АвтоЦентр Петербург
г. Санкт-Петербург ул. Лужская д. 3
режим работы пн - вс с 09.00 по 21.00

Рядные механические многоплунжерные ТНВД

Топливная аппаратура

Топливные насос высокого давления

Данная статья является первой в цикле, посвящённом ремонту топливной аппаратуры на нашем предприятии. Речь пойдёт о рядных многоплунжерных топливных насосах высокого давления (ТНВД) дизельных двигателей. Их история тесно связана с фирмой Роберта Боша, ведь именно она впервые применила их в автомобильных двигателях в конце двадцатых годов прошлого века.

Судовой рядный двенадцатиплунжерный ТНВД
Судовой рядный двенадцатиплунжерный ТНВД

Их история тесно связана с фирмой Роберта Боша, ведь именно она впервые применила их в автомобильных двигателях в конце двадцатых годов прошлого века. Именно поэтому систему с рядным ТНВД с механическим регулятором называют «традиционной». Её особенность в отсутствии необходимости в любых электронных системах, в неприхотливости в выборе топлива и непревзойдённой надёжности, исчисляемой десятилетиями. Недостатком является очень большой момент сопротивления насоса, который скрадывает эффективную мощность двигателя, а также серьёзнейшим недостатком является несоответствие современным нормам токсичности отработавших газов. Именно поэтому этот ТНВД устанавливают на новые автомобили, лишь в развивающихся странах, например, Индии, Китае и Бразилии. Сейчас рядные ТНВД но отечественного производства в РФ можно встретить только на машинах поступающих в армию.

Однако говорить о полном уходе «традиционной» системы пока рано, ведь ниша судовых двигателей, электрогенераторов и другой специальной техники пока прочно удерживается за двигателями с «рядниками».

Устройство системы следующее

ТВНД приводится в движение от распределительного вала двигателя с той же угловой скоростью. Насос имеет количество плунжеров (plunger – нем. «поршень») равное количеству цилиндров двигателя. Приводной вал насоса имеет кулачки, которые при вращении приводят в возвратно-поступательное движение шток топливного насоса низкого движения (ТННД) и плунжера во втулках через толкатели, при этом ход плунжеров является постоянной величиной. ТННД питает топливом впускную полость ТНВД, из которой запитывается полость над плунжером. При движении плунжера вверх топливо через нагнетательный клапан поступает в трубки высокого давления, затем в форсунки, которые распыляют его в камере сгорания автомобиля.

Но как же осуществляется изменение количества топливоподачи, ведь на разных режимах двигателю требуется разное количество топлива, а ход плунжера постоянен? Именно для этого насосу нужен центробежный регулятор. Дело в том, что плунжер ТНВД имеет специальные проточки в районе своей верхней кромки, которые находятся напротив ответных отверстий во втулке плунжера, стало быть плунжер не только перемещается вдоль своей оси вверх-вниз, он также поворачивается вокруг своей оси. И поворот на определённый градус соответствует определённой подаче. Делается это с помощью специальной рейки, расположенной вдоль насоса, ход которой и регулирует топливоподачу от нуля до максимального значения.

У фирмы Бош имеется масса механических регуляторов, таких как RQ, RQV, RQU, RQUV, RQV-K, RSV, RSUV, RSF и электронный RE. Механические регуляторы отличаются по режиму работы: всережимный и двухрежимный. При этом всережимные используются на специальной технике, где нужны постоянные обороты (суда, тепловозы, комбайны, краны, гидравлические насосы), а двухрежимные на автомобилях. Кроме этого они могут быть оснащены дополнительными устройствами коррекции, такими как: коррекция по наддуву от турбонагнетателя, коррекция по атмосферному давлению, устройство помощи при холодном запуске, устройство (в том числе и электронное) при увеличении нагрузки на холостом ходу и многими другими. Также регуляторы отличаются по скорости реакции на воздействие на педаль. К примеру, в легковых дизельных автомобилях Мерседес использовались насосы с регулятором RSF, они обеспечивали мягкий и в то же время быстрый разгон, ведь в Германии дорогой и престижный автомобиль обычно доступен людям в возрасте от 45 лет, когда от автомобиля требуется в первую очередь комфорт.

Рядные ТНВД фирмы Бош отличаются не только регуляторами и размерами. Общая для всех схема реализована по-разному. Существуют виды: тип М, тип А, тип MW, тип P, тип R, тип ZW(U), тип O (с дозирующей муфтой), тип CW, тип H.

Самым частым гостем на нашем предприятии является тип Р, так что рассмотрим ремонт рядного ТНВД на этом примере.

Как мы ремонтируем:

У каждого изделия производства фирмы Бош от лампочки и резиновой прокладки до многомиллионного стенда или холодильника есть свой каталожный десятизначный номер. Не исключение и ТНВД. Изделия дизельной группы Бош имеют номер 0 4хх ххх ххх. Таким образом каждый насос имеет свой индивидуальный номер. Зная его мы имеем всю необходимую информацию для ремонта агрегата, а именно: полную раскладку на запасные части и протокол проверки. Таким образом, мы можем гарантировать, что отремонтированный, в соответствии с нашими рекомендациями, насос будет отвечать всем предъявляемым для него заводом-изготовителем требованиям. Мы устанавливаем только оригинальные детали, поставляемые нам официальными поставщиками фирмы Роберта Боша, согласно каталогам.

Ремонт этих насосов очень трудоёмкий и требует большого количества специального инструмента, так называемых «инструментальных досок», причём для каждого типа насоса используются свои доски, для ТНВД типа Р существует четыре инструментальных доски. Помимо них есть также доски с инструментом для различных типов регуляторов.

При дефектации насоса, он разбирается полностью, при этом оцениваются правильность сборки, состояние деталей, подвижность деталей регулятора. По результатам дефектации с клиентом обязательно согласовывается сумма и сроки поставки запасных частей подлежащих замене.

Инструментальные доски для насосов типа Р
Инструментальные доски для насосов типа Р

После этого насос очищается от загрязнений и моется в ультразвуковой ванне, производится сборка строго в соответствии с технологией Бош, соблюдая моменты затяжки, осевые и тепловые зазоры в рамкоах допусков.

Детали ТНВД после ультразвуковой ванны
Детали ТНВД после ультразвуковой ванны
ТНВД в процессе сборки
ТНВД в процессе сборки

Настройка ТНВД производится на стенде BOSCH EPS815, этот стенд является гарантийным стендом, то есть на нём осуществляется гарантийная оценка топливных насосов Бош. Также наши стенды ежегодно поверяются сотрудниками официального представительства Бош в России.

EPS815 оснащён электронными потоковыми измерителями топливоподачи, системой поддержания постоянной заданной температуры специального калибровочного масла стандарта ISO4113 (ведь при настройке ТНВД мы не используем дизельное топливо), подачей смазочного масла, мощным электромотором. Весь этот комплекс управляется с персонального компьютера оригинальной программой EPS945 (). По результатам регулировок или тестирования насоса можно получить электронный протокол проверки с данными измеренными стендом.

Интерфейс программы EPS945
Интерфейс программы EPS945

Настройка рядного ТНВД всегда начинается с проверки начала подачи. Дело в том, что угол опережения впрыска – это очень важный параметр для нормальной работы двигателя, и он обязательно должен быть настроен с точностью градуса. Такую точность обеспечивает высокоточный датчик угла поворота стенда EPS815 и специальные регулировочные шайбы (или иные способы регулирования для других типов рядных ТНВД).

Интерфейс программы EPS945. Начало подачи
Интерфейс программы EPS945. Начало подачи

Начало подачи насоса детерминируется с помощью метода определения момента каплепадения. На насос подаётся повышенное давление, значение берётся из тест-плана, обычно это 26 бар. Такое высокое давление нужно для открытия нагнетательных клапанов ТНВД. При этом насос уже установлен на стенде, к нему прикреплены специальные трубки высокого давления и калибровочные форсунки. И то, и другое строго согласно тест-плану (). Ведь от размеров трубок (внутренний и внешний диаметр, длина) напрямую зависит точность определения топливоподачи насоса. Тоже самое и с форсунками. Непосредственно перед проверкой насоса необходимо настроить правильное давление впрыска калибровочных форсунок, а также оценить работу распылителей.

Определение начала подачи. Стендовые форсунки
Определение начала подачи. Стендовые форсунки

Форсунки оборудованы вентилем, позволяющим сливать поступающее топливо. При определении начала подачи они открыты, таким образом из всех форсунок через специальную арматуру сливается топливо. Затем при определённом выходе рейки и определённом предварительном ходе, то есть подъёме плунжера, из первой форсунки прекращается лить топливо. Это значит, что плунжер перекрыл своей верхней кромкой впускное отверстие втулки и начинается подача топлива. Так определяют начало подачи первого цилиндра.

Предварительный ход начала подачи
Предварительный ход начала подачи

Начало подачи остальных секций определяют опираясь на первую с помощью измерения угла поворота приводного вала и зная порядок работы насоса.

После этого настраивают топливоподачу насоса. Так называемая базовая настройка. Тут важно соблюсти общую суммарную подачу на разных оборотах. Сделать это бывает непросто, ведь для этого геометрия плунжерных пар (диаметр, состояние верхней кромки и проточек) должны быть абсолютно идентичными. Неоригинальные и контрафактные изделия не позволяют точно соответствовать допускам по разбросу цикловой подачи между плунжерами насоса.

После настройки цикловой подачи приступают к настройкам регулятора. Это самый сложный этап. Он требует полного понимания работы механизма, опыта и твёрдых знаний. Специалисты нашего предприятия проходили обучающие курсы в учебном центре ООО «Роберт Бош», длительностью в две недели и имеют сертификаты, подтверждающие их профессиональный уровень.

Настраиваются такие параметры, как:

  • ход муфты;
  • максимальное снижение цикловой подачи;
  • холостой ход;
  • подача при пуске;
  • уравнивание;
  • настройка турбокорректора и иных корректоров;
  • работа останова;
  • обязательно проверяется угол рычага управления, для того, чтобы на автомобиле соблюдалось соответствие передающей арматуры от педали акселератора
Настройка регулятора. Установлен транспортир, для определения углов рычага управления в предельных положениях
Окончательное испытание

После регулировочных работ. Производится проверка ТНВД по всем параметрам, с питанием насоса от штатного топливного насоса низкого давления, с уже опломбированными регулировочными винтами и пробками, штатным перепускным клапаном с обязательным измерением внутрикорпусного давления

Окончательное испытание
Окончательное испытание

Мы возвращаем клиенту старые детали (заменённые нами), также передаём протоколы проверки агрегата. Благодаря полному соответствию технологического процесса соответствующим регламентам Бош, мы предоставляем гарантию на отремонтированные у нас изделия сроком 1 год, при соблюдении гарантийных условий, указанных в заказ-наряде.

Автор:

Инженер-механик по ремонту топливной аппаратуры дизельных двигателей Автоцентра «Петербург» Сандыбаевым Е.С.