Устройство насоса высокого давления для дизельного двигателя

Установка топливо подкачивающего насоса

Преимущества установки подкачивающего насоса на дизель

Если вернуться к основной теме, подкачивающий насос на дизель во многих случаях является электрическим. Такой насос становится важным элементом в системе питания, так как позволяет не только быстро и эффективно подать дизтопливо к ТНВД, но и пропустить солярку через фильтры.

Также наличие подкачивающего насоса позволяет добиться стабильной работы дизельного двигателя во всех режимах и на любых оборотах, то есть исключается нехватка топлива под нагрузками. Еще отметим, что многие владельцы дизельных авто, которые штатно не имеют дополнительного насоса, принимают решение установить его самостоятельно.

Данная необходимость может быть продиктована разными причинами, начиная с незначительного завоздушивания системы питания после стоянки и заканчивая стремлением облегчить пуск дизельного двигателя. Насос можно поставить как в топливный бак, так и интегрировать на определенных участках топливных магистралей подачи дизтоплива уже после бака.

Как правило, после установки владельцы отмечают, что дизель легче заводится (нужно сделать меньшее количество оборотов стартером). Также отмечается более стабильная работа ДВС на разных режимах (переходные режимы, ХХ, работа под нагрузкой). В некоторых случаях возможен и прирост мощности, так как горючее стабильно подается к ТНВД даже на высоких оборотах.

Устройство подкачивающего насоса и различные типы ТННД

Если говорить о конструкции, топливный насос низкого давления имеет следующие составные элементы:

1. Приводной вал
2. Ротор с лопастями
3. Статор
4. Диск распределения
5. Приводную шестерню-регулятор
6. Соединительные муфты

Принцип действия заключается в том, что сначала начинает двигаться ротор, в результате его лопасти приближаются к статору. В результате под воздействием центробежной силы создаются «камеры» и определенное напряжение. Затем из камер горючее поступает к ТНВД. Для подачи топлива в диске распределения выполнены каналы. Если давление превышает норму, часть горючего перенаправляется на редукционный клапан.

С учетом того, что подкачивающий насос и насос высоко давления связаны, для того, чтобы поддерживать необходимые условия, имеется топливный сливной дроссель. Указанный дроссель представляет собой жиклер, который вкручен в ТНВД.

Данное решение позволяет поддерживать нужные условия в камерах, при этом учитывается зависимость от той скорости, с которой движется приводной вал. Подобная схема хорошо подходит для дизельных моторов, при этом существуют и другие виды подкачивающих насосов.

Разновидности топливных насосов низкого давления

Начнем с того, что топливный насос низкого давления установлен на любом автомобиле, бензиновом (карбюратор, инжектор), так и на многих дизельных, но не на всех. Данное устройство «вытягивает» горючее из топливного бака, после чего топливо проходит через фильтры, попадает в дозирующие системы и подается в двигатель.

При этом подкачивающие насосы бывают механическими и электрическими. На бензиновых карбюраторных ДВС стоит механический насос, на инжекторных моторах подкачивающий топливный насос электрический. Однако если в бензиновых аналогах независимо от типа мотора такой насос является основным, в дизельных двигателях подкачивающий насос подает топливо на ТНВД.

Механический подкачивающий насос, как правило, ставится на блок цилиндров. В действие такое устройство приводит сам двигатель. Если просто, во время вращения мотора происходит нажатие на специальный кулачок насоса, в результате устройство начинает закачивать горючее в карбюратор. Также механический насос имеет специальный рычаг, что позволяет вручную прокачать бензин перед запуском двигателя.

Электрический подкачивающий насос стал необходимостью после того, как появились инжекторные двигатели. Дело в том, что для нормальной работы инжектора топливо должно подаваться на форсунки под более высоким давлением по сравнению с карбюраторными ДВС.

Естественно, слабый по производительности механический насос не способен справиться с такой задачей. Ему на смену пришел электробензонасос. Такой насос фактически представляет собой электродвигатель и насосную камеру, которые объединены в общем в корпусе. Нагнетатель расположен прямо в бензобаке и погружен в топливо. Также в корпус насоса интегрирован датчик уровня топлива и специальная сетка-фильтр для очистки горючего.

Такое решение имеет целый ряд преимуществ, так как устройство более производительное, а также не перегревается от избытков тепла в подкапотном пространстве. Также перед запуском двигателя нет необходимости подкачивать топливо вручную, так как после поворота ключа зажигания подкачивающий насос начинает сразу работать, поднимая давление в системе питания.

Еще следует отметить, что в схеме с электрическим насосом топливо постоянно движется по магистралям, что позволяет поддерживать нормальную температуру горючего и избежать перегрева.

Топливоподкачивающий насос однократного действия

Топливоподкачивающий насос однократного действия состоит из корпуса, в котором размещены шток, поршень и клапана.

На входе и выходе топлива в корпусе в корпусе насоса установлены впускной 5 и выпускной 1 клапаны с пружинами. Привод насоса осуществляется от эксцентрика 3 кулачкового вала ТНВД. Усилие через толкатель передается на привод поршня топливоподкачивающего насоса. Обратный ход поршня осуществляется под действием пружины 6. Принцип работы такого насоса заключается в следующем. При сбегании эксцентрика 3 с толкателя 2 давление на поршень 4 со стороны толкателя пропадает и под действием пружины 6 поршень перемещается вверх. Впускной клапан 5 при этом закрывается, а выпускной 1 открывается и топливо поступает к ТНВД. При набегании эксцентрика 3 кулачкового вала на шток 2 поршень 4 движется вниз. Топливо находящееся под давлением открывает впускной клапан 5 и поступает через прорези в поршне в полость, находящуюся над поршнем.

Сайт о внедорожниках УАЗ, ГАЗ, SUV, CUV, кроссоверах, вездеходах

Различие системы впрыска топлива дизельных двигателей состоит в механизме создания высокого давления. Для этого в системе впрыска топлива используется топливный насос высокого давления (ТНВД).

Системы впрыска дизельных двигателей с рядным и распределительным ТНВД, особенности устройства систем впрыска топлива UIS, UPS и Common Rail, схемы систем.

Существуют следующие системы впрыска топлива для дизельного двигателя:

— Система с рядным ТНВД
— Система с распределительным ТНВД.
— Системы с индивидуальными ТНВД.
— Система Common Rail.

Система впрыска топлива с рядным ТНВД.

Конструкция этого типа имеет плунжерные пары по числу цилиндров. Во время работы плунжер смещается в направлении подачи, приводимым от двигателя кулачковым валом. Возвратная пружина приводит плунжер в исходное положение. Отдельные секции ТНВД расположены в ряд — отсюда и название «рядный».

Избыточное давление созданное внутри плунжерной пары открывает механическую форсунку и происходит впрыск топлива в камеру сгорания. Величина активного хода плунжера изменяется его поворотом вокруг собственной оси с помощью рейки ТНВД. Это позволяет регулировать величину цикловой подачи топлива. Рейка управляется механическим центробежным регулятором, а в более продвинутых системах — электроприводом.

Схема системы впрыска топлива с рядным ТНВД.

Разновидностью ТНВД этого типа являются рядные ТНВД с дополнительными втулками. Изменяя ее положение с помощью исполнительного механизма, регулируют момент начала впрыска, независимо от частоты вращения коленвала.

Схема системы впрыска топлива с рядным ТНВД с дополнительной втулкой.

Система впрыска топлива с распределительным ТНВД.

Насос в такой системе впрыска имеет единый нагнетательный элемент для всех цилиндров. Топливоподкачивающий насос нагнетает топливо в камеру высокого давления. Высокое давление создается с помощью аксиального плунжера или нескольких радиальных плунжеров. Вращающийся центральный плунжер-распределитель направляет топливо через распределительный паз к форсункам.

В аксиальном ТНВД величину цикловой подачи определяет положение регулирующей втулки. Момент начала впрыска устанавливается поворотом роликового кольца на необходимый угол. В радиальном ТНВД регулировка момента начала впрыска устанавливается поворотом кулачковой шайбы на необходимый угол. Кроме того, эта регулировка и управление величиной цикловой подачи топлива осуществляется электромагнитным клапаном.

Схема системы впрыска топлива с распределительным аксиальным ТНВД.

Схема системы впрыска топлива с распределительным радиальным ТНВД.

Система впрыска топлива с индивидуальными ТНВД.

Особенностью этой системы является отсутствие (или минимальная длина в системе UPS (Unit Pump System)) магистрали высокого давления. Это позволяет достигать давления впрыска до 2050 бар и улучшить протекание процесса впрыска. Имеются две конструкции, построенные по этой системе:

Система впрыска UIS (Unit Injector System).

В ней насос и форсунка объединены в один агрегат. Привод насос-форсунки осуществляется от кулачка распредвала. Регулировка параметров впрыска происходит с помощью электромагнитного клапана высокого давления.

Система впрыска UPS (Unit Pump System).

Принципиально она не отличается от системы UIS, только насос и форсунка не объединены в один агрегат, их соединяет короткая магистраль. Такая конструкция облегчает монтаж системы на двигатель и, соответственно, упрощает обслуживание и ремонт системы.

Система впрыска топлива Common Rail.

Особенностью конструкции этой системы впрыска является разделение функций создания высокого давления и регулирования впрыска. Давление впрыска создается и регулируется в автономном ТНВД независимо от частоты вращения двигателя и величины цикловой подачи топлива.

Оно сохраняется в аккумуляторе давления. Каждый цилиндр имеет электромагнитную форсунку впрыска с клапаном высокого давления. Регулирование впрыска осуществляется электронным блоком управления.

Топливный насос низкого давления дизельного двигателя: основные особенности и предназначение

Двигатель автомобиля часто сравнивают с человеческим сердцем. И определенное сходство действительно есть. Благодаря сердцу человек может жить, а автомобиль благодаря мотору — двигаться. Сердце прокачивает кровь в организме – обеспечивает ее циркуляцию ко всем ключевым органам. В двигателе такую функцию выполняет топливная система. Сегодня мы рассмотрим особенности и предназначение насоса низкого давления. Этот элемент является очень важной частью системы питания. ТННД необходим для подачи горючего к ТНВД. Часто его устанавливают рядом с ТНВД. Оба механизма соединены при помощи патрубков, через которые осуществляется циркуляция. Одновременно топливо проходит через фильтры, где очищается.

Какие задачи решает ТННД в топливной системе

Топливный насос низкого давления дизельного двигателя решает важную задачу.

Как устроен ТННД

Топливный насос низкого давления дизельного двигателя состоит из вала привода. Прокачивание осуществляется при помощи специального ротора, на котором имеются лопасти. Также в конструкции предусмотрен статор, распределительный диск и приводная шестерня. Когда ротор приводится в действие, происходит сближение его лопастей со статором. Затем выполняется формирование камер из-за воздействия центробежной силы. Так как в полости насоса создается напряжение, то горючее поступает из них непосредственно к ТНВД. Для этого существуют каналы в распределительном диске. Незначительный объем дизеля попадет в клапан редукции, если давление больше необходимого.

Устройство подкачивающего насоса

Подкачивающий или топливный насос низкого давления (ТННД) в дизельных силовых агрегатах имеет простую конструкцию. Он состоит из двух шестеренок, которые постоянно находятся в сцеплении друг с другом. В процессе вращения зубья этих шестерен создают поток горючего по топливной системе к насосу высокого давления. Главный элемент конструкции в насосе помпового типа – поршень, который нагнетает топливо. Для подачи дизеля необходимо два режима работы поршня. Это рабочий ход и вспомогательный.

Разновидности ТННД

Топливный насос низкого давления дизельного двигателя – это только одна разновидность этих механизмов. Кроме дизельных, данные устройства можно встретить в других двигателях, независимо от модели мотора или года его производства. Без насоса не обойтись – он необходим для подачи горючего из топливного бака и передачи его далее по системе.

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.

Электрический

На современных автомобилях используют электрический топливный насос низкого давления дизельного двигателя и бензинового инжекторного мотора. Использование механического прибора стало просто невозможным. Он, ввиду меньшей мощности, не мог справиться с поставленными задачами. Он не создает необходимое давление внутри топливной системы.

Топливный насос высокого давления (ТНВД)

Это устройство считается одним из самых сложных в дизельном моторе. Главная его задача — обеспечить подачу дизеля в камеры сгорания под высоким давлением. Подача обеспечивается не просто под определенным давлением, но в необходимый момент времени. Порция очень точно отмеривается электроникой и полностью соответствует уровню нагрузки на агрегат. Существует несколько видов устройств по типу впрыска. Это агрегаты с аккумуляторной системой впрыска и с непосредственным действием.

Аккумуляторные ТНВД и их особенности

Насосы, оснащенные аккумуляторным впрыском, имеют отличия. Так, на рабочий привод плунжера будут действовать сжатые под давлением газы в цилиндрах двигателя. Также воздействие может оказываться с помощью пружин. Сейчас распространены устройства с аккумулятором гидравлического типа. Они устанавливаются в мощных моторах, работающих преимущественно на небольших оборотах.

Основные неисправности ТННД

Основная проблема – это снижение производительности устройства и падение уровня впрыска, которое обеспечивал топливный насос низкого давления дизельного двигателя. Определить его можно при помощи манометра или же датчика давления, который устанавливают на входе.

Как ремонтировать ТННД

В случае если упала эффективность работы агрегата, топливный насос низкого давления дизельного двигателя необходимо демонтировать и провести ревизию. Зачастую производительность снова вырастает после промывки и прочистки рабочих полостей и элементов устройства.

Зная, как устроен топливный насос низкого давления дизельного двигателя, принцип работы устройства, можно без труда отремонтировать его или же заменить.

Как проверить ТНВД на дизельном двигателе без диагностического стенда

Топливная система считается самым дорогим в ремонте узлом дизельного мотора. Чтобы избежать крупных трат после покупки автомобиля, важно знать, как проверить ТНВД на дизельном двигателе.

Признаки неисправности ТНВД дизельного мотора

Перед диагностикой требуется обратить внимание на «симптомы» неисправного ТНВД:

• вибрации;
• слабая тяга;
• неуверенный запуск мотора;
• нестабильная работа;
• дизельный стук;
• увеличение расхода топлива;
• появление масляной эмульсии в охлаждающей жидкости;
• снижение мощности на средних и высоких оборотах;
• серый дым;
• черный дым.

Определение неисправности производится методом подключения ТНВД к специальному стенду, позволяющему провести анализ генерируемого давления.

Данный метод неудобен тем, что насос придется вести в сервис, а услуга диагностики платная. Велика вероятность, что в топливной системе вышел из строя не ТНВД, поэтому деньги на диагностику насоса могут быть потраченными впустую. Поэтому важно знать, как проверить ТНВД на любом дизельном двигателе быстро и не снимая.

ТНВД на дизельном двигателе М57.

Проверка при помощи оборудования

Проблемы с высоким давлением могут быть из-за:

• неисправности клапана объемного регулирования подачи топлива ТНВД;
• износа плунжеров или перепускных клапанов;
• поломки регулятора на рейке;
• неполадки форсунок.

Так как ремонт или замена топливного насоса высокого давления считаются дорогостоящей операцией, необходимо определить, что проблема не кроется в самой топливной системе. То есть необходимо проанализировать методом исключения составляющие топливной магистрали, так как в большинстве случаев поломки происходят в них. Если данные узлы исправны, значит проблема в ТНВД.

Согласно статистике, в 70 процентах случаев проблем с топливной системой сбой произошел не в ТНВД. Многие неопытные диагносты при первых проблемах с топливной системой «приговаривают» топливный насос высокого давления, что неверно.

На первом этапе диагностики требуется исключить неисправность форсунок.

Второй этап позволяет убедиться, что регулятор давления в рейке не имеет повышенного обратного слива и не мешает регулированию давления.

Исключение форсунок

Требуется исключить повышенный расход дизеля в топливной рампе путем отключения форсунок. При данной операции важно соблюдать чистоту, так как велика вероятность попадания грязи в топливные форсунки.

Для предотвращения попадания грязи используются защитные колпачки. На штуцер топливной рейки накручиваются заглушки.

Данный метод позволяет исключить форсунки, как источник повышенного расхода горючего. Необходимо произвести замер давления без форсунок. Исправный ТНВД без форсунок должен показывать при прокрутке стартера давление более 1000 бар. Данное давление или значение больше его свидетельствует, что ТНВД и подкачивающий контур исправны.

Оценка давления производится при помощи штатного датчика и сканера в фактических параметрах. Необходимо выбрать режим «давление топлива в магистрали» и включить зажигание автомобиля. Во время прокрутки двигателя стартером будут фиксироваться параметры давления. Для точного результата рекомендуется провести данную операцию несколько раз.

Если давление в системе менее 1000 бар, требуется исключить неисправность регулятора давления на рейке. Данные можно посмотреть без сканера, подключив компьютер к автомобилю. Штатный датчик в топливной системе машины зафиксирует необходимое давление.

Исключение регулятора давления в рейке

Проверка производится при помощи мультиметра, переведенного в режим измерения напряжения. Первый щуп устанавливается на любую имитацию «минуса», второй на контактную ножку регулятора (плюсовую).

Напряжение на мультиметре должно быть приблизительно 5 Вольт. Второй этап: установка щупа на плюсовую клемму аккумулятора, второго на минусовую ножку на фишке регулятора. Мультиметр должен показывать 12 Вольт +- 3 Вольта.

Если форсунки и регулятор давления машины исправны, производится проверка подкачивающего контура или контура низкого давления. В случае исправности данного узла проблема кроется в самом ТНВД.

Необходимо определить линию подачи топлива из бака к ТНВД. Разъем данной линии отсоединяется. В SsangYong его лучше поддевать отверткой.

Операцию не рекомендуется проводить в тканевых перчатках. Попадание ворсинок в топливную систему приведет к поломке форсунок.

В разрыв топливной цепи авто подключается манометр. Устройство должно показать давление от 3 до 5 бар. Автомобиль заводится и меряется уровень давления. Если давление ниже номинального, необходимо заменить фильтры, проверить заборный фильтр в баке.

Проверка без специального оборудования

Информация о том, как проверить ТНВД на дизельном двигателе без спецоборудования в домашних условиях позволяет избежать платной диагностики на стенде.

Топливный насос двигателя состоит из двух частей:

• насос низкого давления;
• ТНВД.

Проверка контура низкого давления

Рассмотрим проверку на примере мотора 1,9 с системой Комон Рэйл. Производится проверка подкачивающего насоса низкого давления. При прокрутке стартером на вход насоса топливо должно подаваться свободно. Если это не происходит, значит забиты фильтры или засорена проводящая система автомобиля.

От насоса низкого давления горючее идет на фильтр тонкой очистки, который нужно проверить. От насоса низкого давления отсоединяется шланг, приходящий на фильтр тонкой очистки. В место крепления шланга к насосу прислоняется палец. При прокрутке двигателя стартером топливо выдавит палец с разъема.

Проверка контура высокого давления

От фильтра тонкой очистки горючее поступает на ТНВД, с которого идет в рампу. Проверяется поступление топлива от ТНВД к рампе путем отсоединения связующего шланга. Также палец прикладывается к месту, где шланг соединен с ТНВД, и прокручивается стартер. Давление должно вытеснить палец с выхода. Если топливо не выходит из насоса, то проблема в засорении нагнетательного клапана.

На насосе имеются гайки, под которыми располагаются плунжера. Если один из плунжеров под гайками начнет сливать топливо обратно, то насос качать топливо в рампу не будет. В таком случае требуется открутить все гайки и вытащить нагнетательные клапана, промыть их очищающей жидкостью. Далее клапана ставятся обратно и повторно производится проверка, идет ли топливо с ТНВД. В 80 процентах случаев данная операция помогает решить проблему.

Принцип работы топливной системы Common Rail.

На рампе имеется датчик давления, клапан аварийного сброса. В каждом из штуцеров на форсунку есть клапан, предотвращающий потерю давления при условии неисправности форсунки.

Если в автомобиле присутствует ошибка по системе низкого давления, то неисправность может крыться в клапане аварийного сброса давления. Если на холостых или низких оборотах из клапана выходит топливо, значит, он забит и необходимо произвести замену.

Что делать если в данный момент нет клапана, а движение необходимо продолжить. Рассмотрим ситуацию на примере Саньенг. В открученном клапане имеется отверстие, которое необходимо закрыть. Делается это при помощи сварки или вытачивания заглушки.

Для проверки подачи топлива не требуется снимать ТНВД. В большинстве случаев неисправность кроется не в нем.

Дополнительные методы проверки ТНВД

Дополнительная информация, как проверить ТНВД на дизельном двигателе, поможет сузить круг неисправностей. Проверка ТНВД в домашних условиях не требует наличия спецоборудования, но не гарантирует 100-процентного выявления неполадок.

Проверка плунжерных пар на наличие воды производится методом прокручивания шкива ГРМ. Предварительно требуется произвести снятие ремня ГРМ. Если шкив не прокручивается, то в плунжерах имеется вода.

Вместо исходящей трубки от ТНВД ставится устройство для измерения давления. При провороте мотора стартером давление должно быть не менее 300 кг/см 2 . Меньший показатель говорит об износе плунжерной пары.

На корпусе насоса имеется датчик оборотов, который может выйти из строя. При его неисправности горючее не будет поступать от ТНВД к форсункам. Проверять датчик можно методом прозвона при помощи мультиметра. Первый щуп ставится на вход датчика, второй — на выход. Если цепь прозванивается, то датчик исправен.