Регулировка топливной аппаратуры дизельных двигателей

Основные причины неисправности ТНВД

Выделяют следующие причины поломки насоса высокого давления. Обычно у них выходят из строя следующие конструктивные элементы:

Плунжеры. Чаще всего виноваты именно они, поскольку плунжерные пары быстро загрязняются. Обусловлено это двумя причинами. Первая — конструктивные особенности, предусматривающие маленький зазор, обеспечивающий высокое давление в системе. Вторая — низкое качество дизельного топлива, в частности, присутствие в нем серы и парафинов, которые, собственно, и загрязняют устройство. Также грязь может попадать из двигателя (нагар, грязь). Износ плунжеров приводит к нестабильной работе мотора на холостых оборотах, повышенному расходу топлива, снижению компрессии. Из-за повреждения плунжерной пары могут значительно перегреться подшипники.
Вода в дизельном топливе. Также зачастую в отечественной солярке имеет место повышенное содержание воды. Влага смывает топливную (одновременно защитную) пленку с поверхностей деталей ТНВД, из-за чего ресурс прецизионных деталей значительно снижается. Это может даже привести к заклиниванию насоса.
Загрязненный топливный фильтр. Из-за забитого топливного фильтра насос высокого давления, во-первых, может загрязниться (плунжерные пары), а во-вторых, он работает «на износ», что снижает его общий ресурс.
Неравномерная подача и распределение нагнетаемой солярки. Такая проблема также может быть вызвана неисправностью плунжерных пар, в частности, износа поводков, зубьев рейки, нагнетательных клапанов, а также грязными форсунками.
Производственный брак. Это ситуация достаточно редкая, однако на дешевых насосах порой встречается. К браку относят трещины на корпусе ТНВД, повреждение его подшипников, а также заедание плунжерной втулки.
Износ подшипников. Они обычно изнашиваются по причине критического уменьшения ресурса (старения). Как вариант — заводской брак. Все это приводит к тому, что эксплуатационные характеристики насоса ухудшаются, а подшипники и прилегающие к ним детали перегреваются, чем снижают свой рабочий ресурс.
Заклинивание поршня и втулки. Это критическая поломка, которая может привести к поломке зубчатой рейки, кулачкового вала, шестерни, регулятора, шпонок. Зачастую причиной заклинивания является попадание воды в полость между поршнем и втулкой.
Износ деталей насоса. Это может возникать как по естественным причинам (с увеличением пробега машины), так и при попадании внутрь его воды. Она вымывает защитную (рабочую) смазку с элементов, что значительно снижает как ресурс насоса в целом, так и отдельных его деталей.
Коррозия плунжерной пары. Очаги ржавления могут появиться по причине повышенного содержания воды в дизельном топливе.
Некорректная работа системы охлаждения. То есть, при длительных и/или сильных нагрузках насос высокого давления может попросту перегреться. Система охлаждения может быть неисправна по разным причинам — низкий уровень антифриза или тосола, засорение системы, поломка отдельных элементов (насоса, патрубков, радиатора и так далее).

Если существуют подозрения, что неисправна рейка топливного насоса либо сопряженных с нею деталей, то нужно проверить наличие/отсутствие следующих дефектов:

отсоединение рейки от деталей регулятора;
заклинивание либо отворачивание хомутиков поводков плунжеров;
заклинивание стяжных винтов зубчатых венцов.

Одна из самых опасных причин неисправности заключается в нарушении подвижности топливной рейки. В частности, если ее заклинит в момент максимальной подачи топлива, и соответственно, у регулятора не будет хватать усилия чтобы ее сместить в исходное положение, то в двигателе происходит аварийное увеличение количества оборотов коленчатого вала, из-за чего двигатель «идет в разнос» со всеми вытекающими последствиями. Если рейку «закусило» при выключенной передаче, то в этом случае невозможно будет запустить двигатель вообще. Частичное заедание рейки приводит к неустойчивой работе двигателя и повышению его звуковой отдачи (он начинает «рычать»).

При использовании машины в условиях значительных морозов иногда наблюдается примерзание отдельных деталей насоса, и частичный выход его из строя. Чтобы этого не допустить, необходимо пользоваться маслами и дизельным топливом с соответствующими температурными показателями.

В дизельных системах Common Rail может выйти из строя клапан управления (или клапан потока SCV). Обычно его меняют на новый. Реже — выполняют ревизию и меняют отдельные детали на новые. В частности, зачастую выполняют замену штока клапана с сердечником.

Минусы турбины на дизельном двигателе

Как и любое устройство, у турбины есть свои положительные характеристики (которые были описаны выше), так и недостатки. К минусам можно отнести в первую очередь увеличенный расход топлива, особенно это касается неправильно отрегулированных агрегатов. Второй минус — чувствительность к качеству топлива, что особенно актуально в российских условиях. Дело в том, что некачественный дизель может привести к детонации. Отметим и другие недостатки:

общее удорожание двигателя;
повышенная требовательность к моторному маслу;
масло и фильтры приходится менять чаще (примерно каждые 5-6 тыс. км);
нужно часто менять воздушный фильтр;
ресурс турбины на дизельном двигателе значительно ниже, чем на бензиновом (из-за более высокой температуры выхлопа);
средний ресурс агрегата составляет 200-250 тыс. км, после чего потребуется замена или, как минимум, капитальный ремонт;
достаточно сложный ремонт, провести его среднестатистическому автовладельцу самому не получится.

Однако стоит отметить, что плюсы всё-таки перевешивают минусы. В противном случае турбины не пользовались бы такой большой популярностью.

Проверка правильности угла впрыска

Для опытных владельцев транспортных средств предусмотрен альтернативный путь проверки правильности угла впрыска. Он работает на большегрузах с установленной турбиной ЯМЗ 238 серии.

Для проверки выполните простую инструкцию с понятной информацией:

Установка шкива. В таком состоянии постарайтесь запустить транспортное средство. Неудачная попытка свидетельствует о необходимости повернуть шкив насоса к ремню на 2-4 зуба. После этого вновь попробуйте завести механизм.
Оцените работу двигателя после того, как он запустился. Если присутствуют посторонние звуки или неприятные шумы, значит пришло время повернуть шкив на пару зубов. Выбирайте противоположное к вращению направление. Обилие дыма сигнализирует о позднем угле опережения. Достаточно повернуть шкив на один зуб в направлении вращения.

Демонтаж трубки, которая подает горючее к первому цилиндру. Установите прозрачный шланг, после чего поставьте трубку вертикально.
Запуск зажигания. Поверните шкив насоса. Обязательно соблюдайте максимальный уровень аккуратности при выполнении процедуры.
Оценка уровня топлива. Установите верхнюю границу.
Проставление метки на шкиве в соответствии с верхней границей.
Установка коленвала и распределительного вала.

Выполняйте проверку угла впрыска. Последствия некорректной регулировки порой проявляется не сразу. Неблагоприятные последствия наступают почти гарантированно.

Даже после правильно проведенной работы по установке угла обязательно запустите двигатель и убедитесь в том, что он работает исправно. При возникновении даже незначительных подозрений рекомендуется провести работу заново.

Работа турбокомпрессора на дизельном двигателе

Работа осуществляется по следующие схеме:

Компрессор нагнетает сжатый атмосферный воздух.
Воздушная масса смешивается с топливом и поступает в цилиндры.
Полученная топливно-воздушная смесь воспламеняется, что приводит поршни в движение.
Параллельно с этим процессом появляются отработанные газы, которые направляются в выпускной коллектор.
Скопившиеся в корпусе газы значительно увеличивают скорость.
Вращение переходит (по валу) на компрессорный ротор, он втягивает новую порцию воздуха.

Получается интересное взаимодействие. Ротор вращается быстрее — больше поступает воздуха. Чем больше воздуха поступает — тем быстрее вращается ротор.

Ремонт ТНВД дизельных двигателей своими руками

Как правило есть и возможность самостоятельного ремонта ТНВД, но в основном такой ремонт ограничивается следующим списком манипуляций:

Устранение протечек на корпусе самого насоса
проверить и установить какое давление выдаёт агрегат
регулировка опережение впрыска
проверка на исправность регулятора частоты вращения
Проверка работоспособности электромагнитного клапана
проверка плунжерного механизма подачи топлива
прочистка всех фильтрующих элементов (сеток)

Проверяем на протечку – на заведенном двигателе, отсоединяем тягу, которая соединяет педаль газа с рычагом, отвечающим за подачу топлива. И вручную покачиваем рычаг в радиальном направлении, тем самым как бы растягиваем возвратную пружину. Если через кольцевую щель вы вовсе не видите никакого просачивания солярки, значит все окей, уплотнение надежно и не изношено. В противоположном случае придётся ремонтировать сопряжение
Теперь простой тест на проверку электромагнитного клапана подачи топлива- если двигатель исправно запускается и глушится при повороте ключа – значит клапан исправен
Проверка все уплотнительных прокладок – придется снимать ТНВД, хорошенько вымыв его в солярке и хорошенько осмотрев места уплотнений на наличие протечек. Параллельно с этим оцениваем износ и других деталей визуально. При замене чего-либо обязательно меняются и уплотнительные кольца на новые

Если обнаружены изношенные детали, то как правило есть два способа отреставрировать их:

Восстановить изношенную ось с помощью хромированного напыления
Установка в корпус бронзовой втулки бронзовую втулку. Корпус перед этим обычно приходится растачивать

Теперь приступаем к проверке плунжерного нагнетателя.

Отсоединяем от корпуса распределительную головку насоса
Ложем насос шкивом вниз, чтобы не высыпать все его внутренности
Перед тем как вынуть кулачки, приводную шестеренку и муфту центробежного регулятора, необходимо проверить, не заклинивают ли эти детали при вращении или движении, а затем, поддерживая их пальцами, извлечь из корпуса
Ролики, шайбы, оси кулачковой муфты в обязательном порядке помечайте ярким маркером, потому что все они уже хорошо притерлись друг к другу, и нарушать эту притертость очень не рекомендуется.
Когда все это разобрали, очень внимательно осмотрите детали на предмет обнаружения сколов или выработки. Если заметен порядочный износ не поскупитесь и поставьте новую деталь.
Степень износа плунжерной пары в реальности так сказать на глаз оценить можно только очень приблизительно. Работоспособность прецизионного сопряжения проверяется после того как вы собрали весь насос и потом измеряйте его рабочее давления.
Так же не забудьте продуть сжатым воздухом все фильтрующие элементы (сетки), и после такой процедуры можете собирать насос в обратной последовательности

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

Источник

Устройство опережения впрыска

Данное устройство состоит из следующих элементов:

кулачковая шайба;
шаровая цапфа;
плунжер установки угла опережения впрыска;
подводной и отводной канал;
клапан регулировки;
шиберный насос для подкачки топлива;
отвод топлива;
вход топлива;
подвод из топливного бака;
пружина управляющего поршня;
возвратная пружина;
управляющий поршень;
кольцевая камера гидроупора;
дроссель;
электромагнитный клапан (закрытый) установки момента начала впрыска;

Оптимальный процесс протекания сгорания и лучшие мощностные характеристики касательно дизельного ДВС возможны только тогда, когда момент начала сгорания смеси происходит в определенном положении коленвала или поршня в цилиндре дизельного двигателя.

Устройство опережения впрыскивания выполняет одну очень важную задачу, которая заключается в том, чтобы увеличивать угол начала подачи топлива в тот момент, когда имеет место повышение частоты вращения коленвала. Данное устройство конструктивно включает в себя:

датчик угла поворота приводного вала ТНВД;
блок управления;
электромагнитный клапан установки момента начала впрыска;

Устройство обеспечивает тот самый оптимальный момент начала впрыскивания, который идеально подходит режиму работы двигателя и нагрузке на него. Происходит компенсация временного сдвига, который определяется сокращением периода впрыска и воспламенения при увеличении частоты вращения.

Данное устройство оснащается гидравлическим приводом и встраивается в нижнюю часть корпуса ТНВД таким образом, чтобы располагаться поперек продольной оси насоса.

Работа устройства опережения впрыска

Кулачковая шайба (1) осуществляет вход шаровой цапфой (2) в поперечное отверстие плунжера (3) таким образом, что поступательное движение плунжера трансформируется в поворот кулачковой шайбы. Плунжер в центре имеет регулировочный клапан (5). Данный клапан осуществляет открытие и перекрытие управляющего отверстия в плунжере. По оси плунжера (3) находится управляющий поршень (12), который нагружен пружиной (10). Поршень отвечает за положение регулировочного клапана.

Электромагнитный клапан установки момента начала впрыскивания (15) находится поперек оси плунжера. Электронный блок, управляющий ТНВД, осуществляет воздействие на плунжер устройства опережения впрыска посредством данного клапана. Управляющий блок подает в непрерывном режиме импульсы тока

Такие импульсы характеризуются постоянной частотой и переменной скважностью. Клапан изменяет давление, которое оказывает воздействие на управляющий поршень в конструкции устройства

Диагностика топливных систем дизельных двигателей

Как видно, хотя в дизельном моторе вполне могут выйти из строя клапана ГРМ, поршни или кольца, большинство неисправностей дизеля связаны именно с системой питания.

По этой причине проверка узлов и элементов топливной системы является первостепенной задачей.

Владельцы дизельных ДВС регулярно сталкиваются с закоксовкой распылителя на форсунках или ухудшением подвижности иглы. Также часто при проверке выявляется снижение давления впрыска, которое обычно связано с износом или повреждением плунжерных пар.

Изношенными могут оказаться и нагнетательные клапаны, а еще распространенной ситуацией является нарушение правильной регулировки ТНВД. Как правило, к таким неполадкам приводят тяжелые условия эксплуатации, нарушение или игнорирование базовых рекомендаций по обслуживанию двигателя, а также использование дизтоплива низкого качества.

Среди основных методов диагностики специалисты выделяют три:

Визуальный осмотр и анализ шумов во время работы ДВС.
Замеры определенных параметров (давление топлива и т.п.).
Компьютерная диагностика дизельного двигателя.

В первом случае можно быстро выявить серьезные неисправности, которые приводят к явным сбоям в работе силовой установки. Если мастер опытный, тогда одного визуального осмотра будет достаточно для оценки состояния двигателя, ответственных узлов топливоподающей аппаратуры и т.д.

Сделать выводы о состоянии ДВС позволяет воздушный фильтр, звук работы дизеля и ТНВД на ХХ и под нагрузкой, цвет выхлопных газов, внешний вид свечей накала и осмотр других элементов.

Во втором случае предполагается, что мастер локализовал проблему, однако необходимо более точное определение неполадки при помощи замеров ряда параметров, которые укажут на отклонения в работе той или иной системы или самого мотора.

Такая диагностика топливной системы дизельных двигателей и других узлов обычно проводится на машинах, где электронная диагностика при помощи сканеров невозможна (старый дизель с механическим ТНВД). В этом случае потребуется снять форсунки для их проверки, замерить компрессию, давления наддува, давление картерных газов, проверить фильтры, фазы газораспределения, установку приводных ремней, провести диагностику калильных свечей и т.д.

Например, замер компрессии в цилиндрах часто проводится, если дизель троит. Троение может указывать как на проблемы в системе питания, так и на неисправности в силовом агрегате. В ситуации, когда компрессия низкая, топливо не горит и цилиндр попросту не работает. Это значит, ремонтировать нужно не элементы топливоподачи, а сам двигатель.

Третий способ позволяет выявить сбои и поломки как в электронной системе управления двигателя (ЭСУД), так и целый ряд «механических» проблем. Компьютерная диагностика позволяет проверить работу датчиков и управляющей электроники, а также на основании анализа показаний от датчиков определить другие неисправности.

В наше время компьютерная диагностика дизельного ДВС позволяет провести многоуровневую проверку агрегата, диагностируя топливную систему, систему управления, исполнительные устройства.

Что касается диагностики топливной аппаратуры дизельных двигателей, на начальном этапе производится анализ работы «электрической» части форсунок, также компьютерное сканирование определяет показатели температуры, производится замер параметров во время работы вакуумных устройств и т.д.

Далее все собранные показания оцениваются, после чего компьютер выводит данные об ошибках, что позволяет приступить к устранению обнаруженных дефектов. Главным плюсом такой диагностики является простота, скорость работы, а также отсутствие необходимости разбирать двигатель и проводить дополнительные манипуляции.

Регулировка ТНВД ЯМЗ-238

От правильности выполнения регулировки насоса зависят все рабочие показатели силового агрегата: мощность, производительность, экономичность, эксплуатационный ресурс. Поэтому все этапы процесса регулировки крайне важны и должны выполняться только высокопрофессиональными специалистами с использованием технологического оборудования. Зачастую ТНВД описываемой марки регулируется на таких стендах:

Регулировка параметров ТНВД на стенде обязательно осуществляется с форсунками, которые будут работать с ним на двигателе. Порядок работы во время проведения настроек очень важен, поскольку нарушение последовательности выполняемых мероприятий является причиной некорректной работы насоса в дельнейшем. На начальном этапе настраивается топливоподача между секциями насоса, после чего – оптимальная величина впрыска. Подача рабочей смеси настраивается при помощи моментоскопа, при этом автоматическая муфта опережения должна быть снята. Равномерность и величина подачи смеси по секциям ТНВД регулируется при помощи кулачкового вала. Конечным этапом настройки является смазка всех взаимодействующих элементов.

Регулировка угла опережения

Производитель предлагает простой способ установки угла опережения впрыска на большегрузах. Работа требуется для хорошего зажигания. Взгляните на два отверстия на кожухе маховика. На запчасти нарисованы отметки, с помощью которых легко устанавливаются нужные характеристика угла впрыска. Внешне выглядит просто как набор цифр от 5 до 20 с шагом в пять градусов.

Информация для правильной работы по установке:

Откройте отверстие на корпусе.
Прокрутите коленчатый вал до уровня выравнивания насечек на корпусе и шкиве.
Убедитесь, что речь идет о 6-7 градусах. Проверка обязательна, недооценка чревата неприятными последствиями.

Когда будете прокручивать, обязательно проследите за тем, чтобы клапан первого цилиндра не был открыт. В противном случае, операция не будет выполнена правильно.

Более конкретная и полная инструкция с расширенной информацией выглядит так:

Проверка плотности посадки полумуфты на валу привода.
Затяжка клеммового болта для обеспечения эффективной работы. Требуется проверка качества затяжки.
Удаление пары болтов для контроля зажимного устройства. Следует соединить показатели А и Б на демпферной муфте.
Зажатие крепежа на приводе. Важнейший этап регулировки, без которого работа не признается выполненной правильно.
Замер крепления пластин. Отклонение не должно превышать 1 миллиметра. В противном случае требуется переделка.
Проверка коленвала и правильность установки угла впрыска.
Проверка масла в зажимном устройстве. Некоторые механики недооценивают значимость этапа. Проверка масла устраняет появление множества проблем в будущем.

Чтобы убедиться в правильности выполненной работы поставьте муфту отверстиями вверх и удалите пробки. Если поворачивать муфту и достичь угла в 70 градусов, одно из отверстий обязательно должно дать масло. Допускается, что масло не показывается потому что его мало. Для решения неполадки достаточно долить нужное количество. Работа по регулировке угла впрыска выполняется только опытными водителями.

Приведенный выше способ работает некорректно при значительном износе плунжерных пар. В этом случае используются анализаторы, стробоскопы и дизель-тестеры. Не всегда устройства есть дома у шофера. Если нет, обратитесь к профессиональным механикам.

Что в итоге

Итак, хорошо известно, что дизельные двигатели обладают достаточно высоким уровнем надежности. Если владелец регулярно обслуживает мотор и следит за состоянием ДВС, своевременно меняет расходники и оперативно устраняет неисправности, тогда риск неожиданного выхода агрегата из строя минимален.

Как утверждают многие специалисты по дизелям, если двигатель данного типа серьезно ломается, причем это происходит спонтанно, тогда это четко указывает на то, что диагностику давно не проводили. Другими словами, какой-либо дефект очень долго игнорировался самим водителем или вовсе не был выявлен.

Как правило, прекращение эксплуатации и незамедлительная диагностика необходимы в таких случаях:

когда дизельный мотор начал дымить;
возникли малейшие проблемы с запуском;
отмечена жесткая и шумная работа;
пропала тяга и мощность;
агрегат начал троить или работать неустойчиво;

Напоследок также отметим, что мелкие поломки дизеля также возможны, однако они зачастую не могут быстро и значительно повлиять на ресурс и общее состояние агрегата данного типа.

Например, частой неполадкой подобного рода является некорректная работа клапана ЕГР, загрязнение сажевого фильтра, снижение пропускной способности топливного фильтра и т.д. В таких случаях диагностика и последующий ремонт могут быть выполнены самим владельцем автомобиля в условиях гаража.