Впрыск топлива в дизельном двигателе и его регулировка

Устройство топливных насосов

Несмотря на многолетнюю практику автомобилестроения, конструкторы применяют различные конструкции механизмов нагнетания энергоносителя. Ответ на такие вопросы как ТНВД (топливный насос высокого давления), что это такое и какие функции выполняет, кроется в устройстве агрегатов.

В классификации основных узлов систем впрыска топлива различают следующие модификации:

• Вакуумные механизмы. Созданы на базе механических устройств, привод заменен на электрический;
• Плунжерные модели. Редкие по конструкции, чаще всего это топливные насосы с форсунками высокого давления для дизельных двигателей;
• Использование центробежной силы активно используется в одноименных элементах, обладающих внушительным эксплуатационным ресурсом;
• Роликовые и шестеренчатые устройства нагнетают бензин и другое топливо за счет разрежения подвижных элементов. Отличаются устойчивыми показателями снабжения.

Механические топливные насосы

До появления моделей с электрическим приводом нового поколения эти модификации оставались основными для снабжения карбюраторных двигателей. Приводимые в движение через эксцентриковые кулачки распределительного вала обеспечивали ожидаемую точность впрыска по дозировке и временным интервалам. Альтернативные модели механических бензонасосов получали импульс от масляного насоса.

Комплектация устройства следующая:

• Толкатель с кулачком привода и рычагом;
• Возвратная пружина толкателя;
• Мембрана подвижного привода на штоке;
• Система клапанов всасывания и нагнетания;
• Фильтрующий элемент;
• Корпусная часть.

Основной принцип работы топливного механического насоса строится на базе системы, обеспечивающей создание разрежения и последующий контроль давления. Из недостатков – необходимость задания настроек (калибровки), частичная потеря мощности двигателя. Вторая проблема впоследствии была решена за счет перераспределения нагрузки с распределительного вала мотора на масляный насос.

Как проверить работу механического топливного насоса

От исправности этой детали зависит равномерность движения автомобиля. При полном выходе из строя насоса машина попросту не заведется или старт двигателя будет происходить с трудом. Обнаружить неисправность можно на холостом ходу, когда проявляются так называемые «плавающие обороты. Также выход из строя механического топливного насоса вызывают ощутимую потерю динамики.

Учитывая, что нагнетатель представляет собой сложное устройство, проверка исправности осуществляется по следующим направлениям:

• Напряжение на клеммах насоса;
• Предохранитель;
• Нормативное давление в рампе.

Если по внешним признакам не удается выявить неисправность, поломка произошла внутри сборки. В этом случае чаще всего рекомендуется полная замена агрегата.

Насосы для подачи топлива с электрическим приводом

Основным предназначением систем с импульсным управлением является обеспечение рабочего цикла двигателей с распределенным впрыском топлива. Вопрос о том, что такое электрический бензонасос, достаточно обширный, поскольку для распределения жидкостной рабочей среды используется практически весь арсенал технологий. Вакуумные, роликовые и даже вихревые устройства, каждые из таких механизмов подбирается под тип непосредственно конструктором автомобиля.

Как проверить работоспособность электрического насоса

Причины выхода из строя генератора давления топливной системы аналогичным симптомам для механических устройств. Потеря динамики, прерывистое движение, — износ бензонасоса выявляется по принципу работы. На первых этапах сервиса производится замена фильтра, проверка работоспособности предохранителя. Также в ходе опроса автовладельца может быть выявлена привычка ездить с малым количеством топлива, в результате чего агрегат работает «на сухую», подвергаясь повышенному износу.

Состав топливной системы дизельного двигателя

Система питания дизеля состоит из двух контуров: низкого и высокого давления. Состав контура низкого давления:

• Бензобак с расположенным в нем подкачивающим насосом. Последний применяется при значительной протяженности топливопроводов.
• Фильтр-сепаратор, предназначенный для отделения крупных частиц грязи.
• Топливный фильтр тонкой очистки.
• Маршевый подогреватель солярки, который устанавливается по соседству с фильтрующими устройствами.
• Предпусковой подогреватель топлива, включаемый от кнопки перед запуском двигателя.
• Первая (низконапорная) ступень топливного насоса высокого давления (ТНВД).
• Низконапорные топливопроводы.

Контур высокого давления включает в себя:

• Вторую (высоконапорную) ступень насоса, снабженную электромагнитным клапаном отключения подачи топлива, служащим для остановки двигателя.
• Гидравлический аккумулятор высокого давления, выполненный в виде топливной рампы, включающей в себя регулятор давления и клапан дозирования топлива (система Common Rail).
• Форсунки для впрыска топлива в цилиндры.
• Топливопроводы высокого давления.
• Электрические свечи накаливания с блоком управления, задающим время их включения.
• Электронный блок управления двигателем (ЭБУ).

Как выставить угол опережения впрыска на дизеле

Необходимость установки зажигания на дизеле своими руками зачастую возникает в таких случаях:

• зажигание дизеля требуется откорректировать параллельно замене зубчатого ремня ГРМ;
• после демонтажа ТНВД нет возможности установить шкив топливного насоса согласно специальным меткам;

Одной из рекомендаций перед началом любых работ, связанных с разбором топливной аппаратуры дизеля, выступает острая необходимость четок отметить и освежить все метки. Для этого достаточно нанести небольшие штрихи при помощи краски или качественного маркера. Это облегчит последующую обратную сборку и установку шкива ТНВД, что автоматически исключит или сведет к минимуму потенциальные сбои зажигания.

Выставлять зажигание на дизеле можно несколькими способами:

• строго по меткам (при условии наличия таковых);
• методом подбора опытным путем;

Установка угла по меткам

Первый способ самостоятельного выставления угла зажигания дизеля (момента впрыска дизтоплива) по меткам подразумевает смещение топливного насоса. Такой способ подходит для дизельных ДВС, в которых установлена механическая топливная аппаратура.

Угол опережения впрыска регулируется благодаря повороту ТНВД вокруг оси. Также возможен способ, когда поворачивается зубчатый шкив распредвала по отношению к ступице. Этот способ подходит для тех конструкций, в которых насос и шкив не имеют жесткого крепления.

Для регулировки зажигания на дизеле своими руками необходимо обратиться к задней части ДВС и добраться до маховика, при необходимости демонтировать с него защитный кожух.
Далее понадобится обнаружить стопор на маховике, который опускается в специальную прорезь.
После этого маховик нужно проворачивать вручную (при помощи ключа или другого приспособления). Проворачивание маховика означает, что вращается коленчатый вал ДВС

Крутить нужно по часовой стрелке до момента, когда сработает верхний стопор-фиксатор.
Затем обращаем внимание на вал привода ТНВД. Возможно, что шкала на приводной муфте, посредством которой передается вращение, занимает верхнее положение

В таком случае метка на фланце ТНВД совмещается с нулевой меткой на приводе.
После совмещения меток крепежные болты можно затягивать. Отличное от верхнего положение установочной шкалы на приводной муфте означает, что стопор маховика нужно поднять, после чего коленчатый вал двигателя снова проворачивается на один оборот. Далее снова контролируется положение шкалы.
После затяжки болтов приводной муфты стопор на маховике поднимается, коленчатый вал поворачивается на 90°, затем стопор размещается в пазу.

Причины троения дизельного ДВС

Mazda 6 двух литровая красавица Бортжурнал Технические характеристики Mazda 6 2.0 16V

Труднее определить причину в том случае, если все цилиндры работают, но дизель все равно вибрирует и работает неустойчиво. Причиной может также быть подсос воздуха, проблемы с датчиками, ЭБУ и т.д. Быстро найти такую неисправность зачастую сложно.

Главным отличием в работе дизеля является способ воспламенения топливно-воздушной смеси. Дизтопливо поджигается в цилиндре от сжатия. Другими словами, солярка самовоспламеняется. Дополнительно необходимо учитывать тот момент, когда «троение» дизеля усиливается. Дизель может троить на холодную, на горячую, в режиме холостого хода и/или под нагрузкой. Неполадка может проявляться только в каком-то конкретном узком диапазоне оборотов, возникать периодически или присутствовать постоянно.

Солярка не воспламеняется: пропала компрессия

Цилиндропоршневая группа любого ДВС испытывает повышенные нагрузки. В процессе эксплуатации зазоры между деталями ЦПГ увеличиваются, так как элементы изнашиваются. Также износу подвержены и клапаны газораспределительного механизма.

Потеря возможности обеспечивать герметичность при разрушении одной из этих деталей приводит к тому, что на такте сжатия не обеспечивается должного нагрева смеси. Солярка попросту не может воспламениться.

При недостаточной степени сжатия ( потеря компрессии) дизель сильно троит после холодного пуска. В результате прогрева детали ЦПГ расширяются, уплотнение в цилиндре повышается. Разогретый дизельный двигатель трясет заметно меньше, эффект троения может полностью исчезать. Данное явление наблюдается только при условии отсутствия критического износа ЦПГ или элементов клапанного механизма.

Получается, износ цилиндро-поршневой группы с нагревом мотора частично компенсируется благодаря тому, что солярка в цилиндрах самовоспламеняется благодаря росту температуры ДВС. Встречается ситуация, когда дизель троит после замены прокладки головки блока цилиндров на новую. Рабочий агрегат с износом ЦПГ в этом случае сильно троит «на холодную» и подтраивает «на горячую».

Такая неисправность объясняется тем, что новая прокладка толще сравнительно с уже отработавшей. Результатом становится понижение степени сжатия, что еще больше усугубляет уже имеющиеся проблемы с компрессией. Более толстая прокладка влияет на эффективность самовоспламенения рабочей смеси солярки и воздуха в таком моторе.

Дизель троит из-за свечей накала

Свечи накаливания в устройстве дизельного мотора играют важную роль. Для уверенного пуска «на холодную» свечи накала подогревают камеру сгорания. Это необходимо для того, чтобы самовоспламенение смеси воздуха и дизтоплива прошло легко при запуске. Далее свеча накала продолжает поддерживать заданную температуру в цилиндре до того момента, пока мотор окончательно не выйдет на рабочую температуру. После этого происходит автоматическое отключение свечей.

Солярка после контакта со свечей разлетается на мельчайшие частицы, частично испаряется, качественнее перемешивается с воздухом. В результате полученная смесь максимально эффективно сгорает, отдавая энергию поршню. В том случае, если свеча накала неисправна, температура в цилиндре при холодном пуске окажется слишком низкой, солярка не сможет самовоспламениться.

Цилиндр окажется нерабочим, хотя в него будет поступать топливо, которое далее попадает в выпускную систему дизельного двигателя. В таком случае дизель часто дымит темно-серым или черным выхлопом. С ростом температуры ДВС топливо (при учете нормальной компрессии) начнет воспламеняться, но с перебоями. Проблема уйдет окончательно после прогрева, но с последующим холодным пуском неисправность повторится.

Неустойчивую работу дизельного двигателя после частичного прогрева (при условии, что дизель нормально работал при холодном пуске) можно объяснить тем, что на свечу накала не подается электрический ток в режиме дальнейшего поддержания необходимой температуры в цилиндре. Нагревательный элемент свечи (стержень) останется холодным, дизтопливо будет попадать на него, но качество распыла заметно снизится. В таких условиях смесеобразование в камере нарушается, топливо сгорает не полностью, дизельный двигатель дымит и троит «на горячую». В таких случаях свечи накаливания подлежат немедленной замене.

Ремонт ТНВД

Несмотря на наличие очевидных достоинств, эксплуатация дизельного двигателя сопровождается определенными недостатками. В числе наиболее существенных из них – трудность самостоятельной диагностики и ремонта силового агрегата. Другими словами, все сказанное выше про регулировку ТНВД справедливо и по отношению к его техническому обслуживанию и ремонту.

Именно поэтому требуется регулярное обращение в специализированные сервисные или ремонтные центры, имеющие как необходимое современное оборудование, так и специалистов, способных его эффективно применять на практике. Такой подход при сравнительно небольшом уровне финансовых расходов обеспечит длительную и беспроблемную эксплуатацию дизельного двигателя в целом и ТНВД в частности. Кроме того, своевременно и профессионально выполненные регулировка и обслуживание силового агрегата не только сэкономят средства на более дорогостоящем ремонте, но и позволят в полной мере использовать многочисленные и очевидные преимущества современных дизельных двигателей.

Функции регулятора

Основной задачей каждого регулятора числа оборотов является ограничение максимальных оборотов двигателя. Другими словами, регулятор должен обеспечивать, чтобы обороты двигателя никогда не превышали максимальных значений, предусмотренных заводом-изготовителем. В зависимости от его типа, регулятор может иметь и другие функции, такие как поддержание определенных оборотов двигателя, например, на холостом ходу или поддержание диапазона оборотов между низкими и высокими оборотами холостого хода (максимальными). Регулятор может также иметь другие функции и функции, выполняемые электронным регулятором (EDC), являются гораздо более широкими, чем функции у механического (центробежного) регулятора.

Различные требования, предъявляемые к регуляторам, стали причиной развития различных типов регуляторов, перечисленных ниже:
регуляторы максимальных оборотов. Эти регуляторы разработаны только для ограничения максимальных оборотов двигателя;
регуляторы минимальных и максимальных оборотов.

Кроме максимальных оборотов эти регуляторы также управляют низкими оборотами холостого хода, регуляторы изменяемых оборотов. Эти регуляторы кроме максимальных оборотов и низких оборотов холостого хода также управляют оборотами в промежуточной области, комбинированные регуляторы. Они представляют собой комбинацию регулятора максимальных и минимальных оборотов и регулятора изменяемых оборотов, регуляторы для стационарных силовых установок. Они разработаны для двигателей генераторных установок в соответствии с немецким стандартом DIN 6280. Кроме своей основной задачи, этот регулятор также имеет несколько других функций управления. Они включают в себя автоматическую подачу и отсечку дополнительного топлива, требуемого для запуска и изменение подачи топлива при полной нагрузке в зависимости от оборотов двигателя (управление крутящим моментом), от давления нагнетаемого воздуха или атмосферного давления. Для выполнения этих задач требуется дополнительное оборудование.

Характеристика работ, выполняемых на участке ремонта топливной аппаратуры

Участок по ремонту топливной аппаратуры предназначен для выполнения работ по ремонту агрегатов и деталей дизельной топливной аппаратуры, а также диагностирования и регулировочных работ по системе питания топливом автомобилей. На участке выполняются разборочные, моечные, ремонтные работы, сборка, контроль, регулировка и испытания приборов питания. Для выполнения всего объема работ на участке необходимо 2 человека. Режим работы участка – 1 смена.

Разработка общего технологического процесса

Общий технологический процесс на участке осуществляется в следующей последовательности. Агрегаты топливной аппаратуры автомобилей требующие ремонта, поступают в разборочно-моечное отделение, где производится их разборка, мойка и дефектовка. При этом детали пригодные к дальнейшей эксплуатации поступают на рабочие места ремонта, где их сначала проверяют на специальных стендах без разборки. Если агрегаты удовлетворяют техническим требованиям, то устраняют имеющиеся неисправности при частичной разборке и регулируют их. Выбракованные детали складируются в ларь для отходов.

На рабочих местах ремонта топливной аппаратуры производится сборка агрегатов и узлов приборов систем питания с использованием новых, годных (бывших в эксплуатации) и реставрированных деталей, доставленных из ремонта и со склада. Отремонтированные детали и узлы доставляются на посты зоны текущего ремонта или на промежуточный склад.

Особенности технического обслуживания и ремонта топливной аппаратуры

Диагностирование и регулировочные работы по системе питания

Техническое состояние механизмов и узлов системы питания двигателя существенно, влияет на его мощность и экономичность, а следовательно, и на динамические качества автомобиля.

Характерными неисправностями систем питания карбюраторного или дизельного двигателя являются: нарушение герметичности и течь топлива из топливных баков, и топливо проводов, загрязнение топливных и воздушных фильтров.

Наиболее распространенными неисправностями системы питания дизельных двигателей являются износ и раз регулировка плунжерных пар насоса высокого давления и форсунок, потеря герметичности этих агрегатов. Возможны также износ выходных отверстий форсунки, их за коксование и засорение. Эти неисправности приводят к изменению момента начала подачи топлива, неравномерности работы топливного насоса по углу и количеству подаваемого топлива, ухудшению качества распыливания топлива форсункой.

В результате перечисленных неисправностей повышается расход топлива и увеличивается токсичность отработавших газов.

Диагностическими признаками неисправностей системы питания являются:

затруднение пуска двигателя,

увеличение расхода топлива под нагрузкой,

падение мощности двигателя и его перегрев,

изменение состава и повышение токсичности отработавших газов.

Диагностика систем питания дизельных двигателей проводится методами ходовых и стендовых испытаний и оценки состояния механизмов и узлов системы после их демонтажа.

При диагностике методом ходовых испытаний определяют расход топлива при движении автомобиля с постоянной скоростью на мерном горизонтальном участке (1 км) шоссе с малой, интенсивностью движения. Чтобы исключить влияние подъемов и спусков, выбирают маятниковый маршрут, т. е. такой, на котором автомобиль движется до конечного пункта и возвращается по той же дороге. Количество израсходованного топлива измеряют с помощью расходомеров объемного типа. Диагностирование систем питания можно проводить и одновременно с испытанием тяговых качеств автомобиля на стенде с беговыми барабанами.

Основные параметры цилиндра и двигателя Литраж двигателя: Литраж одного цилиндра: Примем соотношение хода поршня к диаметру и определим диаметр цилиндра. Округлим до 85мм. Определим ход поршня. Определим основные параметры двигателя для полученных значений S и D. Литраж двигателя: Номинальная эффективная мощность Но .

Планово-предупредительная система техобслуживания и ремонта автомобиля и ее достоинства Для подвижного состава принята планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонт агрегатным методом. Ремонтные работы выполняются как по потребности, обусловленной отказом или неисправностью, так и по плану через определенный пробег или время работы подвижного состава (предупре .

Решение тяговой задачи Общие положения Одним из главных назначений решения тяговой задачи является: – установление связей между величинами, характеризующими движение поездов – скоростью движения , временем движения по участку или перегону и пройденным путем ; – определение энергетических показателей работы электропо .

Источник

Устройство и принцип работы инжекторной системы впрыска

Второе название систем впрыска бензиновых моторов – инжекторная. Основная ее особенность заключается в точной дозировке топлива. Достигается это путем использования в конструкции форсунок. Устройство инжекторного впрыска двигателя включает в себя две составляющие – исполнительную и управляющую.

В задачу исполнительной части входит подача бензина и его распыление. Она включает в себя не так уж и много составных элементов:

1. Бак.
2. Насос (электрический).
3. Фильтрующий элемент (тонкой очистки).
4. Топливопроводы.
5. Рампа.
6. Форсунки.

Но это только основные компоненты. Исполнительная составляющая может в себя включать еще ряд дополнительных узлов и деталей – регулятор давления, систему слива излишков бензина, адсорбер.

В задачу указанных элементов входит подготовка топлива и обеспечение его поступления к форсункам, которыми и осуществляется их впрыскивание.

Принцип работы исполнительной составляющей прост. При повороте ключа зажигания (на некоторых моделях – при открытии водительской двери) включается электрический насос, который качает бензин и заполняет им остальные элементы. Топливо проходит очистку и по топливопроводам поступает в рампу, которая соединяет собой форсунки. За счет насоса топливо во всей системе находится под давлением. Но его значение ниже, чем на дизелях.

Открытие форсунок осуществляется за счет электрических импульсов, подаваемых с управляющей части. Эта составляющая системы впрыска топлива состоит из блока управления и целого комплекта следящих устройств – датчиков.

Эти датчики отслеживают показатели и параметры работы – скорость вращения коленчатого вала, количества подаваемого воздуха, температуры ОЖ, положения дросселя. Показания поступают на блок управления (ЭБУ). Он эту информацию сравнивает с данными, занесенными в память, на основе чего определяется длина электрических импульсов, подаваемых на форсунки.

Электроника, используемая в управляющей части системы впрыска топлива, нужна, чтобы высчитать время, на которое должна открыться форсунка при том или ином режиме работы силового агрегата.

Виды инжекторов

Но отметим, что это общая конструкция системы подачи бензинового мотора. Но инжекторов разработано несколько, и каждая из них обладает своими конструктивными и рабочими особенностями.

На автомобилях применяются системы впрыска двигателя:

• центрального;
• распределенного;
• непосредственного.

Центральный впрыск считается первым инжектором. Его особенность заключается в использовании только одной форсунки, которая впрыскивала бензин во впускной коллектор одновременно для всех цилиндров. Изначально он был механическим и никакой электроники в конструкции не использовалось. Если рассмотреть устройство механического инжектора, то она схожа с карбюраторной системой, с единственной разницей, что вместо карбюратора использовалась форсунка с механическим приводом. Со временем центральную подачу сделали электронной.

Сейчас этот тип не используется из-за ряда недостатков, основной из которых — неравномерность распределения топлива по цилиндрам.

Распределенный впрыск на данный момент является самой распространенной системой. Конструкция этого типа инжектора расписана выше. Ее особенность заключается в том, что топливо для каждого цилиндра подает своя форсунка.

В конструкции этого вида форсунки устанавливаются во впускном коллекторе и располагаются рядом с ГБЦ. Распределение топлива по цилиндрам дает возможность обеспечить точную дозировку бензина.

Непосредственный впрыск сейчас является самым совершенным типом подачи бензина. В предыдущих двух типах бензин подавался в проходящий поток воздуха, и смесеобразование начинало осуществляться еще во впускном коллекторе. Этот же инжектора по конструкции копирует дизельную систему впрыска.

В инжекторе с непосредственной подачей распылители форсунок располагаются в камере сгорания. В результате компоненты топливовоздушной смеси здесь запускаются в цилиндры по отдельности, и уже в самой камере они смешиваются.

Особенность работы этого инжектора заключается в том, что для впрыскивания бензина требуется высокие показатели давления топлива. И его создание обеспечивает еще один узел, добавленный в устройство исполнительной части – насос высокого давления.