Система питания дизельного ДВС

Особенности дизельного ДВС

Состав дизельного топлива сильно отличается от бензина всех марок. Дизельное топливо содержит фракции керосина и дизельного топлива. При получении дизельного топлива бензин сначала отделяется от масла.

Качество бензина зависит от октанового числа, а дизельное топливо — от значения цетанового числа. Сегодня заправочные станции продают дизельное топливо по ценам от 45 до 50. Новые дизельные двигатели требуют дизельного топлива с высоким содержанием цетана.

Краткий рабочий цикл топливной системы дизельного агрегата:

1. Топливо очищено от примесей.
2. Войдите в топливный насос высокого давления.
3. ТНВД сжимает топливо, и оно проходит под давлением через микроотверстие в форсунке и распыляется на мелкие частицы.
4. Когда поршень опускается, впускной клапан открывается, воздух поступает в камеру цилиндра и мгновенно нагревается от сжатия (давление сжатия от 3 до 5 МПа) по мере подъема поршня.
5. Распыленное топливо смешивается с горячим воздухом при температуре от 700 до 900 градусов и самовоспламеняется.

Кто не в курсе, главное отличие дизельного двигателя от бензинового не только в топливе, но и в системе зажигания топлива. Если бензин воспламеняется из-за образования искры от свечи зажигания, дизельное топливо воспламеняется из-за сильного сжатия и высокой температуры.

Свечи NGK считаются самыми надежными.

Классификация дизельного топлива по температуре застывания:

1. летнее дизельное топливо;
2. зима;
3. арктический.

К тому же эти дизельные разновидности немного отличаются по цвету. Опытные водители идентифицируются по цвету. Вязкость и плотность дизельного топлива намного выше, чем у бензина. Кроме того, дизельное топливо обладает смазывающим действием, поэтому оно не является обезжиривающей жидкостью, как бензин.

Требования к агрегатам и узлам системы питания

Ко всем узлам и агрегатам энергосистемы предъявляются следующие основные требования:

• имущество
• уменьшенный вес и габариты
• надежность
• устойчивость к коррозии
• низкое гидравлическое сопротивление
• простота
• низкие затраты на обслуживание

Топливопроводы и узлы топливной системы должны располагаться в моторном отсеке автомобиля таким образом, чтобы в случае неисправности капающее топливо не попадало на детали, достаточно горячие, чтобы воспламенить их.

ТНВД

Топливный насос высокого давления отвечает за создание колоссального давления в системе. Для начала разберемся, что такое топливный насос высокого давления. Большинство модификаций этих топливных насосов высокого давления приводятся в движение вращающимся валом, соединенным с распределительным валом. Конструкция ТНВД состоит из нескольких секций, количество которых соответствует количеству цилиндров.

Столь сложная конструкция этого агрегата определяет высокую стоимость данной запчасти. Поэтому ремонт ТНВД влечет за собой значительные затраты для автовладельца.

Непосредственно за подачу топлива в ТНВД отвечает подкачивающий насос, который забирает солярку из топливного бака. За дальнейшее повышение давления в системе отвечает специальный плунжер, конструктивно расположенный за насосом высокого давления. Этот поршень нагнетает топливо в форсунки, которые распыляют мельчайшие частицы дизельного топлива в камеру сгорания.

Следует сказать, что использование сразу нескольких фильтрующих элементов обусловлено зависимостью долговечности и безотказности силового агрегата от качества используемого топлива. По этой причине необходимо уделять должное внимание качеству используемого дизельного топлива.

Сегодня не редкость производство топлива с высоким содержанием серы. Удалить такую ​​серу из топлива с помощью фильтрующих элементов невозможно. А такая сера в дизельном топливе приводит к появлению нагара в топливной системе дизельного двигателя.

Работа системы питания дизельного ДВС

Функции системы питания дизеля следующие:

• в зависимости от нагрузки на двигатель и режима работы ДВС впрыскивать дизельное топливо в строго определенном количестве;
• распылять топливо в течение определенного периода времени с желаемым давлением;
• максимально распылить дизельное топливо по камере сгорания цилиндра;
• перед тем, как топливо поступает в ТНВД и форсунки, топливо фильтруется.

Устройство системы питания дизеля

Из чего состоит топливная дизельная система:

1. Топливный бак.
2. Топливный фильтр грубой очистки (ГОТ).
3. Фильтр тонкой очистки топлива (ТОТ).
4. Насос дизельного топлива.
5. Топливный насос высокого давления (ТНВД).
6. Форсунки для впрыска.
7. Линия высокого давления.
8. Трубопровод низкого давления.
9. Фильтр очистки воздуха.

Эти элементы присутствуют во всех модификациях дизельных агрегатов. Некоторые двигатели оснащены дополнительными элементами: электронасосом, сажевыми фильтрами, глушителями и т.д.

Система питания дизельного двигателя состоит из двух основных частей:

• устройство подачи дизельного топлива;
• устройство подачи воздуха дизеля.

Устройство подачи топлива может быть как в едином корпусе, так и отдельно. Современное устройство выполнено в отдельном виде, то есть ТНВД и форсунки расположены в разных корпусах. Дизельное топливо перекачивается по магистралям при низком, а затем при высоком давлении. Все, вплоть до топливного насоса высокого давления, состоит из трубопроводов низкого давления. После ТНВД начинается сжатие топлива.

Система питания дизельного ДВС оснащается двумя насосами:

• насос высокого давления;
• бензонасос.

Подкачивающий насос начинает откачивать топливо из бака, пропускает его через фильтры грубой и тонкой очистки и направляет в топливный насос высокого давления.

Топливный насос высокого давления подает топливо под давлением к форсункам, как это типично для этого дизельного двигателя. В устройстве ТНВД много идентичных секций.

Нераздельная система подачи топлива

Топливная система дизельного двигателя неделима, то есть ТНВД и форсунки расположены в одном корпусе, и устанавливается в двухтактных дизельных двигателях. Устройство, в котором присутствуют и топливный насос высокого давления, и инжектор, называется насос-инжектор.

Такие двигатели со встроенной подачей топлива не получили распространения. Они часто ломаются. Хотя конструкция более простая, магистрали высокого давления здесь нет. Двигатели работают с высоким уровнем шума.

Раздельная система подачи топлива

В таких двигателях форсунки устанавливаются в ГБЦ. Форсунки должны правильно распылять топливо через работающие камеры сгорания цилиндров, поэтому частой проблемой неисправности дизеля является засорение форсунок.

Топливный насос перекачивает много жидкости в топливный насос высокого давления, насос высокого давления забирает необходимый объем, а остальная часть возвращается по сливным магистралям в топливный бак.

Классификация дизельных форсунок по конструкции:

1. закрытая форсунка, то есть ее форсунка закрывается специальной закрывающей иглой;
2. открытое сопло.

Закрытые форсунки устанавливаются в четырехтактных двигателях. Внутреннее пространство форсунки сообщается с камерой сгорания только во время подачи топлива.

Главный элемент форсунок — форсунка. В опрыскивателе может быть только одно отверстие или несколько. Впрыск топлива через эти отверстия создает пламя в цилиндре. Форма и положение резака зависят от производительности и количества отверстий.

Механизм всережимного регулятора

К ТНВД прикреплен механизм регулировки всех режимов. Автоматически поддерживает скорость двигателя, установленную водителем, устанавливает минимальную скорость холостого хода, а также ограничивает максимальную скорость. Механизм регулировки представляет собой систему штоков, пружин и упоров, соединенных с рейкой ТНВД, движение которой зависит от частоты вращения распределительного вала.

Особый вид

Форсунки стали отдельной отраслью развития топливной системы. Эта система объединяет топливный насос высокого давления и форсунку в один блок (устанавливается индивидуально на каждый цилиндр). Поршни насоса приводятся в действие распределительным валом двигателя и впрыскивают топливо под высоким давлением (более 2000 бар.
Насосные форсунки нашли применение в основном в коммерческой технике, но одно время компания Volkswagen AG активно внедряла эту технологию в легковых дизельных двигателях. Немцы отказались от насос-форсунок в пользу Common Rail всего несколько лет назад.

Инжекторы имеют электронное управление и, по сравнению с механическими системами, обеспечивают довольно точную дозировку впрыска. По надежности они мало отличаются от ТНВД. Но поскольку смазка трущихся частей обеспечивается топливом, качество последнего имеет важное значение для обеспечения надежности и ресурса системы.

Одна особенность — возможность относительно простой замены одной вышедшей из строя насос-форсунки на другую — эта операция не требует серьезных знаний и специальных инструментов, что позволяет проводить ее вдали от квалифицированного обслуживания. И это серьезное преимущество для коммерческого транспорта, который эксплуатируется в сложных условиях, где не всегда можно быстро получить квалифицированную техническую помощь.

Другая сторона медали в том, что Bosch не предоставляет полную технологию ремонта форсунок, а только возможность замены отдельных деталей (например, форсунок). Причина такого подхода проста: полный комплект запчастей и инструментов для полного ремонта насос-форсунки обойдется СТО слишком дорого и не окупится за одну услугу. Поэтому сброс форсунок возможен только на заводе.

Фильтры грубой и тонкой очистки топлива

Очистка топлива от механических примесей и воды происходит в фильтрах грубой очистки 9 и тонкой очистки 3. Фильтр грубой очистки, установленный перед главным топливоподкачивающим насосом 8, задерживает частицы размером 20… 50 мкм, что составляет 80… 90% от массы всех примесей. Фильтр тонкой очистки, расположенный между главным топливоподкачивающим насосом и ТНВД, улавливает примеси размером 2… 20 мкм.

В настоящее время на электростанциях с дизельными двигателями используются следующие типы фильтров грубой очистки:

• свитер
• слот для ленты
• рифленый пластинчатый

В сетчатых фильтрах фильтрующий элемент представляет собой металлическую сетку. Его можно использовать для формирования концентрических цилиндров, через стенки которых выдавливается топливо, или дискообразных секций, навинченных на центральную трубу с отверстиями в стенке, соединенными с выпускным трубопроводом.

В ленточном фильтре с рифлением фильтрующий элемент представляет собой гофрированную чашку с обернутой вокруг нее профилированной лентой. Через прорези между витками ленты, образованные ее выступами, топливо из пространства, окружающего фильтрующий элемент, попадает в углубления между гофрированной чашей и лентой, а затем в полость между дном и крышкой чаши, откуда он поступает через выпускной трубопровод.

Фильтрующий элемент пластинчатого фильтра представляет собой полый цилиндр, состоящий из одинаковых тонких кольцевых дисков с загнутыми выступами. Из-за этих выступов между дисками образуются зазоры. Топливо поступает на внешнюю и внутреннюю поверхности цилиндра и, проходя через зазоры между дисками, очищается. Чистое топливо направляется через торцевые отверстия в дисках вверху фильтра к выпускному отверстию.

Чаще всего фильтр грубой очистки совмещают с отстойником для воды в солярке. В этом случае необходимо периодически откручивать крышку чашки, чтобы удалить с нее скопившуюся воду.

В фильтрах тонкой очистки в качестве фильтрующих элементов обычно используются картонные элементы типа «многолучевая звезда» или картонные и войлочные дисковые пакеты. Менее используемые ткацкие станки с адсорбирующими прокладками для механических примесей (например, минеральная вата), ткацкие станки с тканевой или филаментной намоткой и т.д.

Во время эксплуатации автомобиля топливные фильтры загрязняются, что приводит к увеличению их сопротивления. Чтобы подача топлива к ТНВД не прерывалась, необходимо периодически промывать фильтр грубой очистки и заменять фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки на новый.

Принцип работы дизельного мотора

Общий принцип работы дизельного агрегата, совершающего при работе четыре такта, можно описать следующим образом:

• Процесс наполнения цилиндра чистым воздухом, когда поршень перемещается в положение нижней мертвой точки, воздух проходит через впускной клапан;
• Сжимая воздух при максимальном нагреве, поршень перемещается в положение верхней мертвой точки, впускной и выпускной клапаны закрываются;
• Впрыск топлива в цилиндр, его смешение с воздухом и самовоспламенение, при этом выделяется большое количество тепла, давление увеличивается;
• Процесс выполнения полезной работы за счет движения поршня вниз стимулирует этот процесс действием давления газа;
• Перемещение поршня в положение верхней мертвой точки, выпуск выхлопных газов через выпускной клапан.

Основные типы топливных систем дизеля

Наиболее распространены 4 типа топливных систем для дизельных двигателей:

• рядный ТНВД
• ТНВД распределительного типа
• насос-форсунки
• система Common Rail

Встроенный ТНВД — это проверенное десятилетиями решение, которое активно применяется на грузовиках и спецтехнике с дизельными двигателями. Эта система подачи топлива основана на работе пары поршней. Цилиндр перемещается в гильзе, создавая давление и сжимая топливо до необходимого уровня. При их достижении открывается специальный клапан, который подает топливо в форсунку, которая впрыскивает его в цилиндр. Плунжер в это время опускается, открывает канал для подачи топлива в пространство гильзы с помощью топливоподкачивающего насоса, и цикл повторяется.

Работа самого поршня стала возможной благодаря распределительному валу, приводимому в действие двигателем. Кулачки «толкают» клапаны и шарнир опережения впрыска, который соединяет топливный насос, и двигатель регулирует работу топливной системы.

Неоспоримые преимущества топливной системы с рядными ТНВД — их ремонтопригодность и доступность в обслуживании.

ТНВД распределительного типа конструктивно напоминает рядный топливный насос. Разница заключается в количестве пар поршней. Если в рядном ТНВД одна пара идет на один цилиндр, то в распределительной работе одной пары поршней достаточно для обслуживания двух, трех и даже шести цилиндров. Это достигается благодаря возможности вращения плунжера вокруг оси. Поворотом плунжер поочередно открывает выпускные клапаны, подавая топливо в форсунки нескольких цилиндров.

Развитие распределительных топливных насосов высокого давления привело к рождению роторных топливных насосов: в них поршни расположены в роторе, и в процессе работы они движутся навстречу двум другим, в то время как ротор вращает их, таким образом распределяя топливо через камеру сгорания.

Достоинством системы подачи топлива с распределительным ТНВД является компактность самого устройства. Недостатки: сложность настройки, использование электронных схем управления и регулировки работы.

Система подачи топлива в цилиндр с помощью насос-форсунок обычно устраняет необходимость в топливном насосе высокого давления в качестве отдельного элемента. В этом случае форсунка и насосная секция представляют собой единое целое в общем корпусе.

В результате достигается простота регулировки подачи топлива на конкретный цилиндр, и при выходе из строя одной насос-форсунки остальные продолжают работать, что облегчает ремонт. Конструктивно насос-форсунки приводят в действие плунжеры синхронизирующего поршня в головке блока цилиндров.

Система подачи топлива насос-форсунка широко распространена не только на грузовиках, но и на легковых автомобилях. К его недостаткам можно отнести дороговизну запчастей и крайнюю чувствительность к качеству дизельного топлива. Малейшие примеси в топливе могут легко повредить насос-форсунку, что сказывается на стоимости эксплуатации такого решения в личном автомобиле.

Система Common Rail стала чем-то вроде прорыва в плане решения механизма подачи топлива в дизельных двигателях внутреннего сгорания. Эта система экономит топливо за счет высокой эффективности дизельного топлива, что сделало ее настолько популярной. Система Common Rail была изобретена инженерами Bosch в 1990-х годах. Сегодня большинство дизельных автомобилей оснащено Common Reil.

Основное отличие этой системы — наличие гидроаккумулятора высокого давления в общей магистрали. Топливо туда перекачивается отдельным топливным насосом высокого давления, так что затем оно подается в форсунки под постоянным давлением. Постоянное давление позволяет быстро и эффективно впрыскивать топливо в цилиндр. Результат — эффективная, плавная и комфортная работа дизельного двигателя. Преимуществом является упрощение конструкции самого ТНВД в системе Common Rail.

Работой системы управляет отдельный ЭБУ: группа датчиков сообщает контроллеру, сколько и как долго подавать дизельное топливо в цилиндры. С другой стороны, сложность и недостатки Common Reil связаны именно с интеллектуальной электроникой и принципом работы системы. Поэтому владельцам подобных решений следует выбирать качественное топливо и своевременно заменять топливные фильтры.

Схема питания турбодизеля

Для увеличения мощности дизельного аппарата установлена ​​турбина. Конструкция топливной системы дизельного двигателя не меняется, если двигатель имеет турбонаддув. Меняется схема и вариант подачи топлива в двигатель от схемы атмосферного двигателя.

Двигатель с турбонаддувом достигается за счет установки турбонагнетателя. В дизельном двигателе турбина работает на выхлопных газах. Сначала турбокомпрессор сжимает воздух, охлаждает его и подает в камеру сгорания цилиндров дизельного двигателя. Воздух нагнетается под давлением 0,15-0,2 МПа (мегапаскаль).

Классификация турбонаддува по давлению:

• до 0,15 МПа;
• 0,2 МПа — турбокомпрессор средней мощности;
• > 0,2 МПа.

Как в бензиновых, так и в дизельных двигателях турбина служит для подачи дополнительного воздуха в камеры сгорания. Чем больше воздуха, тем больше и лучше горит топливо. Мощность газотурбинного двигателя увеличилась на 30%.

Недостатком двигателей с турбонаддувом является то, что такие агрегаты работают в более сложных условиях: повышается температура; Детали, особенно цилиндро-поршневой узел (ЦПГ), кривошипно-шатунный механизм (КШМ), газораспределительный механизм (ГРМ), испытывают большее давление, а саму турбину обычно приходится менять после 100000 км хода.

Топливный насос высокого давления дизельного двигателя

Чтобы ДВС выдавал заявленную в технических характеристиках высокую мощность, необходимо обеспечить наиболее полное сгорание топлива в рабочих цилиндрах. Основная задача ТНВД — качественная подача дизельного топлива в камеры сгорания. Это устройство обеспечивает следующие условия подачи топлива:

• в нужное время;
• в необходимом количестве;
• при заданном давлении (не менее 150 МПа).

Момент подачи порции дизельного топлива и его объем рассчитываются исходя из частоты вращения коленчатого вала. Эти параметры остаются стабильными, не зависят от условий эксплуатации и степени загруженности силового агрегата.

Устройство топливного насоса высокого давления дизельного двигателя:

1. Регулятор режима.
2. Дренажная арматура.
3. Клапаны.
4. Пара поршней с приводным механизмом.
5. Элемент вызова.
6. Механизм регулировки угла опережения впрыска.

Благодаря слаженной работе компонентов, входящих в конструкцию ТНВД, обеспечивается работа дизельного двигателя внутреннего сгорания.

Форсунка

Форсунка служит для подачи топлива в цилиндр двигателя под высоким давлением в мелкодисперсной форме.

Типовая форсунка состоит из корпуса 5 с распылителем 3, направляющего штифта 4 и накидной гайки 2, иглы 1 распылителя со штоком b, пружины 7 с опорной шайбой, регулировочного винта 9 и втулки 8, накидная гайка 10 и штуцер для впуска топлива 12 с фильтром 11 • Пистолет-распылитель и игла должны плотно прилегать друг к другу. В верхней части распылителя имеется кольцевой и несколько (чаще всего три) вертикальных топливных канала, а в нижней части — центральные впускной и выпускной каналы с разбрызгивающими отверстиями. Диаметр этих отверстий 0,2… 0,4 мм. Игла закрывает выходной канал своим сужающимся нижним концом. Распылитель надежно крепится к корпусу форсунки накидной гайкой. Топливный канал корпуса через его вертикальные каналы соединен с кольцевым каналом форсунки. Правильное положение опрыскивателя относительно корпуса обеспечивается направляющим штифтом.

Рис. Сопло:
1 — распылительная игла; 2 — накидная гайка; 3 — распылитель; 4 — направляющий штифт; 5 — корпус форсунки; 6 — склад; 7 — пружина; 8 — втулка; 9 — регулировочный винт; 10 — гайка глухая; 11 — сетчатый фильтр; 12 — штуцер топливозаборника

Топливо, подаваемое в форсунку через штуцер подачи топлива, проходит через сетчатый фильтр и через топливные каналы корпуса в верхней части распылителя попадает в его кольцевую полость. Когда в этой полости достигается необходимое давление, в том числе за счет воздействия на коническую полоску иглы, она поднимается, преодолевая сопротивление пружины. В этот момент открывается выпускной канал, и топливо через него и распылительные отверстия попадает в камеру сгорания цилиндра двигателя.

После прекращения подачи топлива из насосной части насоса высокого давления и падения давления игла возвращается на свое место, прекращая впрыск топлива. Топливо, выходящее через протечки, попадает в верхнюю часть форсунки и через отверстия винта 9 и гайки 10 по специальной трубке сливается в бак 7 для сбора топлива.

Несколько слов о системе «КоммонРэйл»

Говоря о топливной системе современных дизелей, нельзя не упомянуть такую ​​модификацию, как «аккумуляторная топливная система CommonRail» («общее шасси» или «Common Rail» в переводе с английского). Он показывает отличные показатели экономичности и эффективности и заслуженно завоевывает все большую популярность. В первую очередь, конечно, по дизельным двигателям коммерческого транспорта.

В нем также используется топливный насос высокого давления, который подает топливо в напорную магистраль, которая действует как аккумулятор давления. Электронный блок управления регулирует производительность насоса для поддержания необходимого давления в трубопроводе по мере расхода топлива.

В системе Common Rail электрогидравлические форсунки с электронным управлением и приводами электромагнитных или пьезоэлектрических регулирующих клапанов впрыскивают точные дозы дизельного топлива под высоким давлением в камеры рабочих цилиндров.

Компьютерная система управления подачей топлива позволяет впрыскивать его в камеры сгорания цилиндров максимально точно отмеренными дозами. Сначала впрыскивается микроскопическая порция, только в районе одного миллиграмма, которая своим сгоранием увеличивает температуру в камере, а затем — основной «заряд». В результате дизельные двигатели Common Rail имеют лучшую производительность (до 20 процентов). Доля новых дизельных двигателей, оснащенных системой CommonRail, неуклонно растет из года в год.

Просто добавь ЭБУ

Дальнейшим развитием конструкции ТНВД стало использование электронного управления. В отличие от чисто механического насоса, где регулировку и подачу топлива обеспечивают вакуум и механические элементы, здесь используется электронная плата управления. Он считывает данные с существующих датчиков и с помощью исполнительных механизмов (электроприводов) более быстро и точно регулирует процесс подачи топлива, что позволяет повысить топливную эффективность и соответствовать более строгим экологическим требованиям. Примерами являются насосы Bosch VP и знаменитые двигатели Volkswagen AG с непосредственным впрыском 1.9 TDI и 2.5 TDI 1990-х годов.

Вопреки стереотипам, электроника таких насосов на самом деле является одной из самых надежных частей системы. Проблема заключается в исполнительных механизмах, с помощью которых регулируется работа насоса. Со временем они изнашиваются, появляются отдачи и клинья, что приводит к неправильной работе системы, перегреву и выходу из строя транзисторов.

Мастера разбирают блок, припаивают старые транзисторы, припаивают новые — и какое-то время машина ездит, а потом транзистор снова перегорает, потому что механическая проблема так и не решена. Необходимо разобрать помпу, поменять изношенные детали. Проблема в том, что после сборки насос должен быть полностью обкатан, а таблица значений должна быть переконфигурирована, которая жестко встроена в контроллер. Изменилась механика, поэтому таблица тоже должна быть другой. Для его регистрации необходимо установить насос на испытательный стенд, снять параметры и заново «прошить» агрегат. Если насос ремонтируется по технологии, делать это нужно именно так: отремонтировать механическую часть, запустить насос, записать индивидуальную таблицу. Все это стоит денег, но это единственный способ получить насос практически в новом состоянии.

О конструктивных особенностях дизелей, в сравнении с бензомоторами

И дизельные, и бензиновые двигатели относятся к двигателям внутреннего сгорания. В глобальном смысле дизельный двигатель по своей конструкции не отличается от газового: и здесь, и там есть цилиндры, поршни и шатуны. Однако у дизелей степень сжатия намного выше (19-24 единицы, а у бензиновых 9-11 единиц). Поэтому все детали и клапаны сильно усилены (чтобы выдерживать гораздо более высокие нагрузки). Поэтому и вес, и габариты дизельного двигателя намного внушительнее бензинового.

Основное различие заключается в том, как топливно-воздушная смесь образуется, воспламеняется и сгорает. В бензиновых двигателях во впускной системе образуется смесь топлива и воздуха, которая воспламеняется от искры свечи зажигания. В дизельных двигателях топливо и воздух отдельно подаются в рабочие полости цилиндров. Воздух в первую очередь. Он нагревается до семи-восьмисот градусов и сжимается. Когда топливо затем впрыскивается в камеру сгорания под высоким давлением, оно воспламеняется самопроизвольно, почти мгновенно.

Следовательно, искра не нужна. А свечи накаливания, которые установлены в цилиндрической головке, являются нагревательными элементами, как паяльник, и предназначены для быстрого нагрева воздуха в камере сгорания, пока двигатель еще не прогрелся. Это называется системой предварительного нагрева.

При включении свечи накаливания за считанные минуты нагреваются до 800-900 градусов, нагревая воздух и обеспечивая процесс самовоспламенения. Сигналы о работе этой системы водителю подает контрольная лампа. Снятие питания со свечей зажигания происходит в автоматическом режиме, через 15-20 секунд после запуска холодного двигателя, когда его стабильная и стабильная работа уже полностью гарантирована. Решающая роль в обеспечении таких показателей работы двигателя принадлежит его топливной системе, устройство которой будет рассмотрено.

Предпусковой топливоподкачивающий насос

Перед запуском двигателя заполнение топливной системы и подпитка ТНВД осуществляется предпусковым ТНВД 70. Ранее широко применялись насосы поршневого и диафрагменного (диафрагменного) типа с ручным управлением. Однако в настоящее время все чаще используются центробежные лопастные насосы с приводом от электродвигателя, работающего от аккумуляторной батареи. Они обеспечивают более быструю подачу топлива, не требуют мышечной энергии водителя и могут использоваться в аварийных ситуациях в случае отказа основного топливного насоса.

Нормальная работа топливной системы, условия

Чтобы топливная система дизельного двигателя, включая оборудование и механизмы, работала стабильно, необходимо выполнение определенных требований:

• Камера сгорания должна иметь высокую температуру и давление;
• Топливо и воздух при смешивании должны составлять определенную пропорцию;
• Вращение коленчатого вала с определенной частотой должно соответствовать углу опережения впрыска топлива;
• Параметры воздушного заряда должны соответствовать наиболее оптимальному состоянию. Это требование очень важно, так как при попадании топлива в неподготовленную среду работа системы значительно усложнится. На процесс сильно влияют следующие параметры: сжатие, температура головки поршня, количество и доля воздуха в камере сгорания.

Что касается степени сжатия, то ее параметры сильно отличаются от таковых у бензинового двигателя. На бензиновых электростанциях он имеет значение 10, а на дизельных — 20 и выше. Это связано с тем, что высокая степень сжатия позволяет создать высокую температуру камеры сгорания, что значительно облегчает зажигание топливовоздушной смеси и запуск силовой установки.

Турбины

В большинстве модификаций современных двигателей используются дополнительные турбины, позволяющие значительно увеличить мощность силовой установки. Отдельные силовые агрегаты оснащены двумя, тремя или даже четырьмя такими турбинами. Использование таких компрессоров небольшого объема позволяет одновременно улучшить показатели мощности и избавиться от характерного турбо-лага, который проявляется в значительной задержке разгона при нажатии на педаль акселератора.

Современные дизельные двигатели с турбонаддувом даже превосходят по мощности атмосферные бензиновые двигатели. При этом по топливной экономичности они на 20-30% лучше бензиновых двигателей.

В то же время следует сказать, что наличие турбины может негативно сказаться на показателях надежности силового агрегата. Во время работы турбина может вращаться с высокой скоростью, и этот агрегат неизменно подвергается большей нагрузке. Поэтому нередки отказы из-за усталости данного агрегата, а также использования некачественного масла.

Следует сказать, что турбинное устройство дизельного двигателя отличается большей сложностью, и в большинстве случаев устранение таких проблем заключается в замене вышедшего из строя элемента.

Наиболее частые неисправности топливной системы дизельного двигателя

Среди наиболее частых неисправностей в дизельной топливной системе наиболее частыми являются следующие:

1. Сложность запуска двигателя.
2. Снижение силовых показателей.
3. Повышенный расход топлива.
4. Из выхлопной трубы выходит дым разного цвета.
5. Повышенная жесткость работы.
6. Невозможность ускоряться (в случае падения ускорения желательно увеличить ход педали акселератора).
7. Нестабильность минимум (поплавок).
8. Двигатель часто останавливается.

Трудный запуск

Чтобы облегчить зимний запуск дизелей, производители выпускают специальное топливо под названием «арктическое». Однако не всегда причина затрудненного зажигания — замерзшее дизельное топливо. Если невозможно запустить дизель в холодном состоянии, необходимо проверить:

• качество работы насосных частей ТНВД;
• степень износа форсунок;
• регулировка угла опережения топлива;
• свечи накаливания;
• регулятор давления;
• нарушение герметичности топливных трубок.

Снижение мощности

Мощность дизельного двигателя снижается при неисправностях, засорении топливных фильтров, отверстий распылительных форсунок. При выходе из строя фильтрующих элементов количество подаваемого в топливный насос дизельного топлива резко снижается, что негативно сказывается на энергетических характеристиках двигателя.

Увеличение потребления дизтоплива

Неправильно установленный угол опережения впрыска — основная причина большого расхода топлива. На количество израсходованного топлива также влияет неправильная работа ТНВД. Необходимо отрегулировать уровень давления смеси во время впрыска. Уменьшение сжатия рабочих валков также может привести к увеличению расхода дизельного топлива.

Выхлоп черного цвета

Если из выхлопной системы идет темный дым, желательно проверить качество смесеобразования. Нарушения могут быть вызваны задержкой впрыска топлива, которое не успевает полностью закончиться и оседает на стенках цилиндров в виде нагара. Отложения нагара часто образуются на неплотно закрывающихся клапанах.

Появление белого дыма в виде пара не вызывает тревог, так как он быстро улетучивается после прогрева двигателя. Это особенно характерно для автомобилей с дизельным двигателем, эксплуатируемых в северных широтах.

Плавающие обороты коленчатого вала в режиме холостого хода

При данном дефекте необходимо:

• заменить уплотнительные элементы, расположенные под форсунками;
• затянуть топливопровод, соединяющий фильтр с ТНВД;
• проверьте состояние опорной плиты насоса;
• заменить регулятор частоты вращения коленчатого вала;
• проверьте работу системы вентиляции, чтобы исключить давление газа.

Двигатель глохнет

Если двигатель часто перестает работать во время движения, вам необходимо проверить следующие моменты:

• правильность угла продвижения;
• качество соединений в точках подключения насосов;
• степень загрязнения фильтра;
• смещение и несоосность элементов ТНВД.

Основная функция топливной системы, описание её работы

Топливная система дизельного двигателя предназначена для подачи в цилиндры точно отмеренного объема дизельного топлива в определенное время и под определенным давлением. Поэтому из-за необходимости обеспечения постоянного высокого давления, а также из-за высоких требований к точности работы топливная система дизельного двигателя будет более сложной по конструкции, чем у бензинового двигателя, и будет довольно дорого.

Теперь попробуем представить себе бесперебойную работу энергосистемы в постепенном режиме, а для этого разберем отдельные ее составляющие по порядку. Следовательно, топливный бак используется для размещения дизельного топлива и обеспечения его бесперебойной подачи в систему. Эту функцию выполняют конвейеры. Сначала топливоподкачивающий насос всасывает топливо из бака и подает его через фильтры в распределительную магистраль низкого давления. При этом в системе поддерживается стабильное давление в три атмосферы. Топливо дважды фильтруется, проходя через фильтры грубой и тонкой очистки.

Задача топливных фильтров — проверить чистоту топлива и исключить возможные примеси — от частиц грязи, воды, песчинок. Прошли те времена, когда дизели были очень скромными по качеству топлива. Современные дизельные двигатели требуют очень чистого дизельного топлива для поддержания достойной производительности. Чистота топлива теперь является одним из основных и непременных условий эффективной работы двигателя. Топливо подается только в том случае, если в системе нет воздуха.

После фильтрации дизельное топливо поступает в магистраль высокого давления. Эта часть топливной системы подает и впрыскивает необходимое количество топлива в цилиндры двигателя в определенное время. Топливный насос высокого давления в соответствии с порядком работы цилиндров подает дизельное топливо к форсункам по топливопроводам высокого давления.

Форсунки, расположенные в головках цилиндров, впрыскивают и распыляют топливо в камеры сгорания двигателя. Поскольку топливоподкачивающий насос постоянно подает в ТНВД топливо «с запасом», то есть немного больше необходимого, то его избыток и вместе с ним — воздух, попавший в систему, по одним специальным дренажным трубопроводам, перенаправляется обратно в резервуар.

Для обеспечения синхронного впрыска топлива подготавливается специальный топливный каркас, к которому подключаются форсунки. Они стоят во впускной трубе головой и разбрызгивают топливо сразу после его подачи.

ТНВД создает манометр, необходимый для впрыска, и топливо распределяется по всем цилиндрам двигателя. Количество впрыскиваемого топлива, а вместе с ним и режим заправки двигателя, изменяется нажатием педали акселератора. В современных дизельных двигателях простое нажатие на педаль акселератора не увеличивает объем подаваемого топлива, изменяется только программа, по которой работают регуляторы.

Да, нажимая на педаль, водитель или оператор автомобиля больше не увеличивает прямую подачу топлива, как это было с карбюраторными двигателями прошлых лет. Но меняются только рабочие программы регуляторов, которые, в свою очередь, изменяют объем единовременной подачи топлива, исходя из строго определенных зависимостей от скорости, давления наддува, положения рычага регулятора и т.д.