Система питания топливом дизельного двигателя

Система питания современного двигателя внутреннего сгорания — это совокупность электронных и механических узлов, функция которых заключается не только в стабильной подаче топлива к форсункам, но и делать это под давлением. Если топливо нагнетается под определенным давлением, то оно распыляется и не капает в одну точку, поэтому называется дозированный многоточечный впрыск в рабочие камеры сгорания цилиндров.

Содержание статьи:

  1. Особенности дизельного ДВС.
  2. Работа системы питания дизельного двигателя.
  3. Устройство системы питания дизеля.
  4. Схема питания турбодизеля.
  5. Видео.

Дизельный мотор современного автомобиля

Обязательно прочитайте статью нашего специалиста, в которой подробно рассматривается топливная система автомобиля.

Особенности

Повсеместно дизельные двигатели применяются в инженерных машинах, грузовых автомобилях и маршрутных транспортных средствах. Реже такой тип двигателя встречается у легковых автомобилей, однако, в связи с общим ростом их популярности, дизельные двигатели стали все чаще устанавливаться и на них.

Конструкция камеры сгорания у дизельного двигателя подразделяется на раздельную камеру сгорания и камеру с непосредственным впрыском. В первой ситуации камера сгорания соединена с цилиндром при помощи специального канала. Во время сжатия поступающий в камеру воздух вихревого типа закручивается. Это позволяет улучшить самовоспламенение, которое происходит в основной камере. Такие дизельные двигатели чаще всего встречаются на легковых автомобилях, так как уровень их шума значительно ниже по сравнению с другими двигателями и диапазон оборотов больше.

Во втором случае камера сгорания находится непосредственно в поршне, а топливо попадает в надпоршневое пространство. Низкооборотные моторы с большими объемами чаще всего имеют такую конструкцию. Такие моторы первоначально сильно шумели и вибрировали, но расходовали малое количество топлива. Постепенно появились топливные насосы высокого давления дизельного двигателя с оптимизацией процесса сгорания. Была достигнута стабильная работа двигателя при диапазоне до 4500 оборотов в минуту. Шум и вибрации также были значительно снижены.

Дизель или бензин?

Плюсы и минусы разных типов двигателей часто волнуют автовладельцев. Несмотря на то, что уровень шума и вибраций у дизельных моторов значительно снизился в результате их модернизации, многих автовладельцев беспокоит вопрос: как быстрее завести дизель в морозную погоду? Действительно, дизельный мотор и салон автомобиля прогреваются медленнее вследствие более низких рабочих температур двигателя. Вопрос решается установкой на моторы дополнительных отопителей. Такая опция получила широкое распространение на современных двигателях.

Казалось бы, на этом все, но нет. Многие автолюбители приобретают легковые автомобили с дизельными двигателями из-за относительной дешевизны дизельного топлива. Желая сэкономить на топливе, они не учитывают, что дизельные двигатели гораздо более требовательны к качеству топлива, нежели бензиновые. Бензиновые двигатели скорее требовательны к нужному октановому числу.

Дизельные двигатели напрасно считаются неприхотливыми, так как их требовательность к качеству топлива и расходных материалов довольно высока. Не секрет, что отечественное дизельное топливо по качеству сильно отстает от импортного европейского. Использование старой доброй солярки может неблагоприятно отразиться на работоспособности двигателя. Однако, ведущие российские нефтяные компании стараются решать эту проблему.

Дизтопливо «Евро 4» полностью соответствует стандартам и позволяет двигателю сохранять работоспособность в течение долгого времени. Некоторые также пытаются употреблять автохимию (антигелевые средства), которые позволяют увеличить качество топливо, но использовать их рекомендуется только если уже истек гарантийный срок.

Рекомендуем:  Пропуски зажигания – разбираемся, почему троит двигатель?

Таким образом, приобретая автомобили с дизельными двигателями, официально не поставляющиеся в Россию, вы рискуете быстро привести в негодность двигатель, рассчитанный на европейское топливо.

Техническое обслуживание дизельного двигателя почти всегда дороже бензинового. Это объясняется более высокой стоимостью запчастей (воздушных, топливных фильтров и т.д.). Замена масла осуществляется чаще, чем у бензинового конкурента (в среднем каждые 7,5 км).

Неплохим преимуществом дизеля, относительно бензинового двигателя, является более экономный расход топлива при большом пробеге автомобиля. Более старый бензиновый двигатель потребляет бензин уже не так экономно, как новенький. В дизельном двигателе такой проблемы практически нет.

Суммируя все вышеперечисленное, можно заключить, что современные дизели по надежности не уступают бензиновым двигателям. Но приобретение их с целью экономии средств на топливо оправдывает себя лишь в том случае, если автомобиль используется долго.

Принцип работы

Как и бензиновые двигатели, дизельные моторы подразделяются на четырехтактные и двухтактные в зависимости от принципа работы. Двухтактные двигатели распространены достаточно слабо. О принципе работы четырехтактного дизельного двигателя читайте далее.

Рабочий цикл такого двигателя состоит из четырех тактов:

  1. Впуск (впрыск). На этом такте коленчатый вал поворачивается от 0 до 180-ти градусов и достигает нижней мертвой точки. Воздух попадает в цилиндр через открытый впускной клапан. В это же время выпускной клапан открывается всего на 10-15 градусов, образуя перекрытие.
  2. Сжатие. Поршень, двигаясь вверх от 180-ти до 360-ти градусов, достигает верхней мертвой точки. Воздух при этом сжимается в более чем 16 раз, а впускной клапан в начале этого такта закрывается. Температура воздуха в двигателе может достигать от семисот до девятисот градусов по Цельсию.
  3. Рабочий ход, расширение. Коленчатый вал вращается от 360-ти до 540-ка градусов, снова достигая нижней мертвой точки. Как известно из физики, сильно сжатый воздух нагревается до очень высоких температур, из-за чего топливо, поступающее из впускного клапана, самовоспламеняется. На этом этапе проявляется важное отличие дизеля от бензинового двигателя. Дизельное топливо начинает подаваться еще до достижения коленчатым валом верхней мертвой точки (опережение зажигания). Продукты горения толкают поршень вниз. При рабочем процессе в дизельном двигателе давление газов постоянно, и благодаря этому они способны развивать больший крутящий момент. Пропорция топливовоздушной смеси в дизеле отличается от бензинового двигателя большим количеством воздуха.
  4. Выпуск. Когда коленвал поворачивается на 720 градусов, поршень выталкивает отработанные газы в открытый выпускной клапан. Газы выходят через выхлопную трубу, а весь цикл повторяется.

Аккумуляторная система питания топливом

Современные жесткие требования к уровню выбросов вредных веществ двигателями внутреннего сгорания вынудили конструкторов дизелей искать новые решения в области топливной аппаратуры для них. Дело в том, что даже самые совершенные ТНВД не могут обеспечить такого давления топлива, при котором оно распылялось бы настолько мелко, что могло бы полностью сгореть в камере сгорания.

Рекомендуем:  Перешиповка зимних шин своими руками

Неполное сгорание приводит к большему расходу топлива, а самое главное — к повышению в отработавших газах концентрации вредных веществ, в частности сажи. В связи с этим в настоящее время для дизелей с непосредственным впрыском все чаще применяется так называемая аккумуляторная система питания топливом.

Основное отличие такой системы от «классической» заключается в наличии общей топливной рампы (аккумулятора давления), в которой во время работы двигателя создается очень высокое давление.

Топливная рампа соединена трубопроводами высокого давления с электронно-управляемыми топливными форсунками, иглы которых перемещаются с помощью электромагнитов по сигналам от компьютера (электронного блока) управления двигателем. Такая система питания топливом позволяет оптимизировать работу двигателя практически по всем параметрам.

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.

Система питания дизельного двигателя внутреннего сгорания

Назначение

Система питания в дизеле — это целый комплекс специальных устройств. Основной ее задачей является не только поступление топлива в инжекторные форсунки, но и обеспечение высокого давления при подаче. Система питания выполняет и другие важные функции:

  • дозирование точно определенного количества топлива, учитывая нагрузку на двигатель в разные режимы работы;
  • обеспечение эффективного впрыска топлива в фиксированный промежуток времени с необходимой интенсивностью;
  • распыление и равномерное распределение горючего по всему пространству камеры сгорания в цилиндрах;
  • предварительная фильтрация дизельного топлива перед подачей в насосы системы питания.
Рекомендуем:  Всё о давлении масла в двигателе: какое должно быть, как измерить

Система питания обеспечивает подачу очищенного топлива, а ТНВД (топливный насос высокого давления) дизельного двигателя сжимает его до нужного давления. Форсунки подают дизельное топливо в мелко распыленном виде в камеру сгорания

Схема устройства системы питания

В качестве примера приведена схема дизельного двигателя ЗMЗ-5143.10, устанавливаемого на автомобилях УАЗ с электрическим топливным насосом.

Основные элементы системы

Система питания дизельного двигателя состоит из основных и дополнительных элементов. Основные элементы — это: топливный бак, фильтры грубой и тонкой очистки дизельного топлива, топливоподкачивающий насос, ТНВД, инжекторные форсунки (через которые происходит впрыск топлива), трубопровод низкого давления, магистраль высокого давления и воздушный фильтр.

Читайте также подробную и информативную статью нашего специалиста, в которой подробно рассматривается ремонт дизельных форсунок.

Дополнительно рекомендуем прочитать статью нашего эксперта, в которой подробно рассказывается о том, как устроен фильтр тонкой очистки.

Дополнительные элементы могут быть различны. Среди них встречаются электрические насосы, выпуск отработавших газов, фильтры сажи и глушители. Система питания дизельного двигателя подразделяется на две группы в зависимости от устанавливаемой топливной аппаратуры: дизельная аппаратура топливоподводящая и воздухоподводящая.

В топливоподводящей аппаратуре, как правило, ТНВД и форсунки реализованы как отдельные устройства. Топливо подается в двигатель по магистралям высокого и низкого давления. В магистрали высокого давления ТНВД увеличивает давления для подачи и впрыска необходимой порции топлива в рабочую камеру сгорания.

Кроме ТНВД, в дизельном двигателе предусмотрен топливоподкачивающий насос. Он обеспечивает подачу топлива из топливного бака и пропускает горючее через фильтры тонкой и грубой очистки. Давление, создаваемое этим насосом, позволяет осуществить подачу топливо по трубопроводу низкого давления в ТНВД.

ТНВД дизельного двигателя осуществляет подачу топлива к инжекторным форсункам под высоким давлением. Подача зависит от порядка работы цилиндров дизельного мотора.

Дизельные форсунки расположены в головке блока цилиндров. Их основная задача — точное распыление горючего в камере сгорания. Предусмотрена также и дренажная система, которая выводит избытки подаваемого топлива и воздуха посредством отдельных трубопроводов. Форсунки бывают открытого и закрытого типов, но закрытый тип используется чаще. Сопла такой форсунки — это отверстие, закрываемое запорной иглой. Ключевой элемент форсунки — распылитель. Он получает одно или несколько сопловых отверстий, которые образуют факел в момент впрыска топлива.

Существует и система питания нераздельного типа, в котором ТНВД и инжекторная форсунка в своей совокупности представляют устройство насос-форсунка. Срок службы таких двигателей невелик, а создаваемый шум часто превышает заданные нормы.

Особенности системы питания турбодизеля

Система турбонаддува применяется как в дизельных, так и в бензиновых двигателях. Она предназначена для повышения их мощности без увеличения объема камеры сгорания. Топливоподводящая система в турбированных дизелях остается практически без изменений, а система подачи воздуха претерпевает существенные изменения.

Наддув происходит при помощи турбокомпрессора. Турбина потребляет энергию, выделяемую отработавшими газами (читайте также, как работает турбина). Воздух в турбокомпрессоре сжимается, охлаждается и подается в камеру сгорания дизельного двигателя. Величина этого давления классифицирует компрессоры по степени наддува (низкий, средний, высокий).

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: