Устройство комбинированной системы впрыска
Комбинированная система впрыска состоит из следующих элементов:
- Система непосредственного впрыска (форсунки, топливная рампа высокого давления);
- Система распределенного впрыска (форсунки, топливная рампа низкого давления);
- Топливный насос высокого давления.
Такие элементы системы непосредственного впрыска, как форсунки, устанавливаются непосредственно в камерах сгорания цилиндров. Топливная рампа высокого давления поддерживает давление 20 МПа. Форсунки системы распределенного впрыска устанавливаются перед впускными клапанами в каналах впускного коллектора.
Устройство системы впрыска Common Rail
Система впрыска Common Rail представляет собой контур высокого давления системы питания дизельного двигателя. Дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Система Common Rail состоит из: топливного насоса высокого давления (ТНВД), дозирующего клапана, регулятора давления топлива, топливной рампы и форсунок. Все элементы объединены топливопроводами.
1 – топливный бак; 2 – топливный фильтр; 3 – топливный насос высокого давления; 4 – топливопроводы; 5 – датчик давления топлива; 6 – топливная рампа; 7 – регулятор давления топлива; 8 – форсунки; 9 – электронный блок управления; 10 – сигналы от датчиков; 11 – усилительный блок.
ТНВД предназначен для образования высокого давления топлива в топливной рампе. На современных автомобиля применяют ТНВД плунжерного типа. Регулятор давления изменяет подачу топлива к ТНВД в зависимости от режима работы двигателя.
Дозирующий клапан топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной рампе.
Топливная рампа служит для накопления и поддержания высокого давления топлива, балансировки колебаний давления, распределения топлива по форсункам.
Форсунка – элемент системы впрыска, который отвечает за впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки соединены с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе Common Rail применяются пьезофорсунки и электрогидравлические форсунки.
Управление системой впрыска Common Rail осуществляет электронная система управления в дизеле, которая состоит из датчиков электронного управления.
Основные исполнительные механизмы системы впрыска Common Rail: форсунки, дозирующий клапан и регулятор давления топлива.
Топливный насос высокого давления дизельного двигателя
Чтобы двигатель внутреннего сгорания вырабатывал высокую мощность, заявленную в технических характеристиках, необходимо обеспечить максимально полное сгорание топлива в рабочих цилиндрах. Основная задача насоса ТНВД – качественная подача дизтоплива в камеры сгорания. Данный прибор обеспечивает следующие условия поступление горючего:
- в нужный момент;
- в необходимом количестве;
- при заданном давлении (не ниже 150 Мпа).
Момент подачи порции солярки и ее объем рассчитываются, в соответствии с частотой вращения коленвала мотора. Данные параметры остаются стабильными, не зависят от условий эксплуатации и степени загруженности силового агрегата.
Устройство топливного насоса высокого давления дизельного двигателя:
- Регулятор режимов.
- Штуцер дренажный.
- Клапаны.
- Плунжерная пара с приводным механизмом.
- Подкачивающий элемент.
- Механизм регулировки угла опережения впрыска.
Система питания турбодизеля
Система турбонаддува активно применяется для эффективного повышения мощности как бензинового, так и дизельного двигателя без увеличения рабочего объема камеры сгорания в конструкции силового агрегата. Топливоподводящая система в турбированных ДВС остается практически без изменений, зато схема и способ подачи воздуха в турбомоторах существенно меняется по сравнению с атмосферными агрегатами.
Наддув в дизельном двигателе реализован путем использования турбокомпрессора. Турбина в дизельном моторе использует энергию отработавших газов. Воздух в турбокомпрессоре сжимается, далее охлаждается и нагнетается в камеру сгорания дизельного ДВС под давлением на отметке от 0,15 до 0,2 МПа.
Величина давления позволяет разделить системы турбонаддува на:
- решения с низким наддувом, когда давление не превышает 0,15 МПа;
- турбокомпрессор среднего наддува означает, что давление нагнетаемого в цилиндры воздуха соответствует показателю 0,2 МПа;
- высокий наддув подразумевает давление свыше 0,2 МПа;
Использование турбокомпрессора для ДВС улучшает наполнение цилиндров двигателя воздухом. Автоматически происходит повышение эффективности сгорания порции впрыскиваемого топлива. Турбонаддув позволяет увеличить мощность силового агрегата на 30% и более.
Негативными последствиями в результате использования турбонаддува, особенно с высокими показателями давления нагнетаемого воздуха, является увеличение общей температуры в камере сгорания в результате интенсивного горения топлива, а также значительно возрастающие механические нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и газораспределительного механизма (ГРМ) по сравнению с атмосферными силовыми установками.
Завоздушивание топливной системы дизеля: признаки неисправности и диагностика. Как самостоятельно найти место подсоса воздуха, способы решения проблемы.
Конструкция дизельного топливного насоса высокого давления, потенциальные неисправности, схема и принцип работы на примере устройства системы топливоподачи.
Виды дизельных форсунок в разных системах подачи топлива под высоким давлением. Принцип работы, способы управления форсунками, конструктивные особенности.
Распространенные неисправности дизельного двигателя и диагностика агрегатов данного типа. Проверка топливной системы дизельного мотора, полезные советы.
Линейка дизельных двигателей CRDi Hyundai/KIA: сильные и слабые стороны моторов данного типа, особенности эксплуатации, ремонта и обслуживания.
Назначение топливного насоса высокого давления в системе топливного впрыска дизельного двигателя. Виды ТНВД, конструктивные особенности насосов.
Common Rail
Аккумуляторная система (Common Rail) пока является самой совершенной в плане экономичности. Также она полностью вписывается в последние стандарты экологичности. К дополнительным «плюсам» можно отнести ее применяемость на любых дизельных двигателях, начиная от легковых авто и заканчивая морскими судами.
Система впрыска Common Rail
Особенность ее заключена в том, что многофункциональность ТНВД не требуется, и в его задачу входит только нагнетание давления, причем не для каждой форсунки отдельно, а общую магистраль (топливную рампу), а уже от нее дизтопливо подается на форсунки.
При этом топливные трубопроводы, между насосом, рампой и форсунками имеют сравнительно небольшую длину, что позволило повысить создаваемое давление.
Управление работой в этой системе осуществляется электронным блоком, что значительно увеличило точность дозировки и скорость работы системы.
Положительные качества Common Rail:
- Высокая точность дозировки и использование многорежимного впрыска;
- Надежность ТНВД;
- Нет зависимости значения давления от оборотов мотора.
Негативные же качества у этой системы такие:
- Чувствительность к качеству топлива;
- Сложная конструкция форсунок;
- Отказ системы при малейших потерях давления из-за разгерметизации;
- Сложность конструкции из-за наличия ряда дополнительных элементов.
Несмотря на эти недостатки автопроизводители все больше отдают предпочтение Common Rail перед другими видами систем впрыска.
Устройство распределительного типа
Более современная система питания дизельного двигателя и ТНВД распределительного типа позволяет создавать более высокие показатели давления для системы впрыска. Кроме этого, такие насосы полностью соответствуют всем современным нормативам по токсичности и шуму. Эта система питания дизельного двигателя способна поддерживать необходимое давление в магистралях и системах питания при разных режимах работы мотора.
Распределительный насос высокого давления оснащен одним плунжером, который совершает поступательные движения для нагнетания топливной смеси, а также вращается для того, чтобы улучшить распределение горючего по форсункам. Эти устройства отличаются компактностью, равномерностью подачи, отличными рабочими показателями. Однако для того, чтобы эти устройства могли работать более эффективно, нужно следить за чистотой дизтоплива. Солярка работает в качестве смазки, а зазоры в узлах деталей очень маленькие.
Особенности инжектора
Схема топливной системы («Мерседес е200» в том числе) инжекторного типа имеет принципиальное отличие от карбюраторного аналога:
- Во-первых, топливо из бака в ней подается на рампу, к которой подсоединены форсунки-распылители.
- Во-вторых, воздух в камеру сгорания двигателя подается через специальный дроссельный узел.
- В-третьих, уровень давления, создаваемый насосом в системе, в разы больше того, который создает карбюраторный механизм. Это явление объясняется необходимостью обеспечения быстрого впрыска горючего форсункой в камеру сгорания.
Но не только этим отличается от карбюратора инжекторная топливная система. «Шевроле Нива» (схема его топливной указана на фото ниже), как и другие современные авто, имеет в своем распоряжении так называемые «электронные мозги», то бишь ЭБУ. Последний отвечает за сбор и обработку информации со всех существующих датчиков в автомобиле.
Так вот, ЭБУ также управляет впрыском бензина. В зависимости от режима работы электроника самостоятельно определяет, какую именно смесь нужно подать в цилиндр – бедную или обогащенную. Но не только этим отличается схема топливной системы («Форд Транзит» CDi в том числе) инжекторного типа. Она может иметь разное количество распылителей. Об этом мы расскажем в следующем разделе.
Типы
По типу конструкции дизели бывают тронковыми (здесь них шатун крепится к поршню) и крейцкопфными (шатун присоединяется к специальной конструкции — крейцкопфу, имеющей соединение с поршнем). Каждый из этих видов двигателей обладает преимуществами и недостатками: тронковые более компактные по габаритам, а вот крейцкопфные снижают износ поршня и цилиндра. Однако сегодня они чаще применяются в судоходстве.
По конструкции камеры сгорания подразделяются на двигатели с непосредственным впрыском (камера сгорания не разделена). Такие дизельные моторы, благодаря установленному ТНВД с электронным управлением, работают в экономичном режиме практически без вибрации и шума.
Движки с раздельной камерой сгорания сегодня более распространенный тип силовых агрегатов, устанавливаемый на легковые автомобили. Топливо впрыскивается в дополнительную вихревую камеру, которая соединяется с цилиндром. Именно здесь начинается воспламенение, затем переходит в основную камеру.
Многие современные дизели оснащены специальной системой впрыска топлива
Common Rail, особенность которой состоит в том, что горючее подается топливным насосом высокого давления через рампу, а открытие форсунок происходит по сигналу датчиков. Весь процесс автоматизирован и оснащен компьютерной программой.
Во избежании серьезных проблем в работе дизеля следует периодически проходить техническое обслуживание в специализированном сервисном центре. По необходимости квалифицированными специалистами будут произведены диагностика мотора; гарантийный, постгарантийный ремонт с применением высокотехнологичного оборудования. Правильная эксплуатация, а также своевременное обращение к опытным мастерам продлят отличную работу вашего железного друга, сэкономив деньги.
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.
Техническое обслуживание систем питания дизельных двигателей
Предыдущая117118119120121122123124125126127128129130131132Следующая
Техническое обслуживание системы питания дизельных двигателей заключается в проверке исправности приборов, обнаружении и устранении неисправностей, заправке топливом, сливе отстоя из топливных баков и фильтров, замене в них фильтрующих элементов, удалении воздуха из системы, проверке действий привода управления и угла опережения подачи топлива, регулировке минимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу.
При ЕТО сливается отстой из топливных фильтров, машина заправляется топливом, проверяется уровень масла в топливном насосе высокого давления и регуляторе частоты вращения коленчатого вала (для двигателей без централизованной смазки ТНВД).
При ТО-1 выполняются работы, предусмотренные ЕТО, а также сливается отстой из топливных баков, проверяется состояние фильтрующих элементов фильтров грубой н тонкой очистки, действие пусковых устройств, механизма останова, при необходимости регулируется частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу.
При ТО-2 дополнительно к перечисленным работам промывается воздушный фильтр, заменяются фильтрующие элементы фильтров грубой и тонкой очистки, проверяется герметичность системы, циркуляция и давление топлива в системе, момент подачи топлива в цилиндры. При необходимости снимаются форсунки, проверяются и регулируются на стенде.
При СО промываются топливные баки и фильтры топливоприемников в баках, заменяется топливо на сорт, соответствующий периоду эксплуатации. При необходимости снимаются и проверяются на стендах: топливный насос высокого давления на начало, величину и равномерность подачи топлива отдельными секциями; топливоподкачивающий насос на величину подачи и создаваемое им давление.
Характерными неисправностями системы питания дизельного двигателя являются: затрудненный пуск, неравномерная работа, дымление, снижение мощности дизеля.
Затрудненный пуск возможен из-за недостаточной подачи топлива в цилиндры. Причинами недостаточной подачи топлива могут быть: наличие воздуха в системе питания, засорение фильтров, неисправность топливоподкачивающего насоса, снижение давления впрыска в результате износа плунжерных пар насоса высокого давления, ухудшение распыливания топлива при закоксовывании или износе сопловых отверстий распылителей форсунок.
Перебои в работе двигателя возможны в результате неравномерной подачи топлива секциями топливного насоса высокого давления, износа деталей форсунок.
Дымление (черный выхлоп) является результатом неполного сгорания вследствие преждевременной, поздней или слишком большой подачи топлива секциями насоса высокого давления, увеличения или закоксовывания сопловых отверстий форсунок.
Снижение мощности может произойти из-за засорения воздушного фильтра, нарушения регулировки угла опережения впрыска топлива, неисправностей насоса высокого давления или форсунок.
Герметичность системы питания проверяется при каждом обслуживании машины.
Негерметичность топливопроводов, работающих под давлением, обнаруживается по течи топлива при осмотре мест соединений во время работы двигателя на холостом ходу.
Негерметичность топливопроводов, работающих под разряжением (до топливоподкачивающего насоса), определяется по выделению пузырьков воздуха из-под ослабленной контрольной пробки на крышке фильтра тонкой очистки при работе двигателя минимальной частотой вращения на холостом ходу. В случае невозможности пустить двигатель место негерметичного соединения можно определить с помощью ручного топливоподкачивающего насоса.
На двигателе КамАЗ-740 проверяют совмещение меток на корпусе автоматической муфты опережения впрыска и корпусе топливного насоса в момент, когда фиксатор на картере маховика под действием пружины войдет в отверстие на маховике.
Минимальную частоту вращения на холостом ходу регулируют на прогретом двигателе с помощью регулировочного болта минимальной частоты вращения и винта буферной пружины, установленной на корпусе регулятора насоса высокого давления.
Предыдущая117118119120121122123124125126127128129130131132Следующая
Дата добавления: 2016-09-26; просмотров: 7494; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Насос-форсунки
Насос-форсунки можно считать отдельной веткой в дизельных системах питания, поскольку в конструкции ТНВД как таковой не используется.
Особенность этой системы заключена в том, что форсунка и плунжерная пара объединены в единую конструкцию. Привод секции этого топливного узла осуществляется от распределительного вала.
Примечательно, что такая система может быть как полностью механической (управление впрыском осуществляется рейкой и регуляторами), так и электронной (используются электромагнитные клапаны).
Насос-форсунка
Некой разновидностью этого типа впрыска является использование индивидуальных насосов. То есть для каждой форсунки предусматривается своя секция, приводимая в действие от распределительного вала. Секция может располагаться непосредственно в ГБЦ или быть вынесенной в отдельный корпус. В такой конструкции используются обычные гидравлические форсунки (то есть, система механическая). В отличие от впрыска с ТНВД, магистрали высокого давления – очень короткие, что позволило значительно увеличить давление. Но такая конструкция особого распространения не получила.
К положительным качествам насос-форсунок питания можно отнести:
- Значительные показатели создаваемого давления (самые высокие среди всех используемых типов впрыска);
- Небольшая металлоемкость конструкции;
- Точность дозировки и реализации многократного впрыска (в форсунках с электромагнитными клапанами);
- Возможность работы двигателя при отказе одной из форсунок;
- Замена поврежденного элемента не сложная.
Но имеются в таком типе впрыска и недостатки, среди которых:
- Неремонтопригодность насос-форсунок (при поломке требуется их замена);
- Высокая чувствительность к качеству топлива;
- Создаваемое давление зависит от оборотов двигателя.
Насос-форсунки получили широкое распространение на коммерческом и грузовом транспорте, а также эту технологию использовали некоторые производители легковых авто. Сейчас она не очень часто используется из-за высокой стоимости обслуживания.
Основная функция топливной системы, описание её работы
Предназначение топливной системы дизельного двигателя состоит в том, чтобы подавать в цилиндры чётко отмеренный объём дизтоплива, в конкретный момент времени и под определённым давлением. Поэтому, из-за необходимости обеспечения постоянно высокого давления, а также за счёт высоких требований к точности работы, топливная система дизельного двигателя будет посложнее в конструкции, чем у бензинового, и достаточно дорого стоит.
Теперь попробуем представить себе бесперебойную работу топливной системы в поэтапном режиме, а для этого разберём по порядку отдельные её составные части. Итак, топливный бак служит для размещения солярки и обеспечения бесперебойной её подачи в систему. Эту функцию выполняют трубопроводы. Вначале топливоподкачивающий насос высасывает из бака горючее и через фильтры подаёт его в распределительную магистраль низкого давления. При этом в системе поддерживается стабильное давление в три атмосферы. Топливо дважды проходит фильтрацию, проходя через фильтры грубой и тонкой очистки.
В задачу топливных фильтров входит контроль за чистотой горючего и избавлением его от возможных посторонних примесей – от частичек грязи, воды, песчинок. Прошли те времена, когда дизели были весьма непритязательными к качеству топлива. Современные дизельные моторы требуют очень чистой солярки для сохранения достойных показателей своей работы. Чистота горючего сейчас – одно из основных и непременных условий эффективной работы двигателя. Топливо подаётся только в том случае, если в системе нет воздуха.
После фильтрации солярка попадает в магистраль высокого давления. Эта часть топливной системы обеспечивает подачу и впрыскивание необходимого количества топлива в цилиндры двигателя в определённые моменты. Топливный насос высокого давления, в соответствии с порядком работы цилиндров, по топливопроводам высокого давления подаёт солярку к форсункам.
Форсунки, размещённые в головках цилиндров, впрыскивают и распыляют горючее в камеры сгорания двигателя. Так как топливоподкачиваюший насос постоянно подаёт топливному насосу высокого давления топлива «с запасом», то есть несколько больше, чем нужно, то его избыток, а с ним – и попавший в систему воздух, по специальным дренажным трубопроводам, отводится обратно в бак.
Для обеспечения синхронного впрыска горючего устроена специальная топливная рамка, к которой и подсоединяются форсунки. Они своими головками находятся во впускной трубе и распыляют топливо, сразу же в момент его подачи.
ТНВД создаёт необходимый для впрыска показатель давления, и топливо распределяется по всем цилиндрам мотора. Количество впрыскиваемого топлива, а вместе с ним – и мощностной режим работы двигателя, варьируются нажатиями на педаль акселератора. В современных дизельных двигателях просто нажатием педали «газа» объём подаваемого топлива не увеличивается, а меняется лишь программа, по которой работают регуляторы.
Да, нажимая на педаль, водитель или механизатор уже не увеличивает этим непосредственную подачу топлива, как это было в карбюраторных движках прошлых лет. А только изменяет тем самым программы работы регуляторов, которые уже сами варьируют объём единовременной подачи горючего, по строго определённым зависимостям от числа оборотов, давления наддува, от положения рычага регулятора и т.п.
