружина, осуществляет предварительный впрыск горючей смеси.

Завершением этапа предварительной подачи топлива служит открытие входного клапана. Топливо попадает в магистраль, одновременно снижается его рабочее давление. На данном этапе может быть произведен один или два впрыска ТС в зависимости от режима работы дизеля.

Основной впрыск

Начало этапа основного впрыска сопровождается последующим опусканием плунжера. После закрытия клапана давление ТС продолжает нарастать и достигает 30 МПа. При таком давлении происходит поднятие иглы и основная подача топлива.

Высокое давление обеспечивает значительное сжатие топлива, вследствие чего в камеру сгорания поступает его большее количество. Самый большой объем горючей смеси подается при максимально возможном давлении в 220 МПа, чем достигается максимальная мощность двигателя.

Завершение этапа основного впрыска происходит аналогично предыдущему этапу после открытия входного клапана. Это сопровождается снижением давления топлива и опусканием распылительной иглы.

Дополнительный впрыск

Завершающим этапом является дополнительный впрыск, который используется для очистки сажевого фильтра от копоти, сажи и загрязнений. Дополнительная подача топлива осуществляется при опускании плунжера по схеме, аналогичной основному впрыску. На данном этапе, как правило, проводится два впрыска дизельного топлива.

Двигатели с насос-форсункой их особенности и проблемы на примере VAG 1,9 TDI (AWX)

Одним из главных направлений деятельности автоконцерна VAG является разработка и реализация новейших видов силовых агрегатов. В начале столетия заводские конструкторы завода приступили к проектированию современных насос-форсунок. Этими разновидностями оборудовали легковые машины практически целое десятилетие.

Началом установки данных моторов стал 1998 год. Силовая установка с литражом 1,9 л и производительностью 115 л. с. маркировался индексом из букв «T»,»D»,»I» и обозначался код товаров «A» «J» «M». Двигатель с насос-форсункой использовался при производстве машин Volkswagen модели Bora. Спустя десятилетие, в 2008 году, выпуск данных агрегатов был приостановлен. Для грузовых транспортных средств оснащение турбодизельными версиями с насос-форсункой все также актуально.

О параметрах эксплуатации двигателей VAG с насос-форсунками можно получить представление на базе этого силового агрегата «A» «W» «X».

О болячках моторов VAG с насос-форсунками мы поговорим на примере двигателя 1.9 TDI (AWX). Мы сняли видео об этом двигателе.

Особенности двигателей 1,9 TDI (AWX)

Двигатели 1,9 TDI (AWX) является первым представителей этой серии. За период использования силовых установок было обнаружено существенное количество недостатков и технических особенностей. Промежуток времени 2000-08 годов ознаменован тем, что данные моторы применялись для производства немецких автомобилей, к примеру, для концерна Audi серии A 4 и 6, марки Volkswagen и прочие.

Мотор 1,9 TDI характеризовался производительностью 130 л. с. Также помимо версии AWX, выпускалась модификация AVF. Различия двигателей состоят в крутящем моменте. Базовая модель имеет значение в 285 Нм, второй вариант установки – 310 Нм. Согласно этим параметрам первый тип двигателя обладает более оптимальной тягой на малых оборотах, второй намного эффективнее на средних оборотах.

Схожие габариты и конструктивные особенности, при этом сочетаются с различными версиями прошивки, в частности отличия состоят в настройке углов впрыска топливной смеси. Крутящий момент у AWX существенно сокращен, что его компенсирует более плавная и бесшумная работа. По прочим характеристикам двигатели почти идентичны. Автомобильный производитель VAG спроектировал и применил при техническом оснащении на серийные версии машин оба варианта силовых агрегатов.

Двигатели 1,9 «T» «D» «I» («A» «W» «X») оборудовались приводным ГРМ, работающим от ременной передачи. В отличие от дизельных моторов других конструкций, ремень в данном случае характеризуется большей шириной на 0,5 см. К техническим новшествам относят то, что в нем не используется натяжитель и демпфер. Уменьшить скорость износа у инженеров получилось за счет повышения интервала между зубьями на диске коленвала. Ремень ГРМ на дизельных моторах с насос-форсункой отличается повышенной прочностью и увеличенной шириной.

Ремень ГРМ на дизеле с насос-форсункой очень прочный и широкий.

Базовые недостатки мотора

С даты начала производства первого двигателя 1,9 TDI насчитывается уже свыше 2 десятилетий. Данный период позволил автолюбителям, купившим машины с такими моторами, удостоверится в их надежности, стойкости к износу и различным видам нагрузок. Базовые недостатки, как и у прочих силовых установок, характеризуются несоблюдением сроков сервисного обслуживания, применением дефектных запчастей, комплектующих и топлива.

Главным образом владельцы авто указывают на уменьшение тяги. Выявить причинно-следственную связь этого параметра возможно в автосервисе, в процессе проведения электронной диагностики. Зачастую определяются поломки, сопряженные с турбиной. Главным фактором является блокировка геометрии, истирание вакуумных патрубков, неисправности управляющего клапана. Если уменьшения тяги появляется исключительно при запуске двигателя, наверняка поломки возникли в управляющем блоке.

Геометрия турбинного элемента зачастую заклинивает. Также возможны неполадки в модуле вакуумного управления.

Моторам 1,9 TDI характерны затруднения со стартом, зачастую именно в прохладный период года. Это может возникать по нескольким причинам. После набора километража автопробега более 150 000 километров требуется замена уплотнителей насос форсунок, иначе снижается герметичность и возникают протечки. Обновление необходимо для всего комплекта. Индикатор положения коленвала также иногда выступает причиной неполадок. Неисправности с подачей топлива зачастую сопряжены с выходом из строя тандемного насоса.

Насос-форсунки – далеко не самый проблемный узел мотор 1.9 TDI (AWX).

В процессе техобслуживания непременно проводится измерение давления. Отработавшие ресурс поршневые кольца и цилиндровые стенки показывают значения как минимум 19 бар. В результате техобслуживания двигателя, давление находится в диапазоне 25-31 бар, между разными цилиндрами в норме различие составляет не выше 5 бар. В случае, когда после техобслуживания отмечены неполадки, то скорее всего понадобится заменить двигатель.

Для установки насос-форсунок в основном модуле блоке цилиндров используется специализированная планка и 1 метиз. Данный метод крепежа является устаревшим и приводит к техническим поломкам. Классическим вариантом неполадки является разбалтывание насос-форсунок, а также раннее истирание посадочных участков в головке модуля цилиндров. Сокращение герметичного состояния насос-форсунки приводит к протеканию топлива. Это сопряжено с тем, что состав вытекает на верхнюю плоскость ГБЦ сквозь полимерные уплотняющие блоки, в форсуночных деталях возникает завоздушивание, сокращается срок службы мотора.

Единичная планка не создает плотного крепежа. Спустя определенный период либо в результате неправильного монтажа происходит разбалтывание форсунки, возникают протечки и поломка посадочного участка в ГБЦ.

Дополнительным недостатком силового агрегата выступает износ кулачков распредвала. Наиболее часто отмечаются дефекты компонентов 1-го цилиндра. Базовыми причинами служат значительный автопробег, применение низкокачественных моторных жидкостей, существенные нагрузки на мотор. Модификации 1,9 TDI отрицательно отвечают на взаимодействие с контрафактными маслами, включая однократную заливку таких составов. Это приводит к увеличению износа, который наиболее явно проявляется на кулачках выпускного распредвала. Данные технические особенности в последующем требуют дорогостоящего сервисного обслуживания и существенным поломкам в процессе эксплуатации силовой установки.

Износ кулачков распредвала приводит к дорогостоящему ремонту и серьезным неполадкам в работе двигателя.

Износ кулачков на распределительном вале очень часто неравномерный. Основными первопричинами этого является применение низкокачественных масел. Сходные неполадки возникают при постоянном передвижении «внатяг», добавлении в смазочную жидкость дизтоплива. При недостатке на поверхностях двигателя масла происходит сухое трение деталей. В участках с максимальной нагрузкой, к примеру, при сопряжении кулачков и таких узлов как толкатели, коромысла, отмечается существенное уменьшение ресурса мотора. Распределительный вал установки 1 и 9 TDI подвергается повышенным нагрузкам и требует качественных смазочных составов.

Распредвал двигателя 1.9 TDI крайне нагружен и нуждается в качественной смазке между кулачками и толкателями клапанов и коромыслами насос-форсунок.

Неполадки при эксплуатации двигателя сопряжены с изменением геометрии кулачков. Данные технические неисправности получаются при некорректном открывании клапанов. Зачастую снижается кондиционирование цилиндров — это отрицательно влияет на показатели эксплуатации двигателя. На выпускных клапанах выработанный ресурс кулачков сказывается в виде некорректного функционирования системы отвода выхлопных газов. Эти вещества остаются в цилиндрической емкости, при сдавливании поршнем они отправляются в впускной коллектор. Автолюбитель замечает этот эффект в виде понижения производительности и тяговых характеристик. Также неполадки проявляются в виде черного оттенка выхлопных газов.

При продолжении эксплуатации автомобилем обеспечены затратные ремонтные заботы. Это приводит к повышенному снижению ресурса привода и ремня ГРМ. Повышенные нагрузки сказываются на компрессорном диске турбины. Владельцу машины потребуется ремонт головки модуля цилиндров, а также турбинного блока. Поломка проявляется динамичным или звенящим шумом.

Такие последствия предотвращает использование масел, вязкость которых характеризуется 5W-40, при этом параметры допуска составляют 505.01, либо 506.01. Обновлять их необходимо через каждые 10 000 км.

Износ кулачков распредвала двигателя 1.9 TDI встречается довольно часто.

Однако это не универсальный способ продления срока службы, так как через определенный период возникают такие неполадки, как износ каналов. Это приводит к протечкам жидкости в головку модуля цилиндров. Затем увеличивается износ распределительного вала и гидравлических компенсаторов, прочих деталей двигателя.

Заглушки масляных каналов по боковым сторонам коромысел склонны к отделению. В результате конструкция разгерметизируется и повышается сухое трение деталей.

В моторах 1,9 TDI не устанавливаются топливные насосы высокого давления. Отправку жидкости в форсуночный блок обеспечивает тандемный насос. Его параметры определяются характеристиками распределительного вала. Возникновение поломок приводит к блокировке подачи топлива, возникают неисправности в вакуумной части. Зачастую это проявляется неполадками усилителя рециркуляционной, тормозной системы, турбины.

Также неисправностью 1,9 TDI выступают затруднения в процессе старта силовой установки, понижением тяги. Это характерно при выходе из строя топливной системы. Обычные показатели равны 3 бара для холостого запуска и 7 бар для предельных оборотов. Также двигатель отрицательно реагирует на работу при сухом ходе цилиндров. Снижение ресурса проявляется завоздушиванием каналов для топлива. Дополнительно возникает протекание в участках стыкования прокладки к двигателю.

«АвтоСтронг» предлагает запчасти для профессионального технического обслуживания моторов 1,9 TDI. Доставляем запчасти по всей России транспортными компаниями.

Выбрать и купить контрактный мотор 1.9 TDI в специальном каталоге двигателей.

Система впрыска насос-форсунками дизельных двигателей. Назначение, устройство и принцип работы насос-форсунки

Система впрыска насос-форсунками является современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. В отличии от системы впрыска Common Rail в данной системе функции создания высокого давления и впрыска топлива объединены в одном устройстве – насос-форсунке. Собственно насос-форсунка и составляет одноименную систему впрыска.

Применение насос-форсунок позволяет повысить мощность двигателя, снизить расход топлива, выбросы вредных веществ, а также уровень шума.

В системе на каждый цилиндр двигателя приходится своя форсунка. Привод насос-форсунки осуществляется от распределительного вала, на котором имеются соответствующие кулачки. Усилие от кулачков передается через коромысло непосредственно к насос-форсунке.

Насос-форсунка имеет следующее устройство:

Плунжер служит для создания давления топлива. Поступательное движение плунжера осуществляется за счет вращения кулачков распределительного вала, возвратное – за счет плунжерной пружины.

Клапан управления предназначен для управления впрыском топлива. В зависимости от привода различают следующие виды клапанов:

Пьезоэлектрический клапан пришел на смену электромагнитному клапану. Пьезоэлектрический клапан обладает большим быстродействием. Основным конструктивным элементом клапана является игла клапана.

Пружина форсунки обеспечивает посадку иглы распылителя на седло.

Усилие пружины при необходимости поддерживается давлением топлива. Данная функция реализуется с помощью запорного поршня и обратного клапана.

Игла распылителя предназначена для обеспечения непосредственного впрыска топлива в камеру сгорания.

Управление насос-форсунками осуществляет система управления двигателем. Блок управления двигателем на основании сигналов датчиков управляет клапаном насос-форсунки.

Принцип действия насос-форсунки

Конструкция насос-форсунки обеспечивает оптимальное и эффективное образование топливно-воздушной смеси. Для этого в процессе впрыска топлива предусмотрены следующие фазы:

Предварительный впрыск производится для достижения плавности сгорания смеси при основном впрыске. Основной впрыск обеспечивает качественное смесеобразование на различных режимах работы двигателя. Дополнительный впрыск осуществляется для регенерации (очистки от накопленной сажи) сажевого фильтра.

Работа насос-форсунки осуществляется следующим образом. Кулачек распределительного вала через коромысло перемещает плунжер вниз. Топливо перетекает по каналам форсунки. При закрытии клапана происходит отсечка топлива. Давление топлива начинает расти. При достижении давления 13 МПа игла распылителя, преодолевая усилие пружины, поднимается и происходит предварительный впрыск топлива.

Предварительный впрыск топлива прекращается при открытии клапана. Топливо переливается в питающую магистраль. Давление топлива снижается. В зависимости от режимов работы двигателя может осуществляться один или два предварительных впрыска топлива.

Основной впрыск производится при дальнейшем движении плунжера вниз. Клапан снова закрывается. Давление топлива начинает расти. При достижении давления 30 МПа, игла распылителя, преодолевая усилие пружины и давление топлива, поднимается и происходит основной впрыск топлива.

Чем выше давление, тем больше количества топлива сжимается и соответственно больше впрыскивается в камеру сгорания двигателя. При максимальном давлении 220 МПа впрыскивается наибольшее количество топлива, тем самым обеспечивается максимальная мощность двигателя.

Основной впрыск топлива завершается при открытии клапана. При этом падает давление топлива и закрывается игла распылителя.

Дополнительный впрыск выполняется при дальнейшем движении плунжера вниз. Принцип действия насос-форсунки при дополнительном впрыске аналогичен основному впрыску. Обычно производится два дополнительных впрыска топлива.