Топливный насос высокого давления бензинового двигателя: виды, устройство и принцип работы

Контрактные запчасти — контрактные ТНВД, топливные насосы высокого давления

ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления (топливные насосы высокого давления) купить бу топливный насос цена

ISUZU

MAZDA

MITSUBISHI MMC

NISSAN

TOYOTA

ТНВД, или топливный насос высокого давления — необходимая часть топливной системы дизельного двигателя. Для дизеля ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления выполняет примерно ту же роль, что и карбюратор или инжектор для бензинового двигателя, то есть подает в цилиндры двигателя топлива в нужном объеме, под определенным углом и в соответствующий момент времени. 

Несмотря на то, что дизельные двигатели получили широкое распространение, топливные насосы высокого давления производят лишь несколько фирм. Выпускаются ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления трех основных типов. Производители автомобилей с дизельными двигателями обычно выбирают для своих моделей ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления производства конкретного производителя.

Это достаточно удобно — не нужно понимать, какой именно ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления установлен на вашем автомобиле, достаточно указать, что нужен ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления Мерседес или ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления Opel, и с подбором топливного насоса сложностей не возникнет. 

ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления могут быть многосекционными (или рядными) и распределительными. Рядные ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления имеют количество нагнетательных элементов, равное количеству цилиндров двигателя. У распределительных ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления — один или два плунжера, и поступление топлива во все цилиндры обеспечивается за счет возвратно-поступательного движения плунжера.

Плунжерные рядные ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления М или MW типа выпускает фирма Bosch. Рядные ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления Bosch характеризуются высокой надежностью и имеют максимальный из возможных срок службы.

Но конструкция рядных ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления Bosch достаточно сложна. Для каждой форсунки этот ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления имеет отдельную секцию, содержащую нагнетательный клапан и плунжер.

Кроме рядных плунжерных насосов, Bosch выпускает также распределительные насосы типа VE. Насосы типа VE также выпускаются фирмой Diesel KiKi. ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления Kiki изготавливаются по лицензии Bosch. В ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления VE типа — лишь один плунжер. Шаговый диск обеспечивает возвратно-поступательное движение этого плунжера, который распределяет топливо по всем форсункам.

К насосам распределительного типа относятся и ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления Lucas, которые выпускаются в Европе.

На основе ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления распределительного типа была разработано несколько различных модификаций, например, электронный ТНВД. ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления с электронным управлением прекрасно подошел для дизельных двигателей с непосредственным впрыском топлива. Электронные ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления выпускают фирмы NIPPON DENSO (многие ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления Toyota изготовлены этой фирмой) и ZEXEL. ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления ZEXEL используются на большинстве японских дизельных автомобилей. Сейчас NIPPON DENSO разработала несколько собственных модификаций топливных насосов, а ZEXEL по-прежнему тесно сотрудничает с корпорацией Bosch.

ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления Audi и ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления NISSAN последних моделей представляют собой тип насоса, принципиально отличающийся как от распределительных, так и от рядных ТНВД. Эти ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления сочетают в себе экономичность и высокую скорость работы.

Большинство фирм-производителей ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления выпускает ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления различных типов. Так, ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления GDI могут быть как одноплунжерными, так и семиплунжерными.

Любые неисправности ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления могут стать источником проблем. В таком случае замена ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления на контрактный — это лучший вариант по цене и скорости ремонта. Но для начала стоит провести диагностику ТНВД. Разборка ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления для диагностики не потребуется. Для такой диагностики в сервисах существуют стенды ТНВД. Кроме диагностики топливного насоса (ТНВД) на таком стенде можно провести и регулировку ТНВД. По результатам диагностики ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления можно сделать однозначный вывод — нужна ли полная замена ТНВД, или можно осуществить ремонт ТНВД,

 заменив лишь часть деталей, например, плунжерную пару или привод ТНВД. Возможно, для устранения возникшей неисправности достаточно будет приобрести ремкомплект ТНВД.

Если же проверка ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления покажет, что ремонт нецелесообразен, необходимо купить ТНВД, подходящий для вашей модели автомобиля. Цена ТНВД, контрактный топливный насос высокого давления зависит от его характеристик, типа и фирмы-производителя. За покупкой следует установка ТНВД, которую лучше поручить специалистам.

?

Устройство топливного насоса высокого давления

Принцип работы, устройство и виды топливного насоса высокого давления.

Подает горючую смесь под высоким давлением в топливную систему двигателя внутреннего сгорания (ДВС), регулирует вспрыск топлива в определенные моменты Топливный насос высокого давления (ТНВД). Топливный насос высокого давления один из важнейших механизмов для двигателя, как бензинового, так и дизельного.

В основном топливный насос высокого давления применяется в дизельных двигателях, в бензиновых двигателях ТНВД применяется в тех двигателях, где есть система непосредственного впрыска. В бензиновых двигателях насос работает с наименьшей нагрузкой, т.к. в бензиновых двигателях не настолько давление высокое.

Топливный насос высокого давления имеет основные механизмы: плунжер (поршень) и цилиндр (втулка) небольшого размера, они объединяются в плунжерную систему (пару), которая выполнена из высокопрочной стали с большой точностью.

На самом деле изготовление плунжерной пары довольно трудная задача, требующая специальных высокоточных станков. На весь Советский союз был, если не изменяет память, всего один завод, на котором изготавливались плунжерные пары.

ТНВД предназначен для своевременной подачи горючей смеси в топливную систему, также служит для распределения топлива через форсунки в цилиндры, в зависимости от типа двигателя.

Связующим звеном служат форсунки, соединяющиеся насосом с трубопроводами. Нижней распылительной частью, в которой находятся маленькие отверстия для впрыска топлива с последующим его воспламенением форсунки соединены с камерой сгорания.

Определяется момент впрыска в камеру сгорания углом опережения.

Топливные насосы бывают трех типов:

  • распределительный;
  • рядный;
  • магистральный.

Содержание

  1. Топливный насос высокого давления распределительного типа.
  2. Привод торцевой кулачковый.
  3. Привод внутренний кулачковый.
  4. Топливный насос высокого давления рядного типа.
  5. Топливный насос высокого давления магистрального типа.

Насос распределительного типа оснащается одним или двумя плунжерами, это зависит от объема двигателя и нужного объема топлива.

Эти плунжера служат для работы всех цилиндров двигателя, цилиндров может быть 4 или 6 или 8 или 12. Распределительный насос компактный, небольшой по весу (если сравнивать с рядным) и обеспечивает наиболее равномерную подачу топлива. Недостатком такого насоса является его небольшой срок эксплуатации, такие насосы монтируются на легковые машины.

Топливный насос высокого давления распределительного типа имеет различные приводы плунжера, все приводы кулачковые, бывают торцевыми, внутренними, внешними.

Торцевые и внутренние приводы считаются наиболее надежными, они лишены нагрузок, создаваемых давлением топлива на приводной вал, соответственно эксплуатируются значительно дольше, чем насосы с внешним кулачковым приводом.

Автопроизводители предпочитают насосы фирм Bosch и Lucas, которые оснащаются торцевым и внутренним приводом, российские насосы серии НД имеют внешний привод.

Привод торцевой кулачковый.

Основным элементом такого привода является распределительный плунжер, который создает давление и распределяет топливо в топливных цилиндрах. Плунжер-распределитель совершает вращательные и возвратно-поступательные движения при вращательных движениях кулачковой шайбы.

Возвратно-поступательное движение плунжера происходит одновременно с вращением кулачковой шайбы, которая, опираясь на ролики, перемещается вдоль неподвижного кольца по радиусу, то есть, как бы обегает его.

Воздействие шайбы на плунжер обеспечивает высокое давление топлива. Возврат плунжера в исходное состояние осуществляется благодаря пружинному механизму.

Распределение топлива в цилиндрах происходит за счет того, что приводной вал обеспечивает вращательные движения плунжера.

Количество подаваемого топлива осуществляется электромагнитным клапаном (электронно) или механически (центробежная муфта). Регулировка происходит с помощью поворота на определенный угол не вращающегося, регулировочного кольца.

Работа насоса выглядит так: закачивается определенное количество топлива в пространство над плунжером, топливо распределяется по цилиндрам, за счет чего нагнетается давление, после чего плунжер возвращается в первоначальное положение.

Привод внутренний кулачковый.

При приводе кулачковом внутреннем топливо подается и распределяется плунжером и распределительной головкой, такой привод используется в распределительных ТНВД роторного типа, например, в насосах Bosch VR, Lucas DPS, Lucas DPC.

Распределительный вал оснащается двумя противоположно-расположенными плунжерами, они обеспечивают процесс нагнетания топлива, чем меньше расстояние между ними, тем выше давление топлива. После нагнетания давления топливо поступает к форсункам по каналам распределительной головки через нагнетательные клапана.

Подачу топлива к плунжерам обеспечивает специальный подкачивающий насос, который может отличаться в зависимости от типа своей конструкции. Это либо шестеренчатый насос, либо роторно-лопастной. Подкачивающий насос находится в корпусе насоса и приводится в действие приводным валом, на котором он и установлен.

Распределительные насосы с внешним приводом уже практически не используются.

Топливный насос высокого давления рядного типа.

В этом насосе плунжерные пары располагаются друг возле друга( отсюда и название), каждая плунжерная пара подает топливо в один цилиндр. Количество плунжерных пар равно количеству цилиндров.

В насосном корпусе есть каналы входа и выхода, там и устанавливаются плунжерные пары. Запускаются с помощью кулачкового вала, который соединен с коленвалом, от него и вращение передается.

Кулачковый вал насоса, при вращении кулачками воздействует на толкатели плунжеров, заставляя их двигаться внутри втулок насоса. При этом поочередно открываются и закрываются впускные и выпускные отверстия. При движении плунжера вверх по втулке создается давление, необходимое для открывания нагнетательного клапана, через который топливо под давлением направляется по топливопроводу к определенной форсунке.

Время подачи горючего и его количество осуществляется при помощи механического прибора или электронно. Время подачи горючего и его количество зависит от оборотов двигателя (коленчатого вала).

При механической подачи используется центробежная муфта, прикрепленная к кулачковому валу. Внутри муфты находятся грузики, которые перемещаются под воздействием центробежной силы.

При увеличении оборотов двигателя происходит ранний вспрыск топлива, при снижении оборотов поздний вспрыск.

Насосы рядного типа надежные, смазываются моторным маслом, которое поступает из системы смазки мотора. Рядные насосы хорошо переносят относительное качество топлива, но они очень объемные и используются в основном на грузовых машинах.

Топливный насос высокого давления магистрального типа.

Насосы магистрального типа стоят в системе Common Rail, где топливо перед тем, как поступить к форсункам сначала накапливается в топливной рампе. Магистральный насос может обеспечить большую подачу топлива — свыше 180 МПа.

Топливный насос магистрального типа бывает одно плунжерным, двух плунжерным или трех плунжерным. Привод плунжера имеет кулачковую шайбу или вал, которые крутятся.

При этом в определенном положении кулачков, под действием пружины плунжер перемещается вниз. В этот момент происходит расширение компрессионной камеры, за счет чего в ней снижается давление и образуется разряжение, которое заставляет открыться впускной клапан, через который топливо проходит в камеру.

При поднятии плунжера поднимается внутрикамерное давление и закрывается клапан впуска. Когда давление достигает максимума, происходит открытие впускного клапана, топливо нагнетается в рампу.

В топливном насосе высокого давления магистрального типа, подачей топлива занимается электроника.

GDI Принцип работы ТНВД GDI

10.09.2006

Непосредственный впрыск топлива
Двигатель системы 

GDI

Топливный насос высокого давления (трехсекционный)


Необходимое предисловие:
Опубликованный ниже материал — это не просто статья о системе непосредственного впрыска топлива.
Во-первых, это большой шаг вперед  для нашего с Вами понимания принципов работы ТНВД GDI, потому что нигде ранее и никогда ранее такой материал не публиковался.
Даже можно сказать громче: это революционная статья, ключ к пониманию многих процессов в ТНВД GDI.
А во-вторых, такой «простенький» на первый взгляд материал говорит об уровне «mek»…
(…мы привыкли, что это ник одного человека, а на самом деле этот ник является начальными буквами фамилий Специалистов, которые «живут с GDI рука об руку»). Большая признательность специалистам
«The Moscow center of diagnostics and repair of systems GDI» 
(Kublitsky Dmitry Jurjevich)

Двигатель системы GDI

Топливный насос высокого давления (трехсекционный)



Принцип работы

1 – топливный бак
2 – топливный фильтр
3 — фильтрик
4 – компенсатор-ограничитель пульсаций топлива (низкое давление)
5 – перепускной клапан шарикового типа (низкое давление)
6 — пластины
7– перепускной клапан шарикового типа (высокое давление)
8 – пластинчатый клапан на линии сброса утечек из надплунжерного пространства
9 – компенсационная камера высокого давления 
10 – топливная рейка
11 – фильтрик
12 – регулятор высокого давления


При запуске двигателя начинает работать топливоподкачивающий насос, расположенный в топливном баке 1.
Под давлением около 0.3  MPa топливо проходит через топливный фильтр 2 и поступает в ТНВД  через фильтрик 3, конструктивно расположенный в компенсаторе-ограничителе пульсаций 
топлива 4.
Именно здесь происходит разделение топливных линий (магистралей).

 
Линия низкого давления:

1 – топливный бак
2 – топливный фильтр

3 – компенсатор-ограничитель

4 – перепускной клапан шарикового типа 8 – компенсационная камера (расположена параллельно течению топлива) 9 – топливная рейка

Линия высокого давления:
1 – топливный бак

2 – топливный фильтр
3 – фильтрик
4 – компенсатор —  ограничитель пульсаций топлива
6 – пластины
7 – перепускной клапан шарикового типа (высокое давление)
9 – компенсационная камера (высокое давление)
10 – топливная рейка
11 – фильтрик
12 – регулятор давления
1 – топливный бак

Запуск двигателя
Запуск двигателя происходит  при низком давлении топлива ( около 0. 3 MPa) , когда топливо поступает в топливную рейку по линии низкого давления.
Как только датчик давления 12  начинает показывать, что в топливной рейке создалось повышенное давление для работы двигателя в режиме сверхобедненной смеси  ( около 5 MPa), драйвер форсунок переключается на этот режим работы.

Переключение давлений
После  компенсатора-ограничителя 4, топливо идет не только по линии низкого давления (см. выше), а одновременно поступает к  клапанам пластинчатого типа (пластинам) 6.
Возвратно-поступательное движение плунжера в толкателе-нагнетателе  сначала всасывает топливо через специальное отверстие в пластинах, а потом сжимается и через другое отверстие в пластинах поступает  через  перепускной клапан шарикового типа  высокого давления 7 —  в топливную рейку.
При выходе из  этого клапана, высокое давление топлива «запирает» низкое давление через клапан 4 и  практически мгновенно создает в топливной рейке высокое давление, которое регистрируется датчиком давления 12.
 
Линия сброса утечек топлива
Во время работы плунжера в толкателе-нагнетателе,  какое-то количество топлива просачивается сквозь уплотнения и попадает в околоплунжерное пространство.
В пластинах 6 есть специальное отверстие, напрямую связанное с магистралью сброса излишков топлива ( утечек топлива) —  на схеме линия 6 – 8 – 1.
Однако, если бы эта магистраль сброса излишков топлива была бы напрямую связана с топливным баком, то плунжер толкателя-нагнетателя не смог бы создать требуемое давление вследствии  перепада давлений (грубо говоря, вследствии наличия «дырки» в зоне образования высокого давления).
Для этого магистраль сброса излишков топлива перекрыта клапаном-регулятором давления 8, который открывается и перепускает топливо только при определенном давлении.
      
«Фильтрики»

Это весьма важный элемент в конструкции ТНВД.

        


Цифрами 3 и 11 на вышеприведенной схеме показаны «фильтрики»,- так ласково можно назвать фильтрующие элементы вот такого вида :

Этот снимок уже публиковался, но не лишне повторить его «в тему».



 
Возможные неисправности при «забитости» фильтрика:
 — плохой запуск двигателя и не с первого раза
 — неустойчивая работа двигателя на ХХ
 — неуверенное ускорение
 — отсутствии режима «кик-даун»
 — неправильный и нестабильный переход из режима работы на сверхобедненной топливной смеси в режим работы на стехиометрическом составе  ТВС

Лирическое послесловие:

Как показывает практика mek, бывало, и не так уж и редко, что при разборке ТНВД оказывалось, что внутри нет положенного «фильтрика».
Нонсенс, но правда.
А нет «фильтрика» — все….скоро к Вашему насосу придет старуха с косой за плечами и позовет его в дальний путь…
Она придет чуть позже и при таком состоянии фильтрика, как на вышеприведенном фото. Видите почему?
«Дырдочка». Наверняка причиной явились чьи-то «шаловливые ручки».

 Примечание:Информация предоставлена мастерской Дмитрия Юрьевича Кублицкого. 
«The Moscow center of diagnostics and repair of systems GDI» 

(Kublitsky Dmitry Jurjevich)

Владимир Петрович

  © Легион-Автодата


Примечание: этот материал будет далее развиваться и расширяться — «в столе» уже лежат наброски следующих статей, основа которых готовится после 21-00, непосредственно на рабочем столе mek и, что самое удивительное, за разговорами о принципах GDI может пройти и час, и три часа — все незаметно.
Потому что есть Увлеченность и желание стать Лучшими.
Более Лучшими.

Информацию по обслуживанию и ремонту автомобилей вы найдете в книге (книгах):

Книга Mitsubishi двигатели V6 6G72, 6G73, 6G74, 6G74, 6A12, 6A13, электросхемы. Руководство по ремонту и эксплуатации. Профессионал. Легион-Aвтодата

MotorData полный доступ, 1 месяц, 1 рабочее место

Диагностический адаптер ELM327 Bluetooth L и MotorData OBD

Неисправность топливных насосов высокого давления

Статья любезно предоставлена ​​Underhood Service.

Не пугайтесь диагностики непосредственного впрыска топлива. Теоретически эти системы работают по тем же принципам, что и впрыск топлива во впускной коллектор, но непосредственный впрыск может впрыскивать более точное количество топлива в камеру сгорания, благодаря чему двигатель может работать более экономично и эффективно.

Ключом к прямому впрыску является топливный насос высокого давления. Этот насос изготовлен с высокой точностью для создания давления топлива в рампе до 2500 фунтов на квадратный дюйм. Некоторые новые системы создают давление до 5000 фунтов на квадратный дюйм для лучшего распыления. Эти топливные насосы высокого давления обычно приводятся в действие кулачком распределительного вала и могут изменять свой рабочий объем и мощность в соответствии с потребностями двигателя.

Топливные насосы высокого давления могут выйти из строя и/или выйти из строя по ряду причин. Диагностика проблем с этими насосами не так уж сложна, если вы знаете, что искать.

1. ОТСУТСТВИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Главный разрушитель ТНВД – отсутствие замены масла. Износ между кулачками распределительного вала и толкателем насоса высокого давления не позволяет насосу создавать достаточное движение поршня. Меньшее движение насоса означает меньшее давление. Если давление неправильное, топливная смесь может стать слишком бедной.

Всегда следует осматривать кулачки распределительного вала перед установкой нового и очень дорогого топливного насоса высокого давления. Жалоба на нехватку энергии может улучшиться, но никогда не будет устранена полностью.

2. НЕПРАВИЛЬНОЕ МАСЛО

Моторное масло должно соответствовать спецификациям оригинального оборудования, чтобы предотвратить преждевременный износ распределительного вала и толкателя топливного насоса высокого давления. Обратитесь к поставщику моторного масла, чтобы узнать, соответствует ли моторное масло спецификациям OEM. Volkswagen, GM и многие другие OEM-производители имеют стандарты масла, которые учитывают проблемы износа распределительного вала и толкателя насоса.

3. ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ

Хотя неисправный датчик не может вызвать отказ насоса, он может привести к неправильной диагностике топливного насоса высокого давления. В системах прямого впрыска используются датчики давления и, в некоторых случаях, температуры, которые помогают определить положение соленоида насоса высокого давления.

Информация, генерируемая этими датчиками, обеспечивает наилучшее возможное событие сгорания, но эти дополнительные датчики могут дать вам диагностическую кривую по сравнению со старыми системами с впрыском топлива через порт.

Точность этих датчиков составляет ±2%. Если датчики неисправны, они могут повлиять на корректировку подачи топлива. Если датчик выходит из строя или выдает показания за пределами установленных параметров, система перейдет в безопасный режим низкого давления, чтобы предотвратить повреждение системы.

Лучший способ диагностировать датчики — это использовать сканер, который поможет интерпретировать данные.

4. УТЕЧКИ

Прямой инжектор находится под большим давлением, поэтому возможны утечки. Некоторые утечки могут возникать, когда двигатель находится в состоянии покоя, что приведет к сильному нагарообразованию и обогащению топлива. Утечки также могут вызвать более длительный, чем обычно, цикл запуска и возможный износ.

Большинство систем имеют определенное давление покоя. Он предназначен для поддержания определенного уровня давления в системе при выключенном двигателе. Значения можно отслеживать с помощью сканирующего устройства.

Проверка баланса форсунок и проверка на утечку обычно входят в расширенный или заводской сканирующий прибор. Эти тесты могут помочь обнаружить негерметичную форсунку или насос.

5. СТАРЫЕ КАЛИБРОВКИ, ТРЕБУЕТСЯ ПЕРЕПРОШИВКА

Поскольку инженеры выжимают каждый бит энергии из капли топлива, каждый элемент в системе работает на грани проблем с управляемостью. Иногда они ошибаются и не узнают об этом до тех пор, пока система прямого впрыска не окажется в полевых условиях и не предъявит претензии по гарантии.

Существует прямая зависимость между давлением насоса, положением распределительного вала и положением соленоида давления. Эти элементы вместе с импульсами форсунок можно откалибровать, чтобы обеспечить наилучшие рабочие характеристики и срок службы компонентов.

Если вы диагностируете проблемы с управляемостью автомобиля с непосредственным впрыском или заменяете насос высокого давления, убедитесь, что электронный блок управления имеет последнюю калибровку. Более новые калибровки могут помочь решить проблемы износа и проблемы с управляемостью, а также могут избавить вас от замены насоса.

6. СОЛЕНОИД ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВНОГО НАСОСА

В топливных насосах высокого давления используется соленоид для управления объемом и давлением насоса путем изменения хода и/или положения порта. Когда этот соленоид выходит из строя, он будет работать в режиме низкого давления.

7. ИГНОРИРОВАНИЕ ЗНАКОВ

Некоторые люди не боятся ездить с включенной лампочкой «Проверить двигатель». Они предполагают, что он погаснет, если они зальют в бак более качественное топливо, но мы все знаем, что это неправда.

Двигатель с непосредственным впрыском, у которого возникла проблема с насосом высокого давления, переходит в режим холостого хода или в режим низкого давления. В этом режиме насос в баке включится, а время открытия форсунки увеличится.

Когда работает непосредственный впрыск, форсунка многократно толкает форсунку, чтобы создать наилучшую топливно-воздушную смесь. В режиме низкого давления он менее точен. Автомобиль заведется и будет работать, но мощность будет снижена, а катализатор может быть поврежден. Также может происходить износ двигателя.

F.Y.I. | Компания свечей зажигания NGK | Carter Fuel Systems

Число автомобилей с бензиновым двигателем с непосредственным впрыском (GDI) на дорогах увеличивается с каждым годом. Практически у каждого производителя транспортных средств есть по крайней мере одна модель на дорогах или запланированная к выпуску в ближайшее время. По последним оценкам, 40% автомобилей с бензиновым двигателем, проданных в США в 2015 году, были оборудованы GDI, а примерно 65% ожидаются в 2021 году. Subaru является недавним дополнением, и Fiat Chrysler Group скоро добавит модели.

Что это значит для вас? Если вы в настоящее время не обслуживаете автомобили GDI, вы будете в ближайшем будущем. Автомобили GDI начали появляться в США примерно в 2004 году, и многие OEM-производители выпустили модели в период с 2010 по 2011 год, что означает, что этим автомобилям от четырех до пяти лет, и гарантийные сроки большинства производителей истекли.

В течение последних двух лет компания Bosch спонсировала мобильные учебные автомобили для обучения техников этой новой технологии и проверки их знаний в виртуальном трехмерном гараже с полным погружением. Одна вещь, которую узнали во время этих событий, это то, что технические специалисты слышали о GDI, но большинство из них не были уверены, как диагностировать такую ​​систему. В этой статье дается краткий обзор типичной топливной системы GDI и предлагается информация о том, как диагностировать систему, а также о любых потенциальных проблемах, связанных с обслуживанием.

На иллюстрации на стр. 32 показаны компоненты типичной топливной системы GDI. Большинство компонентов управления двигателем идентичны двигателю с впрыском топлива во впускной коллектор (PFI), включая топливный насос низкого давления, который подает топливо низкого давления к насосу высокого давления. Типичный диапазон насосов низкого давления составляет от 50 до 75 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от применения в автомобиле. Некоторые производители используют датчик давления для проверки давления.

Выход насоса низкого давления обычно управляется модулем управления топливным насосом (FPCM) с входом от модуля управления двигателем (ECM). На холостом ходу и при малой нагрузке требуется меньше топлива, поэтому процент рабочего цикла ниже. Рабочий цикл увеличивается, когда требуется больший объем топлива для ускорения и больших нагрузок.

Насос высокого давления, который в большинстве транспортных средств приводится в действие механически кулачком распределительного вала, нагнетает топливо низкого давления примерно с 600 фунтов на квадратный дюйм на холостом ходу до 2900 фунтов на квадратный дюйм при высоких нагрузках (от 40 до 200 бар для метрических моделей). Топливо под высоким давлением подается к форсункам высокого давления по магистрали высокого давления, в состав которой входит датчик давления топлива (ДДТ). FPS передает в ECM фактическое давление в рампе и регулирует давление с помощью соленоида управления давлением, установленного на насосе высокого давления.

Соленоид управления давлением имеет множество названий, но в этой статье я буду называть его клапаном регулирования объема (VCV).

Используются два типа форсунок высокого давления — с соленоидным приводом и с пьезокристаллом. Оба требуют опасного напряжения до 120 В, поэтому вы всегда должны следовать рекомендациям производителя по тестированию и обслуживанию.

Большинство автомобилей с четырьмя цилиндрами имеют один насос GDI, но двигатели V6 и V8, скорее всего, будут иметь два насоса, по одному на каждый ряд топлива.

Первым шагом в процессе диагностики является проверка состояния компонентов давления на стороне низкого и высокого давления. Первоначальная проверка довольно проста и может быть выполнена с помощью усовершенствованного сканирующего прибора и двух параметров данных (PID) — желаемого давления в топливной рампе и фактического давления в топливной рампе. Важно проверить давление во всех рабочих диапазонах, чтобы полностью проверить топливную систему. Проблемы обычно начинают проявляться при более высоких нагрузках двигателя и со временем становятся все хуже. На диаграмме на стр. 34 показаны четыре снимка экрана диагностического прибора, сделанные при различных условиях нагрузки во время дорожного испытания.

Захват при выключенном двигателе (KOEO) обеспечивает текущее давление от насоса низкого давления. PID Fuel Rail (P) Des — это желаемое давление для ECM; Топливная рампа (P) — это фактическое давление. В этом случае ECM запрашивает 55 фунтов на квадратный дюйм, а фактическое давление составляет 55 фунтов на квадратный дюйм. Этот захват показывает статическое давление без использования топлива двигателем.

Запись скорости холостого хода ниже показывает, что желаемое давление в топливной рампе составляет 600 фунтов на квадратный дюйм, а фактическое — 550 фунтов на квадратный дюйм. Как правило, если разница между заданными и фактическими значениями превышает ±10%, вы должны это отметить, но в конечном итоге ECM определит, когда отклонение слишком низкое или слишком высокое, и установит соответствующий код неисправности. (Обычные коды неисправностей: P0087 — Слишком низкое давление топлива или P0088 — Слишком высокое давление топлива.) При выполнении этого теста важно дать топливной системе стабилизироваться, прежде чем принимать окончательное решение; 20-30 секунд должно быть достаточно. В этом примере фактическое давление немного ниже, но все же находится в диапазоне ±10%.

Снимок легкой нагрузки в правом верхнем углу показывает, что требуемое давление составляет 1800 фунтов на квадратный дюйм, а фактическое — 1440 фунтов на квадратный дюйм, что ниже на 20 %, но все еще недостаточно для установки кода неисправности. Вы можете ясно видеть, что проблема усугубляется — разница составляет 8% на холостом ходу, а теперь разница составляет 20% при малой нагрузке.

Захват большой нагрузки показывает, что желаемое давление составляет 2100 фунтов на квадратный дюйм, а фактическое — 1500 фунтов на квадратный дюйм, что составляет теперь разницу в 28%. Таким образом, при большой нагрузке устанавливается код P0087. Мониторинг двух данных PID подтвердил проблему, но для ее дублирования потребовалось полное дорожное испытание.

На этом этапе два дополнительных PID будут полезны для диагностики этой неисправности. На графике % VCV топлива — это описанное ранее значение VCV, которое ECM использует для управления количеством топлива низкого давления, поступающего в насос высокого давления. Топливный насос % — это рабочий цикл насоса низкого давления, который регулирует скорость насоса и объем топлива, доступный для насоса высокого давления.

Захват холостого хода показывает процентное соотношение 15% для VCV и 24% для топливного насоса. К сожалению, найти спецификации для этих PID непросто, поэтому подключение к заведомо исправным автомобилям помогает получить базовый уровень. В этом примере (Ford Escape) заведомо исправные значения будут составлять примерно 8% для VCV и 23% для рабочего цикла топливного насоса. ECM видит, что фактическое давление топлива немного низкое, и пытается увеличить объем топлива в насосе высокого давления, чтобы компенсировать это.

Захват легкой нагрузки показывает большой скачок VCV до 45%, в то время как рабочий цикл насоса низкого давления увеличился до 29%. Это означает, что ECM запрашивает значительное увеличение объема топлива от насоса низкого давления для достижения желаемого значения 1800 фунтов на квадратный дюйм. ECM смог увеличить давление топлива, что означает, что клапан VCV работает, но желаемое давление топлива не может быть достигнуто. Разницы между желаемым и фактическим по-прежнему недостаточно для установки кода неисправности.

Захват большой нагрузки в правом нижнем углу показывает рабочий цикл 50 % VCV и 40 % топливного насоса, которые в данном случае представляют собой максимальные значения для этих компонентов в соответствии с критериями кода неисправности. Вы можете подумать, почему бы не увеличить оба компонента до 100% и посмотреть, можно ли достичь желаемого давления? Инженеры, программирующие эти системы, довольно сообразительны и знают, что как только перепад давления топлива превышает заданную точку, всякая надежда теряется и следует установить код неисправности.

В этом примере автомобиль по-прежнему может управляться, но плохо работает в условиях высокой нагрузки. В этот момент ECM зажжет индикатор Check Engine и установит код неисправности низкого давления P0087, поскольку разница между требуемым и фактическим давлением превышает 25%, что было установлено в критериях кода неисправности. Хорошие новости? Клиент по-прежнему сможет привезти автомобиль для обслуживания до того, как он застрянет на обочине дороги.

На этом этапе вам необходимо определить, какая часть топливной системы неисправна — сторона низкого давления или сторона высокого давления. Глядя на проценты VCV и топливного насоса, вы можете получить некоторое представление, но не можете подтвердить, какой компонент неисправен, без дальнейшего тестирования. Лучший способ действий — сначала начать проверку стороны низкого давления и продвигаться вперед в системе.

Одно предостережение: нельзя полагаться исключительно на датчик давления и/или манометр при проверке состояния насоса низкого давления. Важно проверить выходной объем топливного насоса. В части диаграммы KOEO желаемое и фактическое давление совпали; однако автомобиль не работает, и объем топлива не расходуется. На холостом ходу фактическое давление на 8% ниже желаемого, и с повышением нагрузки расщепление становится все хуже. Топливный насос низкого давления способен обеспечить достаточный объем при низком спросе, но недостаточный при высоком спросе. Требовалась замена топливного насоса низкого давления.

После устранения стороны низкого давления следующим компонентом системы, подлежащим проверке, является насос высокого давления. Наиболее вероятной причиной появления кода неисправности низкого давления может быть износ между насосом высокого давления и распределительным валом. Неисправность высокого давления, скорее всего, связана с неисправностью VCV или внутренней неисправностью насоса высокого давления. Вам необходимо следовать рекомендациям производителя по проверке и тестированию насоса высокого давления и твердых деталей.

Наиболее распространенной проблемой топливных систем GDI является накопление углерода на впуске и на обратной стороне впускных клапанов. К сожалению, это нелегко обнаружить, и оно может отличаться от производителя к производителю и от автомобиля к автомобилю. В номере журнала Motor за декабрь 2014 года Сэм Белл написал статью «GDI: отложения бензина внутри?» что обязательно к прочтению. Я предлагаю краткий обзор и предложу еще несколько идей на эту тему.

На рисунке слева ниже показана типичная конфигурация с впрыском топлива через порт, а на рисунке справа показана типичная конфигурация GDI, в которой топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. В этом примере форсунка расположена в центре камеры сгорания, что определяет ее как систему с распылением. Если бы инжектор располагался под углом, его можно было бы назвать настенной системой.

На рисунке слева показано, как топливо для следующего цикла сгорания впрыскивается в камеру сгорания вместе с воздухом вокруг впускного клапана. ECM может впрыскивать топливо перед следующим открытием впускного клапана с конечной целью равномерного смешивания воздуха и топлива, что должно создать качественную горючую однородную воздушно-топливную смесь. При попадании в камеру сгорания воздушно-топливная смесь обеспечивает встроенный процесс самоочистки впускных и впускных клапанов.

На рисунке справа показан воздух, поступающий вокруг впускного клапана; вскоре после этого топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Воздух и топливо смешиваются вместе, пока поршень движется вниз на такте впуска и когда смесь сжимается во время такта сжатия. ECM имеет очень короткое окно для впрыска топлива; для полного смешивания воздуха и топлива не так много времени.

Мы уже упоминали, что автомобили GDI страдают от накопления углерода, но как он туда попадает? Каким образом чистый воздух, который фильтруется для удаления пыли, проходя через совершенно новую систему впуска, вокруг чистых впускных клапанов и в камеру сгорания, производит углерод? Кажется, это не имеет никакого смысла.

Фотографии в верхней части страницы 36 были сделаны для двух из восьми впускных клапанов BMW 750Li F02 N63 2010 года выпуска с пробегом почти 65 000 миль. На всех восьми впускных клапанах был нагар, но что меня удивило, так это то, что нагар на всех цилиндрах был разным. Верхнее фото — цилиндр 4, на котором виден более темный спеченный углерод; среднее фото — цилиндр 6, на котором виден сухой, может быть, мягкий углерод.

Если вы никогда не работали с автомобилем GDI, теперь вы знаете, как выглядит нагар на обратной стороне клапанов. Итак, вернемся к вопросу: как туда попал углерод? Ответ прост и сложен одновременно. Ответ прост: неполное сгорание. Вы можете подумать, что если у нас неполное сгорание в цилиндре, углерод должен просто выйти из выхлопной трубы. Как он попадает обратно на впускной тракт двигателя?

В идеальном мире правильное количество воздуха и топлива попадет в камеру сгорания, произойдет идеальное сгорание и чистые выбросы выйдут через выхлопную трубу. Но двигатель внутреннего сгорания , а не идеален, как и топливно-воздушная смесь. Углерод, образующийся при неполном сгорании, может перемещаться в двигателе по ряду направлений. Простой путь выходит из выхлопной трубы во время такта выпуска, что создает другую проблему, к которой мы вернемся через минуту.

Некоторая часть нагара попадает вокруг поршневых колец в моторное масло, и именно здесь, по мнению большинства экспертов, углерод, взвешенный в моторном масле, попадает во впуск через систему принудительной вентиляции картера (PCV). Использование неподходящего моторного масла, увеличенные интервалы замены масла, грязные воздушные фильтры и мокрые системы вентиляции картера способствуют образованию смеси масла и углерода во впускной зоне.

Другой путь для нагара лежит вокруг впускных клапанов во время такта выпуска, когда и впускной, и выпускной клапаны открыты. Это важный момент; не забудьте проверить бюллетени технического обслуживания, в которых может быть предложено перепрограммирование для уменьшения накопления углерода.

Это возвращает нас к теме углерода, который выталкивается вокруг выпускного клапана после сгорания. В своем исследовании для этой статьи я нашел много статей и исследований, связанных с твердыми частицами от автомобилей GDI. В таблице на странице 36 показаны результаты исследования Калифорнийского совета по воздушным ресурсам (CARB), которое использовалось для понимания и разработки будущих стандартов выбросов, связанных с твердыми частицами (ТЧ). Для простоты, Фаза 1 в основном выполняется с холодным двигателем, а Фаза 3 — с прогретым двигателем. Первый ряд легко понять, так как все мы знаем, что дизели создают ТЧ, поэтому они оснащены сажевым фильтром (DPF). В четвертой строке показаны результаты с DPF. Во втором и третьем рядах отчетливо видны твердые частицы от двигателей GDI, но они менее выражены, когда двигатель прогрет, а двигатель PFI достаточно чистый.

Это навело меня на мысль о другом источнике накопления углерода во впускном коллекторе. Большинство автомобилей GDI имеют систему рециркуляции отработавших газов (EGR), и мы все сталкивались с результатами накопления углерода в клапанах EGR. Исходя из того, что мы видим из таблицы на стр. 34, вполне возможно, что часть ТЧ, выходящих из двигателя, рециркулируется обратно во впуск через систему рециркуляции отработавших газов и смешивается с углеродом из газов PCV.

Результаты исследования CARB принесут новые стандарты РМ. Текущие стандарты составляют 10 мг/мл. сейчас 3мг/миль. начиная с 2017 г. и 1 мг/млн. намечены на 2025 год. Как производители транспортных средств будут соответствовать будущим стандартам выбросов ТЧ? Это еще одна интересная история, которая может решить некоторые проблемы накопления углерода.

Новый двигатель Audi 1,8 л TFSI GDI будет включать две системы впрыска — порт и непосредственный впрыск. Система PFI будет использоваться, когда вероятно формирование PM, а GDI будет использоваться в других режимах работы. Таблица наглядно показывает преимущества обоих вариантов впрыска. В новом двигателе Subaru также используется формат с двумя впрысками, и другие производители рассматривают его.

Это, конечно, не поможет ранним машинам GDI, но может решить проблему по мере продвижения вперед. И последнее замечание по поводу твердых частиц: мы уже знаем, что DPF творит чудеса с дизельными двигателями, поэтому добавление сажевого фильтра для бензиновых двигателей может стать еще одним решением для бензиновых двигателей.

Как бороться с нагаром в двигателе? Сэм Белл хорошо описал большинство доступных вариантов очистки, и с тех пор, как была написана эта статья, мало что изменилось. На приведенных выше фотографиях ясно видно, что образование нагара в разных местах одного и того же двигателя отличается от цилиндра к цилиндру, и для каждого цилиндра могут потребоваться разные методы очистки. На нижнем фото показаны результаты после очистки скорлупы грецкого ореха.

Мой лучший совет — начать с обзора рекомендаций производителя, проверить наличие новых сервисных бюллетеней и, если возможно, спросить местного дилера, что он делает. Всегда имейте в виду, что все, что вы вводите в двигатель, воздухозаборник и камеру сгорания, будет иметь потенциальные побочные эффекты.

Итог: автомобили GDI никуда не денутся. Компоненты топливной системы будет довольно легко диагностировать и ремонтировать. Проблемы с углеродом реальны, и я не знаю никаких быстрых решений, но просвещение потребителей и профилактическое обслуживание, похоже, помогают избежать катастрофических счетов за ремонт.

Загрузить в формате PDF

Важность насоса высокого давления — Детали MaxSpeed ​​

Насос высокого давления — очень умный инструмент, а также очень полезный. Он выполняет благородную функцию обеспечения топливом всего автомобиля в необходимом количестве. Он правильно питает «аккумулятор высокого давления», таким образом поддерживая давление, необходимое для выполнения своих задач на регулярной основе.
Способен сохранять давление независимо от уровня оборотов двигателя. В настоящее время практически все распространенные раллийные системы оснащены системами с индивидуальными насосами, конструкция которых позволяет им работать при низком давлении. Система Common Rail является выдающейся системой для всей Европы, поскольку она встроена во все автомобили, собираемые на этом континенте. В настоящее время почти все новые автомобили с дизельными двигателями, выпускаемые в Европе, оснащены системой Common Rail. В разных автомобилях они выделяются аббревиатурами, нанесенными производителем, среди них: cdi, cdti, crdi, dti, hdi и другие. В настоящее время наиболее выдающимися заводами являются Bosch, Siemens и Denso. На химическом уровне можно найти некоторые различия, например, в регулировании давления и электрических функциях форсунок. Но механически все насосы действуют одинаково.

Преимущества использования

Этот продукт, несомненно, обладает очень полезными свойствами. Вот некоторые из них:
Они небольшого размера и просты в установке. Необходимо только подключить напорную, всасывающую, питающую и управляющую трассы.
Не имеют механических застежек и вращающихся элементов. Это очень полезно, так как обычно аксессуары этого типа вызывают многие сбои в этом оборудовании.
Обслуживание простое и быстрое. Его компоненты устойчивы к коррозии. Позволяет им работать во взрывоопасных зонах.
Не нуждается в энергии во время обслуживания.

функции

Основной задачей этого насоса является обеспечение достаточного количества топлива для любой задачи автомобиля. Для этого создается резерв, который можно использовать на внезапный пуск или повышение давления в системе. Кроме того, насос очень эффективен. Он предназначен для постоянного создания давления, которое система будет использовать для питания аккумулятора высокого давления. Это свидетельствует об улучшении систем впрыска, поскольку в прежние времена топливо должно было быть строго «сильно сжатым».
структура. Насос смазывается топливом и, в свою очередь, приводится в движение двигателем посредством зубчатого ремня. Клапан управления крепится к насосу высокого давления, хотя его можно установить и отдельно. Тогда каким бы ни было топливо, оно находится внутри насоса и сжимается тремя поршнями. Каждый из них остается независимым друг от друга. Мощность, необходимая для работы насоса, может увеличиваться пропорционально давлению, которое регулируется в рампе, а также скорости вращения насоса.
Это можно проиллюстрировать на примере двухлитрового двигателя, где насосу может потребоваться мощность 3,8 кВт. Область насоса, которая имеет наибольшую потребность в мощности, находится там, где в форсунке находится поток утечек и управление, в дополнение к процессу возврата или возврата топлива, осуществляемому регулирующим клапаном.

эксплуатация

Насос перекачивает топливо к предохранительному клапану посредством процесса фильтрации с участием водоотделителя. Вот как он гонит топливо, орудием которого является удушающая дрель. Топливо проходит через систему смазки и охлаждения насоса.
Если давление подачи превышает давление открытия предохранительного клапана, насос может транспортировать топливо с помощью впускного клапана. Затем он попадет в корпус элемента, где он будет иметь постоянное движение вниз. Когда нижняя «мертвая точка» превышена, впускной клапан закрывается, препятствуя выходу топлива, находящегося во впускной и компрессионной камерах. Единственный способ вытащить его оттуда — создать давление, превышающее подачу, созданную предыдущим насосом. С другой стороны, как только достигается давление в рампе, давление, образующееся на выпускном клапане, направляет сжатое топливо в контур высокого давления. Поршень насоса приводит в движение и перекачивает топливо до тех пор, пока оно не достигнет верхней «мертвой точки». Это явление известно как гонка подачи. Так падает давление, и так закрывается выпускной клапан. Остальная часть топлива в конечном итоге декомпрессируется, когда поршень движется вниз.

Блок питания

Этот насос был разработан для использования в течение длительного времени. В свою очередь важно отметить, что в стандарте с частичной нагрузкой всегда присутствует избыточное количество сжатого топлива.
Это топливо поступает непосредственно в бак с помощью клапана регулировки давления. Поскольку сжатое топливо распадается, как только оно одной ногой оказывается в баке, энергия, которую оно привносит в процесс сжатия, полностью теряется. Топливо повышает свою температуру, и эта ситуация неблагоприятным образом меняет характеристики. Тогда, чтобы преодолеть этот дефект, единственное, что можно сделать, это настроить подачу питания на соответствующую потребность в топливе. И этой цели можно достичь, отключив любой из насосных элементов.

Отключение элемента:

При отключении любого из «насосных» элементов расход топлива, подаваемого в бак высокого давления, значительно снижается. Вот почему всасывающий клапан остается открытым.
Для этого шип без упора давит на клапан. Таким образом, всасываемое топливо не может быть сжато в такте подачи. Результатом этого процесса является то, что давление в контуре элемента больше не подается, потому что топливо возвращается в область низкого давления.
При отключении любого элемента насос высокого давления не будет регулярно подавать топливо, а будет испытывать постоянные паузы в подаче.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *