Топливный насос высокого давления

Автомобиль / Силовая установка / Двигатель внутреннего сгорания / Топливная система / Дизельная топливная система / Топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления, или ТНВД, - один из основных узлов дизельной топливной системы. Он принимает топливо из низконапорного контура, сжимает его и подает в систему впрыска под давлением, необходимым для работы двигателя.

Канонический английский термин TESMA: High Pressure Fuel Pump.

В современной системе Common Rail насос создает высокое давление и подает топливо в рампу. Из рампы оно поступает к форсункам, а момент и количество впрыска определяются электронной системой управления.

ТНВД нельзя рассматривать отдельно от остальных элементов. На его работу влияют бак, топливный фильтр, низконапорная подача, магистрали, воздух, клапан количества топлива, регуляторы давления, датчик давления и внутренний слив форсунок.

Главное правило диагностики: низкое давление Common Rail не является доказательством неисправности ТНВД. Сначала проверяют подачу топлива к насосу, регулирующие клапаны, датчик, форсунки и герметичность системы.

Не ослабляйте высоконапорные трубки на работающем двигателе.
Не проверяйте утечки высокого давления руками.
Не запускайте двигатель с открытыми трубками, чтобы проверить «качает ли насос».
Не подавайте произвольное напряжение на IMV или SCV без электрической схемы.
Не устанавливайте новый насос в систему с металлической стружкой.
Не используйте универсальные нормы давления для всех Common Rail систем.
Не меняйте ТНВД только по коду ошибки.

Назначение ТНВД

До попадания топлива в цилиндр дизельная система выполняет несколько этапов:

забор топлива из бака;
фильтрацию;
подачу к ТНВД;
дозирование;
сжатие;
подачу в рампу или соответствующий высоконапорный узел;
впрыск форсункой.

ТНВД отвечает прежде всего за создание высокого давления.

ТНВД и подкачивающий насос - разные детали

Низконапорный насос доставляет топливо из бака к фильтру и ТНВД.

Насос высокого давления сжимает уже поступившее к нему топливо.

Если низкая сторона не обеспечивает необходимый поток, исправный ТНВД также не сможет показать нормальную производительность.

Типы дизельных насосов высокого давления

рядные механические ТНВД;
распределительные насосы;
электронно управляемые распределительные насосы;
насосы Common Rail;
специализированные высоконапорные системы.

Конструкция, регулировка и ремонт у них различаются. Далее основное внимание уделено современным Common Rail системам.

Как работает насос Common Rail

Топливо поступает к ТНВД из низконапорного контура.

В большинстве современных конструкций количество топлива перед рабочими секциями регулируется дозирующим клапаном.

Механический привод перемещает плунжеры. При уменьшении объема рабочей камеры топливо сжимается и через нагнетательный клапан поступает в рампу.

Привод насоса

В зависимости от двигателя ТНВД приводится:

ремнем;
цепью;
шестернями;
распределительным валом;
отдельным приводным механизмом.

При снятии и установке всегда соблюдают процедуру производителя двигателя. Нельзя автоматически считать положение любого Common Rail насоса относительно привода несущественным.

Насосный элемент

Сжатие топлива выполняет один или несколько элементов насоса Common Rail.

В состав рабочего механизма могут входить:

плунжер;
цилиндр;
роликовый толкатель;
кулачок;
впускной клапан;
нагнетательный клапан;
уплотнительные элементы.

Рабочие зазоры очень малы, поэтому насос чувствителен к воде и механическому загрязнению.

Клапан количества топлива

Клапан регулировки количества топлива определяет наполнение насосной секции.

Используются названия:

IMV;
SCV;
Inlet Metering Valve;
Suction Control Valve;
Fuel Metering Valve.

Неисправность этого клапана способна полностью имитировать износ ТНВД.

Нормально открытый и нормально закрытый SCV

У разных систем исходное положение клапана отличается.

Один SCV без тока может быть открыт, другой - закрыт.

Поэтому отключение разъема и интерпретация duty cycle выполняются только с учетом конкретной схемы.

Регулятор давления

В высоконапорной части может применяться клапан регулировки давления Common Rail.

Его неисправность способна вызвать:

низкое давление;
высокое давление;
нестабильность;
плохой запуск;
аварийный режим.

Необходимо отличать недостаточную производительность насоса от неспособности системы удерживать давление.

Датчик давления топлива

Датчик давления топлива является обратной связью для ECU.

Ошибочный сигнал может заставить блок неправильно управлять полностью исправными клапанами и насосом.

Отличие Common Rail от старого механического ТНВД

Механический ТНВД старого типа мог одновременно дозировать топливо, создавать давление и определять момент подачи в конкретный цилиндр.

В Common Rail насос в основном создает запас топлива под высоким давлением в рампе. Момент впрыска задается электронным управлением форсунок.

Основные неисправности

износ плунжеров;
износ роликов;
повреждение кулачкового механизма;
заедание;
повышенная внутренняя утечка;
повреждение впускных клапанов;
повреждение нагнетательных клапанов;
неисправность IMV или SCV;
износ уплотнений;
течь сальника;
коррозия;
повреждение водой;
износ из-за недостаточной смазывающей способности топлива;
образование металлической стружки;
повреждение привода.

Механический износ

По мере износа плунжерных пар растет внутренний переток топлива.

Насос еще может обеспечивать работу:

на холодном двигателе;
на холостом ходу;
при небольшой нагрузке.

Но терять производительность:

на горячем топливе;
при запуске;
при ускорении;
под высокой нагрузкой.

Горячий запуск

С нагревом вязкость дизельного топлива уменьшается. Через изношенные зазоры может проходить больше топлива.

Поэтому изношенный насос иногда сильнее проявляет неисправность после прогрева.

Однако аналогичный симптом дают форсунки с повышенным обратным сливом.

Металлическая стружка

При механическом разрушении ролика, кулачка, плунжерной пары или другого элемента в топливо попадают частицы металла.

Они могут распространиться в:

трубки высокого давления;
рампу;
регуляторы;
форсунки;
клапаны форсунок;
шариковые клапаны.

Сервисное правило: металлическое разрушение ТНВД является проблемой всей высоконапорной системы. Новый насос нельзя устанавливать в загрязненный контур без предусмотренной очистки и проверки остальных компонентов.

Где проверять наличие металла

топливо из насоса;
дозирующий клапан;
защитную сетку;
фильтр;
рампу;
регуляторы;
форсунки;
обратный контур.

Вода в дизельном топливе

Попадание воды в дизельное топливо снижает защиту прецизионных деталей.

Вода может:

вызывать коррозию;
ухудшать смазывание;
повреждать плунжерные пары;
вызывать заедание;
сокращать ресурс насоса и форсунок.

Смазывающая способность топлива

Во многих насосах дизельное топливо одновременно выполняет смазывающую функцию.

Поэтому эксплуатация на неподходящем или сильно загрязненном топливе опасна для механической части ТНВД.

Бензин вместо дизеля

Бензин ухудшает условия смазывания дизельного ПНВТ.

Если ошибочную заправку обнаружили до запуска, двигатель не запускают и удаляют неправильное топливо по сервисной процедуре.

Если двигатель уже работал, проверяют более широкий участок системы.

Засоренный топливный фильтр

Засорение топливного фильтра ограничивает подачу к ТНВД.

В результате исправный насос не получает достаточно топлива для создания требуемой производительности.

Воздух в системе

Воздух может подсасываться на низконапорной стороне без видимой наружной течи.

Проверяют:

шланги;
фильтр;
его уплотнения;
штуцеры;
ручной насос;
корпус фильтра;
соединения после ремонта.

Наружная течь ТНВД

Возможные места:

стыки корпуса;
крышки;
клапаны;
сальник приводного вала;
низконапорные штуцеры.

Для устранения подтвержденной негерметичности может применяться комплект уплотнений топливного насоса высокого давления.

Он не устраняет механический износ насоса.

Основные симптомы

двигатель плохо запускается;
двигатель не запускается;
долгая прокрутка;
запуск и последующая остановка;
нестабильный холостой ход;
двигатель не набирает обороты;
рывки;
провалы;
потеря мощности;
аварийный режим;
двигатель глохнет во время движения;
фактическое давление ниже заданного;
нестабильное давление;
ошибки регулирования;
утечка топлива;
металлическая стружка.

Плохой запуск

При прокрутке стартером насос вращается сравнительно медленно.

Недостаточная механическая производительность может привести к медленному росту давления.

Но сначала проверяют:

скорость вращения стартера;
аккумулятор;
низконапорную подачу;
воздух;
фильтр;
дозирующий клапан;
регулятор давления;
датчик;
обратный слив форсунок.

Падение давления под нагрузкой

На холостом ходу требуемая производительность невелика.

Под нагрузкой исправность проверяют по тому, способен ли фактический тиск следовать за заданным.

При отставании проверяют:

подачу к насосу;
фильтр;
IMV или SCV;
ТНВД;
регулятор давления;
форсунки.

Высокое давление

При слишком высоком фактическом давлении сначала анализируют систему управления.

Проверяют:

дозирующий клапан;
регулятор давления;
датчик;
электропроводку;
правильность установленных деталей.

Начальная диагностика ТНВД

Считать ошибки и freeze frame.
Уточнить условия неисправности.
Проверить качество топлива.
Проверить фильтр.
Исключить воду.
Проверить металлические частицы.
Проверить низконапорную подачу.
Проверить воздух в системе.
Сравнить заданное и фактическое давление.
Проверить давление при запуске.
Записать параметры под нагрузкой.
Проверить IMV или SCV.
Проверить регулятор давления.
Проверить датчик.
Выполнить тест обратного слива форсунок.
После этого оценивать механическую производительность ТНВД.

Низконапорная сторона

Проверяют:

топливо в баке;
заборный модуль;
электрический подкачивающий насос;
топливный фильтр;
давление подачи, если оно нормируется;
производительность;
воздух;
ограничение магистралей.

Давление и производительность проверяются как разные характеристики.

Измерение давления

Измерение давления топлива в Common Rail выполняют с учетом заданного и фактического параметра ECU.

Их сравнивают:

при прокрутке стартером;
после запуска;
на холостом ходу;
при увеличении оборотов;
под нагрузкой;
при сбросе газа;
при появлении ошибки.

График давления

Графическая запись позволяет увидеть:

скорость набора;
отставание;
колебания;
перерегулирование;
провал под нагрузкой;
запаздывание реакции.

Проверка производительности

Проверку производительности топливного насоса выполняют по процедуре конкретной системы.

Открывание высоконапорной трубки на работающем двигателе для визуальной проверки струи не является допустимым методом диагностики Common Rail.

Обратный слив форсунок

Проверка обратного слива форсунок особенно важна при недостаточном давлении на запуске.

Одна форсунка с большим внутренним сливом может не позволить исправному насосу набрать необходимое давление.

Проверка IMV и SCV

Неисправный клапан может:

ограничивать наполнение ТНВД;
создавать нестабильную подачу;
вызывать низкое давление;
создавать чрезмерную производительность в отдельных схемах;
заедать из-за загрязнения.

Проверка регулятора давления

Клапан регулировки давления топлива или регулятор давления Common Rail может пропускать слишком большой поток в обратную линию.

Тогда насос создает давление, но система не может его удержать.

Проверка датчика

До замены ТНВД проверяют датчик давления топлива.

Оценивают:

питание;
массу;
сигнал;
разъем;
правдоподобность показаний;
реакцию на изменение режима.

Стендовая проверка

Если внешняя диагностика указывает на механический износ, насос снимают для специализированного теста.

На стенде могут проверяться:

производительность;
герметичность;
внутренние утечки;
работа дозирующего клапана;
подача на разных режимах;
создание высокого давления;
работа после нагрева.

Ремонт ТНВД

Ремонт насоса высокого давления может включать:

разборку;
дефектовку;
замену уплотнений;
замену клапанов;
замену насосных элементов;
ремонт механических деталей;
очистку;
сборку;
стендовое испытание.

Когда достаточно уплотнений

Комплект уплотнений ТНВД может устранить наружную течь при исправной механической части.

Для этого:

корпус должен быть целым;
вал не должен иметь критический люфт;
насос должен сохранять производительность;
металлическое разрушение должно отсутствовать.

Когда ремкомплекта недостаточно

износ плунжерной пары;
повреждение ролика;
износ кулачка;
люфт вала;
металлическая стружка;
повреждение корпуса;
сильная коррозия.

Замена ТНВД

Перед установкой другого насоса необходимо выяснить причину выхода предыдущего из строя.

Проверяют:

топливо;
наличие воды;
бак;
фильтр;
низконапорную подачу;
металлическое загрязнение;
рампу;
форсунки;
магистрали.

Почему новый ТНВД снова ломается

стружка осталась в системе;
бак загрязнен;
фильтр не заменен;
в топливе есть вода;
система заполнена воздухом;
подача к насосу недостаточная;
насос подобран неправильно;
ошибка монтажа;
нарушение установки привода.

Чистота при монтаже

Перед открытием Common Rail системы соединения тщательно очищают.

После разъединения:

используют чистые заглушки;
не оставляют трубки открытыми;
используют чистый инструмент;
не загрязняют внутренние поверхности;
не допускают попадания ворса и пыли.

Удаление воздуха после установки

После ремонта низконапорный контур заполняют топливом предусмотренным способом.

Возможны:

ручной подкачивающий насос;
электрический насос;
активация сканером;
вакуумное заполнение;
другая заводская процедура.

Длительная сухая прокрутка стартером не является универсальным способом прокачки.

Почему воздух вреден после ремонта

Воздух ухудшает наполнение насосных камер и условия смазывания.

Поэтому новый ТНВД желательно заполнить и прокачать так, как предусмотрено для конкретной системы.

Проверка после ремонта

отсутствие наружной течи;
нормальный запуск;
заданное и фактическое давление;
холостой ход;
реакция на ускорение;
работа под нагрузкой;
отсутствие кодов;
поведение после прогрева;
отсутствие повторного металлического загрязнения.

Подбор ТНВД

Для точного подбора используют:

VIN;
марку и модель автомобиля;
код двигателя;
год выпуска;
тип системы впрыска;
производителя топливной аппаратуры;
номер старого ТНВД;
OE-номер;
тип привода;
версию дозирующего клапана;
комплектность.

В каталоге TESMA насосы представлены в категории Топливные насосы высокого давления.

Новый, восстановленный или б/у

Новый насос также требует чистой системы и правильной установки.

Профессионально восстановленный узел должен иметь подтвержденную стендовую проверку.

У бывшего в эксплуатации насоса неизвестны:

пробег;
топливо;
степень износа;
коррозия;
история загрязнения.

Практические случаи

Низкое давление на запуске, но ТНВД исправен

Одна форсунка имела чрезмерный обратный слив. После ее ремонта давление стало нарастать нормально.

Автомобиль терял тягу под нагрузкой

ТНВД был исправен, но забитый фильтр ограничивал его питание.

Плохой горячий запуск

Стенд выявил повышенную внутреннюю утечку изношенной насосной секции после прогрева.

После установки нового насоса снова появилась неисправность

В рампе и магистралях остались металлические частицы от предыдущего разрушения.

ТНВД заменили по ошибке низкого давления

Фактической причиной оказался клапан количества топлива.

Давление хаотично изменялось

Неисправным оказался датчик давления топлива.

После замены фильтра двигатель не запускался

Причиной был воздух в низконапорной системе. После правильной прокачки двигатель запустился.

На SCV обнаружены металлические частицы

Разборка подтвердила механическое повреждение ТНВД. Замены только клапана было недостаточно.

Типичные ошибки

менять ТНВД по одному коду;
не проверять фильтр;
не проверять низконапорную подачу;
не искать воздух;
не проверять обратный слив форсунок;
не проверять IMV или SCV;
не проверять регулятор давления;
не проверять датчик;
оценивать насос только на холостом ходу;
не проверять горячий режим;
игнорировать металлическую стружку;
игнорировать воду;
устанавливать новый насос в загрязненную систему;
не очищать бак и магистрали;
не удалять воздух после ремонта;
долго прокручивать сухой насос;
подбирать ТНВД по внешнему виду;
не сверять номер;
не проводить стендовую проверку;
считать новые уплотнения полноценным ремонтом изношенной механики.

Товарные группы TESMA

Топливные насосы высокого давления
Элементы насосов Common Rail
Клапаны регулировки количества топлива
Регуляторы давления Common Rail
Комплекты уплотнений ТНВД
Датчики давления топлива
Топливные форсунки
Топливные фильтры
Специальный инструмент
Оборудование для СТО

Частые вопросы

Что такое ТНВД?

Это насос, который создает высокое давление дизельного топлива для работы системы впрыска.

Может ли неисправный ТНВД мешать запуску?

Да. При недостаточной производительности давление на стартерных оборотах может расти слишком медленно.

Низкое давление означает неисправный насос?

Нет. Причиной могут быть фильтр, низконапорная подача, IMV или SCV, регулятор, датчик и чрезмерный обратный слив форсунок.

Почему насос хуже работает на горячую?

Менее вязкое горячее топливо легче проходит через увеличенные износом внутренние зазоры.

Что означает металлическая стружка?

Это возможный признак механического разрушения насоса и загрязнения всей высоконапорной системы.

Достаточно ли заменить ТНВД при стружке?

Нет. Необходимо проверить остальные компоненты и очистить систему по предусмотренной ремонтной процедуре.

Может ли топливный фильтр имитировать неисправность насоса?

Да. Ограниченная подача к ТНВД снижает его фактическую производительность.

Зачем проверять обратный слив форсунок?

Чрезмерная внутренняя утечка форсунок может не позволить исправному ТНВД создать требуемое давление.

Можно ли открутить трубку и проверить, качает ли насос?

Для Common Rail такой способ опасен и не является нормальной диагностической процедурой.

Ремонтируется ли ТНВД?

Многие конструкции ремонтопригодны, но требуется дефектовка, точные детали и стендовый контроль.

Можно ли ограничиться заменой уплотнений?

Только при подтвержденной негерметичности и исправной механической части.

Как подобрать насос?

По VIN, коду двигателя, производителю топливной аппаратуры, OE-номеру и точному номеру установленного ТНВД.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще прочитать по этой теме

Вывод

Топливный насос высокого давления является центральным механическим узлом высоконапорной части дизельной системы. В Common Rail он сжимает топливо и подает его в рампу, но результат зависит также от низконапорной подачи, дозирующего клапана, регулятора, датчика и форсунок.

Поэтому низкое давление, плохой запуск или потеря мощности не являются достаточным основанием для замены ТНВД. До этого проверяют фильтр, подачу к насосу, воздух, заданное и фактическое давление, регулирующие клапаны и обратный слив форсунок.

Наиболее серьезная неисправность - механическое разрушение ТНВД с металлической стружкой. В такой ситуации проверяют весь высоконапорный контур, включая рампу и форсунки. Правильный ремонт завершается чистой сборкой, прокачкой, контролем давления и, когда это необходимо, стендовой проверкой насоса.