Что такое тнвд в автомобиле бензин: ТНВД: что это такое в машине? Дизель и Бензин

Топливный насос — классификация, особенности и виды топливных насосов

Топливный насос – это один из обязательных элементов любого транспортного средства. Он предназначается для транспортировки горючего из топливного бака непосредственно в двигатель. В современном автомобилестроении применяются различные виды топливных насосов, отличающихся как по функциональному назначению, так и по конструктивным особенностям. В статье рассматриваются основные их разновидности, устройство, принцип действия и выполняемые функции.

Функциональное назначение

Работа двигателя внутреннего сгорания предполагает сжигание топливно-воздушной смеси в специальных камерах. Топливная система транспортного средства, наиболее важной частью которой выступает насосное оборудование, предназначается для обеспечения бесперебойной подачи горючего к рабочим узлам двигателя.

В современном автомобилестроении используются несколько разновидностей топливных насосов. Самый простой и в сегодняшних условиях редко применяемый вариант – традиционный и весьма распространенный 2-3 десятилетия назад бензонасос карбюратора. Его функция ограничивается перемещением горючего к двигателю, причем бензин подается под обычным давлением, а потому такой вид механизма нередко называется ТННД или топливный насос низкого давления.

В намного чаще используемом в настоящее время инжекторном бензиновом двигателе применяется система непосредственного впрыска горючего в цилиндры. Это предполагает подачу горючего под давлением. Поэтому бензонасос инжектора является ТНВД или топливным насосом высокого давления.

Конструкция дизельного двигателя предусматривает наличие сразу двух топливных насосов. Первый из них является ТННД и предназначается для перемещения горючего из бака к ТНВД. Последний, в свою очередь, сжимает полученное топливо и обеспечивает его доставку непосредственно к форсункам двигателя.

Таким образом, выполняемые функции определяются типом двигателя и самого топливного насоса:

· бензонасос карбюратора подает горючее из бака к двигателю без каких-либо манипуляций с давлением;

· бензонасос инжектора, помимо функции транспортирования, еще и нагнетает давление перед впрыском горючего в камеру сгорания, а также дозирует топливо и регулирует периодичность его подачи;

· ТННД дизеля закачивает дизельное топливо из бака в двигатель;

· ТНВД дизельного агрегата выполняет функции, аналогичные бензонасосу инжектора – нагнетает давление, дозирует и определяет режим впрыска топлива в форсунки двигателя.

Классификация

Наиболее часто применяемая классификация топливных насосов – по типу двигателя – была приведена выше. Однако, применяют и другие признаки, позволяющие разделить рассматриваемый механизм на виды. Например, по месту расположения в автомобиле различают погружные насосы, которые устанавливаются прямо в топливном баке, и насосы, монтируемые непосредственно к силовой установке двигателя.

По типу привода топливные насосы делятся на механические и электрические. Первая разновидность применяется в карбюраторных двигателях и старых моделях дизельных агрегатов. Альтернативный вариант используется сегодня намного чаще и устанавливается как в инжекторных бензиновых движках, так и в современных дизельных силовых установках.

Особенности устройства различных видов топливных насосов

Очевидно, что каждая из перечисленных выше разновидностей топливных насосов обладает характерными конструктивными особенностями, предназначена для выполнения разных функций и имеет серьезные отличия в принципе работы. Поэтому целесообразно рассмотреть каждую из них подробнее.

Механический бензонасос карбюратора

Стандартный бензонасос механического типа устанавливается на двигателе – как правило, на блоке цилиндров. Он крепится при помощи обычных винтов. Работа механизма обеспечивается за счет движения так называемого кулачкового эксцентрика.

Устройство механического бензонасоса предусматривает наличие следующих элементов:

• корпус, внутри которого располагают остальные детали;
• толкатель, непосредственно соединенный с кулачком механического привода;
• рычаг и шток, воспринимающие энергию от штока и обеспечивающие функционирование насоса;
• мембрана, которая разделяет внутреннее пространство насоса на две камеры – впускную и выпускную;
• возвратная пружина, предназначенная для возвращения штока в стартовое положение;
• два клапана, установленные на нагнетательном и всасывающем каналах;
• фильтр, который в большинстве моделей также размещается внутри корпуса насоса и предназначен для очистки подаваемого в двигатель топлива.

В современном автомобилестроении механические топливные насосы применяются достаточно редко, что объясняется их более низкой эффективностью, по сравнению с агрегатами с электрическим приводом. Тем не менее, они обладают рядом весомых достоинств, в числе которых: простая и надежная конструкция, а также возможность ручной подкачки топлива, обеспечивающая возможность без проблем завести автомобиль после долгосрочного простоя.

Электрический бензонасос инжектора

Топливные насосы на электрическом приводе устанавливаются не только на бензиновых инжекторах, но и в качестве ТНВД на дизельных двигателях. Востребованность электрических бензонасосов привела к появлению нескольких разновидностей этого типа механизмов, различающихся конструктивными особенностями. В их число входят топливные насосы следующих типов:

• вакуумные
  . Устройство агрегата в целом аналогично описанному выше механическому бензонасосу. Единственным существенным отличием выступает замена эксцентрика на электрический привод. Последний работает как втягивающее реле, имеющее два составных элемента – сердечник и обмотку;
• роликовые. Рабочий узел этого типа топливного насоса состоит из ротора с выполненными специальными пазами, в которые устанавливаются ролики. Перемещение горючего достигается за счет вращения ротора и изменения расстояния между ним и роликами. Электропривод представляет собой обычный двигатель постоянного тока;
• шестеренчатые. Подача и повышение давления горючего в данном случае достигаются за счет вращения ротора, изготовленного в форме шестерни и расположенного эксцентрично к другой шестерне, которая называется статором. Зубья обеих шестерен образуют камеры, объем которых постоянно меняется, благодаря чему создаются перепады давления и обеспечивается подача топлива к двигателю;
• центробежные. Рабочий узел насоса представляет собой колесо, оснащенное лопастями. За счет их движения создаются завихрения, в результате чего горючее транспортируется от всасывающего канала к нагнетательному;
• плунжерные. Подобная конструкция топливного насоса редко используется для бензиновых двигателей и намного чаще применяется в дизельных силовых установках в ТНВД. Основу механизма составляют плунжерные пары, состоящие из гильзы и поршня, которые приводятся в движение кулачковым валом. Перемещение плунжера нагнетает давление в пространстве над ним и обеспечивает подачу топлива к форсункам двигателя.

Электрические бензонасосы делятся на два типа – выносные и погружные. Первая разновидность устанавливается на кузове транспортного средства, а вторая – монтируется непосредственно в топливном баке. В современных моделях автомобилей чаще применяются именно погружные топливные насосы. Ключевые преимущества такого расположения – отсутствие возможности так называемого «сухого хода» и охлаждение агрегата за счет погружения в рабочую жидкость.

ТННД дизеля

Топливный насос низкого давления дизельного двигателя предназначен для выполнения одной функции – транспортировка топлива из бака к ТНВД. На старых моделях силовых установок в подобном качестве использовались механические топливные насосы. Современные дизельные агрегаты предусматривают использование ТННД на электроприводе.

ТНВД дизельного двигателя

Главной особенностью дизельного двигателя выступает подача топлива под высоким давлением. Для успешного выполнения этой функции используются ТНВД. Современные модели топливных насосов этого типа предназначены для решения еще двух важных задач, к числу которых относятся: дозировка горючего и регулирование периодичности его впрыска в камеры сгорания. Именно успешное осуществление трех перечисленных функций в значительной степени определяет эффективность и КПД при эксплуатации дизельной силовой установки.

Основным рабочим узлом ТНВД дизельного двигателя является плунжерная пара. Ее устройство состоит из двух элементов – поршня или плунжера, который перемещается внутри гильзы, нередко называемой втулкой. Для изготовления плунжерной пары применяются высокопрочные стали, а рабочие поверхности деталей выполняются с высокой точностью и тщательно обрабатываются.

В результате достигается герметичность примыкания при одновременном обеспечении возможности перемещения поршня внутри втулки.

В современном автомобилестроении используются три разновидности ТНВД:

• классическая. Устройство и принцип действия в целом напоминает описанный выше бензонасос инжектора. Горючее подается посредством плунжерных пар непосредственно к форсункам дизельного двигателя;
• система насос-форсунка или pump-dus. Главной конструктивной особенностью ТНВД этого типа является наличие специального подкачивающего устройства, установленного на каждой форсунке. Это позволяет увеличить мощность двигателя по сравнению со стандартным ТНВД на 5-6%. Минусом системы выступает требовательность к качеству используемого двигателем дизельного топлива;
• система common rail. Самая прогрессивная разновидность ТНВД дизельных агрегатов, широко применяемая в последние годы. Устройство топливного насоса этого типа предусматривает наличие общей рампы, из которой топливо под очень высоким давлением подается непосредственно к форсункам. Использование common rail обеспечивает максимально высокий КПД дизеля, который совмещается с экономичностью и экологичностью его эксплуатации.

Ресурс и основные неисправности топливных насосов

Независимо от вида топливного насоса главным фактором, влияющим на долговечность механизма, выступает качество используемого в процессе эксплуатации горючего. Это в равной степени касается как бензиновых, так и дизельных агрегатов. Основной проблемой, возникающей при работе насоса в подобной ситуации, становится загрязнение отдельных деталей топливной системы. Частичным решением данной проблемы становится использование и регулярная замена эффективных фильтров очистки.

Другой часто причиной неисправности топливного насоса погружного типа является эксплуатация двигателя при малом количестве топлива в баке. В этом случае затрудняется охлаждение агрегата, что приводит к его перегреву, снижению эффективности и, в самом худшем случае, попросту выходу из строя.

В качестве основных критериев, позволяющих диагностировать неисправность топливного насоса автомобиля, выступают следующие признаки:

• трудности с запуском двигателя;
• повышенный расход горючего и увеличение объема выхлопных газов;
• уменьшение мощности двигателя на высоких оборотах или перепады в работе силовой установки;
• возникновение посторонних звуков при запуске и работе бензинового или дизельного двигателя.

Современное диагностическое оборудование эффективно выявляет возможные проблемы на ранних стадиях. Это позволяет принять необходимые меры по их устранению, в результате чего при небольшом уровне расходов существенно увеличивается нормативный срок службы топливного насоса. Кроме того, удается избежать намного более серьезных затрат на ремонт и замену пришедших в негодность узлов или деталей.

что это, почему не работает и как проверить :: Autonews

Фото: Shutterstock

adv.rbc. ru

Читайте также

Бензонасос перекачивает топливо из бака в двигатель и поддерживает необходимое для работы всей системы давление. Как правило, он не требует регулярного обслуживания на ТО и при правильном уходе способен прослужить не одну сотню тысяч километров. Поломка топливного насоса обычно фатальна — ведь при полном выходе из строя автомобиль попросту не заведется. Разбираемся, какие бензонасосы существуют и как понять, что с ним что-то не так.

1. Что такое
2. Где находится
3. Как работает

   • Механический
   • Электрический
   • ТНВД и ТННД

4. Признаки неисправности
5. Как продлить срок службы бензонасоса

adv.rbc.ru

Что такое бензонасос

Бензонасос или топливный насос — один из главных элементов топливной системы автомобиля с двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Он отмеряет необходимое количество топлива, будь то бензин или дизель, и подает его под нужным давлением к карбюратору или форсункам. По типу привода они делятся на две большие группы:

• Механические — приводятся в движение механической энергией. Обычно работают в паре с карбюраторными двигателями или устанавливаются в качестве вспомогательных, например, на некоторых дизельных моделях.
• Электрические — сегодня это самый распространенный вариант. Им оснащаются все современные автомобили с инжекторными ДВС. Питает работу такого насоса электромотор.

В зависимости от типа двигателя и способа подготовки зажигательной смеси бензонасос выполняет следующие функции:

• перекачка топлива из бака к силовому агрегату;
• нагнетание и поддержание необходимого давления в топливопроводе;
• регулировка впрыска в зависимости от нагрузок, скорости работы ДВС.

Где находится бензонасос

В теории бензонасос может располагаться в любом месте топливопровода, но на практике распространены три позиции: на самом двигателе (например, в карбюраторных ДВС), рядом с топливным баком или внутри него (погружной).

Таким образом, искать бензонасос нужно под капотом или в задней части автомобиля. В последнем случае иногда добраться до модуля можно непосредственно из салона — специальный лючок, закрывающий устройство, спрятан под задними пассажирскими сиденьями. Реже доступ осуществляется через багажник или только после снятия бензобака.

Как работает бензонасос

Несмотря на то, что все бензонасосы выполняют одну и ту же задачу (доставляют топливо в мотор), делают они это по-разному. Например, с высоким или низким давлением, непосредственно в форсунки или в камеру карбюратора. Различаются модули и строением, особенно многообразны электрические устройства. Механические в этом плане — одни из самых простых. Вот особенности каждого из них:

Механический бензонасос карбюратора

Предназначен для подачи топлива из бака в поплавковую камеру карбюратора. Самый распространенный вариант — диафрагменный. Приводится в действие от кулачкового эксцентрика распредвала (иногда вала маслонасоса) и крепится сбоку двигателя. Плюсы такого механизма в простоте и надежности конструкции. При необходимости топливо в камеру можно подкачать вручную. Существенный минус механических бензонасосов в том, что они не могут создать давление, которое необходимо для инжектора современных автомобилей.

Фото: Shutterstock

Электрический бензонасос инжектора

Электрический бензонасос, в отличие от механического (который начинает прокачивать топливо при движении распредвала), включается как только водитель поворачивает ключ зажигания. В этот момент электроника, еще до начала прокручивания стартера, запускает работу насоса и в системе нагнетается нужное давление.

Большинство электробензонасосов современных авто — погружного типа, то есть устанавливается непосредственно в топливный бак. У такого решения есть свое преимущество. Находясь в смеси механизмы бензонасоса, нагревающиеся в момент работы, не только смазываются, но и охлаждаются. И не надо бояться взрыва. Несмотря на то, что электрическое устройство находится в потенциальной горючей среде, погружные насосы безопасны. Дело в том, что топливном баке попросту нет такого количество воздуха, который привел бы к воспламенению даже если возникнет искра на щетках моторчика.

Конструктивно электробензонасосы состоят из двух частей — двигателя, работающего от сети 12В, и насосного модуля. Первый, как правило, универсален, а вот строение второго отличается. Сегодня существует несколько основных типов таких устройств:

• Мембранный. Устроен по аналогии с механическим модулем с той лишь разницей, что привод у него электрический.
• Роторный. Бывают лопастными или роликовыми. Как следует из названия, основной элемент такой системы — ротор, в пазах которого установлены ролики или плоские лопасти. По мере вращения они захватывают топливо со стороны всасывания и, проходя выпускное отверстие, выбрасывают смесь в систему.
• Шестеренчатый. В таком бензонасосе используются две разноразмерные шестерни. Благодаря этому в момент вращения между ними образуется камера, в которую сначала засасывается, а потом выталкивается топливо.
• Турбинный. В таком бензонасосе перекачка топлива происходит за счет вращения крыльчатки (турбины) с большим количеством лопастей. В момент работы лопасти создают завихрения, которые всасывают топливо дальше в систему.

Дизельные топливные насосы

В дизельных автомобилях, как правило, устанавливаются сразу два топливных насоса. Первый отвечает за подкачку топлива под низким давлением (ТННД) и может быть как механическим, так и электрическим. Второй называется ТНВД, (топливный насос высокого давления), он нагнетает топливо напрямую в ДВС. Главными рабочими элементами в этом случае выступают плунжерные пары (поршень и гильза). Когда поршень двигается по гильзе над ним нагнетается высокое давление, за счет чего происходит всасывание и выталкивание топлива. В зависимости от того, как расположены и работают плунжеры, выделяют три типа насосов:

• Рядный. Каждая насосная секция подает топливо определенный цилиндр.
• V-образный. Плунжеры расположены в два ряда под углом от 75 до 120 градусов друг к другу.
• Распределительный. Одна плунжерная пара равномерно распределяет топливо по всем цилиндрам.

Фото: aliexpress.ru

Почему бензонасос не работает: признаки неисправности

Несмотря на то, что бензонасос довольно износостойкий узел, его поломки все же случаются. На это влияет много факторов — качество топлива, стиль езды, например, с пустым баком и пр. В случае полного выхода из строя бензонасоса автомобиль просто не поедет, поэтому важно вовремя заметить симптомы, указывающие на то, что в топливной системе могут быть проблемы. Вот наиболее распространенные из них:

• Трудный старт. Если топливный насос не перекачивает бензин из бака в двигатель, то возникнут проблемы с запуском мотора. Машина будет с трудом заводиться и работать из-за нехватки нужного давления и топлива в системе.
• Шум из топливного бака. Неисправный бензонасос может издавать громкий свистящий звук. Нормальный рабочий шум для этого модуля — низкий гул. Высокие тональности указывают на наличие проблемы.
• Двигатель глохнет, троит. На самом деле причин этой неисправности может быть много, но поломка бензонасоса — одна из них. Из-за недостаточного количества топлива обороты двигателя начинают плавать, а под капотом возникают неприятные вибрации.
• Остановка автомобиля. Если двигатель не получает бензин от насоса, вероятность того, что он заглохнет и не заведется — почти 100%. Но, как правило, такая поломка не происходит спонтанно и ей предшествуют симптомы.
• Повышенная температура двигателя. Если топливный насос не подает в двигатель необходимое количество топлива, силовой агрегат перегружается. Как результат, водитель увидит растущую температуру двигателя на приборной панели.
• Нестабильная работа под нагрузкой. В случае экстремального вождения или сильного перегруза, любая неисправность в топливном насосе не замедлит о себе напомнить. Автомобиль будет плохо набирать скорость, ехать с рывками или глохнуть — хотя, эти же признаки могут говорить и о других проблемах.

Как продлить срок службы бензонасоса

Как правило, бензонасосы это довольно прочная конструкция, но и они выходят из строя. Причин для этого много — от дефектов самого модуля до некачественного топлива. Чтобы продлить срок службы бензонасоса (или хотя бы попытаться это сделать), стоит придерживаться нескольких несложных правил:

1. Не ездить с пустым баком

Частый недостаток бензина может быть особенно вреден для топливного насоса и всей системы в целом. Поскольку бензин частично отвечает за охлаждение насоса, лучше не опускаться ниже отметки четверти бака.

2. Заправляться на проверенных АЗС

Качественное топливо — еще один ключевой фактор исправной работы всей топливной системы и бензонасоса. Старайтесь выбирать проверенные АЗС, а лучше заправляться всегда в одном и том же месте.

3. Держать бензобак в чистоте

Попадание любых инородных предметов — песка, грязи, пыли и особенно воды — губительно для топливопровода. Чтобы быть уверенным, что бензобак чист от примесей и отложений, периодически можно проводить его промывку.

4. Регулярно менять фильтры

Топливные фильтры меняют согласно графику ТО. Если случился внеплановый ремонт одного из элементов топливной системы — сопутствующая замена фильтров грубой и тонкой очистки будет не лишней.

5. Следить за исправностью электрики

Поскольку большинство современных бензонасосов работают от электромотора, то нарушение контакта или повышения напряжения в сети может вывести узел из строя. Поэтому при любых подозрениях на неисправность электропроводки, лучше обратиться в сервис.

• Тормозной суппорт: как устроен и чем важен
• Система ABS: что это такое и как работает?
• Климат-контроль vs кондиционер: чем отличаются, как работают, что лучше

Бензиновые системы прямого впрыска топлива

Концепция впрыска бензина непосредственно в цилиндры двигателя была изобретена шведским инженером Йонасом Хессельманом в 1925 году. Во время Второй мировой войны Германия начала оснащать некоторые свои истребители системой прямого впрыска топлива для предотвращения остановки двигателя. во время скоростных маневров в воздухе. После Второй мировой войны отечественные и импортные производители автомобилей обнаружили, что их попытки механического впрыска бензина непосредственно в цилиндры двигателя были крайне ограничены современными технологиями. Но, несмотря на ряд проблем, связанных с популярным внедрением системы непосредственного впрыска бензина (GDFI), кажется, что большинство ошибок было устранено, и концепция открыла двери для ряда эксплуатационных улучшений.

ИСТОРИЧЕСКАЯ ПЕРСПЕКТИВА
Большинство специалистов по запчастям помнят, что система впрыска дроссельной заслонки (TBI) была одной из первых отечественных систем впрыска топлива, появившихся на рынке. Основная идея TBI состоит в том, чтобы создать систему впрыска топлива, которая могла бы легко заменить карбюратор в существующих двигателях. Для TBI требовался простой компьютер, способный управлять одной или двумя топливными форсунками, распыляющими топливо непосредственно в поток воздуха, поступающий во впускной коллектор. Датчик положения дроссельной заслонки (TPS), датчик температуры охлаждающей жидкости (CTS), датчик абсолютного давления во впускном коллекторе (MAP) и датчик кислорода (O2) были основными датчиками, необходимыми для точного управления подачей топлива в двигатель. Топливо подавалось в двигатель топливным насосом в баке и регулировалось регулятором давления топлива, встроенным в узел TBI.

Несмотря на то, что TBI был чрезвычайно простым, капли топлива отделялись от воздушного потока по мере того, как всасываемый заряд следовал за изогнутыми внешними окружностями впускных каналов. Образовавшийся «влажный поток» или струя жидкого топлива по впускным каналам создавал неравномерное распределение топлива по цилиндрам двигателя.

Чтобы уменьшить расход жидкости и, таким образом, улучшить распределение топлива между цилиндрами, отечественные производители автомобилей внедрили многоточечный впрыск (MPI) на ограниченном количестве автомобилей более высокого класса. Поскольку федеральное правительство установило более строгие стандарты выбросов выхлопных газов и экономии топлива, MPI стала предпочтительной топливной системой для всех отечественных и импортных производителей. Для дальнейшего улучшения распределения топлива цикл впрыска топлива в конфигурациях MPI может быть синхронизирован с открытием впускного клапана двигателя, что еще больше снижает эффект влажного потока во впускных каналах и цилиндрах. К сожалению, распределение топлива внутри цилиндра имело тенденцию оставаться неравномерным, что приводило к незначительной неэффективности сгорания топлива от цилиндра к цилиндру.

ПРЯМОЙ ВПРЫСК ТОПЛИВА
Поскольку автопроизводители должны постоянно соответствовать более строгим федеральным стандартам выбросов выхлопных газов и корпоративной экономии топлива (CAFE), концепция непосредственного впрыска бензина была усовершенствована до такой степени, что эта некогда экзотическая технология теперь предлагается. на нескольких популярных транспортных платформах. Базовая конфигурация GDFI почти такая же, как у обычных систем MPI. Фактически, единственным видимым отличием может быть механический топливный насос высокого давления, установленный на одной из крышек верхнего распределительного вала двигателя.

Большинство систем GDFI включают обычный встроенный в бак модульный электрический топливный насос, который подает нормальное давление топлива на механический насос высокого давления, установленный на двигателе. Отдельный модуль топливного насоса также можно использовать для регулирования скорости и давления насоса в баке.

Давление топливного насоса высокого давления контролируется модулем управления силовым агрегатом (PCM) с помощью датчика и может регулироваться путем изменения объема топлива, поступающего на вход насоса. В то время как удельное давление варьируется в зависимости от различных транспортных средств, большинство насосов высокого давления способны создавать давление топлива не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм. Эти чрезвычайно высокие уровни давления топлива необходимы для преодоления давления сжатия и сгорания внутри цилиндра и для впрыска относительно большого объема топлива непосредственно в цилиндр за очень короткий промежуток времени.

В некоторых случаях купол поршня содержит углубление в форме пончика, которое формирует поступающее топливо в виде «тороидального» или круглого шлейфа. Когда двигатель работает в режиме обедненной смеси, тороидальный шлейф позволяет топливу сгорать с воздухом гораздо более контролируемым и эффективным образом.

Для систем GDFI требуются пьезоэлектрические топливные форсунки, способные быстро открывать игольчатые клапаны форсунок при давлении топлива более 2000 фунтов на квадратный дюйм. В отличие от обычных соленоидных топливных форсунок, в пьезоэлектрических топливных форсунках используется набор кристаллических пластин, которые расширяются при подаче электричества. Физическое расширение этих пластин заставляет игольчатый клапан открываться при чрезвычайно высоком давлении топлива. Пьезоэлектрические топливные форсунки работают очень быстро и точно, особенно при высоких оборотах двигателя и давлении топлива.

ПРЕИМУЩЕСТВА GDFI
Наиболее непосредственными преимуществами впрыска бензина непосредственно в цилиндр двигателя являются повышенная экономия топлива и мощность. Поскольку дополнительные функции, такие как изменение фаз газораспределения, изменяемая длина или «настроенные» впускные коллекторы и турбонаддув, могут повлиять на то, как GDFI используется в конкретных приложениях, я буду обсуждать следующие режимы работы GDFI в общих чертах.

Двигатель GDFI может работать в стехиометрическом режиме, на полной мощности и на обедненной смеси. В стехиометрическом режиме 14,7 единиц воздуха смешиваются с 1 единицей бензина (соотношение воздух/топливо 14,7:1) по весу, чтобы создать химически правильную реакцию, которая теоретически производит только углекислый газ (CO2) и воду (h3O). В режиме полной мощности соотношение воздух/топливо смешивается между 13:1 и 14:1 для достижения наибольшей мощности. Эта немного более богатая воздушно-топливная смесь снижает детонацию и смягчает другие проблемы, ограничивающие выходную мощность. Ультрабедная обедненная смесь включает в себя любое соотношение воздух/топливо выше стехиометрического соотношения 14,7:1. Точное сверхбедное соотношение воздух/топливо очень сильно зависит от применения автомобиля, но может превышать 50:1.

Стратегия работы с послойным впрыском топлива (FSI) также может использоваться для повышения экономии топлива. Стратифицированное соотношение воздух/топливо может быть создано путем впрыска обедненной воздушно-топливной смеси в цикл рабочего такта сразу после того, как происходит начальное «обогащенное» сгорание. Из-за различных эксплуатационных проблем, включая износ выпускного клапана, послойный цикл зарядки имеет ограниченное применение в большинстве приложений.

Непосредственный впрыск бензина также позволяет инженерам запускать двигатель, впрыскивая топливо в цилиндр, находящийся в состоянии покоя на рабочем такте. Топливо, впрыскиваемое в цилиндр, затем воспламеняется свечой зажигания, которая создает давление сгорания, толкающее поршень вниз. Следующий цилиндр в последовательности запуска берет на себя поддержание вращения коленчатого вала до тех пор, пока двигатель не достигнет скорости холостого хода.

Этот аспект GDFI позволяет инженерам управлять двигателем в микрогибридном режиме, что позволяет PCM выключать двигатель на светофоре, а затем снова запускать его, когда педаль газа прикладывается к дроссельной заслонке. Эта особая функция «стоп-старт» снижает количество расходуемого топлива, поддерживая работу двигателя, когда автомобиль временно останавливается.

Наконец, скрытая теплота испарения топлива, впрыскиваемого непосредственно в цилиндр, фактически охлаждает поверхности поршня и головки цилиндра. Этот технический дивиденд позволяет инженерам увеличить степень сжатия примерно с 9.5:1 до 14:1, что значительно увеличивает мощность и экономию топлива.

ТЕКУЩИЕ ПРОБЛЕМЫ GDFI
Поскольку вычислительная мощность и скорость современных PCM были значительно увеличены, большинство диагностических средств GDFI основаны на сканирующем инструменте. Другими словами, не ищите диагностику на основе симптомов для решения проблем с автомобилями GDFI. Когда в 1996 году Mitsubishi широко представила свои системы прямого впрыска бензина (GDI), большинство первоначальных проблем было вызвано топливом, состав которого был неправильным для систем прямого впрыска топлива. Самой последней проблемой в современных системах GDFI является образование нагара на седлах впускных клапанов, что вызывает потерю герметичности клапанов, что, в свою очередь, вызывает проблемы с пропусками зажигания в цилиндрах.

Поскольку GDFI впрыскивает бензин непосредственно в цилиндры, поступающее топливо не очищает клапаны. Большая часть этого образования нагара вызвана масляным туманом, выходящим из системы принудительной вентиляции картера (PCV) и системой рециркуляции отработавших газов (EGR), поступающей во впускной коллектор. Наконец, механические топливные насосы высокого давления, по-видимому, являются ранней точкой отказа современных серийных автомобилей. Как и в случае с любой системой впрыска топлива под высоким давлением, помните, что система подающего насоса также должна работать правильно, прежде чем можно будет проверить механический насос.

Все специалисты по запчастям также должны знать, что многим производителям может потребоваться полная замена топливной рампы при замене одной топливной форсунки. Поскольку топливные рампы должны безопасно выдерживать давление топлива не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм, рампы и другие указанные детали должны быть заменены по соображениям безопасности. Как и в случае с любой новой технологией, информационная система обслуживания профессионального уровня жизненно важна для успешной диагностики первоначальной проблемы и успешного завершения ремонта.

Гэри Гомс — бывший преподаватель и владелец магазина, который по-прежнему активно работает в сфере послепродажного обслуживания. Гэри является сертифицированным ASE главным автомобильным техником (CMAT) и получил сертификат расширенных характеристик двигателя L1. Он также является выпускником Университета штата Колорадо и состоит в Ассоциации автомобильного обслуживания (ASA) и Обществе автомобильных инженеров (SAE).

Утраченное искусство механического впрыска топлива

Группа разработчиков медиаплатформ

Представьте себе старые заводные настольные часы. Теперь скрестите его с бензиновым двигателем, добавив крошечный коленвал и поршни. Добавьте несколько кусочков Бака Роджерса, чтобы он выглядел как тостер Руба Голдберга. Поток бензина через него при сотнях фунтов на квадратный дюйм. Наконец, наладьте весь этот беспорядок — может быть, подачу масла, некоторые сбалансированные детали — чтобы он не гремел во время использования.

Поздравляем! Вы построили механический топливный насос, который был еще до появления цифровых двигателей. Думайте об этом как о заводном утверждении «если-то»: «если» — это состояние двигателя, физически сообщаемое насосу с помощью нескольких аналоговых датчиков и рычагов. «Затем» — это подача топлива.

Группа разработчиков медиаплатформ

В общем, так работает современная система управления двигателем во всех автомобилях, от Ford до Ferrari. Разница в процессе. В современных автомобилях используются электронные датчики и форсунки с компьютерным управлением. Механический FI — это мозг и мышцы в одной коробке, единый орган, отвечающий и за логику, и за распределение. И до конца 1960-х годов, если вы хотели машину без карбюратора, это был ваш единственный выбор.

Уэс Ингрэм и его деловой партнер Херб Сэнборн вместе занимаются восстановлением и модификацией механических ТНВД для винтажных автомобилей Alfa Romeo. Ингрэм занимается этим с восьмидесятых годов, когда, по его словам, «машины все еще ездили каждый день». Сэнборн, океанограф на пенсии, присоединился к нему в 2000 году. Мы посетили их вашингтонский магазин Ingram Enterprises, потому что это один из немногих центров такой работы. Кроме того, потому что система впрыска SPICA присутствует на каждой модели Alfa на американском рынке начиная с 19с 69 по 1981 год — широко очерняется. И, таким образом, хороший способ проиллюстрировать тьму и свет технологии.

Группа разработчиков медиа-платформ

Как и многие автопроизводители, Alfa Romeo неохотно пришла к впрыску топлива, чтобы сохранить производительность при минимальных выбросах. Согласно легенде, карбюраторные автомобили Alfa не прошли проверку Агентства по охране окружающей среды на нюх в 1968 году, поэтому марка исчезла на год. Когда он вернулся, он представил линейку автомобилей с версией гоночного впрыска, которую можно найти на прототипах, таких как T33. Выходная мощность не изменилась, и большинство Alfa в остальном мире сохранили углеводы. Некоторые эксперты по каперам утверждают, что затраты на разработку насоса были того же порядка, что и двигатель легендарного купе GTV фирмы.

Дизельное топливо ведет себя иначе, чем бензин, но, как и большинство европейских ТНВД, SPICA напоминает дизельный агрегат. Насос приводится ременным приводом от коленчатого вала при половинной частоте вращения двигателя. Он своевременно подает топливо под высоким давлением к одной форсунке на каждом впускном отверстии. Каждый из них, по сути, представляет собой подпружиненный клапан, который открывается только при попадании жидкости при определенном давлении в фунтах на квадратный дюйм.

Ранние гоночные системы впрыска были почти бинарными, нацеленными на максимальную мощность без учета управляемости. Таким образом, интеллект SPICA заключается не в том, что он качает топливо, а в том, как. Сам насос представляет собой гидравлическое устройство: один поршень на цилиндр, нагнетающий бензин и приводимый в действие крошечным шатуном. Что делает его выход линейным с оборотами. Но поскольку топливный аппетит газового двигателя не является линейным — и здесь вы можете винить все, от законов физики до настроек, — насос должен компенсировать это.

Команда разработчиков медиа-платформ

Чтобы правильно объяснить, как это происходит, потребовалась бы книга. Но в целом сложный трехмерный кулачок находится в задней части насоса. Он движется вперед и назад с частотой вращения под действием центробежной силы и вращается в осевом направлении с помощью рычажного механизма, соединенного с педалью газа. Толкатель на этом кулачке перемещает зубчатую рейку, которая вращает плунжеры насоса, изменяя подаваемый ими объем. Несколько механических компенсирующих устройств еще больше изменяют геометрию толкателя в зависимости от таких факторов, как температура охлаждающей жидкости и атмосферное давление.

Все это выглядит так, как будто Леонардо да Винчи пытался создать искусственное сердце, но потерпел неудачу и вместо этого переключился на гироскопы. Пока грузится на граппу. При снятых панелях доступа практически невозможно отвести взгляд.

Множество захватывающих деталей. Возьмите плунжеры. Они работают в стальных бочках с микронным зазором. Никакие уплотнения не отделяют их от масла в поддоне насоса. Только их посадка сдерживает 400 фунтов на квадратный дюйм топлива, которое они могут производить. Все это для марки, в которой несоответствия производства означают, что панели кузова не всегда подходят при смене автомобилей.

Забудьте об этом на мгновение.

Команда разработчиков медиаплатформ

Ingram и Sanborn восстанавливают более 120 насосов в год. Сохраните несколько стандартизированных деталей, все придется утилизировать или изготовить. («В восьмидесятые не было даже запчастей, — говорит Ингрэм. — Фабрика не хотела, чтобы кто-то возился с ней».) Изношенные поршни тщательно подгоняются вручную к их стволам из запасных частей. Поскольку их зазоры, по сути, не поддаются измерению, работа должна выполняться на ощупь, при этом процент брака составляет примерно 50 процентов. Потоковый стенд обеспечивает равномерный выход. При восстановлении в автоспорте смесь изменяется путем ручной настройки формы кулачка насоса или его соединения — результаты основаны либо на опыте, либо на реальных пробах и ошибках на динамометре.

«Раньше люди заменяли эти продукты углеводами, потому что не понимали их», — говорит Инграм. «Половина новых автомобилей не работала должным образом, но фабрика боялась Агентства по охране окружающей среды и не хотела, чтобы механики знали слишком много.