Регулировка ТНВД и ремонт ТНВД

     Зачетная  работа № 2 

     ТНВД  или топливный насос высокого давления выполняет функцию подачи топлива в дизельном двигателе. Наряду с подачей топлива ТНВД распределяет топливо по цилиндрам  производя впрыск через форсунки в строго определенный промежуток времени. Данный момент определяется углом опережения впрыска. Необходимо учитывать, что ТНВД и форсунки являются устройствами прецизионной точности. Плунжеры ТНВД и штифты форсунок в процессе работы смазываются поступающим дизельным топливом. ТНВД делятся на две большие группы: рядные топливные насосы высокого давления и агрегаты распределительного типа. Топливо в ТНВД подается с помощью топливоподкачивающего насоса. В объеме гораздо больше чем требуется для работы дизеля. При этом излишки возвращаются в бак через дренажный штуцер. Несмотря на то, что патент на дизель был получен в 1893 году в автомобилях широкое применение стало возможным в 20-ых - 30-ых годах двадцатого века, когда ТНВД стали достаточно легкими  и устойчивыми в работами с высокой частотой вращения коленвала.

     Корпус  насоса Д-245 автомобиля ЗИЛ-4318 представляет собой монолитную конструкцию с несъемной головкой. Он разделен литой горизонтальной перегородкой на две части. В верхней части корпуса имеются четыре вертикальные расточки для установки секций топливного насоса. Горизонтальные сверления образуют П-образный топливный канал 2 (рис. 1), соединенный топливопроводами с подкачивающим насосом. Перепускной клапан 4, установленный в штуцере перепуска топлива к подкачивающему насосу, поддерживает в П-образном канале 2 давление около 0,1 МПа.

     В нижней половине корпуса насоса на двух шариковых подшипниках размещен кулачковый вал (общий для всех секций насоса). На кулачковом валу расположено четыре кулачка, развернутых один относительно другого под углом 90°. Между вторым и третьим кулачками вала находится эксцентрик 22, который служит для привода подкачивающего насоса.

     Рис. 1. Устройство топливного насоса высокого давления:

     1 - втулка плунжерной пары; 2 - П-образный  канал; 3 – тошшвоподводящий штуцер; 4 и 6 - перепускной и нагнетательный клапаны; 5 - штуцер; 7 - плунжер; 8 - рейка; 9 - толкатель; 10 - пружина; 11 - подвижный упор; 12 -  корректор; 13 - штуцер воздухопровода к корректору; 14 и 16 - основной и промежуточный рычаги регулятора; 15 - болт номинальной подачи топлива; 17 -  муфта; 18 - груз; 19 - корректор подачи топлива; 20 - рычаг управления; -  винт максимальной частоты вращения; 22 - эксцентрик; 23 – кулачковый вал; 24 - шлицевая втулка; 25 - установочный фланец; 26 - стопорный винт; 27 - корпус; А - пневмокамера противодымного корректора 

     Регулировка ТНВД и ремонт ТНВД

     Регулировка ТНВД и ремонт ТНВД в связи с  широким распространением дизельных  двигателей является достаточно востребованной услугой на российском рынке. Регулировка  ТНВД должна учитывать конструктивные особенности данного агрегата и в процессе ремонта ТНВД обязательным условием является использование сертифицированных запасных частей и расходных материалов. На этом фоне выполняется большинство работ, связанных с ремонтом дизелей, ремонтом ТНВД и регулировкой ТНВД с обязательной предварительной консультацией автовладельца.

     К сожалению, многие в первую очередь  обвиняют ТНВД в неправильной работе двигателя, хотя это совсем не так. Чаще всего в неправильной работе виноват  сам двигатель, либо электронные системы автомобиля, которыми оснащен автомобиль.

     Ремонт  или регулировку ТНВД следует  производить в следующих случаях:

     - На машине увеличился расход топлива.

     - Пропала подача топлива от насоса к форсунке, это говорит о том, что заклинило плунжерную пару и привело к внутренним разрушениям в насосе.

     - С шестерни ремня ГРМ сползает ремень ГРМ, после того как ремень ГРМ соскочит с шестерни ТНВД, клапана головки блока цилиндров встречаются с поршнями, соответственно клапана либо гнутся, либо обламываются, нередко повреждая поршни и головки блока цилиндров.

     - При обнаружении течи топлива из ТНВД, что может привести не только к затрудненному запуску двигателя, но и к возгоранию в моторном отсеке.

     - При обнаружении посторонних шумов в ТНВД - это первый признак того, что в насосе износились детали, что может в последствии привести к окончательному разрушению насоса.

     - При появлении повышенной дымности.

     На  смену механическим ТНВД пришли новые ТНВД — с электронным управлением. Дизельному двигателю электроника вроде бы и не очень нужна. Однако, в силу требований ЕВРО по токсичности выхлопных газов, в начале 90-х годов производители автомобилей начали оснащать дизельные двигатели электронным управлением впрыска топлива. Бортовой компьютер автомобиля, учитывая внешние и внутренние условия, такие как: температура воздуха, топлива, жидкостей, давления (их также несколько), массовый расход воздуха и т.д. (всего более двадцати параметров), стал очень точно дозировать подачу топлива в каждый цилиндр в отдельности по времени и количеству.

     Система впрыска топлива с общей топливной  рампой Common Rail как определяющий элемент высокой топливной экономичности серии 4000:

     - давление впрыска регулируется независимо от частоты вращения коленвала;

     - высокое давление впрыска (до 1500 атм.) как фактор, улучшающий смесеобразование и сгорание топлива и повышающий топливную экономичность;

     - автоматическая регулировка угла опережения впрыска и количества впрыскиваемого топлива;

     - оптимизация сгорания благодаря улучшению распыливания;

     - легкая адаптация к изменению внешних условий;

     - отсутствие механических напряжений в системе газораспределения, создаваемых ТНВД;

     - незначительная мощность на привод ТНВД.

      Благодаря последним разработкам топливной  дизельной аппаратуры стало возможным существенно снизить содержание вредных веществ в выхлопных газах, а именно, уменьшить количество сажи, что соответствует новым европейским требованиям.

      Система Common Rail состоит из цилиндров, у каждого из которых свой инжектор, насос и топливопровод. В этом топливопроводе давление составляет 1800 бар, что в три раза выше по сравнению с обычными двигателями. ТНВД напрямую связан с распределительным валом и срабатывает при каждом обороте, а не так как в обычном двигателе один раз за два оборота. Инжектор при давлении 1800 бар открывается при помощи электромагнитного клапана. В результате образуется тонкодисперсная смесь. В традиционных двигателях управление топливным насосом осуществляется механически. По системе Common Rail электромагнитным клапаном можно управлять через компьютер. Все факторы, влияющие на процесс сгорания, а это — температура воды и воздуха, скорость и частота оборотов, можно запрограммировать с помощью компьютера. В результате столь гибкого управления процессом приготовления смеси удаётся достичь большего эффекта по мощности и чистоте выхлопных газов, в них не содержится так много частиц сажи. Однако такая система подвергает моторное масло большим нагрузкам. Из-за более интенсивного горения верхняя часть поршней нагревается гораздо сильнее, чем у традиционного дизельного двигателя. Верхняя часть поршня у традиционного двигателя непосредственного впрыска нагревается до 320-350° C;, при системе Common Rail свыше 400° С, то есть моторное масло выгорает значительно быстрее. В результате в таких двигателях возникает потребность в синтетических маслах, или по крайней мере в полусинтетических материалах. В обычных дизельных двигателях сгорание происходит по достижению поршнем верхней точки. В системе Common Rail сгорание происходит в тот момент, когда поршень начинает своё движение вниз. Поршень, поднимаясь наверх, захватывает с собой масло, смазывая рабочую поверхность цилиндра. При спуске вниз происходит возгорание, однако на верхней части стенок цилиндра остаётся какой-то отрезок смазанной маслом поверхности, это масло сгорает, образуя нагар, клейкое вещество. Как только поршень вновь поднимается наверх, он захватывает нагар и отводит его в масло. Таким образом обеспечивают меньшее содержание сажи в выхлопных газах, однако сажа вместе с маслом попадает в масляный поддон. Поэтому моторные масла Common Rail должны как можно больше принимать сажи и удерживать её во взвешенном состоянии. В результате в современных маслах содержится много кальцийсодержащих присадок, свыше 3.000 qqm. Щелочное число масла становится не столь важным по сравнению с содержанием кальция. Если в традиционных дизельных двигателях содержание сажи в моторном масле не должно превышать 2,5%, то при системе Common Rail оно может достигать 7,5%.

      Что произойдёт если в системе Common Rail использовать обычное масло? На поверхности клапанов образуются отложения, ухудшается продувка цилиндра в момент выпуска. Возникает ситуация, когда оставшиеся в цилиндре отработанные газы препятствуют качественному образованию новой смеси. По причине более высоких температур, по сравнению с традиционными двигателями, вблизи поршневых колец образуется нагар. Из-за нагара поршневое кольцо не может точно следовать по контурам цилиндра, происходит заедание поршня. Кроме того обычные масла не могут удержать столь много частиц сажи во взвешенном состоянии и транспортировать их к фильтру. Это приводит к образованию отложений в самых разных частях двигателя. Разумеется, в таком случае можно сократить интервалы смены масла по сравнению с интервалами, предписанными изготовителем двигателя. Но всё же таким образом не удастся избежать нагара на поршневых кольцах. Следовательно, для системы Common Rail необходимо использовать только специально разработанное масло.

     На  смену просто ЕВРО ввели ЕВРО-II, потом ЕВРО-III, уже в этом году будут введены нормы ЕВРО-IV. Разработчики систем питания дизельного двигателя также не стоят на месте, на смену рядным ТНВД PE и PES, распределительным VE, Lucas, Lucas Epic, насос-форсункам, ТНВД VP29, VP30, VP44 уже более 4-х лет работает топливная система с общим накопителем Common Rail. По динамике разгона и максимальной скорости автомобиль, оснащенный топливной системой Common Rail, практически ни в чём не уступает своему бензиновому собрату. И конечно, нетрудно догадаться, сколько килограммов электроники под капотом такого современного автомобиля.

     Бортовой  компьютер записывает в свою память информацию о неисправности какой-либо из систем даже в случае её кратковременного проявления. Для того чтобы прочитать эту информацию, просмотреть в реальном времени работу всех систем управления двигателя во всех режимах, необходимо современное диагностическое оборудование.

     Важную роль в дизельном двигателе играет форсунка.

     Форсунка  это элемент который непосредственно производит впрыск в камеру сгорания дизельного двигателя. Часто обладатели дизельных автомобилей грешат на ТНВД хотя это не всегда правильно. Форсунка это конечный элемент топливной аппаратуры в который подается высокое давление топлива. От форсунки во многом зависит работа ДВС.

     Если  давлении открытия форсунки упало, то соответственно форсунка откроется раньше. В результате может появиться черный дым. 
Если давление открытия форсунки завышено то, форсунка откроется позже, что в свою очередь приведет к белому дыму.

     Теперь  представим что на двигателе стоят  форсунки отрегулированные под разное давление. Казалось бы вы выставили  предварительный угол впрыска согласно технической документации но двигатель  работает с перебоями и непонятно  почему дымит то черным то белым , ответ напрашивается сам по себе одни форсунки открываются позже другие раньше. Как - бы вы не регулировали угол впрыска топлива положительных результатов вы не добьетесь.

     К великому сожалению в России часто  с таким явлением что автомобили приезжают не на диагностику а уже на ремонт, хотя многих затратных ремонтов можно было избежать проверив топливную аппаратуру.

     Регулировка ТНВД

     В  ТНВД автомобильных дизельных двигателей, главным образом, используется одна из следующих систем впрыскивания топлива: насос с рядным расположением плунжерных пар и насос распределительного типа. В насосе с рядным расположением плунжерных пар, широко применяемом на двигателях большегрузных автомобилей, кулачковый вал приводит в действие один плунжер, подающий топливо только к одному цилиндру двигателя.

     Насос распределительного типа характеризуется  механическим или электронным регулятором  и интегральным устройством, управляющим углом опережения впрыскивания.

     Одноплунжерный  насос распределительного типа с вращающимся плунжером обычно применяется для высокооборотных двигателей легковых автомобилей и малотоннажных грузовиков. Центральный плунжер, приводимый в движение от кулачкового диска, создает давление и распределяет топливо по отдельным цилиндрам, а дозатор или электромагнитный клапан регулирует количество впрыскиваемого топлива.

     Насос распределительного типа с радиальным расположением плунжерных пар встречаются на дизелях с высокой частотой вращения коленчатого вала для легковых автомобилей и малотоннажных грузовиков с непосредственным впрыскиванием топлива. Элементы насоса в обоих типах систем изготавливаются с высокой точностью для обеспечения продолжительного срока службы и стабильности работы, точного регулирования момента отсечки и количества впрыскиваемого топлива, а также равномерности дозирования по отдельным цилиндрам.

     Основным  узлом топливной системы дизеля является топливный насос высокого давления. Его главные функции — нагнетание топлива в форсунки в строго дозированном количестве и обеспечение необходимого момента начала впрыскивания (он определяется углом опережения впрыска по аналогии с углом опережения зажигания у бензиновых двигателей).