Ремонт систем впрыска дизельного двигателя

Как отремонтировать топливную аппаратуру: виды и принципы

Принцип работы дизельных двигателей состоит в том, что подача топлива в цилиндры мотора производится с помощью впрыска (аналогично инжекторам). Однако на этом сходство заканчивается. Воспламенение топливной смеси происходит без свечей зажигания благодаря высокой температуре (700 — 800°С) в рабочей камере.

Такая температура достигается за счет более высокой степени сжатия в цилиндрах дизеля (19 — 24) по сравнению с бензиновыми двигателями (9 — 11). Топливо также впрыскивается в цилиндры под высоким давлением (100 — 150 кг/см²).

Для этого топливные насосы изготавливают с минимальными зазорами между корпусом и подающими плунжерами, что делает их весьма чувствительными к износу или загрязнениям. Поэтому обслуживание и ремонт топливной аппаратуры дизельных двигателей имеет свою специфику. Расскажем о ней подробнее.

Состав топливной системы дизельного двигателя

Система питания дизеля состоит из двух контуров: низкого и высокого давления. Состав контура низкого давления:

• Бензобак с расположенным в нем подкачивающим насосом. Последний применяется при значительной протяженности топливопроводов.
• Фильтр-сепаратор, предназначенный для отделения крупных частиц грязи.
• Топливный фильтр тонкой очистки.
• Маршевый подогреватель солярки, который устанавливается по соседству с фильтрующими устройствами.
• Предпусковой подогреватель топлива, включаемый от кнопки перед запуском двигателя.
• Первая (низконапорная) ступень топливного насоса высокого давления (ТНВД).
• Низконапорные топливопроводы.

Контур высокого давления включает в себя:

• Вторую (высоконапорную) ступень насоса, снабженную электромагнитным клапаном отключения подачи топлива, служащим для остановки двигателя.
• Гидравлический аккумулятор высокого давления, выполненный в виде топливной рампы, включающей в себя регулятор давления и клапан дозирования топлива (система Common Rail).
• Форсунки для впрыска топлива в цилиндры.
• Топливопроводы высокого давления.
• Электрические свечи накаливания с блоком управления, задающим время их включения.
• Электронный блок управления двигателем (ЭБУ).

Неисправности системы с описанием внешних признаков

В таблице приведены наиболее распространенные неисправности системы питания дизельного двигателя с указанием видимых проявлений.

Неисправность	Внешние симптомы
Загрязнение фильтра	Падение мощности, глохнет двигатель
Не работает привод ТНВД	Заглох двигатель
Износ или неисправность насоса	Затрудненный пуск, провалы при разгоне, увеличенный расход топлива
Недостаточная величина высокого давления	Провалы в разгоне
Увеличенное давление впрыска	Большой расход топлива
Смещен угол опережения впрыска	Затрудненный пуск, глохнет двигатель
Ранний впрыск топлива	Жесткая работа двигателя
Поздний впрыск топлива	Черный дым из выхлопной трубы
Износ форсунок	Затрудненный пуск, черный дым из выпускной системы
Нестабильная работа свечей накаливания	Трудности запуска
Пригорание клапанов	Черный дым из выпускной трубы
Низкая компрессия	Затрудненный пуск, увеличенный расход солярки
Износ регулятора оборотов коленвала	«плавают» холостые обороты
Загрязнение воздушного фильтра	Провалы в разгоне
Негерметичность уплотнительных шайб под форсунками	«Плавают» холостые
Подсос воздуха между фильтром и насосом
Забита вентиляция картера

Диагностическое оборудование

Приведенная выше таблица еще не является основанием для отправки компонента, попавшего под подозрение, на диагностику, а тем более в ремонт. Эти предварительные диагнозы можно принимать во внимание только в отношении старых дизельных двигателей, не имеющих электронной системы управления.

При возникновении проблем у двигателя, оснащенного ЭБУ, в первую очередь необходимо выполнить диагностику неисправности топливной системы с помощью диагностического сканера, подключаемого к разъему K-line блока.

Только после определения кода ошибки, привязанного к неисправному элементу, стоит направляться на станцию технического обслуживания (СТО), чтобы приступить к ремонту системы питания дизельного двигателя.

После проведения диагностического тестирования специалисты вынесут окончательный диагноз, — какой из элементов системы питания повинен в некорректной работе дизеля. В противном случае, по вашей просьбе, опираясь на ваши предположения, отремонтируют не тот узел, и проблемы останутся с вами.

Выбирая СТО, следует обратить внимание на уровень ее оснащения диагностическим оборудованием. Лидером в области изготовления испытательных и ремонтных стендов для проверки топливной аппаратуры является фирма Bosch, выпускающая линейку оборудования EPS.

Широкими возможностями для проверки ТНВД всех видов обладает стенд EPS 815 под управлением компьютерной системы. С помощью настольного прибора EPS 205 тестируют форсунки различных видов и производителей, используя при этом различные адаптеры. Известны также диагностические комплексы фирм Delphi, DENSO и Hartridge.

Что проверяется

Используя многочисленные функции диагностических комплексов и приборов, можно проверить множество технических параметров и характеристик топливных компонентов и определить основные неисправности системы питания. Комплекты оборудования фирмы Bosch выполняют следующие тесты и действия:

• диагностику контура низкого давления (комплект Diesel Set 1);
• удаление воздуха из системы Common Rail (Diesel Set 2);
• диагностику линий высокого давления (Diesel Set 3.1).
• этот же комплекс проверяет: почему не заводится двигатель при работающем стартере или глохнет работающий двигатель, находит причины внезапного снижения мощности при отсутствии каких-либо кодов неисправности.

С помощью ручного прибора EPS:

• проверяют и регулируют давление открытия форсунок;
• анализируют факел распыла;
• «дребезг» форсунок;
• измеряют утечки в распылителях.

На стенде Delphi YDT278 проверяют все компоненты топливной системы дизельного двигателя, включая насос и форсунки, даже не снимая их с машины. Подключив устройство YDT410, контролируют работоспособность регулятора давления системы Common Rail. Если прибор повышает давление до требуемого, значит, штатный регулятор неисправен. В противном случае источником неисправности является насос.

Содержание ремонтных работ

После диагностического тестирования и выявления неисправного узла принимают решение о дальнейших действиях. В принципе почти любой компонент топливной системы можно отремонтировать, предварительно определив — «стоит ли овчинка выделки».

Работы выполняются в специализированных центрах по обслуживанию дизельных автомобилей, имеющих необходимое оборудование для ремонта. Как восстанавливают изношенные агрегаты?

Основные действия при ремонте ТНВД на СТО:

1. разборка и очистка узла с промывкой деталей в топливе;
2. дефектовка устройства;
3. предварительная и чистовая притирка отверстий;
4. хромирование плунжеров для увеличения их диаметра;
5. притирка плунжеров с помощью пасты ГОИ;
6. сортировка плунжеров по группам с разницей диаметров не более 2 мкм;
7. подбор плунжерных пар таким образом, чтобы плунжер входил в отверстие не более чем на две десятых своей длины;
8. притирка на доводочном станке с пастой ГОИ;
9. сборка насоса;
10. замена резиновых уплотнителей (колец, манжет, сальников);
11. стендовая настройка работы.

Ремонт форсунок или насос-форсунок включает в себя:

• разборку с промывкой деталей в топливе;
• очистку поверхности от нагара;
• замену распылителя;
• замену вышедших из строя деталей (уплотнительные шайбы, пружина, игла, промежуточный толкатель);
• настройка работы форсунок.

Некоторые советы по ремонту топливной аппаратуры

• Как выяснить — подсасывается или нет в топливную систему воздух? Отсоедините шланг от топливного фильтра и погрузите его в емкость с топливом. Если двигатель заработает лучше, ищите местонахождение негерметичности.
• Осенью, с наступлением холодов, слейте остаток летнего топлива и заправьтесь зимней соляркой, иначе в системе образуются кристаллы парафина, что потребует дорогой операции по депарафинизации содержимого топливного бака.
• Если недавно автомобилист пересел на дизель с бензинового автомобиля, не крутите по привычке двигатель до 3500 оборотов. При такой нагрузке его ресурс уменьшается, поскольку детали изнашиваются значительно быстрее. Старайтесь не превышать обороты свыше 3-х тысяч.
• Периодически сливайте воду из фильтра-отстойника. Запуск двигателя, особенно в зимнее время, благодаря этой мере, станет более успешным.
• Не допускайте длительной езды с полупустым топливным баком, в результате чего на его стенках выделяется конденсат, образуются окислы, попадающие в топливо.

Как говорят медики — болезнь легче предупредить, чем лечить. То же самое можно сказать и в отношении ремонта топливной системы дизельных двигателей.

Своевременные профилактические работы: замена фильтров, слив конденсата, регулярная промывка топливного бака, проверка на диагностическом оборудовании помогут вам увеличить ресурс всех компонентов топливной системы и сэкономить на дорогостоящем ремонте.

Источник

Система впрыска дизельного двигателя

Система впрыска дизельного двигателя отличается от бензинового. В камере сгорания дизельного двигателя происходит воспламенение топлива. В бензиновом поджигается топливная смесь. Приготовленная, вне камеры сгорания и в определенном соотношении.

Поэтому воспламенение топлива дизельного двигателя имеет свои особенности. Основываются ни на физических свойствах воздуха и непосредственно дизельного топлива. Эти свойства определяют конструктивные особенности. Различных систем впрыска топлива.

Воспламенение дизельного топлива.

Поршень сжимает воздух в камере сгорания. Поршневая группа позволяет создать компрессию в камере сгорания выше 25 вар. Если это происходит. Температура сжимаемого воздуха поднимается до 700- 900 градусов по цельсию.

Нагрев воздуха в камере сгорания

Нагрев воздуха происходит. Из а того , что при сжатии уменьшаются расстояния между молекулами воздуха . Молекулы находятся в постоянном движении. И чем меньше между ними расстояние. тем чаще они сталкиваются друг с другом. В результате выделяется большое количество кинетической энергии. Которая переходит в тепловую. Чем сильнее давление на воздух тем меньше расстояние между молекулами. Те выше поднимается температура сжимаемого воздуха.

Как происходит воспламенение.

Сжатый воздух нагрет до температуры 700-900 градусов. В момент когда поршень начинает подходить к верхней мертвой точке. Форсунка впрыскивает топливо под давлением. Топливо распыляется на мелкие капли. Капля от движения начинает испаряться и вокруг неё образуется облако пара. Температура воспламенения дизельного топлива составляет 350 градусов по Цельсию. То есть при температуре сжатого воздуха даже в 500 градусов. Пары топлива гарантированно самовоспламеняются. И от горения начинают расширяться. Создаётся давление в цилиндре. К моменту когда поршень подойдет к верхней мертвой точке. Топливо воспламенится все полностью и создаст максимальное давление в камере сгорания. Это давление и будет совершать работу двигателя. По мере удаления поршня от верхней мертвой точки топливо догорает. Создавая тем самым дополнительное давление на поршень.

Качество сгорания топлива во многом определяет давление с которым происходит впрыск топлива в камеру сгорания. Чем быстрее и эффективнее сгорает топливо тем выше создаваемое им давление. Чем выше давление распыления в форсунках. Тем капли мельче и быстрее движутся. Соответственно быстрее сгорают. Поэтому при одном и том же объёме камеры сгорания можно достичь повышение мощности двигателя за счет увеличения давления впрыска топлива.

Увеличение мощности двигателя

Современные системы впрыска позволяют поднять давление распыления до 2000 Вар. Выше создать давление не получается из за конструктивных особенностей двигателя внутреннего сгорания. То есть двигатель может не справиться с возникающим давлением и разрушится

Увеличение объёма воздуха в камере сгорания

Мощность двигателя можно повысить за счет увеличения объема воздуха поступающего в камеру сгорания. Так как воздух содержит кислород. И чем его больше тем интенсивнее происходит сгорание топлива. Цилиндр имеет рабочий объём, который изменить нельзя. Но можно в этот объём разместить большее количество воздуха. Если предварительно его сжать.

Происходит это с помощью турбокрмпрессора. Он создаёт избыточное давление поступающего в цилиндр воздуха. В результате его попадет большее количество. Если бы поршень закачивал воздух самостоятельно. Но в результате попадания воздуха в турбокомпрессор он нагревается от температуры турбины и от создаваемого им сжатия. Требуется его охлаждение.

При охлаждении движение молекул замедляется. В результате чего они начинают занимать меньший объём в пространстве. Технически охлаждение воздуха происходит путем применения радиатора. Его называют интеркулер. В интеркулере воздух охлаждается встречным потоком воздуха. При движении автомобиля. Сжатый воздух дополнительно охлаждается и подаётся в цилиндры. Но применение интеркулера возможно только при наличии турбокомпрессора. Потому что если применять его отдельно, он затруднит поступление воздуха в цилиндры. И повышения мощности не произойдет.

Топливо попавшее в цилиндр должно сгореть полностью. От этого зависит эффективная работа двигателя. Безусловно дополнительная порция воздуха помогает это сделать. Но не решает проблемы в целом. Двигатель работает в разных режимах. При увеличении оборотов. Уменьшается время на горение топлива. А не полное его сгорания снижает мощность работы. В связи с уменьшением возникающего давления на поршень. Автомобили несут на себе разную нагрузку. При одних и тех же оборотах двигателя требуется разное количество топлива для движения автомобиля. Поэтому постоянно разрабатываются различные системы впрыска топлива. Которые пытаются более точно регулировать объём поступающего топлива в цилиндры. При работе на разных режимах работы двигателя.

Классическая система впрыска топлива.

Основана на использовании топливного насоса высокого давления. Он распределяет давление топлива по цилиндрам. В зависимости от схемы работы данного двигателя. Полость ТНВД наполняется топливом при помощи подкачивающего насоса. Который расположен на корпусе ТНВД и приводится в действие от вала ТНВД. Подкачивающий насос закачивает топливо из бака Направляет его в фильтры тонкой очистки. И затем топливо попадает в ТНВД. Полость топливного насоса высоко давления наполняется. В ней находятся плунжерные пары. Они захватывают топливо. И создают высокое давление. Которое и подаётся к форсункам. Форсунка устроена таким образом. Что накапливает получаемое давление от плунжера. И при достижении нужного давления открывает каналы через которые распыляется топливо. Это классическая схема. Насос позволяет менять частоту вращения коленчатого вала двигателя. Путем изменения количества подаваемого топлива в цилиндры.

Кроме этого некоторые насосы имеют возможность изменять угол опережения зажигания. За счет применения центробежных грузиков. При увеличении числа оборотов двигателя происходит смещение вала насоса относительно привода. Эта система рассчитывается на средние показатели работы двигателя. На различных предполагаемых режимах работы. И не может влиять на не предусмотренные нагрузки. Такие как уменьшение или увеличении перевозимого груза. Спуск подъем. Дорожное покрытие. Количество топлива будет соответствовать только количеств требуемых оборотов двигателя.

Соответственно топлива будет либо не хватать. Либо подаваться избыточное количество. В результате не достигается полное сгорание топлива в цилиндрах, и как результат низкий коэффициент полезного действия. Влияющий отрицательно на расход топлива и мощность двигателя и показатели экологии. Требования предъявляемые к экологии в конечном итоге оказались главным фактором эволюции системы впрыска. Чем топливо лучше сгорает в камере сгорания. Тем образуется меньше вредных выбросов окружающую среду. Соответственно чем эффективнее сгорание топлива лучше характеристики двигателя. Конструктора длительное время усовершенствовали систему впрыска дизельного топлива.

Но всё это были как правило вариации на тему ТНВД. Впрыск топлива производился в полном объёме. Поэтому при работе дизельного двигателя слышен характерный стук. Воспламеняется топливо поданное в цилиндр, давление возрастает В ВМТ до максимальной величины. И происходит сильный удар.

Современная система впрыска дизельного двигателя способна производить подачу впрыска в несколько этапов. Как производить производить предварительный поджог топлива. Предварительная подача топлива называется пилотным впрыском. Когда поршень проходит отметку угла опережения зажигания происходит предварительный впрыск топлива. Небольшое количество топлива загорается. Затем даётся еще какое то количество топлива.

Таких предварительных впрысков может достигать до 5. После пилотного впрыска происходит основной впрыск. Уже в горящее топливо. Основное количество топлива быстрее загорается и сгорает более эффективно. В результате двигатель работает плавно без резких ударов. А более полное сгорание топлива обеспечивает низкий уровень выброса вредных веществ и повышение мощностных характеристик двигателя. Подобный впрыск может обеспечить только система Комон рейл

Система Комон рейл

Управление впрыском топлива происходит при помощи электронного блока управления. Количество подаваемого топлива учитывается от числа оборотов двигателя, скорости движения и возникающих нагрузок в процессе движения автомобиля. Система впрыска дизельного двигателя комон рейл позволят достичь максимально возможного давления впрыска топлива. Поэтому она и получила широкое распространение на современных двигателях.

Система common rail принцип работы

Насос создаёт высокое давление не для каждой форсунки в отдельности а для всех сразу. Давление аккумулируется в расширительной трубке рейле. Все форсунки соединены с рейлом. Впрыск топлива осуществляется за счет работы электро магнитного клапана в форсунках. Управление клапанами осуществляет электронный блок. На основании данных которые он получает от датчиков.

• положение коленчатого вала

• положение распределительного вала

• температуры поступающего воздуха-

• температуры двигателя

• давление топлива в рейл

• количество сгоревшего топлива

• положение педали газа

В зависимости от полученных данных ЭБУ определяет время открытия и закрытия форсунок. То есть количество необходимого топлива. Угол опережения зажигания.

Достигается максимальное сгорание топлива на разных режимах работы двигателя.

Устройство системы комон рейл

Система комон рейл состоит из элементов низкого и высокого давления топлива.

Элементы низкого давления обеспечивают подачу топлива до насоса высокого давления. Низкое давление является составной частью нагнетания высокого. То есть оно должно иметь определённую величину. Чтобы насос высокого давления эффективно работал.

В систему низкого давления входят топливоподводящие трубки. Фильтра грубой и тонкой очистки топлива. И как правило шестеренный насос низкого давления.

Элементы высокого давления производят нагнетание рабочего давления топлива в камере сгорания.

К ним относятся:

• Насос высокого давления

• Рейл

• Подводящие трубки к форсункам

• Форсунки распыляющие топливо в камере сгорания

В связи с тем что система подводит давление к форсункам одновременно. Затрудняется поиск неисправностей. Если одна форсунка вышла из строя. Например перестала сдерживать рабочее давление. Двигатель работать не сможет. Потеря давления в одной форсунке не позволит создать давление во всей системе.

Неплотное соединение между элементами высокого давления так же позволит создать давление нагнетания.

Например очень часто форсунки подключаются к рейл при помощи удлинителей(морковок) Форсунка имеет конусное отверстие. И в это отверстие прилегает конус удлинителя. Если в соединении трубки удлинителя и форсунки будет повреждение. И трубка не плотно приляжет к форсунке. Давление в системе уже не создаться. И двигатель не заведется. Все соединения должны быть надёжными и предельно прочными. Попадание малейших частиц грязи приведет к неисправности. Иногда требуется ремонт форсунок. Их снимают везут в мастерскую. Соединительные трубки остаются в пыли и грязи ждать форсунки. При установке отремонтированных форсунок их прикручивают как они и лежали. Мотор естественно не заводится из за попавшей грязи в форсунки. А винить начинают мастеров. Диагностика неисправности системы впрыска комон рейл производится при помощи тестера. Который считывает коды ошибок выдаваемых электронным блоком. Но этих данных бывает недостаточно для определения истинной причины неисправности.

Система впрыска дизельного двигателя подвергается постоянной эволюции. Связано это с требованиями экологии. По уменьшению вредных выбросов отработанных газов. А это в свою очередь и есть путь к повышению эффективности работы двигателя и экономии топлива.

Источник