Что входит в систему питания дизельного двигателя

Система питания дизельного двигателя

Дизельный двигатель все больше набирает популярность среди автолюбителей, особым спросом эти установки пользуются на европейском рынке. С момента своего первого появления, агрегат, работающий на солярке, претерпел множество изменений и улучшений в своей конструкции.

Сегодня это уже не тот двигатель, который был десять лет назад, современный мотор на солярке ничем не уступает бензиновому по шумности, комфорту, экологическим показателям. А по некоторым, таким как экономичность, крутящий момент, мощность, динамические характеристики даже превосходит.

Делая свой выбор в пользу силовой установки на дизельном топливе, пользователь получает современное устройство, эксплуатация которого, с точки зрения простого обывателя, не будет достаточно сложной. Тем не менее, разница в обслуживании между бензиновым мотором и дизелем есть. Основное отличие между двумя установками, процесс воспламенения рабочей смеси.

Для его нормального осуществления не менее важно эту смесь правильно приготовить. Устройство и работа системы питания в дизельных двигателях намного сложней бензинового, чтобы правильно эксплуатировать агрегат необходимо понимать, как работает каждый её механизм.

Особенности и требование к дизельному топливу

Процесс воспламенения в дизельном агрегате происходит самостоятельно, свеча зажигания из него полностью исключена. Для подогрева воздуха, поступающего в цилиндр, может быть установлена свеча накаливания, сделано это с целью помочь мотору быстрей прогреться, при холодном запуске. При прогреве установки, свечи отключают.

Устройство топливной системы дизельного двигателя, в частности, требования, предъявляемые к ней, в основном зависят от специфических особенностей топлива. Дизель представляет собой смесь фракций, в основном керосина и газойля, полученных после извлечения из нефти бензина.

Солярка, в сравнении с бензином, обладает такими свойствами и требованиями:

• Большой вязкостью, в результате чего процесс воспламенения проходит медленней;
• Высокой температурой кипения, следовательно, испаряемость её ниже;
• Способность самостоятельно воспламеняться, пожалуй, самое главное свойство. Показатель оценивается цетановым числом, в современных видах топлива оно имеет значение 45-50, чем оно выше, тем лучше топливо.
• Чистота, это одно из главных условий нормальной подачи топлива в силовую установку. Она осуществляется посредством топливного насоса, создающего высокого давления (ТНВД), он сжимает солярку, повышая давление, после чего форсунка подаёт и распыляет её в виде тумана непосредственно в камере сгорания. Смешиваясь с горячим воздухом и одновременно сжимаясь до давления от 3 до 5 МПа, топливо само воспламеняется. При несоблюдении чистоты, подача топлива будет сильно усложнена, как результат, вся работа системы нарушена и остановлена. Поэтому в дизельных моторах очень важно использовать качественные фильтры очистки горючего от механических примесей, парафина, воды.
• Высокая плотность;
• Хорошая смазывающая способность, благодаря которой срок службы дизельных силовых установок намного превосходит бензиновые аналоги;
• Температура застывания. Этот показатель позволяет разбить топливную смесь на сорта: летние, зимние, арктические.

Основные положения

Дизельная силовая установка является двигателем внутреннего сгорания, поршневого типа, процесс смесеобразования в котором происходит внутри цилиндра, а воспламенение смеси осуществляется за счет сжатия. Этим агрегат отличается от бензинового, для воспламенения смеси которого, необходимо применение внешнего источника, искровую свечу, либо тепловой элемент.

Ещё один процесс, протекающий в двигателе, с отличаем от его собрата, является процесс смесеобразования. В бензиновом агрегате смесеобразование протекает за пределами цилиндра, в специальном устройстве, смешивающем бензин и воздух, затем перемещается в трубопровод и завершается в цилиндре, во время процессов впуска и сжатия.

Максимальная схожесть с дизельным мотором по смесеобразованию присуща агрегатам с инжектором, в которых подача топлива происходит путем непосредственного впрыска в цилиндр. Однако процесс и результат смешивания в этих установках все равно существенно разнится.

Принцип работы дизельного мотора

Общий принцип работы дизельного агрегата, выполняющего четыре такта в процессе эксплуатации можно описать так:

• Процесс наполнения цилиндра чистым воздухом при движении поршня в положение нижней мертвой точки, воздух проходит через впускной клапан;
• Сжатие воздуха до его максимального нагрева, поршень движется в положение верхней мертвой точки, впускной и выпускной клапана закрыты;
• Впрыск горючего в цилиндр, его смесь с воздухом и самовоспламенение, при этом вырабатывается большое количество теплоты, увеличивается давление;
• Процесс совершения полезной работы за счет движения поршня вниз, стимулирует этот процесс действие давления газов;
• Движение поршня в положение верхней мертвой точки, выброс отработанных газов через выпускной клапан.

Нормальная работа топливной системы, условия

Что бы топливная система дизельного двигателя, включающая в себя аппаратуру и механизмы, работала стабильно, необходимо выполнение определённых требований:

• В камере сгорания должна быть обеспечена высокая температура и давление;
• Топливо и воздух, смешиваясь, должны создавать определённую пропорцию;
• Вращение коленчатого вала с определённой частотой должно соответствовать углу опережения впрыска топлива;
• Параметры воздушного заряда должны соответствовать наиболее оптимальному состоянию. Это требование очень важно, поскольку при попадании топлива в неподготовленную среду работа установки будет сильно осложнена. Параметры, оказывающие сильное влияние на процесс следующие: компрессия, температура головки поршня, количество и пропорция воздуха в камере сгорания.

Что касается степени сжатия, её параметры существенно отличаются от параметров бензинового мотора. В бензиновых силовых установках она имеет значение на уровне 10, тогда как в дизельных агрегатах может быть 20 и выше. Это обусловлено тем, большая степень сжатия позволяет создать большую температуру камеры сгорания, что значительно облегчает воспламенение топливовоздушной смеси и запуск силовой установки.

Назначение топливной системы

Основное назначение системы питания дизельного двигателя, это транспортировка топлива к механизмам дозирования и распыления. Весь процесс происходит в условиях повышенного давления.

Особенностью работы системы является тот факт, что количество топлива должно подаваться строго в определённой норме, необходимой для успешной работы мотора. При увеличении либо уменьшении её возможны сбои и поломки.

Для этих целей на ТНВД устанавливается специальный прибор, всережимный регулятор.

Количество топлива и продолжительность его впрыска определяется положением цилиндра прибора, а начало и завершение процесса, зависит от прохождения определённых отверстий плунжером, которые имеются в цилиндре. Сам же уровень впрыска определяется давлением, при котором начинает открываться форсунка.

Система питания, устройство

Система питания дизельного двигателя характерна сложным строением, она включает в себя целый комплекс различных устройств. Для обеспечения правильного функционирования, топливо надо не просто подать к форсункам, а сделать это, выдержав определённое высокое давление. Это условие необходимо, поскольку только так производится точная регулировка топливной порции впрыска в цилиндр.

Система питания топливом выполняет следующие функции:

• Порционное дозирование топлива в зависимости от нагрузки и режима работы силовой установки;
• Подачу горючего в рабочую камеру с учётом заданного временного промежутка и определённой интенсивностью;
• Максимально эффективное распределение топливного тумана таким образом, что бы он равномерно обволакивал весь объём рабочей камеры;
• Максимальная очистка горючего перед подачей к механизмам и форсункам.

Схема системы питания

Схема системы питания дизельного двигателя включает в себя основные компоненты, в число которых входят:

• Бак для топлива;
• Фильтры очистки топлива (грубой и тонкой);
• Насос топливный, подкачивающий;
• Насос топливный, создающий высокое давление (ТНВД);
• Форсунки;
• Трубопровод для перекачки топлива под низким давлением;
• Трубопровод высокого давления;
• Фильтр воздушный

Схема топливной системы имеет вспомогательные компоненты, к которым можно отнести электрические насосы, детали выпуска отработанных газов, фильтры очистки от сажи, глушители и т.п. Общее устройство системы питания предполагает деление топливной аппаратуры на две группы:

• Аппаратура, подводящая топливо;
• Аппаратура, подводящая воздух.

Топливная аппаратура дизельных двигателей может иметь различное устройство, система разделённого типа, на сегодняшний день является наиболее распространенной. Для этой системы характерно разделение ТНВД и форсунок на отдельно функционирующие устройства. Топливо проходит путь по путепроводам высокого и низкого давления. Проверка шлангов подачи топлива является обязательным условием эксплуатации силовой установки.

Хранение, фильтрация и подача к ТНВД происходит при невысоком давлении. После чего, топливный насос поднимает давление в системе для правильного дозирования и подачи порции топлива в камеру сгорания в нужный момент.

Систему питания дизельного мотора обслуживает два насоса:

• Насос, создающий высокое давление;
• Насос, подкачки топлива.

Насос подкачки топлива осуществляет подачу солярки из бака к фильтрам грубой и тонкой очистки и дальше к насосу, создающему высокое давление. Этот путь жидкость проходит с относительно невысоким показателем давления.

Проходя ТНВД, давление топлива нагнетается до высокого уровня. Порядок работы цилиндров определяет подачу рабочей смеси. Насос, создающий высокое давление имеет несколько секций, каждая из которых отвечает за определённый цилиндр двигателя.

Устройство системы питания дизельного двигателя, осуществляющего два такта, может иметь неразделённый тип. Для таких систем применяется специальное устройство, насос-форсунка. Это своего рода объединение топливного насоса, создающего высокое давление и форсунки в один прибор.

Такие моторы имеют небольшое распространение, поскольку срок службы изделия намного меньше, работа происходит жестко, с большим шумом. Конструкция не предусматривает наличие магистрали высокого давления.

Конструктивный принцип работы системы питания дизельного двигателя, получившего наибольшее распространение, предусматривает расположение форсунок в головке блока цилиндров. Основная задача такого расположения, точное распыление топлива в камере сгорания. К ТНВД, поступает большой объём солярки, её излишки отводятся обратно в бензобак по дренажным трубам.

Форсунки могут быть двух типов:

• Закрытого типа;
• Открытого типа.

Более широкое применение имеют форсунки закрытого типа. В устройстве таких форсунок есть специальная запорная игла, которая закрывает отверстие подачи топлива. Поэтому, полость форсунки соединяется с камерой сгорания только при открытии отверстия и впрыске жидкости.

Common Rail

После значительного ужесточения экологических норм для дизельных силовых установок, система питания моторов, работающих на солярке, подверглась изменениям.

Схема подачи топлива, когда смесь воздуха и горючего поступает в рабочую камеру при атмосферном давлении, стала называться Common Rail. Как результат, за счет такого принципа можно снизить расход и увеличить мощность установки. Кроме того, схема получила широкое применение, благодаря снижению шума и увеличению крутящего момента мотора. На сегодня, каждый второй автомобиль оснащен данной системой.

Однако, как и у каждого механизма, есть и недостатки. Например, для этой системы требуется качественное топливо, небольшое загрязнение способно привести к полной остановке агрегата, поскольку работа форсунок будет заблокирована.

8 основных элементов системы питания дизельного двигателя

Ремонт

Автор 7-gear На чтение 10 мин Просмотров 59.8к. Опубликовано 30 мая, 2022

Система питания дизельного двигателя состоит из большого числа деталей и элементов, без которых работа силового агрегата будет невозможна. Если появляется необходимость самостоятельного ремонта мотора такой конструкции, то следует хорошо изучить назначение каждого узла, который используется для доставки горючего в камеру сгорания.

Общее устройство системы питания дизельного двигателя

Большая часть элементов топливной системы дизельного двигателя не подсоединена к силовой установке. Эти детали и устройства находятся на раме или корпусе автомобиля. К этой категории относятся следующие элементы:

• Топливный бак.
• Топливный насос (предпусковой).
• Топливный фильтр.
• Топливоразделительный кран.
• Топливопровод.
• Бачок для сбора топлива.

Непосредственно на дизельный двигатель устанавливаются форсунки, подкачивающий насос и насос высокого давления.

Перемещение топлива из основного бака осуществляется топливоподкачивающим насосом. Это устройство создает давление в топливной системе не более 0,1 МПа. Для удаления примесей топливо подается в фильтр тонкой очистки, а затем направляется на ТНВД, в котором давление повышается до 50 МПа. Из насоса высокого давления солярка подается к форсункам, через которые впрыскивается в цилиндры. Предпусковой насос функционирует только с целью заполнения ТНВД и основной трубопровода топливом. После запуска двигателя это устройство отключается.

Топливный бак

Топливный бак в системе питания дизеля используется для хранения солярки. Для обеспечения продолжительной работы транспорта емкость резервуара подбирается таким образом, чтобы обеспечить бесперебойность работы двигателя при пробеге автомобиля не менее 500 км. Топливный бак дизельного автомобиля может быть изготовлен из металла или из пластика. Недостатком металлических изделий является подверженность коррозии, поэтому для предупреждения развития этого процесса изделие покрывается изнутри специальным лаком или подвергается оцинковыванию. Пластиковые изделия более легкие и не подвержены гниению, но прочность таких емкостей несколько ниже по сравнению со стальными конструкциями.

Для наполнения топливных баков горючим применяются специальные горловины с крышками. Для удержания значительных по размеру механических загрязнений эти элементы оснащаются сетчатыми преградами из устойчивой к коррозии проволоки. Мелкие загрязнения, имеющие значительную массу, задерживаются в отстойнике, который находится в нижней части топливного бака. Учитывая тот факт, что плотность солярки ниже, чем у воды, попавшая в резервуар H2O может быть также легко удалена из отстойника с помощью ключ-трубки.

В топливный бак системы питания автодизеля также устанавливаются специальные датчики, оснащенные поплавком. Такие изделия передают электрический сигнал на приборную панель, на которой находятся элементы индикации, в том числе уровня топлива.

Топливоподкачивающий насос

Основная функция топливоподкачивающего насоса – подача топлива из бака к насосу высокого давления. Эта деталь может приводиться в движение от коленвала или распредвала, но чаще устанавливаются устройства с электрической тягой. Учитывая относительно небольшую мощность такого устройства, какой-либо существенной нагрузки на аккумуляторную батарею или генератор такой прибор не оказывает.

Топливоподкачивающие насосы может быть следующих конструкций:

• Шестеренными.
• Плунжерными.
• Коловратными.

Наиболее часто в современных двигателях внутреннего сгорания применяются устройства плунжерного и коловратного типов.

Плунжерный топливоподкачивающий насос

Топливоподкачивающий насос плунжерного типа состоит из следующих основных деталей:

• Корпуса.
• Плунжера.
• Толкателя.
• Ролика.
• Пружины.
• Штока.
• Клапанов (впускного и нагнетательного).

Принцип работы топливной системы дизеля с насосом плунжерного типа следующий:

• При закрытом нагнетательном клапане и открытом впускном, топливо поступает из впускного канала в полость находящуюся над плунжером.
• Толкатель передвигается, и в это время впускной клапан закрывается под действием гидравлической силы.
• Нагнетательный клапан открывается и горючее поступает в камеру, находящуюся под плунжером.

Необходимость в подачи топлива в магистраль регулируется автоматически воздействием давления топлива на плунжер, который остается в неподвижном состоянии, пока давление в топливной магистрали не снизится.

Коловратный топливоподкачивающий насос

Системы питания дизельного ДВС большой мощности, как правило, оснащаются системам топливной подкачки коловратного типа. Устройство системы питания этой конструкции и назначения состоит из следующих элементов:

• Ротора.
• Направляющего стакана.
• Редукционного клапана с пружиной.
• Перепускного клапана с пружиной.
• Пальца плавающего типа.
• Пластин.

Принцип работы устройства следующий:

• Ротор насоса, в который установлены пластины, вращается от коленвала. Пластины ротора при вращении скользят одновременно по внутренней поверхности стакана и по окружности плавающего пальца.
• Пластины поочередно вдвигаются и выдвигаются из ротора, создавая тем самым разрежение в рабочих камерах устройства.
• Под воздействием разрежения горючее поступает в насос и вытесняется из него затем в топливную магистраль.

Если во время работы топливного насоса давление в топливной магистрали превышает определенные значения, то открывается перепускной клапан и часть жидкости возвращается во впускную часть насоса.

Предпусковой топливоподкачивающий насос

Для обеспечения работы основного топливоподкачивающего насоса необходимо заполнить всасывающую часть топливной магистрали горючим. Для этой цели применяется предпусковой топливоподкачивающий насос. В устаревших конструкциях систем питания дизельных двигателей применялись устройства мембранного типа, которые приводились в движение вручную. В современных двигателях используются центробежные топливные нагнетатели с электроприводом. Такие приборы позволяют наполнить топливную магистраль соляркой с минимальными временными издержками. Кроме того, такие устройства могут являться дублирующими для основного подкачивающего насоса.

Фильтры грубой и тонкой очистки топлива

Далеко не все механические примеси задерживаются сеткой топливной горловины и оседают в отстойнике. Некоторое количество топливных включений попадает в магистраль, поэтому для обеспечения стабильной работы двигателя необходимо обязательно удержать воду и грязь из топлива, до подачи горючей жидкости к форсункам. С этой целью применяются фильтры грубой и тонкой очистки.

Фильтр грубой очистки позволяет задерживать частицы размером от 20 до 50 мкм. Эта деталь размещается непосредственно перед основным топливоподкачивающим насосом.

Фильтры грубой очистки могут быть следующих типов:

• Сетчатые.
• Ленточно-щелевые.
• Пластинчато-щелевые.

В сетчатых изделиях основным рабочим элементом является металлическая сетка. Для обеспечения оптимальной пропускной способности и компактности, фильтрующий элемент изготавливается в форме цилиндра, но могут также встречаться детали с секциями в форме диска, устанавливаемыми в трубку с отверстиями.

Ленточно-щелевые изделия состоят из корпуса, в котором помещается гофрированный стакан с намотанной профильной лентой. Очистка топлива осуществляется при просачивании топлива между гофрированным стаканом и лентой.

Пластинчато-щелевые фильтры изготавливаются в виде полого цилиндра, который состоит из кольцевых дисков с отгибными выступами.

Фильтры грубой очистки также могут быть дополнительно оснащены отстойником. Эта функция позволяет удалять воду и другие тяжелые примеси, попадающие в топливо из бака.

Топливный фильтр тонкой очистки, рассчитанный на удержание мельчайших частиц (до 2 мкм), устанавливается между подкачивающим насосом и ТНВД. Изделия могут быть следующих конструкций:

• Картонные в форме «многолучевой звезды».
• Картонные в виде дисков.
• Каркасного типа с минеральной ватой или намотанными на внутренний каркас нитями, используемыми в качестве адсорбирующего наполнителя.

При загрязнении фильтров тонкой очистки их необходимо заменить новыми изделиями. Фильтры грубой очистки допускается промывать в растворителе для восстановления пропускной способности.

ТНВД: устройство и принцип работы

Топливный насос высокого давления (ТНВД) необходим для создания необходимого давления, чтобы обеспечить точное дозирование топлива при подаче в камеру сгорания через форсунки. Конструкция ТНВД во многом зависит от мощности двигателя, на который устанавливается данная деталь. В легковых автомобилях, оснащаемых относительно небольшими дизелями, применяются топливные насосы высокого давления с одним плунжером, на мощных авто – многоплунжерные конструкции.

ТНВД состоит из следующих элементов:

• Корпуса.
• Штуцера.
• Нагнетательного клапана.
• Поворотной втулки.
• Роликового толкателя.
• Возвратной пружины.
• Зубчатой рейки.
• Плунжера.
• Кулачкового вала.

Работа ТНВД осуществляется следующим образом:

• Кулачковых вал вращается от коленвала посредством шестерни.
• При вращении кулачковый вал перемещает роликовый толкатель.
• Роликовый толкатель приводит в движение плунжеры, которые поднимаются вверх.
• Обратное движение плунжера осуществляется за счет усилия возвратной пружины.

Когда плунжер находится в нижнем положении, то очищенное от примесей топливо посредством насоса предварительной накачки перемещается в специальный канал, а затем в надплужерную емкость. После перемещения плунжера вверх впускной клапан закрывается, и топливо под большим давлением направляется к форсункам.

Механизм всережимного регулятора

Механизм всережимного регулятора представляет собой устройство, которое предназначено для поддержания заданной частоты вращения коленвала, в том числе в режиме холостого хода. Механизм состоит из тяг, пружин и упорных устройств, которые связаны с зубчатой рейкой насоса высокого давления.

Форсунка

Форсунка применяется с целью распыления топлива в цилиндры двигателя. Такое устройство состоит из следующих элементов:

• Корпуса.
• Иглы.
• Распылителя.
• Направляющего штифта.
• Накидной гайки.
• Штока.
• Пружины.
• Винтом регулировки.
• Втулки.
• Гайки.
• Штуцера.
• Фильтра.

Горючее направляется к форсунке через штуцер, затем проходит через фильтрующий элемент и поступает в распылитель. После достижения заданного значения давления топлива, рабочая часть иглы перемещается, преодолевая усилие пружины, и топливо поступает в камеру сгорания.

Аккумуляторная система питания топливом

Системы питания дизельного мотора с ТНВД имеют один существенный недостаток – низкие экологические показатели. Устройство нагнетания топлива этого типа не могут создать необходимые условия для полного сгорания топлива, поэтому при работе двигателя образуется значительное количество сажи. Системы питания с аккумулятором давления (рампой) позволяет создать оптимальные условия для воспламенения горючей смеси. Кроме наличия общей емкости для всех форсунок, основные дозирующие элементы приводятся в движение за счет работы электрических клапанов, что позволяет максимально оптимизировать работу дизельного двигателя практически по всем параметрам.

Правильно настроенная система подачи топлива в дизельном двигателе позволяет точно установить момент впрыска топлива, тем самым повышая экономические и силовые показатели мотора. Зная назначение каждой детали, и изучив принцип их работы, можно самостоятельно выполнить основные ремонтные и регулировочные работы на моторах этого типа.

Система питания дизельного двигателя- Устройство и неисправности

Дизельные двигатели имеют большую историю: еще в 1897 Рудольф Дизель, именем которого были названы эти силовые агрегаты, создал первую рабочую модель. За годы развития дизельные моторы претерпели множество изменений, в том числе изменилась и система питания дизельного двигателя: эти модификации сделали «дизели» пригодными не только для тяжелой техники и грузовиков, как предназначалось раньше, но и для массовых легковых автомобилей. Широкое распространение автомобилей с дизельными ДВС обусловлено их экономичностью, высоким КПД и относительной дешевизной солярки.

Функции системы питания дизельного ДВС

Назначение системы питания дизельного двигателя – подать горючее к форсункам и далее в цилиндры под высоким давлением. За это отвечает комплекс устройств, обеспечивающих непрерывность, точность и согласованность процесса. Особенности систем питания дизелей:

• солярка подается на впрыск точно отмеренными дозами, в зависимости от текущей нагрузки и режима работы;
• интенсивность впрыска также регулируется в зависимости от нагрузки на конкретный момент времени;
• обеспечивается эффективное распыление и распределение дизтоплива по камере сгорания;
• перед тем, как попасть в насос, топливную магистраль и двигатель, горючее фильтруется, чтобы не загрязнить форсунки и другие критически важные элементы.

Особенности дизтоплива и двигателей на нем

Как и бензиновый двигатель, дизель работает на принципе сгорания жидкого топлива в цилиндрах. Но солярка обладает некоторыми специфическими особенностями, из которых происходят и отличия в конструкции дизельных и бензиновых моторов.

С точки зрения состава дизтопливо – смесь газойлевых и керосиновых фракций, получаемая после того, как из сырой нефти отгонят бензин.

Основное свойство дизтоплива – показатель воспламеняемости, который называют цетановым числом (аналогично октановому числу для бензина). Стандартные типы дизтоплив, имеющиеся в продаже на АЗС, имеют это число в пределах от 45 до 50.

Важно: для современных дизельных агрегатов чем выше цетановое число солярки, тем лучше.

Дизтопливо проходит предварительную очистку уже на заводе, а устранением посторонних фракций «на месте» занимается топливный фильтр. Очищенное горючее поступает по магистрали к ТНВД (входящий в состав дизельного мотора топливный насос высокого давления, назначение которого – создать давление на выходе), подающему его в форсунки, которые распыляют топливо в камеру сгорания. Там частицы дизтоплива смешиваются с разогретым от сжатия воздухом, и происходит воспламенение.

Важно: этот принцип отличается от бензиновых двигателей, где топливо воспламеняется от свечей зажигания: системы питания дизельных двигателей предназначена для работы от самовоспламенения топлива под давлением. Но и в дизелях есть свечи: там используются специальные элементы накаливания, обеспечивающие пуск двигателя «на холодную» и поддерживающие нужную температуру – они предварительно подогревают поступающий в цилиндры воздух.

Среди прочих важных особенностей дизтоплива – его повышенная плотность и хорошая смазывающая способность. Другие существенные характеристики:

• чистота горючего;
• вязкость;
• температура застывания.

По последнему параметру принято делить солярку на:

• летнее дизтопливо;
• зимнее;
• арктическое.

Как устроена система питания

Рассмотрим устройство системы питания дизельного двигателя на примере дизельного двигателя ЗМЗ-5143.10, которым комплектуются автомобили УАЗ.

Читайте также. Белый дым из выхлопной трубы — Причины и последствия

Схема питания дизельного двигателя:

Эта схема системы питания дизельного двигателя показывает основные конструктивные элементы и направления линий циркуляции солярки.

Схематическое устройство насоса высокого давления:

Основные технические элементы системы питания:

• бак для солярки;
• фильтры тонкой и грубой очистки;
• подкачивающий насос;
• ТНВД;
• форсунки;
• магистраль высокого давления топлива;
• трубопровод низкого давления;
• воздушный фильтр;
• могут быть дополнительные элементы, в зависимости от двигателя: сажевые фильтры, электронасосы, турбонаддув, и др.

Система питания делится на два больших блока:

1. Механизм подачи дизтоплива в двигатель.
2. Аппаратура подвода воздуха.

Механизм подвода топлива реализуется разными системами, в зависимости от двигателя, но в общем случае сегодня используется аппаратура разделенной компоновки, с отдельно реализованными ТНВД и форсунками.

Работа системы питания дизельного двигателя описывается следующими этапами:

• Дизтопливо содержится в баке, фильтруясь и поступая к ТНВД по магистрали низкого давления посредством топливоподкачивающего насоса.
• Прежде, чем попасть в каналы высокого давления, солярка проходит через фильтры – грубый и тонкий. Создаваемого подкачивающим насосом давления достаточно для прокачки горючего до ТНВД, но слишком мало для создания рабочего давления в идущем к форсункам потоке.
• ТНВД поднимает давление до требуемых величин и выпускает поток к форсункам, в том порядке, в котором работают цилиндры двигателя. Поэтому насос высокого давления разделен на секции соответственно числу цилиндров.
• Форсунки передают топливо в камеры сгорания.

Интересно: в системах неразделенного типа форсунки и насос реализованы одним узлом – насос-форсункой. Такая схема используется в двухтактных моторах на дизтопливе. Широкого распространения эти агрегаты не получили из-за некомфортной для человека вибрации, шумности и недолговечности конструкции.

Форсунки расположены в головке блока цилиндров. Их основная задача – точное распыление топливного факела в пространство камеры сгорания.

Важно: подкачивающий насос подает на ТНВД солярку в избыточном количестве. Избытки горючего и воздух возвращаются обратно в бак по специальным дренажным трубопроводам.

Форсунки дизельного ДВС бывают:

• закрытого типа;
• открытого.

Основная масса двигателей получает закрытые форсунки, у которых сопла в неактивном состоянии закрыты запорной иглой. Таким образом, непосредственное сообщение полости форсунки и камеры сгорания происходит только в момент впрыска или открытия форсунки.

Питание турбодизеля

Выше уже упоминалась возможность оснащения дизельного ДВС системой турбонаддува. Такое решение позволяет значительно повысить мощность любого силового агрегата – и на бензине, и на солярке. При этом нет необходимости в серьезных доработках, таких, например, как расточка цилиндров для увеличения рабочего объема. Система топливоподачи турбированного дизеля практически не меняется, но воздухоподающий тракт подвергается кардинальной переделке.

Наддув осуществляется с помощью одного или нескольких воздушных компрессоров, работающих на энергии выхлопных газов. Компрессор сжимает воздух, который затем поступает в интеркулер (промежуточный блок, охлаждающий сжатую воздушную массу), и затем нагнетается в цилиндры под давлением 0.15… 0.2 Мпа, и выше.

Читайте также. Защита картера двигателя

Компрессорные системы принято делить на два вида:

• низконаддувные решения с давлением до 0.15 Мпа;
• средненаддувные, нагнетающие воздух под давлением до 0.2 Мпа;
• высоконаддувные, с показателем давления компрессора, превышающим 0.2 Мпа.
• Оснащенный таким агрегатом дизельный двигатель называется турбодизелем.

Турбокомпрессор позволяет лучше наполнять цилиндры воздухом, что ведет к повышению эффективности сгорании солярки при ее подаче. Это положительно влияет на мощность двигателя: с турбодизелей снимается на 30% больше лошадиных сил, по сравнению с нетурбированными атмосферными аналогами.

Но есть и некоторые минусы: турбонаддув, особенно развивающий высокие показатели давления, приводит к увеличению температуры в пространстве цилиндра, поскольку топливо горит интенсивнее. Кроме того, увеличиваются механические нагрузки на компоненты двигателя – механизм газораспределения и кривошипно-шатунный блок.

Неисправности топливной системы

Основная причина любых неисправностей системы питания дизельного двигателя – износ конструктивных элементов и узлов. Типичные неисправности, возникающие после определенного пробега двигателя – износ оси рычага регулятора и выход из строя резинового кольца уплотнения в магистрали низкого давления.

Еще одна распространенная проблема – накопление в узлах и магистралях грязи и нагара, от которых следует регулярно избавлять двигатель путем промывки.

Другие типичные неисправности:

Затрудненный пуск двигателя.

• неисправность свечей накаливания;
• неправильный сорт солярки;
• завоздушивание системы;
• износ элементов нагнетания топлива;
• неисправность подкачивающего насоса/ТНВД;
• неверно выставленный угол опережения топливоподачи;
• поломка регуляторов или датчиков системы.

Двигатель потерял мощность.

• износ деталей ТНВД или нарушение регулировки;
• неправильно установленный угол опережения;
• изношенные или вышедшие из строя распылители форсунок;
• слишком низкое давление в системе;
• завоздушивание;
• поломка подкачивающего насоса;
• засорение фильтров.

Слишком большой расход солярки

• неправильный угол опережения;
• износ или разрегулирование ТНВД;
• повреждение форсунок или их износ;
• падение давления на впрыске;
• забивание воздушного фильтра;
• плохая компрессия;
• утечки горючего из системы;
• плохая герметичность системы топливоподачи;
• засорение сливного топливопровода (идущего от ТНВД к баку);
• сбой опережения впуска солярки или неверно выставленные обороты холостого хода;
• иные неисправности ДВС.

Жирный черный выхлоп из трубы

• неполное закрытие клапанов или образование нагара, ведущее к плохому сгоранию смеси;
• слишком поздний впрыск;
• неверно выставленные зазоры клапанов;
• падение компрессии в цилиндрах;
• плохой топливный факел, формируемый форсунками.

Выхлоп белого или серого цвета, очень дымный.

• падение компрессии;
• пробой прокладки ГБЦ;
• неверное опережение подачи топлива;
• двигатель переохлажден и нуждается в прогреве.

Мотор по ощущениям работает слишком «жестко»

• впрыск происходит слишком рано;
• смесь в цилиндры поступает неравномерно;
• разрегулированы или неисправны форсунки;
• снижена компрессия.

Двигатель шумит

• один или несколько узлов топливной системы загрязнены (фильтры, форсунки);
• система завоздушена;
• неполадки с уплотнительными шайбами распылителей или самими распылителями.

Неровная работа на холостую и при езде

• неверно выставлены холостые обороты;
• неполадки с топливопроводом на участке между фильтром и ТНВД;
• повреждение опорной пластины ТНВД;
• неверно выставлено опережение;
• проблема с распылителями или форсунками, общие неполадки в топливной системе;
• неисправность регулятора оборотов коленвала;
• избыточное давление картерных газов.

Читайте также. ATF масло для АКПП-Характеристики и применение и совместимость масел ATF

Двигатель внезапно глохнет

• нарушен угол опережения;
• засорен топливный фильтр;
• не подается горючее (например, из-за поломки ТНВД);
• повреждена магистраль впрыска.

Двигатель невозможно заглушить

Причина, скорее всего, в неисправном электромагнитном запорном клапане.

Приходится часто менять свечи

Обычно это происходит из-за неисправности форсунок в цилиндрах, соответствующих неисправным свечам.

Большинства неисправностей можно избежать путем своевременного технического обслуживания системы питания дизельного двигателя.

Завоздушивание системы

Выше неоднократно говорилось о попадании воздуха в топливную магистраль. Это крайне опасное для дизельного ДВС явление:

• лишний воздух не позволяет достичь нужного давления;
• его попадание приводит к ускоренному износу дорогих и сложных в замене или ремонте элементов.

Воздух попадает в систему чаще всего из-за нарушения герметичности одного из элементов аппаратуры топливоподачи. Также возможно возникновение подобной ситуации при опустевшем баке. Если есть проблемы с герметичностью, требуется их устранить, возможно, понадобится также произвести удаление воздуха из системы питания дизельного двигателя.

Прокачку желательно осуществлять вдвоем.

Сначала нужно определить, есть ли в системе воздух: для диагностирования от форсунок отсоединяют топливопроводы высокого давления и отворачивают гайки последних. Затем один из участников проверки крутит стартер, а второй наблюдает за шлангами: если подачи солярки нет, система, скорее всего, нуждается в прокачке.

Следует также продиагностировать все соединения и трубопроводы, заменив негерметичные узлы и укрепив, при необходимости, слабые места.

Для прокачки в корпусе фильтрующего элемента предусмотрен специальный механизм продувания – насос подкачки. Сначала прокачивается фильтр:

• отвинчивается на пару оборотов винт на его корпусе;
• затем ручным насосом прокачивается солярка, пока не начнет вытекать из отверстия винта без пузырьков;
• винт закручивается обратно.

Некоторые авто не предусматривают наличия насоса ручной подкачки, тогда вместо него для проведения обслуживания придется крутить коленвал стартером до достижения результата.

Далее делают удаление воздуха из самого ТНВД:

• ключом отвинчивается выпускной болт (позиция 7 на рисунке);

• включается зажигание и начинается прокачка ручным насосом, топливо должно появляться из отверстия болта;
• болт слегка закручивается, но не до конца, чтобы можно было видеть пузырьки воздуха;
• стартером немного крутится коленвал, после чего продолжается прокачка, пока пузырьки не пропадут.

Дальше можно полностью отвинтить болт и покрутить коленчатый вал при помощи стартера. При этом будет видно, как поступает топливо:

• если оно идет порциями, с перерывами, то все в порядке;
• поступление непрерывной струей говорит о поломке ТНВД;
• отсутствие топлива также указывают на проблемы с насосом высокого давления.

Если все в порядке, то болт устанавливается на штатное место и закручивается до конца. После этого отводятся топливопроводы штуцера (9 на рисунке), у 4-цилиндрового ДВС их должно быть 4. Теперь нужно вращать коленвал, из штуцера должна пойти солярка. Шланг ставится на место, операция повторяется с остальными штуцерами.

Дизельный двигатель: устройство системы питания

Система питания современного дизельного ДВС представляет собой целый комплекс устройств. Основной задачей становится не просто подача топлива к инжекторным форсункам, а еще и подача горючего под высоким давлением. Давление необходимо для высокоточного дозированного впрыска в камеру сгорания цилиндра. Система питания дизеля выполняет следующие важнейшие функции:

• дозирование строго определенного количество топлива с учетом нагрузки на двигатель в том или ином режиме его работы;
• эффективный впрыск топлива в заданный промежуток времени с определенной интенсивностью;
• распыление и максимально равномерное распределение горючего по объему камеры сгорания в цилиндрах дизельного ДВС;
• предварительная фильтрация топлива перед подачей горючего в насосы системы питания и инжекторные форсунки;

Рекомендуем также прочитать статью об устройстве топливного насоса высокого давления. Из этой статьи вы узнаете о принципах работы ТНВД, его роли в системе топливоподачи дизельного двигателя и особенностях эксплуатации устройства.

Особенности дизельного топлива

Большинство требований к системе питания дизельного мотора выдвигается с учетом того, что дизельное топливо имеет ряд специфических особенностей. Горючее такого рода представляет собой смесь керосиновых и газойлевых соляровых фракций. Дизельное топливо получают после того, как из нефти реализуется отгон бензина.

Дизельное топливо обладает целым рядом свойств, главным из которых принято считать показатель самовоспламеняемости, который оценивается цетановым числом. Представленные в продаже виды дизельного топлива имеют цетановое число на отметке 45–50. Для современных дизельных агрегатов наилучшим топливом является горючее с большим показателем цетанового числа.

Система питания дизельного ДВС обеспечивает подачу хорошо очищенного дизельного топлива к цилиндрам, ТНВД сжимает горючее до высокого давления, а форсунка подает его в распыленном на мельчайшие частицы виде в камеру сгорания. Распыленное дизельное топливо смешивает с горячим (700–900 °С) воздухом, который нагревается до такой температуры от высокого сжатия в цилиндрах (3–5 МПа) и самовоспламеняется.

Обратите внимание, рабочая смесь в дизельном моторе не поджигается отдельным устройством, а воспламеняется самостоятельно от контакта с разогретым воздухом под давлением. Эта особенность сильно отличает дизельный ДВС от бензиновых аналогов.

Дизельное топливо имеет еще и более высокую плотность сравнительно с бензином, а также обладает лучшей смазывающей способностью. Не менее важной характеристикой выступает вязкость, температура застывания и чистота дизельного топлива. Температура застывания позволяет делить топливо на три базовых сорта горючего: летнее дизельное топливо, зимний дизель и арктическое дизельное топливо.

Схема устройства системы питания дизельного ДВС

Система питания дизельного двигателя состоит из следующих базовых элементов:

1. топливный бак;
2. фильтры грубой очистки дизтоплива;
3. фильтры тонкой очистки топлива;
4. топливоподкачивающий насос;
5. топливный насос высокого давления (ТНВД);
6. инжекторные форсунки;
7. трубопровод низкого давления;
8. магистраль высокого давления;
9. воздушный фильтр;

Дополнительными элементами частично становится электронасосы, выпуск отработанных газов, сажевые фильтры, глушители и т.д. Систему питания дизельных ДВС принято делит на две группы топливной аппаратуры:

• дизельная аппаратура для повода топлива (топливоподводящая);
• дизельная аппаратура для подвода воздуха (воздухоподводящая);

Топливоподводящая аппаратура может иметь различное устройство, но сегодня наиболее распространена система разделенного типа. В такой системе топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунки реализованы в виде отдельных устройств. Топливо подается в дизельный двигатель по магистралям высокого и низкого давления.

Дизельное топливо хранится, фильтруется и подается к ТНВД под невысоким давлением посредством магистрали низкого давления. В магистрали высокого давления ТНВД поднимает давление в системе для осуществления подачи и впрыска строго определенного количества топлива в рабочую камеру сгорания дизельного двигателя в заданный момент.

В системе питания дизеля присутствуют сразу два насоса:

• топливоподкачивающий насос;
• топливный насос высокого давления;

Топливоподкачивающий насос обеспечивает подачу топлива из топливного бака, прокачивает горючее через фильтр грубой и тонкой очистки. Давление, которое создает топливоподкачивающий насос, позволяет осуществить подачу топлива по топливопроводу низкого давления к топливному насосу высокого давления.

ТНВД реализует подачу топлива к форсункам под высоким давлением. Подача происходит в соответствии с порядком работы цилиндров дизельного мотора. Топливный насос высокого давления имеет определенное количество одинаковых секций. Каждая из таких секций ТНВД соответствует определенному цилиндру дизельного двигателя.

Существует также система питания дизельных двигателей неразделенного типа и применяется на дизельных двухтактных двигателях. В такой системе топливный насос высокого давления и форсунка объединены в одном устройстве под названием насос-форсунка.

Данные моторы работают жестко и шумно, имеют небольшой срок службы. В конструкции их системы питания отсутствуют топливопроводы магистрали высокого давления. Указанный тип ДВС не имеет большого распространения.

Вернемся к массовой конструкции дизельного мотора. Дизельные форсунки располагаются в головке блока цилиндров (ГБЦ) дизельного двигателя. Основной их задачей становится точное распыление горючего в камере сгорания двигателя. Топливоподкачивающий насос подает к ТНВД большое количество топлива. Получившиеся избытки горючего и проникающий в систему топливоподачи воздух возвращаются в топливный бак по специальным трубопроводам, которые называются дренажными.

Инжекторные дизельные форсунки бывают двух видов:

• дизельная форсунка закрытого типа;
• дизельная форсунка открытого типа;

Четырехтактные дизельные моторы преимущественно получают форсунки закрытого типа. В таких устройствах сопла форсунки, которые представляют собой отверстие, закрываются особой запорной иглой.

Получается, что внутренняя полость, расположенная внутри корпуса распылителей форсунок, сообщается с камерой сгорания только во время открытия форсунки и в момент впрыска дизельного топлива.

Ключевым элементом в конструкции форсунки выступает распылитель. Распылитель получает от одного до целой группы сопловых отверстий. Именно эти отверстия и образуют факел топлива в момент впрыска. От их количества и расположения зависит форма факела, а также пропускная способность форсунки.

Система питания турбодизеля

Система турбонаддува активно применяется для эффективного повышения мощности как бензинового, так и дизельного двигателя без увеличения рабочего объема камеры сгорания в конструкции силового агрегата. Топливоподводящая система в турбированных ДВС остается практически без изменений, зато схема и способ подачи воздуха в турбомоторах существенно меняется по сравнению с атмосферными агрегатами.

Наддув в дизельном двигателе реализован путем использования турбокомпрессора. Турбина в дизельном моторе использует энергию отработавших газов. Воздух в турбокомпрессоре сжимается, далее охлаждается и нагнетается в камеру сгорания дизельного ДВС под давлением на отметке от 0,15 до 0,2 МПа.

Величина давления позволяет разделить системы турбонаддува на:

• решения с низким наддувом, когда давление не превышает 0,15 МПа;
• турбокомпрессор среднего наддува означает, что давление нагнетаемого в цилиндры воздуха соответствует показателю 0,2 МПа;
• высокий наддув подразумевает давление свыше 0,2 МПа;

Основной задачей системы турбонаддува является подача порции воздуха в цилиндры мотора на дизеле или бензине под давлением. Дизельный агрегат с системой турбонаддува называется турбодизельным двигателем.

Использование турбокомпрессора для ДВС улучшает наполнение цилиндров двигателя воздухом. Автоматически происходит повышение эффективности сгорания порции впрыскиваемого топлива. Турбонаддув позволяет увеличить мощность силового агрегата на 30% и более.

Негативными последствиями в результате использования турбонаддува, особенно с высокими показателями давления нагнетаемого воздуха, является увеличение общей температуры в камере сгорания в результате интенсивного горения топлива, а также значительно возрастающие механические нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и газораспределительного механизма (ГРМ) по сравнению с атмосферными силовыми установками.

Читайте также

Подсос воздуха в топливную систему дизельного. Завоздушивание топливной системы дизеля: признаки неисправности и диагностика. Как самостоятельно найти место подсоса воздуха, способы решения проблемы.

Принцип работы топливного насоса высокого давления Конструкция дизельного топливного насоса высокого давления, потенциальные неисправности, схема и принцип работы на примере устройства системы топливоподачи.

Устройство форсунки дизельного двигателя Виды дизельных форсунок в разных системах подачи топлива под высоким давлением. Принцип работы, способы управления форсунками, конструктивные особенности.

Диагностика дизельных двигателей: топливная система. Распространенные неисправности дизельного двигателя и диагностика агрегатов данного типа. Проверка топливной системы дизельного мотора, полезные советы.

CRDi двигатель: что это такое, плюсы и минусы Линейка дизельных двигателей CRDi Hyundai/KIA: сильные и слабые стороны моторов данного типа, особенности эксплуатации, ремонта и обслуживания.

Топливный насос высокого давления Назначение топливного насоса высокого давления в системе топливного впрыска дизельного двигателя. Виды ТНВД, конструктивные особенности насосов.