Что такое система питания дизельного двигателя

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.

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).

Примечание: Дизель отличается от бензина по многим критериям. Он обладает повышенной плотностью и повышенной смазывающей способностью.

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.

Процесс подачи топлива начинается с насоса высокого давления. Он принимает солярку из бака, которая подается при помощи насоса для низкого давления. Затем необходимые порции солярки нагнетаются в топливную магистраль форсунок гидромеханического типа для каждого из цилиндров. Эти форсунки под воздействием высокого давления в магистралях открываются, а закрываются, когда давление снижается.

В природе существуют всего лишь два вида насосов высоко давления. Это рядный насос с многоплунжерной системой и распределительный насос.

Смесеобразование

Для того, чтобы обеспечить своевременную подачу топлива, требуются форсунки.

Как уже было сказано, в дизельном моторе установлены восемь форсунок. Для правильной работы мотора требуется постоянно чистить форсунки.

Дело в том, что жиклеры, которые есть в форсунках, имеют очень маленький диаметр и могут забиваться от любого мусора, который может просочиться даже через два фильтра. Форсунки подают топливо по определенному принципу.

Существуют некоторые виды форсунок, существенно отличающихся друг от друга. Каждый из них имеет свои определенные особенности, а также достоинства и недостатки. На дизельный мотор устанавливается электрогидравлическая форсунка. Принцип работы на этой форсунке основан на том, что подача топлива и прекращение подачи топлива осуществляется посредством давления топлива.

Дизельный двигатель, вошел в жизнь автомобильной промышленности в 1895 году. Его изобрел немецкий инженер Рудольф Дизель, в поисках альтернативного топлива. Первые серийные моторы были турбодизелями: рабочий процесс требовал подачи сжатого воздуха и конструкция получилась громоздкой.

Шло время, и другой немецкий инженер, Роберт Бош, в 1923 году разработал несколько конструкций форсунок для впрыска тяжелого нефтяного топлива, а в 1927 году и собственный двигатель с воспламенением от сжатия, с применением топливного насоса высокого давления. С появлением насосов высокого давления системы впрыска дизеля разделились на два типа. На долгие годы главенствующей в автомобильной промышленности стала насосная система.

В последние десятилетия появились форсунки с электромагнитным и электрогидравлическим приводом клапана, позволяющие применять электронное управление двигателем. Такая система была сложнее, а ее неоспоримые достоинства остались невостребованными на протяжении десятилетий. С довоенных времен ничего принципиально нового в рабочий процесс дизеля внесено не было. Тем не менее, очередная революция имела место. Имя ей — Common Rail, т. е. «общая магистраль». Суть событий свелась к использованию хорошо известной аккумуляторной системы, но на более высоком технологическом уровне.
Бытует мнение, что Common Rail — изобретение Robert Bosch AG. На деле все значительно сложнее.

Первый прототип системы был создан еще в 60-е годы в Швейцарии, но дальше дело не пошло из-за отсутствия электроники управления соответствующего уровня. Затем, уже в начале девяностых об аккумуляторной системе вспомнили инженеры японской корпорации Denso. Созданная ими система ECD-U2 устанавливалась на грузовики Hino Rising Ranger. Правда, японцы недооценили перспективы своего детища и в 1995 продали технологию другим автопроизводителям. Тем не менее лавры первооткрывателя Common Rail для автомобилестроения принадлежат им по праву.

Наибольший вклад в развитие системы внесли инженеры из Magnetti Marelli, Elasis и исследовательского центра Fiat. В 1997 году Common Rail появляется сначала на Alfa Romeo 156 1.9 JTD и лишь затем на Mercedes-Benz C 220 CDI. Можно сказать, что именно Fiat выдал Common Rail путевку в жизнь, но итальянский концерн переживал в тот период серьезные трудности, и практически готовая технология была продана компании Robert Bosch.

Особо горевать итальянцы не стали и, по мере улучшения финансового положения, продолжили разработку дизельной темы. В первом десятилетии XXI века их дизели признаются лучшими, а отдельные технические решения находят применение за пределами системы питания дизеля. Так, например, система регулирования фаз газораспределения MultiAir базируется на дизельных форсунках и соответствующей управляющей электронике. Сегодня 90% систем Common Rail выпускают четыре крупнейших производителя автомобильных комплектующих — Bosch, Delphi, Denso и Siemens.

Популярные, на сегодняшний день, малолитражки, но равные или превосходящие по мощности и крутящему моменту, мощные двигатели большого объема. Популизация автомобилей с дизельным двигателем, отвечающим жестким экологическим требованиям совреммености, перед которой не устояли даже Американцы, поклоняющиеся пяти литровым монстрам своего времени. Volkswagen, долгие годы пестовавший другое дизельное направление — насос-форсунки PD Diesel, полностью от них отказался и ставит Common Rail и на Audi Q7, и на VW Polo.
Кстати, во многом благодаря системе этот автомобиль с литровым мотором часто именуют трехлитровым: в ходе рекордного заезда он израсходовал меньше 3 л на 100 км, а японцы грозятся начать производство турбодизельного мотоцикла. Чем объясняется резкий рост ее популярности систем Common Rail?

Последней революцией было введение электронного управления моментом и продолжительностью (объемом) впрыска. Дальше пошла «эволюция», сводящаяся к совершенствованию отдельных компонентов и программного обеспечения и росту давления в аккумуляторе, доходящего до 2000 бар. Ставшее действительно высоким давление потребовало поиска новых материалов и конструкций, но принципиальных изменений в последние годы не было. Нет их и сейчас. Похоже, что не будет и в ближайшем будущем.

Дизель экономичнее бензинового двигателя, дешевле и дизельное топливо. Он имеет более высокий крутящий момент, притом в широком диапазоне скоростей вращения коленвала. Турбонаддув и аккумуляторный впрыск победили «вялость» и шумность атмосферного дизеля. Технические ухищрения вроде впрыска мочевины (AdBlue) и сажевого фильтра позволили снизить экологическую нагрузку. Уменьшивший расход топлива даунсайзинг помогает решить и проблему парниковых выбросов СО2.

В 1995 году в Японии была разработана система Denso? Которая пользуется наибольшей популярностью в Западной Европе.
В 2002 году инженеры компании представили систему Common Rail с рекордным в то время рабочим давлением 180 МРа (1800 бар) при пятикратном многоточечном впрыске за такт.
В 2008 году давление довели до 200 МРа (2000 бар). Система впрыска производится на заводах Denso в Венгрии, Таиланде и Японии.
С 2003 года компания производит сажевые фильтры из кордиерита (cordierite). В отличие от других конструкций такие фильтры имеют меньший вес и создают меньшее сопротивление потоку выхлопных газов, обеспечивая улучшение эксплуатационных характеристик двигателя и снижение содержания сажевых частиц в выхлопе.

Дизельный двигатель выгоден всем: и конечному потребителю, и обществу, и автопроизводителю. Не любят его только на автосервисе.
На первый взгляд это кажется странным. Для выявления абсолютного большинства неисправностей достаточно иметь электронный сканер и механический диагностический набор. Купить их может любой успешный автослесарь. Срок окупаемости — месяцы. Более дорогое современное оборудование обещает и больший доход. Разруха, увы, в головах. Сервисмены со стажем о дизельных двигателях для легковых автомобилей слыхом не слыхивали. Постсоветский развал системы профессионального образования, проходивший на фоне безудержного роста автомобильного парка, специалистов стране не добавил. В условиях дефицита услуг автосервис может выбирать из них самые для себя выгодные и нехлопотные.

На чём базируется нутрициология, в чём её актуальность?

Большинство людей не считают нужным вести здоровый образ жизни, правильно питаться. «Зачем об этом думать, если есть врачи и лекарства, которые меня вылечат?» Пандемия коронавируса показала, что врачи могут быть бессильны перед болезнью, если пониженный иммунитет и множество хронических болезней. Легче перенесли китайский вирус люди молодые и постарше, с крепким иммунитетом.

Нутриологи призывают не полагаться на всесильность медицины и компетенцию врачей, а каждому самостоятельно делать реальные шаги в сторону оздоровления организма и профилактики болезней.

Почему врачи, которые обладают фундаментальными знаниями по медицине, попадают на операционные столы не реже обычных людей? Обвинять их в безграмотности нельзя, здесь имеет место неправильный системный подход медицинской науки к проблеме питания и здоровья. Человек не должен быть пожизненно связан с аптекой. Лекарственные препараты убирают симптомы, могут вылечить, но через время человек заболевает снова, идёт к врачу, круг замыкается.

Основной закон нутрициологии гласит: каждый должен взять в свои руки «бразды» управления своим здоровьем.

Три постулата здоровья от нутрициологов

ВОЗ обнародовала исследование, что 3⁄4 заболеваний обусловлены неправильным питанием. Научно доказана связь между поступлением питательных веществ, необходимых для воссоздания новых клеток в организме человека и возникновением болезней. Это хотят донести и нутрициологи. Любая патология, в том числе вирусного характера, свидетельствует о нарушении функций всего организма, а не части. Чтобы противостоять болезням или победить имеющиеся, следует правильно питаться. Терапевты не занимаются расследованием причин, почему пациент заболел, выписывает лекарства и назначает режим лечения. Врачей учат управлять болезнью, а не здоровьем.

В медицинских учебных заведениях предаётся только одна дисциплина — валеология, которая раскрывает связь здоровья и здорового образа жизни. Вот почему люди болеют — система медицины профилактики пока еще в стадии зародыша.

Три постулата здоровья, которые пропагандируют нутрициологи:

1. Природа заложила в организм программу здоровья на весь период жизни.
2. Человеческий организм должен получать необходимые нутриенты для выстраивания новых клеток и обменных процессов.
3. Для поддержания здоровья токсическая нагрузка на организм должна быть минимальна.

Такие термины, как биологически активные добавки, нутрицевтики, парафармацевтики вошли в жизнь недавно, связаны с развитием современной нутрициологии.

Система питания турбодизеля

Система турбонаддува активно применяется для эффективного повышения мощности как бензинового, так и дизельного двигателя без увеличения рабочего объема камеры сгорания в конструкции силового агрегата. Топливоподводящая система в турбированных ДВС остается практически без изменений, зато схема и способ подачи воздуха в турбомоторах существенно меняется по сравнению с атмосферными агрегатами.

Наддув в дизельном двигателе реализован путем использования турбокомпрессора. Турбина в дизельном моторе использует энергию отработавших газов. Воздух в турбокомпрессоре сжимается, далее охлаждается и нагнетается в камеру сгорания дизельного ДВС под давлением на отметке от 0,15 до 0,2 МПа.

Величина давления позволяет разделить системы турбонаддува на:

• решения с низким наддувом, когда давление не превышает 0,15 МПа;
• турбокомпрессор среднего наддува означает, что давление нагнетаемого в цилиндры воздуха соответствует показателю 0,2 МПа;
• высокий наддув подразумевает давление свыше 0,2 МПа;

Основной задачей системы турбонаддува является подача порции воздуха в цилиндры мотора на дизеле или бензине под давлением. Дизельный агрегат с системой турбонаддува называется турбодизельным двигателем.

Использование турбокомпрессора для ДВС улучшает наполнение цилиндров двигателя воздухом. Автоматически происходит повышение эффективности сгорания порции впрыскиваемого топлива. Турбонаддув позволяет увеличить мощность силового агрегата на 30% и более.

Негативными последствиями в результате использования турбонаддува, особенно с высокими показателями давления нагнетаемого воздуха, является увеличение общей температуры в камере сгорания в результате интенсивного горения топлива, а также значительно возрастающие механические нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и газораспределительного механизма (ГРМ) по сравнению с атмосферными силовыми установками.

Подсос воздуха в топливную систему дизельного…

Завоздушивание топливной системы дизеля: признаки неисправности и диагностика. Как самостоятельно найти место подсоса воздуха, способы решения проблемы. Читать далее

Принцип работы топливного насоса высокого давления

Конструкция дизельного топливного насоса высокого давления, потенциальные неисправности, схема и принцип работы на примере устройства системы топливоподачи. Читать далее

Устройство форсунки дизельного двигателя

Виды дизельных форсунок в разных системах подачи топлива под высоким давлением. Принцип работы, способы управления форсунками, конструктивные особенности. Читать далее

Диагностика дизельных двигателей: топливная система…

Распространенные неисправности дизельного двигателя и диагностика агрегатов данного типа. Проверка топливной системы дизельного мотора, полезные советы. Читать далее

CRDi двигатель: что это такое, плюсы и минусы

Линейка дизельных двигателей CRDi Hyundai/KIA: сильные и слабые стороны моторов данного типа, особенности эксплуатации, ремонта и обслуживания. Читать далее

Топливный насос высокого давления

Назначение топливного насоса высокого давления в системе топливного впрыска дизельного двигателя. Виды ТНВД, конструктивные особенности насосов. Читать далее