От чего зависит? На то, какое давление должно быть в ТНВД, влияет много факторов. Оно должно соответствовать показателям, заданным производителем двигателя. Соответственно, в зависимости от типа насоса, вида силового агрегата и предусмотренных условий эксплуатации диапазон давления будет меняться.
На что обратить внимание? Главным образом на этот параметр влияет тип мотора – бензин или дизель. Давление в последнем значительно выше, и это нужно учитывать при диагностике. В целом этот показатель должен быть прописан в документации к двигателю, но иногда бывает необходимо самостоятельно его измерить в случаях проблем с топливной системой.
В этой статье:
Суть и задачи ТНВД
Топливный насос высокого давления (или сокращенно ТНВД) является важнейшей частью системы, обеспечивающей дизельный силовой агрегат горючим. Однако такие насосы делают и для бензиновых моторов. Разница между двумя указанными типами элементов – в уровне создаваемого давления. Это обусловлено конструкционными чертами дизельного и бензинового двигателей.
У дизеля воздух, который наполняет камеру сгорания на такте «впуск», сдавливается на такте «сжатие». При этом резко возрастает не только его давление, но и температура, которая поднимается выше уровня самовоспламенения солярки.
Суть и задачи ТНВД
В момент максимального сжатия, когда поршень достигает ВМТ (верхней мертвой точки), через форсунки в камеру сгорания впрыскивается топливо, которое мгновенно воспламеняется. Соответственно, горючему, проходящему через форсунки, нужно преодолеть колоссальное давление. Именно за это противодействие и отвечает ТНВД.
Кроме того, насос должен осуществлять регулировку подачи топлива, то есть подавать его определенными дозами и в нужный момент. Последняя функция зависит от поворота коленчатого вала, но здесь очень важна точность срабатывания (с учетом количества оборотов). На современных моделях дизелей синфазность подачи горючего регулируется компьютером – электронным блоком управления.
История развития
ТНВД был изобретен в 30-х годах прошлого века инженером Робертом Бошем. Изначально такие топливные насосы устанавливались на мощные дизели для грузовых машин, но уже во второй половине 30-х насосами высокого давления стали комплектоваться и моторы легковых авто.
Бензиновые двигатели в высоком давлении топлива не нуждались, поскольку они оснащались карбюраторами, и топливно-воздушная смесь подавалась в камеру сгорания под воздействием разряжения, создаваемого на такте «впуск». Однако в наше время карбюраторы – уже большая редкость – им на смену пришли системы непосредственного впрыска, предусматривающие инжекцию топлива, где опять же задействуются форсунки, которые нуждаются в высоком давлении.
Первой в ряду была исключительно механическая модель насоса, однако ее нельзя даже с известной долей приблизительности назвать экономичной. Оснащение дизелей данным ТНВД влекло большой расход топлива, которое зачастую не успевало сгорать полностью, в результате чего в атмосферу выбрасывалось большое количество вредных загрязняющих веществ. Современные электронные модели насосов высокого давления демонстрируют хорошую эффективность, что позволяет дизелям удовлетворять строгим экологическим ограничениям.
История развития
Устройство ТНВД
С изменением устройства бензиновых моторов появилось большое количество разновидностей ТНВД и для них. Вот их основные составные элементы:
- Непосредственно перед насосом установлен фильтр тонкой очистки.
- Плунжерный поршень с цилиндром образуют плунжерную пару.
- Через углубления корпуса горючее подается в плунжерную пару.
- Распределительный кулачковый вал с центробежной муфтой соединен с валом газораспределительного механизма с помощью ременной передачи.
- Привод-толкатель плунжерной пары.
- Возвратные пружины плунжерного поршня.
- Клапаны системы нагнетателя.
- Связанный с педалью акселератора регулятор режимов.
- Обратный клапан ТНВД (или клапан обратки, через который избыточный объем топлива подается обратно в магистраль).
- ННД (насос низкого давления, который подкачивает горючее в ТНВД).
Системы управления современных насосов высокого давления становятся все более сложными. Такие насосы обзаводятся собственными электронными блоками, работа которых синхронизирована с компьютером, управляющим всем силовым агрегатом автомобиля в целом. Кроме того, современные ТНВД оснащаются собственными электронными датчиками и клапанами.
У подавляющего большинства электронных ТНВД присутствует система диагностики, работа которых позволяет устройству адаптироваться под проявляющиеся неисправности и сбои. В итоге насос может работать даже при выходе из строя какого-то одного из датчиков. Однако если выйдет из строя сам электронный блок, то насос становится полностью нефункциональным.
Виды ТНВД
Многоплунжерные насосы
Характерной их особенностью является присутствие индивидуальных плунжерных пар для каждого цилиндра (таким образом, впрыск регулируется индивидуально для каждого цилиндра). Такие насосы подразделяются на два типа:
- V-образного типа – они устанавливаются под углом 75-120 градусов в два ряда;
- рядные – такие насосы смонтированы в однорядном варианте и располагаются обычно вместе.
Когда поршень движется вниз, топливо, наоборот, подтягивается вверх. В итоге образуется давление, благодаря которому к форсункам подается солярка. Момент открытия определяет электронный блок управления ТНВД, который получает данные от нескольких датчиков, в частности, от осуществляющих контроль соотношения частоты работы коленчатого вала и положения педали акселератора.
У V-образных насосов движение плунжеров агрегировано с работой реек, действующих на втулку. Это дает возможность экономить место благодаря более высокой жесткости самой конструкции, а также за счет уменьшенных габаритов кулачкового вала.
Распределительные насосы
В данных моделях ТНВД предусмотрено 1 или 2 плунжера, которые подают топливо непосредственно в камеру сгорания. Количество цилиндров в данном случае может быть от 4 до 12. Такой тип насосов распространен на дизелях легковых машинах, так как на моторах грузовиков они быстро изнашиваются. А кроме того, насосы этой конструкции очень часто устанавливаются на бензиновых двигателях.
Плунжерный привод представлен кулачковым механизмом роторного, внешнеприводного и торцевого типов. Наиболее распространенным является последний вариант, так как здесь требуется всего одна плунжерная пара. Внешнеприводные механизмы показали низкую надежность, а потому они практически нигде не используются. Роторные приводы имеют одну секцию подачи горючего и 2-4 плунжерные пары. Самостоятельные втулки здесь отсутствуют, а все остальные особенности функционирования схожи с торцевым типом привода.
Распределительные насосы
Магистральные системы топливных насосов высокого давления Common Rail
Система Common Rail собирает солярку в топливной рампе перед отправкой ее к форсункам. Такая топливная система предусматривает установку до 3 плунжерных узлов, которые создают высокое давление. Перемещение плунжерного механизма обеспечивается вращением вала с эксцентриком и пружинами. При повороте вала кулачок давит на пружину, затем на поршень, в результате чего над плунжером увеличивается объем, давление разрежается, открывается клапан и осуществляется впуск горючего.
Какое давление должно быть в ТНВД
Итак, главной задачей топливного насоса является не только создание высокого давления горючего, благодаря чему солярка «пережимает» внутреннее давление в камере сгорания, но и точная дозировка топлива, а также его своевременная подача.
Какое же давление должно быть в ТНВД? Конкретные рабочие характеристики зависят от режима работы мотора данной модели. У любого насоса рабочее давление представляет собой не какой-то конкретный уровень, а допустимый диапазон. Например, некоторые дизельные насосы рядного типа формируют давление от 55 до 135 МПа. Но в некоторых моделях на холостом ходу наименьший показатель давления может доходить до 15 МПа.
А какое давление должно быть в ТНВД современного дизеля?
Здесь можно судить по техническим показателям насосов Common Rail магистрального типа, которые способны создать давление аж до 200 МПа, более того, каждая последующая разработка или модернизация увеличивает и верхний, и нижний предел диапазона. Самые первые разработки, например Bosch CP1, предполагали работу в диапазоне 17-135 МПа, но модель четвертого поколения CP4 демонстрирует возможность создавать давление от 23 до 200 МПа.
Бензиновые моторы сейчас оборудуются системами непосредственного впрыска топлива (GDI). Но здесь достаточно обеспечить относительно небольшое давление – на уровне 3-11 МПа.
Какое давление должно быть в ТНВД
Измерение давления в ТНВД
Здесь возможно сделать следующее:
- Приобрести устройство проверки давления горючего в магистрали. Это комплект топливного манометра с адаптером и сливом (совокупная стоимость примерно 1,5 тыс. руб.).
- Замерить давление в топливной магистрали на станции технического обслуживания (стоимость – в пределах 400 руб.).
- Осуществить замер давления топлива пневматическим манометром для контроля давления воздуха в шинах.
Разберем последний случай подробнее на примере ВАЗ 2110 (в остальных случаях процедура аналогичная).
У любого манометра начальные показатели шкалы отличаются большой неточностью. Это означает, что если у пневмоманометра шкала имеет диапазон 16-20 атмосфер, а давление топлива в магистрали находится в пределах 5-7 атмосфер, то любые замеры давления будут неточны априори именно из-за той существенной погрешности начальной части шкалы устройства. Поэтому выявлять давление горючего можно лишь топливным измерителем (манометром), у которого предел измерений составляет 6-7 атмосфер.
Для этого нужно взять манометр, намотать непосредственно под патрубок сантехнический лен и надеть кислородный шланг, имеющий внутренний диаметр 9 мм. Шланг нужно укрепить хомутами. Далее на генератор надо уложить тряпку (это противопожарная мера, чтобы топливо случайно не воспламенилось, потому что измерение давления нужно производить при заведенном двигателе). Затем выкручивается пластиковый колпачок на топливной рампе.
Второй конец шланга одевается на отверстие рампы, где и закрепляется с помощью хомута. После этого заводим двигатель и снимаем шланг с рампы.
Признаки поломки ТНВД
Между различными видами ТНВД существуют серьезные технические различия. Этим объясняется и разница в эксплуатационных требованиях. Во-первых, для каждого насоса нужно использовать такое горючее, которое соответствует данному типу ТНВД. Во-вторых, необходимо проводить регулярное качественное, технологичное сервисное обслуживание насосов. И наконец, в-третьих, в процессе эксплуатации нужно применять исключительно качественные смазочные материалы.
Если не соблюсти хотя бы одно из трех перечисленных условий, то это неизбежно приведет к необходимости проведения дорогостоящих и крайне трудоемких ремонтных работ. (В частности, очень трудно снять плунжерную пару, да и другие детали тоже). Чаще всего дефекты ТНВД приводят к следующим неприятным эффектам:
- существенное увеличение выхлопа;
- растет расход топлива;
- мощность мотора падает;
- появляются различные посторонние шумы;
- становится сложно завести двигатель;
- частота работы (количество оборотов) перестает быть стабильной – то больше, то меньше.
Однако качественный, оригинальный ТНВД, работающий при соблюдении обязательных условий эксплуатации, способен прослужить долгие годы без каких-либо поломок. Применение рекомендованного вида топлива гарантирует надежность работы как топливных насосов, так и всего двигателя в целом, в течение как минимум гарантийного срока эксплуатации.
Нюансы диагностики и ремонта ТНВД
Не пытайтесь осуществить диагностику топливных насосов высокого давления в кустарных условиях. Современный ТНВД – это сложный по своему устройству и режимам работы элемент силового агрегата, который может и должен диагностироваться исключительно на специализированных стендах в условиях станций технического обслуживания. Более того, данная процедура требует высокой квалификации и от сотрудников, которые будут заниматься ее проведением. Своевременная диагностика даст возможность вовремя выявить и предотвратить:
- нарушение стабильности давления топлива;
- неравномерность подачи горючего;
- поломки отдельных деталей ТНВД в связи с их износом и пр.
В итоге получится серьезно сэкономить на комплектующих, запасных частях и ремонте.
Нюансы диагностики и ремонта ТНВД
Зачастую дефект возникает не в механической части ТНВД, а в электронном блоке, который им управляет. Сбой в работе данного компьютера приводит к подаче некорректных сигналов к устройству, в результате чего образуются сбои в снабжении двигателя топливом. В данном случае провести корректную диагностику в состоянии только компетентный, высококвалифицированный специалист. А вот попытки кустарной замены деталей могут привести в итоге к более масштабным поломкам всего силового агрегата в целом.
В общем, своевременное прохождение сервисного обслуживания, использование штатных горюче-смазочных материалов (и главным образом, топлива) позволит сберечь эксплуатационный ресурс ТНВД и обеспечить эффективную работу мотора.
