Дизельный двигатель: устройство системы питания

Содержание ремонтных работ

После диагностического тестирования и выявления неисправного узла принимают решение о дальнейших действиях. В принципе почти любой компонент топливной системы можно отремонтировать, предварительно определив — «стоит ли овчинка выделки».

Работы выполняются в специализированных центрах по обслуживанию дизельных автомобилей, имеющих необходимое оборудование для ремонта. Как восстанавливают изношенные агрегаты?

Основные действия при ремонте ТНВД на СТО:

  1. разборка и очистка узла с промывкой деталей в топливе;
  2. дефектовка устройства;
  3. предварительная и чистовая притирка отверстий;
  4. хромирование плунжеров для увеличения их диаметра;
  5. притирка плунжеров с помощью пасты ГОИ;
  6. сортировка плунжеров по группам с разницей диаметров не более 2 мкм;
  7. подбор плунжерных пар таким образом, чтобы плунжер входил в отверстие не более чем на две десятых своей длины;
  8. притирка на доводочном станке с пастой ГОИ;
  9. сборка насоса;
  10. замена резиновых уплотнителей (колец, манжет, сальников);
  11. стендовая настройка работы.

Ремонт форсунок или насос-форсунок включает в себя:

  • разборку с промывкой деталей в топливе;
  • очистку поверхности от нагара;
  • замену распылителя;
  • замену вышедших из строя деталей (уплотнительные шайбы, пружина, игла, промежуточный толкатель);
  • настройка работы форсунок.

Основные положения

Дизельная силовая установка является двигателем внутреннего сгорания, поршневого типа, процесс смесеобразования в котором происходит внутри цилиндра, а воспламенение смеси осуществляется за счет сжатия. Этим агрегат отличается от бензинового, для воспламенения смеси которого, необходимо применение внешнего источника, искровую свечу, либо тепловой элемент.

Ещё один процесс, протекающий в двигателе, с отличаем от его собрата, является процесс смесеобразования. В бензиновом агрегате смесеобразование протекает за пределами цилиндра, в специальном устройстве, смешивающем бензин и воздух, затем перемещается в трубопровод и завершается в цилиндре, во время процессов впуска и сжатия.

Как устроена система питания

Рассмотрим устройство системы питания дизельного двигателя на примере дизельного двигателя ЗМЗ-5143.10, которым комплектуются автомобили УАЗ.

Схема питания дизельного двигателя:

Эта схема системы питания дизельного двигателя показывает основные конструктивные элементы и направления линий циркуляции солярки.

Схематическое устройство насоса высокого давления:

Основные технические элементы системы питания:

  • бак для солярки;
  • фильтры тонкой и грубой очистки;
  • подкачивающий насос;
  • ТНВД;
  • форсунки;
  • магистраль высокого давления топлива;
  • трубопровод низкого давления;
  • воздушный фильтр;
  • могут быть дополнительные элементы, в зависимости от двигателя: сажевые фильтры, электронасосы, турбонаддув, и др.

Система питания делится на два больших блока:

  1. Механизм подачи дизтоплива в двигатель.
  2. Аппаратура подвода воздуха.

Механизм подвода топлива реализуется разными системами, в зависимости от двигателя, но в общем случае сегодня используется аппаратура разделенной компоновки, с отдельно реализованными ТНВД и форсунками.

Работа системы питания дизельного двигателя описывается следующими этапами:

  • Дизтопливо содержится в баке, фильтруясь и поступая к ТНВД по магистрали низкого давления посредством топливоподкачивающего насоса.
  • Прежде, чем попасть в каналы высокого давления, солярка проходит через фильтры – грубый и тонкий. Создаваемого подкачивающим насосом давления достаточно для прокачки горючего до ТНВД, но слишком мало для создания рабочего давления в идущем к форсункам потоке.
  • ТНВД поднимает давление до требуемых величин и выпускает поток к форсункам, в том порядке, в котором работают цилиндры двигателя. Поэтому насос высокого давления разделен на секции соответственно числу цилиндров.
  • Форсунки передают топливо в камеры сгорания.

Форсунки расположены в головке блока цилиндров. Их основная задача – точное распыление топливного факела в пространство камеры сгорания.

Форсунки дизельного ДВС бывают:

  • закрытого типа;
  • открытого.

Основная масса двигателей получает закрытые форсунки, у которых сопла в неактивном состоянии закрыты запорной иглой. Таким образом, непосредственное сообщение полости форсунки и камеры сгорания происходит только в момент впрыска или открытия форсунки.

Особенности дизельного топлива

Большинство требований к системе питания дизельного мотора выдвигается с учетом того, что дизельное топливо имеет ряд специфических особенностей. Горючее такого рода представляет собой смесь керосиновых и газойлевых соляровых фракций. Дизельное топливо получают после того, как из нефти реализуется отгон бензина.

Дизельное топливо обладает целым рядом свойств, главным из которых принято считать показатель самовоспламеняемости, который оценивается цетановым числом. Представленные в продаже виды дизельного топлива имеют цетановое число на отметке 45–50. Для современных дизельных агрегатов наилучшим топливом является горючее с большим показателем цетанового числа.

Система питания дизельного ДВС обеспечивает подачу хорошо очищенного дизельного топлива к цилиндрам, ТНВД сжимает горючее до высокого давления, а форсунка подает его в распыленном на мельчайшие частицы виде в камеру сгорания. Распыленное дизельное топливо смешивает с горячим (700–900 °С) воздухом, который нагревается до такой температуры от высокого сжатия в цилиндрах (3–5 МПа) и самовоспламеняется.

Обратите внимание, рабочая смесь в дизельном моторе не поджигается отдельным устройством, а воспламеняется самостоятельно от контакта с разогретым воздухом под давлением. Эта особенность сильно отличает дизельный ДВС от бензиновых аналогов.. Дизельное топливо имеет еще и более высокую плотность сравнительно с бензином, а также обладает лучшей смазывающей способностью

Не менее важной характеристикой выступает вязкость, температура застывания и чистота дизельного топлива. Температура застывания позволяет делить топливо на три базовых сорта горючего: летнее дизельное топливо, зимний дизель и арктическое дизельное топливо. Дизельное топливо имеет еще и более высокую плотность сравнительно с бензином, а также обладает лучшей смазывающей способностью

Не менее важной характеристикой выступает вязкость, температура застывания и чистота дизельного топлива. Температура застывания позволяет делить топливо на три базовых сорта горючего: летнее дизельное топливо, зимний дизель и арктическое дизельное топливо

Дизельное топливо имеет еще и более высокую плотность сравнительно с бензином, а также обладает лучшей смазывающей способностью

Не менее важной характеристикой выступает вязкость, температура застывания и чистота дизельного топлива. Температура застывания позволяет делить топливо на три базовых сорта горючего: летнее дизельное топливо, зимний дизель и арктическое дизельное топливо

Системы подачи воздуха

Система питания дизельного двигателя включает в себя систему подачи воздуха и систему подачи топлива в двигатель. В зависимости от способа подачи воздуха в двигатель различают атмосферные дизеля и турбодизеля. В атмосферных моторах воздух поступает в цилиндры посредством всасывания во время такта впуска, то есть за счет естественного разряжения. В турбодизелях используется нагнетатель воздуха, в основном это турбокомпрессор, работающий от выхлопных газов.

На одном валу находится две крыльчатки. За счет выхода выхлопных газов одна из крыльчаток раскручивается и через общий вал вращение передаётся на вторую крыльчатку, которая создает поток воздуха и нагнетает его во впускной тракт двигателя. Так как во время прохождения горячих выхлопных газов через турбину нагнетаемый воздух может нагреваться, между турбиной и впускным коллектором иногда устанавливают интеркулер. Это теплообменник, который позволяет охладить нагнетаемый в двигатель воздух, что еще больше увеличивает его объем. Перед использованием воздух на любом двигателе очищается системой очистки. Это фильтры разных видов и конструкций.

Турбодизеля обладают большей мощностью в отличие от атмосферных моторов. За счет большего объема воздуха, который нагнетается в цилиндры, происходит более полное и быстрое сгорание топлива. Это способствует снижению расхода топлива и повышению мощности мотора. Так же снижается токсичность выхлопных газов. Так как скорость сгорания топлива в турбированном моторе выше, это позволяет увеличить максимальные обороты вращения двигателя, что положительно сказывается на его характеристиках.

Есть и несколько минусов при использовании турбин на дизелях. Сам турбокомпрессор подвергается воздействию высоких температур от выхлопных газов. Что требует использовать дорогостоящие термостойкие материалы при изготовлении турбины. На некоторых моделях дизелей турбина охлаждается жидкостью из основной системы охлаждения двигателя. Во время работы вал турбины раскручивается до нескольких десятков тысяч оборотов в минуту. Для увеличения срока службы пары трения используют износостойкие материалы, способные выдерживать огромные скорости вращения. Узлы вращения вала турбины обычно смазывают моторным маслом из общей системы смазки двигателя, что предъявляет серьезные требования к качеству моторных масел.

При использовании турбокомпрессора на двигателе его ресурс несколько сокращается по отношению к атмосферному двигателю. Это происходит из-за повышения нагрузок на основные механизмы двигателя. Так же повышается стоимость двигателя в целом. Этому способствует высокая стоимость самого турбокомпрессора, конструктивное усложнение систем охлаждения и смазки двигателя и увеличению воздушных трубопроводов. Несмотря на свои недостатки из-за большей экономичности и мощности турбодизеля все чаще устанавливаются на автомобили.

Методика контроля электронных систем

В современном автомобилестроении массово применяются электронные системы обеспечения активной и пассивной безопасности водителя и пассажиров. Принцип их действия, особенности устройства и даже названия могут кардинально различаться в зависимости от производителя, класса и модели автомобиля, однако в диагностировании этих систем есть общие черты.

Контрольно-диагностические операции выполняются с помощью специального ПО, устройства с которым подключаются к бортовой компьютерной сети автомобиля. Программа собирает статистику использования систем, моменты их срабатывания и характер изменения дорожной ситуации в эти моменты. В случае необходимости она же помогает заменить устаревшую или деффектную прошивку устройства

На основе анализа собранной информации важно сделать правильный вывод об исправности электронного блока системы безопасности и комплекса ее датчиков

Варианты системы питания

Основными видами горючего для ДВС являются бензин и дизельное топливо («солярка»). Газ (метан) так же относится к видам современного топлива, но, несмотря на широкую применяемость, пока не получил актуальности.
Вид топлива является одним из критериев классификации систем питания ДВС.

В этой связи выделяют силовые агрегаты:

  1. бензиновые;
  2. дизельные;
  3. основанные на газообразном топливе.

Но наиболее признанной среди специалистов является типология систем питания двигателя по способу подачи топлива и приготовления топливно-воздушной смеси. Следуя данному принципу классификации, различаются, во-первых, система питания карбюраторного двигателя, во-вторых, система питания с впрыском топлива (или инжекторного двигателя).

Карбюратор

Карбюраторная система основана на действии технически сложного устройства – карбюратора. Карбюратор – это прибор, осуществляющий приготовление смеси топлива и воздуха в необходимых пропорциях. Несмотря на разнообразие видов, в автомобильной практике наибольшее применение получил поплавковый всасывающий карбюратор, принципиальная схема которого включает:

  • поплавковую камеру и поплавок;
  • распылитель, диффузор и смесительную камеру;
  • воздушную и дроссельную заслонки;
  • топливные и воздушные каналы с соответствующими жиклерами.

Подготовка топливно-воздушной смеси в карбюраторе осуществляется по пассивной схеме. Движение поршня в такте впуска (первом такте) создает в цилиндре разряженное пространство, в которое и устремляется воздух, проходя через воздушный фильтр и сквозь карбюратор. Именно здесь и происходит формирование горючей смеси: в смесительной камере, в диффузоре топливо, вырывающееся из распылителя, дробится воздушным потоком и смешивается с ним. Наконец, через впускной коллектор и впускные клапаны горючая смесь подается в конкретный цилиндр двигателя, где в необходимый момент и воспламеняется искрой от свечи зажигания.

топливно-воздушной смеси

Впрыск топлива

Эпоха карбюратора сменяется эпохой инжекторного двигателя, система питания которого основана на впрыске топлива. Ее основными элементами являются: электрический топливный насос (расположенный, как правило, в топливном баке), форсунки (или форсунка), блок управления ДВС (так называемые «мозги»).

Принцип работы указанной системы питания сводится к распылению топлива через форсунки под давлением, создаваемым топливным насосом. Качество смеси варьируется в зависимости от режима работы двигателя и контролируется блоком управления.
Важным компонентом такой системы является форсунка. Типология инжекторных двигателей основывается именно на количестве используемых форсунок и места их расположения.

  1. с распределенным впрыском;
  2. с центральным впрыском.

Система распределенного впрыска предполагает использование форсунок по количеству цилиндров двигателя, где каждый цилиндр обслуживает собственная форсунка, участвующая в подготовке горючей смеси. Система центрального впрыска располагает только одной форсункой на все цилиндры, расположенной в коллекторе.

Особенности дизельного двигателя

Как бы особняком стоит принцип действия, на котором основывается система питания дизельного двигателя. Здесь топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры в распыленном виде, где и происходит процесс смесеобразования (смешивания с воздухом) с последующим воспламенением от сжатия горючей смеси поршнем.
В зависимости от способа впрыска топлива, дизельный силовой агрегат представлен тремя основными вариантами:

  • с непосредственным впрыском;
  • с вихрекамерным впрыском;
  • с предкамерным впрыском.

Вихрекамерный и предкамерный варианты предполагают впрыск топлива в специальную предварительную камеру цилиндра, где оно частично воспламеняется, а затем перемещается в основную камеру или собственно цилиндр. Здесь горючее, смешиваясь с воздухом, окончательно сгорает. Непосредственный же впрыск предполагает доставку топлива сразу же в камеру сгорания с последующим его смешиванием с воздухом и т.д.

Однако холодный двигатель не сможет обеспечить должный уровень температуры, требуемый для воспламенения смеси. И использованием свечей накаливания позволит осуществить необходимый подогрев камер сгорания.

Топливный бак

Топливо, просочившееся в форсунках между иглой и распылителем, отводится по сливным трубопроводам в специальный бачок 7 или в какой-либо основной топливный бак.

Топливные баки служат для хранения топлива. Они могут иметь различную конфигурацию и вместимость в зависимости от конструкции конкретного ТС. Общая вместимость топливных баков определяется запасом хода машины (обычно не менее 500 км). Чаще всего баки изготавливает из листовой стали или высокопрочного пластика, стойкого к воздействию химически активного топлива. Для предотвращения коррозии внутренние поверхности стальных баков покрывают бакелитовым лаком, оцинковывают или лудят. С целью увеличения жесткости баков на их стенках иногда выштамповывают желоба, а внутри устанавливают несплошные перегородки, которые к тому же уменьшают площадь свободной поверхности топлива и ослабляют его колебанияbqвремя движения ТС.

Наливные горловины топливных баков обычно снабжают сетчатыми фильтрами. В нижней части баков размещают отстойники. Если бак имеет значительную вместимость, то слив топлива осуществляется через отверстие с пробкой и шариковым клапаном, расположенное выше отстойника. В этом случае используется специальный ключ-трубка со шлангом. Воздушное пространство баков соединяется с атмосферой через дренажные трубки или другие специальные устройства, которые должны исключать возможность попадания огня во внутреннюю полость бака и вытекания топлива при резких толчках ТС, а также (по возможности) обеспечивать очистку воздуха, поступающего в баки. Для замера количества топлива в баках раньше применялись измерительные стержни. В настоящее время для этой цели чаще всего используются электрические датчики поплавкового типа, посылающие электрический сигнал, пропорциональный уровню топлива, к соответствующему указателю на приборной панели ТС.

Устройство распределительного типа

Более современная система питания дизельного двигателя и ТНВД распределительного типа позволяет создавать более высокие показатели давления для системы впрыска. Кроме этого, такие насосы полностью соответствуют всем современным нормативам по токсичности и шуму. Эта система питания дизельного двигателя способна поддерживать необходимое давление в магистралях и системах питания при разных режимах работы мотора.

Распределительный насос высокого давления оснащен одним плунжером, который совершает поступательные движения для нагнетания топливной смеси, а также вращается для того, чтобы улучшить распределение горючего по форсункам. Эти устройства отличаются компактностью, равномерностью подачи, отличными рабочими показателями. Однако для того, чтобы эти устройства могли работать более эффективно, нужно следить за чистотой дизтоплива. Солярка работает в качестве смазки, а зазоры в узлах деталей очень маленькие.

Неисправности и сервисное обслуживание

В процессе эксплуатации транспортного средства топливная система автомобиля испытывает нагрузки, приводящие к ее нестабильному функционированию или выходу из строя. Наиболее распространенными считаются следующие неисправности.

Недостаточное поступление (или отсутствие поступления) горючего в цилиндры двигателя

Некачественное топливо, длительный срок службы, воздействие окружающей среды приводят к загрязнению и засорению топливопроводов, бака, фильтров (воздушного и топливного) и технологических отверстий устройства приготовления горючей смеси, а также поломке топливного насоса. Система потребует ремонта, который будет заключаться в своевременной замене фильтрующих элементов, периодической (раз в два-три года) прочистке топливного бака, карбюратора или форсунок инжектора и замене или ремонте насоса.

Потеря мощности ДВС

Неисправность топливной системы в данном случае определяется нарушением регулировки качества и количества горючей смеси, поступающей в цилиндры. Ликвидация неисправности связана с необходимостью проведения диагностики устройства приготовления горючей смеси.

Утечка горючего

Утечка горючего – явление весьма опасное и категорически не допустимое. Данная неисправность включена в «Перечень неисправностей…», с которыми запрещается движение автомобиля. Причины проблем кроются в потере герметичности узлами и агрегатами топливной системы. Ликвидация неисправности заключается либо в замене поврежденных элементов системы, либо в подтягивании креплений топливопроводов.

Таким образом, система питания является важным элементом ДВС современного автомобиля и отвечает за своевременную и бесперебойную подачу топлива к силовому агрегату.

Система питания автомобиля используется для подготовки топливной смеси. Она состоит из двух элементов: топлива и воздуха. Система питания двигателя выполняет сразу несколько задач: очищение элементов смеси, получение смеси и ее подача к элементам двигателя. В зависимости от используемой системы питания автомобиля различается состав горючей смеси.

Основные методы диагностики

Диагностика топливной системы легковых и грузовых автомобилей, оборудованных дизельными двигателями проводится тремя основными способами:

  • все оборудование подлежит визуально-акустическому осмотру;
  • измерение параметров при помощи проборов и стендов;
  • электронная диагностика с применением считывающего сканера и персонального компьютера.

Каждый из методов дополняет друг друга, помогая выявить поломки различного типа. Так, при визуальном осмотре обнаруживаются наиболее грубые неисправности, например, механические повреждения. Акустической диагностикой можно обнаружить посторонние звуки, возникающие в дизельных моторах. Компьютерная и стендовая проверки позволяют обнаружить поломки в электронике. Некоторые производители, например, кубота и делфи имеют собственные считывающие сканеры и программное обеспечение для поиска неисправностей.

Техническое обслуживание систем питания дизельных двигателей

Предыдущая117118119120121122123124125126127128129130131132Следующая

Техническое обслуживание системы питания дизельных двигателей заключается в проверке исправности приборов, обнаружении и устранении неисправностей, заправке топливом, сливе отстоя из топливных баков и фильтров, замене в них фильтрующих элементов, удалении воздуха из системы, проверке действий привода управления и угла опережения подачи топлива, регулировке минимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу.

При ЕТО сливается отстой из топливных фильтров, машина заправляется топливом, проверяется уровень масла в топливном насосе высокого давления и регуляторе частоты вращения коленчатого вала (для двигателей без централизованной смазки ТНВД).

При ТО-1 выполняются работы, предусмотренные ЕТО, а также сливается отстой из топливных баков, проверяется состояние фильтрующих элементов фильтров грубой н тонкой очистки, действие пусковых устройств, механизма останова, при необходимости регулируется частота вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу.

При ТО-2 дополнительно к перечисленным работам промывается воздушный фильтр, заменяются фильтрующие элементы фильтров грубой и тонкой очистки, проверяется герметичность системы, циркуляция и давление топлива в системе, момент подачи топлива в цилиндры. При необходимости снимаются форсунки, проверяются и регулируются на стенде.

При СО промываются топливные баки и фильтры топливоприемников в баках, заменяется топливо на сорт, соответствующий периоду эксплуатации. При необходимости снимаются и проверяются на стендах: топливный насос высокого давления на начало, величину и равномерность подачи топлива отдельными секциями; топливоподкачивающий насос на величину подачи и создаваемое им давление.

Характерными неисправностями системы питания дизельного двигателя являются: затрудненный пуск, неравномерная работа, дымление, снижение мощности дизеля.

Затрудненный пуск возможен из-за недостаточной подачи топлива в цилиндры. Причинами недостаточной подачи топлива могут быть: наличие воздуха в системе питания, засорение фильтров, неисправность топливоподкачивающего насоса, снижение давления впрыска в результате износа плунжерных пар насоса высокого давления, ухудшение распыливания топлива при закоксовывании или износе сопловых отверстий распылителей форсунок.

Перебои в работе двигателя возможны в результате неравномерной подачи топлива секциями топливного насоса высокого давления, износа деталей форсунок.

Дымление (черный выхлоп) является результатом неполного сгорания вследствие преждевременной, поздней или слишком большой подачи топлива секциями насоса высокого давления, увеличения или закоксовывания сопловых отверстий форсунок.

Снижение мощности может произойти из-за засорения воздушного фильтра, нарушения регулировки угла опережения впрыска топлива, неисправностей насоса высокого давления или форсунок.

Герметичность системы питания проверяется при каждом обслуживании машины.

Негерметичность топливопроводов, работающих под давлением, обнаруживается по течи топлива при осмотре мест соединений во время работы двигателя на холостом ходу.

Негерметичность топливопроводов, работающих под разряжением (до топливоподкачивающего насоса), определяется по выделению пузырьков воздуха из-под ослабленной контрольной пробки на крышке фильтра тонкой очистки при работе двигателя минимальной частотой вращения на холостом ходу. В случае невозможности пустить двигатель место негерметичного соединения можно определить с помощью ручного топливоподкачивающего насоса.

На двигателе КамАЗ-740 проверяют совмещение меток на корпусе автоматической муфты опережения впрыска и корпусе топливного насоса в момент, когда фиксатор на картере маховика под действием пружины войдет в отверстие на маховике.

Минимальную частоту вращения на холостом ходу регулируют на прогретом двигателе с помощью регулировочного болта минимальной частоты вращения и винта буферной пружины, установленной на корпусе регулятора насоса высокого давления.

Предыдущая117118119120121122123124125126127128129130131132Следующая

Дата добавления: 2016-09-26; просмотров: 7494; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Топливный насос низкого давления дизельного двигателя

Насос ТННД также входит в состав системы питания дизеля. Он устанавливается в непосредственной близости к насосу ТНВД, соединен с ним с помощью патрубков, через которые циркулирует топливо. Дизельное топливо нагнетается из бака при помощи специальной помпы. Топливный ТННД часто называют подкачивающий насос дизельного двигателя, в его состав входят две рабочие шестерни, находящиеся в постоянном зацеплении. При их вращении создается поток солярки, направленный в сторону ТНВД.

Если замечено, что производительность топливоподкачивающего механизма ТННД снизилась, его рекомендуется демонтировать для дальнейшей очистки и промывки. Более серьезный ремонт состоит в замене элементов, вышедших из строя, на новые детали, входящие в состав специальных ремонтных комплектов.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий