9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое момент впрыска для дизельных двигателей

Что такое момент впрыска для дизельных двигателей

Костанайский государственный университет им. А.Байтурсынова

Влияние изменения момента впрыска топлива дизельных двигателей на их работу

Как известно из устройства двигателей внутреннего сгорания, изменения момента начала подачи топлива необходимы при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Механическое регулирование момента подачи топлива производится на дизельных двигателях с рядными ТНВД с помощью центробежной муфты, расположенной на кулачковом валу. Внутри муфты находятся грузики, которые при увеличении оборотов двигателя расходятся под действием центробежных сил и поворачивают кулачковый вал относительно привода.

При увеличении оборотов двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, при уменьшении – поздний. В одноплунжерных насосах распределительного типа регулирование величины опережения впрыска топлива производится путём поворота неподвижного кольца на определённый угол.

Последние годы широкое распространение получили насос-форсунки поскольку в этом случае ТНВД и форсунки объединены в один узел. Такое решение позволяет достичь очень высокой точности дозирования подачи топлива, сжатого до максимального давления. Параметры токсичности выхлопных газов, их дымность, а также шумность работы дизеля отличаются от предыдущих моделей. В данной системе управление углом опережения впрыска топлива занимается электроника, выдавая сигналы на запорные электромагнитные клапаны насос-форсунок. Постоянно возрастающие требования к системам впрыска дизельных двигателей привело к появлению системы COMMON RAIL , опережающей предшественников по большинству показателей и имеющей значительные возможности для дальнейшего развития.

Г лавными её отличиями от конкурентов являются способность изменения момента впрыска топлива и высокого давления в широком диапазоне, а так же применения многоступенчатого впрыска. В результате повышается мощность двигателя при сокращении расхода топлива, падают шум и вибрации силового агрегата.

Многие крупные автопроизводители считают такую систему наиболее перспективной. Сейчас уже её можно встретить на некоторых автомобилях марки BMW , TOUOTA , Мерседес. Современный дизельный автомобиль невозможно представить себе без электронного управления всеми системами. Основными задачами электронного управления двигателем являются регулирование подачи топлива и угла впрыска во всём диапазоне нагрузок и частот вращения коленчатого вала, а так же управление турбокомпрессором (если такой установлен на автомобиль).Электроника дизеля состоит из трёх основных блоков: датчики и устройства для сбора информации, микропроцессорный блок для её обработки и исполнительные механизмы.

В общих чертах эта тройка работает следующим образом. Блок управления считает и оценивает сигналы с датчиков сбора информации (датчик оборотов двигателя, температурный, подъёма иглы форсунки и прочее). Исходя из полученных данных, микропроцессор рассчитывает количество топлива для впрыскивания и момент начала впрыска. После этого расчётные величины преобразуются в сигналы для иполнительных механизмов (в основном электромагнитных клапанов). Электронная система управления способна к самодиагностике. Микропроцессор постоянно сравнивает уровни сигналов от датчиков с нормативыми, заложенными в память, и в случае несоответствия немедленно сигнализирует об этом.

Применение таких систем значительно облегчает поиск неисправностей, а также через микропроцессор можно изменять программу на момент впрыска топлива. На сегодняшний день это наиболее перспективная система.

1. Топливные насосы высокого давления. Учебно-методическое пособие, М.: «Легион- Автодата», 2011 г.

2. Рядные многоплунжерные топливные насосы высокого давления дизелей ( Bosch ). Учебное пособие, М: «Легион- Автодата», 2011 г.

Как установить момент впрыска на дизеле

Приветствую всех читателей моего БЖ.
Вот решил поделиться своим опытом по установке момента впрыска на дизельных двигателях AAZ и AEY (M-TDI).
И так, допустим что у вас имеется дизельный двигатель с механическим тнвд (семейства VAG), у которого отсутствует ремень ГРМа и сбиты установочные метки.
Приблизительно так :-).

Естественно вы начинаете переварить кучу информации полученную с тех.книг и форумов. И узнали что Вам понадобится для этого специальные приспособления, а именно: планка для фиксации распредвала, валик для фиксации шкива тнвд и микрометрический индикатор часового типа для выставления момента впрыска. И эти приспособления действительны нужны. Но есть одно «НО», у нас нет их в данный момент, а двигатель нужно завести.
И так, как нам установить ремень ГРМ и момент впрыска, если нет приспособ?
Для начала нам надо выставить газораспределительный механизм. Начнем с распредвала.
Распредвал пороворачиваем так чтобы кулочки первого цилиндра смотрели вверх, а прорезь с обратной стороны торца распредвала должна встать параллельно корпуса гбц.

Затем устанавливаем поршень первого цилиндра в ВМТ, для этого совмещаем метку (0) на маховике КВ с меткой в окошке КПП. Если КПП нет, то расстояние между отверстиями болтов (сверху) делим по полам, ставим метку на блоке, это будет ВМТ. Совмещаем (0) с этой меткой.

Дальше тнвд.
Для установки тнвд в момент впрыска первой форсунки, нам надо совместить самое маленькое отверстие шестерне тнвд с отверстием кронштейна тнвд.

Точно совместить их не получится из-за пружины ппары в корпусе тнвд. Так что шкив будет уходить против часовой стрелки на один зуб. Но это не сташно.
Продолжаем дальше.
Устанавливаем ремень ГРМ на шестерню КВ подводим к шестерн тнвд, ключем на 19 аккуратно по часовой стрелке поворачиваем шестерню тнвд на один зуб (смотрим чтобы отверстия совпали), одеваем ремень на шестерню тнвд. После чего аккуратно убираем ключ, шестерня тнвд под действием пружины смещается на один зуб против часовой стрелки, метка (0) КВ тоже уходит на один зуб.
Дальше ремень ГРМа подводим к шестерне распредвала, но перед тем как одеть ремень нам надо шестерню распредвала на один зуб повернуть против часовой стрелки, после чего одиваем ремень и натягиваем его натяжным роликом.

Возвращаем метку (0) на своё место и видим что все метки встали как надо :-).

Далее выставляем момент впрыска тнвд, для этого нужно совместить метки на тнвд и его шестерни.

Совмещение меток производим следующий образом, все метки ГРМа должны остаться на своих местах. Метки совмещаем путем перемещения корпуса тнвд, а шестерня остаётся на своем месте. После чего тнвд затягивается. И всё готово :-), можно заводить двигатель :-).
При неоднократной проверки часовым индикатором, момент впрыска в пределах 0.84-0,92.

В принципе всё :-).
Спасибо за внимание :-). Всем удачи :-).

Бывает, что после замены ремня газораспределительного механизма (ГРМ) или топливного насоса (ТНВД) на дизеле, трудно найти метки, по которым нужно выставить шкив ТНВД для обеспечения своевременной подачи топлива. Как быть?

Можно, конечно, попытаться «поймать» необходимое положение шкива топливного насоса методом «научного тыка», т.е. поставить в одно положение и попробовать завести двигатель.

Не завёлся — провернуть шкив ТНВД на 3-5 зубьев относительно зубчатого ремня в любую сторону и попробовать вновь.

Завёлся, но сильно стучит — ранний впрыск, значит необходимо провернуть шкив на 1-2 зуба против направления вращения и снова запустить двигатель.

Завёлся, но дымит и работает очень мягко — поздний впрыск, надо провернуть шкив насоса на 1 зуб по направлению его вращения.

После того, как перестановкой ремня уже нельзя добиться точной регулировки надо ослабить гайки крепления ТНВД и поворотами его вокруг собственной оси добиться нужного положения (это такое положение, когда прогретый дизель работает на грани детонации; детонационные стуки в двигателе очень громкие и их нельзя не услышать).

Описанный выше способ неудобен и вреден для двигателя.

Поэтому лучше поступить следующим образом: откручиваете трубку высокого давления от форсунки первого цилиндра и на неё (трубку) надеваете прозрачную трубочку, либо непрозрачную, но тогда в неё вставляете стеклянную трубку (длина непрозрачного отрезка должна быть как можно меньше). Трубка должна смотреть вверх, чтобы в ней было видно, заполняющее её топливо.

Затем включаем зажигание и ключом крутим шкив насоса (ремень ГРМ снят с насоса) пока в трубке не появится поступающее топливо (нам необходим его уровень в трубке).

Затем медленно, небольшими движениями проворачиваем шкив ТНВД и внимательно смотрим за уровнем топлива в трубке, как только уровень шелохнулся, значит, начало поступать топливо к форсунке первого цилиндра и, прекратив дальнейшее вращение шкива, ставим на нём метку.

Далее выставляем по меткам коленвал, распредвал и теперь ТНВД по той самой метке, которую мы определили.

Читать еще:  Холодный запуск двигатель volvo xc90

Более точно выставить момент впрыска необходимо поворотами насоса, но это в том случае если он снимался, а если снимали только ремень, и до этого момент впрыска был выставлен, то больше ТНВД трогать не надо.

Чтобы не искать метки и не ловить момент впрыска после ремонта двигателя, перед снятием ремня ГРМ, установите коленвал по метке и краской нанесите свои метки или обведите заводские. Так будет гораздо надежнее, и сэкономите время.

Еще несколько статей из раздела «Вы и автомобиль»

На странице «Книги — бесплатно» Вы можете СВОБОДНО скачать некоторые материалы раздела «Бонус» немедленно.

Одним из главных отличий дизельного мотора от бензинового является принцип поджига дизтоплива. Зажигание топливно-воздушной смеси в дизельном двигателе реализовано посредством самовоспламенения солярки от контакта с предварительно сжатым и нагретым в результате такого сжатия воздухом в цилиндрах.

Выставление зажигания на дизельном двигателе подразумевает изменение угла опережения впрыска топлива, которое подается в четко заданный момент в конце такта сжатия. Если угол выставлен отлично от оптимальных параметров, тогда топливный впрыск окажется несвоевременным. Результатом станет неполноценное сгорание смеси в цилиндрах, что вызывает разрушительный дисбаланс в работе двигателя.

Получается, под системой зажигания дизельного двигателя стоит понимать важнейший элемент системы питания силового агрегата – топливный насос высокого давления (ТНВД). В большинстве дизелей именно данное устройство в комплексе с дизельными форсунками отвечает за своевременную дозированную подачу солярки в цилиндры мотора.

Читайте в этой статье

Как выставить угол опережения впрыска на дизеле

Необходимость установки зажигания на дизеле своими руками зачастую возникает в таких случаях:

  • зажигание дизеля требуется откорректировать параллельно замене зубчатого ремня ГРМ;
  • после демонтажа ТНВД нет возможности установить шкив топливного насоса согласно специальным меткам;

Одной из рекомендаций перед началом любых работ, связанных с разбором топливной аппаратуры дизеля, выступает острая необходимость четок отметить и освежить все метки. Для этого достаточно нанести небольшие штрихи при помощи краски или качественного маркера. Это облегчит последующую обратную сборку и установку шкива ТНВД, что автоматически исключит или сведет к минимуму потенциальные сбои зажигания.

Выставлять зажигание на дизеле можно несколькими способами:

  • строго по меткам (при условии наличия таковых);
  • методом подбора опытным путем;

Установка угла по меткам

Первый способ самостоятельного выставления угла зажигания дизеля (момента впрыска дизтоплива) по меткам подразумевает смещение топливного насоса. Такой способ подходит для дизельных ДВС, в которых установлена механическая топливная аппаратура.

Угол опережения впрыска регулируется благодаря повороту ТНВД вокруг оси. Также возможен способ, когда поворачивается зубчатый шкив распредвала по отношению к ступице. Этот способ подходит для тех конструкций, в которых насос и шкив не имеют жесткого крепления.

  1. Для регулировки зажигания на дизеле своими руками необходимо обратиться к задней части ДВС и добраться до маховика, при необходимости демонтировать с него защитный кожух.
  2. Далее понадобится обнаружить стопор на маховике, который опускается в специальную прорезь.
  3. После этого маховик нужно проворачивать вручную (при помощи ключа или другого приспособления). Проворачивание маховика означает, что вращается коленчатый вал ДВС. Крутить нужно по часовой стрелке до момента, когда сработает верхний стопор-фиксатор.
  4. Затем обращаем внимание на вал привода ТНВД. Возможно, что шкала на приводной муфте, посредством которой передается вращение, занимает верхнее положение. В таком случае метка на фланце ТНВД совмещается с нулевой меткой на приводе.
  5. После совмещения меток крепежные болты можно затягивать. Отличное от верхнего положение установочной шкалы на приводной муфте означает, что стопор маховика нужно поднять, после чего коленчатый вал двигателя снова проворачивается на один оборот. Далее снова контролируется положение шкалы.
  6. После затяжки болтов приводной муфты стопор на маховике поднимается, коленчатый вал поворачивается на 90°, затем стопор размещается в пазу.

Завершающим этапом становится установка защиты маховика на место и затяжка крепежных болтов. Далее двигатель запускается, анализируется его работа. Агрегат на холостом ходу должен работать ровно и мягко, без провалов и дерганий. Жесткая работа дизеля, сопровождающаяся детонационными стуками, недопустима.

Далее нужно проверить правильность настройки в движении, избегая серьезных нагрузок. Прогрейте двигатель до рабочей температуры и оцените приемистость силовой установки, реакции на нажатие педали газа. Также необходимо следить за цветом выхлопных газов, так как поздний угол опережения топливного впрыска будет сопровождаться серо-черным дымлением мотора.

Подбор правильного угла впрыска

Настроить угол зажигания на дизеле опытным путем можно следующим образом:

  1. После установки шкива осуществляются попытки завести дизель. Если мотор не заводится, тогда шкив ТНВД проворачивают относительно ремня на несколько зубьев (2-4). Затем мотор пробуют завести снова.
  2. Кода мотор после описанных выше манипуляций запустился, оцените его работу. Присутствие явных детонационных стуков означает, что шкив топливного насоса нужно проворачивать на зуб или два в противоположную вращению сторону. Появление густого серого дыма может указывать на поздний угол опережения впрыска. В подобной ситуации шкив насоса проворачивается на один зуб по направлению вращения.

Второй доступный способ предполагает следующие шаги:

  • Осуществляется демонтаж трубки высокого давления с форсунки первого цилиндра. На снятую трубку необходимо плотно надеть прозрачный пластиковый шланг и расположить в вертикальном положении.
  • После этого можно включить зажигание и провернуть шкив насоса. Шкив вращается максимально мягко, медленно и аккуратно.
  • Далее необходимо следить за уровнем топлива в трубке и выявить верхнюю границу.
  • Заметив, когда уровень солярки в трубке самый высокий, на шкиве необходимо сделать метку.
  • Затем по меткам нужно выставить коленчатый и распределительный вал двигателя.

После запуска оценивается работа двигателя. В случае определения раннего или позднего угла топливного впрыска операцию по настройке следует повторить.

Что такое момент впрыска для дизельных двигателей

Но попробуем пока разобрать ранний-поздний впрыск

Рабочий ход.
При впрыске топлива форсункой в сжатый поршнем до высокого давления и горячий воздух происходит
преобразование и подготовка топлива к возгоранию и сгоранию, то есть частичное его испарение, образование свободных радикалов в поверхностных слоях капель и в парáх. Наконец, через некоторый, очень малый промежуток времени оно вспыхивает и сгорает по мере поступления из форсунки, а продукты горения, расширяясь, двигают поршень вниз.
Впрыск топлива происходит чуть раньше момента достижения поршнем ВМТ вследствие некоторой инертности процесса горения.
Задержка начала возгорания в каждом конкретном дизельном двигателе зависит от конструкции и изменяется под действием давления впрыска, температуры топлива и сжатого воздуха, момента впрыска и др.. Сгорание топлива происходит столько времени, сколько длится подача порции топлива из форсунки + догорание. Вследствие этого рабочий процесс протекает при относительно постоянном давлении газов.

• 1. Процесс горения в длится столько времени, сколько требуется для впрыска данной порции топлива, но не дольше времени рабочего хода. Это приводит к тому, что рабочий процесс протекает при постоянном давлении.
• 2. Соотношение топливо/воздух в цилиндре может существенно отличаться от идеального, причем очень важно обеспечить избыток воздуха, так как пламя факела занимает небольшую часть объёма камеры сгорания и атмосфера в камере должна до последнего обеспечить нужное содержание кислорода. Если этого не происходит, возникает массивный выброс не сгоревших углеводородов с сажей.

Итак, в одном и том же двигателе, при одном и том же количестве поступившего кислорода делаем впрыск раньше,

• Топливо загорается раньше ВМТ ,резко возрастает давление и палец поршня и шатун продавливают слой масляной подушки и ударяют в противоход шатуна(палец) и коленвала(шатун), слышим резкий стук, затем масса крутящегося железа продавливает сопротивление давления горящей смеси и после прохождения поршнем ВМТ пошёл уже нормальный рабочий процесс толкания поршня вниз, при котором топливо успевает догорать в цилиндре до открытия выхлопных клапанов( рабочий процесс протекает при постоянном давлении и достаточности кислорода.)
• продукты идеального сгорания топлива состоят из углекислого газа(СО2), водяного пара (Н2О) , оставшегося избыточного кислорода(О2) , и азота(N2) поступившего в цилиндр вместе с воздухом.

Таким образом внешние признаки раннего впрыска

стук двигателя и беловатый (не сизый) дымок ( вода в виде пара, его много, т.к. кроме топлива и водород(Н2)содержащийся в воздухе сгорел с образованием воды)

Читать еще:  Что такое радиатор двигателя honda civic

Итак, в одном и том же двигателе, при одном и том же количестве поступившего кислорода делаем впрыск позже,

читаем для начала.

Сажа -продукт неполного сгорания углеродистых веществ. Сажа состоит из аморфного углерода, в большинстве случаев с примесью продуктов сухой перегонки. Внутри всякого пламени, происходящего от сгорания парообразных или газообразных углеродистых соединений, под влиянием высокой температуры и от неполного сгорания наступает разложение этих соединений с выделением углерода в мелкоразделенном состояния; эти мелкие частички углерода сгорают в наружной части пламени, предварительно накаливаясь, отчего пламя делается светящимся. Если к сгорающим углеродистым парам и газам воздух будет притекать в недостаточном количестве, то часть углерода выделяется в виде мелкоразделенного угля — С(углерод). Образование углерода происходит также в том случае, если светящуюся часть пламени охладить до некоторого предела, напр. вводя в эту часть пламени твердый холодный предмет(суньте- выньте нож например, и увидите сажу на нём).

И выдержки читаем.
Теория поршневых
и комбинированных двигателей

Четвертое издание, переработанное и дополненное
Под редакцией А.С. ОРЛИНА, М.Г. КРУГЛОВА

«»Сгорание топлива , при котором часть его горючих составляющих превращается в продукты неполного окисления , называют неполным сгоранием. Причиной неполного сгорания может быть общий недостаток кислорода в горючей смеси , и местный недостаток кислорода в зоне горения вследствие несовершенства смесеобразования или недостаточность времени для сгорания переобеднённой смеси.»»

«»Опыты показывают,что в этом случае продукты сгорания состоят из углекислого газа(СО2), окиси углерода(СО), водяного пара(Н2О), водорода(Н2), азота(N2) и его окислов, метана(СН4), и следов других углеводородов и кислорода(О2)»»

Отсюда видимое увеличение объёма выхлопного газа , в сравнении с нормальным ,т.к. при сгорании углерода в СО(газ) происходит изменение объёма на величину образовавшегося газа , плюс метан и др.

«» При дальнейшем уменьшении коэффициента a (коэффициент избытка воздуха) часть углерода совершенно не будет окисляться и в продуктах сгорания появится сажа.»»
«» Для ускорения испарения дизельного топлива необходимо обеспечить распыливание и прогрев капель. Это в значительной степени определяет момент начала впрыска, его продолжительность и давление топлива при впрыске»»

И из этой книжки
«Diesel Fuel-lnjection Systems
Unit Injector System/Unit Pump System
© Robert Bosch GmbH, 1999 P.O. Box 10 60 50,

D-70049 Stuttgart, Federal Republic Germany
© ЗАО «Легион-Автодата», перевод на русский язык, 2005

« « Угол опережения впрыска.

При небольших углах опережения впрыска,то есть при позднем впрыске, процесс сгорания протекает при низких температурах,что снижает эмиссию NOx, однако, если
угол опережения впрыска слишком мал,
то
увеличиваются выброс углеводородов СН и расход топлива, как и эмиссия сажи
на режимах больших нагрузок. При отклонении угла опережения впрыска от оптимального только на один градус п.к.в. эмиссия NOx может увеличиться на 5%. Отклонение угла на два градуса п.к.в. в сторону опережения впрыска может привести к увеличению максимального давления сгорания на 10 бар,
а отклонение угла на два градуса п.к.в. в сторону запаздывания приводит к увеличению температуры отработавших газов на 20“С. Такая высокая чувствительность требует очень точного регулирования угла
опережения впрыска. »»

вот эту книжку почитать нужно

Двигатели внутреннего сгорания:Учебник для вузов.
Хачикян А.С., Морозов К.А., Луканин В. Н.,
Издательство «высшая школа» ,1985 г.


Ну и собственно процесс горения,

Процесс сгорания топлива в дизеле принято разделять на 4 фазы:
1. Задержка самовоспламенения — период от начала впрыскивания топлива до его самовоспламенения
2. Быстрое сгорание – в этот период сгорает большая часть топлива , которое впрыснулось и смешалось с воздухом в первой фазе, а так же часть топлива, которое поступает в продолжении второй фазы. Впрыск топлива обычно заканчивается во второй фазе.
3. Сгорание при постоянном давлении. — Топливо горит, выделяя газ: поршень идёт вниз, увеличивая объём.
4. Догорание топлива и продуктов его неполного окисления. — Горение в этой фазе происходит относительно медленно, т.к. неиспользованного воздуха уже маловато,к тому же в зонах горения и вокруг них находятся продукты сгорания

Итак приступим к разбору полётов топлива из форсунки и ОГ(остатков горения) в цилиндре.

Поршень в ВМТ, наибольшая температура и давление воздуха. начинается впрыск топлива.
Началась 1ая фаза, но поршень уже идёт вниз, и давление и температура уменьшаются, потому эта фаза перед возгоранием затягивается во времени, и как итог, топлива впрыскивается всё больше ,и оно ещё понижает температуру при смешивании с воздухом, что ещё на немного отодвигает момент возгорания.
Наконец топливо загорелось , пошла вторая фаза. Но т.к. топлива больше некой нормы влилось и продолжает поступать, вспышка его смеси сожгла много кислорода вокруг факела топлива и его уже недостаточно для хорошего горения факела, нужно некоторое время для его притока при завихрении смеси воздуха и ОГ, итог — неполное сгорание факела с образованием сажи и ОГ, что ещё немного замедляет процесс горения, а топливо в конце впрыска поступает всё с меньшим давлением и хуже распыляется , что ещё замедляет процесс горения ,и наконец топливо впрыснулось всё.
пошла 3 фаза , остатки топлива, его радикалы контачат с кислородом, вступают в реакцию и горят выделяя газы и поддерживая давление давят на поршень
наступила 4 фаза догорания , температура растёт, и в тоже время горение замедляется , т.к. кислорода маловато уже, и ОГ окружают очаги горения остатков топлива и сажи. И всё догорело бы через некоторое время благополучно, просто не хватило времени, т.к. начали открываться клапана…….
Давление резко падает, горение почти прекращается ,

Ну и сажа,и ОГ со свистом полетели в трубу..у…у

Таким образом внешние признаки позднего впрыска —

Тёмный сажный дым с сизоватым оттенком в увеличенном объёме (см. выше)

писал здесь по быстрому и своими словами, но кому интересно , почитайте вышеуказанные книги,
там очень подробно с формулами, графиками.

Дизельные системы впрыска

Cистемы впрыска дизтоплива Сommon Rail, решения с насос-форсунками, рядным и распределительным ТНВД. Особенности, принцип работы.

Системы впрыска дизельного топлива – далее по тексту также СВДТ – это системы питания ДВС. Функционируют на дизельном топливе – смеси газойлевых соляровых и керосиновых фракций, которые предварительно прошли специальную обработку. Но речь идёт именно о наличии соляровых фракций которые прошли щелостную очистку, а не о классической солярке с недостающим уровнем вязкости и выкипающей при температуре 240-400 °C

Также в дизельных двигателях в качестве альтернативной топливной смеси может использоваться «Bio-Diesel» – смесь моноалкильных эфиров жирных кислот. Как правило, Bio-Diesel делают из рапсового масла.

Принцип работы

Воспламенение – результат сжатия и нагрева дизельного топлива под высоким давлением в цилиндрах. То есть на деле мы имеем дело с самовоспламенением впрыскиваемого топлива при его контакте с горячим воздухом. Все процессы происходят внутри. Этот принцип диаметрально противоположен бензиновым системам, у которых топливо воспламеняется от искры зажигания – внешнего источника.

Чтобы понимать, как функционируют системы впрыска топлива дизельного двигателя, важно чётко разбираться, за что ответственен каждый её элемент.


СВДТ включает в себя:

  1. Топливный бак. В нём непосредственно и хранится топливо.
  2. Насосное оборудование для подкачки топлива из бака.
  3. Фильтры грубой и тонкой очистки топлива. Главная функция – защита от загрязнений форсунок.
  4. ТНВД (топливный насос высокого давления). Самый сложный узел дизельного ДВС. Прямая задача ТНВД – не просто создавать давление, а распределять топливо по цилиндрам, то есть регулировать его объем. Исключение – СВДТ Common Rail. У них сразу создаётся оптимальный уровень давления. А остальные задачи решаются посредством инжектора. Установку ТНВД считают одну из наиболее сложных, но важных задач мастера. Точность взаимного позиционирования кулачкового вала ТНВД по отношению к коленчатому валу двигателя напрямую влияет на мощность ДВС и его топливную эффективность (экономичность).
  5. Форсунку. Корпус с клапаном.
  6. Сливную магистраль. Топливо из камеры управления вытекает через дроссель в сливную магистраль.

Высокое давление создаёт идеальные условия для того, чтобы свежий заряд во время такта сжатия нагревался до температуры, которая превышает температуру воспламенения.

Читать еще:  Бмв е46 м43 обороты двигателя

Работа осуществляется по следующей схеме:

  • Давление действует на поршень.
  • Поршень через шатун и кривошип коленчатого вала побуждают двигатель совершать полезную работу.
  • СВДТ дозирует само топливо, ориентируясь на текущую нагрузку ДВС.
  • Впрыск осуществляется на протяжении определенного промежутка времени с заданной интенсивностью.
  • Топливо распределяется по всему объему камеры.
  • Проводится фильтрация топливной смеси.
  • Топливо поступает в насосы, форсунки.


Типы дизельных систем питания

Решающее влияние на конструкцию системы впрыска дизельного двигателя оказывает способ подачи и распыливания.

Существует 4 основных типа СВДТ:

  • С рядным насосом. Системы с рядным ТНВД, работающие за счёт плунжерных пар, количество которых равно количеству цилиндров в системе. “Прародитель” СВДТ.
  • С насосом распределительного типа. Каждая секция взаимодействует с одним цилиндром.
  • Системы с насос-форсунками. ТНВД и форсунки консолидированы в единый узел. Плюс такого решения очевиден: нет препятствий для создания и поддержания высокого давления (включая давление более 2000 кг/см2).
  • Сommon Rail. Системы с электромагнитным клапаном. Обеспечивают электронное управление цикловой подачей. СВДТ знакома потребителю в двух модификациях: селективного и накопительного типа. Разница — в используемых каталитических конвертерах.

СВДТ с рядным насосом и насосом распределительного типа установлены, преимущественно, на старых авто: с рядным насосом – на грузовиках, спецтехнике, с насосом распределительного типа — на легковых авто, на старых легковых авто и грузовом транспорте с небольшими габаритами.

На рисунке — решения с рядным и распределительным ТНВД.

Если сравнивать рядные насосы и распределительные ТНВД, то важно понимать насосы распределительного типа полезны, когда нужны очень компактные и лёгкие решения. Рядные топливные насосы – при поиске оптимального варианта для ДВС тяжёлой техники.

Но будущее — за Сommon Rail и насос-форсунками. При этом особенно на практике хорошо себя зарекомендовали решения с индивидуальными — PLD-секциями. Плунжерная пара и управляющий элемент у них отделены от впрыскивающего элемента – форсунки, и соединены трубкой высокого давления.

Мастера СТО, принимая на диагностику автомобили с PDL-секций, могут гарантировать клиентам быстрое обнаружение неисправностей и ремонт СВДТ. Это обусловлено тем, что при диагностике и дальнейшем ремонте не нужно “вклиниваться” в головку блока цилиндров. Доступ к узлу – незатруднённый, поэтому сервис – максимально быстрый.

С рядным насосом

Конструкция с рядным насосным оборудованием появилась самой первой. Работает она по такому принципу:

  • Цилиндр движется в гильзе, создаёт давление и сжимает топливо.
  • При достижении нужного давления открывается клапан.
  • Дизтопливо поступает к форсункам (количество форсунок в таких конструкциях всегда соответствует количеству плунжерных пар).
  • Первые конструкции с рядным насосом были полностью механические, затем появились устройства с электромеханикой. Это облегчило регулировку цикловой подачи топлива.

Решения сумели зарекомендовать себя как достаточно надёжные и с большим ресурсом, но есть у них и заметные недостатки:

  • большой вес насосного оборудования,
  • проблемы при создании больших показателей давления (особенно, если речь — о полностью механических конструкциях),
  • низкое быстродействие,
  • сомнительная точность дозирования топливной смеси.

Требования к качеству дизельного топлива значительно выше, нежели к бензину. Это можно связать с конструктивными особенностями СВДТ.

Качество процесса сгорания топливной смеси в цилиндре зависит от самого начала подачи дизельной смеси. Управление началом процесса осуществляется посредством регулятора начала подачи.

Непосредственно за регулировку объема топлива, подаваемого в цилиндр за один цикл, как понятно из текста выше, отвечает плунжерная пара. Расстояние между втулкой и плунжером очень маленькое (речь идёт о десятых микрона). Такие же цифры характеризуют и точность изготовления распылителей форсунок. Вот почему и требования к качеству дизтоплива очень высокие. Если в нём много примесей, топливная аппаратура быстро выходит из строя.

С насосным оборудованием распределительного типа

Существенно улучшить ситуацию, найти оптимизированное решение, которое позволяет достигать большего давления, позволяют системы впрыска дизельного топлива распределительного типа. Да, существует зависимость давления от оборотов ДВС. Но, главное, в этом случае все под полным контролем.

Устройства с рядным насосом бывают механическими и с электрорегулировкой.

Плунжерная пара у первых ТНВД была всего одна, у более поздних моделей — с ротором — плунжерных пар несколько. Такие решения — более производительные. При этом плунжерная пара (или несколько пар) связаны сразу с несколькими форсунками: двумя, четырьмя, шести.

Плунжер совершает сразу два типа движений — вращательное и поступательное. Таким образом, в зоне его ответственности — как подача, так и распределение топливной смеси.

В противовес устройствам с рядным насосом габариты — существенно меньше, топливная экономичность — больше, но надежными такие системы назвать нельзя. Если случается неисправность насоса, то вся СВДТ может выйти из строя.

Ещё один значительный недостаток — чувствительность к завоздушиванию. В свое время это стало серьёзным поводом для “переключения” производителей на СВДТ другого типа (с насос-форсунками и и Сommon Rail).

Насос-форсунки

В СВДТ с насос-форсунками форсунки и плунжеры составляют единую конструкцию. Запуск узла осуществляется от распредвала (за счёт механической рейки + регуляторов или чаще электромагнитных клапанов — последние обеспечивают лучшую производительность и точность дозирования топливной смеси).

Давление можно увеличивать максимально быстро и при этом — на существенные значения. Это возможно благодаря тому, что магистрали высокого давления у СВДТ с насос-форсунками — очень короткие, а усилие от кулачков через коромысло направлено непосредственно к насос-форсунке.

Впрыск — многофазный:

  • Предварительный. Обеспечивает смеси дальнейшую плавность сгорания.
  • Основной. Осуществляется при целенаправленном движении плунжера вниз, направлен на качественное смесеобразование во всех режимах работы ДВС. чем больше давление, тем больше дизеля впрыскивается в камеру ДВС.
  • Дополнительный — очищающий. Плунжер продолжает двигаться вниз. Из фильтра интенсивно уходит сажа.
  • Кстати, у ряда автомобилистов часто возникает вопрос. “Сажа? Но откуда?” Ведь многие годы дизельные ДВС называли более чистыми, нежели бензиновые. Однако во внимание не бралось одно существенное «но». При сильном разгоне образуется достаточно много сажи.


Особенно эта проблема актуальна для решений с механическим управлением дозирования топливной смеси. Если же речь идёт о решениях, управляемых электроникой, всё существенно лучше, выхлопы — чище.

А вот весомый плюс всех решений с насос-форсунками, так это то, что производитель может позволить более высокую мощность ДВС, нежели в случае с рядным и распределительным насосом, дизтоплива водителю требуется меньше, уровень шума существенно уменьшается.

Система впрыска дизельного двигателя Сommon Rail

Решение Сommon rail (“общая магистраль”, аккумуляторная СВДТ позволяет организовать двойной впрыск.

  1. На первом этапе осуществляется предварительный впрыск небольшой порции топливной смеси.
  2. На втором этапе проводится основной впрыск под высоким давлением. С Common Rail нет проблем достигнуть давления 220 -300 МПа.

Шумность работы и образование сажи в этом случае ниже, а топливная эффективность выше.

Благодаря организации электронного управления цикловой подачей в случае использования с электромагнитным клапаном можно существенно повлиять на показатель скорости, с которой топливоподающей система реагирует на изменение нагрузки и давления наддува.

Сначала в процессе задействован клапан цикловой подачи, а далее в работу вступает тактовый клапан управления моментом подачи.

Common Rail обеспечивает возможность осуществить впрыск предварительной небольшой порции топлива, а только потом переходить к работе к основной порции дизтоплива, легко достичь ровной характеристики горения топливной смеси. Ведь в таких случаях давление получается удерживать практически стабильным.

Как и в случае с насос-форсунками работа ступенчата. Выделяется предварительный (на холостом ходу), основной (при увеличении нагрузки) и дополнительный впрыск (при нагрузке, достигающей плато).

Дизельные системы впрыска Common Rail создают идеальные условия для того, чтобы СВДТ соответствовали строгим экологическим нормам, ДВС были маломощными, производство компонентов было более дешевым, а диагностика — оперативной. Активным выпуском Common Rail заняты такие мировые гиганты, как BOSCH, DENSO, SIEMENS. СВДТ Common Rail активно устанавливается на Volvo, Volkswagen, Fiat, Toyota, Alfa Romeo, Mazda, Ford, Nissan,Honda, Hyundai, Kia и др.

Комплексно изучить дизельные двигатели автомобилей, включая плунжерное насосное оборудование,систему непосредственного впрыска Common Rail поможет интерактивная электронная программа “Дизельные двигатели автомобилей”

Видеообзор интерактивной программы

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector