Как работает система питания дизеля
Перейти к содержимому

Как работает система питания дизеля

  • автор:

Система питания дизельного двигателя

На классических дизелях система питания состоит из топливного бака, фильтров грубой и тонкой очистки топлива, топливного насоса высокого давления (ТНВД) и форсунок.

Система питания дизельного двигателя современного дизеля управляется электроникой, а набор датчиков примерно такой же, как у бензиновых моторов.

Топливо из топливного бака по трубопроводу поступает в топливный фильтр, а затем в топливный насос высокого давления (ТНВД). Для защиты элементов питания от попадания в них воды, помимо топливного фильтра в трубопровод может быть установлен водоотделитель.

Насос нагнетает топливо в форсунки.

На старых дизелях форсунки были механическими. На современных дизелях топливные форсунки электромагнитные. Работой электромагнитных форсунок, так же, как и в бензиновом двигателе, управляет электроника на основании сигналов, поступающих от датчиков системы.

Излишки топлива от форсунок поступают в обратную магистраль. Из следующей главы можно будет узнать система выпуска отработавших газов, описание и схема.

Система питания дизельного двигателя с турбонаддувом

Для повышения мощности в современных системах питания дизельного двигателя широко используется турбо-наддув, который позволяет увеличить количество поступающего в цилиндры воздуха. В результате возрастает крутящий момент двигателя. А в одной из следующих глав можно будет узнать неисправности двигателя, неисправности систем двигателя: список из перечня неисправностей и условий, при которых запрещается эксплуатация транспортных средств..

Как работает система питания дизельного двигателя с турбонаддувом? Очищенный фильтром воздух по воздуховоду проходит к турбонагнетателю.

Система питания дизельного двигателя с турбонаддувом, схема

В воздуховоде установлен датчик массового расхода, который сообщает информацию о количестве проходящего воздуха в электронный блок управления дизелем.

Турбонагнетатель установлен на выпускной трубопровод и приводится в действие энергией отработавших газов. Из турбонагнетателя воздух проходит к впускному трубопроводу.

Для снижения температуры воздуха применяется интеркулер (промежуточный охладитель).

После интеркулера воздух подводится через впускной трубопровод к впускным клапанам цилиндров.

Для облегчения запуска холодного дизельного двигателя применяются специальные свечи подогрева, установленные в камеры сгорания.

Свечи включаются по команде электронного блока управления после поворота ключа в замке и работают в течение нескольких секунд.

После выключения свечей на щитке приборов гаснет контрольная лампа, и двигатель можно запускать.

Система питания дизельного двигателя

Когда в 1897 г. Рудольф Дизель создал первый работоспособный двигатель, он не мог предвидеть, какие изменения претерпит его идея. Особенно большие изменения в системе питания дизелей произошли в последние годы, что сделало эти двигатели более пригодными для применения не только на грузовых, но и на современных легковых автомобилях. Более дешевое топливо, высокая экономичность дизельных двигателей, по сравнению с бензиновыми, всегда привлекали автомобилистов, но широкое применение дизелей сдерживалось присущими им недостатками — шумностью при работе, повышенным дымлением и сложностью пуска холодного двигателя. Современные конструкции дизелей в большинстве не имеют этих недостатков.
Система питания дизеля обеспечивает подачу очищенного дизельного топлива к цилиндрам, сжимает его до высокого давления, подает его в мелкораспыленном виде в камеру сгорания и смешивает с горячим (700–900 °С) от сжатия в цилиндрах (3–5 МПа) воздухом так, чтобы оно самовоспламенилось. После завершения рабочего хода необходимо очистить цилиндры от продуктов сгорания.
Дизельное топливо отличается от бензина более высокой плотностью и смазывающей способностью. Для оценки способности дизельного топлива к самовоспламенению служит цетановое число. Существующие дизельные топлива имеют цетановое число 45–50; при этом для современных дизельных двигателей предпочтительнее более высокие числа.

Система питания впрыск 86.jpg

Варианты впрыска топлива в камеру сгорания дизеля.
Разделенная (а) и неразделенные (б, в) камеры сгорания:
а — вихревая (фирма «Перкинс»);
б — дельтавидная (двигатель Д-245);
в — тороидальная (двигатель КамАЗ);
1 — вставка вихревой камеры;
2 — головка цилиндров;
3 — форсунка;
А — полость вихревой камеры;
Б — полость в поршне

Существует два варианта процесса смесеобразования в дизелях, обусловленных формой камеры сгорания. В первом варианте топливо впрыскивается в предварительную камеру (предкамеру), а во втором варианте впрыск топлива осуществляется непосредственно в камеру сгорания, выполненную в поршне.
Двигатели, выполненные по первому варианту, называются дизелями с разделенной камерой сгорания и обозначаются IDI (In Direct Injection), а выполненные по второму варианту — дизелями с непосредственным впрыскомDI (Direct Injection). Дизели с разделенной камерой сгорания мягче работают и меньше шумят. Тем не менее, двигатели с непосредственным впрыском все более широко используются на автомобилях, потому что их топливная экономичность примерно на 20 % выше.
Основной функциональной задачей систем питания двигателей обоих типов является подача точного количества топлива в соответствующий цилиндр и в точно определенное время. В высокооборотных дизелях легковых автомобилей процесс впрыска занимает всего тысячную долю секунды, и при этом впрыскивается только небольшая доза топлива.

Система питания впрыск 87.jpg

Схема системы питания дизеля:
1 — топливный бак;
2 — подкачивающий насос;
3 — топливный фильтр;
4 — топливный насос высокого давления;
5 — форсунка;
6 — сливная магистраль

Для облегчения пуска дизеля в холодное время часто применяются свечи накаливания, которые отличаются от искровых свечей зажигания тем, что они являются просто электрическими нагревателями и подогревают холодный воздух перед подачей его в цилиндры двигателя в процессе пуска. Топливный бак должен удовлетворять требованиям безопасности. Топливо из бака поступает в нагнетательный трубопровод, а затем к топливному фильтру, с помощью подкачивающего насоса. Топливный фильтр должен очистить топливо от возможных загрязнений, чтобы механические примеси не попали в ТНВД и далее. К топливному баку присоединяется также сливной трубопровод, по которому в бак сливаются излишки топлива из ТНВД и форсунок.
Самым сложным и дорогим устройством системы питания дизеля является топливный насос высокого давления (ТНВД). При создании первых стационарных двигателей Рудольф Дизель выяснил, что для надежного самовоспламенения топлива оно должно подаваться в цилиндр под высоким давлением. В его конструкциях для этого использовался мощный и громоздкий компрессор. В 20-е годы. Роберт Бош разработал компактный и надежный ТНВД. Первый серийный ТНВД для грузового автомобиля был выпущен фирмой Bosch еще в 1927 году, а в 1936 был налажен выпуск ТНВД для легковых автомобилей.
ТНВД не только создает давление топлива, но и распределяет его по форсункам соответствующих цилиндров в соответствии с порядком работы двигателя. Форсунки соединяются с ТНВД трубопроводами высокого давления. Форсунки входят своей нижней частью — распылителями — в камеры сгорания. Распылители имеют очень маленькие отверстия, необходимые для того, чтобы топливо поступало в камеру сгорания в мелко распыленном виде и легко воспламенялось.
Воздушный фильтр устанавливается на впускном трубопроводе двигателя и очищает поступающий в цилиндры воздух. Выпускная система содержит трубопроводы, глушитель и часто оборудуется каталитическими нейтрализаторами и другими устройствами для снижения количества вредных веществ в отработавших газах.

Система питания дизельного двигателя: устройство, принцип работы

Что собой представляет? Система питания дизельного двигателя значительно отличается от аналогичной, работающей на бензине. Помимо подкачивающего насоса устанавливается топливный насос высокого давления.

Какие существуют? Различают четыре вида впрыска в дизельных двигателях: рядный и распределительный ТНВД, насос-форсунка и Common Rail. Наиболее технологичной и востребованной является последняя система.

Из этого материала вы узнаете:

  1. Общее устройство системы питания дизельного двигателя
  2. Топливоподводящая аппаратура системы питания дизельного двигателя
  3. Виды впрыска в системах питания дизельного двигателя
  4. Основные неисправности системы питания дизельного двигателя
  5. Как устранить завоздушивание системы питания дизельного двигателя
  6. Часто задаваемые вопросы о системе питания дизельного двигателя

Общее устройство системы питания дизельного двигателя

Система питания современных дизельных двигателей обеспечивает поступление топлива к инжекторным форсункам и осуществляет подачу топлива под высоким давлением, необходимым для точного и дозированного впрыска в камеру сгорания цилиндра.

Назначение системы питания дизельного двигателя:

  • регулирование количества топлива с учетом нагрузки на двигатель;
  • впрыск топлива с определенной частотой и интенсивностью;
  • равномерное распределение горючего в камере сгорания цилиндра;
  • фильтрация топлива перед подачей в насосы и инжекторные форсунки.

Элементы системы питания дизельного двигателя:

  1. топливный бак;
  2. фильтры грубой очистки;
  3. фильтры тонкой очистки;
  4. топливоподкачивающий насос;
  5. топливный насос высокого давления (ТНВД);
  6. инжекторные форсунки;
  7. трубопровод низкого давления;
  8. магистраль высокого давления;
  9. воздушный фильтр.

Кроме того, в комплект могут входить такие элементы, как электронасосы, системы улавливания и обработки отработанных газов, сажевые фильтры, глушители и т. д.

Топливоподводящая аппаратура системы питания дизельного двигателя

Рассмотрим принцип работы системы питания дизельного двигателя. Есть множество конфигураций топливоподводящей аппаратуры, однако самой популярной в настоящее время является система разделенного типа. В этой системе топливный насос высокого давления и форсунки реализованы как отдельные устройства. Подача топлива в дизельный двигатель выполняется через магистрали высокого и низкого давления.

Дизельное топливо хранится, проходит через систему фильтрации и поступает к ТНВД по магистрали низкого давления. ТНВД увеличивает давление в системе, обеспечивая точный впрыск горючего в рабочую камеру сгорания двигателя в определенный момент.

Устройство системы питания дизельного двигателя включает два насоса: топливоподкачивающий и топливный насос высокого давления. Первый осуществляет подачу топлива из бака, пропуская горючее через фильтры грубой и тонкой очистки. Создаваемое давление обеспечивает передачу топлива через топливопровод низкого давления к топливному насосу высокого давления.

ТНВД подает топливо к форсункам под высоким давлением в соответствии с последовательностью работы цилиндров дизельного мотора. Топливный насос высокого давления имеет ряд одинаковых секций, каждая из которых соответствует определенному цилиндру в двигателе.

Форсунки дизельного двигателя установлены в головке блока цилиндров (ГБЦ) и осуществляют точное распыление топлива в камере сгорания. Топливоподкачивающий насос подает большой объем топлива к ТНВД. Излишки топлива и воздух, попадающий в систему подачи топлива, возвращаются обратно в топливный бак по дренажным трубопроводам.

Существуют два основных вида инжекторных дизельных форсунок:

  • закрытого типа;
  • открытого типа.

Четырехтактные дизельные двигатели в основном используют форсунки закрытого типа. В таких форсунках сопла закрываются с помощью запорной иглы.

Это означает, что внутренняя полость в корпусе распылителей форсунок связывается с камерой сгорания только при открытии форсунки и в момент впрыска дизельного топлива.

Распылитель – важнейший элемент конструкции форсунки. Распылитель может содержать от одного до нескольких сопловых отверстий, которые формируют струю топлива во время впрыска. Форма факела и пропускная способность форсунки зависят от количества и расположения этих отверстий.

Виды впрыска в системах питания дизельного двигателя

Есть несколько систем впрыска дизельных двигателей. Рассмотрим наиболее распространенные:

  • Системы с рядным ТНВД.
  • Системы с ТНВД распределительного типа.
  • Системы с насос-форсунками.
  • Аккумуляторные системы типа Common Rail (общая магистраль).

Каждая из этих систем имеет несколько вариаций, но мы рассмотрим лишь основные типы.

Рядный ТНВД

Рядный ТНВД представляет собой простое и долговечное устройство, которое остается востребованным на протяжении многих лет. От других систем впрыска данный вид насоса отличается своей массивностью. ТНВД применяется главным образом в мощных двигателях автомобилей и тракторов.

Плунжерные пары – основа рядного ТНВД. Количество пар соответствует числу цилиндров двигателя. Каждая плунжерная пара представляет собой цилиндрический металлический стержень (плунжер), который движется в специальной гильзе. Поднимаясь, плунжер сжимает топливо, и при достижении определенного давления нагнетательный клапан открывается, выпуская сжатое топливо, которое направляется к форсунке для впрыска в цилиндр. Опускаясь, плунжер открывает впускной канал, заполняя свободное место новой порцией топлива. Подача топлива в плунжерную пару осуществляется с помощью подкачивающего насоса.

Движение плунжеров осуществляется кулачковым валом, схожим с распределительным валом двигателя. Вал приводится в движение двигателем. При этом ТНВД соединен с двигателем через муфту опережения впрыска, с помощью которой можно регулировать работу насоса в зависимости от оборотов и тактов двигателя.

Распределительный ТНВД

Такое устройство представляет собой аналог рядного ТНВД, но здесь используется лишь одна или две плунжерные пары (одна пара способна обслуживать от двух до шести цилиндров). Плунжер не только движется вверх и вниз, но и осуществляет вращение вокруг своей оси, последовательно открывая выпускные отверстия. Через эти отверстия под давлением происходит подача топлива к цилиндрам.

Современный и более эффективный вид распределительного ТНВД – это роторный топливный насос. Как понятно из названия, роторный насос оснащен ротором, на котором установлены плунжеры (от двух до четырех штук), двигающиеся навстречу друг другу. Ротор вращается и осуществляет распределение топлива между цилиндрами.

Данное устройство является компактным и легким, однако необходима тонкая настройка, поэтому для управления часто используются электронные регуляторы.

Насос-форсунка

В этой конструкции объединены форсунка и насосная секция, основанная на плунжерной паре. При использовании насоса-форсунки можно контролировать подачу топлива в каждый цилиндр. При отказе одного насоса остальные продолжат свою работу.

Читайте также!

Преимущество насоса-форсунки также состоит в возможности управления с помощью распределительного вала двигателя, размещенного в головке цилиндров, где также находятся форсунки. Таким образом, нет необходимости в использовании отдельной системы привода. Можно задействовать уже существующий вал ГРМ.

На данный момент насос-форсунка широко применяется в дизельных двигателях грузовых автомобилей и внедорожников.

Common Rail

Common Rail представляет собой передовую систему питания дизеля, способную обеспечить оптимальные рабочие характеристики двигателя. Разработанная компанией Bosch в конце 1990-х, данная система применяется в 75 % всех выпускаемых дизельных движков.

Особенность Common Rail заключается в наличии топливного резервуара, где топливо находится под постоянным высоким давлением, подаваемым к форсункам. Этот резервуар представляет собой общую топливную магистраль (отсюда и название Common Rail, то есть «общая магистраль»), или топливную рампу, в которую топливо подается посредством ТНВД.

Аккумулятор дает возможность значительно улучшить процесс впрыска топлива через форсунки, которые функционируют под постоянным давлением и открываются только в нужные моменты, позволяя осуществлять до девяти впрысков за один такт. Это также упрощает устройство ТНВД и другие компоненты системы впрыска.

В современных двигателях с технологией Common Rail управление осуществляется с помощью электроники. Благодаря данным от нескольких датчиков блок управления определяет объем поступающего топлива, моменты впрыска в цилиндры и другие параметры. Это дает возможность добиться оптимальной работы мотора и снизить токсичность во всех режимах работы.

Основные неисправности системы питания дизельного двигателя

Ремонт системы питания дизельного двигателя – непростая задача. Для начала необходимо рассмотреть основные причины неисправности.

Сложности при запуске двигателя

Основные причины этой неисправности системы питания дизельного двигателя:

  • забились топливопроводы или топливозаборник в баке;
  • засорились фильтрующие элементы топливных фильтров;
  • в топливной системе появился воздух;
  • изменился угол опережения впрыска топлива;
  • топливоподкачивающий насос перестал функционировать;
  • топливо в топливопроводах загустело из-за низких температур;
  • заела рейка топливного насоса.

Отсутствие полной мощности и наличие дыма

  • загрязнился воздушный фильтр;
  • изменился угол впрыска топлива;
  • забились клапаны топливоподкачивающего насоса;
  • засорилась или нарушилась регулировка форсунок;
  • сломались пружины толкателя в секции насоса высокого давления;
  • ослабли крепления или зависли плунжера секции насоса высокого давления.

Самопроизвольное увеличение частоты вращения коленчатого вала

Неисправность, при которой движок идет «вразнос», характерна исключительно для дизельных двигателей. Проблема проявляется в самопроизвольном увеличении частоты вращения коленчатого вала, которое нельзя остановить обычными способами (отпусканием педали подачи топлива или вытягиванием кнопки служебного останова). Это может привести к серьезным повреждениям, включая обрыв шатунов, поломку поршней и аварийное разрушение двигателя.

Читайте также!

  • заел один из плунжеров насоса высокого давления;
  • рейка заела или отсоединилась от системы центробежного регулятора.

Если двигатель функционирует в таком режиме, нужно немедленно остановить его. Это можно сделать, включив прямую передачу и применив рабочую тормозную систему или закрыв впускной трубопровод воздушного фильтра любыми доступными средствами, чтобы предотвратить поступление воздуха в цилиндры двигателя.

Двигатель стучит и дымит

  • неправильная настройка насоса высокого давления на раннюю подачу топлива;
  • износ деталей муфты опережения впрыска топлива или усадка пружин.

Чёрный цвет отработанных газов

  • насос высокого давления слишком поздно подает топливо;
  • начало впрыска топлива у форсунок имеет низкое давление;
  • насос высокого давления подает слишком много топлива в цилиндры;
  • засорился воздушный фильтр;
  • используется топливо с низким цетановым числом.

Эффективная и долговечная работа дизельных двигателей во многом зависит от исправности элементов системы питания. Непрерывная работа дизеля должна осуществляться на чистом топливе. Большинство неисправностей в топливной аппаратуре обусловлены наличием загрязнений, проникающих в горючее.

Как устранить завоздушивание системы питания дизельного двигателя

Чтобы удалить воздух из системы топливоподачи дизельных двигателей, выполняются следующие шаги:

Прокачка фильтрующего элемента

  • Отвинчивается винт на корпусе фильтра на несколько оборотов.
  • Ручным насосом производится прокачка топлива до тех пор, пока из отверстия винта не начнет вытекать солярка без пузырьков.
  • Винт вкручивается обратно.

Если в автомобиле нет насоса ручной подкачки, то применяется коленвал, который крутится с помощью стартера.

Удаление воздуха из системы питания дизельного двигателя

  • С помощью ключа отвинчивается выпускной болт.
  • Зажигание включается, после чего начинается ручная прокачка, чтобы топливо проступило из отверстия болта.
  • Болт слегка закручивается (чтобы можно было наблюдать за пузырьками воздуха).
  • Стартером немного поворачивается коленвал, после чего продолжается прокачка до исчезновения пузырьков.

После всего этого можно отвинтить болт и запустить вращение коленчатого вала с помощью стартера. Наблюдение за подачей топлива может указать на состояние системы:

  • порционное поступление топлива с перерывами свидетельствует о нормальной работе;
  • непрерывное поступление топлива может указывать на неисправность ТНВД;
  • отсутствие подачи топлива также может указывать на проблемы с насосом высокого давления.

Если проблем не обнаружено, то болт закручивается обратно. Затем отводятся топливные трубки от штуцера (их количество зависит от числа цилиндров двигателя). Запускается вращение коленвала. При этом из штуцера должна вытекать солярка. Шланг возвращается на место, и аналогичные действия выполняются с остальными штуцерами.

Часто задаваемые вопросы о системе питания дизельного двигателя

Какие этапы включены в ежедневное техническое обслуживание систем питания дизельного двигателя?

Процесс обслуживания подразумевает проверку уровня топлива в резервуарах, отслеживание уровня масла в картере топливного насоса высокого давления и регулятора, а также осмотр на предмет утечек топлива во всех соединениях. Важным шагом является удаление отстоя объемом 0,1 л из топливного бака и фильтра, а также последующая прокачка топливной системы.

Что такое система питания турбированного дизельного двигателя?

Данная система позволяет существенно увеличить мощность двигателя без изменений в механизме подачи топлива в турбированных дизелях. Однако система поступления воздуха проходит существенную модификацию.

Читайте также!

Процесс наддува осуществляется при помощи одного или нескольких воздушных компрессоров, работающих за счет энергии, извлекаемой из выхлопных газов. Компрессор сжимает воздух, который затем направляется в интеркулер (устройство, охлаждающее сжатую воздушную массу), после чего подается в цилиндры под давлением от 0,15 до 0,2 МПа и выше.

Каков принцип работы системы питания дизельного двигателя?

Система осуществляет передачу очищенного дизельного топлива в цилиндры, где сжимается до высокого давления. Затем топливо поступает в виде мелкораспыленной струи в камеру сгорания, смешиваясь с горячим воздухом (700–900 °C), сжатым в цилиндрах до 3-5 МПа, чтобы происходило самовоспламенение горючего. По завершении рабочего хода нужно провести очистку цилиндров от продуктов сгорания.

Современные топливные системы стали гораздо технологичнее, чем раньше. Именно это привело к широкому распространению дизельных двигателей, которые стали эффективнее и тише по сравнению с более старыми моделями.

  • Будьдозеры (10)
  • Грузовики (16)
  • Погрузчики (21)
  • Подъемные краны (14)
  • Складская техника (3)
  • Спецтехника (36)
  • Экскаваторы (18)

Утилизационный сбор

Какая категория прав нужна на фронтальный погрузчик: обучение, стоимость и ответы на популярные вопросы

Какая категория прав нужна на фронтальный погрузчик: обучение, стоимость и ответы на популярные вопросы

Как взять спецтехнику в лизинг: алгоритм действий

Как взять спецтехнику в лизинг: алгоритм действий

Виды, типы и классификация спецтехники

Виды, типы и классификация спецтехники

ТОП китайских самосвалов в России: обзор брендов

ТОП китайских самосвалов в России: обзор брендов

Устройство автомобилей

Дизельные двигатели относятся к тепловым двигателям внутреннего сгорания поршневого типа с внутренним смесеобразованием и самовоспламенением рабочей смеси. По принципу работы они существенно отличаются от бензиновых двигателей, использующих для воспламенения рабочей смеси внешние тепловые источники – искровое электрическое зажигание или специальный тепловой элемент.

Кроме того, у многих бензиновых двигателей смесеобразование протекает вне цилиндров двигателя – в специальном смесителе (карбюраторе), продолжается во впускном трубопроводе, и заканчивается в цилиндрах во время тактов впуска и сжатия.
У инжекторных двигателей с центральным и распределенным впрыском смесеобразование осуществляется во впускном трубопроводе, продолжаясь в цилиндрах вплоть до воспламенения смеси свечой. И лишь инжекторные двигатели с непосредственным впрыском принципиально схожи по характеру смесеобразования с дизельными двигателями, но, тем не менее, тоже имеют ряд отличий в процедуре и результатах смешивания топлива с воздухом.

система питания дизеля

Общий принцип работы четырехтактного дизельного двигателя можно описать следующим сценарием:

  • всасывание чистого воздуха в цилиндр через впускной клапан при движении поршня к нижней мертвой точке;
  • быстрое и сильное сжатие воздуха до раскаленного состояния при закрытых клапанах и перемещении поршня к верхней мертвой точке;
  • впрыск топлива в цилиндр, смешивание его с воздухом в камере сгорания и последующее самовоспламенение рабочей смеси с выделением теплоты, повышающей давление в цилиндре;
  • движение поршня вниз под действием высокого давления газообразных продуктов сгорания топлива, в результате чего совершается полезная механическая работа;
  • выброс отработавших газов в атмосферу при открытом выпускном клапане и перемещении поршня к верхней мертвой точке.

Далее описанный сценарий повторяется.

Двухтактный дизель работает по сокращенному «сценарию» — очистка цилиндров от продуктов сгорания (отработавших газов) и впуск свежего заряда воздуха осуществляется в период, когда поршень движется от ВМТ к НМТ и продолжается еще некоторое время после прохождения поршнем нижней мертвой точки (перекладки поршня) и движения его к ВМТ.
Затем впускное и выпускное окно в цилиндре перекрываются боковой поверхностью поршня, и начинается резкое сжатие воздуха, поступившего в цилиндр.
После сжатия и сильного разогрева воздуха осуществляется впрыск топлива, его перемешивание с воздухом, и самовоспламенение рабочей смеси. При перемещении поршня к НМТ под действием давления продуктов сгорания смеси выполняется полезная работа, и после того, как выпускное и затем впускное окна откроются, выполняется продувка цилиндра свежим зарядом воздуха.

Итак, основные отличия двигателя от классического бензинового двигателя – внутреннее смесеобразование и самовоспламенение рабочей смеси. Эти различия имеют и положительные, и отрицательные стороны.

Так, внутреннее смесеобразование позволяет эффективно использовать наддув, а у двухтактных двигателей – исключить потери топлива при продувке цилиндров, поскольку впускается чистый воздух, а не горючая смесь. Но с другой стороны, — при внутреннем смесеобразовании отводится лишь краткий миг для перемешивания топлива с воздухом, а без этого горение невозможно либо будет протекать малоэффективно.

Самовоспламенение смеси в дизелях позволяет отказаться от достаточно сложной системы зажигания, применяемой в бензиновых двигателях.
Но, если перефразировать известную пословицу, — не бывает добра без худа — для подачи топлива в цилиндры под высоким давлением (а это крайне необходимо для качественного распыливания топлива) применяется чрезвычайно дорогостоящая аппаратура — насосы высокого давления и форсунки.

Высокая степень сжатия, используемая в дизельных двигателях, тоже приводит к отрицательным последствиям, поскольку влечет за собой применение массивных деталей цилиндропоршневой группы, способных выдержать колоссальные давления.
Кроме того, из-за высоких рабочих давлений дизели работают жестче и шумнее, чем их бензиновые «собратья».

Но, как бы то ни было, дизели по сравнению с бензиновыми двигателями имеют ряд существенных преимуществ, и основным из них является высокая топливная экономичность. Так, расход топлива для получения единицы мощности у дизелей на 25…30% меньше, чем, например, у карбюраторных двигателей.

Кроме того, с учетом более высокой плотности дизельного топлива по сравнению с бензином, запас хода по топливу у дизельных автомобилей на 35…45% выше, чем у бензиновых «собратьев».
Себестоимость дизельного топлива меньше, чем себестоимость бензина, поскольку оно получается прямой перегонкой.

Немаловажно и то, что в продуктах сгорания дизельного топлива содержится меньше токсичных веществ, чем в отработавших газах бензиновых двигателей. Да, дизели зачастую сильно дымят, чадят и коптят при работе, особенно, если система питания плохо отрегулирована, но, как это ни парадоксально звучит, в этой копоти меньше яда, чем в безобидном сизом дымке из выхлопной трубы карбюраторного двигателя.

Но не только топливная экономичность и относительная экологичность выгодно отличает дизель от бензинового двигателя. Дизели надежнее. Для них характерны стабильная экономичность во всем диапазоне нагрузок, лучшая приемистость и возможность работы с нагрузкой без полного прогрева.
Дизельный двигатель «довезет» свое колесное чадо вместе с водителем и грузом до места назначения, даже если откажет бортовая электросеть – в своей работе дизель полностью автономен, если не считать пускового устройства.

Преимущества дизеля над бензиновым двигателем с точки зрения термодинамики подробнее описаны в разделе сайта, посвященном теплотехнике.

Как уже указывалось выше, слабым звеном двигателей с внутренним смесеобразованием, в том числе – дизельных двигателей, является слишком короткий отрезок времени, в течение которого топливо должно перемешаться с воздухом. Конструкторам приходится решать сложную задачу – как в течение сотых долей секунды получить топливовоздушную смесь высокого качества, способную быстро и эффективно сгореть и отдать тепло для преобразования в механическую энергию.

Это возможно применением специальных камер и объемов для смешивания топлива с воздухом, которые зачастую приводят к замысловатой форме камеры сгорания и днища поршней, для того, чтобы обеспечить завихрение и перемешивание компонентов горения.
Второй путь повышения эффективности смесеобразования – применение впрыска под очень высоким давлением, что приводит к интенсивному распыливанию порции топлива по всему объему камеры сгорания.

В результате изысканий в указанных направлениях конструкторы разработали различные устройства и технологии, значительно повышающие качество и скорость смесеобразования в дизелях и бензиновых двигателях с непосредственным впрыском, о которых будет рассказано в других статьях сайта.

Здесь мы рассмотрим классическую схему системы питания дизельного двигателя, которая включает следующие основные механизмы, приборы и устройства ( см. рис. 1 ):

общее устройство системы питания дизельного двигателя

  • топливный бак;
  • топливопроводы низкого давления;
  • топливоподкачивающий насос;
  • топливные фильтры грубой и тонкой очистки;
  • топливный насос высокого давления (ТНВД);
  • топливопроводы высокого давления;
  • форсунки;
  • топливопроводы системы отвода излишков топлива от форсунок и ТНВД.

Кроме перечисленных элементов, предназначенных для подачи топлива из бака в цилиндры, система питания дизеля (как и бензинового двигателя) включает:

  • воздушный фильтр с впускным трубопроводом для воздуха;
  • трубопроводы удаления отработавших газов;
  • приборы для очистки продуктов сгорания от вредных веществ и примесей;
  • устройства для снижения уровня шума при выхлопе отработавших газов (глушители, резонаторы и т. п.).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *