Особенности топливной системы дизелей с насос-форсунками - AUDI-TOGLIATTI.RU

Особенности топливной системы дизелей с насос-форсунками

Устройство и принцип работы топливной системы с насос-форсунками

Насос-форсунки предназначены преимущественно для использования в системах впрыска дизельных двигателях. Они представляют собой одновременно и насос, и распылитель топлива. Их применение позволяет добиться снижения расхода, повышения мощности автомобиля, уменьшения количества вредных выбросов в отработавших газах и снижения уровня шума двигателя. О том, как работают насос-форсунки, вы узнаете из статьи.

  1. Устройство насос-форсунок
  2. Принцип работы насос-форсунки
  3. Достоинства и недостатки систем с насос-форсунками

Устройство насос-форсунок

Насос форсунки дизельных двигателей устанавливаются индивидуально для каждого цилиндра. Они крепятся в головке блока цилиндров, при этом очень важно выполнить правильный монтаж.

Насос-форсунка в разрезе

Привод насос-форсунки осуществляется от распредвала двигателя. Состоит насос форсунка из следующих элементов:

  • Винт с шаровой головкой.
  • Плунжер, оснащенный пружиной – создаёт рабочее давление внутри форсунки. Он приводится в движение кулачковым механизмом распредвала и возвращается в исходную позицию под воздействием пружины.
  • Приводной кулачок.
  • Коромысло.
  • Уплотнители – обеспечивают герметичность форсунки.
  • Камера высокого давления.
  • Игла – выполняет впрыск топлива.
  • Клапан – может быть электромагнитным и пьезоэлектрическим. С его помощью осуществляется управление процессом впрыска. Пьезоэлектрический клапан является более современным.
  • Магистраль впуска – подает топливо в форсунку.
  • Сливная магистраль.
  • Обратный клапан и запорный поршень – поддерживают давление топлива на заданном уровне.

Пьезоэлектрический клапан срабатывает намного быстрее электромагнитного, при этом его работа контролируется лишь изменением подаваемого на него напряжения. Конструктивно он состоит из пьезопривода, расположенного в корпусе, оснащенном штекерным разъемом, а также рычажного мультипликатора и иглы распылителя.

Принцип работы насос-форсунки

Формирование и распределение топливовоздушной смеси в системе насос-форсунки происходит в три этапа:

  1. Предварительный впрыск – осуществляется для обеспечения плавного сгорания топливовоздушной смеси на основном этапе работы двигателя.
  2. Основной впрыск – выполняет образование топливовоздушной смеси в оптимальном для текущего режима соотношении.
  3. Дополнительный впрыск – предназначен для очистки системы от остатков сажи в фильтре (регенерации).

Насос форсунка и ее положение в головке блока цилиндров

Сам процесс работы насос-форсунок заключается в следующем:

Кулачковый механизм, расположенный на распредвале, воздействует на плунжер, перемещая его в нижнюю позицию. Это обеспечивает перетекание горючего по каналам топливной форсунки. Когда клапан закрывается, топливо перестает поступать в камеру и давление начинает повышаться до уровня 13 МПа. При достижении критического показателя игла форсунки преодолевает давление пружины и начинает перемещаться в верхнее положение, что и обеспечивает впрыск топлива.

В отличие от других систем двигатели с насос-форсунками не имеют общего ТНВД (топливного насоса высокого давления). Каждый инжектор сам по себе представляет небольшой ТНВД.

Далее, работа форсунки зависит от вида впрыска. При предварительном впрыске топливо поступает в магистраль впуска, и давление падает. В некоторых случаях этот режим может повториться. Во время основного впрыска топлива плунжер продолжает движение вниз, и клапан закрывается. Давление топлива повышается до 30 МПа и лишь по достижению этого уровня игла начинает подниматься, выполняя впрыск и образуя топливовоздушную смесь.

Регулировка количества топлива происходит в зависимости от уровня давления, максимум которого составляет 220 МПа. Завершение основного впрыска происходит открытием клапана, в результате чего уровень сжатия падает, и игла распылителя опускается в исходное положение. Дальнейшее движение плунжера вниз провоцирует дополнительный впрыск топлива (как правило, их два). При этом работа форсунки аналогична основному этапу.

Достоинства и недостатки систем с насос-форсунками

Положительными сторонами применения насос-форсунок являются следующие качества:

  • Возможность впрыска топлива под высоким давлением. Это обеспечивает эффективный распыл горючего, а следовательно, и его полное сгорание. Таким образом, дизельные двигатели, оснащенные насос-форсунками, получаются довольно мощными и отличаются экономным расходом топлива.
  • Системы впрыска с насос-форсунками работают с меньшим уровнем шума.
  • Высокая устойчивость к остановке двигателя в случае наличия поломок форсунок.
  • Более эффективный распыл обеспечивает низкий уровень сажи в выхлопах, а потому такие системы можно назвать более экологичными.
  • Отсутствие чувствительности к температуре окружающей среды и погодным условиям эксплуатации двигателя.

В числе недостатков можно отметить:

  • Сложное устройство форсунки и следовательно ее высокую стоимость. Также они практически не подлежат ремонту и в случае неисправности требуют полной замены.
  • Так же, как и для системы Common Rail, для корректной работы насос-форсунок требуется применение качественного топлива с минимальным количеством примесей и присадок.

Частой неисправностью форсунок является их загрязнение. Определить последнее можно по следующим симптомам:

  • Резкое повышение расхода топлива.
  • Существенное падение мощности двигателя автомобиля.
  • Ощутимые сложности при запуске мотора.

Несмотря на то что системы с насос-форсунками постепенно вытесняются двигателями Common Rail, они имеют несомненные преимущества, которые и обеспечивают их сферу применения в современном автомобилестроении.

Особенности топливной системы дизелей с насос-форсунками

Насос-форсунка применяется на грузовых и легковых дизельных двигателях как альтернатива системам с отдельным топливным насосом высокого давления (ТНВД), предоставляющая целый ряд преимуществ. Она позволяет избавиться от общего для всех цилиндров ТНВД, распределяя его функции по индивидуальным плунжерным парам, размещённым непосредственно в составе форсунок. В последнее время постепенно уступает своё место более перспективным системам магистрального впрыска типа Common Rail.

Технология, проверенная временем

Идея насос-форсунки заключается в том, чтобы физически объединить насос высокого давления (ТНВД) и форсунку в единый узел, впрыскивающий топливо непосредственно в цилиндр мотора.

В отличии от Common Rail, где ТНВД один на весь силовой агрегат, в нашем сегодняшнем варианте насосов, по сути, столько, сколько и самих форсунок.

О том, какие преимущества имеет подобная схема и имеет ли вообще, мы поговорим позже, а пока окунёмся на несколько мгновений в историю.

Считается, что массовое внедрение впрыска насос-форсунками началось в конце 90-х годов прошлого столетия, а пошли по такому пути инженеры концерна Volkswagen.

На самом деле, так и есть, но, правда, если рассматривать только сегмент легковых авто. Другое дело грузовая техника. Оказывается, ещё в 30-х годах в США была разработана технология, аналогичная современным насос-форсункам.

Интересовались ею и в СССР, причём настолько плотно, что закупили у американцев оборудование для производства моторов с такой системой и выпускали их на заводе ЯАЗ, периодически модернизируя, вплоть до 1992 года.

Что же представляет собой эта технология?

Порядок работы устройства

Начинается рабочий цикл с заполнения топливом подплунжерного пространства. Возвратная пружина отводит поршень вверх, полость под ним заполняется топливом от внешнего насоса через канал головки и боковую перфорацию корпуса форсунки. Питание на клапан не поступает, давление выравнивается.

Рабочий ход начинается, когда кулачок через коромысло начинает давить на плунжер, сжимая пружину, и перемещать его вниз. Но до тех пор, пока клапан открыт, ничего не происходит, зоны низкого и высокого давления сообщаются, топливо просто вытесняется в сторону слива. Там при помощи общего редукционного клапана постоянно поддерживается небольшое давление, выравнивающее работу аппаратуры и снижающее пульсации.

Впрыск начнётся, когда на обмотку или кристалл управляющего клапана поступит питающее напряжение от электронного блока управления. Этот момент подбирается таким образом, чтобы и синхронизировать начало впрыска, и дозировать количество топлива за цикловую подачу. Чем позже произойдёт закрытие, тем меньше топлива в конечном счёте уйдёт в цилиндр. Иногда даже импульс вообще не подаётся, например, на некоторых двигателях так на режимах малых нагрузок достигается экономия топлива. Блок управления может отслеживать точный момент начала закрытия клапана по изменению тока его потребления.

Первая фаза впрыска состоит в подаче небольшой пилотной порции топлива. Для этого используется разгрузочный поршень в системе привода иглы основного клапана. Когда он срабатывает, давление передаётся в разгрузочную полость и игла снова закрывается, успев подать небольшое фиксированное количество топлива.

Плунжер продолжает двигаться вниз, клапан закрыт и давление нарастает. Открытие иглы происходит по достижении в полости очень большого давления, порядка 2000 атмосфер. Топливо впрыскивается и распыляется с высокой эффективностью. Второй этап дозирования состоит в установке контроллером времени открытия управляющего клапана. После чего давление выравнивается, игла закрывается и подача прекращается.

Читайте также  Отключение сигнализации «Призрак»

Иногда используется дополнительный впрыск, например, для регенерации сажевого фильтра. Происходит он аналогично основному, хотя и при меньшем давлении, что не принципиально.

ТНВД и форсунка в одном флаконе: надёжный симбиоз

Переключаемся на современность. На данный момент под капотами автомобилей можно встретить несколько вариантов исполнения этой системы впрыска:

Начнём с первой разновидности. Располагаются насос-форсунки недалеко от распределительного вала и это неслучайно.

Дело в том, что ТНВД, входящий в состав устройства, приводится в действие кулачками распредвала, которые при помощи рычага воздействуют на плунжер насоса форсунки.

Он, в свою очередь, нагнетает давление, двигаясь вверх и вниз под действием кулачков и возвратной пружины.

И при определённом уровне напора солярки игла распылителя форсунки приподнимается, и порция горючего под высоким давлением впрыскивается в цилиндр. Довольно простая система, не правда ли?

Но более совершенными и чаще всего используемыми в современных автомобилях, являются электронные насос-форсунки.

Как и в механическом варианте, давление внутри этой форсунки нагнетается плунжером, связанным с распредвалом, а впрыск осуществляется движущейся иглой распылителя.

Главной «фишкой» электронной схемы стал появившийся в ней клапан управления, который может быть или электромагнитным, или пьезоэлектрическим.

Встроенный в каждую насос-форсунку, он под чутким контролем блока управления двигателем регулирует подачу дизтоплива, благодаря чему появилась возможность гибко, в зависимости от нагрузки на мотор регулировать впрыск в цилиндр.

Как известно, наиболее эффективно топливо сгорает и расходуется при поэтапном впрыске, поэтому инженерами была разработана схема, при которой инжекция солярки разбита на три фазы – предварительную, основную и дополнительную.

Реализовать такой сценарий без клапана управления вряд ли бы удалось, что и стало причиной забвения механических насос-форсунок.

Устройство и принцип работы насос – форсунки

Форсунка представляет собой металлическую трубку со специальные сечением, предназначенным для распыления топливной смеси. Впервые и по сей день, такое устройство применяется на дизельных двигателях, где важны такие важные параметры, как экономичность мотора, низкий уровень его шума и малая токсичность выхлопных газов.

Насос форсунка устанавливается над каждым цилиндром и имеет одинаковое строение. В ее состав обычно входят: запорный поршень, специальный плунжер, игла распылительного устройство, обратный и управляющий клапана и пружина распылительного устройства.

Плунжер представляет собой деталь, которая создает определенное давление внутри форсунки. Накачка происходит во время поступательного движения плунжера. Для этого на распределительном валу имеются специальные кулачки, которые в определенные моменты времени воздействуют на плунжер и приводят его в действие.

Управляющий клапан открывается наравне с движением плунжера и пропускает топливо в камеру сгорания. Конструкция клапана подбирается таким образом, чтобы дизельное топливо в обязательном порядке подалось в распыленном виде. Так оно сгорает эффективнее и экономнее. По принципу действия управляющие клапаны можно разделить на электромагнитные и пьезоэлектрические. Пьезоэлектрические клапана являются самыми эффективными, так как работают быстро и не допускают образование излишков топлива, а также его голодание в определенных участках системы впрыска. Основным элементом любого управляющего клапана является его игла, которая, как раз и отвечает за быстродействие системы.

Пружина распылителя устанавливается для обеспечения плотной посадки иглы. Усилие пружины, обычно, дополняется давлением топлива, созданным в топливном насосе высокого давления. Для этого, на противоположной стороне пружины устанавливается специальный запорный поршень, который и давит на нее под действием топлива.

Управление любой насос — форсункой обеспечивается при помощи электронного блока управления двигателем. ЭБУ получает различные показания со всех датчиков, анализирует их и на основе полученных данных открывает или закрывает форсунки в определенные моменты времени.

Принцип работы:

  • Предварительный впрыск. В этот момент специальный кулачок ГРМ воздействует на плунжер, заставляя его двигаться вниз. Смесь топлива с воздухом переходит в каналы форсунки и обратный клапан закрывается. Плунжер создает давление, составляющее 13 мПа, и в этот момент срабатывает управляющий клапан форсунки, который пропуска смесь под давлением в камеру сгорания. В последний момент открывается входной клапан, и новая порция топлива попадает в каналы форсунки. В это же время, внутри элемента снижается топливное давление.
  • Основной впрыск. На этом этапе плунжер снова опускается вниз, управляющий клапан закрывается, но в форсунке создается давление уже в 30 мПа. На этот раз топливо подается под большим давлением, что обеспечивает его эффективное сжатие и сгорания в рабочей камере. Каждый последующий процесс сжатия сопровождается увеличением давления внутри форсунки. Максимальное значение составляет 220 мПа. Окончание данного этапа происходит точно так же, как и при предварительном впрыске топлива.
  • Дополнительный впрыск. Он заключается в очистке всех элементов форсунки от следов сажи и копоти. Дополнительный впрыск осуществляется сразу же после основного. Все действия по впрыску осуществляются так же, как и при основном этапе. По-другому такое явление называют еще двойным впрыском топлива.

Двигатели с насос-форсункой их особенности и проблемы на примере VAG 1,9 TDI (AWX)

Одним из главных направлений деятельности автоконцерна VAG является разработка и реализация новейших видов силовых агрегатов. В начале столетия заводские конструкторы завода приступили к проектированию современных насос-форсунок. Этими разновидностями оборудовали легковые машины практически целое десятилетие.

Началом установки данных моторов стал 1998 год. Силовая установка с литражом 1,9 л и производительностью 115 л. с. маркировался индексом из букв «T»,»D»,»I» и обозначался код товаров «A» «J» «M». Двигатель с насос-форсункой использовался при производстве машин Volkswagen модели Bora. Спустя десятилетие, в 2008 году, выпуск данных агрегатов был приостановлен. Для грузовых транспортных средств оснащение турбодизельными версиями с насос-форсункой все также актуально.

О параметрах эксплуатации двигателей VAG с насос-форсунками можно получить представление на базе этого силового агрегата «A» «W» «X».

О болячках моторов VAG с насос-форсунками мы поговорим на примере двигателя 1.9 TDI (AWX). Мы сняли видео об этом двигателе.

Особенности двигателей 1,9 TDI (AWX)

Двигатели 1,9 TDI (AWX) является первым представителей этой серии. За период использования силовых установок было обнаружено существенное количество недостатков и технических особенностей. Промежуток времени 2000-08 годов ознаменован тем, что данные моторы применялись для производства немецких автомобилей, к примеру, для концерна Audi серии A 4 и 6, марки Volkswagen и прочие.

Мотор 1,9 TDI характеризовался производительностью 130 л. с. Также помимо версии AWX, выпускалась модификация AVF. Различия двигателей состоят в крутящем моменте. Базовая модель имеет значение в 285 Нм, второй вариант установки – 310 Нм. Согласно этим параметрам первый тип двигателя обладает более оптимальной тягой на малых оборотах, второй намного эффективнее на средних оборотах.

Схожие габариты и конструктивные особенности, при этом сочетаются с различными версиями прошивки, в частности отличия состоят в настройке углов впрыска топливной смеси. Крутящий момент у AWX существенно сокращен, что его компенсирует более плавная и бесшумная работа. По прочим характеристикам двигатели почти идентичны. Автомобильный производитель VAG спроектировал и применил при техническом оснащении на серийные версии машин оба варианта силовых агрегатов.

Система впрыска насос-форсунка

Что лучше common rail или насос форсунка? Попробуем дать ответ на вопрос по системам впрыска и поговорим о системах питания дизельных двигателей.

Попытаемся подробно разобраться в особенностях работы системы насос-форсунка, изучим её конструкцию и сравним с Common Rail.

Технология, проверенная временем

Идея насос-форсунки заключается в том, чтобы физически объединить насос высокого давления (ТНВД) и форсунку в единый узел, впрыскивающий топливо непосредственно в цилиндр мотора.

В отличии от Common Rail, где ТНВД один на весь силовой агрегат, в нашем сегодняшнем варианте насосов, по сути, столько, сколько и самих форсунок.

О том, какие преимущества имеет подобная схема и имеет ли вообще, мы поговорим позже, а пока окунёмся на несколько мгновений в историю.

Считается, что массовое внедрение впрыска насос-форсунками началось в конце 90-х годов прошлого столетия, а пошли по такому пути инженеры концерна Volkswagen.

На самом деле, так и есть, но, правда, если рассматривать только сегмент легковых авто. Другое дело грузовая техника. Оказывается, ещё в 30-х годах в США была разработана технология, аналогичная современным насос-форсункам.

Читайте также  Признаки основных неисправностей генератора

Интересовались ею и в СССР, причём настолько плотно, что закупили у американцев оборудование для производства моторов с такой системой и выпускали их на заводе ЯАЗ, периодически модернизируя, вплоть до 1992 года.

Что же представляет собой эта технология?

ТНВД и форсунка в одном флаконе: надёжный симбиоз

Переключаемся на современность. На данный момент под капотами автомобилей можно встретить несколько вариантов исполнения этой системы впрыска:

  • механическую;
  • электронную.

Начнём с первой разновидности. Располагаются насос-форсунки недалеко от распределительного вала и это неслучайно.

Дело в том, что ТНВД, входящий в состав устройства, приводится в действие кулачками распредвала, которые при помощи рычага воздействуют на плунжер насоса форсунки.

Он, в свою очередь, нагнетает давление, двигаясь вверх и вниз под действием кулачков и возвратной пружины.

И при определённом уровне напора солярки игла распылителя форсунки приподнимается, и порция горючего под высоким давлением впрыскивается в цилиндр. Довольно простая система, не правда ли?

Но более совершенными и чаще всего используемыми в современных автомобилях, являются электронные насос-форсунки.

Как и в механическом варианте, давление внутри этой форсунки нагнетается плунжером, связанным с распредвалом, а впрыск осуществляется движущейся иглой распылителя.

Главной «фишкой» электронной схемы стал появившийся в ней клапан управления, который может быть или электромагнитным, или пьезоэлектрическим.

Встроенный в каждую насос-форсунку, он под чутким контролем блока управления двигателем регулирует подачу дизтоплива, благодаря чему появилась возможность гибко, в зависимости от нагрузки на мотор регулировать впрыск в цилиндр.

Как известно, наиболее эффективно топливо сгорает и расходуется при поэтапном впрыске, поэтому инженерами была разработана схема, при которой инжекция солярки разбита на три фазы – предварительную, основную и дополнительную.

Реализовать такой сценарий без клапана управления вряд ли бы удалось, что и стало причиной забвения механических насос-форсунок.

Что лучше common rail или насос форсунка

И всё же, что лучше common rail или насос форсунка, какие преимущества имеет система с насос-форсунками по сравнению с технологией Common Rail, а в чём проигрывает. Начнём с плюсов:

  • насос-форсунки позволяют развить большее давление впрыска, а это, в свою очередь, повышает эффективность сгорания топлива, улучшает экологичность и мощностные характеристики двигателя;
  • более тихая работа, чем у моторов с Common Rail и других вариантов дизелей.

К сожалению, есть и минусы, которые достаточно ощутимо повлияли на популярность насос-форсунок. Среди них такие:

  • крайне высокие требования к качеству дизельного топлива;
  • высокий уровень износа деталей насосной части устройства, так как она постоянно механически соединена с распредвалом;
  • высокая стоимость и низкая ремонтопригодность форсунок из-за того, что они являются технологичными и прецизионными элементами.

Вот так, друзья, мы рассмотрели основные нюансы, что лучше common rail или насос форсунка. А теперь читайте статью про систему Common Rail и сравнивайте.

В следующих статьях мы продолжим изучать строение современных автомобилей, поэтому обязательно подписывайтесь на наш блог, чтобы не пропустить интересные и, надеемся, познавательные публикации.

Какие существуют системы подачи топлива в дизельном ДВС

Как мы знаем, в дизельном ДВС топливо воспламеняется не от внешнего источника (искра зажигания в бензиновом моторе), а в результате сильного сжатия и нагрева. При этом топливно-воздушная смесь подается и распыляется в цилиндрах под высоким давлением. С этой целью в дизелях используются разные типы систем подачи топлива.

Топливная система дизельных ДВС: основные принципы

Сначала воздух подается в цилиндр, затем сжимается, нагреваясь в процессе до экстремальных температур, и лишь к концу такта сжатия в цилиндр подается дизельное топливо. Подается таким образом: впрыскивается в камеру сгонария под высоким давлением (от 100 до 2000 атмосфер) и распыляется. Поэтому, вне зависимости от типа топливной системы дизеля, в ней всегда есть два компонента:

  • тот, что создает высокое давление – топливный насос высокого давления (ТНВД)
  • и тот, что впрыскивает и разбрызгивает горючее по камере – форсунка.

В зависимости от типа топливной системы дизельного ДВС, отличается конструкция ТНВД и устройство форсунок. Также отличаются схемы управления этими элементами и место их расположения.

Основные типы топливных систем дизеля

Наибольшее распространение получили 4 типа топливных систем дизельных моторов:

  • рядный ТНВД
  • ТНВД распределительного типа
  • насос-форсунки
  • система Common Rail

Рядный ТНВД – проверенное десятилетиями решение, которое активно применяется на грузовой и специальной технике с дизельными моторами. В основе этой системы подачи топлива находится работа плунжерной пары. Цилиндр движется в гильзе, создавая давление и сжимая топливо до необходимых показателей. Как только они достигнуты, открывается специальный клапан, подающий топливо на форсунку, которая впрыскивает его в цилиндр. Плунжер в это время движется вниз, открывает канал для впуска горючего в пространство гильзы с помощью топливоподкачивающего насоса, и цикл повторяется.

Работа самого плунжера становится возможна благодаря кулачковому валу, который приводится от мотора. Кулачки «толкают» клапана, а мкфта опережения впрыска, соединяющая ТНВД и двигатель, корректирует работу топливной системы.

Неоспоримые достоинства системы подачи топлива с рядными ТНВД – их ремонтопригодность и доступность обслуживания.

ТНВД распределительного типа конструктивно напоминает рядный топливный насос. Отличие заключается в количестве плунжерных пар. Если в рядном ТНВД одна пара идет на один цилиндр, то в распределительном работы одной плунжерной пары достаточно, чтобы обслуживать два, три, и даже шесть цилиндров. Это достигается через опцию вращения плунжера вокруг оси. Вращаясь, плунжер поочередно открывает выпускные клапана, подавая горючее на форсунки нескольких цилиндров.

Эволюция распределительных ТНВД привела к тому, что появились уже роторные топливные насосы: в них плунжеры помещаются в ротор и в процессе работы движутся навстречу двуг другу, пока ротор вращает их, распределяя тем самым топливо по камере сгорания.

Преимущество системы подачи топлива с распределительным ТНВД – компактность самого устройства. Недостатки – сложность настройки, применение схем электронного управления и корректировки работы.

Система подачи топлива в цилиндр с помощью насос-форсунок вообще исключает необходимость ТНВД как отдельного элемента. В этом случае, форсунка и насосная секция – это один узел в общем корпусе.

В результате достигается легкость регулировки подачи топлива в конкретный цилиндр, а при выходе из строя одной насос-форсунки, остальные продолжают работать, что облегчает ремонт. Конструктивно, насос-форсунки приводят в действие плунжеры распредвал ГРМ в головке блока цилиндров.

Система подачи топлива насос-форсунками распространена не только на грузовых, но и на легковых автомобилях. К недостаткам ее можно отнести высокую стоимость запчастей, а также крайнюю чувствительность к качеству дизельного топлива. Мельчайшие примеси в горючем могут легко вывести из строя насос-форсунку, что отражается на стоимости эксплуатации такого решения в личном автомобиле.

Система Common Rail стала своего рода прорывом в части решения механизма подачи топлива в дизельных ДВС. Эта система позволяет экономить топливо при высоком КПД дизеля, что и сделало ее такой популярной. Common Rail придумали инженеры Bosch еще в 90-х годах. Сегодня большинство дизельного транспорта оснащается именно Коммон Реил.

Главное отличие этой системы – наличие аккумулятора высокого давления в общей магистрали. Туда топливо нагнетается отдельным ТНВД, чтобы затем под постоянным давлением подаваться на форсунки. Именно постоянство давления дает возможность быстро и эффективно впрыскивать горючее в цилиндр. Как результат – производительная, мягкая и комфортная работа дизельного двигателя. Бонусом – упрощение конструкции самого ТНВД в системе Common Rail.

Управляется работа системы отдельным ЭБУ: группа датчиков сообщает контроллеру, сколько и как скоро нужно подать дизельное топливо в цилиндры. С другой стороны, сложность и недостаток Коммон Реил обусловлена как раз умной электроникой и принципом работы системы. Поэтому владельцам таких решений стоит выбирать качественное топливо и своевременно менять топливные фильтры.

О том, как еще продлить жизнь вашего дизельного двигателя, мы писали здесь.

Если вы в поиске качественных запчастей для своего дизельного двигателя, проверьте наш каталог

Системы впрыска дизельных двигателей

Концептуально двигатели внутреннего сгорания – бензиновые и дизельные практически идентичны, но существует между ними ряд отличительных особенностей. Одной из основных является разное протекание процессов горения в цилиндрах. У дизеля топливо загорается от воздействия высоких температур и давления. Но для этого необходимо, чтобы дизтопливо подавалось непосредственно в камеры сгорания не только в строго определенный момент, но еще и под высоким давлением. И это обеспечивают системы впрыска дизельных двигателей.

Читайте также  Неисправности электроусилителя руля лада гранта

Постоянное ужесточение экологических норм, попытки получить больший выход мощности при меньших затратах топлива обеспечивают появление все новых конструктивных решений в топливной системе дизеля.

Принцип работы у всех существующих видов впрыска дизеля идентичен. Основными элементами питания являются топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунка. В задачу первой составляющей входит нагнетание дизтоплива, благодаря чему давление в системе значительно повышается. Форсунка же обеспечивает подачу топлива (в сжатом состоянии) в камеры сгорания, при этом распыляя его для обеспечения лучшего смесеобразования.

Стоит отметить, что давление топлива напрямую влияет на качество сгорания смеси. Чем оно выше, тем дизтопливо лучше сгорает, обеспечивая больший выход мощности и меньшее содержание загрязняющих веществ в отработанных газах. И для получения более высоких показателей давления использовали самые разные конструктивные решения, что и привело к появлению разных видов систем питания дизеля. Причем все изменения касались исключительно указанных двух элементов – ТНВД и форсунок. Остальные же составляющие – бак, топливопроводы, фильтрующие элементы, по сути, идентичны во всех имеющихся видах.

Типы дизельных систем питания

Дизельные силовые установки могут быть оснащены системой впрыска:

  • с рядным насосом высокого давления;
  • с насосами распределительного типа;
  • с насос-форсунками;
  • аккумуляторного типа (Common Rail).

Далее рассмотрим лишь некоторые особенности, которыми обладают указанные системы впрыска дизельных двигателей, а также их положительные и отрицательные качества.

С рядным насосом

Система питания с рядным ТНВД можно считать «родителем» всех остальных, поскольку она является первой, используемой на дизельных моторах. Но сейчас она уже считается устаревшей и практически не используется.

Рядный ТНВД на 8 форсунок

Изначально эта система была полностью механической, но после в ее конструкции начали использоваться электромеханические элементы (касается регуляторов изменения цикловой подачи дизтоплива).

Основная особенность этой системы заключена в насосе. В нем плунжерные пары (прецизионные элементы, создающие давление) обслуживали каждый свою форсунку (количество их соответствовало количеству форсунок). Причем эти пары размещались в ряд, отсюда и название.

К достоинствам системы с рядным насосом можно отнести:

  • Надежность конструкции. Насос имел систему смазки, что обеспечивало узлу большой ресурс;
  • Невысокая чувствительность к чистоте топлива;
  • Сравнительная простота и высокая ремонтопригодность;
  • Большой ресурс насоса;
  • Возможность работы мотора при отказе одной секции или форсунки.

Но недостатки у такой системы более существенны, что и привело к постепенному отказу от нее и отданию предпочтения более современным. Негативными сторонами такого впрыска считаются:

  • Невысокие быстродействие и точность дозировки топлива. Механическая конструкция просто не способна это обеспечить;
  • Сравнительно невысокое создаваемое давление;
  • В задачу ТНВД входит не только создание давления топлива, но еще и регулировка цикловой подачи и момент впрыска;
  • Создаваемое давление напрямую зависит от оборотов коленчатого вала;
  • Большие габариты и масса насоса.

Эти недостатки, и в первую очередь – невысокое создаваемое давление, привело к отказу от этой системы, поскольку она просто перестала вписываться в стандарты по экологичности.

С насосом распределенного типа

ТНВД распределенного впрыска стала следующим этапом в развитии систем питания дизельных агрегатов.

Изначально такая система была тоже механической и отличалась от описанной выше лишь конструкцией насоса. Но со временем в ее устройство добавили систему электронного управления, которая улучшила процесс регулировки впрыска, что позитивно сказалось на показателях экономичности мотора. Определенный период такая система вписывалась в стандарты экологичности.

Особенность этого типа впрыска сводилась к тому, что конструкторы отказались от использования многосекционной конструкции насоса. В ТНВД начала использоваться всего одна плунжерная пара, обслуживающая все имеющиеся форсунки, количество которых варьируется от 2 до 6. Для обеспечения подачи топлива на все форсунки, плунжер совершает не только поступательные движения, но еще и вращательные, которые и обеспечивают распределение дизтоплива.

ТНВД с насосом распределенного типа

Позже эта система добавилась новым типом насоса – роторным, у которого устанавливаются несколько плунжеров, но распределенная подача осталась. Это позволило увеличить создаваемое насосом давление.

К положительным качествам таких систем относились:

  • Малые габаритные размеры и масса насоса;
  • Лучшие показатели по топливной экономичности;
  • Использование электронного управления повысило показатели системы.

К недостаткам же системы с насосом распределенного типа относятся:

  • Небольшой ресурс плунжерной пары;
  • Смазка составных элементов осуществляется топливом;
  • Многофункциональность насоса (помимо создания давления он еще управляется подачей и моментом впрыска);
  • При отказе насоса система прекращала работать;
  • Чувствительность к завоздушиванию;
  • Зависимость давления от оборотов двигателя.

Широкое распространение такой тип впрыска получил на легковых авто и небольшом коммерческом транспорте.

Насос-форсунки

Насос-форсунки можно считать отдельной веткой в дизельных системах питания, поскольку в конструкции ТНВД как таковой не используется.

Особенность этой системы заключена в том, что форсунка и плунжерная пара объединены в единую конструкцию. Привод секции этого топливного узла осуществляется от распределительного вала.

Примечательно, что такая система может быть как полностью механической (управление впрыском осуществляется рейкой и регуляторами), так и электронной (используются электромагнитные клапаны).

Некой разновидностью этого типа впрыска является использование индивидуальных насосов. То есть для каждой форсунки предусматривается своя секция, приводимая в действие от распределительного вала. Секция может располагаться непосредственно в ГБЦ или быть вынесенной в отдельный корпус. В такой конструкции используются обычные гидравлические форсунки (то есть, система механическая). В отличие от впрыска с ТНВД, магистрали высокого давления – очень короткие, что позволило значительно увеличить давление. Но такая конструкция особого распространения не получила.

К положительным качествам насос-форсунок питания можно отнести:

  • Значительные показатели создаваемого давления (самые высокие среди всех используемых типов впрыска);
  • Небольшая металлоемкость конструкции;
  • Точность дозировки и реализации многократного впрыска (в форсунках с электромагнитными клапанами);
  • Возможность работы двигателя при отказе одной из форсунок;
  • Замена поврежденного элемента не сложная.

Но имеются в таком типе впрыска и недостатки, среди которых:

  • Неремонтопригодность насос-форсунок (при поломке требуется их замена);
  • Высокая чувствительность к качеству топлива;
  • Создаваемое давление зависит от оборотов двигателя.

Насос-форсунки получили широкое распространение на коммерческом и грузовом транспорте, а также эту технологию использовали некоторые производители легковых авто. Сейчас она не очень часто используется из-за высокой стоимости обслуживания.

Common Rail

Аккумуляторная система (Common Rail) пока является самой совершенной в плане экономичности. Также она полностью вписывается в последние стандарты экологичности. К дополнительным «плюсам» можно отнести ее применяемость на любых дизельных двигателях, начиная от легковых авто и заканчивая морскими судами.

Система впрыска Common Rail

Особенность ее заключена в том, что многофункциональность ТНВД не требуется, и в его задачу входит только нагнетание давления, причем не для каждой форсунки отдельно, а общую магистраль (топливную рампу), а уже от нее дизтопливо подается на форсунки.

При этом топливные трубопроводы, между насосом, рампой и форсунками имеют сравнительно небольшую длину, что позволило повысить создаваемое давление.

Управление работой в этой системе осуществляется электронным блоком, что значительно увеличило точность дозировки и скорость работы системы.

Положительные качества Common Rail:

  • Высокая точность дозировки и использование многорежимного впрыска;
  • Надежность ТНВД;
  • Нет зависимости значения давления от оборотов мотора.

Негативные же качества у этой системы такие:

  • Чувствительность к качеству топлива;
  • Сложная конструкция форсунок;
  • Отказ системы при малейших потерях давления из-за разгерметизации;
  • Сложность конструкции из-за наличия ряда дополнительных элементов.

Несмотря на эти недостатки автопроизводители все больше отдают предпочтение Common Rail перед другими видами систем впрыска.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: