Система питания дизельного двигателя- Устройство и неисправности

Дизельные двигатели имеют большую историю: еще в 1897 Рудольф Дизель, именем которого были названы эти силовые агрегаты, создал первую рабочую модель. За годы развития дизельные моторы претерпели множество изменений, в том числе изменилась и система питания дизельного двигателя: эти модификации сделали «дизели» пригодными не только для тяжелой техники и грузовиков, как предназначалось раньше, но и для массовых легковых автомобилей. Широкое распространение автомобилей с дизельными ДВС обусловлено их экономичностью, высоким КПД и относительной дешевизной солярки.

Функции системы питания дизельного ДВС

Назначение системы питания дизельного двигателя – подать горючее к форсункам и далее в цилиндры под высоким давлением. За это отвечает комплекс устройств, обеспечивающих непрерывность, точность и согласованность процесса. Особенности систем питания дизелей:

  • солярка подается на впрыск точно отмеренными дозами, в зависимости от текущей нагрузки и режима работы;
  • интенсивность впрыска также регулируется в зависимости от нагрузки на конкретный момент времени;
  • обеспечивается эффективное распыление и распределение дизтоплива по камере сгорания;
  • перед тем, как попасть в насос, топливную магистраль и двигатель, горючее фильтруется, чтобы не загрязнить форсунки и другие критически важные элементы.

Особенности дизтоплива и двигателей на нем

Как и бензиновый двигатель, дизель работает на принципе сгорания жидкого топлива в цилиндрах. Но солярка обладает некоторыми специфическими особенностями, из которых происходят и отличия в конструкции дизельных и бензиновых моторов.

С точки зрения состава дизтопливо – смесь газойлевых и керосиновых фракций, получаемая после того, как из сырой нефти отгонят бензин.

Основное свойство дизтоплива – показатель воспламеняемости, который называют цетановым числом (аналогично октановому числу для бензина). Стандартные типы дизтоплив, имеющиеся в продаже на АЗС, имеют это число в пределах от 45 до 50.

Важно: для современных дизельных агрегатов чем выше цетановое число солярки, тем лучше.

Дизтопливо проходит предварительную очистку уже на заводе, а устранением посторонних фракций «на месте» занимается топливный фильтр. Очищенное горючее поступает по магистрали к ТНВД (входящий в состав дизельного мотора топливный насос высокого давления, назначение которого – создать давление на выходе), подающему его в форсунки, которые распыляют топливо в камеру сгорания. Там частицы дизтоплива смешиваются с разогретым от сжатия воздухом, и происходит воспламенение.

Важно: этот принцип отличается от бензиновых двигателей, где топливо воспламеняется от свечей зажигания: системы питания дизельных двигателей предназначена для работы от самовоспламенения топлива под давлением. Но и в дизелях есть свечи: там используются специальные элементы накаливания, обеспечивающие пуск двигателя «на холодную» и поддерживающие нужную температуру – они предварительно подогревают поступающий в цилиндры воздух.

Свечи дизеля:

Свечи дизеля

Среди прочих важных особенностей дизтоплива – его повышенная плотность и хорошая смазывающая способность. Другие существенные характеристики:

  • чистота горючего;
  • вязкость;
  • температура застывания.

По последнему параметру принято делить солярку на:

  • летнее дизтопливо;
  • зимнее;
  • арктическое.

Как устроена система питания

Рассмотрим устройство системы питания дизельного двигателя на примере дизельного двигателя ЗМЗ-5143.10, которым комплектуются автомобили УАЗ.

Читайте также...  Стояночный тормоз с функцией Auto Hold- Что это и как работает

Схема питания дизельного двигателя:

Схема питания

Эта схема системы питания дизельного двигателя показывает основные конструктивные элементы и направления линий циркуляции солярки.

Схематическое устройство насоса высокого давления:

устройство насоса высокого давления

Основные технические элементы системы питания:

  • бак для солярки;
  • фильтры тонкой и грубой очистки;
  • подкачивающий насос;
  • ТНВД;
  • форсунки;
  • магистраль высокого давления топлива;
  • трубопровод низкого давления;
  • воздушный фильтр;
  • могут быть дополнительные элементы, в зависимости от двигателя: сажевые фильтры, электронасосы, турбонаддув, и др.

Система питания делится на два больших блока:

  1. Механизм подачи дизтоплива в двигатель.
  2. Аппаратура подвода воздуха.

Механизм подвода топлива реализуется разными системами, в зависимости от двигателя, но в общем случае сегодня используется аппаратура разделенной компоновки, с отдельно реализованными ТНВД и форсунками.

Работа системы питания дизельного двигателя описывается следующими этапами:

  • Дизтопливо содержится в баке, фильтруясь и поступая к ТНВД по магистрали низкого давления посредством топливоподкачивающего насоса.
  • Прежде, чем попасть в каналы высокого давления, солярка проходит через фильтры – грубый и тонкий. Создаваемого подкачивающим насосом давления достаточно для прокачки горючего до ТНВД, но слишком мало для создания рабочего давления в идущем к форсункам потоке.
  • ТНВД поднимает давление до требуемых величин и выпускает поток к форсункам, в том порядке, в котором работают цилиндры двигателя. Поэтому насос высокого давления разделен на секции соответственно числу цилиндров.
  • Форсунки передают топливо в камеры сгорания.

Интересно: в системах неразделенного типа форсунки и насос реализованы одним узлом – насос-форсункой. Такая схема используется в двухтактных моторах на дизтопливе. Широкого распространения эти агрегаты не получили из-за некомфортной для человека вибрации, шумности и недолговечности конструкции.

Форсунки расположены в головке блока цилиндров. Их основная задача – точное распыление топливного факела в пространство камеры сгорания.

Важно: подкачивающий насос подает на ТНВД солярку в избыточном количестве. Избытки горючего и воздух возвращаются обратно в бак по специальным дренажным трубопроводам.

Форсунки дизельного ДВС бывают:

  • закрытого типа;
  • открытого.

Основная масса двигателей получает закрытые форсунки, у которых сопла в неактивном состоянии закрыты запорной иглой. Таким образом, непосредственное сообщение полости форсунки и камеры сгорания происходит только в момент впрыска или открытия форсунки.

устройство форсунки

Питание турбодизеля

Выше уже упоминалась возможность оснащения дизельного ДВС системой турбонаддува. Такое решение позволяет значительно повысить мощность любого силового агрегата – и на бензине, и на солярке. При этом нет необходимости в серьезных доработках, таких, например, как расточка цилиндров для увеличения рабочего объема. Система топливоподачи турбированного дизеля практически не меняется, но воздухоподающий тракт подвергается кардинальной переделке.

Турбодизель:

Турбодизель внешний вид

Наддув осуществляется с помощью одного или нескольких воздушных компрессоров, работающих на энергии выхлопных газов. Компрессор сжимает воздух, который затем поступает в интеркулер (промежуточный блок, охлаждающий сжатую воздушную массу), и затем нагнетается в цилиндры под давлением 0.15… 0.2 Мпа, и выше.

Читайте также...  Картер двигателя- Защита и вентиляция

Компрессорные системы принято делить на два вида:

  • низконаддувные решения с давлением до 0.15 Мпа;
  • средненаддувные, нагнетающие воздух под давлением до 0.2 Мпа;
  • высоконаддувные, с показателем давления компрессора, превышающим 0.2 Мпа.
  • Оснащенный таким агрегатом дизельный двигатель называется турбодизелем.

Турбокомпрессор позволяет лучше наполнять цилиндры воздухом, что ведет к повышению эффективности сгорании солярки при ее подаче. Это положительно влияет на мощность двигателя: с турбодизелей снимается на 30% больше лошадиных сил, по сравнению с нетурбированными атмосферными аналогами.

Но есть и некоторые минусы: турбонаддув, особенно развивающий высокие показатели давления, приводит к увеличению температуры в пространстве цилиндра, поскольку топливо горит интенсивнее. Кроме того, увеличиваются механические нагрузки на компоненты двигателя – механизм газораспределения и кривошипно-шатунный блок.

Неисправности топливной системы

Основная причина любых неисправностей системы питания дизельного двигателя – износ конструктивных элементов и узлов. Типичные неисправности, возникающие после определенного пробега двигателя – износ оси рычага регулятора и выход из строя резинового кольца уплотнения в магистрали низкого давления.

Еще одна распространенная проблема – накопление в узлах и магистралях грязи и нагара, от которых следует регулярно избавлять двигатель путем промывки.

Другие типичные неисправности:

Затрудненный пуск двигателя.

Возможные причины:

  • неисправность свечей накаливания;
  • неправильный сорт солярки;
  • завоздушивание системы;
  • износ элементов нагнетания топлива;
  • неисправность подкачивающего насоса/ТНВД;
  • неверно выставленный угол опережения топливоподачи;
  • поломка регуляторов или датчиков системы.

Двигатель потерял мощность.

Вероятные причины:

  • износ деталей ТНВД или нарушение регулировки;
  • неправильно установленный угол опережения;
  • изношенные или вышедшие из строя распылители форсунок;
  • слишком низкое давление в системе;
  • завоздушивание;
  • поломка подкачивающего насоса;
  • засорение фильтров.

Слишком большой расход солярки

Причины:

  • неправильный угол опережения;
  • износ или разрегулирование ТНВД;
  • повреждение форсунок или их износ;
  • падение давления на впрыске;
  • забивание воздушного фильтра;
  • плохая компрессия;
  • утечки горючего из системы;
  • плохая герметичность системы топливоподачи;
  • засорение сливного топливопровода (идущего от ТНВД к баку);
  • сбой опережения впуска солярки или неверно выставленные обороты холостого хода;
  • иные неисправности ДВС.

Жирный черный выхлоп из трубы

Причины:

  • неполное закрытие клапанов или образование нагара, ведущее к плохому сгоранию смеси;
  • слишком поздний впрыск;
  • неверно выставленные зазоры клапанов;
  • падение компрессии в цилиндрах;
  • плохой топливный факел, формируемый форсунками.

Выхлоп белого или серого цвета, очень дымный.

Причины:

  • падение компрессии;
  • пробой прокладки ГБЦ;
  • неверное опережение подачи топлива;
  • двигатель переохлажден и нуждается в прогреве.

Мотор по ощущениям работает слишком «жестко»

Причины:

  • впрыск происходит слишком рано;
  • смесь в цилиндры поступает неравномерно;
  • разрегулированы или неисправны форсунки;
  • снижена компрессия.

Двигатель шумит

Причины:

  • один или несколько узлов топливной системы загрязнены (фильтры, форсунки);
  • система завоздушена;
  • неполадки с уплотнительными шайбами распылителей или самими распылителями.

Неровная работа на холостую и при езде

Причины:

  • неверно выставлены холостые обороты;
  • неполадки с топливопроводом на участке между фильтром и ТНВД;
  • повреждение опорной пластины ТНВД;
  • неверно выставлено опережение;
  • проблема с распылителями или форсунками, общие неполадки в топливной системе;
  • неисправность регулятора оборотов коленвала;
  • избыточное давление картерных газов.
Читайте также...  Масляный насос- Устройство и принцип работы

Двигатель внезапно глохнет

Причины:

  • нарушен угол опережения;
  • засорен топливный фильтр;
  • не подается горючее (например, из-за поломки ТНВД);
  • повреждена магистраль впрыска.

Двигатель невозможно заглушить

Причина, скорее всего, в неисправном электромагнитном запорном клапане.

Приходится часто менять свечи

Обычно это происходит из-за неисправности форсунок в цилиндрах, соответствующих неисправным свечам.

Большинства неисправностей можно избежать путем своевременного технического обслуживания системы питания дизельного двигателя.

Завоздушивание системы

Выше неоднократно говорилось о попадании воздуха в топливную магистраль. Это крайне опасное для дизельного ДВС явление:

  • лишний воздух не позволяет достичь нужного давления;
  • его попадание приводит к ускоренному износу дорогих и сложных в замене или ремонте элементов.

Воздух попадает в систему чаще всего из-за нарушения герметичности одного из элементов аппаратуры топливоподачи. Также возможно возникновение подобной ситуации при опустевшем баке. Если есть проблемы с герметичностью, требуется их устранить, возможно, понадобится также произвести удаление воздуха из системы питания дизельного двигателя.

Прокачку желательно осуществлять вдвоем.

Сначала нужно определить, есть ли в системе воздух: для диагностирования от форсунок отсоединяют топливопроводы высокого давления и отворачивают гайки последних. Затем один из участников проверки крутит стартер, а второй наблюдает за шлангами: если подачи солярки нет, система, скорее всего, нуждается в прокачке.

Следует также продиагностировать все соединения и трубопроводы, заменив негерметичные узлы и укрепив, при необходимости, слабые места.

Для прокачки в корпусе фильтрующего элемента предусмотрен специальный механизм продувания – насос подкачки. Сначала прокачивается фильтр:

  • отвинчивается на пару оборотов винт на его корпусе;
  • затем ручным насосом прокачивается солярка, пока не начнет вытекать из отверстия винта без пузырьков;
  • винт закручивается обратно.

Некоторые авто не предусматривают наличия насоса ручной подкачки, тогда вместо него для проведения обслуживания придется крутить коленвал стартером до достижения результата.

Далее делают удаление воздуха из самого ТНВД:

удаление воздуха

  • ключом отвинчивается выпускной болт (позиция 7 на рисунке);

удаление воздуха из насоса

  • включается зажигание и начинается прокачка ручным насосом, топливо должно появляться из отверстия болта;
  • болт слегка закручивается, но не до конца, чтобы можно было видеть пузырьки воздуха;
  • стартером немного крутится коленвал, после чего продолжается прокачка, пока пузырьки не пропадут.

Дальше можно полностью отвинтить болт и покрутить коленчатый вал при помощи стартера. При этом будет видно, как поступает топливо:

  • если оно идет порциями, с перерывами, то все в порядке;
  • поступление непрерывной струей говорит о поломке ТНВД;
  • отсутствие топлива также указывают на проблемы с насосом высокого давления.

Если все в порядке, то болт устанавливается на штатное место и закручивается до конца. После этого отводятся топливопроводы штуцера (9 на рисунке), у 4-цилиндрового ДВС их должно быть 4. Теперь нужно вращать коленвал, из штуцера должна пойти солярка. Шланг ставится на место, операция повторяется с остальными штуцерами.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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

Adblock detector