Какое давление топлива в дизельном двигателе

 Синхронизация

Синхронизация определяется соотношением между коленвалом и распредвалом, которое контролируют два датчика. Датчик коленвала и датчик распредвала, соответственно. Датчик коленвала считывает обороты двигателя, а датчик распредвала отвечает за впрыск топлива. Ели один из датчиков неисправен, то запуск двигателя будет невозможен. На многих автомобилях от датчика коленвала работает тахометр. Соответственно, можно посмотреть поднимается ли тахометр во время попытки запуска автомобиля. С датчиком распредвала все намного сложнее. В домашних условиях корректность его работы проверить невозможно. Его можно проверить только на разрыв или замыкание. На станции технического обслуживания такие датчики проверяют осциллографом. Максимум, что можно сделать самостоятельно, это проверить застегнут ли контакт. Датчик распредвала чаще всего стоит на клапанной крышке над распредвалом, реже на топливном насосе.

 Компрессия

Компрессия — это максимальное давление воздуха в камере сгорания в конце такта сжатия. Соответственно, если этого давления нет или оно слабое, то нужного взрыва не произойдет. На автомобиле это выглядит так: на холодную двигатель плохо заводится или не заводится совсем, заводится вдогонку (после нескольких оборотов стартером начинает запускаться и в итоге заводится) и дымит белым. В домашних условиях компрессию можно проверить дизельным компрессометром, который продается в любом автомагазине. Компрессия в двигателе с системой коммон рэйл должна быть: min 10 МПа – max 20 МПа. К тому же, компрессия в двигателе должна быть примерно равная в каждом цилиндре. Рассмотрим пример: если вы меряете компрессию в 3х цилиндрах у вас компрессия 15 МПа, а в одном 7 МПа, то на холодную двигатель будет троить (работать неустойчиво) и дымить белым). А если во всех компрессия будет меньше 10 МПа, то летом он будет заводиться вдогонку, а зимой вы не сможете завести машину в принципе. При этом, в блоке управления двигателем не будет записи об ошибках! На щитке приборов не будет гореть значок о неисправности двигателя (CHECK).

Если в двигателе нет компрессии, то причины могут быть следующие:

А. Изношены, сломаны или залегли компрессионные кольца:

— естественный износ в ходе длительной эксплуатации автомобиля;

Б. Прогорела прокладка головки блока цилиндров:

— естественный износ в ходе длительной эксплуатации автомобиля;

— перегрев ГБЦ (головка блока цилиндров);

— некорректная установка ГБЦ на сервисе.

В. Неисправность головки блока цилиндров:

— пропускают впускные или выпускные клапана (износ);

Г. Некорректно выставлено зажигание двигателя.

Практически все эти причины можно выявить в домашних условиях, имея определенные знания устройства двигателя и небольшие навыки по слесарным работам.

Система впрыска COMMON RAIL для дизельных двигателей ⇐ H-1 Grand Starex. Cистема питания, выпуска

Дизельные двигатели.

Базовый дизайн бензинового и дизельного двигателя остается одинаковым. Оба имеют по два или по четыре клапана, которые подают смесь в цилиндры,те двигают коленвал. Но в дизеле газовая смесь не воспламеняется за счет свечи зажигания, она только сжимается. Как только цилиндр подается в верхнюю точку топливо распыляется из инжектора в камеру сгорания, где оно смешивается с горячим сжатым воздухом и самовоспламеняется. Для этого сила сжатия в дизельном двигателе должна быть во много раз сильнее, чем в бензиновом. Обычно используется отношение компрессии от 16:1 до 24:1, что создает давление на уровне 150 бар. Оно генерирует температуру в 250 градусов, поскольку при такой температуре начинается горение большинства газов, нетрудно сделать вывод, что воспламенение начинается как только цилиндр достигнет верхней точки, где фиксируется максимальное давление.
Дизельные двигатели сконструированы так, чтобы развивать высокие обороты на низких скоростях работы двигателя, что приводит к высокой экономии топлива. Это достигается за счет использования технологии Common rail вместе с эффективной технологией турбонаддува. На диаграмме показано как оборотистость повысилась с 70 Nm/литра до 182 Nm/литра за последние 20 лет. А потребление топлива упало на 60%! Если провести сравнение с бензиновыми двигателями (которые работают по стехиометрическому принципу 14,7:1),

в дизелях используется очень обедненная смесь. Отношение воздуха к топливу в дизелях на полной нагрузке колеблется от 17:1 до 29:1, а на холостом ходе или без нагрузки до 145:1. Однако в камере сгорания локализованная смесь меняет свое отношение. Невозможно достигнуть однородной смеси топлива и воздуха в пределах камеры сгорания. Для сокращения числа отклонений состава смеси впрыск представляет собой серию мелких впрысков топлива. Высокая сила давления создает хорошую сегментацию топлива.
Впрыск
Дизеля не имеют дроссельной заслонки. Вместо этого, процесс сгорания контролируется следующими факторами: Синхронизация впрыска, Продолжительность впрыска, Карта впрыска по инжекторам, С помощью электронного блока управления в системах common rail можно контролировать каждый фактор индивидуально.
Синхронизация впрыска
Синхронизация впрыска является основным фактором контроля выхлопа, потребления топлива и шумности. Оптимальная синхронизация начала впрыска зависит от нагрузки на двигатель. В автомобильных двигателях, которые работают без нагрузки, точка оптимального угла зажигания находится от 2-х градусов коленвала перед верхней точкой цилиндра до 4 градусов после того, как цилиндр пройдет верхнюю мертвую точку. В условиях частичной нагрузки угол колеблется от 6 градусов до верхней точки и до 4 градусов после верхней точки. На полной нагрузке угол зажигания должен быть в пределах 6-15 градусов до верхней мертвой точки. Продолжительность горения 40-60 градусов оборота коленвала. Если впрыск произошел слишком рано, то сгорание произойдет в момент, когда поршень еще поднимается. Это приведет к снижению эффективности и увеличит расход топлива. Быстрый подъем цилиндра увеличит шумность. Позднее зажигание снижает обороты и приводит к неполному сгоранию и выбросу несгоревших гидрокарбонов.

Продолжительность впрыска
В обычных двигателях количество впрыскиваемого топлива прямо пропорционально времени открытия инжектора. В дизеле впрыск варьируется в зависимости от потока топлива в зависимости от разницы давления впрыска и в камере сгорания, плотности топлива (в зависимости от температуры), динамических свойств давления топлива. Также контроль осуществляется и через открывание инжектора.
Карта впрыска
Дизельные инжектора на подают топливо в камеру сгорания за одно открытие. Они имеют несколько фаз: Первая фаза предварительного впрыска — короткий импульс, который снижает шумность и позволяет сократить выброс Nox. Основная часть топлива подается во время основной фазы впрыска, а затем происходит финальный впрыск топлива. Он необходим для сокращения вредного выхлопа путем его выжига в каталическом конвертере-накопителе, поднимает температуру выхлопного газа для регенерации фильтра взвешенных частичек. Он происходит вплоть до 180 градусов оборота коленвала. Объем впрыска колеблется в пределах 1 мм³ до 50 мм³ на полной нагрузке. Продолжительность впрыска 1-2 миллисекунды.
Описание системы
В отличие от традиционных дизельных двигателей, которые управляются блоком управления, common rail подает топливо на форсунки через накопительную рампу, поэтому они похожи на бензиновые двигатели. Поскольку разделены функция образования высокого давления и функция впрыска, системы common rail могут подавать топливо в широком диапазоне угла зажигания и уровня давления.

Диаграмма показывает простую систему common rail. Механический насос(1) создает давление, которое подает топливо в рампу(3). Клапан контроля потока топлива(4) поддерживает давление на уровне, которое задано блоком управления(8). Рампа подает топливо на инжектора(5). Датчики информируют ЭБУ о достигнутом давлении(2), скорости двигателя(9), положении распредвала(10), уходе педали акселератора(11), давлении надува(12), температуре впускного воздуха(13), температуре охлаждающей жидкости(14). Позиции 6 и 7 — топливный фильтр и топливный бак. Более сложные системы используют дополнительные датчики: cкорости, внешней температуры, широкополосный кислородный датчик, датчик разницы давления (определяет засорение катализатора или фильтра частичек в выхлопе). На диаграмме не указаны свечи накаливания. Они используются, только если внешняя температура падает ниже 0 градусов. Блок управления может контролировать давления турбины, рециркуляцию выхлопного газа и заслонки впускного коллектора.

Высокое давление до 2000 бар создается насосом ТНВД. Насос приводится в движение коленвалом обычно представляет собой радиально расположенные цилиндры как показано на рисунке. Насос смазывается топливом и потребляет 3,8Ватт мощности. Поэтому поток топлива может различаться в зависимости от нагрузки на двигатель, а каждый поршень насоса может выключаться. Это возможно с помощью соленоида, который держит клапан поршня в открытом состоянии. Однако, когда один из поршней выключается, подача топлива становится более неустойчива, чем когда работают все три цилиндра.

Клапан контроля давления представляет собой соленоидный клапан, которых охлаждается топливом. Степень открытия клапана регулируется шириной импульса на частоте 1KHz. Если клапан не активирован, внутренняя пружина держит давление на уровне 100Бар. Если клапан активирован, то сила электромагнита давит на пружину и клапан закрывается, давление увеличивается. Этот клапан также играет роль механического демпфера, который смягчает импульсы высокого давления, когда на насосе ТНВД работает менее трех поршней.
Рампа
Рампа направляет топливо к инжекторам. Она довольно массивна, чтобы внутреннее аккумулированное давление было независимо от открытия инжекторов. На раме устанавливается датчик давления, который предохраняет от излишне высокого давления, которое может быть опасно, а также перепускной клапан сброса давления.
Инжектора

Внешне инжектора похожи на стандартные инжектора от бензинового двигателя, но они сильно отличаются внутри. На рисунке изображен такой инжектор. Для работы инжекторов используется гидравлическая система, поскольку они работают под большим давлением. Обмотка соленоида контролирует не иглу открытия, а движение небольшого шарика, который регулирует поток топлива от контрольной камеры внутри всего корпуса инжектора. Продолжительность жизни инжектора в системах common rail это очень важный фактор. Bosch определяет ее как 1 млн. открытий и закрытий.

Для этого необходимы следующие компоненты:
⋅ Очень высокое давление (до 2000 бар)
⋅ Изменение количества впрыскиваемого топлива, контроль давления во впускном коллекторе, и начала впрыска.
⋅ Предварительная и финальная стадии впрыска
⋅ Температурный режим смеси воздух/топливо в момент пуска
⋅ Контроль холостого хода в зависимости от нагрузки двигателя
⋅ Точность в течение всего цикла впрыска

• Пуск двигателя
Количество впрыскиваемого топлива и начало синхронизации впрыска, необходимого для пуска определяются по температуре двигателя и скорости вращения коленвала на пуске. Специальные программы используются для очень холодной температуры и для высокогорья. Иногда турбина может отключаться, поскольку ее вращение, даже небольшое, может затребовать мощность, которой не хватит для пуска.
• Движение

В условиях нормального движения, количество впрыскиваемого топлива определяется по датчику положения педали акселератора, скорости двигателя, температуре топлива и впускного воздуха. Однако могут использоваться и другие факторы и карты впрыска, которые принимают в расчет лимиты по выхлопу, дымность, механический перегруз и перегрев (включая смоделированную и реальную температуру выхлопного газа, масла охлаждения, турбины и инжекторов). Начало контроля впрыска — это функция скорости двигателя, количества впрыскиваемого топлива, температуры двигателя и внешнего давления.

Настройка холостого хода зависит от температуры двигателя, напряжения АКБ, работы кондиционера. Холостой ход – функция закрытого цикла, где ЭБУ мониторит реальную скорость двигателя и продолжает регулировать подачу топлива до тех пор, пока не будет достигнут заданный уровень.
• Лимит Оборотов
В отличие от бензинового двигателя, где подача топлива перекрывается как только обороты достигают заданного максимума, в дизеле система управления сокращает подачу топлива по мере возрастания оборотов двигателя и приближения к пику. При достижении максимума оборотов количество подаваемого топлива равно нулю.
• Демпфирование
Резкие неожиданные изменения в оборотах двигателя могут привести к нестабильной работе и прерывистому движению автомобиля. Для этого используется активное подавление нестабильности. Существуют два подхода. Во-первых, отфильтровываются любые неожиданные движения педали акселератора. Во вторых, ЭБУ определяет нестабильность и активно компенсирует его путем увеличения количества впрыскиваемого топлива, когда двигатель снижает скорость и и уменьшает подачу, когда скорость увеличивается.
• Контроль мягкой работы

Поскольку механически цилиндры отличаются, вклад каждого цилиндра во вращение разный. Разница может выражаться в резкости хода и повышенному выхлопу. Система контроля мягкости хода измеряет разницу в скорости двигателя и определяет ее разницу. Она сравнивает скорость сразу после впрыска со средней скоростью двигателя. Если скорость падает, то в этот цилиндр увеличивается подача топлива. Если скорость увеличивается, то подача топлива в конкретный цилиндр сокращается.
• Контроль датчика Кислорода закрытого цикла
Как и в бензиновом двигателе, дизель использует контроль замкнутого цикла кислородный датчика. Однако в дизелях широкополосный кислородник используется для расчета смеси 60:1. Такой датчик состоит из комбинации ячеек Нернста продольного гальванотермомагнитный эффекта и кислородного насоса. Поскольку датчик производит сигнал по мере концентрации давления выхлопного газа и концентрации кислорода, он может быть компенсирован за счет разницы давления выхлопного газа. Сигнал меняется по мере времени работы и для компенсации используется сравнение измеренной концентрации кислорода в выхлопе и расчетной величины сигнала датчика, когда он чувствует воздух. Компенсация используется на максимальных нагрузках двигателя. Если есть разница, то применяется обедняющая коррекция. Управление по замкнутому циклу используется для короткосрочной и долгосрочной адаптации бедной смеси. Это особенно важно для лимитирования дыма, когда количество измеренного в газе кислорода сравнивается с заданной по карте впрыска величиной. Обратный сигнал датчика также используется для определения достижения эффекта рециркуляции.
• Контроль давления топлива и его потока
Давление в рампе регулируется по замкнутому циклу. Датчик давления на рампе контролирует давление в режиме реального времени и ЭБУ поддерживает его желаемый уровень путем изменения широтной модуляции клапана контроля давления топлива. На высоких скоростях двигателя, когда требуется меньше топлива, ЭБУ выключает один из поршней насоса высокого давления. Это снижает температуру топлива и механическую нагрузки на насос.

• Другие Контрольные Сигналы
В дополнение к вышеуказанному контроль дизельной системы Common Rail включает следующие элементы:
⋅ Свечи накаливания для пуска в условиях температуры ниже нуля
⋅ Свечи накаливания, которые подогревают охлаждающую жидкость в холодных условиях
⋅ Специальные заслонки для впускного воздуха, которые создают турбулентность воздуха во время его входа в камеру сгорания
⋅ Управление давления в турбине
⋅ Управление вентиляторами охлаждения

• Работа Инжекторов
Как правиле включение инжектора проходит пять фаз:
⋅ На первом этапе инжектор включается быстро путем подачи высокого тока с 100вольтового конденсатора. Максимальная сила тока ограничивается 20амперами и поддерживается на этом уровне для контроля времени открытия инжектора.
⋅ Второй этапе называется «пиковая сила тока». На нем сила тока для включения инжекторов передается от конденсатора на аккумулятор. Пик силы тока продолжает поддерживаться на уровне 20Ампер.
⋅ 12-ти амперный импульс для поддержки инжектора в открытом состоянии. Индуктивный всплеск генерируется сокращением силы тока через инжектор от пика к удержанию тока и направляется к конденсатору и запускает перезарядку.
⋅ Когда инжектор отключается, индуктивный пик появляется снова в сторону конденсатора.
⋅ В промежутках между фазами в сигнале инжектора появляется пик закрытия инжектора. Используемой силы тока недостаточно для открытия инжектора и индуктивные всплески используются для полной зарядки конденсатора, пока он не зарядится до 100 Вольт.

В системах с пьезогидравлическими форсунками происходит более точное дозирование очень малых доз впрыскиваемого топлива, более точно и четко реализуется начало впрыска топлива.

Давление в топливной рампе

Для запуска двигателя давление в топливной рампе должно составлять минимум 200 Бар. Пока этого давления не будет, двигатель не запустится. Чтобы двигателю набрать стартовое давление в 200 Бар, должны быть исправны следующие компоненты:

— топливный насос высокого давления (ТНВД);

— топливоподкачивающий насос (механический или электрический);

— регулятор давления топлива;

— дозирующий блок (если есть);

— топливные форсунки (инжектора);

— отсутствие воздуха в топливоподводящей магистрали.

Самая частая и простая ошибка – это отсутствие дизельного топлива в баке.

В домашних условиях вы вряд ли проверите давление в топливной рампе. Исправность остальных компонентов, где нет высокого давления вы сможете проверить самостоятельно.

Подготовка к замерам

На впускной штуцер манометра нанизываем шланг и фиксируем хомутом — мы должны избежать потерь давления во время замеров.

Затем с топливной рампы необходимо снять колпачок. Под ним будет находиться ниппель — его тоже снимаем. Будьте аккуратны — если вы недавно заводили машину, то в топливной системе будет остаточное давление и может политься бензин, поэтому приготовьте тряпочку и постарайтесь обезопасить глаза.

Когда вы демонтировали пробку и ниппель — устанавливаем второй конце шланга, который идет на манометр. Так же все фиксируем при помощи хомутов.

Исправные топливные форсунки

Исправность топливной форсунки определяется по соотношению количества дизельного топлива, подаваемого в цилиндр и количества топлива, сливаемого в обратную топливную магистраль.

Самостоятельная диагностика форсунок или насоса в условиях гаража, объективно, возможна. Тем не менее, даже при наличии необходимого инструментария диагностика форсунок дома не под силу каждому автомобилисту. Дизельная форсунка — сложная деталь и специфика ее ремонта индивидуальна для каждого бренда. Оптимальный вариант — своевременная диагностика топливной аппаратуры в дизельном автосервисе.

В домашних условиях, если машина не завелась, то можно проверить исправность форсунок по обраткам, не снимая с автомобиля. Необходимо крутить двигатель стартером и замерять количество топлива, поступающего в обратную магистраль. Если количество топлива, сливаемое в обратку превышает допустимое заводское значение, то форсунки надо нести в ремонт. Соответственно, запуск автомобиля будет возможен после ремонта форсунок.

Если автомобиль все же завелся, но работает неустойчиво, можно попробовать снимать поочереди клемы с форсунок на рабочем двигателе (некоторые двигатели сразу глохнут при такой процедуре). Если, сняв клему с форсунки в работе двигателя ничего не изменилось, то, именно, этот цилиндр работает некорректно.

Определив цилиндр, вам надо:

— замерить компрессию в этом цилиндре;

— отнести форсунку на проверку в сервис (либо поменять местами с соседней форсункой, чтобы исключить неисправность форсунки);

— проверить электрические провода, подходящие к форсунке.

Как выгнать воздух из дизеля

Для прокачки на некоторых моторах устанавливается ручной насос. Если его нет, то придётся использовать штатные средства во время работы стартёра. Параллельно аккумулятору лучше подключить пускозарядное устройство. Прокачка производится после устранения причины подсоса воздуха.

Прокачиваем фильтр

Фильтр прокачивается ослаблением предназначенного для этого штуцера или пробки на корпусе. Как только через него перестают выходить пузырьки воздуха, процесс можно считать законченным.

Процедура похожа на удаление воздуха из тормозов, но отличается наличием насоса.

Прокачка ТНВД

Удалить воздух из ТНВД значительно сложнее, чем из фильтра и подающих магистралей. Лучше всего прокачивать насос через магистраль обратки.

Если топливо подаётся под давлением, что можно обеспечить, создав некоторый избыток воздуха в баке и перекрыв его систему вентиляции, то через некоторое время воздух из ТНВД удалится через его обратный слив. Контролировать это можно подсоединив прозрачный шланг.

Попытки прокачать ТНВД запуская двигатель от мощного буксира могут закончиться плохо. Работая без положенной смазки топливом, плунжерные пары будут изнашиваться и засорять форсунки стружкой. Система окончательно придёт в негодность.

Прокачка топливопроводов

После удаления воздуха из ТНВД некоторое его количество останется в топливных магистралях форсунок. Со временем оно оттуда удалится естественным путём, но только если удастся запустить двигатель, что не всегда реально.

Потребуется долго работать стартёром с перерывами на его охлаждение и только при наличии мощного пускозарядного устройства.

Ускорить процесс можно ослабляя штуцеры топливопроводов, тогда воздух будет выходить быстрее. Если двигатель запустится, пусть и не на всех цилиндрах, ослабляя и вновь затягивая гайки штуцеров воздух удаляют окончательно, что определяется по разбрызгиванию топлива со значительной силой.

Для профилактики попадания воздуха в исправную топливную систему никогда не надо полностью вырабатывать топливо из бака. Это же предохранит двигатель от попадания сконденсированной в баке воды.

Процедуру замены фильтров и удаление конденсата надо проводить в строгом соответствии с инструкцией к конкретному двигателю.

Исправный блок управления двигателя

Блок управления двигателем – сердце автомобиля, он управляет правильной работой двигателя, дозировкой воздуха, подачей топлива и является связующим звеном между всеми электрическими компонентами. Пока блок управления не даст вовремя сигнал на какой-либо отдельный компонент, он не будет функционировать. Блок управления двигателем можно проверить только в специализированном сервисе. В домашних условиях вы можете понять, что проблема как то связана с блоком управления, если наблюдаете периодическое необъяснимое поведение автомобиля, например, загорается и тухнет щиток приборов, автомобиль сам по себе газует или глохнет, стартер крутит только в определенное время (с 9 до 10 утра) и многое другое.

Мой дорогой дизель: почему ломаются ТНВД, и как их чинят

С момента окончательной прописки дизельных моторов на легковых автомобилях не только владельцы, но и мастера с небольшой опаской смотрели на это «чудо техники». Да, выигрыш на топливе и на тяге очевиден – но что будет, если мотор сломается? Особенностью всех без исключения двигателей на тяжелом топливе является прецизионность сборки самых ответственных деталей, а также величина рабочего давления – разумеется, если мы говорим о современных моторах. Глядя на нормо-часы в сервисе, касающиеся ремонта и обслуживания топливной аппаратуры, каждый невольно задастся вопросом: «Стоит ли игра свеч?». И да, и нет.

С одной стороны, вы получаете неимоверно производительный ДВС с паровозной тягой и уменьшенным расходом, с другой – необходимость повышенного внимания к качеству топлива, более частой замене топливного фильтра и довольно большим расходам в случае необходимости ремонта или замены элементов системы. Но если первая чаша весов все же перевесила, и вы стали обладателем автомобиля «на дизеле» с системой Common Rail, то стоит посмотреть, как ремонтируются элементы этой системы. Сегодня мы выясним, как выполняется ремонт ТНВД.

Топливная система дизельных ДВС: основные принципы

Сначала воздух подается в цилиндр, затем сжимается, нагреваясь в процессе до экстремальных температур, и лишь к концу такта сжатия в цилиндр подается дизельное топливо. Подается таким образом: впрыскивается в камеру сгонария под высоким давлением (от 100 до 2000 атмосфер) и распыляется. Поэтому, вне зависимости от типа топливной системы дизеля, в ней всегда есть два компонента:

• тот, что создает высокое давление – топливный насос высокого давления (ТНВД)
• и тот, что впрыскивает и разбрызгивает горючее по камере – форсунка.

В зависимости от типа топливной системы дизельного ДВС, отличается конструкция ТНВД и устройство форсунок. Также отличаются схемы управления этими элементами и место их расположения.

Современная форсунка — компактное, но непростое устройство.

О том, с какой тщательностью специалисты доводили рабочий процесс дизеля, говорит его малошумность. Так, предварительный впрыск перед основной дозой ощутимо смягчил воспламенение смеси — одно это сделало дизели CR молчаливее предшественников. Есть в дизелях CR и «послевпрыск». Его роль служебная — очищать сажевый фильтр. Дополнительная порция топлива, не сгорая в цилиндрах, поступает в фильтр и разогревает его до температур, при которых сажа полностью выжигается.

Основные типы топливных систем дизеля

Наибольшее распространение получили 4 типа топливных систем дизельных моторов:

• рядный ТНВД
• ТНВД распределительного типа
• насос-форсунки
• система Common Rail

Рядный ТНВД – проверенное десятилетиями решение, которое активно применяется на грузовой и специальной технике с дизельными моторами. В основе этой системы подачи топлива находится работа плунжерной пары. Цилиндр движется в гильзе, создавая давление и сжимая топливо до необходимых показателей. Как только они достигнуты, открывается специальный клапан, подающий топливо на форсунку, которая впрыскивает его в цилиндр. Плунжер в это время движется вниз, открывает канал для впуска горючего в пространство гильзы с помощью топливоподкачивающего насоса, и цикл повторяется.

Работа самого плунжера становится возможна благодаря кулачковому валу, который приводится от мотора. Кулачки «толкают» клапана, а мкфта опережения впрыска, соединяющая ТНВД и двигатель, корректирует работу топливной системы.

Неоспоримые достоинства системы подачи топлива с рядными ТНВД – их ремонтопригодность и доступность обслуживания.

ТНВД распределительного типа конструктивно напоминает рядный топливный насос. Отличие заключается в количестве плунжерных пар. Если в рядном ТНВД одна пара идет на один цилиндр, то в распределительном работы одной плунжерной пары достаточно, чтобы обслуживать два, три, и даже шесть цилиндров. Это достигается через опцию вращения плунжера вокруг оси. Вращаясь, плунжер поочередно открывает выпускные клапана, подавая горючее на форсунки нескольких цилиндров.

Эволюция распределительных ТНВД привела к тому, что появились уже роторные топливные насосы: в них плунжеры помещаются в ротор и в процессе работы движутся навстречу двуг другу, пока ротор вращает их, распределяя тем самым топливо по камере сгорания.

Преимущество системы подачи топлива с распределительным ТНВД – компактность самого устройства. Недостатки – сложность настройки, применение схем электронного управления и корректировки работы.

Система подачи топлива в цилиндр с помощью насос-форсунок вообще исключает необходимость ТНВД как отдельного элемента. В этом случае, форсунка и насосная секция – это один узел в общем корпусе.

В результате достигается легкость регулировки подачи топлива в конкретный цилиндр, а при выходе из строя одной насос-форсунки, остальные продолжают работать, что облегчает ремонт. Конструктивно, насос-форсунки приводят в действие плунжеры распредвал ГРМ в головке блока цилиндров.

Система подачи топлива насос-форсунками распространена не только на грузовых, но и на легковых автомобилях. К недостаткам ее можно отнести высокую стоимость запчастей, а также крайнюю чувствительность к качеству дизельного топлива. Мельчайшие примеси в горючем могут легко вывести из строя насос-форсунку, что отражается на стоимости эксплуатации такого решения в личном автомобиле.

Система Common Rail стала своего рода прорывом в части решения механизма подачи топлива в дизельных ДВС. Эта система позволяет экономить топливо при высоком КПД дизеля, что и сделало ее такой популярной. Common Rail придумали инженеры Bosch еще в 90-х годах. Сегодня большинство дизельного транспорта оснащается именно Коммон Реил.

Главное отличие этой системы – наличие аккумулятора высокого давления в общей магистрали. Туда топливо нагнетается отдельным ТНВД, чтобы затем под постоянным давлением подаваться на форсунки. Именно постоянство давления дает возможность быстро и эффективно впрыскивать горючее в цилиндр. Как результат – производительная, мягкая и комфортная работа дизельного двигателя. Бонусом – упрощение конструкции самого ТНВД в системе Common Rail.

Изучаем Common Rail: всё путем

Первые серийные автомобили с этой системой, разработанной , появились в 1996 году. Названием она обязана единой рампе, откуда горючее поступает к форсункам. Главное преимущество системы — достаточно высокое давление топлива во всех режимах работы двигателя, что способствует лучшему смесеобразованию в зоне горения и полному сгоранию. Сохранив умеренный аппетит предшественников, дизель CR лучше отвечает экологическим нормам, причем такой автомобиль зачастую динамичнее бензинового и почти так же малошумен.

Сердце системы — топливный насос высокого давления, компактное устройство с одним, двумя или тремя плунжерами и механическим приводом. Корпус ТНВД — из алюминиевого сплава, гильзы плунжеров стальные. Чтобы на холостом ходу и при малых нагрузках насос не гонял топливо зря, на некоторых трех-плунжерных автоматически отключается одна секция, а двухплунжерные регулируются дозирующими устройствами. К самому же ТНВД топливо подается из бака под давлением 6-7 бар подкачивающим насосом. Он либо шестеренчатый и встроен в корпус ТНВД, либо электрический — в модуле топливозаборника или в магистрали.

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.

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.

РЕМОНТИРУЕМ

Восстановление работоспособности насоса по силам лишь специализированной мастерской — с квалифицированным персоналом и диагностическим оборудованием. При некоторых повреждениях разумнее купить новый ТНВД. Обычная цена шокирует прижимистого дизелиста, оттого в ходу отремонтированные или восстановленные изделия.

Дизель CR с большим пробегом часто невозможно пустить из-за неисправности хотя бы одной из форсунок. Утечка топлива через ее клапан не позволяет давлению в рампе подняться до пусковых значений. Для проверки давления при пуске есть специальный диагностический набор. В него входят контрольный манометр, датчик давления, трубки для подключения, заглушки вместо исполнительных механизмов и мерные емкости обратного слива.

Устройство системы питания дизеля

Из чего состоит топливная дизельная система:

1. Топливный бак.
2. Фильтр грубой очистки топлива (ГОТ).
3. Фильтр тонкой очистки топлива (ТОТ).
4. Насос для подкачивания дизтоплива.
5. Топливный насос высокого давления (ТНВД).
6. Инжекторные форсунки.
7. Магистраль высокого давления.
8. Трубопровод низкого давления.
9. Фильтр очистки воздуха.

Эти элементы есть во всех модификациях дизельных агрегатов. Некоторые моторы оснащаются доп элементами: электрический насос, фильтры сажевые, глушители и т.д.

Система питания дизельного двигателя состоит из двух основных частей:

• дизельное устройство для подачи топлива;
• дизельное устройство для подачи воздуха.

Устройство для подачи топлива может быть в едином корпусе, а может быть раздельным. Современное устройство выполнено в раздельном типе, то есть насос ТНВД и форсунки расположены в разных корпусах. Солярка нагнетается по магистралям низкого, затем высокого давления. Все, что до ТНВД, это трубопроводы низкого давления. После ТНВД начинается сжатие топлива.

Система питания дизельного ДВС оснащается двумя насосами:

• насос высокого давления;
• насос для подкачки топлива.

Насос для подкачки начинает качать топливо из бака, прогоняет его через фильтры грубой и тонкой очистки и поставляет его в топливный насос высокого давления.

Насос ТНВД подает топливо под давлением в инжекторные форсунки в порядке, характерном для данного дизельного мотора. В устройстве ТНВД есть много одинаковых секций.

Нераздельная система подачи топлива

Система питания дизельного двигателя нераздельного типа, то есть ТНВД и форсунки расположены в одном корпусе, устанавливается в двухтактные дизельные моторы. Устройство, в котором есть и насос ТНВД и форсунка называется насос-форсункой.

Такие двигатели с нераздельной подачей топлива не распространились массово. Они часто ломаются. Хотя конструкция и проще, отсутствует магистраль высокого давления. Моторы работают с высоким уровнем шума.

Раздельная система подачи топлива

В таких двигателях форсунки устанавливают в головке блока цилиндров. Форсунки должны качественно распылять топливо по рабочим камерам сгорания цилиндров, поэтому частой проблемой плохой работы дизеля является засорение форсунок.

Насос подкачки топлива нагнетает много жидкости в ТНВД, насос высокого давления берет нужный ему объем, а остальное оттекает по дренажным линиям обратно в топливный бак.

Классификация дизельных форсунок по конструкции:

1. закрытая форсунка, то есть сопло у нее закрывается специальное запорной иглой;
2. открытая форсунка.

В четырех тактных двигателях устанавливаются форсунки закрытого вида. Внутреннее пространство форсунки сообщается с камерой сгорания только во время подачи топлива.

Главный элемент форсунок — это распылитель. Распылитель может иметь только одно отверстие или несколько. Впрыск топлива через эти отверстия создают факел в цилиндре. От пропускной способности, количества отверстий зависит форма и расположение факела.

Стенд для проверки форсунок и насосов высокого давления.

Если привод ГРМ в порядке, переходим к проверке топливоподачи. Электрический подкачивающий насос вступает в работу с поворотом ключа. При износе или повреждении этого насоса меняется потребляемая им мощность, ЭБУ фиксирует это как неисправность и записывает в память системы ее код. Но полностью полагаться на электронику не стоит, поэтому подключаем манометр к магистрали низкого давления. (У механического подкачивающего насоса для удобства контроля есть штуцер.) Если здесь давление в норме, переходим к ТНВД.

Проверим давление топлива в рампе в режиме прокрутки коленвала стартером. Эта часть системы оснащена датчиком давления топлива, — воспользуемся его услугами. Подключаем к диагностическому разъему сканер и находим нужный параметр. Если он ниже нормы, ищем, где скрывается неисправность. Виноваты могут быть форсунки, электромагнитные клапаны (регуляторы) и сам ТНВД.

Схема питания турбодизеля

Чтобы увеличить мощность дизельного аппарата, устанавливают турбину. Конструкция топливной системы дизельного двигателя не изменяется, если мотор с турбонаддувом. Меняется схема и вариант подачи топлива в мотор от схемы атмосферного двигателя.

Турбированный двигатель получается путем установки турбокомпрессора. В дизельном моторе турбина работает на отработавших газах. Сначала турбокомпрессор сжимает воздух, охлаждает его и подает в рабочую камеру сгорания цилиндров дизельного силового агрегата. Воздух нагнетается под давлением 0,15-0,2 МПа (Мега Паскаль).

Классификация турбонаддува по давлению:

• до 0,15 Мпа;
• 0,2 МПа — турбокомпрессор средней мощности;
• > 0,2 МПа.

Как в бензиновых, так и дизельных двигатель турбина служит для дополнительной подачи воздуха в камеры сгорания. Чем больше воздуха, тем больше и качественнее догорает топливо. Мощность двигателя с турбиной увеличивается на 30%.

Минус турбированных моторов в том, что такие агрегаты работают в более трудных условиях: повышается температура; детали, особенно цилиндро-поршневой группы (ЦПГ), кривошипно-шатунного механизма (КШМ), газораспределительного механизма (ГРМ) испытывают больше давления и, саму турбину обычно надо менять через 100 000 км пробега.