Система питания дизельных двигателей

Система питания дизельного двигателя

Топливная система современного двигателя внутреннего сгорания представляет собой комбинацию электронного и механического блоков, функция которых заключается не только в стабильной подаче топлива к форсункам, но и в том, чтобы делать это под давлением. Если топливо перекачивается под определенным давлением, оно распыляется и не капает в одном месте, поэтому его называют дозированным многоточечным впрыском в рабочие камеры сгорания цилиндров.

1. Характеристики дизельного двигателя внутреннего сгорания.
2. Работа топливной системы дизельного двигателя.
3. Устройство дизельной топливной системы.
4. Схема питания турбодизеля.
5. Видео.

Особенности дизельного ДВС

Состав дизельного топлива сильно отличается от бензина всех марок. Дизельное топливо содержит фракции керосина и дизельного топлива. При получении дизельного топлива бензин сначала отделяется от масла.

Качество бензина зависит от октанового числа, а дизельное топливо — от значения цетанового числа. Сегодня заправочные станции продают дизельное топливо по ценам от 45 до 50. Новые дизельные двигатели требуют дизельного топлива с высоким содержанием цетана.

Краткий рабочий цикл топливной системы дизельного агрегата:

1. Топливо очищено от примесей.
2. Войдите в топливный насос высокого давления.
3. ТНВД сжимает топливо, и оно проходит под давлением через микроотверстие в сопле и распыляется на мелкие частицы.
4. Когда поршень опускается, впускной клапан открывается, воздух поступает в камеру цилиндра и мгновенно нагревается от сжатия (давление сжатия от 3 до 5 МПа) по мере подъема поршня.
5. Распыленное топливо смешивается с горячим воздухом при температуре от 700 до 900 градусов и самовоспламеняется.

Кто не знает, главное отличие дизельного двигателя от бензинового не только в топливе, но и в системе зажигания топлива. Если бензин воспламеняется из-за образования искры от свечи зажигания, дизельное топливо воспламеняется из-за сильного сжатия и высокой температуры.

Свечи NGK считаются самыми надежными.

Классификация дизельного топлива по температуре застывания:

1. летнее дизельное топливо;
2. зима;
3. арктический.

К тому же эти дизельные разновидности немного отличаются по цвету. Опытные водители идентифицируются по цвету. Вязкость и плотность дизельного топлива намного выше, чем у бензина. Кроме того, дизельное топливо обладает смазывающим действием, поэтому оно не является обезжиривающей жидкостью, как бензин.

Работа системы питания дизельного ДВС

Функции системы питания дизеля следующие:

• в зависимости от нагрузки на двигатель и режима работы ДВС впрыскивать дизельное топливо в строго определенном количестве;
• распылять топливо в течение определенного периода времени с желаемым давлением;
• перед тем, как топливо поступает в ТНВД и форсунки, топливо фильтруется.
• максимально распылить дизельное топливо по камере сгорания цилиндра;

Устройство системы питания дизеля

Из чего состоит топливная дизельная система:

1. Топливный бак.
2. Топливный фильтр грубой очистки (ГОТ).
3. Фильтр тонкой очистки топлива (ТОТ).
4. Насос дизельного топлива.
5. Топливный насос высокого давления (ТНВД).
6. Форсунки для впрыска.
7. Линия высокого давления.
8. Трубопровод низкого давления.
9. Фильтр очистки воздуха.

Эти элементы присутствуют во всех модификациях дизельных агрегатов. Некоторые двигатели оснащаются дополнительными элементами: электронасосом, сажевыми фильтрами, глушителями и т.д.

Система питания дизельного двигателя состоит из двух основных частей:

• устройство подачи дизельного топлива;
• устройство подачи воздуха дизеля.

Устройство подачи топлива может быть как в едином корпусе, так и отдельно. Современное устройство выполнено в отдельном виде, то есть ТНВД и форсунки расположены в разных корпусах. Дизельное топливо перекачивается по магистралям при низком, а затем при высоком давлении. Все, вплоть до топливного насоса высокого давления, состоит из трубопроводов низкого давления. После ТНВД начинается сжатие топлива.

Система питания дизельного ДВС оснащается двумя насосами:

• насос высокого давления;
• бензонасос.

Подкачивающий насос начинает откачивать топливо из бака, пропускает его через фильтры грубой и тонкой очистки и направляет в топливный насос высокого давления.

Топливный насос высокого давления подает топливо под давлением к форсункам, как это типично для этого дизельного двигателя. В устройстве ТНВД много идентичных секций.

Нераздельная система подачи топлива

Топливная система дизельного двигателя неделима, то есть ТНВД и форсунки расположены в одном корпусе, и устанавливается в двухтактных дизельных двигателях. Устройство, в котором присутствуют и топливный насос высокого давления, и инжектор, называется насос-инжектор.

Такие двигатели со встроенной подачей топлива не получили распространения. Они часто ломаются. Хотя конструкция более простая, магистрали высокого давления здесь нет. Двигатели работают с высоким уровнем шума.

Раздельная система подачи топлива

В таких двигателях форсунки устанавливаются в ГБЦ. Форсунки должны правильно распылять топливо через функционирующие камеры сгорания цилиндров, поэтому частой проблемой неисправности дизеля является засорение форсунок.

Топливный насос закачивает много жидкости в топливный насос высокого давления, насос высокого давления забирает необходимый объем, а остальная часть возвращается по сливным линиям в топливный бак.

Классификация дизельных форсунок по конструкции:

1. закрытая форсунка, то есть ее форсунка закрывается специальной закрывающей иглой;
2. форсунка открыта.

Закрытые форсунки устанавливаются в четырехтактных двигателях. Внутреннее пространство форсунки сообщается с камерой сгорания только во время подачи топлива.

Главный элемент форсунок — форсунка. В опрыскивателе может быть только одно отверстие или несколько. Впрыск топлива через эти отверстия создает пламя в цилиндре. Форма и положение резака зависят от производительности и количества отверстий.

Схема питания турбодизеля

Для увеличения мощности дизельного аппарата установлена ​​турбина. Конструкция топливной системы дизельного двигателя не меняется, если двигатель имеет турбонаддув. Меняется схема и вариант подачи топлива в двигатель от схемы атмосферного двигателя.

Двигатель с турбонаддувом достигается за счет установки турбонагнетателя. В дизельном двигателе турбина работает на выхлопных газах. Сначала турбонагнетатель сжимает воздух, охлаждает его и подает в камеру сгорания цилиндров дизельного двигателя. Воздух нагнетается под давлением 0,15-0,2 МПа (мегапаскаль).

Классификация турбонаддува по давлению:

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

Как в бензиновых, так и в дизельных двигателях турбина служит для подачи дополнительного воздуха в камеры сгорания. Чем больше воздуха, тем больше и лучше горит топливо. Мощность газотурбинного двигателя увеличилась на 30%.

Недостатком двигателей с турбонаддувом является то, что такие агрегаты работают в более сложных условиях: повышается температура; детали, особенно цилиндро-поршневой узел (ЦПГ), кривошипно-шатунный механизм (КШМ), газораспределительный механизм (ГРМ), испытывают большее давление, а саму турбину обычно приходится менять через 100000 км.

Видео

В этом видео подробно рассказывается о системе подачи топлива для дизельного двигателя.

Назначение, устройство и работа систем питания дизельного двигателя

Система питания топливом (СПТ) – предназначена для подачи топлива под большим давлением в камеры сгорания цилиндров в определенные моменты времени (характеризуемые углом опережения подачи топлива) и в определенном количестве в зависимости от нагрузки двигателя.

Система питания дизельного двигателя состоит из:

— системы питания топливом (рис. 1);

— системы питания воздухом (рис. 2);

— системы вывода отработавших газов (рис. 3).

Рис. 1. Система питания топливом.

Рис. 2. Система питания воздухом Рис. 3. Системы вывода отработавших газов.

Система питания топливом (СПТ) – предназначена для подачи топлива под большим давлением в камеры сгорания цилиндров в определенные моменты времени (характеризуемые углом опережения подачи топлива) и в определенном количестве в зависимости от нагрузки двигателя (рис. 4).

Состав СПТ: топливные баки; топливоподкачивающий насос; топливный насос низкого давления; фильтр грубой очистки (ФГО); фильтр тонкой очистки (ФТО); топливный насос высокого давления (ТНВД); форсунки; трубопроводы низкого давления; трубопроводы высокого давления; сливные трубопроводы.

Рис. 4. Состав системы питания топливом.

Принципиальная схема системы питания.

Топливо из бака через фильтр грубой очистки засасывается топливоподкачивающим насосом и через фильтр тонкой очистки по топливопроводам низкого давления подается к топливному насосу высокого давления, который в соответствии с порядком работы двигателя распределяет топливо по топливопроводам высокого давления к форсункам. Форсунки распыляют и впрыскивают топливо в камеры сгорания. Избыточное топливо, а вместе с ним и попавший в систему воздух через перепускной клапан топливного насоса высокого давления и клапан-жиклер фильтра тонкой очистки по дренажным топливопроводам отводятся в топливный бак. Топливо, просочившееся через зазор между корпусом распылителя и иглой, сливается в бак через сливные топливопроводы.

Топливный насос высокого давления предназначен для подачи в цилиндры двигателя в определенные моменты времени строго дозированных порций топлива под высоким давлением.

В корпусе установлены восемь секций, каждая состоит из корпуса, втулки плунжера, плунжера, поворотной втулки, нагнетательного клапана, прижатого через уплотнительную прокладку к втулке плунжера штуцером. Плунжер совершает возвратно-поступательное движение под действием кулачка вала и пружины. Толкатель от проворачивания в корпусе зафиксирован сухарем. Кулачковый вал вращается в подшипниках, установленных в крышках и прикрепленных к корпусу насоса. Осевой зазор кулачкового вала регулируется прокладками. Величина зазора должна быть не более 0,1 мм.

Для увеличения подачи топлива плунжер поворачивают втулкой, соединенной через ось поводка с рейкой насоса. Рейка перемещается в направляющих втулках. Выступающий ее конец закрыт пробкой. С противоположной стороны насоса находится болт, регулирующий подачу топлива всеми секциями насоса. Этот болт закрыт пробкой и запломбирован.

Топливо к насосу подводится через специальный штуцер, к которому болтом крепится трубка низкого давления. Далее по каналам в корпусе оно поступает к впускным отверстиям втулок плунжеров.

На переднем торце корпуса, на выходе топлива из насоса, установлен перепускной клапан, открытие которого происходит при давлении 0,6-0,8 кгс/см2. Давление открытия клапана регулируется подбором регулировочных шайб внутри пробки клапана.

Смазка насоса циркуляционная, пульсирующая, под давлением от общей системы смазки двигателя.

Топливные баки (рис. 5). Каждый бак состоит из корпуса, заливной горловины и выдвижной трубы с сетчатым фильтром. Заливная горловина закрывается герметичной крышкой 6 с прокладкой. С целью увеличения жесткости бака, а также уменьшения взбалтывания топлива и образования пены в баке имеются перегородки.

Рис. 5. Топливный бак:

I-III — положение крана соответственно при отключенных баках, включенном правом баке, включенном левом баке; 1 — трубка слива топлива в бак; 2 — топливораспределительный кран на линии слива; 3 — топливораспределительный кран на линии подачи топлива; 4 — фланец; 5 — топливозаборная трубка с сетчатым фильтром; 6 — крышка; 7 — заливная горловина; 8 — корпус; 9 — перегородка; 10 — дно; 11 — пробка сливного крана

В нижней части бака имеется пробка сливного крана для слива отстоя. В верхней части левого бака устанавливается топливораспределительный кран, предназначенный для включения подачи топлива из правого бака или левого, а также для отключения баков, и топливораспределительный кран на линии слива, обеспечивающий слив топлива либо в правый, либо в левый бак. Топливораспределительные краны имеют три положения. Для включения подачи топлива из правого бака необходимо установить краны в положение II, из левого бака – в положение III, для отключения баков топливораспределительный кран на линии подачи топлива установить в положение I.

Ручной подкачивающий насос – для предварительного заполнения системы питания топливом и удаления из нее воздуха.

Фильтр грубой очистки топлива КамАЗ-740 – отстойник предварительно очищающий топливо, поступающее в топливоподкачивающий насос низкого давления. Он установлен с левой стороны автомобиля на раме (рис. 6).

Рис. 6. Фильтр грубой очистки топлива дизеля Камаз-740

Фильтр грубой очистки топлива дизеля ЯМЗ-238 (рис. 7) состоит из крышки, корпуса и фильтрующего элемента. Корпус и крышка соединяются четырьмя болтами. Уплотнение между ними обеспечивается резиновой прокладкой. На корпусе имеется пробка сливного отверстия с прокладкой. Фильтр состоит из металлического каркаса с отверстиями, на который навит ворсистый хлопковый шнур.

Рис. 7. Фильтр грубой очистки топлива дизеля ЯМЗ-238

Для центровки фильтрующего элемента имеются розетка, приваренная к корпусу, и выступ на крышке. Фильтрующий элемент плотно зажимается по торцам между крышкой и дном корпуса. Отверстие в крышке, закрытое пробкой с прокладкой, служит для заполнения фильтра топливом.

Фильтр тонкой очистки топлива (рис. 8, 9) окончательно очищает топливо перед поступлением в топливный насос высокого давления, установлен в самой высокой точке системы питания для сбора и удаления в бак проникшего в систему питания воздуха вместе с частью топлива через клапан-жиклер.

Для повышения качества очистки топлива фильтр тонкой очистки снабжен двумя параллельно работающими сменными фильтрующими элементами, изготовленными из специальной бумаги и установленными в одном сдвоенном корпусе.

Фильтр тонкой очистки топлива дизеля ЯМЗ-238 состоит из корпуса с приваренным к нему стержнем, крышки и фильтрующего элемента. Сменный фильтрующий элемент состоит из перфорированного металлического каркаса, на котором сформована фильтрующая масса.

Рис. 8. Фильтр тонкой очистки топлива дизеля КамАЗ-740

1 – корпус; 2 – болт; 3 – уплотнительная шайба; 4 – пробка; 5 и 6 – прокладки; 7 – фильтрующий элемент; 8 – колпак; 9 – пружина фильтрующего элемента; 10 – пробка сливного отверстия; 11 – стержень

Рис. 9. Фильтр тонкой очистки топлива дизеля ЯМЗ-238

1 – пробка сливного отверстия; 2 – прокладка; 3 – пружина; 4 – шайба; 5 – прокладка; 6 – фильтрующий элемент; 7 – корпус; 8 – стержень; 9 – прокладка: 10 – крышка: 11 – коническая пробка; 12 – прокладка: 13 – жиклер; 14 – болт; 15 – прокладка; 16 – прокладка

Топливоподкачивающий насос. Насос по конструкции одинаковый для дизеля КамАЗ-740.11 и для ЯМЗ-238, он предназначен для подачи топлива из топливного бака к насосу высокого давления. Топливоподкачивающий насос поршневого типа приводится в действие от эксцентрика кулачкового вала насоса высокого давления. Насос установлен на корпусе ТНВД.

Рис. 10. Схемы топливоподкачивающего и топливопрокачивающего насосов: (СЛАЙД № 11)

А — полость нагнетания топливоподкачивающего насоса; Б — полость всасывания топливоподкачивающего насоса; В — к фильтру тонкой очистки топлива; Г — полость всасывания топливопрокачивающего насоса; Д — от фильтра грубой очистки топлива; 1 — поршень; 2 — впускной клапан; 3, 7 — пружины клапанов; 4 — пружина поршня; 5 — насос топливоподкачивающий; 6 — нагнетательный клапан; 8 — пружина толкателя; 9 — эксцентрик; 10 — толкатель; 11 — нагнетательный клапан; 12 — впускной клапан; 13 — пружина; 14 — топливопрокачивающий насос; 15 — поршень

Топливоподкачивающий ручной насос служит для заполнения системы питания топливом и удаления из нее воздуха. Насос поршневого типа, закреплен на фланце топливного насоса низкого давления болтом с уплотнительной медной шайбой или на фильтре тонкой очистки топлива. Насос состоит из корпуса, поршня, цилиндра, рукоятки в сборе со штоком, опорной тарелки и уплотнения.

При движении поршня 15 вниз впускной клапан 12 закрывается и открывается нагнетательный клапан 11, топливо под давлением поступает в нагнетательную магистраль, обеспечивая удаление воздуха из топливной системы двигателя через клапан 2 фильтра тонкой очистки топлива и перепускной клапан топливного насоса высокого давления.

После прокачивания системы необходимо опустить поршень15 и зафиксировать его поворотом по часовой стрелке. При этом поршень прижимается к торцу цилиндра через резиновую прокладку, уплотнив полость всасывания насоса предпусковой прокачки топлива.

После прокачки рукоятку необходимо навернуть на верхний резьбовой хвостовик цилиндра. При этом поршень прижмется к резиновой прокладке, уплотнив всасывающую полость топливного насоса низкого давления. На многих модификациях автомобилей семейства КамАЗ установлен второй однотипный насос ручной подкачки топлива. Он позволяет подкачивать топливо без опрокидывания кабины, поскольку закреплен через кронштейн на картере маховика.

Система питания дизельного двигателя

Система питания дизельного двигателя объединяет агрегаты, устройства и приборы, обеспечивающие фильтрацию, дозирование и ввод в цилиндр топлива и воздуха, их смесеобразование, а также вывод из цилиндров продуктов сгорания.

В систему питания дизеля входят (рис. 4.5): топливный бак 1, фильтр грубой очистки топлива 2, подкачивающий насос 4, фильтр тонкой очистки топлива 6, топливный насос высокого давления (ТНВД) 5, топливопроводы 3, форсунки 8, воздушный фильтр 7 и система выпуска отработавших газов 9.

Топливо из бака 1 по топливопроводу через фильтр грубой очистки 2 засасывается подкачивающим насосом 4 и подается через фильтр тонкой очистки 6 в полость ТНВД 5, с помощью которого топливо дозируется и по топливопроводу высокого давления подается к форсунке 8. Воздух засасывается в воздушный фильтр 7, где проходит несколько ступеней очистки и затем подается в цилиндр двигателя. При подходе поршня к ВМТ на такте сжатия в цилиндр впрыскивается под давлением топливо форсункой 8. Контакт впрыснутого форсункой топлива с сжатым воздухом приводит к воспламенению и выделению большого количества тепла, за счет которого осуществляется рабочий цикл двигателя.

Время, отводимое на смесеобразование, в дизелях примерно в 10 раз меньше, чем в карбюраторных двигателях, и составляет 0,002—0,003 с (20—40° по углу поворота коленчатого вала двигателя). Очень малое время на смесеобразование и плохая испаряемость дизельных топлив затрудняют качественное приготовление топливно-воздушной смеси с равномерным распределением топлива по объему камеры сгорания. Чтобы повысить качество приготовляемой смеси, применяют специальную топливную аппаратуру, соответствующие формы камер сгорания и впускных трубопроводов.

Топливный насос высокого давления является одним из самых сложных и дорогостоящих агрегатов системы питания дизельного двигателя. На тракторных дизелях наибольшее распространение получили насосы, у которых топливоподающие секции расположены в едином корпусе. Каждая секция соединена трубопроводом высокого давления с форсункой одного из цилиндров. Поэтому эти насосы являются многосекционными.

Элементом секции, создающим высокое давление топлива, является плунжерная пара — плунжер и его втулка. Эти детали обрабатыва-

Рис. 4.5. Схема системы питания дизельного двигателя:

• 1 — топливный бак; 2 — фильтр грубой очистки топлива;
• 3 — топливопроводы; 4 — подкачивающий насос; 5 — топливный насос высокого давления (ТНВД); 6 — фильтр тонкой очистки топлива; 7— воздушный фильтр; ? — форсунка; 9 — глушитель

ются с высокой точностью (зазор между ними составляет 3—5 мкм), т.е. являются прецизионными и могут заменяться только в комплекте.

Схема работы секции топливного насоса высокого давления представлена на рис. 4.6.

При движении вниз плунжера 3 (рис. 4.6) топливо с момента открытия впускного окна В во втулке 4 поступает в надплунжерное пространство Г. В начальный период движения плунжера 3 вверх часть топлива вытесняется из втулки 4 через впускное окно В (рис. 4.6, момент II). Когда верхняя кромка плунжера 3 перекрывает это окно, в надплунжерном пространстве втулки Г начинает повышаться давление. Как только величина давления в надплунжерном пространстве Г превысит силу действия пружины 6 нагнетательного клапана 5, последний откроется и топливо по топливопроводу поступит в форсунку (рис. 4.6, момент III).

При дальнейшем движении плунжера 3 отсечная кромка А открывает перепускное окно Б и топливо из надплунжерного пространства Г через осевой и отсечной каналы в плунжере 3 вытекает в перепуск-

Рис. 4.6. Схема работы секции топливного насоса высокого давления:

I — кулачок; 2 — толкатель; 3 — плунжер; 4 — втулка плунжера; 5— нагнетательный клапан; 6 — пружина нагнетательного клапана;

А — отсечная кромка; Б — перепускное окно; В — впускное окно;

Г — надплунжерное пространство; Д — разгрузочный поясок;

Е — запорная часть нагнетательного клапана; I — впуск топлива;

II — движение плунжера вверх и вытеснение излишек топлива;

III — момент начала нагнетания; IV — момент отсечки подачи

ное окно Б. Давление в надплунжерном пространстве Г резко падает, и под действием избыточного давления в топливопроводе нагнетательный клапан 5 прижимается запорной частью Е к седлу. В результате этого разъединяются надплунжерное пространство и топливопровод (рис. 4.6, момент IV). Вначале в седло входит цилиндрический поясок Д нагнетательного клапана 5, называемый разгрузочным.

При движении плунжера 3 разгрузочный поясок Д, действуя как поршень, освобождает часть объема топливопровода высокого давления, что приводит к резкому снижению давления в топливопроводе (до 2—2,5 МПа) и быстрой посадке иглы распылителя форсунки, а следовательно, к резкой отсечке впрыска топлива. В момент открытия отсеченной кромкой А перепускного окна Б во втулке 4 заканчивается рабочий ход плунжера — ход нагнетания. Дальнейшее движение плунжера 3 вверх происходит вхолостую и сопровождается перетеканием топлива через осевой и отсечной каналы в перепускное окно.

Количество подаваемого топлива зависит от активного (рабочего) хода плунжера. При повороте плунжера по часовой стрелке (если смотреть сверху) подача уменьшается, а против часовой стрелки — увеличивается.

Система питания дизельного двигателя

Дизельный двигатель существует более сотни лет. За время своего существования он претерпел серьезные изменения, хотя современные водители отдают предпочтение именно таким моторам из-за невысокой стоимости топлива и простоты обслуживания двигателя.

Чтобы разобраться, как работает автомобиль на дизельном топливе, в первую очередь необходимо выяснить, как работает система его питания. Соответствующие детали раскрыты в данной статье.

Основные функции системы питания дизельного двигателя

Главная функция системы питания дизельного двигателя – обеспечивать бесперебойную подачу топлива к цилиндрам. Кроме того, в данной системе происходит сжимание топлива и его дальнейшая подача к камерам сгорания. В процессе дизель смешивается с горячим воздухом. Благодаря этому происходит самовоспламенение (рисунок 1).

Как уже говорилось выше, главная функция системы питания – своевременно подавать дизельное топливо. При этом система должна подавать только определенное количество топлива и только в конкретный цилиндр в строго предназначенное время.

Рисунок 1. Дизельные двигатели по многим показателям превышают бензиновые

На практике этот процесс осуществляется автоматически и занимает тысячную долю секунды, прием впрыск топлива проводится только в строго отведенное для этого вре мя.

Схема устройства питания дизеля

Система питания дизельного двигателя состоит из нескольких важных элементов, каждый из которых играет свою важную роль (рисунок 2).

К ним относятся:

• топливный бак;
• фильтры грубой и тонкой очистки топлива;
• насос для подкачки топлива и насос высокого давления;
• инжекторные форсунки;
• трубопровод высокого и низкого давления;
• воздушный фильтр.

Все элементы системы питания дизельного двигателя делятся на две большие группы: для подвода самого топлива, и для подвода воздуха. Самой популярной считается топливоподводящая аппаратура разделительного типа. Она включает отдельный топливный насос и форсунки.

Суть работы топливоподводящей аппаратуры следующая:

1. Магистраль низкого давления используется для хранения, фильтрации и подачи дизеля под низким давлением к насосу высокого давления
2. Посредством магистрали высокого давления обеспечивается подача и впрыск нужного количества топлива в камеру сгорания двигателя, причем в строго отведенный для этого момент.
3. Топливоподкачивающий насос передает топливо из бака к топливному насосу высокого давления. Предварительно дизель проходит грубую и тонкую очистку.
4. Далее топливо поступает к форсункам, расположенным в головках цилиндра. Именно они отвечают за распыление по камере сгорания.

Если к насосу высокого давления было подано слишком много топлива, излишек просто вернется в топливный бак по дренажным трубопроводам.

Особенности дизельного топлива

Требования к системе питания дизельного двигателя и к подобной группе моторов в принципе объясняется специфическими особенностями самого топлива (рисунок 3).

Основными свойствами дизеля считаются:

1. Показатель самовоспламеняемости, который определяется цетановым числом. Как правило, оно находится в пределах 45-50 единиц. Лучшим считается топливо с максимальным показателем цетанового числа.
2. Дизельное топливо подается к цилиндрам холодным, но при смешивании с горячим воздухом самовоспламеняется под давлением, от контакта с горячим воздухом.
3. Дизельное топливо обладает более высокой плотностью, в сравнении с бензином. Благодаря этому дизель имеет повышенную смазывающую способность.

Несмотря на то, что по многим показателям дизель лучше бензина, он способен застывать на морозе, и автомобилисту придется провести целый ряд манипуляций, чтобы завести машину.

Устройство системы питания дизельного двигателя

Кроме системы подачи топлива, описанной выше, существует неразделенный тип питания дизельных двигателей. Его применяют в машинах с двухтактными моторами (рисунок 4) .

Рисунок 4. Так работает система питания дизельного двигателя

В подобной системе топливный насос высокого давления и форсунка представлены одним устройством, которое носит название насос-форсунка. Такие моторы считаются устаревшими. Они работают очень шумно и жестко, и имеют непродолжительный срок службы. Кроме того, в их конструкции не предусмотрены топлепроводы магистрали высокого давления.

Как работает турбодизель

Отдельно следует остановиться на системе питания турбодизеля. Турбонаддув позволяет повысить мощность не только дизельного, но и бензинового двигателя без увеличения объема камеры внутреннего сгорания.

В дизельном двигателе наддув осуществляется посредством компрессора. Турбина использует энергию отработанных газов, а воздух в компрессоре сжимается, потом охлаждается и нагнетается в камеру внутреннего сгорания.

Использование турбодизеля имеет весьма практическую ценность. С помощью особой системы подачи топлива улучшается наполнение цилиндров воздухом. Это повышает эффективность сгорании порции поставляемого топлива. Благодаря этому эффективность устройства повышается примерно на 30%.

Принцип работы дизельного двигателя и системы его питания детально рассмотрены в видео.

Устройство системы питания дизельного двигателя

Система питания дизельного двигателя автомобиля состоит из топливного бака; топливного фильтра предварительной (грубой) очистки топлива; топливоподкачивающего насоса с устройством для ручной подкачки топлива; топливного насоса высокого давления; форсунок; электромагнитного клапана; факельной свечи; фильтра для окончательной (тонкой) очистки топлива; топливопроводов низкого и высокого давления; топливоотводящих (дренажных) трубопроводов; топливопроводов и для подвода топлива соответственно к электромагнитному клапану и топливному насосу; воздушных фильтров; трубопровода для подвода воздуха в цилиндры двигателя и отвода отработавших газов из них; глушители шума выпуска отработавших газов; указателя уровня топлива в топливном баке; регулятора частоты вращения коленчатого вала; педали газа с системой тяг для управления рейкой топливного насоса(Приложение 1).

Принцип работы системы питания дизельного двигателя

При работе двигателя топливо из топливного бака засасывается топливоподкачивающим насосом через фильтр грубой очистки топлива и нагнетается через фильтр тонкой очистки к насосу высокого давления. Из насоса высокого давления топливо по топливопроводам высокого давления подается к форсункам, через которые в мелкораспыленном виде оно впрыскивается в цилиндры в соответствии с порядком работы двигателя. Излишнее топливо от насоса высокого давления и форсунок возвращается в топливный бак.

Воздух в цилиндры поступает после очистки его в воздушном фильтре. Топливный насос высокого давления предназначен для впрыска в цилиндры двигателя порции топлива под высоким давлением в определенной последовательности. Он расположен в развале блока цилиндров и приводится в действие от распределительного вала через шестерни.

Насос состоит из корпуса, кулачкового вала, секций и механизма поворота плунжеров. На передней части топливного насоса высокого давления установлен всережимный регулятор, который, изменяя количество подаваемого топлива в зависимости от нагрузки, поддерживает заданную водителем частоту вращения коленчатого вала двигателя.

На заднем конце кулачкового вала насоса расположена муфта опережения впрыска топлива, которая предназначена для изменения момента начала подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Секция насоса высокого давления состоит из плунжерной пары, роликового толкателя и нагнетательного клапана.

Плунжерная пара представляет собой гильзу с двумя отверстиями, расположенными на разных уровнях, и плунжер, в верхней части которого имеются два отверстия и винтовая канавка. Плунжер подогнан к гильзе с высокой точностью.

При движении плунжера вниз под действием пружины топливо под небольшим давлением, создаваемым топливоподкачивающим насосом, поступает через продольный впускной канал в корпусе в надплунжерное пространство. При движении плунжера вверх под действием кулачка и толкателя топливо перепускается в топливоподводящий канал до тех пор, пока торцевая кромка плунжера не перекроет окно гильзы. Дальнейшее движение плунжера вверх вызовет повышение давления в надплунжерном пространстве.

Когда давление достигнет величины, при которой открывается нагнетательный клапан, плунжер приподнимается и топливо по топливопроводу высокого давления поступает к форсунке. Движущийся плунжер, продолжая перемещаться, создает давление, преодолевающее натяжение пружины иглы форсунки. Игла поднимается, начинается впрыск топлива в цилиндр двигателя.

Впрыск продолжается до момента, когда кромка винтовой канавки открывает отверстие в гильзе; давление топлива падает, разгрузочный поясок нагнетательного клапана, опускаясь в гнездо под действием пружины, увеличивает объем в топливопроводе между форсункой и клапаном, за счет чего достигается четкая отсечка подачи топлива. При перемещении рейки плунжер поворачивается, и кромка винтовой канавки открывает отверстие гильзы раньше или позже, вследствие чего изменяется время, в течение которого закрыты отверстия гильзы, а, следовательно, и количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр, для ввода в цилиндр двигателя дозы тонкораспыленного топлива под давлением.

Форсунка закрытого типа состоит из стального корпуса, гайки, распылителя, запорной иглы, штанги и фильтра. Поступившее топливо проходит через фильтр, вертикальный канал, кольцевую канавку и затем поступает в топливную полость корпуса распылителя. Когда давление в полости распылителя становится больше усилия пружины форсунки, запорная игла поднимается вверх и топливо через отверстия распылителя впрыскивается в камеру сгорания.

Все приборы системы питания дизельного двигателя соединены топливопроводами низкого и высокого давления. Топливопроводы низкого давления изготовлены из прозрачной маслобензостойкой пластмассы, а высокого давления — из толстостенных стальных трубок.

Для поддержания заданной частоты, вращения коленчатого вала служит регулятор, который относится к типу всережимных регуляторов прямого действия. Регулятор устанавливается в развале между двумя рядами топливных секций и состоит из ведущей шестерни и муфты, на которой шарнирно закреплены грузы.

Во время вращения грузы раздвигаются под действием центробежной силы и через упорный подшипник перемещают муфту. Муфта упирается в палец рычага, который связан одним концом с рейкой топливного насоса. При перемещении рейки одновременно перемещается один конец двуплечего рычага. Второй конец этого рычага, будучи соединен со второй рейкой, перемещает ее.

Рычаг управления подачей топлива связан с системой рычагов, с которыми, в свою очередь, связана калиброванная пружина, воздействующая на рычаг, соединенный с рейкой. Натяжение пружины зависит от положения педали привода, которой устанавливается режим работы двигателя.