Устройство топливной системы дизельного двигателя

Содержание:

Электронные компоненты инжекторной системы
Наиболее частые неисправности топливной системы дизельного двигателя
Топливный фильтр
Схема топливной системы дизеля
2 Принцип действия агрегата
Топливная форсунка(Fuel injector)
Добавки очистители в дизельное топливо
Наиболее частые неисправности топливной системы дизельного двигателя
Виды питания бензиновых двигателей
- Карбюраторные
  - Техобслуживание карбюраторной системы
- Инжекторные

Электронные компоненты инжекторной системы

Принцип работы инжекторного двигателя основан на использовании электронных компонентов, в частности электронного узла, который состоит из блока памяти и контроллера. В системе установлено много различных датчиков. Их показания используются ЭБУ для управления системой.

Электронному блоку управления для осуществления его функций нужна информация от следующих датчиков:

датчика положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), расположенного в дроссельном узле. Он сообщает, в каком положении находится педаль акселератора;
лямбда-зонда, расположенного в выпускной системе автомобиля и определяющего объем несгоревшего воздуха, который остался в выхлопных газах;
датчика положения коленчатого вала (ДПКВ), установленного возле шкива коленчатого вала;
датчика массового расхода воздуха (ДМРВ), установленного в корпусе воздушного фильтра. Он вычисляет количество воздуха, который протекает через дроссельный узел и всасывается его цилиндрами;
датчика температуры силовой установки, находящегося около термостата и изменяющего состав смеси в соответствии с температурой двигателя;
датчика скорости, расположенного на коробке передач;
датчика детонации, установленного на блоке цилиндров;
датчика фаз, находящегося в головке блока и служащего для определения углового положения распределительного вала. Также имеется датчик холостого хода инжекторного двигателя.

Основная функция электрического бензонасоса — заполнение системы бензином. Контроллер собирает показания со всех датчиков и сравнивает их с данными, находящимися в блоке памяти. Если информация различается, то контроллер проводит коррекцию работы системы питания инжекторного двигателя, чтобы достичь максимального совпадения данных из блока памяти и с датчиков.

Пользуясь информацией от датчиков, контроллер определяет, когда нужно открыть форсунки, чтобы подать нужное количество бензина и тем самым обеспечить необходимые пропорции топливовоздушной смеси.

Если один из датчиков становится неисправным, то контроллер начинает работать в аварийном режиме, то есть пользуется усредненными показателями вышедшего из строя датчика. При этом может изменяться количество оборотов инжекторного двигателя, снижается его мощность, повышается расход топлива, наблюдаются сбои в работе. Однако если сломался ДПКВ, то двигатель вовсе не сможет работать.

Наиболее частые неисправности топливной системы дизельного двигателя

Особенности топливной системы дизельного двигателя

Среди самых распространенных поломок в системе питания дизелей чаще всего встречаются следующие:

Затруднения при запуске мотора.
Снижение мощностных показателей.
Увеличение расхода топлива.
Возникновение дыма различных оттенков, выходящего из выхлопной трубы.
Повышенная жесткость работы.
Невозможность разогнаться (при провалах в разгоне рекомендуется увеличить ход педали акселератора).
Неустойчивость оборотов на холостом ходу (плавают).
Двигатель часто глохнет.

Трудный запуск

Чтобы облегчить зимний запуск дизельных двигателей, производители выпускают специальное топливо под названием «арктическое». Однако, причиной трудного включения не всегда является застывшая солярка. При невозможности запустить дизель на холодную, необходимо проверить:

качество работы нагнетающих деталей насоса высокого давления;
степень износа форсунок;
регулировки угла опережения топлива;
предпусковые свечи накала;
регулятор давления;
нарушение герметичности топливопроводов.

Снижение мощности

Мощность дизельного мотора снижается при возникновении неисправностей, засорении топливных фильтров, отверстий распыляющих форсунок. При выходе из строя фильтрующих элементов количество солярки, направляемой в топливный насос, резко снижается, что негативно сказывается на мощностных показателях мотора.

Увеличение потребления дизтоплива

Неверно выставленный угол опережения впрыска является основной причиной большого расхода горючего. На количество потребляемого топлива также оказывает влияние неправильная работа топливного насоса ТНВД. Необходимо отрегулировать уровень давления смеси в момент впрыска. Понижение компрессии в рабочих цилиндрах также может стать причиной повышенного расхода дизельного топлива.

Выхлоп черного цвета

При появлении темного дыма из системы выхлопа рекомендуется проверить качество смесеобразования. Нарушения могут быть вызваны запоздалым впрыском топлива, которое не успевает полностью сгорать и оседает на стенках цилиндров в виде нагара. Слои нагара часто образуются также на клапанах, которые неплотно закрываются.

Появление белого дыма в виде пара не вызывает тревоги, т. к. он быстро улетучивается после прогрева мотора. Особенно часто это можно наблюдать в дизельных машинах, работающих в областях северной широты.

Плавающие обороты коленчатого вала в режиме холостого хода

При данном дефекте нужно:

заменить уплотняющие элементы, расположенные под распылителями;
подтянуть топливный провод, соединяющий фильтра с ТНВД;
проверить состояние опорной пластинки насоса;
заменить регулятор оборотов коленвала;
проверить работу системы вентиляции, чтобы исключить давление газов.

Двигатель глохнет

Если мотор часто прекращает работу прямо на ходу, потребуется проверить следующие пункты:

правильность угла опережения;
качество соединений в местах подключения насоса;
степень загрязнения фильтров;
смещение и перекос элементов насоса высокого давления.

Топливный фильтр

Как осуществить промывку топливной системы дизельного двигателя — несколько основных способов

Назначением топливного фильтра является фильтрация топлива, поступающего в топливную систему. Для защиты компонентов системы, в особенности топливных форсунок, необходимо удалить из топлива загрязнения, которые могут попасть в топливный бак во время заправки автомобиля или вентиляции топливного бака.

Конструкция топливного фильтра

Топливные фильтры для двигателей с искровым зажиганием (бензиновые фильтры) устанавливаются на стороне нагнетания насоса подачи топлива. В последнее время все шире применяются фильтры, встраиваемые непосредственно в топливный бак. В этом случае фильтр не подлежит замене и должен быть рассчитан на весь срок службы автомобиля. В то же время продолжают использоваться топливные фильтры, встраиваемые в линию подачи топлива. Отсюда следует, что фильтры могут представлять собой как сменные элементы, так и элементы, рассчитанные на весь срок службы автомобиля.

Корпус фильтра изготавливается из стали, алюминия или пластмассы. Фильтр соединяется с линией подачи топлива при помощи резьбового соединения, трубки или быстроразъемного соединения. Корпус содержит фильтрующий элемент, задерживающий частицы грязи (см. рис. «Проходной топливный фильтр» ). Фильтрующий элемент встроен в контур подачи топлива таким образом, что топливо проходит через всю поверхность фильтрующей среды, насколько возможно, с одной и той же скоростью потока

Фильтрующие элементы топливного фильтра

В качестве фильтрующей среды используется специальная, пропитанная смолой бумага из целлюлозного волокна, в некоторых случаях (для работы в тяжелых условиях) сцепленная методом оплавления со слоем синтетического волокна. Этот слой призван обеспечить высокую температурную и химическую стойкость фильтрующего элемента. Эффективность фильтрации и сопротивление фильтра потоку определяются пористостью бумаги и распределением пор.

Фильтры для бензиновых двигателей имеют спиральную или радиальную форму. В фильтре спиральной формы тисненая фильтровальная бумага обернута вокруг несущей трубки. Топливо протекает через фильтр в продольном направлении.

В фильтре радиальной формы бумага сложена и вставлена в корпус в форме звезды. Устойчивость фильтрующего элемента обеспечивается пластмассовыми, резиновыми или металлическими торцевыми кольцами и, при необходимости, внутренней защитной оболочкой. Топливо протекает через фильтр снаружи внутрь, при этом частицы грязи отделяются от топлива фильтрующей средой.

Требования к топливным фильтрам

Система подачи топлива определяет требуемую тонкость фильтрации. Фильтрующий элемент для систем с впрыском топлива во впускной трубопровод имеет среднюю ширину пор приблизительно 10 мкм. Для бензиновых двигателей с прямым впрыском топлива требуется более тонкая фильтрация. В этом случае средняя ширина пор составляет около 5 мкм При этом, фильтрующий элемент должен задерживать до 85% частиц размером более 5 мкм Кроме того, новый фильтр для системы прямого впрыска топлива (бензина) должен отвечать следующему требованию: частицы металла, минералов и пластмассы диаметром более 400 мкм не должны вымываться топливом из фильтра

Эффективность фильтра зависит от направления потока. Поэтому при замене встраиваемых в линию (проходных) фильтров следует соблюдать направление потока, указанное стрелкой на корпусе фильтра.

Интервал замены обычных проходных фильтров, в зависимости от объема фильтра и степени загрязнения топлива, составляет от 30 000 до 90 000 км. Фильтры, встраиваемые в топливный бак, рассчитаны не менее, чем на 160 000 км пробега. В настоящее время существуют проходные и встраиваемые в топливный бак фильтры для систем прямого впрыска топлива, ресурс которых достигает 250 000 км.

Схема топливной системы дизеля

Устройство топливной системы на ваз 2107 инжектор

Система подачи топлива дизельного двигателя имеет свои особенности. Во-первых, подача горючего в камеру сгорания осуществляется форсункой под колоссальным давлением. Собственно, за счет этого и происходит воспламенение смеси в цилиндрах. На инжекторных же двигателях смесь загорается при помощи искры, создаваемой свечой зажигания. Во-вторых, давление внутри системы образует ТНВД (топливный насос высокого давления).

То есть схема топливной системы (МАЗов и КамАЗов в том числе) такова, что для впрыска используются сразу два наоса. Один из них низкого давления, второй – высокого. Первый (его также называют подкачивающим) осуществляет подачу горючего из бака, а второй непосредственно занимается подачей топлива в форсунки.

Ниже представлена схема топливной системы (КамАЗ 5320):

Как видите, здесь используется гораздо больше элементов, чем на карбюраторных авто. Кстати, на некоторых модификациях КамАЗовских двигателей дополнительно устанавливают турбокомпрессор. Последний выполняет функцию снижения уровня токсичности отработавших газов и при этом повышает суммарную мощность ДВС. Такая схема топливной системы (КамАЗ 5320-5410) позволяет нагнетать горючее под более высоким давлением. При этом суммарный расход топлива остается на прежнем уровне.

2 Принцип действия агрегата

Агрегат представляет собой портативный обогреватель, предназначенный для работы на жидком топливе. Принцип работы солярогаза основан на комбинировании рефлекторного и конвекционного локального прогрева воздуха. При необходимости агрегат можно использовать для разогрева жидкой пищи, но все же основной задачей печки является отопление помещения.

Работает солярогаз следующим образом:

Топливо поступает в специальный резервуар и смачивает фитиль, расположенный в поддоне под горелкой.
Через определенный временной отрезок активируется процесс испарения. В результате пары горючей жидкости попадают в верхнюю часть фитильной чаши.
Когда воздушно-топливная смесь поджигается, ее температура повышается до 600−8000 градусов, что приводит к вспыхиванию. Так как между частицами паров топлива находится воздух, начинается процесс послойного горения.
Постепенно воздушно-топливная смесь прогревается, что приводит к активации конвекционных процессов. Открытое горение прекращается, и агрегат переходит в фазу тления.
В этот момент выделяются волны теплоэнергии, которые отражаются от поверхности печки и накапливаются у рефлекторной сетки. Все это и приводит к повышению температуры воздуха в помещении.

Топливная форсунка(Fuel injector)

Форсунка или инжектор (от англ. inject — впрыскивать) – распылитель, используемый на современных автомобилях для распыления топлива во впускной трубопровод или непосредственно в цилиндры двигателя. Хорошо работающая форсунка дает конусообразную форму распыления топлива. В двигателях внутреннего сгорания распыление топлива происходит за счет создаваемого высокого давления на входе в форсунку.

Топливная форсунка содержит корпус клапана с обмоткой и электрическим соединением, седло клапана с диском, снабженным одним или несколькими распылительными отверстиями, и подвижную иглу клапана с якорем соленоида.

1 — сетчатый фильтр; 2 — электрический разъем; 3 — пружина; 4 — обмотка возбуждения; 5 — якорь электромагнита; 6 — корпус форсунки; 7 — игла форсунки; 8 — уплотнение; 9 — сопло форсунки.

Работа электромагнитной форсунки, изображённой выше осуществляется следующим образом: В соответствии с заложенным алгоритмом электронный блок управления обеспечивает в нужный момент подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана. При этом создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло. Производится впрыск топлива. С исчезновением напряжения, пружина возвращает иглу форсунки на седло. Фильтр в топливоподающем устройстве(Сетчатый фильтр 1) защищает форсунку от загрязнений.

1 – впускной клапан; 2 – форсунка; 3 – штепсельный разъем; 4 – фиксатор; 5 – рампа форсунок; 6 – уплотнительные кольца; 7 – впускная труба.

Форсунки закреплены на рампе с помощью пружинных фиксаторов 4. Верхний и нижний концы форсунок герметизируются уплотнительными кольцами 6, которые всегда надо заменять новыми при снятии и установке форсунок.

Для закрепления ещё раз повторим работу системы в целом:

Топливо находится в топливном баке, в котором находится топливный насос(позиция 1). При включении зажигания включается насос, который начинает подавать топливо в топливную магистраль. Топливо проходит через топливный насос(позиция 5), где происходит его очистка. Далее топливо проходит в топливную рампу(позиция 2). В топливной рампе поддерживается постоянное давление, которое обеспечивается регулятором давления топлива(позиция 4). Излишки топлива сливаются обратно в топливный бак(при открытии регулятора топлива, который по своей сути является клапаном). Поступающее в рампу топливо впрыскивается в впускной коллектор. Топливо бесперебойно циркулирует в топливной системе всё время работы двигателя, т.к. для нормальной работы в рампу поступает топлива больше, чем нужно, а излишки после сливаются обратно в бак.

На этом, я думаю работы системы понятно. Чтобы завести двигатель нам осталось совсем немного. Мы уже впустили в впускной коллектор воздух и топливо. В следующей статье мы поговорим про систему зажигания.

Добавки очистители в дизельное топливо

Для чего

Процессы сгорания солярки в дизеле сопровождаются выделением продуктов распада и окисления. Они оседают на поверхностях камеры сгорания, форсунках топливной системы. На деталях топливного насоса высокого давления накапливаются отложения и смолы. Их количество особенно велико, если качество солярки оставляет желать лучшего. В результате усиливается трение, могут начаться коррозионные процессы. Это значительно снижает срок службы топливной системы.

Предотвратить эти негативные явления помогает использование специальных очистительных присадок. Они изменяют химические и физические свойства дизельного топлива в лучшую сторону.

Их применение:

способствует очищению топливной системы;
восстанавливает функционирование плунжерных пар;
устраняет отложения и нагар с форсунок и камеры сгорания;
препятствует коррозии и закисанию игл;
создает на поверхностях защитный слой, уменьшающий трение.
повышает цетановое число солярки;
способствует её экономному расходу;
повышает давление в системе;
очищает выхлоп от вредных примесей;
улучшает мощность и другие эксплуатационные характеристики двигателя.

Использование этих добавок позволяет очистить элементы топливной системы без её демонтажа, непосредственно в процессе её эксплуатации.

Когда применяются:

Присадки очистители помогают очистить детали топливной системы, однако они мало эффективны при сильных загрязнениях. Поэтому их нужно использовать в качестве профилактического средства, а не тогда, когда процессы загрязнения и коррозии зашли слишком далеко. Лучше всего применять их регулярно. Особенно, если часто приходится заправляться некачественным дизтопливом.

Присадки для дизельного топлива не так эффективны, как профессиональная очистка, но тем не менее, они эффективны

Очищающие добавки для дизтоплива могут применяться:

С частичным демонтажом топливной системы. Трубы, ведущие к топливному баку, отсоединяются. С помощью прозрачных шлангов топливная система подключается к емкости с присадкой и мотор включается на холостом ходу.
Без демонтажа. Этот способ уступает первому по эффективности. Присадка очиститель добавляется в бак перед заправкой дизтоплива. Солярка приобретает очищающие свойства и при езде чистит элементы топливной системы и камеры сгорания. Некоторые очищающие присадки попутно улучшают характеристики топлива, снижают его расход, облегчают запуск мотора в морозы.

Перед заливкой присадки в бак её нужно взболтать и отмерить нужное количество мерным колпачком. Затем заправить бак топливом. Температура обеих жидкостей должна быть выше ноля.

PROFESSIONAL HUNDERT

Особенности применения:

Эта присадка очиститель для дизтоплива профессионального уровня производится в Германии и одобрена экспертами Союза германских автопроизводителей. PROFESSIONAL HUNDERT используют для очистки дизелей на СТО, но допускается и её самостоятельное применение.

Свойства:

предохраняет от коррозии форсунки;
растворяет отложения и способствует их выведению;
поддерживает чистоту топливной системы;
повышает износостойкость её узлов;
облегчает запуск мотора при температурах воздуха ниже ноля;
обеспечивает экономичность его работы.

Флакон PROFESSIONAL HUNDERT объемом 0,3 л рассчитан на 100 л дизтоплива.

LIQUI MOLY DIESEL SPULUNG

Особенности применения:

Эта добавка для очистки дизелей известной немецкой марки может применяться как для периодической промывки топливной системы, так и путем добавления в дизтопливо. В первом случае топливопровод открепляют от бака, присоединяют к емкости с добавкой и включают мотор на холостом ходу, пока весь объем не будет израсходован.

Свойства:

обладает высокими очищающими свойствами;
повышает цетановое число топлива;
устраняет засоры форсунок и игл;
ликвидирует нагар и отложения в камере сгорания;
придает топливу антикоррозионные свойства;
улучшает эксплуатационные характеристики двигателя;
уменьшает расход топлива.

Выпускается в упаковке объемом 500 мл.

RVS MASTER INJECTION PUMP

Особенности применения:

Эта очищающая добавка российского производства выпускается в флаконах объемом 60 мл, а цену имеет достаточно высокую – 1080 рублей. При использовании дизтоплива с низким содержанием серы совместно с применением RVS MASTER INJECTION PUMP требуется дополнительная промывка топливного насоса и форсунок продуктом RVS MASTER DP3.

Свойства:

обладает хорошими очищающими свойствами:
растворяет отложения и смолы;
способствует восстановлению характеристик топливного насоса и плунжерных пар дизеля при умеренной степени загрязнения;
повышает цетановое число солярки;
снижает её вязкость в морозы.

Наиболее частые неисправности топливной системы дизельного двигателя

Среди самых распространенных поломок в системе питания дизелей чаще всего встречаются следующие:

Затруднения при запуске мотора.
Снижение мощностных показателей.
Увеличение расхода топлива.
Возникновение дыма различных оттенков, выходящего из выхлопной трубы.
Повышенная жесткость работы.
Невозможность разогнаться (при провалах в разгоне рекомендуется увеличить ход педали акселератора).
Неустойчивость оборотов на холостом ходу (плавают).
Двигатель часто глохнет.

Трудный запуск

качество работы нагнетающих деталей насоса высокого давления;
степень износа форсунок;
регулировки угла опережения топлива;
предпусковые свечи накала;
регулятор давления;
нарушение герметичности топливопроводов.

Снижение мощности

Увеличение потребления дизтоплива

Выхлоп черного цвета

Плавающие обороты коленчатого вала в режиме холостого хода

При данном дефекте нужно:

заменить уплотняющие элементы, расположенные под распылителями;
подтянуть топливный провод, соединяющий фильтра с ТНВД;
проверить состояние опорной пластинки насоса;
заменить регулятор оборотов коленвала;
проверить работу системы вентиляции, чтобы исключить давление газов.

Двигатель глохнет

Если мотор часто прекращает работу прямо на ходу, потребуется проверить следующие пункты:

правильность угла опережения;
качество соединений в местах подключения насоса;
степень загрязнения фильтров;
смещение и перекос элементов насоса высокого давления.

Виды питания бензиновых двигателей

карбюраторные;
инжекторные.

Они имеют отличия в конструкции и рабочих параметрах.

Карбюраторные

Работа карбюраторной системы осуществляется по следующему принципу:

Насос всасывает топливо из бака. При этом он обеспечивает невысокое давление, достаточное лишь для подачи топлива.
Двигаясь по трубопроводу, топливо проходит фильтрацию.
В специальной камере (карбюраторе) горючее смешивается с воздухом.
Готовая смесь подается напрямую в цилиндры двигателя, где она сгорает.

Техобслуживание карбюраторной системы

Техобслуживание и ремонт приборов системы питания бензинового двигателя можно произвести своими руками. Для этого нужно выполнить ряд манипуляций. Они сводятся к проверке креплений топливопроводов, герметичности всех компонентов. Также проводится оценка состояния системы выпуска отработанных газов, тяги дроссельных приводов, воздушной заслонки карбюратора. Кроме того, нужно проводить контроль состояния ограничителя коленчатого вала.

При необходимости нужно проводить очистку трубопроводов, замену уплотнителей. Особенностью техобслуживания карбюратора является необходимость проведения его настройки весной и осенью.

В некоторых случаях причиной ухудшения работы карбюраторного мотора могут быть неисправности в других узлах. Перед началом техобслуживания системы подачи топлива нужно проверить другие компоненты механизмов.

Неисправности системы питания бензинового двигателя карбюраторного типа можно проверить при работающем и выключенном двигателе.

Если мотор заглушен, можно оценить количество бензина в баке, а также состояние уплотнительных резинок под пробкой горловины. Также оценивается крепление бензобака, топливопровода и всех его элементов. Иные элементы системы тоже следует проверить на прочность крепежа.

Затем нужно запустить мотор. Проверяется отсутствие протечек в местах соединений. Также следует оценить состояние фильтров тонкой очистки и отстойника. Карбюратор нужно правильно настроить. В соответствии с рекомендациями производителя проводится выбор соотношения воздуха и бензина.

Инжекторные

Топливная система инжекторного двигателя отличается тем, что имеет систему впрыска, принудительно нагнетающую топливо в камеру сгорания. Какое давление в топливной системе инжекторного двигателя создает насос зависит от типа впрыска:

С индивидуальными форсунками для каждого цилиндра (распределенный впрыск). Создаваемое насосом давление в топливной рампе составляет от 2,5 бар до 4 бар.
С одной форсункой (моновпрыск), подающей топливо для всех цилиндров двигателя. Простая схема, которая в современном автомобилестроении практически не используется из-за низкой экономичности.
Непосредственный впрыск. Форсунки установлены в головке блока цилиндров, что позволяет выполнять прямой впрыск топлива в цилиндры. В этом случае рабочее давление составит около 155 бар.

Схема работы топливной системы инжекторного бензинового двигателя:

Насос через фильтры подает бензин в топливную рампу.
Регулятор на рампе обеспечивает заданный уровень давления топлива.
Форсунки, установленные на рампе, впрыскивают топливо в цилиндры.
В момент подачи бензина в цилиндры подается и воздух, образуется топливовоздушная смесь.