Особенности дизельного ДВС

По составу дизельное топливо сильно отличается от всех марок бензина. В диз топливе содержится керосин и газойлевые соляровые фракции. При получении солярки, из нефти сначала отделяют бензин.

Качество бензина зависит от октанового числа, а солярка зависит от значения цетаного числа. На автозаправочных станция сегодня продают дизельное топливо в ценатом от 45 до 50. Для новых дизельных двигателей требуется солярка с высоким цетаном.

Краткий рабочий цикл топливной системы дизельного агрегата:

1. Топливо очищается от примесей.
2. Попадает в топливный насос высокого давления.
3. ТНВД сжимает топливо и оно под давлением проходит через микроотверстие в форсунке и распыляется на мелкие частички.
4. При движении поршня вниз, открывается всасывающий клапан и воздух поступает в камеру цилиндра и моментально нагревается от сжатия (давление сжатия от 3 до 5 Мпа) при движении поршня вверх.
5. Распыленное топливо смешивается с горячим воздухом, это от 700 до 900 градусов, и самовозгорается.

Кто не знает, основное отличие дизельного двигателя от бензинового не только в топливе, но в система поджига топлива. Если бензин поджигается за счет образования искры свечи, то солярка поджигается от сильного сжатия и высокой температуры.

Самыми надежными считаются свечи зажигания NGK.

Классификация дизельного топлива по температуре застывания:

1. летнее дизельного горючее;
2. зимнее;
3. арктическое.

Так же, эти сорта солярки немного отличаются по цвету. Опытные шофера определяют по цвету. Вязкость и плотность дизель топлива намного больше, чем у бензина. Также, солярка обладает смазывающим эффектом, поэтому оно не является обезжиривающей жидкостью, как бензин.

Какой движок лучше дизельный или бензиновый?

Теперь, когда полностью разобрались в принципе работе дизельных агрегатов сравним его с бензиновым аналогом.  Разберемся в отличиях, которые присутствуют в этих технологиях и начнем со сравнения работы двух моторов. Оба относятся к двигателям внутреннего сгорания. В бензиновом моторе топливовоздушная смесь образуется за чертой цилиндрического бака. В конце цикла сжатия, пары от бензина и кислорода перемешиваются и равномерно расходятся по периметру бензобака. Результатом сжатия становится высокая температура жижи, но ее все равно мало для возгорания. Поэтому свечи зажигания выполняют роль вспомогательного поджигателя – и воспламенят смесь для образования энергии. У его соперника и главного героя данной статьи воздух сжимается только под давление. После физического воздействия температура цилиндра подскакивает до 900 градусов. Это стимулирует появление гетерогенной смеси, которая самовоспламеняется.

Бензин или дизель? Что лучше?

Коэффициент полезного действия и сила

Хотя у бензинового агрегата выше мощность, но сгорание нефтяного продукта в дизельном моторе происходит гораздо эффективнее. Он выигрывает в показателях КПД и экономичнее расходует топливную смесь.

Звук

Творение Рудольфа Дизеля издает больше шума из-за работы при высоком давлении, но современные автомобильные рынки предлагают качественную шумоизоляцию, что нивелирует этот недостаток.

Выхлопные газы

Безопасное устройство и сажевый фильтр и соответствие экологическим стандартам «Euro-4» делает дизельные агрегаты более современными и менее воздействующими на окружающую среду.

Безопасность использования

Так как «солярка» сгорает гораздо медленнее бензина это снижает риск возгорания и взрыва бака, еще одним преимуществом в безопасности – отсутствие свечи зажигания.

Использование

Если использовать качественное топливо, то представитель дизельного семейства движков победит в этой рубрике за счет прочных блоков цилиндров и других деталей. Бензиновый аналог менее требователен к горючему низкого класса и устойчивее себя ведет, потребляя его. 

Климатические условия

Бензиновые модели лучше себя показывают в холодной климатической зоне в отличие от «солярки». Но это решается покупкой специального зимнего топлива, но все равно даже с покупкой морозоустойчивого горючего движок будет долго прогреваться. Внедорожники работают на дизеле и выполняют свое назначение, так как горючее не портится от влаги.

Обслуживание

Тем, кто ездит на машинах оснащенных дизельным движком придется чаще менять расходные детали. Фильтры, компрессия в цилиндрах. Техническое обслуживание системы питания, то еще приключение, ведь не каждая мастерская справится с поломкой из-за сложной структуры двигателя. Как правило, ремонт обходится дороже, чем бензинового агрегата.

Части системы дизельного двигателя, механизм его действия

Дизель состоит из:

• бака для горючего,
• насоса, подкачивающего дизтопливо,
• фильтров,
• топливного насоса, который подает горючее под высоким давлением,
• свечи накаливания
• основной части двигателя, которой является форсунка.

Подкачивающий насос отвечает за забор дизельного топлива из бака и отправляет его в топливный насос, а сам этот насос для подачи горючего под давлением – состоит из нескольких секций (их столько же, сколько двигатель ДВС имеет цилиндров – одна секция отвечает за обслуживание одного цилиндра).

Устройство насоса для подачи горючего под воздействием давления таково: внутри него по низу во всю длину располагается вал с кулачками, который совершает вращения от распредвала мотора. Кулачки воздействуют на толкатели, заставляющие функционировать плунжер (поршень). Поднимаясь, плунжер способствует давлению горючего в цилиндре. Таким образом и происходит выталкивание горючего посредством ТНВД в ту главную рабочую часть двигателя, которой и является форсунка.

Поступающему в магистраль дизельному топливу необходимо давление, чтобы продвинуться к форсунке для распыления через нее. Для этого и нужен поршень – он захватывает горючее внизу и продвигает к секционной верхушке. Поступающее под напором – горючее уже может качественно распыляться в камере сгорания. В этом насосе сила давления достигает 2000 атмосфер.

Одна из функций плунжера – контролировать объем подачи дизтоплива на форсунку своей двигающейся частью, открывающей и закрывающей канальца внутри него, эта часть соединяется с педалью, отвечающей за подачу газа в салоне машины. То, насколько открыты каналы подачи горючего и его объем – обусловлено углом, под которым повернут поршень. Его поворот осуществляет рейка, соединяющаяся с педалью газа.

Вверху насоса, подающего под давлением горючее, расположен клапан, он устроен так, чтобы открываться под давлением и захлопываться, если оно мало. Таким образом, когда поршень внизу, клапан – в захлопнутом положении, и горючее из шланга, к которому подсоединена форсунка, поступать в насос не может. Давление, образующееся в секции, достаточно для впрыскивания горючего в цилиндр, тогда топливо и доставляется по шлангу в форсунку, а она – производит распыление его в цилиндре.

Из чего состоит и как выглядит система питания?

Система питания дизельного двигателя — это сложный механизм, в который входит множество мелких деталей, формирующих целостное, структурное изобретение. В прибор входят узлы, которые размещаются вне корпуса мотора. Те что расположены на раме выполняют функцию сбора горючего, к ним относятся топливо распределительный кран, топливный насос и другие узлы. К тем что располагаются на корпусе автомобиля относятся форсунки, ТНВД, и проводник горючего высокого давления.

Что происходит, когда работа начинается?

Из бака под высоким давлением «соляра» забирается и транспортируется к топливному насосу высокого давления. Во время движения к ТНВД, горючее ждет приключение, ведь ему еще нужно пройти через топливо распределительный кран и очищающий фильтр.

Перед тем как попасть в ТНВД, смесь очищается от малейших деструктивных примесей, которые могут помешать генерации энергии. Затем форсунки впрыскивают жижу в специальный отсек для сгорания, это происходит в момент, когда в емкости приходит к концу цикл сжатия.

Перед самым запуском сердца машины, его заполнение нефтяным продуктом делается при помощи предпускового насоса. А после зажигания он перестает работать. Если в магистрали подачи высокого давления попадет воздух, то это плохо скажется на подаче смеси в главные цилиндры.

Чтобы это предотвратить устанавливается специальный воздухоотстойник, он располагается в самом верху, рассматриваемой системы. Перед тем как запустить лошадиные силы, воздух, который мог скопиться за время простоя, сгоняется через клапан для отвода кислорода. Чтобы это сделать нужно при выключенном движке открыть кран, а затем предпусковой насос сделает свою работу. А смесь под давлением вытеснит кислород в воздушный отсек топливного бака.

Диагностика системы питания дизельного двигателя необходима, чтобы предотвратить поломку, и ее можно провести собственноручно, если детальнее пройтись и понять что такое схема анатомии внутреннего строения системы.

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.

Форсунки

Система питания дизеля невозможна без хорошего форсунка. Его функция обеспечивать столько горючего в камеру сгорания, сколько предусмотрено дозиметром. Также они регулируют рабочее давление движка, а вид распылителя знает форму факела горючего – это важно, для этапа самовозгорания. Форсунок может быть со шрифтовым или многодырчатым механизмом распределения. Так как работка у рассматриваемой детали нелегкая, ее выполняют из жаропрочных сплавов с точностью форму вплоть миллиметров.

Виды питания бензиновых двигателей

В зависимости от типа бензинового двигателя, различают топливные системы:

• карбюраторные;
• инжекторные.

Они имеют отличия в конструкции и рабочих параметрах.

Карбюраторные

Работа карбюраторной системы осуществляется по следующему принципу:

1. Насос всасывает топливо из бака. При этом он обеспечивает невысокое давление, достаточное лишь для подачи топлива.
2. Двигаясь по трубопроводу, топливо проходит фильтрацию.
3. В специальной камере (карбюраторе) горючее смешивается с воздухом.
4. Готовая смесь подается напрямую в цилиндры двигателя, где она сгорает.

Инжекторные

Топливная система инжекторного двигателя отличается тем, что имеет систему впрыска, принудительно нагнетающую топливо в камеру сгорания. Какое давление в топливной системе инжекторного двигателя создает насос зависит от типа впрыска:

• С индивидуальными форсунками для каждого цилиндра (распределенный впрыск). Создаваемое насосом давление в топливной рампе составляет от 2,5 бар до 4 бар.
• С одной форсункой (моновпрыск), подающей топливо для всех цилиндров двигателя. Простая схема, которая в современном автомобилестроении практически не используется из-за низкой экономичности.
• Непосредственный впрыск. Форсунки установлены в головке блока цилиндров, что позволяет выполнять прямой впрыск топлива в цилиндры. В этом случае рабочее давление составит около 155 бар.

Схема работы топливной системы инжекторного бензинового двигателя:

1. Насос через фильтры подает бензин в топливную рампу.
2. Регулятор на рампе обеспечивает заданный уровень давления топлива.
3. Форсунки, установленные на рампе, впрыскивают топливо в цилиндры.
4. В момент подачи бензина в цилиндры подается и воздух, образуется топливовоздушная смесь.

Предпусковой топливоподкачивающий насос

Перед пуском двигателя заполнение системы топливом и подача его к ТНВД осуществляются с помощью предпускового топливоподкачивающего насоса 70. Ранее были широко распространены насосы плунжерного и диафрагменного (мембранного) типов с ручным приводом. Однако в настоящее время все чаще применяются центробежные крыльчатые насосы с приводом от электродвигателя, питаемого электрической энергией аккумуляторной батареи. Они обеспечивают более быструю прокачку топлива, не требуют затрат мускульной энергии механика-водителя и могут использоваться в качестве аварийных при отказе основного топливоподкачивающего насоса.

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.

Рекомендуем курсы ПК и ППК для учителей

Учитель, преподаватель технологии2760 руб. 
13800 руб.
Теория и методика преподавания технологии в условиях реализации ФГОС…720 руб. 
4000 руб.
Учитель, преподаватель естествознания2760 руб. 
13800 руб.
Педагог-библиотекарь2760 руб. 
13800 руб.
Методические аспекты при изучении поэзии Серебряного века в условиях…720 руб. 
4000 руб.
Преподавание русского языка через культуру в условиях реализации ФГОС…720 руб. 
4000 руб.
Вконтакте
Одноклассники
Facebook
Twitter

Google+

нравится0Нет комментариев0

Проекты (сайты) Мультиурок

Последние новости 13.06.22

Поздравляем с окончанием учебного года и началом каникул!

10.04.22

Учителю ко Дню космонавтики! Викторина и другие полезные материалы

21.12.21

В подарок учителям к Новому году

Курсы для учителей! Реализация образовательных программ осуществляется с применением исключительно электронного обучения и ДОТ
Теория и методика преподавания технологии в условиях реализации ФГОС…
720 руб.

4000 руб.

Учитель, преподаватель технологии
2760 руб.

13800 руб.

Синтаксис современного русского языка
720 руб.

4000 руб.

Смотреть все курсы

Работа системы питания дизельного ДВС

Функции системы питания дизеля следующие:

• в зависимости от нагрузки на двигатель и режима работы ДВС нагнетать солярку в строго определенном количестве;
• распылять топливо в заданный промежуток времени с нужным давлением;
• максимально распылять диз топливо по всей рабочей камере сгорания цилиндра;
• до того, как топливо поступит в ТНВД и форсунки, топливо проходит фильтрацию.

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.

ТНВД что это такое и зачем нужно?

ТНВД — топливный насос высокого давления

Главная задача насоса, подавать нефтяную автомобильную энергию к форсункам, учитывая особенности мотора, действия владельца транспорта и разнообразных режимов работы авто. Если обобщить функцию современных ТНВД, то это автоматически регулировать сложную работу движка и обрабатывать запросы автовладельца. После нажатия на педаль газа, шофер не увеличивает количество подаваемого горючего, а только меняет режим регулирующих элементов, которые в свою очередь уже сами меняют напор в зависимости от множества разных факторов и математических коррелятов.

Современные машинки оснащены насосы распределительного типажа. Их особенность в том, что они компактные, удобные и с высокой точностью равномерно подают «солярку» по цилиндрам. Их минус в том, что для хорошего исполнения, системе требуется топливо высокого качества и чистоты. 

Фильтры грубой и тонкой очистки топлива

Очистка топлива от механических примесей и воды происходит в фильтрах грубой 9 и тонкой 3 очистки. Фильтр грубой очистки, устанавливаемый перед основным топливоподкачивающим насосом 8, задерживает частицы размерами 20… 50 мкм, на долю которых приходится 80…90 % массы всех примесей. Фильтр тонкой очистки, помещаемый между основным топливоподкачивающим насосом и ТНВД, задерживает примеси размерами 2…20 мкм.

В настоящее время в силовых установках с дизелями применяют следующие типы фильтров грубой очистки:

• сетчатые
• ленточно-щелевые
• пластинчато-щелевые

У сетчатых фильтров фильтрующим элементом является металлическая сетка. Из нее можно образовывать концентрические цилиндры, через стенки которых продавливается топливо, или дискообразные секции, нанизанные на центральную трубу с отверстиями в стенке, соединенную с выходным трубопроводом.

В ленточно-щелевом фильтре фильтрующим элементом служит гофрированный стакан с намотанной на него профильной лентой. Через щели между витками ленты, образованными за счет ее выступов, топливо из пространства, окружающего фильтрующий элемент, попадает во впадины между гофрированным стаканом и лентой, а затем — в полость между дном и крышкой стакана, откуда удаляется через выпускной трубопровод.

Фильтрующий элемент пластинчато-щелевого фильтра представляет собой полый цилиндр, составленный из одинаковых тонких кольцевых дисков с отгибными выступами. За счет этих выступов между дисками образуются зазоры. Топливо поступает к наружным и внутренним поверхностям цилиндра и, проходя через щели между дисками, очищается. Очищенное топливо через торцевые отверстия в дисках направляется в верхнюю часть фильтра к выходному отверстию.

Очень часто фильтр грубой очистки совмещают с отстойником для воды, находящейся в дизельном топливе. В этом случае необходимо периодически отворачивать пробку отстойника для удаления из него скопившейся воды.

В фильтрах тонкой очистки в качестве фильтрующих элементов обычно используют картонные элементы типа «многолучевая звезда» или пакеты из картонных и фетровых дисков. Реже применяют каркасы с адсорбирующей механические примеси набивкой (например, минеральной ватой), каркасы с тканевой или нитчатой обмоткой и др.

В процессе эксплуатации ТС топливные фильтры загрязняются, что приводит к увеличению их сопротивления. Чтобы подача топлива к ТНВД не прекратилась, необходимо фильтр грубой очистки периодически промывать, а фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки заменять новым.

Требования к агрегатам и узлам системы питания

Ко всем агрегатам и узлам системы питания предъявляются следующие основные требования:

• герметичность
• малые масса и габариты
• надежность
• коррозионная стойкость
• малые гидравлические сопротивления
• простота
• низкая стоимость обслуживания

Топливопроводы и агрегаты системы питания топливом должны быть расположены в моторном отделении ТС таким образом, чтобы при их неисправности капающее топливо не попадало на детали, имеющие температуру, способную вызвать его воспламенение.

Устройство системы питания дизеля

Из чего состоит топливная дизельная система:

1. Топливный бак.
2. Фильтр грубой очистки топлива (ГОТ).
3. Фильтр тонкой очистки топлива (ТОТ).
4. Насос для подкачивания дизтоплива.
5. Топливный насос высокого давления (ТНВД).
6. Инжекторные форсунки.
7. Магистраль высокого давления.
8. Трубопровод низкого давления.
9. Фильтр очистки воздуха.

Эти элементы есть во всех модификациях дизельных агрегатов. Некоторые моторы оснащаются доп элементами: электрический насос, фильтры сажевые, глушители и т.д.

Система питания дизельного двигателя состоит из двух основных частей:

• дизельное устройство для подачи топлива;
• дизельное устройство для подачи воздуха.

Устройство для подачи топлива может быть в едином корпусе, а может быть раздельным. Современное устройство выполнено в раздельном типе, то есть насос ТНВД и форсунки расположены в разных корпусах. Солярка нагнетается по магистралям низкого, затем высокого давления. Все, что до ТНВД, это трубопроводы низкого давления. После ТНВД начинается сжатие топлива.

Система питания дизельного ДВС оснащается двумя насосами:

• насос высокого давления;
• насос для подкачки топлива.

Насос для подкачки начинает качать топливо из бака, прогоняет его через фильтры грубой и тонкой очистки и поставляет его в топливный насос высокого давления.

Насос ТНВД подает топливо под давлением в инжекторные форсунки в порядке, характерном для данного дизельного мотора. В устройстве ТНВД есть много одинаковых секций.

Нераздельная система подачи топлива

Система питания дизельного двигателя нераздельного типа, то есть ТНВД и форсунки расположены в одном корпусе, устанавливается в двухтактные дизельные моторы. Устройство, в котором есть и насос ТНВД и форсунка называется насос-форсункой.

Такие двигатели с нераздельной подачей топлива не распространились массово. Они часто ломаются. Хотя конструкция и проще, отсутствует магистраль высокого давления. Моторы работают с высоким уровнем шума.

Раздельная система подачи топлива

В таких двигателях форсунки устанавливают в головке блока цилиндров. Форсунки должны качественно распылять топливо по рабочим камерам сгорания цилиндров, поэтому частой проблемой плохой работы дизеля является засорение форсунок.

Насос подкачки топлива нагнетает много жидкости в ТНВД, насос высокого давления берет нужный ему объем, а остальное оттекает по дренажным линиям обратно в топливный бак.

Классификация дизельных форсунок по конструкции:

1. закрытая форсунка, то есть сопло у нее закрывается специальное запорной иглой;
2. открытая форсунка.

В четырех тактных двигателях устанавливаются форсунки закрытого вида. Внутреннее пространство форсунки сообщается с камерой сгорания только во время подачи топлива.

Главный элемент форсунок — это распылитель. Распылитель может иметь только одно отверстие или несколько. Впрыск топлива через эти отверстия создают факел в цилиндре. От пропускной способности, количества отверстий зависит форма и расположение факела.

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.

Свечи дизеля:

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.

Характерные черты и особенности дизельного горючего.

«Солярку» получают из нефти, а именно — когда от нее отделяют бензин. Особенность данного вида топлива состоит в том, что у него высокий показатель самовозгорания, измеряется в цетановых числах. На заправочных станциях обычно горючее с числами от 45 до 50. Современные авто, оснащенные инновационными моторами, питаются «соляркой» с большим цетановым значением.

Двигатель внутреннего сгорания подает высококачественное топливо к цилиндрическим бакам, а топливный насос высокого давления сдавливает его до такого уровня, что у форсунки появляется возможность подать его мельчайшие частички в камеру сгорания. После этого начинается смешивание «солярки» с раскаленным воздухом, и начинается самовозгорание.

 Принцип работы системы питания дизельного двигателя заключается именно том, что смесь поджигается не сторонним устройством, а самостоятельно в этом главное отличие от аналоговых изобретений, работающих на бензине.

Еще одно отличие «солярки» от бензина — из-за высокой плотности она лучше смазывает внутренние детали и обладает лучшей вязкостью, дольше застывает, а также она чище других видов. Из-за вариативной температуры застывания специалисты делят топливо на три вида летнее, зимнее и даже морозоустойчивое арктическое топливо.

Общее устройство системы питания

Схема системы питания топливом мощного дизеля приведена на рисунке. В общем случае в систему питания топливом входят узлы, размещенные вне двигателя (на раме или в корпусе машины), и на двигателе. К первым относятся топливные баки бачок 7 для сбора топлива, предпусковой топливоподкачивающий насос 10, топливораспределительный кран 77, топливопроводы низкого давления и некоторые другие узлы. Ко вторым в первую очередь относятся основной топливоподкачивающий насос 8, топливный насос высокого давления (ТНВД) 5, форсунки 4 и топливопроводы высокого давления.

При работе двигателя топливо из топливных баков забирается основным топливоподкачивающим насосом и под давлением 0,05…0,1 МПа подается к ТНВД. По пути из баков к насосу топливо проходит через топливораспределительный кран, предпусковой топливоподкачивающий насос и фильтр 9 грубой очистки. Если на ТС установлен только один топливный бак или несколько баков, сообщающихся друг с другом, то топливораспределительный кран отсутствует. Перед поступлением в ТНВД из насоса топливо очищается от мельчайших примесей в фильтре 3 тонкой очистки. Нагнетательные секции ТНВД, приводимого в действие от коленчатого вала двигателя, в определенные моменты согласно рабочему циклу и порядку работы двигателя подают топливо под высоким давлением (до 50 МПа и более) в необходимом количестве к форсункам. Через форсунки, ввернутые в головку блока цилиндров, топливо впрыскивается в камеры сгорания в те моменты, когда в цилиндрах завершается такт сжатия.

Рис. Схема системы питания топливом мощного дизеля:
1 — топливные баки; 2 — кран для выпуска воздуха; 3 — фильтр тонкой очистки; 4 — форсунки; 5 ТНВД; 6 — двигатель; 7 — бачок для сбора топлива; 8 — основной топливоподкачивающий насос; 9 — фильтр грубой очистки; 10 — предпусковой топливоподкачивающий насос; 11 — топливораспределительный кран; топливные трубопроводы обозначены сплошной линией; трубопроводы для удаления воздуха из системы обозначены пунктиром

Перед пуском двигателя заполнение системы топливом и подача его к ТНВД осуществляются с помощью предпускового топливоподкачивающего насоса. После пуска этот насос не функционирует.

Если в ТНВД и трубопроводы высокого давления, соединяющие его с форсунками, попадает воздух, то подача топлива в цилиндры нарушается. Следовательно, нарушается и нормальный режим работы двигателя. С целью предотвращения попадания воздуха в ТНВД на пути топлива к нему помещают воздухоотстойник, расположенный в самой высокой точке системы. Обычно воздухоотстойник размещают в крышке фильтра тонкой очистки. Перед пуском двигателя в случае необходимости скопившийся в воздухоотстойнике воздух отводят в воздушные полости топливных баков 1 через кран (клапан) 2 для выпуска воздуха. Для этого при неработающем двигателе открывают кран (клапан) и с помощью предпускового насоса прокачивают систему. В этом случае топливо вытесняет воздух из воздухоотстойника в воздушную полость топливного бака через топливораспределительный кран (как показано на рисунке) или напрямую.

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.

Возможные причины:

• 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.

Вероятные причины:

• 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

Причины:

• 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

Причины:

• 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.

Причины:

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

Мотор по ощущениям работает слишком «жестко»

Причины:

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

Двигатель шумит

Причины:

• 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

Причины:

• 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…  Как пользоваться коробкой автомат

Двигатель внезапно глохнет

Причины:

• 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.

Краткий экскурс в историю

Чтобы совершить великую транспортную революцию, Рудольфу Дизелю пришлось использовать 13 страниц бумаги на которой и был продуман, начерчен и детально изложен принцип работы его детища. Патент был успешно одобрен и выдан имперским ведомством в Германии — это случилось 23 февраля 1893 года. Результатом его интеллектуальной работы и инженерного таланта стало миллиарды различного транспорта от легковых автомобилей до огромных транспортных танкеров, работающих по тому же принципу и сегодня. К несчастью сам Рудольф не дожил до момента всемирного признания и погиб во время морского приключения в 1913 году. 

 В чем же секрет Рудольфа, почему его изобретение стало трендом в моторостроительстве и оказало большое влияние на индустриальный мир?

Секрет скрывается в способе воспламенения топливовоздушной смеси, а именно в ее самовозгорании. В конструкции инженера смесь сжималась в соотношении 20 к 1, что приводило к воспламенению. Результат– его эффективность была значительно выше аналогов того времени. Для сравнения — модели на бензине показывали КПД в 12%, газовые в 17%, а даже первый прототип Рудольфа мог похвастаться 25% коэффициентом полезного действия.

Двигатели Дизеля выходят на рынок

В 1920-ых годах эксперты в области транспорта пророчили изобретению большое будущее. Но до наступления золотого века двигателей на «солярке» пришлось ждать еще не один год. В германии первое авто с данным типом движка выпустили аж в 1924. Американская компания Cummins решила получить технологическое преимущество и вырываться вперед от многочисленных бензиновых конкурентов. Так в 1929 году она использовала движок Дизеля в легковой модели автомобиля. Первое конвейерное производство транспорта с инновационным движком началось в 1936 году, попробовать вкус нефтяного топлива довелось модели Mercedes-Benz 260D. Но это не перевернуло мышление автолюбителей того времени, они все еще воспринимали изобретение Рудольфа, как что-то медленное, небрежное, грязное, неэкономичное и шумное.

Но после Второй мировой коллективное отношение к технологии изменилось. В 1975 модель VW GOLF Diesel завоевала недоверчивые сердца потребителей и принцип работы системы питания дизельного двигателя стал общедоступным и понятным для многих покупателей. А благодаря хитрой разработке топливных насосов нового поколения от компании Bosch движок стал меньше потреблять горючего и изменилось общее устройство движка. Затем эта модель была усовершенствована до спортивного авто, ее оснастили турбонаддувом. После успеха на рынке, зеленый свет, открылся для остальных ведущих производителей, кто боялся рисковать капиталом, теперь могли наладить выпуск моделей с изобретением Рудольфа.

Механизм всережимного регулятора

С ТНВД соединен механизм всережимного регулятора. Он автоматически поддерживает заданную водителем частоту вращения коленчатого вала, устанавливает минимальную частоту на холостом ходу, а также ограничивает максимальную частоту. Механизм регулятора представляет собой систему тяг, пружин и упоров, связанных с зубчатой рейкой ТНВД, перемещение которых зависит от частоты вращения кулачкового вала.

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.

Схема питания турбодизеля

Чтобы увеличить мощность дизельного аппарата, устанавливают турбину. Конструкция топливной системы дизельного двигателя не изменяется, если мотор с турбонаддувом. Меняется схема и вариант подачи топлива в мотор от схемы атмосферного двигателя.

Турбированный двигатель получается путем установки турбокомпрессора. В дизельном моторе турбина работает на отработавших газах. Сначала турбокомпрессор сжимает воздух, охлаждает его и подает в рабочую камеру сгорания цилиндров дизельного силового агрегата. Воздух нагнетается под давлением 0,15-0,2 МПа (Мега Паскаль).

Классификация турбонаддува по давлению:

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

Как в бензиновых, так и дизельных двигатель турбина служит для дополнительной подачи воздуха в камеры сгорания. Чем больше воздуха, тем больше и качественнее догорает топливо. Мощность двигателя с турбиной увеличивается на 30%.

Минус турбированных моторов в том, что такие агрегаты работают в более трудных условиях: повышается температура; детали, особенно цилиндро-поршневой группы (ЦПГ), кривошипно-шатунного механизма (КШМ), газораспределительного механизма (ГРМ) испытывают больше давления и, саму турбину обычно надо менять через 100 000 км пробега.