Двигатели TDI с ТНВД (топливный насос высокого давления) плунжерного типа выпускались до начала XXI века. Затем стали использоваться агрегаты с индивидуальными насос-форсунками для каждого цилиндра, которые были быстро вытеснены системой Common Rail с поршневым ТНВД с регулируемой производительностью. От исправности насоса зависит стабильность работы мотора TDI, поэтому важно ремонтировать узел в условиях сервиса при первых признаках неисправности.
ТНВД в системе питания двигателя TDI
В конце 80-х гг. прошлого века концерн VAG стал предлагать легковые автомобили с дизельными двигателями с прямым впрыском и наддувом, получившими обозначение TDI (сокращение от Turbocharged Direct Injection, с 1995 г. аббревиатура является зарегистрированным товарным знаком VAG для рынка Европы).
Установленный на моторе топливный насос TDI оснащен одной или несколькими плунжерными парами. При воздействии кулачка на подпружиненный толкатель происходит подача порции топлива через трубку к форсунке. В насосе мотора TDI имеется регулятор для изменения подачи топлива в зависимости от нагрузки.
Двигатели TDI делятся на 3 поколения по конструкции топливной аппаратуры:
- ранние с механическим ТНВД (может оснащаться электронным блоком управления);
- с индивидуальными насос-форсунками для каждого цилиндра;
- с рампой Common Rail.
ТНВД механического типа на TDI перестали использовать более 20 лет назад, перейдя на насос-форсунки с приводом от отдельных кулачков распределительного вала.
С 2004 г. на дизелях VAG начинает устанавливаться система Common Rail с насосом высокого давления. Концепция быстро вытеснила насос-форсунки, обеспечивая улучшение характеристик дизелей.
Назначение
Вне зависимости от конструкции ТНВД используется для подачи топлива под высоким давлением к форсункам или в рампу, являющуюся промежуточным резервуаром. Изменение дозировки осуществляется механическим или электронным способом.
ТНВД двигателей TDI с системой Common Rail работают в паре с электрическим насосом, подающим топливо под низким давлением из бака. Также возможна установка еще одной помпы шиберного типа с электронным управлением, необходимой для создания первичного давления в магистрали перед ТНВД.
Устройство насоса высокого давления
На моторах с Common Rail VW TDI ставится ТНВД с одним плунжером, имеющим привод от коленчатого вала ремнем. Частота вращения ротора насоса соответствует оборотам двигателя. Приводной вал оснащен парой кулачков, расположенных противоположно друг другу и имеющих одинаковый профиль.
Таким образом достигается синхронизация подачи топлива к цилиндрам (в соответствии с алгоритмом работы мотора TDI). Между кулачками расположен роликовый толкатель, передающий усилие на плунжер.
ТНВД прикреплен к боковой части блока цилиндров и соединен металлической трубкой с рампой (аккумулятором давления), из которой горючее подается к форсункам. Открытие форсунок осуществляется электроникой, которая регулирует и подачу топлива. Для контроля в рампе имеются датчик и регулятор давления.
В ТНВД установлен клапан дозирования топлива и штуцер для слива излишков топлива в бак.
Принцип работы
При работе двигателя TDI топливо подается вспомогательными насосами к ТНВД. Дозирующий клапан регулирует подвод горючего в плунжерную пару. Топливо поступает в камеру сжатия через клапаны за счет перепада давления при движении плунжера вниз из-за усилия пружины. При сжатии под воздействием усилия от кулачка клапан впуска закрывается. При достижении нужного давления топливо вытесняется через выпускной клапан в рампу.
Блок управления постоянно меняет подачу топлива в ТНВД при помощи дозирующего клапана. По сигналу от контроллера клапан периодически перекрывает магистраль. ТНВД подает топливо под давлением только при необходимости. Таким образом устраняется паразитная нагрузка от насоса, что способствует снижению расхода топлива. При отказе клапана или обрыве проводки мотор TDI переводится в аварийный режим работы.
Давление в магистрали перед ТНВД поддерживается на постоянном уровне редукционным клапаном и создается дополнительным насосом. Для работы TDI с Common Rail предварительное давление составляет 4,3 бара.
Редукционный клапан находится в насосе, слив излишков топлива в бак производится по отдельной трубке.
Топливная рампа поддерживает технологию двойного регулирования давления. В момент пуска и при прогреве TDI в плунжер ТНВД подается избыточное количество топлива, излишки которого сливаются через регулятор давления в рампе.
При повышенной нагрузке на двигатель начинает работать дозирующий клапан в ТНВД. Технология двойной регулировки обеспечивает быстрый прогрев топлива (при сжатии температура горючего возрастает) и снижает потери мощности на привод насоса.
Также возможна регулировка давления одновременно клапанами в рампе и ТНВД – например, в режимах холостого хода или работы при малых нагрузках.
Диагностика ТНВД мотора TDI
Диагностика ТНВД осуществляется одновременно с форсунками – все компоненты топливной аппаратуры неразрывно связаны друг с другом. Проверку следует проводить в сервисе. При самостоятельном тестировании велик риск неправильных действий или ошибочных выводов. Например, для проверки форсунок используют диагностический сканер, который имитирует работу при разных значениях давления впрыска.
По полученным калибровочным параметрам оценивают состояние распылительной головки – при механическом износе подается лишнее топливо, которое не сгорает и образует характерный белый выхлоп с резким запахом.
Сканер позволяет оценить работу ТНВД при различных режимах. На экран выводится график, на котором не допускаются провалы или скачки при холостых оборотах.
Также проверяется поведение насоса при разгоне с максимальной нагрузкой на двигатель TDI – кривая должна быть ровной, в диапазоне средних оборотов должен начинаться ровный участок пикового давления. TDI оснащены турбиной с регулируемой геометрией, которую также проверяют при диагностике ТНВД.
Ремонт или замена ТНВД двигателя TDI
Если при диагностике были обнаружены проблемы, то насос необходимо снять с мотора TDI для ремонта в условиях специализированного сервиса. В ряде случаев владельцы просто меняют ТНВД. Данное замечание больше касается автомобилей старого образца с механическими плунжерными насосами.
Процедура снятия и установки насоса зависит от конструкции двигателя. В ряде случаев выполнить работы в гаражных условиях практически невозможно. Процесс ремонта насоса без снятия с автомобиля показан в видео.
Демонтаж
Алгоритм снятия ТНВД на двигателе TDI объемом 3,0 л:
- Снять защитный кожух ременного привода, отвернуть гайку крепления шкива к валу насоса. Иногда для снятия насоса демонтируют впускной коллектор, который закрывает корпус ТНВД и создает сложности при его снятии.
- Снять натяжной ролик, убрать ремень привода ТНВД.
- Аккуратно стянуть шкив с носка вала насоса при помощи съемника или подручного инструмента.
- Отвернуть штуцеры и снять трубки, соединяющие насос и топливную рампу, а также убрать шланги подачи топлива к ТНВД и слива излишков горючего в бак.
- Отключить проводку от разъема на корпусе насоса и отвернуть болты крепления ТНВД к картеру двигателя TDI.
- Аккуратно вынуть насос, определив правильное положение для снятия покачиванием. Если с двигателя TDI были убраны коллекторы впуска, то снятие ТНВД упрощается.
Процедура снятия насоса на двигателях TDI другого типа может иметь ряд отличий. Всегда требуется отвернуть трубки подачи и слива топлива, а также отключить разъем проводки.
Перед началом работ рекомендуется изучить заводские инструкции по ремонту и обслуживанию мотора TDI.
При отсутствии инструмента и опыта лучше обратиться в сервис – при неправильном снятии есть риск необратимого повреждения ТНВД или других компонентов топливной аппаратуры.
Например, для демонтажа ТНВД на 2,5-литровом дизеле TDI AFB необходимо:
- Отсоединить трубки от топливного фильтра.
- Прокрутить коленчатый вал вручную или стартером до выставления метки на распределительном валу по центру горловины для заливки масла.
- Снять впускной коллектор и ременной привод, предварительно убрав пластиковый экран и натяжитель (если ремень планируется использовать вторично, то на нем следует нанести метку направления движения). Также необходимо снять шестерню привода насоса, которая закреплена на торце распределительного вала.
- Отсоединить проводку и трубки от ТНВД, отвернуть болты и снять насос.
Разборка ТНВД и дефектовка деталей
Самостоятельная разборка ТНВД не рекомендуется, необходимо передать снятый насос в сервис для дефектовки, ремонта и последующей сборки с регулировкой. В кустарных условиях или при отсутствии опыта выполнить работы сложно – собранный ТНВД будет работать некорректно.
Как правило, в гараже производят замену насоса в сборе или установку ряда элементов с заведомо исправного ТНВД (например, блока управления). При таком ремонте на первое место выходит взаимозаменяемость деталей. Насосы от моторов TDI для разных моделей автомобилей могут иметь отличия.
Если владелец машины решил отремонтировать ТНВД своими силами, то необходимо найти мануал с описанием алгоритма разборки. Для восстановления насосов моторов TDI выпускаются ремкомплекты, включающие в себя плунжерные пары. В сервисе можно убрать задиры на рабочих поверхностях. В гаражных условиях устранить дефекты сложно. Детали тщательно промывают очистителем для карбюраторов.
Рекомендуется менять все сальники из-за естественной потери эластичности.
Замена неисправных деталей
Пример замены блока управления на ТНВД двигателя TDI AFB:
- Очистить корпус от грязи и отложений моторного масла.
- Отвернуть винты крепления крышки и разомкнуть провода (кабели приходится разрезать и восстанавливать пайкой при сборке, поскольку завод не предусматривал способ ремонта с перестановкой блока управления).
- Аккуратно отвести крышку в сторону. Под ней расположен тонкий шлейф проводки, который легко обрывается при приложении небольшого усилия.
- Отвернуть винты крепления датчика и вынуть сенсор пинцетом.
- Установить на место датчик и контроллер с донорского ТНВД, соединить провода пайкой с последующей изоляцией мест стыка.
Если насос TDI обслуживается в сервисе, то после ремонта ТНВД проверяется на стенде. Большое преимущество аппаратуры с электронным управлением – возможность корректировки настроек сканером. Например, можно точно выставить угол опережения впрыска, изменить подачу топлива за цикл при заданных значениях нагрузки.
Важно корректно настроить насос дизеля. В противном случае возникнут сложности с запуском и дальнейшей эксплуатацией двигателя, который буде расходовать много топлива и не выдавать заводские характеристики.
Установка отремонтированного или нового ТНВД
Монтаж ТНВД производят в обратной последовательности. Для выставления угла опережения впрыска используют метки, место и вид которых зависят от поколения двигателя TDI. Например, на рядном 5-цилиндровом дизеле метки нанесены на шкив распределительного вала и крышку.
Существуют специальные шаблоны для регулировки, которые используются в сервисах. Метки позволяют провести только грубую регулировку. Точная настройка ТНВД с электронным блоком осуществляется при помощи диагностического сканера.
Проверка и регулировка
На финишном этапе проводят точную настройку насоса на двигателе с учетом характеристик форсунок. Предварительно требуется прокачать топливную систему и удалить воздух. Процедуру запускают диагностическим сканером.
Можно несколько упростить задачу – ослабить штуцеры трубок на форсунках и прокрутить коленчатый вал стартером. Подаваемые ТНВД порции топлива вытеснят воздух.
На TDI с рампой, являющейся аккумулятором давления, используется несколько иной метод. После компьютерной прокачки поочередно отворачивают гайки на форсунках до момента появления течи топлива.
Алгоритм тонкой регулировки опережения впрыска на примере мотора 2,5 л V6 AFB:
- Подключить сканер к диагностическому разъему.
- Запустить и прогреть двигатель до 85⁰С.
- Зайти в соответствующий раздел и проверить текущее значение опережения. Для корректировки необходимо ослабить затяжку крепления шкива и выставить нормальное опережение.
Также требуется отрегулировать значение цикловой подачи (особенно после переустановки части деталей ТНВД, поскольку настройки будут неминуемо сбиты). На 2,5 л V6 AFB настройку производят смещением датчика, расположенного под блоком управления. Для доступа требуется отвернуть крепления крышки и сдвинуть в сторону контроллер, не допуская повреждения шлейфа проводки.
Перед началом работ отворачивают трубки от топливного фильтра, не допуская слива горючего из шлангов. После смещения датчика насос собирают и подключают к фильтру.
Процедуру регулировки повторяют до момента получения требуемых заводом значений.
Не следует сильно обеднять смесь за счет цикловой подачи, поскольку появится вибрация в режиме холостого хода и возможны сложности при пуске холодного дизеля TDI.
Система впрыска топлива на дизельных двигателях TDI оснащена ТНВД, конструкция которого зависит от поколения мотора. Аппаратура требует аккуратного обращения при ремонте. Его следует проводить в специализированном сервисе. Своими силами можно выполнить узловой ремонт – например, установить новый ТНВД или заменить некоторые детали на имеющемся насосе.
В чем была причина выхода насоса из строя? Поделитесь своим опытом в комментариях. Сохраните статью в закладках, чтобы полезные инструкции всегда были под рукой.
В чем особенности конструктивного устройства топливных насосов высокого давления на двигателях TDI?
В новых разработках ТНВД моторов TDI конструкторы отказались от применения механических насосов в пользу исполнений с форсунками, срабатывающими от отдельных кулачков на распредвалу. После 2004 года это устройство работает в комплексе с системой CommonRail, без применения насос-форсунок.
Как необходимо диагностировать ТНВД в двигателе TDI?
Диагностика топливного насоса высокого давления в моторе TDI должна проводиться в комплексе с проверкой форсунок. Это объясняется неразрывностью связи между всеми компонентами системы подачи топлива. Проведение диагностических мероприятий лучше поручить специалистам сервисного центра, чтобы исключить ошибки и неправильные действия, вызванные недостаточным опытом и квалификацией исполнителей.
Когда купил свой Ауди Q7, увидел, что в развале мотора 3.0 TDI есть солярка, которая также дополнительно вытекает по передней стенке, проникая на коленвал, ременные передачи. Да и пахла машина, как старый трактор – резкий дизельный запах, который сильно ощущался даже в салоне, если включить печку. Вначале возникло предположение, что проблема в нарушении герметичности одной из трубок подачи топлива. Но выяснилось в итоге, что дело в топливном насосе высокого давления. Когда снял крышку, течи видно не было. После откручивания натяжного и обводного ролика. Отметив метками места, открутил гайку, удерживающую вал ТНВД. Пользовался самодельным стопорным устройством, связывающим шестерни, что значительно облегчило разборку. Течь обнаружилась по сальнику насоса. Пришлось снимать ТНВД (пять болтов – два позади и три с передней стороны). С помощью специального съемника, демонтировал крышку, с трудом отверткой извлек сальник. Поставил новый, фирменный, который купил за 700 руб. Собрал в обратном порядке, поставил насос на место и выполнил остальную сборку оборудования. Теперь все в порядке.
По просьбе одного приятеля, собрал для него механический ТНВД на двигатель 1.9 TDI Фольксваген Гольф. Этот узел делал из двух других – родного электроуправляемого, из которого была взята вся начинка, и другого – с двигателя объемом 1.6. В итоге, в результате творческого подхода, с комбинированием из имеющихся вариантов, все получилось неплохо. После сборки установил, плунжеры отрегулировал микрометром до 1 мм. Двигатель работает нормально, друг остался доволен.
Как человек, который в жизни повидал разных ТНВД, хочу подтвердить тезис автора о важности качественного топлива. Самый быстрый убийца плунжерной пары — это абразив в солярке. Меняю топливный фильтр чаще регламента и заправляюсь только на проверенных сетевых АЗС. Насос работает уже 400 тысяч, и никаких нареканий. Берегите свой TDI ТНВД, и он отслужит свой срок без проблем.
У меня Audi A6 с двигателем TDI, недавно начались проблемы с запуском и появился черный дым. Механик сказал, что возможна проблема с ТНВД, но диагностика стоит недешево. Стоит ли соглашаться на углубленную проверку насоса, или лучше сначала проверить что-то другое, например, топливный фильтр или форсунки?
Мария, ваш специалист абсолютно прав. Описанные вами симптомы — черный дым и трудный запуск — классические признаки неисправности ТНВД, связанные с нарушением давления или угла впрыска. Конечно, начать стоит с компьютерной диагностики и проверки кодов ошибок. Фильтр проверить и заменить — дело пяти минут и недорогое, это всегда делается в первую очередь. Но если с ним порядок, то углубленная диагностика насоса и форсунок на стенде — единственный способ точно найти причину и не менять дорогостоящие узлы наугад. В данном случае экономия на диагностике может вылиться в гораздо большие траты.
Полезный материал, особенно раздел про три поколения моторов. У меня как раз один из последних TDI с Common Rail. После прочтения окончательно понял, что при первых же симптомах (троение, потеря тяги) лучше сразу ехать на полноценную диагностику, а не пытаться чистить форсунки своими силами. Ремонт ТНВД — это не та область, где стоит экспериментировать.
Статья открыла мне глаза на сложность системы. Раньше думал, что ТНВД — это просто насос, а оказывается, там и дозирующие клапаны, и электронное управление, и технология двойного регулирования давления. Теперь ясно, почему ремонт такого узла требует специального оборудования и навыков. Для себя решил — любые манипуляции с топливной аппаратурой моего TDI буду доверять только проверенным специалистам, которые дают гарантию.
Спасибо за подробную инструкцию по демонтажу на 3.0 литровом двигателе! Очень ценно, что автор не ограничился общими словами, а привел конкретный алгоритм. Пункт про необходимость изучения заводского мануала перед началом работ — ключевой. Для каждого мотора TDI есть свои нюансы, и без понимания их можно легко наломать дров.