Неисправности топливной системы дизельного двигателя: обзор возможных причин и способы решения проблем

Как устроена система питания

Рассмотрим устройство системы питания дизельного двигателя на примере дизельного двигателя ЗМЗ-5143.10, которым комплектуются автомобили УАЗ.

Схема питания дизельного двигателя:

Эта схема системы питания дизельного двигателя показывает основные конструктивные элементы и направления линий циркуляции солярки.

Схематическое устройство насоса высокого давления:

Основные технические элементы системы питания:

бак для солярки;
фильтры тонкой и грубой очистки;
подкачивающий насос;
ТНВД;
форсунки;
магистраль высокого давления топлива;
трубопровод низкого давления;
воздушный фильтр;
могут быть дополнительные элементы, в зависимости от двигателя: сажевые фильтры, электронасосы, турбонаддув, и др.

Система питания делится на два больших блока:

Механизм подачи дизтоплива в двигатель.
Аппаратура подвода воздуха.

Механизм подвода топлива реализуется разными системами, в зависимости от двигателя, но в общем случае сегодня используется аппаратура разделенной компоновки, с отдельно реализованными ТНВД и форсунками.

Работа системы питания дизельного двигателя описывается следующими этапами:

Дизтопливо содержится в баке, фильтруясь и поступая к ТНВД по магистрали низкого давления посредством топливоподкачивающего насоса.
Прежде, чем попасть в каналы высокого давления, солярка проходит через фильтры – грубый и тонкий. Создаваемого подкачивающим насосом давления достаточно для прокачки горючего до ТНВД, но слишком мало для создания рабочего давления в идущем к форсункам потоке.
ТНВД поднимает давление до требуемых величин и выпускает поток к форсункам, в том порядке, в котором работают цилиндры двигателя. Поэтому насос высокого давления разделен на секции соответственно числу цилиндров.
Форсунки передают топливо в камеры сгорания.

Форсунки расположены в головке блока цилиндров. Их основная задача – точное распыление топливного факела в пространство камеры сгорания.

Форсунки дизельного ДВС бывают:

закрытого типа;
открытого.

Основная масса двигателей получает закрытые форсунки, у которых сопла в неактивном состоянии закрыты запорной иглой. Таким образом, непосредственное сообщение полости форсунки и камеры сгорания происходит только в момент впрыска или открытия форсунки.

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.

Для начала следует слить всю охлаждающую жидкость в автомобиле.
Далее отсоединяется минусовая клемма аккумулятора.
Снимается вентилятор и кожух вентилятора, усложняющие доступ к корпусу ТНВД.
Затем снимается крышка головки блока цилиндров.
Далее снимается кожух ремня ГРМ.
Затем демонтируется впускной коллектор.
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.
Затем необходимо демонтировать ремень ГРМ со шкивов распределительного вала и вала ТНВД.
Далее необходимо отсоединить топливный трубопровод и сливной провод от насоса. Также отсоединяется шланг для слива масла.
Далее требуется отсоединить распределительные трубопроводы от форсунок цилиндров с помощью приспособления 13 5 020.
Далее отсоединяются детали электропроводки.
Затем нужно снять крепеж ТНВД. Для снятия центральной гайки ТНВД сначала демонтируется колпачковая гайка, а затем откручивается центральная гайка рожковым ключом на 18.
Далее выворачиваются болты на корпусе ТНВД.
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 проходит диагностика ТНВД?

Мы проводим диагностику и выявление неисправностей ТНВД на стенде — устройстве, которое имитирует его действие в рабочих диапазонах. Мы проводим компьютерную стендовую и визуальную диагностику. Диагностика ТНВД на стенде позволяет автоматически измерять углы впрыска и фиксировать наличие отклонения от нормы, определять частоту вращения вала насоса, выработку нужного числа циклов, равномерность подачи топлива, степень износа деталей. В рабочем режиме топливного насоса намного проще выявить неисправности, а также можно намного точнее определить их характер и снизить до минимума возможность ошибки.

Может получиться так, что проблема не только в ТНВД, но и в топливной аппаратуре. В таком случае мы проводим полноценную диагностику, в ходе которой выявляем также проблемы всей аппаратуры. При необходимости мы проведем ремонт ТНВД для устранения неисправностей — наши мастера обладают соответствующей квалификацией. После ремонта (при его необходимости) проведем снова диагностику — для исключения возможности иных неисправностей или предпосылок к ним.

Полную и актуальную стоимость диагностики ТНВД в Москве уточняйте по телефону.

Записаться на обслуживание

Оставьте заявку и мы перезвоним в течение 27 секунд!

Почему возникает необходимость прокачать топливную систему дизельного ДВС и как это сделать

Как уже было сказано выше, топливо в дизеле подается под высоким давлением. Указанное давление создает ТНВД (топливный насос высокого давления). В том случае, если происходит подсос воздуха, давление в насосе не достигает нужных значений для реализации эффективного впрыска топлива в цилиндры дизельного двигателя.

Естественно, в подобной ситуации дизельный мотор плохо заводится, работа в режиме холостого хода и под нагрузкой может быть нестабильной (дизель троит), обороты начинают плавать, силовой агрегат может глохнуть прямо в движении и т.д. Отметим, что не только завоздушивание проявляется в виде указанных симптомов, однако также вполне может являться одной из причин.

Для решения проблемы понадобится сначала выяснить, есть ли проблемы с герметичностью. Если это так, тогда потребуется удалить воздух из топливной системы дизельного мотора. Чтобы определить, действительно ли в топливную систему попал воздух, на начальном этапе нужно отсоединить топливопроводы высокого давления от форсунок. Затем следует отвернуть гайки, которые крепят трубопроводы.

Далее нужно пригласить помощника, который стартером будет крутить двигатель. Главное, определить, поступает или не поступает горючее из трубопроводов. Если подачи нет, в системе может быть воздух и она нуждается в прокачке.

Прежде всего, первым прокачивается фильтр топлива. Для этого при помощи ключа немного откручивается винт на корпусе фильтра.
Далее нужно качать топливо насосом ручной подкачки. Прокачка длится до тех пор, пока через отверстие винта горючее не начнет вытекать, причем без воздушных пузырьков. Теперь винт на корпусе фильтра можно закрутить.

Отметим, что не все дизеля имеют насос ручной подкачки. На таких моторах прокачать топливный фильтр дизеля будет несколько затруднительнее, так как топливоподкачивающий насос в случае завоздушивания фильтра также не работает.

Для решения задачи винт на корпусе фильтра откручивается, далее стартером помощник крутит мотор

Обратите внимание, процедура может занять много времени и существует риск полностью разрядить аккумулятор. По этой причине рекомендуется проводить прокачку стартером в условиях гаража или задействовать бустер (пуско-зарядное устройство), чтобы минимизировать разряд АКБ

Как прокачать ТНВД

После того, как фильтр топлива был прокачан, далее нужно приступать к удалению воздуха из топливного насоса высокого давления.

Сначала потребуется открутить центральный болт, который расположен по центру между штуцерами магистралей высокого давления;
Далее включается зажигание, после чего прокачка осуществляется при помощи ручного подкачивающего насоса. Прокачка длится до тех пор, пока из отверстия под ранее открученный центральный болт не появится горючее.
Теперь болт можно немного закрутить, чтобы было легче контролировать наличие или отсутствие пузырьков воздуха в вытекающем горючем.
Если в процессе прокачки дизельное топливо так и не появилось в отверстии под болт, тогда можно прокрутить двигатель стартером и продолжить прокачку до появления чистого топлива без воздуха.
После того, как пузырьки воздуха исчезнут, болт снова нужно открутить и начать крутить мотор от стартера

При этом следует обратит внимание на то, как солярка выталкивается из отверстия.
В норме горючее должно выходить с пульсацией, дозировано. В этом случае можно предполагать, что ТНВД исправен, а проблемы с работой мотора возникли из-за завоздушивания системы

Болт можно затягивать.

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.

На продолжительность периода задержки воспламенения топлива и на характер процесса сгорания влияют следующие факторы:

• физические и химические свойства топлива;• температура и давление воздуха в период впрыска топлива;• характер и интенсивность вихревого движения воздуха в камере сгорания;• работа топливоподающей аппаратуры;• конструкция камеры сгорания;• угол опережения начала впрыска топлива;• нагрузка и частота вращения коленчатого вала.

Для наиболее эффективного протекания процесса сгорания необходимо, чтобы его продолжительность была как можно меньше, а давление в камере сгорания повышалось плавно. Очень резкое повышение давления приводит к «жесткой» работе двигателя.

{jcomments on}

Опережение впрыска (Diesel)

Итак, угол опережения впрыска зависит от оборотов двигателя. Для экономии топлива, достижения высокой мощности и в плане экологии будет лучше, если этот угол опережения будет изменяться с учетом и других условий работы двигателя, таких, как величина нагрузки на двигатель, давление наддува, температура и др. Но полностью учет всех этих условий возможен только у ТНВД с электронным управлением. У обычных механических учитывается только давление топлива в корпусе ТНВД и, на более современных агрегатах, температура охлаждающей жидкости двигателя. Поршень в нижней части ТНВД перемещается в зависимости от давления топлива и через специальный стальной «палец» немного разворачивает профильную шайбу (эту же шайбу принудительно поворачивает поводок от механизма прогревного устройства). В результате волновой выступ шайбы будет раньше набегать на плунжер, и тот раньше начнет свое движение. Вся эта система была рассчитана и сделана на заводе и худо-бедно справлялась со своими обязанностями. До тех пор, пока не начался интенсивный износ. Интенсивным он стал потому, что в ТНВД стало поступать топливо без смазки (наше «сухое» зимнее топливо, так же как и керосин, почти не содержит тяжелых фракций, которые и обеспечивают смазку всех трущихся деталей), топливо с воздухом и просто грязное топливо (с абразивом). Впрочем, обычная старость тоже делает свое дело. В результате выступ на шайбе начинает чуть позже набегать на плунжер и тот в свою очередь начинает чуть позже свое движение. Другими словами начинается более поздний впрыск. Начало этого явления выглядит так. Двигатель работает на холостом ходу и, вследствие разного износа форсунок, немного трясется. Добавляем ему оборотов. Примерно на 1000 об/мин двигатель перестает трястись и как бы замирает – работает ровненько – ровненько. Еще повышаем обороты. И вдруг в диапазоне 1500 – 2000 об/мин появляются вздрагивания. Эти вздрагивания (тряска) могут появляться как при плавном, но интенсивном, так и при медленном повышении оборотов. Во время тряски из выхлопной трубы идет синий дым. Когда двигатель полностью прогреется, тряска в районе 1500 – 2000 об/мин исчезает. Это в самом начале развития дефекта. Потом тряска не пропадает и после прогрева двигателя. Точно такая же тряска появляется, если поднять давление впрыска на форсунках. В этом случае, если ТНВД изношен, тоже получится поздний впрыск топлива. Избавляемся мы от этого явления, повернув корпус ТНВД на более ранний впрыск. Иногда приходится доворачивать ТНВД почти до упора. Но прежде чем это сделать, послушайте работу двигателя. Когда у дизельного двигателя слишком ранний впрыск, он начинает работать более жестко (еще говорят, что у него стучат клапана). И если вы убедитесь, что оборотов за 50-100 до начала тряски эта жесткая составляющая в акустическом фоне дизеля исчезла, значит точно надо поворачивать ТНВД. Тут следует заметить, что у изношенных дизелей зазор поршень – цилиндр очень большой и поэтому они начинают работать жестко даже при абсолютно правильном угле опережения впрыска. Использование для установки опережения впрыска стробоскопа в нашем случае не совсем оправдано. Не будем говорить о том, что стробоскопы более уверенно ловят своим микрофоном стук уже сильно изношенной форсунки. Если же форсунка в приличном состоянии, а трубка подачи топлива закреплена штатно, лампа стробоскопа, как правило, дает сбои. Установить с помощью стробоскопа можно опережение впрыска при холостом ходе. Именно это опережение дается в технической документации. Но износ в ТНВД неравномерный. И очень часто установив опережение по метке с помощью стробоскопа при оборотах холостого хода, мы не избавляемся от тряски на оборотах, вызванной поздней подачей топлива. Поэтому мы и рекомендуем выставлять опережение на слух. При том износе, который имеют эксплуатируемые нами дизеля, это более приемлемый способ. Ведь только таким образом можно скомпенсировать поздний впрыск, вызванный низким давлением топлива в корпусе ТНВД из-за износа питающего насоса. Это почти то же самое, что и регулировка опережения зажигания у бензинок. Вы можете с помощью приборов установить опережение зажигания только при оборотах холостого хода (а другого и не предлагается руководствами по ремонту), но из-за неисправности, например, центробежного регулятора, машина ехать не будет. Ясно дело, что его надо чинить или менять. Но можно, повернув трамблер, выставить на слух приемлемый угол опережения зажигания. Разница только в том, что у бензиновых двигателей критерием правильности установки опережения зажигания без использования приборов будут детонационные стуки и мощность двигателя, а у дизелей – тряска, дымность и стуки в двигателе.

Функции системы питания дизельного ДВС

Назначение системы питания дизельного двигателя – подать горючее к форсункам и далее в цилиндры под высоким давлением. За это отвечает комплекс устройств, обеспечивающих непрерывность, точность и согласованность процесса. Особенности систем питания дизелей:

солярка подается на впрыск точно отмеренными дозами, в зависимости от текущей нагрузки и режима работы;
интенсивность впрыска также регулируется в зависимости от нагрузки на конкретный момент времени;
обеспечивается эффективное распыление и распределение дизтоплива по камере сгорания;
перед тем, как попасть в насос, топливную магистраль и двигатель, горючее фильтруется, чтобы не загрязнить форсунки и другие критически важные элементы.

Особенности и разновидности конструкции

Насос эжекторного типа бывает двух видов:

с внешним расположением эжектора;
с внутренним (встроенным) расположением эжектора.

Выбор того или иного вида компоновки эжектора обусловлен требованиями, которые предъявляются к насосному оборудованию. Для отсасывания воздуха из разных ёмкостей используется ещё одна разновидность таких агрегатов – воздушный эжектор. У него несколько иной принцип действия. В нашей статье мы изучим приспособления для облегчения перекачки воды.

Внутренний эжектор

Насосное оборудование со встроенным эжектором имеет более компактные размеры. Кроме того создание напора жидкости и её забор для рециркуляции происходит внутри насосного оборудования. В таком насосе используется более мощный мотор, способный обеспечить рециркуляцию жидкости.

Преимущества такого конструктивного решения:

агрегат не чувствителен к тяжёлым примесям в воде (илу и песку);
поступающую в оборудование воду не нужно фильтровать;
прибор подходит для подъёма воды с глубины не более 8 м;
такое насосное оборудование обеспечивает достаточный напор жидкости для бытовых нужд.

Среди недостатков стоит отметить следующее:

этот насос издаёт очень много шума во время работы;
для монтажа такого агрегата лучше выбирать место подальше от дома и сооружать специальное помещение.

Внешний эжектор

Для выполнения наружной установки эжектора рядом с насосным оборудованием необходимо оборудовать бак, в который стоит набрать воду

Для выполнения наружной установки эжектора рядом с насосным оборудованием необходимо оборудовать бак, в который стоит набрать воду. В этой ёмкости будет создаваться рабочий напор и необходимое разрежение для облегчения функционирования насосного оборудования. Само эжекторное устройство подключается к той части трубопровода, которая погружается в скважину. В связи с этим есть ограничения на диаметр трубопровода.

Преимущества выносного эжектора:

благодаря такой конструкции можно поднимать воду со значительной глубины (до 50 м);
удаётся снизить шум от работы насосного оборудования;
такую конструкцию можно располагать прямо в подвале дома;
без снижения эффективности работы насосной станции эжектор можно размещать на расстоянии 20-40 м от скважины;
благодаря тому, что всё необходимое оборудование находится в одном месте, проще выполнять ремонтные и пусконаладочные работы, что способствует более продолжительному сроку службы всей системы.

Недостатки наружного расположения эжекторного приспособления:

производительность системы снижается на 30-35 процентов;
ограничения в выборе диаметра трубопровода.

Топливные насосы с дросселированием на перепуске

Топливные насосы с дросселированием на перепуске имеют постоянный ход плунжера при всех нагрузках дизеля, а регулирование подачи осуществляется перепуском части топлива на протяжении всего нагнетательного хода плунжера при помощи дросселирующей иглы 8 (рис. б). Движение плунжера 3 вверх при набегании толкателя 5 на кулачковую шайбу 7 приводит к сжатию топлива в надплунжерном пространстве, закрытию всасывающего клапана 2 и открытию нагнетательного клапана 1 и дросселирующей иглы 8. Перемещение иглы 8 ограничивается упором 9, установленным на винте, который поворачивается рычагом 10. Чем больше дросселирующее сечение под иглой 8, тем медленнее происходит нарастание давления в надплунжерном пространстве, тем позже начинается подача топлива в камеру сгорания дизеля. В многоцнлиндровых дизелях дросселирующие иглы устанавливают в каждой секции насоса, а привод рычагов 10 находится под воздействием регулятора. Равномерность подачи по отдельным цилиндрам осуществляется поворотом винта, предварительно освобождаемого от рычага 10.

Насосы с дросселированием на перепуске отличаются простой конструкцией плунжера и регулирующего устройства; к недостаткам этих насосов следует отнести:

трудную регулировку равномерности подачи с помощью иглы по отдельным цилиндрам;
резкое увеличение цикловой подачи при повышении частоты вращения коленчатого вала;
небольшое давление и плохое распиливание в начале подачи, отсутствие отсечки, что не дает возможности получить резкий и четкий конец впрыска топлива;
ухудшение распиливания топлива, резкое уменьшение давления подачи при снижении нагрузки (увеличением дросселирующего сечения);
трудное регулирование фазы подачи при изменении скоростного и нагрузочного режимов работы насоса.