Дизельные системы впрыска — принцип работы, типы

Cистемы впрыска дизтоплива Сommon Rail, решения с  насос-форсунками, рядным и распределительным ТНВД.  Особенности, принцип работы.

Системы впрыска дизельного топлива – далее по тексту также СВДТ – это системы питания ДВС. Функционируют на дизельном топливе – смеси газойлевых соляровых и керосиновых фракций, которые предварительно прошли специальную обработку. Но речь идёт именно о наличии соляровых фракций которые прошли щелостную очистку, а не о классической солярке с недостающим уровнем вязкости и выкипающей при температуре 240-400 °C 

Также в дизельных двигателях в качестве альтернативной топливной смеси может использоваться «Bio-Diesel» – смесь моноалкильных эфиров жирных кислот. Как правило, Bio-Diesel делают из рапсового масла.

Принцип работы

Воспламенение – результат сжатия и нагрева дизельного топлива под высоким давлением в цилиндрах. То есть на деле мы имеем дело с самовоспламенением впрыскиваемого топлива при его контакте с горячим воздухом. Все процессы происходят внутри. Этот принцип диаметрально противоположен бензиновым системам, у которых топливо воспламеняется от искры зажигания – внешнего источника.

Чтобы понимать, как функционируют системы впрыска топлива дизельного двигателя, важно чётко разбираться, за что ответственен каждый её элемент.

СВДТ включает в себя: 

1. Топливный бак. В нём непосредственно и хранится топливо.
2. Насосное оборудование для подкачки топлива из бака.
3. Фильтры грубой и тонкой очистки топлива. Главная функция – защита от загрязнений форсунок.
4. ТНВД (топливный насос высокого давления). Самый сложный узел дизельного ДВС. Прямая задача ТНВД – не просто создавать давление, а распределять топливо по цилиндрам, то есть регулировать его объем. Исключение – СВДТ Common Rail. У них сразу создаётся оптимальный уровень давления. А остальные задачи решаются посредством инжектора. Установку ТНВД считают одну из наиболее сложных, но важных задач мастера. Точность взаимного позиционирования кулачкового вала ТНВД по отношению к коленчатому валу двигателя напрямую влияет на мощность ДВС и его топливную эффективность (экономичность).  
5. Форсунку. Корпус с клапаном.
6. Сливную магистраль. Топливо из камеры управления вытекает через дроссель в сливную магистраль.

Высокое давление создаёт идеальные условия для того, чтобы свежий заряд во время такта сжатия нагревался до температуры, которая превышает температуру воспламенения.

Работа осуществляется по следующей схеме:

• Давление действует на поршень.
• Поршень через шатун и кривошип коленчатого вала побуждают двигатель совершать полезную работу.
• СВДТ дозирует само топливо, ориентируясь на текущую нагрузку ДВС.
• Впрыск осуществляется на протяжении определенного промежутка времени с заданной интенсивностью.
• Топливо распределяется по всему объему камеры.
• Проводится фильтрация топливной смеси.
• Топливо поступает в насосы, форсунки.

Типы дизельных систем питания

Решающее влияние на конструкцию системы впрыска дизельного двигателя оказывает способ подачи и распыливания.

Существует 4 основных типа СВДТ:

• С рядным насосом. Системы с рядным ТНВД, работающие за счёт плунжерных пар, количество которых равно количеству цилиндров в системе. “Прародитель” СВДТ.
• С насосом распределительного типа. Каждая секция взаимодействует с одним цилиндром. 
• Системы с насос-форсунками. ТНВД и форсунки консолидированы в единый узел. Плюс такого решения очевиден: нет препятствий для создания и поддержания высокого давления (включая давление более 2000 кг/см2). 
• Сommon Rail. Системы с электромагнитным клапаном. Обеспечивают электронное управление цикловой подачей.  СВДТ знакома потребителю в двух модификациях: селективного и накопительного типа. Разница — в используемых каталитических конвертерах.

СВДТ с рядным насосом и насосом распределительного типа установлены, преимущественно, на старых авто: с рядным насосом –  на грузовиках, спецтехнике, с насосом распределительного типа — на легковых авто, на старых легковых авто и грузовом транспорте с небольшими габаритами.    

На рисунке — решения с рядным и распределительным ТНВД.

Если сравнивать рядные насосы и распределительные ТНВД, то важно понимать насосы распределительного типа полезны, когда нужны очень компактные и лёгкие решения. Рядные топливные насосы – при поиске оптимального варианта для ДВС тяжёлой техники.

Но будущее — за Сommon Rail и насос-форсунками. При этом особенно на практике хорошо себя зарекомендовали решения с индивидуальными — PLD-секциями. Плунжерная пара и управляющий элемент у них отделены от впрыскивающего элемента – форсунки, и соединены трубкой высокого давления.

Мастера СТО, принимая на диагностику автомобили с  PDL-секций, могут гарантировать клиентам быстрое обнаружение неисправностей и ремонт  СВДТ. Это обусловлено тем, что при диагностике и дальнейшем ремонте не нужно “вклиниваться” в головку блока цилиндров. Доступ к узлу – незатруднённый, поэтому сервис – максимально  быстрый.

С рядным насосом

Конструкция с рядным насосным оборудованием появилась самой первой. Работает она по такому принципу:

• Цилиндр движется в гильзе, создаёт давление и сжимает топливо. 
• При достижении нужного давления открывается клапан. 
• Дизтопливо поступает к форсункам (количество форсунок в таких конструкциях всегда соответствует количеству плунжерных пар).
• Первые конструкции с рядным насосом были полностью механические, затем появились устройства с электромеханикой. Это облегчило регулировку цикловой подачи топлива. 

Решения сумели зарекомендовать себя как достаточно надёжные и с большим ресурсом, но есть у них и заметные недостатки:

• большой вес насосного оборудования,
• проблемы при создании больших показателей давления (особенно, если речь — о полностью механических конструкциях),
• низкое быстродействие,
• сомнительная точность дозирования топливной смеси.

Требования к качеству дизельного топлива значительно выше, нежели к бензину. Это можно связать с конструктивными особенностями СВДТ.

Качество процесса сгорания топливной смеси в цилиндре зависит от самого начала подачи дизельной смеси. Управление началом процесса осуществляется посредством регулятора начала подачи.

Непосредственно за регулировку объема топлива, подаваемого в цилиндр за один цикл, как понятно из текста выше, отвечает плунжерная пара. Расстояние между втулкой и плунжером очень маленькое (речь идёт о десятых микрона). Такие же цифры характеризуют и точность изготовления распылителей форсунок. Вот почему и требования к качеству дизтоплива очень высокие. Если в нём много примесей, топливная аппаратура быстро выходит из строя.

С  насосным оборудованием распределительного типа

Существенно улучшить ситуацию, найти оптимизированное решение, которое позволяет достигать большего давления, позволяют системы впрыска дизельного топлива распределительного типа. Да, существует зависимость давления от оборотов ДВС. Но, главное, в этом случае все под полным контролем.

Устройства с рядным насосом бывают механическими и с электрорегулировкой.

Плунжерная пара у первых ТНВД была всего одна, у более поздних моделей — с ротором — плунжерных пар несколько. Такие решения — более производительные.  При этом плунжерная пара (или несколько пар) связаны сразу с несколькими форсунками: двумя, четырьмя, шести.

Плунжер совершает сразу два типа движений — вращательное и поступательное. Таким образом, в зоне его ответственности — как подача, так и распределение топливной смеси.

В противовес устройствам с рядным насосом габариты — существенно меньше, топливная экономичность — больше, но надежными такие системы назвать нельзя.  Если случается неисправность насоса, то вся СВДТ может выйти из строя.

Ещё один значительный недостаток — чувствительность к завоздушиванию. В свое время это стало серьёзным поводом для “переключения” производителей на СВДТ другого типа (с насос-форсунками и и Сommon Rail).

Насос-форсунки

В СВДТ с насос-форсунками  форсунки и плунжеры  составляют единую конструкцию. Запуск узла осуществляется от распредвала (за счёт механической рейки + регуляторов или чаще электромагнитных клапанов — последние обеспечивают лучшую производительность и точность дозирования топливной смеси).  

Давление можно увеличивать максимально быстро и  при этом — на существенные значения. Это возможно благодаря тому, что магистрали высокого давления у СВДТ с насос-форсунками — очень короткие, а усилие от кулачков через коромысло направлено непосредственно к насос-форсунке.

Впрыск — многофазный:

• Предварительный. Обеспечивает смеси дальнейшую плавность сгорания. 
• Основной. Осуществляется при целенаправленном движении плунжера вниз, направлен на качественное смесеобразование во всех режимах работы ДВС. чем больше давление, тем больше дизеля впрыскивается в камеру ДВС.
• Дополнительный — очищающий. Плунжер продолжает двигаться вниз. Из фильтра интенсивно уходит сажа. 
• Кстати, у ряда автомобилистов часто возникает вопрос. “Сажа? Но откуда?” Ведь многие годы дизельные ДВС называли более чистыми, нежели бензиновые. Однако во внимание не бралось одно существенное «но». При сильном разгоне образуется достаточно много сажи.

Особенно эта проблема актуальна для решений с механическим управлением дозирования топливной смеси. Если же речь идёт о решениях, управляемых электроникой, всё существенно лучше, выхлопы — чище. 

А вот весомый плюс всех решений с насос-форсунками, так это то, что  производитель  может позволить более высокую мощность ДВС, нежели в случае с рядным и распределительным насосом, дизтоплива водителю требуется меньше, уровень шума существенно уменьшается.

Система впрыска дизельного двигателя Сommon Rail

Решение Сommon rail  (“общая магистраль”, аккумуляторная СВДТ позволяет организовать двойной впрыск. 

1. На первом этапе осуществляется предварительный впрыск небольшой порции топливной смеси.
2. На втором этапе проводится основной впрыск под высоким давлением. С Common Rail  нет проблем достигнуть давления 220 -300 МПа. 

Шумность работы и образование сажи в этом случае ниже, а топливная эффективность выше.

Благодаря организации электронного управления цикловой подачей в случае использования с электромагнитным клапаном можно существенно повлиять на показатель скорости, с которой топливоподающей система реагирует на изменение нагрузки и давления наддува.

Сначала в процессе задействован клапан цикловой подачи, а далее в работу вступает тактовый клапан управления моментом подачи. 

Common Rail обеспечивает возможность осуществить впрыск предварительной небольшой порции топлива, а только потом переходить к работе к основной порции дизтоплива, легко достичь ровной характеристики горения топливной смеси. Ведь в таких случаях давление получается удерживать практически стабильным.

Как и в случае с насос-форсунками работа ступенчата. Выделяется предварительный (на холостом ходу), основной (при увеличении нагрузки) и дополнительный впрыск (при нагрузке, достигающей плато).

Дизельные системы впрыска Common Rail создают идеальные условия для того, чтобы СВДТ соответствовали строгим экологическим нормам, ДВС были маломощными, производство компонентов было более дешевым, а диагностика — оперативной. Активным выпуском Common Rail заняты такие мировые гиганты, как BOSCH, DENSO, SIEMENS. СВДТ Common Rail активно устанавливается на Volvo, Volkswagen, Fiat,  Toyota, Alfa Romeo, Mazda, Ford, Nissan,Honda, Hyundai, Kia и др.

Комплексно изучить дизельные двигатели автомобилей, включая плунжерное насосное оборудование,систему непосредственного впрыска Common Rail поможет интерактивная электронная программа “Дизельные двигатели автомобилей”

Видеообзор интерактивной программы

Признаки неисправностей дизельного двигателя

При эксплуатации автомобиля в работе дизельного двигателя происходят сбои, которые можно определить по следующим признакам.

Сложности с запуском ДВС

Слишком ранний или поздний впрыск, что ведет к неправильному углу опережения подачи горючего. Некачественное распыление дизельного топлива происходит из-за изношенности деталей. Завоздушивание топливной системы вызывает нехватку дизельного топлива перед топливным насосом. В топливном насосе высокого давления износились нагнетательные клапаны. Возникли дефекты в насосе низкого давления. Регулятор работает неправильно, что сводит к минимуму объем поступающего горючего при запуске силового агрегата. Загустевание дизтоплива в зимнее время года. Возникли проблемы со свечами накаливания. Во время впрыска возникает давление, недостаточное для нормального запуска двигателя.

Падение мощности силового агрегата

Проблема могла возникнуть из-за неправильного угла опережения подачи горючего. Всережимный регулятор и топливный насос отрегулированы некорректно. В топливном насосе высокого давления износились прецизионные элементы. Износ регулятора. Получили повреждение распылители, возможен их износ. Ниже допустимых значений падает давление впрыска. Элементы системы нагнетания не подают требуемый объем горючего.

Увеличение расхода дизтоплива

Угол опережения впрыска неправильный. Получили повреждения или износились распылители. Давление впрыска падает ниже допустимых значений. Компрессия значительно снизилась. Происходит утечка горючего. Воздушный фильтр забился. Топливный насос высокого давления неправильно отрегулирован. В топливном насосе износились нагнетательные клапаны. Силовой агрегат работает некорректно.

ОГ (отработанные газы) черного цвета

Компрессия значительно снизилась. Регулировка клапанов выполнена неправильно. Форсунки не справляются с распылением дизтоплива. В камере сгорания возникают проблемы со образованием топливовоздушной смеси. Такие нарушения могут происходить из-за проблем с закрытием клапанов (неправильная регулировка) или возникновения окисленного налета.

Цвет отработанных газов изменился на белый или серый

Неправильно выставлен угол опережения впрыска. Компрессия значительно снизилась. В прокладке головки блока цилиндров возник пробой. Мотор переохладился.

Появление жесткости в работе двигателя

Появился дисбаланс между объемами горючего, поступающего в цилиндры агрегата. Часть форсунок работает некорректно. Компрессия значительно снизилась. Выставлен слишком ранний впрыск дизельного топлива.

Мотор перегревается

Форсунки неправильно распыляют дизельное топливо. Некорректно выставлен угол опережения впрыска.

Двигатель не развивает максимальную мощность

Засорился воздушный фильтр. Завоздушивание ТС. Проблемы с работой топливного насоса высокого давления. Некорректно выставлен угол опережения впрыска горючего. Проблемы с форсунками. Возможная причина ― неисправность крепления деталей. Нарушена герметичность топливопроводов. Проблемы с регулировкой тяги акселератора.

Уровень шума силового агрегата вырос

Завоздушивание топливной системы. Плохая работа распылителей.

Силовой агрегат на холостом ходу работает неравномерно

Некорректно выставлен угол опережения впрыска горючего. Проблемы с ходом педали газа. Ослабление топливопровода между ТНВД и топливным фильтром. Проблемы с подачей горючего. Некорректно работают форсунки и распылители.

Колебания частоты оборотов коленчатого вала

Разрегулированность и изношенность системы впрыска. Износился регулятор оборотов. Завоздушивание ТС. Избыточное давление газов в картере.

Непредвиденная остановка силового агрегата

Топливный фильтр забился, подача горючего в топливный насос высокого давления осуществляется в недостаточном объеме. Поврежден ТНВД, что вызвало прекращение поступления горючего. Топливный насос низкого давления получил повреждение. Поврежден трубопровод впрыска. Нарушено соединение насоса с приводом. Поршень-разделитель износился, возможен перекос детали. Возможен износ ротора или поршней в топливном насосе высокого давления.

Выходят из строя свечи накаливания

Такую неисправность могут вызвать дефектные форсунки.

Заглушить силовой агрегат невозможно

Вышел из строя соленоидный клапан.

В картере растет уровень масла

Проблема может возникнуть из-за протечки моторного масла. Некорректно работают форсунки («льют»).

Торможение двигателем затруднено

Некорректно выставлены холостые обороты. Загрязнение сливных топливопроводов.

Дизельный двигатель неисправен? Проблемы и решения – Turbo Diesel UK

Симптомы неисправного дизельного двигателя

Большинство потенциальных проблем в современном дизельном двигателе с системой Common Rail можно объяснить падением давления топлива или компрессии двигателя, недостаточной подачей топлива или загрязнение топлива.

Основными виновниками, вероятно, являются топливные форсунки, насос высокого давления, топливный фильтр, датчик или регулятор давления топлива, свечи накаливания или датчик коленчатого вала.

1. Низкое давление топлива

Большинство признаков проблем в современной дизельной системе Common Rail связаны с низким давлением топлива в рампе.

Эти симптомы включают в себя: двигатель с трудом заводится или вообще не запускается, неровная или неровная работа на низких оборотах, недостаток мощности и черный или белый выхлопной дым.

Низкое давление топлива обычно возникает из-за износа внутренних деталей и уплотнений в форсунках и/или в рампе высокого давления недостаточно топлива из-за проблем с топливным насосом высокого давления. Сопутствующими проблемами могут быть неисправный датчик давления топлива и/или неисправный клапан управления подачей топлива.

2. Низкая компрессия двигателя

Если ваш автомобиль с дизельным двигателем заводится с трудом или вообще не запускается или из него идет белый дым, проблема может заключаться в низкой компрессии двигателя.

Низкая компрессия в двигателе обычно может быть вызвана пробитыми прокладками головки цилиндров или заеданием клапанов (особенно если компрессия улучшается после первых нескольких ходов поршня). Проблемы с поршневыми кольцами также могут способствовать низкой компрессии.

3. Недостаточная подача топлива

Если двигатель запускается с трудом или вообще не запускается, работает неровно или неровно на низких оборотах, не хватает мощности и выхлопных газов белого цвета, возможно, проблема в подаче топлива.

Проблемы с подачей топлива обычно возникают из-за протечки или засорения труб подачи топлива между топливной рампой и форсунками.

4. Загрязнение топлива

Загрязнение топлива происходит из-за попадания воды или инородных тел в топливную систему.

Это загрязненное топливо часто может повредить внутренние детали топливного насоса высокого давления и форсунок, что приведет к ряду проблем, описанных выше.

Дизельный двигатель неисправен? Какие части могут быть причиной проблемы?

Если ваш двигатель плохо заводится или вообще не заводится, работает неровно или неровно на низких оборотах, ему не хватает мощности и выхлопные газы выпускаются черными или белыми дымами, основными виновниками, скорее всего, являются топливные форсунки, насос высокого давления, топливный фильтр, датчик давления топлива или регулятор.

1. Неисправные топливные форсунки

Неисправные топливные форсунки являются основной причиной низкого давления топлива. Внутренние детали форсунки выходят из строя, что обычно проявляется в изношенных уплотнениях или регулирующих/пилотных клапанах, а также в заблокированных или залипающих форсунках/наконечниках форсунок.

Это приводит к обратным утечкам, прорывам газов и проблемам с синхронизацией впрыска топлива.

Обратная утечка происходит, когда из-за упомянутых выше неисправностей топливо не впрыскивается в цилиндр, а направляется по пути наименьшего сопротивления обратно в топливный бак через обратный канал в верхней части форсунки.

Прорыв газов происходит при износе посадочных уплотнений между форсункой и головкой блока цилиндров. Это приводит к выходу газов из цилиндра и падению давления в нем. Если проблема не устранена, это может привести к так называемой промывке дизельного топлива, при которой вытекающее дизельное топливо удаляет масло, смазывающее головку поршня.

Износ внутренних деталей также может привести к тому, что форсунки будут подавать топливо с неправильными интервалами, что является еще одной причиной неравномерной работы и детонации дизельного двигателя.

2. Неисправный топливный насос высокого давления

Неисправный топливный насос высокого давления может быть причиной низкого давления топлива, часто из-за загрязнения топлива.

Загрязненное топливо попадает в топливный насос и повреждает его внутренние детали, что приводит к снижению давления топлива. Если насос выходит из строя полностью и сломанные детали попадают в топливную систему, это также может привести к выходу из строя форсунки и ряду других проблем.

3. Неисправен топливный фильтр

Топливный фильтр является одним из наиболее важных компонентов современного дизельного двигателя. Дешевый, некачественный или забитый топливный фильтр может позволить загрязненному топливу попасть в насос или форсунки, что приведет к проблемам, упомянутым выше.

4. Неисправность датчика или регулятора давления топлива

Проблемы с датчиком давления топлива или регулятором давления топлива в дизельной системе Common Rail могут привести к остановке двигателя при высоких оборотах, неровной работе на холостом ходу и затрудненному запуску.

Поэтапная продувка системы подачи топлива дизельного двигателя — видео по запросу | Герметики/клеи/смазки Товар

Магазин > Продукты для двигателей
> Герметики/клеи/смазки

Как использовать лучшее лекарство для больных дизелей, чтобы выполнить надлежащую продувку дизеля

Повсюду изобилуют плохо работающие дизели. Симптомы включают плохое ускорение, отсутствие мощности и избыточный дым выхлопных газов. Иногда это может быть признаком реальных проблем. В других случаях это может означать, что ваша система впрыска топлива просто нуждается в хорошей очистке. И НИЧТО не очищает лучше, чем Diesel Purge.

Поэтапная продувка системы подачи топлива дизельного двигателя — видео по запросу

8,99 $

Артикул:

ВМ-ДПИН

Количество

Получите бесплатно! Доступен в качестве бесплатного дополнения. Просмотрите сведения о продукте, чтобы узнать о вариантах пакетов.

Видео по запросу

Подробная информация о продукте

Предварительный просмотр видео:

Варианты комплектации. Этот товар предоставляется бесплатно при покупке со следующими продуктами:

• Комплект для очистки дизельной системы впрыска с инструкциями
• 6 УПАКОВОК Liqui Moly Diesel Purge Injector Cleaner
• Комплект для внутренней очистки дизельного двигателя старых моделей

Diesel Purge не является присадкой к топливному баку. Он должен проходить непосредственно через ТНВД и топливные форсунки, чтобы сделать свое дело. Это означает, что он должен быть подключен к бутылке какого-либо типа, которая может «перекачивать» топливо непосредственно в ваш дизельный двигатель. Если ваш двигатель не изношен или не имеет серьезной механической проблемы, дизельная продувка может творить чудеса с больными двигателями. Позвольте Кенту показать вам пошаговую процедуру использования этого удивительного продукта. Теория подробно обсуждается вместе с несколькими советами, которыми он делится, чтобы облегчить вам работу. Он даже обсудит, что вам следует делать, если чистка не решит проблему. Это то, что вы можете и должны сделать сами.

Может использоваться во всех старых дизельных двигателях с механическими ТНВД и топливными форсунками, включая все дизельные двигатели Mercedes с 1950 по 1999 год. 300SDL, 350SD, 350SDL и E300D. Он также работает на любом дизельном автомобиле, в котором используются механические топливные форсунки, произведенные с 1970-х до конца 1990-х годов.

В этом видео Кент использует 300D Turbo 1983 года, чтобы продемонстрировать процедуру, и вы своими глазами увидите и услышите разницу в работе двигателя.

Общее время воспроизведения: 24:22

Как просмотреть это видео по запросу:

После того, как вы совершите покупку этого видео, вы сможете просмотреть его сразу после входа в систему и в личном кабинете. страницу учетной записи (нажмите «Моя учетная запись»).