Что создает давление в дизельном двигателе

Топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления (сокращенное наименование – ТНВД) является одним из основных конструктивных элементов системы впрыска дизельного двигателя. Насос, выполняет, как правило, две основные функции: нагнетание под давлением определенного количества топлива; регулирование необходимого момента начала впрыскивания. С появлением аккумуляторных систем впрыска функция регулирования момента впрыска возложена на управляемые электроникой форсунки.

Основу топливного насоса высокого давления составляет плунжерная пара, которая объединяет поршень (он же плунжер) и цилиндр (он же втулка) небольшого размера. Плунжерная пара изготавливается из высококачественной стали с высокой точностью. Между плунжером и втулкой обеспечивается минимальный зазор – прецизионное сопряжение.

В зависимости от конструкции различают следующие виды топливных насосов высокого давления: рядный, распределительный и магистральный. В рядном насосе нагнетание топлива в цилиндр производится отдельной плунжерной парой. Распределительный насос имеет один или несколько плунжеров, которые обеспечивают нагнетание и распределение топлива по всем цилиндрам. Магистральные насосы осуществляют только нагнетание топлива в аккумулятор.

Топливный насос высокого давления используется также в системе непосредственного впрыска бензинового двигателя, но его рабочее давление на порядок ниже аналогичной характеристики дизельного насоса.

Ведущими производителями топливных насосов высокого давления являются, в основном, зарубежные фирмы: Bosch, Lucas, Delphi, Denso, Zexel.

Рядный топливный насос высокого давления

Рядный ТНВД имеет плунжерные пары по числу цилиндров. Плунжерные пары установлены в корпусе насоса, в котором выполнены каналы для подвода и отвода топлива. Движение плунжера осуществляется от кулачкового вала, который в свою очередь имеет привод от коленчатого вала двигателя. Плунжеры постоянно прижимаются к кулачкам с помощью пружин.

При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель плунжера. Плунжер двигается вверх по втулке, при этом последовательно закрываются выпускное и впускное отверстие. Создается давление, при котором открывается нагнетательный клапан, и топливо по топливопроводу поступает к соответствующей форсунке.

Регулирование количества подаваемого топлива и момента его подачи может осуществляться механическим путем или с помощью электроники. Механическое регулирование количества подаваемого топлива осуществляется поворотом плунжера во втулке. Для поворота на плунжере выполнена шестерня, которая соединена с зубчатой рейкой. Рейка связана с педалью газа. Верхняя кромка плунжера имеет наклонную поверхность, поэтому при повороте отсечка топлива и соответственно его количество будет изменяться.

Изменение момента начала подачи топлива требуется при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Механическое регулирование момента подачи топлива производится с помощью центробежной муфты, расположенной на кулачковом валу. Внутри муфты находятся грузики, которые при увеличении оборотов двигателя расходятся под действием центробежных сил и поворачивают кулачковый вал относительно привода. При увеличении оборотов двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, при уменьшении – поздний.

Конструкция рядных ТНВД обеспечивает высокую надежность. Насосы смазываются моторным маслом системы смазки двигателя, поэтому могут работать на топливе низкого качества. Рядные топливные насосы высокого давления применяются на двигателях с раздельными камерами сгорания и непосредственным впрыском средних и тяжелых грузовых автомобилей. На легковых дизелях данный вид насоса применялся до 2000 года.

Распределительный топливный насос высокого давления

Распределительные топливные насосы высокого давления, в отличие от рядного ТНВД, имеют один или два плунжера, обслуживающих все цилиндры двигателя. Распределительные насосы обладают меньшей массой и габаритными размерами, а также обеспечивают большую равномерность подачи. С другой стороны их отличает сравнительно низкая долговечность сопряженных деталей. Все это определяет область применения данных насосов, в основном, на двигателях легковых автомобилей.

Конструкции распределительных топливных насосов высокого давления могут иметь различный привод плунжера:

• торцевой кулачковый привод (насосы Bosch VE);
• внутренний кулачковый привод (роторные насосы Bosch VR, Lucas DPC, Lucas DPS);
• внешний кулачковый привод (отечественные насосы НД-21, НД-22).

Предпочтительными в плане эксплуатации являются первые два типа привода плунжеров, т.к. в них отсутствуют силовые нагрузки от давления топлива на узлы приводного вала и, соответственно, выше долговечность.

Основным элементом распределительного ТНВД с торцевым кулачковым приводом плунжера (Bosch VE) является плунжер-распределитель, который совершает возвратно-поступательное и вращательное движение, обеспечивая нагнетание и распределение топлива по цилиндрам.

Возвратно-поступательное движение плунжера происходит при вращении кулачковой шайбы, которая обегает неподвижное кольцо по роликам. Шайба нажимает на плунжер, за счет чего создается давление топлива. В исходное положение плунжер возвращается с помощью пружины.

Вращение плунжера производится от приводного вала. При этом происходит распределение топлива по цилиндрам.

Регулирование величины подачи топлива осуществляется автоматически с помощью механического или электронного устройств. Механический регулятор включает центробежную муфту с грузами, которая через систему рычагов воздействует на дозатор, изменяющий величину топливоподачи. Электронный регулятор представляет собой электромагнитный клапан.

Регулирование величины опережения впрыска топлива в распределительном насосе производится путем поворота неподвижного кольца на определенный угол.

Рабочий процесс распределительного насоса включает впуск топлива в надплунжерное пространство, нагнетание и распределение в соответствующие цилиндры.

В распределительном насосе роторного типа нагнетание и распределение топлива по цилиндрам осуществляются разными устройствами плунжером и распределительной головкой. Нагнетание топлива производится с помощью двух противолежащих плунжеров, расположенных на распределительном валу. Плунжеры через ролики обегают профиль кулачковой обоймы и совершают возвратно-поступательное движение.

При движении плунжеров навстречу друг другу происходит рост давления топлива, после чего топливо по каналам распределительной головки и нагнетательным клапанам доставляется к форсункам соответствующих цилиндров.

Топливо к плунжеру (плунжерам) подается под небольшим давлением, которое создает топливоподкачивающий насос. В распределительных насосах топливоподкачивающий насос установлен на приводном валу в корпусе насоса. Конструктивно это может быть роторно-лопастной насос, шестеренный насос с внешним или внутренним зацеплением.

Смазка распределительного насоса высокого давления производится дизельным топливом, которое заполняет корпус насоса.

Магистральный топливный насос высокого давления

Магистральный топливный насос высокого давления используется в аккумуляторной системе впрыска топлива Common Rail, где он выполняет функцию нагнетания топлива в топливную рампу. Магистральные ТНВД обеспечивают более высокое давление топлива (в современных системах впрыска порядка 180 МПА и более).

Конструктивно магистральный насос может иметь один, два или три плунжера. Привод плунжеров осуществляется с помощью кулачкового вала или кулачковой шайбы.

При вращении кулачкового вала (эксцентрика кулачковой шайбы) под действием возвратной пружины плунжер движется вниз. Увеличивается объем компрессионной камеры и уменьшается давление в ней. Под действием разряжения открывается впускной клапан, и топливо поступает в камеру.

Движение плунжера вверх сопровождается ростом давления в камере, впускной клапан закрывается. При определенном давлении открывается выпускной клапан и топливо подается в рампу.

Управление подачей топлива производится в зависимости от потребности двигателя с помощью клапана дозирования топлива. В нормальном положении клапан открыт. По сигналу электронного блока управления клапан закрывается на определенную величину, тем самым регулируется количество поступающего в компрессионную камеру топлива.

Диагностика давления масла в двигателе

Для надежной работы двигателя необходимо, чтобы в системе смазки было обеспечено достаточное давление масла. На щитке приборов автомобиля есть контрольная лампа или датчик, которые показывают состояние давления масла в двигателе. Если при запущенном двигателе на холостых оборотах загорается контрольная лампа давления масла и горит при работе на высоких оборотах, то это тревожный сигнал. Требуется остановиться, заглушить мотор и выяснить причину, дальнейшая его работа недопустима, так как это может привести к поломке (двигатель «стуканет») и дальнейшему капитальному ремонту.

Эта статья о том как диагностировать давление масла в двигателе и узлах трансмиссии и что необходимо предпринять если загорелась или замигала лампочка давления масла на панели приборов.

Самостоятельная проверка системы смазки двигателя

1. Поднимите капот, нет необходимости сразу проверять уровень масла в двигателе, масло должно стечь в картер, это занимает какое-то время. Пока посмотрите, нет ли на моторе свежих подтеков масла, не поврежден ли масляный картер (если «защита картера» отсутствует).

2. Если заметили течь масла из картера, попробуйте временно загерметизировать ее. Для этого используйте подручные материалы, такие как: кусок резины, тряпка, скотч, деревянный клин и т.д.

3. Убедитесь, что масло не подтекает из-под прокладки масляного фильтра, которая может быть повреждена или требуется просто подтянуть фильтр. Опасайтесь обжечься о горячие детали двигателя, поэтому лучше работать в перчатках.

4. Проверьте с помощью щупа уровень масла в двигателе, он должен быть между MIN и MAX. Если масла недостаточно, то добавьте его. Масло на долив применяйте то же, что и залитое в двигатель.

5. Запустите двигатель. Если лампа давления масла погасла, то вам повезло, можно ехать. Если нет, то требуется дальнейшая диагностика.

6. Теперь следует проверить исправность самого датчика давления масла. Выверните его из двигателя и закрутите вместо него механический манометр давления масла (инструкция по диагностике этими приборами приведена ниже). Если давление при частоте вращения холостого хода более 0,65 кгс/см2 и увеличивается с ростом оборотов, то следует заменить сам датчик или проверить его электрическую цепь.

7. Все что могли проверить самостоятельно — сделали, если лампа мигает, то необходимо обратиться в автосервис для полной диагностики двигателя и возможного ремонта.

Основные функции моторного масла

Уменьшение трения и износа деталей двигателя. Уплотнение герметичности надпоршневого пространства в месте контакта поршневых колец со стенками цилиндра.

1 — масляный насос;
2 — маслоприемник;
3 — редукционный клапан;
4 — перепускной клапан;
5 — масляный фильтр;
6 — датчик аварийного давления масла.

Как устроена система смазки двигателя

Насос засасывает масло через заборный патрубок из картера двигателя и подает его через масляный фильтр в главную магистраль. Из нее по каналам в блоке масло поступает к коренным подшипникам коленчатого вала. Смазка шатунных подшипников чаще всего организуется через коренные шейки по каналам, соединяющим их с шатунными.

На нижней головке шатуна, как правило, имеется отверстия для разбрызгивания масла на стенки гильзы цилиндра. В канавках маслосъемных колец расположены дренажные отверстия для стекания масла.
От главной магистрали ответвляется вертикальный смазочный канал, откуда масло подается к опорным подшипником распределительного вала, осей коромысла и гидравлическим компенсаторам клапанов.

В системе смазки предусмотрены регулирующие клапаны. На нагнетательной части масляного насоса находится клапан избыточного давления (редукционный клапан). Он срабатывает, когда давление в системе смазки превысит некий критический уровень (обычно 4-5 бар) и сбрасывает часть масла с выхода насоса на вход. Когда непосредственно в систему встраивают перепускной клапан (чаще он бывает расположен в корпусе сменного фильтра). Клапан открывается при засорении фильтра, направляя в систему не фильтрованное масло с продуктами износа.

Для оповещения об опасно низком давлении в контуре смазки существует датчик аварийного давления масла. Чаще он располагается на блоке цилиндров рядом с масляным фильтром, иногда — на корпусе головки блока.

Износ вкладышей двигателя

Часто причиной падения давления масла в двигателе является износ подшипников двигателя, прежде всего кривошипно-шатунного механизма. Напор в системе смазки создает масляный насос. Давление, которое развивается, определяется гидравлическим сопротивлением масляной магистрали. Звучит мудрено, а если сказать по-простому, то это значит, что чем легче масло будет истекать из системы смазки, тем меньше будет создаваемое в ней давление и наоборот.

В исправном моторе зазоры в подшипниках коленчатого вала составляют 0,03-0,08 мм. Они, с одной стороны, обеспечивают нормальный режим смазки, при котором между шейкой вала и вкладышем проникает достаточное количество масла для создания так называемого масляного клина (благодаря ему трущиеся детали выдерживают большие механические нагрузки с малым для себя ущербом). С другой стороны, небольшие зазоры не позволяют маслу, имеющему высокую вязкость, вытекать из внутренней полости подшипника.

При износе подшипников зазоры увеличиваются, иногда в несколько раз. Масло начинает активно просачиваться из системы, что приводит к уменьшению давления (на приборной панели загорается или начинает мигать лампочка «давление масла»). Особенно остро этот эффект проявляется на «горячем» двигателе, когда вязкость масла минимальна (увеличивается текучесть масла). В таких случаях говорят, что «подшипники не держат масло».

Если давление масла растет слишком медленно, то при запуске холодного двигателя слышен стук или даже грохот. Причины скрываются в низком уровне масла, или в износе масляного насоса, коренных вкладышей или выхода из строя предохранительного клапана. Такие же звуковые сигналы сопровождают работу двигателя при неправильно подобранном масле или масляном фильтре.

Износ подшипников коленчатого вала — беда, которая не ходит одна, а влечет за собой другие неприятности. Уменьшение давления в нижней части системы смазки приводит к масляному голоданию трущихся деталей в головке блока и в гидрокомпенсаторах (под клапанной крышкой появляется железный цокот и клапана начинают «подвисать»). Так вскоре придется ремонтировать и их. Вовремя обнаружить этот процесс и принять меры — значит сэкономить на запчастях и ремонте.

Зачем измерять давление масла, если в конструкции двигателя предусмотрен датчик давления? Дело в том, что датчик срабатывает тогда, когда давление снизилось до аварийного уровня, когда уже «поздно пить боржоми». Иногда датчики барахлят и их проверять тоже необходимо. Даже в тех случаях, когда на приборной панели установлен стрелочный прибор, следует иметь в виду, что он так называемого индикаторного типа и его показаниям можно верить с большой оговоркой.

Оценка состояния масляной системы двигателя и КПП

Для замера давления масла в двигателе применяются специальные манометры ИДМ-1 или более простой аналог TU-12. Сама диагностика давления масла производится обычно через штатное резьбовое отверстие датчика давления масла (прибор вворачивается вместо него).

В технических характеристиках двигателей приводятся данные давления масла. Также указываются обороты, при которых следует выполнять измерения. Если это не оговаривается особо, мерить следует в режиме оборотов холостого хода. На результаты измерений оказывает влияние температура масла, определяющая его текучесть. Замер давления масла в двигателе рекомендуется проводить при рабочей температуре двигателя (температура масла около 80°С).

Для расшифровки результатов тестирования можно воспользоваться справочной таблицей, приведенной в статье. Если дополнительные проверки показали, что при исправных деталях системы смазки давление масла в двигателе близко к нижнему пределу или меньше него, значит, двигатель пора отправлять в капитальный ремонт.

Измерения давления масла в двигателе

1. Прогрейте двигатель до нормального теплового состояния, оцениваемого по температуре картерного масла (более 60 град.С).
2. С выключенного двигателя удалите датчик давления масла.
3. Присоедините манометр со шлангом вместо датчика давления масла ( при необходимости используйте необходимый адаптер из комплекта с соответствующей резьбой) к системе двигателя или коробке передач.
4. Запустите двигатель и снимите показатели на различных оборотах коленчатого вала, рекомендованных в паспорте двигателя при стабилизированных показаниях стрелки манометра.
5. Заглушите двигатель и дождитесь, пока давление упадет до нуля или сбросьте давление кнопкой сброса под манометром, отсоедините тестер от двигателя и подсоедините обратно датчик давления масла.
6. Оцените состояние масляной системы сравнив полученные результаты со значениями, приведенными в паспорте двигателя или в справочной литературе.

В технических характеристиках двигателей приводятся данные давления масла. Также указываются обороты, при которых следует выполнять измерения. Если это не оговаривается особо, то мерить следует в режиме оборотов холостого хода. На результаты измерений оказывает влияние температура масла, определяющая его текучесть. Замер рекомендуется производить при рабочей температуре двигателя. После диагностики индикатором ИДМ-1 делается заключение о работоспособности двигателя.

Неисправность

Причина

Способ устранения

Пониженное давление масла в нижнем диапазоне оборотов двигателя

Повышенное давление масла при частоте вращения коленчатого вла свыше 2000 об/мин

Из-за загрязнения заклинило клапан-регулятор давления в открытом состоянии

Предохранительный клапан не открывается вследствие загрязнения

Снять и проверить клапан

Клапан снять и проверить

Пониженное давление масла во всем диапазоне оборотов двигателя

Слишком мало масла в двигателе. Загрязнена сетка маслозаборника, сломана маслозаборная трубка

Долить масло в двигатель
Снять масляный картер, прочистить сетку, если необходимо, заменить трубку

Изношен масляный насос

Снять, проверить, если требуется, заменить

Износ подшипников двигателя

Применение автохимии для повышения давления масла

Не всегда требуется производить «капитальный» ремонт двигателя, если диагностика покажет износ вкладышей коренных или шатунных шеек. Иногда достаточно произвести обработку двигателя нашим защитно-восстановительным препаратом ЭДИАЛ для Двигателя. При некритическом износе (когда лампочка давления масла только замигала) его применение позволит восстановить изношенные поверхности вкладышей и шеек коленвала, оптимизировать зазоры между ними, что покажет увеличение давления масла.

Применение модификатора трения ЭДИАЛ также существенно увеличит ресурс деталей двигателя. Из-за масляного голодания начинают «стучать» гидрокомпенсаторы (хорошо слышно цоканье под клапанной крышкой). С этой болезнью также хорошо справится наша модификатор ЭДИАЛ для двигателя. Обычно стук проходит уже через 15-20 минут после заливки присадки в масляную систему двигателя.

Зачастую при применении присадок в масло прочих производителей (присадки — создающие дополнительные пленки между поверхностями трения) создается иллюзия увеличения давления масла (перестает мигать лампочка «давления масла» на доске приборов). Применивший такую автохимию думает, что получилась дополнительная защитная пленка между вкладышами и шейками коленвала, а это просто присадка обволокла поверхности масляных каналов и уменьшила их диаметр. Масляный насос прокачивая тоже количество масла по меньшему диаметру показал увеличение давления. При частом применении таких присадок велика вероятность уменьшения подачи масла к шейкам КВ и вкладышам, что может привести к масляному голоданию и капремонту двигателя.

Применение модификатора трения ЭДИАЛ для двигателя более безопасно для двигателя и обладает увеличенным ресурсом (50 000 — 100 000 км пробега автомобиля) и не зависит от смены масла.

Какое должно быть давление масла в двигателе и способы проверки

Реклама наших партнеров

Моторное масло в двигателе является рабочей жидкостью, которая защищает детали от сухого трения, охлаждает нагретые поверхности. Также смазка выполняет функцию очистки, вымывает загрязнения и нейтрализует агрессивные химические соединения.

В системе смазки автомобильного ДВС моторное масло подается к нагруженным элементам под определенным давлением. Указанное давление создает масляный насос. При этом отклонения от нормы по данному показателю в большую или меньшую сторону являются неисправностью.

В том случае, если давление масла низкое, двигатель подвергается значительному износу. Высокое давление масла приводит к тому, что происходит выдавливание сальников, появляются течи прокладок и уплотнителей, смазочный материал «забрасывается» в непредназначенные для его нахождения участки.

В этой статье мы намерены поговорить о том, какое давление масла на холостых оборотах двигателя и под нагрузкой является нормальным, по каким причинам может происходить изменение давления и от чего это зависит, а также как узнать давление масла в двигателе.

Датчик давления масла двигателя и лампочка давления масла

Начнем с того, что многие опытные автолюбители знают, что от качества масла и нормальной работы системы смазки напрямую зависит моторесурс силового агрегата. Более того, давление масла является важным индикатором состояния ДВС и даже влияет на общую безопасность в процессе эксплуатации ТС.

Особенно это справедливо в тех случаях, когда происходит его снижение, то есть мотор начинает испытывать масляное голодание и может попросту заклинить. Если двигатель заклинит в движении, это считается аварийной ситуацией, которая может привести к ДТП и другим непредсказуемым последствиям. Этот факт хорошо известен и самим автопроизводителям.

По этой причине на многих автомобилях можно встретить аварийную лампочку давления масла. Такая лампочка выведена на приборную панель. Указанная лампа загорается в тех случаях, когда показатель падает ниже определенной отметки. Контроль осуществляется при помощи датчика давления масла. Загорание может также сопровождаться звуковым сигналом.

При этом важно понимать, что такая лампочка может не загораться даже в случаях значительного снижения уровня смазки в ДВС, а также тогда, когда давление снизилось, но такое снижение еще не является критическим.

Другими словами, данный индикатор позволяет проинформировать водителя и избежать только наиболее серьезных последствий. При этом лампочка масла не является защитой от интенсивного износа мотора в тех случаях, когда водитель самостоятельно не следит за уровнем и свойствами смазки в системе, а также за общим состоянием двигателя.

По указанной причине автовладельцы часто задают вопросы касательно того, какое давления масла в дизельном двигателе или бензиновом агрегате (независимо от марки, модели и типа ТС) является нормальным. Также многие интересуются, каким должно быть давление масла на холодном двигателе.

Чаще всего эта тема становится актуальной в случаях, когда лампочка давления масла моргает на холостом ходу во время прогрева ДВС. Другими словами, во всех случаях речь идет о необходимой диагностике системы смазки. Давайте разбираться.

Как проверить давление масла в двигателе

Проверка может быть нужна независимо от того, оборудован ли автомобиль стрелочным/цифровым индикатором или вывод данных о давлении на приборную панель конструктивно не предусмотрен.

Добавим, что все большее количество современных авто не имеет сегодня даже лампочки давления масла. Получается, нет возможности визуально проверить этот показатель и его изменения на разных режимах работы ДВС без дополнительных приспособлений.

Идем далее. Чтобы понять, какую отметку считать нормой для конкретного мотора, необходима таблица давления масла в двигателях того или иного производителя. Данную информацию можно найти в мануале, в специальной технической литературе по ремонту и эксплуатации, на профильных автофорумах и т.д.

Как уже было сказано, лампочка на панели может полностью отсутствовать. При этом даже ее наличие не позволяет точно определить нужный показатель. Не следует забывать о том, что также возможны сбои в работе самого индикатора (перегорание лампы, неисправности электрической проводки или датчика давления смазки).

Такие неисправности могут произойти в любой момент, при этом водитель лишается возможности контролировать давление в штатном режиме. Добавим, что для быстрой проверки лампы можно на незаведенном двигателе включить зажигание. Лампочка масла должна гореть. После запуска ДВС указанная лампа гаснет сразу или через 1-2 секунды. Если при включении зажигания лампа не загорается, тогда высока вероятность выхода элемента из строя.

• Вернемся к проверке. Чтобы проверить давление масла, нужно иметь специальный манометр.
• Обратите внимание, для точности замеров потребуется заранее прогреть двигатель до рабочей температуры.
• Затем силовой агрегат нужно остановить. После этого следует обнаружить датчик давления масла на моторе.
• Далее указанный датчик выкручивается, после чего подсоединяется переходник от манометра.
• Затем можно запустить агрегат, после чего оценивается давление масла на холостом ходу.
• Теперь нужно нажать на педаль газа, поднимая обороты до средних и высоких, параллельно фиксируя показания.

Для многих авто такой способ является оптимальным решением для замеров. Важно, чтобы измерительный прибор был исправным, также при анализе показаний все равно следует учитывать возможную погрешность.

Также можно использовать цифровой измеритель (цифровой манометр с датчиком давления масла). Единственное, бюджетные приборы малоизвестных производителей отличаются большой погрешностью при измерениях. Это же утверждение справедливо и в том случае, когда автовладелец принимает решение установить дополнительный цифровой указатель давления масла в свой автомобиль.

Что касается самих показателей, они могут быть разными применительно к различным типам ДВС (дизель, бензин, производитель, объем, мощность, количество цилиндров, конструктивные особенности того или иного мотора). Например, давление масла в двигателе 2109 будет отличаться от аналогичного показателя на 16-клапанных моторах Лада Приора и т.д.

С учетом вышесказанного становится понятно, что нужные данные следует уточнять отдельно для каждого мотора. Если же говорить об усредненном показателе, при котором агрегат будет нормально работать, тогда:

• в режиме холостых оборотов давление масла на прогретом двигателе (температура масла около 80 градусов) должно быть около 2 бар (или 0.2 МПа);
• при повышении оборотов давление смазки должно расти, на высоких оборотах показатель должен составлять от 4.5 до 6.5 бар.

Полезные советы

Итак, что касается давления масла, поводами для его проверки без других явных причин считаются следующие признаки:

• двигатель стал шумно работать, появился стук гидрокомпенсаторов (при наличии) и другие посторонние звуки;
• водитель замечает, что лампочка давления масла периодически загорается в движении, моргает на холостом ходу, на холодном двигателе долго не тухнет и т.д.

Добавим, что частыми причинами снижения давления смазки в масляной системе является разжижение масла в результате попадания в картер топлива или антифриза. Если уровень смазки повышен, заметно появление пены или эмульсии в масле, при этом явно упал уровень антифриза в расширительном бачке, тогда проблема очевидна.

Также двигатель нуждается в диагностике тогда, когда в масле присутствует отчетливый запах горючего. Это говорит о том, что топливо из камеры сгорания в избытке попадает в масло через поршневые кольца. Такие неисправности являются серьезными и требуют немедленного устранения.

Еще не следует исключать вероятность использования неподходящего для мотора или потерявшего свои свойства моторного масла. В первом случае смазочный материал может не подходить для двигателя по индексу вязкости, не соответствовать рекомендуемым допускам производителя ДВС, оказаться неправильно подобранным с учетом сезонности (так называемое летнее и зимнее масло).

В этих случаях смазка способна как сильно разжижаться, так и густеть, не позволяя добиться нужного давления на холодном и/или горячем моторе. Также давление масла может быть нестабильным применительно только к режиму холостого хода или же при езде под нагрузкой.

Добавим, что давление в системе смазки падает в том случае, если возникают проблемы с КШМ (например, повреждены шейки коленвала или вкладыши). Также нужного давления может не быть по причине того, что выходит из строя или снижается производительность маслонасоса, происходит закупорка каналов системы смазки грязью и отложениями, забивается сетка маслоприемника и т.д.

С учетом вышесказанного перед замерами давления в обязательном порядке нужно проверить уровень масла, его состояние. Также нужно принимать в расчет и общее состояние ДВС, исправность его узлов, чистоту масляной системы.

Напоследок отметим, что необходимо использовать только рекомендуемый для двигателя тип масла, а также осуществлять правильный подбор смазочного материала с учетом индивидуальных особенностей и условий эксплуатации автомобиля.

Параллельно с этим показана своевременная плановая замена смазки вместе с масляным фильтром, что позволяет существенно увеличить срок службы силового агрегата до капитального ремонта.

Насос топливный низкого давления: первая ступень системы питания дизеля

Для работы топливного насоса высокого давления дизельных двигателей необходимо обеспечить подачу топлива в него под напором. Данную задачу решает топливный насос низкого давления — все об этом механизме, его типах, конструкции и принципе работы, а также о выборе и замене насосов рассказано в статье.

Что такое топливный насос низкого давления (ТННД)?

Топливный насос низкого давления (топливоподкачивающий насос, ТННД) — компонент ступени низкого давления топливной системы и системы впрыска дизельного двигателя; насос для подачи топлива из топливного бака во впускную полость топливного насоса высокого давления (ТНВД).

Данный агрегат выполняет несколько функций:

• Создание на входе в ТНВД необходимого для его функционирования избыточного давления;
• Обеспечение поступления в ТНВД достаточного объема топлива;
• Создание во всасывающей разрежения, необходимого для забора топлива из бака и преодоления сопротивления фильтра грубой очистки (ФГО);
• Создание давления, достаточного для преодоления топливом сопротивления фильтра тонкой очистки (ФТО);
• Предотвращение выделения пузырьков легколетучих фракций из топлива при движении в топливной магистрали (что может происходить вследствие нагрева топлива во время работы двигателя и в теплое время года).

Применение ТННД на дизелях обусловлено особенностями работы ТНВД. В отличие от других типов насосов, на входе ТНВД не создается разрежение, за счет которого обеспечивался бы забор топлива из бака. Напротив, для нормальной работы насосных секций ТНВД на его входе необходимо создать некоторое избыточное давление (порядка 4-6 атмосфер) — именно эту задачу и решает ТННД.

ТННД обычно выполняется в виде отдельного компактного узла, который монтируется непосредственно на ТНВД и имеет привод от его кулачкового вала, либо устанавливается отдельно и имеет собственный привод. Вход ТННД соединен с магистралью топливной системы со стороны бака и ФГО, выход — с магистралью со стороны ФТО и входа ТНВД. В результате такого расположения топливоподкачивающий насос создает разрежение для забора топлива из бака и повышает его давление для преодоления сопротивления ФТО и подачи на ТНВД.

ТННД является одним из основных компонентов системы питания дизельного мотора, его поломка фактически выводит из строя и всю силовую установку. Так что ТННД необходимо как можно скорее ремонтировать или менять, а, чтобы сделать это правильно, следует разобраться в существующих типах этих агрегатов и их конструкции.

Классификация ТННД

Конструкция роликового топливоподкачивающего насоса

Конструкция роторно-лопастного топливоподкачиваюшего насоса

Конструкция шестеренчатого топливоподкачивающего насоса

В системах питания дизелей находят применение насосы трех основных видов:

• Шестеренчатые;
• Роторные;
• Поршневые.

При этом агрегаты могут иметь различный привод:

• Механический — от вала ТНВД, коленвала, распредвала;
• Электрический — от встроенного электромотора.

Как правило, электрический привод имеют некоторые виды роторных (роликовых) насосов, они выполнены в виде автономного узла, монтируемого рядом с двигателем, у топливного бака или в ином месте. Роторные и шестеренчатые насосы применяются на легковых авто и коммерческих грузовиках, оснащенных системой впрыска Common Rail (они могут быть как автономными, так и интегрированными в корпус ТНВД). Дизельные двигатели грузовых автомобилей с распределительной системой впрыска обычно имеют поршневой насос, интегрированный с ТНВД.

Каждый из указанных агрегатов имеет различный принцип работы и свои конструктивные особенности.

Конструкция и принцип работы роторных ТННД

Роторные насосы низкого давления бывают различных типов — роторно-лопастные, роликовые и другие. Однако они отличаются лишь способом формирования замкнутых камер для топлива.

Насосная секция роторного ТННД состоит из цилиндрического корпуса (плиты нагнетания), в стенках которой выполнены прорези переменного сечения, и вращающегося внутри корпуса ротора с прорезями, в которые на пружинах вставлены ролики или плоские лопасти. При вращении насоса ролики/лопасти, упираясь в стенки корпуса, образуют замкнутые полости, захватывают топливо со стороны всасывания и проталкивают его по прорези — за счет сокращения объема камеры давление топлива возрастает, и когда ролик/лопасть проходит выпускное отверстие, топливо выбрасывается через него в систему.

Недостаток роторных насосов — необходимость в сложном приводе от коленчатого вала, шестерен распредвала или вала ТНВД. Это повышает стоимость агрегата и снижает его надежность. Однако ТННД данного типа с электрическим приводом автономны и их характеристики не зависят от режима работы силового агрегата — это обеспечивает стабильное поступление топлива в ТНВД и повышает устойчивость работы мотора.

Устройство и принцип работы шестеренчатого ТННД

Конструктивно этот насос очень прост, он повторяет устройство обычных шестеренчатых масляных насосов. Основу ТННД составляет корпус, внутри которого расположены две зацепленные друг с другом шестерни. Каждая шестерня вращается в своей половине корпуса так, что ее зубцы прижаты к стенкам и образуют ряд герметичных камер. При вращении шестерен эти камеры захватывают топливо и перемещают его в сторону выпуска, за счет постоянного поступления топлива в сторону нагнетания его давление повышается до необходимой величины.

Для шестеренчатых насосов присущи те же преимущества и недостатки, что и для роторных. Однако эти ТНВД более просты по конструкции, а поэтому они дешевле в производстве и обслуживании, что и обусловило их широкое распространение.

Конструкция и принцип работы поршневого ТННД

Поршневые топливные насосы низкого давления бывают двух типов:

• Однократного действия — за один рабочий цикл выполняется одно накачивание топлива;
• Двукратного действия — за один рабочий цикл выполняется два накачивания топлива.

Наиболее просто устроен насос однократного действия. Его основу составляет литой корпус, в котором находятся впускная и нагнетательная полости, а также центральная полость под поршень. Поршень соединен со штоком, который через цилиндрический толкатель или ролик опирается на эксцентрик кулачкового вала ТНВД, а обратной стороной упирается в пружину. Непосредственно в поршне или на всасывающей секции насоса выполнен впускной клапан, а выпускной расположен в нагнетательной секции.

Работа поршневого насоса однократного действия сводится к следующему. Пружиной шток прижимается к вращающемуся эксцентрику, поэтому при вращении вала шток набегает и сбегает с эксцентрика, а поршень совершает возвратно-поступательные движения. При движении поршня в сторону нагнетательной секции его клапан открывается и полость над ним заполняется. При движении поршня вверх клапан закрывается и полость герметизируется — за счет этого давления топлива повышается. При достижении необходимого давления срабатывает выпускной клапан и топливо поступает к фильтру тонкой очистки и ТНВД. Далее процесс повторяется.

Насосы однократного действия нагнетают топливо только при движении поршня в одну сторону, поэтому они создают пульсирующий поток. Этот недостаток устранен в насосах двукратного действия.

Конструктивно ТННД двукратного действия похож на предыдущий, однако в нем выполнены две пары впускных и выпускных клапанов, а поршень является герметичным и делит полость на две камеры. Работает агрегат просто. При движении поршня объемы полостей над и под ним изменяются: одна увеличивается, а другая уменьшается. В полости с уменьшающимся объемом давление растет и в определенный момент топливо, преодолев усилие пружины выпускного клапана, поступает в магистраль к ТНВД. В полости с увеличивающимся объемом, напротив, давление падает, за счет чего в нее поступает топливо из бака. При движении поршня в обратную сторону полости меняются ролями и в них происходят описанные выше процессы.

Насосы двукратного действия нагнетают топливо при движении поршня в обе стороны, поэтому они создают более равномерный поток топлива.

В насосах также предусмотрены механизмы изменения подачи топлива вслед за изменением скорости вращения коленвала. Это достигается регулировкой усилия пружины и введением в насос перепускного канала (иногда с дополнительным клапаном). Настройка этих компонентов выполняется так, чтобы при снижении оборотов мотора амплитуда движения поршня уменьшалась (например, за счет подачи топлива под поршень в насосах однократного действия или за счет упругости пружины) — это уменьшает подачу топлива, при росте оборотов подача восстанавливается.

Также в этих механизмах встраивается насос ручной подкачки, посредством которого осуществляется заполнение системы после длительного простоя или ремонта. Такой насос имеет простейший ручной привод с помощью рукоятки, которая в транспортном положении зафиксирована на корпусе агрегата резьбой.

Вопросы выбора и замены ТННД

Топливоподкачивающий насос постоянно работает с высокими нагрузками, вследствие чего его детали — поршень, клапаны и их седла, уплотнительные компоненты — подвергаются интенсивному износу и становятся причинами поломок. В большинстве случаев для устранения неисправностей и восстановления работы ТННД требуется заменить отдельные детали, которые продаются в ремкомплектах.

В случае серьезных поломок — при возникновении трещин в корпусе, изломов и разрушения деталей, их деформации и т.д. — насос меняется в сборе. На замену следует выбирать ту модель топливоподкачивающего насоса, которая рекомендована производителем транспортного средства и по характеристикам совместима с ТНВД. Все работы по замене и настройке насоса необходимо выполнять в соответствии с инструкцией по ремонту и ТО данного конкретного транспортного средства. При правильном выборе агрегата вся система питания дизеля будет работать надежно и эффективно на всех режимах.