Топливная аппаратура дизельного двигателя

28.07.2023
Топливная аппаратура дизельного двигателя

Дизельные двигатели отличаются высокой производительностью, экономичностью, способны на протяжении многих часов работать непрерывно. Если в прежние времена они использовались преимущественно в спецтехнике и грузовом автотранспорте, то сегодня такие силовые агрегаты есть в модельных рядах всех производителей легковых автомобилей.

Топливная аппаратура дизельного двигателя отличается более сложным устройством в сравнении с бензиновыми аналогами. Причина кроется в способах воспламенения горючего. Смесь бензина с воздухом воспламеняется от искры, которая генерируется свечой зажигания. А солярка самовоспламеняется в условиях высокого давления и температуры, что определяет особенности топливной системы.

Специфика дизельного топлива

В состав дизельного топлива или солярки входит большее количество компонентов в отличие от бензина. Это разные виды парафинов, нафтенов, ароматических соединений. Солярка более «жирная», у нее низкая испаряемость, поэтому воспламеняется она не так хорошо, как бензин. Некоторые ее особенности:

  • При критически низких температурах (до -50 градусов) она загустевает, поэтому зимой используется специальное зимнее дизельное топливо с присадками.
  • Для воспламенения необходима не искра, а высокое давление и температура. На холодном двигателе ее создают свечи накаливания
  • У солярки более высокий КПД – меньшее количество энергии уходит на выделение тепла (ниже температура горения).

Конструктивные особенности дизельных двигателей

Если температура горения солярки ниже, то давление в цилиндрах намного выше. Для сравнения – в бензиновом двигателе этот показатель находится в пределах 12 атмосфер, в то время как в дизельном может достигать 45 атмосфер. Это во многом определяет в первую очередь конструкцию самого силового агрегата (материалов, толщины стенок, уплотнений и т.п.), а также системы подачи топлива. Впрыск будет эффективным только при условии, что в форсунке давление будет выше, чем в цилиндре. Поэтому одним из важнейших элементов системы является топливный насос высокого давления (ТНВД).

Также одна из особенностей – это более высокий уровень вибраций, что заставило инженеров разрабатывать эффективные решения по их снижению. Сегодня это и различные виды демпферов, и управляющая электроника.

Виды топливных систем дизельных двигателей

Производители автомобилей и спецтехники используют следующие виды систем подачи горючего:

  • Рядный ТНВД – сегодня считается устаревшим, но в силу своей простоты и недорогого обслуживания этот вариант остается актуальным;
  • Насос-форсунки – в этих системах в каждой форсунке работает собственный насос высокого давления;
  • Common Rail – одна из наиболее распространенных систем с одним топливным насосом и накопителем с распределительной рампой.

Рассмотрим особенности устройства и эксплуатации, плюсы и минусы каждого варианта.

Рядный ТНВД

Это один из самых простых, а потому и надежных видов систем. В нем используются плунжерные пары, устанавливаемые на головке блока цилиндров в ряд. Каждая пара – это отдельный насос с автоматической механической системой подачи топлива в форсунку. Работу поршня обеспечивает кулачковый вал газораспределительного механизма, который одновременно управляет клапанами и плунжерами.

Главные плюсы таких систем – их невысокая цена, небольшие расходы на обслуживание и ремонт. Минусы – это более высокий расход топлива и меньший ресурс в сравнении с более современными решениями. Также при выходе из строя одного плунжера двигатель глохнет, так как топливо в них подается последовательно как в единую рампу.

Насос-форсунки

Это усовершенствованный вариант рядной системы, где каждая форсунка оснащена своим отдельным насосом высокого давления с отдельной магистралью подачи топлива. Главное преимущество такой системы состоит в том, что при выходе из строя одной насос-форсунки двигатель не заглохнет, а продолжит работать. Это позволит увести транспорт с проезжей части или даже добраться до ближайшего автосервиса. Однако стоимость таких систем довольно высока, как и цена обслуживания, ремонта. Также они требовательны к качеству солярки. Тем не менее, насос-форсунки часто встречаются в первую очередь в грузовых тягачах.

Common Rail

Такие системы еще называют «аккумуляторными». Их главное отличие состоит в том, что весь двигатель обслуживает один отдельный топливный насос высокого давления – магистральный. За ним стоит накопительная (аккумулирующая) рампа, давление в которой может достигать 1800 атмосфер. За подачу топлива в цилиндры отвечают «неубиваемые» и легко заменяемые электромагнитные клапаны. Также в форсунке установлены сменные распылители. Плюсы системы:

  • Высокий КПД, экономичный расход топлива при высокой мощности;
  • Сниженный уровень вибраций и шума, более полное сгорание солярки;
  • Большой ресурс и сравнительно недорогое обслуживание.

Единственный минус – при выходе из строя ТНВД двигатель перестает работать.

Составные компоненты топливных систем дизельных двигателей

Топливная система состоит из следующих компонентов:

Из чего состоит топливная система дизельного двигателя

  • Топливный бак и магистрали – используются для хранения запаса солярки и ее подачи к рабочим узлам;
  • Насос подкачки топлива низкого давления (ТННД) – подводит топливо из бака к ТНВД;
  • Топливные фильтры – очищают горючее от механических примесей, которые могут загрязнить форсунки;
  • Топливный насос высокого давления (ТНВД) – нагнетает необходимое давление для эффективного впрыска;
  • Форсунки – дозируют объем горючего и направляют его в камеру сгорания каждого отдельного цилиндра;
  • Свечи накаливания – прогревают камеру сгорания при холодном пуске, иначе солярка не воспламенится;
  • Управляющая электроника – обеспечивает согласованную работу всех отдельных компонентов системы.

Компоновка может несколько различаться в зависимости от типа и конфигурации системы.

Топливный бак и магистрали

В зависимости от типа транспортного средства бак может располагаться под днищем (под задним сиденьем легковых автомобилей) или на несущей раме сбоку (у грузовиков). Он изготавливается из высокопрочной листовой стали, заливная горловина запирается герметичной крышкой с аварийным клапаном сброса давления и ключом для ограничения несанкционированного доступа.

Магистрали представляют собой медные коррозиестойкие трубки – их может быть несколько (подача, обратка от ТНВД, форсунок, питание автономного отопителя). Они усилены за счет толщины стенок, так как должны выдерживать высокое давление. Особое внимание уделяется герметичности соединений.

Насос подкачки топлива низкого давления (ТННД)

ТННД может быть шестеренчатым, плунжерным (поршневым) или пластинчатым (коловратным). Главная задача этого узла – доставка горючего из бака к ТНВД через фильтры очистки. В данном случае нагнетание высокого давления не требуется, поэтому топливный насос низкого давления не работает на износ и редко выходит из строя. В большинстве случаев используется независимый от двигателя электрический привод, что обеспечивает равномерность подачи и возможность подкачки перед холодным пуском.

Топливные фильтры

Их главная задача – очистка горючего от механических примесей и воды, которая может попадать в баки или образовываться в них в виде конденсата. Обычно используются сетчатые, ленточно-щелевые или пластинчато-щелевые фильтры грубой и тонкой очистки. Они способны задерживать частицы с диаметров от 2 микрон. В качестве дополнительного элемента может использоваться отстойник для воды, из которого ее необходимо периодически сливать, откручивая специальную заглушку.

Грубые фильтры необходимо регулярно промывать, а тонкие – заменять при засорении. В противном случае нарушается прокачка топлива. В зимнее время солярка загустевает и забивает именно фильтрующие элементы. Проблема решается при повышении температуры окружающей среды, а также посредством использования присадок или специального горючего.

Топливный насос высокого давления (ТНВД)

Это один из наиболее ответственных узлов системы. В зависимости от ее типа он может быть один (магистральный) или их может быть несколько (насос-форсунки). Независимо от этого его главная задача – нагнетание солярки под высоким давлением для подачи в форсунки, а через них – в камеры сгорания.

ТНВД испытывает большие нагрузки, поэтому можно сказать, что он работает на износ. Дизельные двигатели не любят высоких оборотов. Если эксплуатировать автомобиль или технику в нормальных режимах без перегрузок и форсирования, то насос будет служить максимально долго без обслуживания и ремонта. Однако работа на высоких оборотах и в условиях перегрева приводит к скорому выходу узла из строя.

Форсунки

Они обеспечивают своевременный дозированный впрыск горючего в цилиндры, когда поршни находятся в верхних точках. Форсунка представляет собой корпус, внутри которого находится электромагнитный нагнетательный клапан, а также распылитель – наконечник, который обеспечивает подачу солярки в виде мелкодисперсного пара. При попадании в среду высокой температуры и давления этот пар самовоспламеняется мгновенно.

Форсунка может обслуживаться – клапана и распылители легко менять. В редких случаях механически повреждается сам корпус – тогда ее приходится заменять целиком. В случае с использованием аккумулирующей рампы горючее подается на все форсунки с равным давлением, а за дозирование впрыска в каждом цилиндре отвечает электроника.

Свечи накаливания

Они необходимы только для холодного запуска двигателя. Для самовоспламенения солярки необходимо сформировать подходящие условия – высокое давление и температуру. При включении зажигания срабатывает система прогрева – свечи быстро накаляются и прогревают воздух в цилиндрах. Поэтому двигатель быстро запускается даже при отрицательных температурах окружающей среды.

Спустя 20-40 секунд работы свечи накала автоматически отключаются, так как температура в цилиндрах выходит на необходимый уровень и стабилизируется. С этого момента затрачивать энергию на нагрев нет необходимости. В некоторых случаях свечи накала не меняются на протяжении всего срока эксплуатации, особенно в южных регионах.

Управляющая электроника

Ее тип и уровень сложности зависят от того, какая топливная система установлена в автомобиле. Современные транспортные средства и спецтехника подгоняются под экологические стандарты. В них используется комплекс датчиков и электроники. Главный компьютер собирает данные с лямбда-зондов, датчиков давления, температуры, оборотов. Он за доли секунд обрабатывает информацию и регулирует работу всех систем, включая подачу горючего.

Обслуживание таких автомобилей дороже, но они намного экономичней, комфортней и надежней. У них больше ресурс, а при своевременном обслуживании можно вовсе избежать необходимости в проведении дорогого ремонта. Однако такое все же случается, и в этом случае рекомендуется использовать запчасти высокого качества.

Запчасти для топливных систем дизельных двигателей

Производитель запчастей для дизельных двигателей RODVIG изготавливает их на заказ в соответствии с действующими техническими регламентами. В компании можно купить основные расходные компоненты топливных систем:

  • Нагнетательные клапаны;
  • Плунжерные пары;
  • Распылители топлива;
  • Форсунки в сборе.

С полным ассортиментом можно ознакомиться на страницах каталога на сайте. Также компания оказывает услуги профессионального обслуживания и ремонта промышленных дизельных двигателей и турбокомпрессоров. Главное преимущество – это гарантии качества на весь ассортимент запчастей и на все виды работ. Получить дополнительную информацию и согласовать детали заказа можно по указанным на страницах сайта телефонным номерам.

Другие статьи
31.01.2024
Производитель Caterpillar
В статье расскажем о компании Caterpillar и ее продукции, которая широко востребована в разнообразных отраслях промышленности.
15.01.2024
Лопатки турбины
Турбинная лопатка – один из наиболее важных и ответственных элементов турбин. Рассказываем подробнее, что она собой представляет и где применяется.
25.12.2023
Двигатели Cummins – модельный ряд, технические характеристики
Поговорим об особенностях двигателя Cummins, а также о том, где и как его применяют.
11.12.2023
Двигатели CAT (Caterpillar) – модельный ряд, характеристики, описание
Рассмотрим основные характеристики двигателей CAT, разберемся, какими они бывают и где их используют.
24.02.2022
Виды путевых машин
Основные виды путевых машин, их классификация и специфика обслуживания.
24.02.2022
Дизельный двигатель Д50 – общий обзор
Дизельный двигатель Д50 применяется в оснащении водного и железнодорожного транспорта.
Оформить заказ
0
Оформить заказ
0