Как работает топливная система дизельного двигателя: Топливная система дизельного двигателя – устройство и поломки + видео » АвтоНоватор

Устройство топливной системы состоит из следующих элементов:

• Фильтр грубой и тонкой очистки;
• Топливный бак;
• Подкачивающий насос;
• Топливный насос высокого давления;
• Форсунки.

В зависимости от конкретной модификации силового агрегата топливная система дизельного двигателя может иметь различные дополнительные элементы. Автовладельцу лишь необходимо знать какая компрессия должна быть в моторе его автомобиля.

Устройство системы питания у дизельного двигателя отличается простотой.

Принцип работы следующий:

1. Из бака топливо при помощи топливного насоса высокого давления и дополнительного подкачивающего насоса помпового или шестеренчатого типа заканчивается в систему, проходя первоначально через фильтр грубой очистки, в котором из топливной смеси удаляются крупные включения.
2. Непосредственно перед топливным насосом располагается уже фильтр тонкой очистки.
3. Топливо через форсунки попадает в цилиндры, где под действием высокого давления, которое возникает за счет движения поршней, воспламеняется, что и приводит в движение поршни и коленвал.

ТНВД

За создание в системе колоссального давления отвечает ТНВД. Для начала разберем, что такое ТНВД. Большинство модификаций таких топливных насосов высокого давления приходит в движение от вращающегося вала, который связан с распредвалом. Конструкция топливного насоса высокого давления состоит из нескольких секций, число которых соответствует количеству цилиндров.

Подобная сложная конструкция этого узла обуславливает высокую стоимость этой запчасти. Поэтому ремонт ТНВД приводит к существенным затратам автовладельца.

Непосредственно за подачу топлива в ТНВД отвечает подкачивающий насос, который забирает солярку из топливного бака. За дополнительное увеличение давления в системе отвечает специальный плунжер, который конструктивно находится за насосом высокого давления. Этот плунжер нагнетает топливо в форсунки, которые распыляют мельчайшие частички солярки внутри камеры сгорания.

Следует сказать, что использование сразу нескольких фильтрующих элементов обусловлено зависимостью долговечности и беспроблемности эксплуатации силового агрегата от качества используемого топлива. Именно поэтому вопросам качества используемой солярки необходимо уделить должное внимание.

Сегодня не редкость изготовление топлива с большим содержанием серы. Удалить из топлива такую серу с помощью фильтрующих элементов невозможно. Тогда как такая сера в солярке приводит к появлению нагара в топливной системе дизельного двигателя.

Форсунки

Большинство современных моделей дизелей используют специальные форсунки высокого давления, которые позволяют максимально качественно распрыскивать топливную смесь внутри цилиндра. Следует сказать, что чем мельче частички топливной смеси, тем устойчивее работа силового агрегата.

Современные форсунки изготавливаются с многочисленными отверстиями, поэтому распыление топливной смеси происходит во всех направлениях равномерно. Такие форсунки в процессе эксплуатации автомобиля могут выходить из строя, что приводит к необходимости их замены.

Причиной выхода из строя форсунок может также стать некачественная солярка, тогда как стоимость таких запчастей может находиться на достаточно высоком уровне.

Подача топлива в камеру сгорания выполняется форсунками под колоссальным давлением. В том числе и за счет такого высокого давления создаваемого форсунками происходит воспламенение топливной смеси.

“Именно в высоком давлении в системе и состоит основное отличие дизельного силового агрегата от бензинового мотора. Если в бензиновых силовых агрегатах воспламенение бензина происходит за счет искры от свечей зажигания, то в дизелях смесь воспламеняется самостоятельно за счет высокого давления.

Турбины

Большинство модификаций современных моторов используют дополнительные турбины, которые позволяют существенно повысить мощность силового агрегата. Отдельные силовые агрегаты оснащаются двумя, тремя и даже четырьмя такими турбинами. Использование таких небольших по объему нагнетателей позволяет одновременно улучшить показатели мощности и избавляет от характерной турбоямы, которая проявляется в существенной задержке ускорения при нажатии на педаль газа.

Современные турбированные дизели по мощности даже превосходят атмосферные бензиновые силовые агрегаты. При этом, по показателям топливной экономичности, они на 20-30% лучше, нежели чем бензиновые моторы.

В то же время следует сказать, что наличие турбины может отрицательно сказаться на показателях надежности силового агрегата. Во время работы турбина может вращаться с высокой скоростью, и при этом на этот узел неизменно приходится повышенная нагрузка. Поэтому не редкость поломки, которые вызваны усталостью этого узла, а также использованием некачественного масла.

Следует сказать, что устройство турбины дизельного двигателя отличается повышенной сложностью, и в большинстве случаев устранение таких неполадок заключается в замене вышедшего из строя элемента.

Тюнинг

Чип тюнинг дизельных двигателей может выполняться как путем перепрограммирования блока управления, так и за счет изменения давления турбины.

Следует сказать, что чип тюнинг дизельного двигателя отличается простотой и имеет доступную стоимость. При этом он позволяет существенным образом увеличить показатели мощности мотора без снижения его ресурса работы.

Отметим, что для качественной работы такого чипованного силового агрегата необходимо удалить катализаторы или поставить их обманки. Следует помнить о том, что чип тюнинг дизельного двигателя должен выполнять исключительно опытный специалист, который знает, какая компрессия должна быть в моторе.

В настоящее время существуют различные программы увеличения мощности силового агрегата путем перепрограммирования его блока управления. В данном случае имеется возможность как легкого тюнинга, так и кардинальное увеличение мощности.

Автор статьи:

Николаев Сергей

Автомеханик

Читать автора

Оценка статьи:

↑ 2 ↓

Поделиться с друзьями:

Задать вопрос

x

Заявка на обзор двигателя

x

Напишите название двигателя. Когда мы сделаем на него обзор, вам придет уведомление на e-mail.

Стать автором

x

Почитать позже

x

Получить файл

x

Хочу получать интересные материалы на почту

Отправить на email

x

Получите возможность ознакамливаться с интересными материалами сайта.

Хочу получать интересные материалы на почту

x

Прочитать позже

Поделиться с друзьями:

Оценка статьи:

↑ 2 ↓

Комментировать

Понравилась статья? Хочешь получать больше интересной информации? Подпишись!

Dvigatels.ru

x

Понимание основ дизельных топливных систем – Kendrick Oil

Нефтепродукты являются основным источником топлива для транспортных систем. Вы, вероятно, видели новости о транспортных средствах с «водородным» и «электрическим» приводом, но эти источники все еще находятся в зачаточном состоянии. Бензин является основным источником топлива для автомобилей, грузовиков и других пассажирских транспортных средств, но обычные бензиновые системы — не единственные доступные системы. Дизельные системы являются предпочтительными типами для коммерческого транспорта, грузовых судов и поездов.

Бензиновые и дизельные топливные системы

Теоретически бензиновые и дизельные топливные системы очень похожи. Оба они являются двигателями внутреннего сгорания и оба преобразуют химические реакции в механическую энергию. Обе системы используют серию поршней для сжатия топлива и воздуха перед их воспламенением. Разница между двумя системами заключается в том, как в них создается энергия.

В бензиновом двигателе газ и воздух смешиваются, затем сжимаются и воспламеняются от искры свечи зажигания. В дизельном двигателе воздух сжимается, а затем вводится бензин. Когда воздух сжимается, он нагревается, и сжатый воздух воспламеняет газ.

Различия между бензиновыми и дизельными топливными системами не ограничиваются способами сжигания. Обе системы также используют совершенно разные виды топлива. Дизель тяжелее и маслянистее бензина, поэтому испаряется медленнее. Кроме того, дизель выбрасывает меньше соединений, связанных с глобальным потеплением, таких как CO2 и метан. Однако дизельное топливо выделяет больше соединений азота, что связано с кислотными дождями и смогом.

Так как дизельные двигатели подмешивают топливо после сжатия воздуха, они могут лучше контролировать, сколько топлива используется. Фактически, эти двигатели считаются одними из самых экономичных транспортных систем. Вот почему автомобили с дизельными системами доминируют в коммерческой и грузовой отраслях.

Компоненты дизельных топливных систем

Базовая дизельная топливная система состоит из пяти основных компонентов. Это бак, топливный насос, фильтры, ТНВД и форсунки.

Топливные баки дизельных систем обычно изготавливаются из алюминиевых сплавов или листового металла. Баки спроектированы так, чтобы содержать дизельное топливо и выдерживать его долгосрочное коррозионное воздействие.

Перекачивающий насос всасывает дизельное топливо из бака и подает его в ТНВД. Перекачивающий насос обычно располагается снаружи топливного бака или на задней части ТНВД. В некоторых случаях перекачивающие насосы также располагаются внутри резервуара.

Дизель, как и бензин, всегда содержит примеси, которые могут повредить систему сгорания. Тот факт, что дизель очищается, хранится, перевозится на грузовиках, а затем снова хранится на заправочных станциях, гарантирует попадание загрязняющих веществ в топливо. Для решения этих проблем между перекачивающим насосом и системой впрыска устанавливаются фильтры. Фильтр удаляет грязь и другие загрязнения, которые могут легко повредить систему впрыска топлива.

ТНВД сжимает топливо перед впрыском. Форсунки впрыскивают дизельное топливо в камеры сгорания цилиндров. Камера сгорания позволяет автомобилю преобразовывать миниатюрное сгорание (взрыв) в механическую энергию, которая вращает колеса автомобиля.

Компания Kendrick Oil занимается оптовой продажей широкого спектра топлива, включая дизельное топливо и обычный бензин. Если вашему бизнесу требуется топливо оптом или вы хотите узнать больше о наших продуктах и ​​услугах, позвоните нам по телефону (800) 299-3991. Вы также можете связаться с нами по электронной почте для получения подробной информации. У нас есть офисы в Техасе, Нью-Мексико, Оклахоме и Канзасе.

Как работают системы впрыска дизельного топлива

Система впрыска дизельного топлива является основным компонентом правильно работающего двигателя. Неотрегулированный двигатель может стать причиной чрезмерного дыма выхлопных газов, плохой экономии топлива, сильного нагарообразования в камерах сгорания и сокращения срока службы двигателя.

Дизельный двигатель известен как двигатель с воспламенением от сжатия, а бензиновый двигатель известен как двигатель с искровым зажиганием.

Как и бензиновый двигатель, дизельный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания, использующий либо двухтактный, либо четырехтактный цикл. Сгорание топлива в цилиндрах двигателя является источником его мощности.

Дизельный двигатель отличается тем, что дизельные двигатели сжимают только воздух в камере сгорания. Еще одно отличие состоит в том, что скорость дизельного двигателя регулируется количеством топлива, впрыскиваемого в цилиндры. В бензиновом двигателе скорость двигателя в основном регулируется количеством воздуха, поступающего в карбюратор или систему впрыска топлива.

Дизельное топливо впрыскивается в цилиндр с помощью системы впрыска топлива, которая в основном состоит из насоса, топливопровода и форсунки или форсунки.

Степень сжатия и впрыск топлива

Степень сжатия в дизельных двигателях может достигать 24:1. Эта высокая степень сжатия вызывает повышение давления в цилиндре от 400 до 600 фунтов на квадратный дюйм, что, в свою очередь, увеличивает температуру воздуха внутри цилиндра до такой высокой степени, что воспламеняется впрыскиваемое распыленное дизельное топливо.

Механически дизельный двигатель аналогичен бензиновому. Такты впуска, сжатия, мощности и выпуска происходят в одном и том же порядке. Расположение поршней, шатунов, коленчатого вала и клапанов двигателя примерно одинаковое. Дизельные двигатели также классифицируются как рядные или V-образные.

По сравнению с бензиновым двигателем дизельный двигатель более эффективен, производит больше энергии на фунт топлива, более надежен, более долговечен из-за более тяжелой конструкции, необходимой для его высокого давления сжатия, имеет меньший расход топлива для данного лошадиных сил в час и представляет меньшую пожароопасность.

Эти преимущества частично компенсируются более высокой начальной стоимостью и более высокими требованиями к запуску из-за высокого давления сжатия.

Дизельное топливо тяжелее бензина, поскольку его получают из остатка сырой нефти после удаления более летучих видов топлива. Как и в случае с бензином, эффективность дизельного топлива зависит от типа двигателя, в котором оно используется. Путем перегонки, крекинга и смешивания нескольких масел можно получить подходящее дизельное топливо для всех условий работы двигателя. Использование некачественного или неподходящего топлива может привести к затрудненному запуску, неполному сгоранию, дымному выхлопу и детонации двигателя.

Высокие давления впрыска, необходимые в дизельной топливной системе, достигаются за счет жестких допусков в насосах и форсунках. Эти допуски требуют, чтобы дизельное топливо обладало достаточными смазывающими свойствами для предотвращения быстрого износа или повреждения. Он также должен быть чистым, быстро смешиваться с воздухом и плавно гореть, чтобы создавать равномерную нагрузку на поршень во время сгорания.

Топливо, впрыскиваемое в камеру сгорания, должно тщательно смешиваться со сжатым воздухом и распределяться как можно более равномерно по камере, чтобы двигатель работал с максимальной эффективностью и демонстрировал оптимальные ходовые качества. В хорошо спроектированном дизельном двигателе используется камера сгорания, предназначенная для предполагаемого использования двигателя. Используемые форсунки должны дополнять камеру сгорания. Камеры сгорания, описанные в следующих разделах, являются наиболее распространенными в настоящее время конструкциями.

Непосредственный впрыск является наиболее распространенной камерой сгорания и в настоящее время используется почти во всех дизельных двигателях. Топливо впрыскивается непосредственно в открытую камеру сгорания, образованную поршнем и головкой блока цилиндров. Основным преимуществом этого типа впрыска является простота и высокая эффективность использования топлива.

В камере прямого сгорания топливо должно распыляться, испаряться и смешиваться с воздухом для горения за очень короткий промежуток времени. В этом помогает форма поршня во время такта впуска. Системы прямого впрыска работают при очень высоком давлении до 30 000 фунтов на квадратный дюйм.

Камеры с непрямым впрыском ранее использовались в основном в легковых автомобилях и легких грузовиках из-за более низкого уровня выбросов выхлопных газов и бесшумности. В современных технологиях с электронным синхронизацией системы прямого впрыска превосходят другие. Поэтому на новых двигателях вы не увидите многих систем непрямого впрыска; однако они все еще есть на многих старых двигателях.

Камера предварительного сгорания
Конструкция камеры предварительного сгорания, используемая в дизельных двигателях с непрямым сгоранием, включает отдельную камеру сгорания, расположенную либо в головке блока цилиндров, либо в стенке. Эта камера предварительного сгорания занимает от 20% до 40% объема ВМТ камеры сгорания и соединена с камерой одним или несколькими проходами. Когда происходит такт сжатия, воздух нагнетается в камеру предварительного сгорания. Когда топливо впрыскивается в камеру предварительного сгорания, оно частично сгорает, создавая давление. Это давление выталкивает смесь обратно в камеру сгорания, и происходит полное сгорание.

Возможно, вы слышали утверждение: «Система впрыска топлива — это сердце дизельного двигателя». Если учесть, что на самом деле дизель не мог быть разработан до тех пор, пока не была разработана и произведена адекватная система впрыска топлива, это утверждение приобретает гораздо более широкий и сильный смысл.

За прошедшие годы было сделано много важных разработок в области насосов, форсунок и насос-форсунок для дизельных двигателей, и сегодня новейшая система впрыска основана на электронном управлении и датчиках.

Системы впрыска дизельного топлива

Системы впрыска дизельного топлива должны выполнять пять конкретных функций: измерение, впрыск, время, распыление и создание давления.

1. Дозирование

Точное дозирование или измерение топлива означает, что при одной и той же настройке управления подачей топлива в каждый цилиндр должно подаваться одинаковое количество топлива при каждом рабочем такте двигателя. Только таким образом двигатель может работать с постоянной частотой вращения и одинаковой выходной мощностью.

Плавная работа двигателя и равномерное распределение нагрузки между цилиндрами зависят от одинакового объема топлива, поступающего в конкретный цилиндр каждый раз, когда он срабатывает, и от одинакового объема топлива, подаваемого во все цилиндры двигателя.

2. Контроль впрыска

Топливная система также должна контролировать скорость впрыска. Скорость впрыска топлива определяет скорость сгорания. Скорость впрыска при запуске должна быть достаточно низкой, чтобы избыток топлива не накапливался в цилиндре во время первоначальной задержки воспламенения (до начала сгорания). Впрыск должен происходить с такой скоростью, чтобы повышение давления сгорания не было слишком большим, однако скорость впрыска должна быть такой, чтобы топливо вводилось как можно быстрее для достижения полного сгорания.

Неправильная скорость впрыска влияет на работу двигателя так же, как и неправильная синхронизация. Когда скорость инъекции слишком высока, результаты аналогичны результатам, вызванным слишком ранней инъекцией; когда скорость слишком низкая, результаты аналогичны результатам, вызванным слишком поздней инъекцией.

3. Синхронизация

В дополнение к измерению количества впрыскиваемого топлива, система должна правильно синхронизировать впрыск, чтобы обеспечить эффективное сгорание и получение максимальной энергии от топлива. Когда топливо впрыскивается слишком рано в цикле, зажигание может задерживаться, потому что температура воздуха в этот момент недостаточно высока. С другой стороны, чрезмерная задержка приводит к неровной и шумной работе двигателя. Это также допускает потерю некоторого количества топлива из-за смачивания стенок цилиндров и головки поршня.

Это, в свою очередь, приводит к плохой экономии топлива, высокой температуре выхлопных газов и дыму в выхлопных газах. Когда топливо впрыскивается слишком поздно в цикле, все топливо не будет сожжено до тех пор, пока поршень не пройдет далеко за верхнюю центральную точку. Когда это происходит, двигатель не развивает достаточную мощность, выхлоп дымный, а расход топлива высокий.

4. Распыление топлива

Применительно к впрыску топлива, распыление означает разбивание топлива при его попадании в цилиндр на мелкие частицы, образующие туманообразную струю. Распыление топлива должно соответствовать требованиям типа используемой камеры сгорания. Некоторые камеры требуют очень тонкого распыления, а другие функционируют с дисперсным распылением. Надлежащее распыление облегчает начало процесса горения и гарантирует, что каждая мельчайшая частица топлива будет окружена частицами кислорода, с которыми она может соединиться.

Распыление обычно происходит, когда жидкое топливо под высоким давлением проходит через маленькое отверстие (или отверстия) в форсунке или форсунке. Когда топливо входит в камеру сгорания, развивается высокая скорость, потому что давление в цилиндре ниже, чем давление топлива. Создаваемое трение, возникающее в результате прохождения топлива через воздух с высокой скоростью, приводит к тому, что топливо распадается на мелкие частицы.

5. Создание давления

Система впрыска топлива должна повышать давление топлива, чтобы преодолеть давление сжатия и обеспечить надлежащее распределение впрыскиваемого топлива в камеру сгорания. Правильное распыление имеет важное значение, если топливо должно тщательно смешиваться с воздухом и эффективно гореть. В то время как давление является основным фактором, на дисперсию топлива частично влияет распыление и проникновение топлива. (Проникновение — это расстояние, на которое частицы топлива переносятся за счет движения, придаваемого им при выходе из форсунки или сопла.)

Если процесс распыления слишком сильно уменьшает размер частиц топлива, они не смогут проникнуть внутрь. Слишком слабое проникновение приводит к воспламенению мелких частиц топлива до того, как они должным образом распределятся или диспергируются в пространстве сгорания. Поскольку проникновение и распыление имеют тенденцию противодействовать друг другу, в конструкции оборудования для впрыска топлива необходим компромисс в степени каждого из них, особенно если необходимо получить равномерное распределение топлива в камере сгорания.

Дизельные двигатели оснащены одним из нескольких различных типов систем впрыска топлива: системой с индивидуальным насосом; многоплунжерная встроенная насосная система; система насос-форсунки; система впрыска давление-время; распределительная насосная система; и  система впрыска Common Rail .

Система впрыска Common Rail представляет собой новейшую систему подачи топлива с непосредственным впрыском под высоким давлением. Топливный насос усовершенствованной конструкции подает топливо в общую топливную рампу, которая действует как аккумулятор давления. Common Rail подает топливо к отдельным форсункам по коротким топливопроводам высокого давления. Электронный блок управления системы точно контролирует как давление в рампе, так и время и продолжительность впрыска топлива. Форсунки инжектора приводятся в действие быстродействующими электромагнитными клапанами или пьезоэлектрическими приводами.

В гидравлических электронных насос-форсунках используется моторное масло под высоким давлением для обеспечения усилия, необходимого для завершения впрыска. Многие компоненты механического привода, используемые в стандартных механических или электронных системах впрыска топлива, не используются в этой системе.

Соленоид на каждой форсунке контролирует количество топлива, подаваемого форсункой. Осевой насос с шестеренчатым приводом повышает нормальное давление до уровня, необходимого для форсунок. Модуль ECM посылает сигнал на клапан управления давлением впрыска для управления давлением, а также сигнал на каждый соленоид форсунки для впрыска топлива.

Давление в масляном коллекторе двигателя контролируется ECM с помощью клапана управления давлением впрыска. Клапан регулирования давления впрыска или сбросной клапан регулирует давление на выходе ТНВД, сливая избыток масла обратно в поддон.