Система питания дизельного двигателя

Дизельный двигатель все больше набирает популярность среди автолюбителей, особым спросом эти установки пользуются на европейском рынке. С момента своего первого появления, агрегат, работающий на солярке, претерпел множество изменений и улучшений в своей конструкции.

Сегодня это уже не тот двигатель, который был десять лет назад, современный мотор на солярке ничем не уступает бензиновому по шумности, комфорту, экологическим показателям. А по некоторым, таким как экономичность, крутящий момент, мощность, динамические характеристики даже превосходит.

Делая свой выбор в пользу силовой установки на дизельном топливе, пользователь получает современное устройство, эксплуатация которого, с точки зрения простого обывателя, не будет достаточно сложной. Тем не менее, разница в обслуживании между бензиновым мотором и дизелем есть. Основное отличие между двумя установками, процесс воспламенения рабочей смеси.

Для его нормального осуществления не менее важно эту смесь правильно приготовить. Устройство и работа системы питания в дизельных двигателях намного сложней бензинового, чтобы правильно эксплуатировать агрегат необходимо понимать, как работает каждый её механизм.

Особенности и требование к дизельному топливу

Процесс воспламенения в дизельном агрегате происходит самостоятельно, свеча зажигания из него полностью исключена. Для подогрева воздуха, поступающего в цилиндр, может быть установлена свеча накаливания, сделано это с целью помочь мотору быстрей прогреться, при холодном запуске. При прогреве установки, свечи отключают.

Устройство топливной системы дизельного двигателя, в частности, требования, предъявляемые к ней, в основном зависят от специфических особенностей топлива. Дизель представляет собой смесь фракций, в основном керосина и газойля, полученных после извлечения из нефти бензина.

Солярка, в сравнении с бензином, обладает такими свойствами и требованиями:

• Большой вязкостью, в результате чего процесс воспламенения проходит медленней;
• Высокой температурой кипения, следовательно, испаряемость её ниже;
• Способность самостоятельно воспламеняться, пожалуй, самое главное свойство. Показатель оценивается цетановым числом, в современных видах топлива оно имеет значение 45-50, чем оно выше, тем лучше топливо.
• Чистота, это одно из главных условий нормальной подачи топлива в силовую установку. Она осуществляется посредством топливного насоса, создающего высокого давления (ТНВД), он сжимает солярку, повышая давление, после чего форсунка подаёт и распыляет её в виде тумана непосредственно в камере сгорания. Смешиваясь с горячим воздухом и одновременно сжимаясь до давления от 3 до 5 МПа, топливо само воспламеняется. При несоблюдении чистоты, подача топлива будет сильно усложнена, как результат, вся работа системы нарушена и остановлена. Поэтому в дизельных моторах очень важно использовать качественные фильтры очистки горючего от механических примесей, парафина, воды.
• Высокая плотность;
• Хорошая смазывающая способность, благодаря которой срок службы дизельных силовых установок намного превосходит бензиновые аналоги;
• Температура застывания. Этот показатель позволяет разбить топливную смесь на сорта: летние, зимние, арктические.

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.

Максимальная схожесть с дизельным мотором по смесеобразованию присуща агрегатам с инжектором, в которых подача топлива происходит путем непосредственного впрыска в цилиндр. Однако процесс и результат смешивания в этих установках все равно существенно разнится.

Принцип работы дизельного мотора

Общий принцип работы дизельного агрегата, выполняющего четыре такта в процессе эксплуатации можно описать так:

• Процесс наполнения цилиндра чистым воздухом при движении поршня в положение нижней мертвой точки, воздух проходит через впускной клапан;
• Сжатие воздуха до его максимального нагрева, поршень движется в положение верхней мертвой точки, впускной и выпускной клапана закрыты;
• Впрыск горючего в цилиндр, его смесь с воздухом и самовоспламенение, при этом вырабатывается большое количество теплоты, увеличивается давление;
• Процесс совершения полезной работы за счет движения поршня вниз, стимулирует этот процесс действие давления газов;
• Движение поршня в положение верхней мертвой точки, выброс отработанных газов через выпускной клапан.

Нормальная работа топливной системы, условия

Что бы топливная система дизельного двигателя, включающая в себя аппаратуру и механизмы, работала стабильно, необходимо выполнение определённых требований:

• В камере сгорания должна быть обеспечена высокая температура и давление;
• Топливо и воздух, смешиваясь, должны создавать определённую пропорцию;
• Вращение коленчатого вала с определённой частотой должно соответствовать углу опережения впрыска топлива;
• Параметры воздушного заряда должны соответствовать наиболее оптимальному состоянию. Это требование очень важно, поскольку при попадании топлива в неподготовленную среду работа установки будет сильно осложнена. Параметры, оказывающие сильное влияние на процесс следующие: компрессия, температура головки поршня, количество и пропорция воздуха в камере сгорания.

Что касается степени сжатия, её параметры существенно отличаются от параметров бензинового мотора. В бензиновых силовых установках она имеет значение на уровне 10, тогда как в дизельных агрегатах может быть 20 и выше. Это обусловлено тем, большая степень сжатия позволяет создать большую температуру камеры сгорания, что значительно облегчает воспламенение топливовоздушной смеси и запуск силовой установки.

Назначение топливной системы

Основное назначение системы питания дизельного двигателя, это транспортировка топлива к механизмам дозирования и распыления. Весь процесс происходит в условиях повышенного давления.

Особенностью работы системы является тот факт, что количество топлива должно подаваться строго в определённой норме, необходимой для успешной работы мотора. При увеличении либо уменьшении её возможны сбои и поломки.

Для этих целей на ТНВД устанавливается специальный прибор, всережимный регулятор.

Количество топлива и продолжительность его впрыска определяется положением цилиндра прибора, а начало и завершение процесса, зависит от прохождения определённых отверстий плунжером, которые имеются в цилиндре. Сам же уровень впрыска определяется давлением, при котором начинает открываться форсунка.

Система питания, устройство

Система питания дизельного двигателя характерна сложным строением, она включает в себя целый комплекс различных устройств. Для обеспечения правильного функционирования, топливо надо не просто подать к форсункам, а сделать это, выдержав определённое высокое давление. Это условие необходимо, поскольку только так производится точная регулировка топливной порции впрыска в цилиндр.

Система питания топливом выполняет следующие функции:

• Порционное дозирование топлива в зависимости от нагрузки и режима работы силовой установки;
• Подачу горючего в рабочую камеру с учётом заданного временного промежутка и определённой интенсивностью;
• Максимально эффективное распределение топливного тумана таким образом, что бы он равномерно обволакивал весь объём рабочей камеры;
• Максимальная очистка горючего перед подачей к механизмам и форсункам.

Схема системы питания

Схема системы питания дизельного двигателя включает в себя основные компоненты, в число которых входят:

• Бак для топлива;
• Фильтры очистки топлива (грубой и тонкой);
• Насос топливный, подкачивающий;
• Насос топливный, создающий высокое давление (ТНВД);
• Форсунки;
• Трубопровод для перекачки топлива под низким давлением;
• Трубопровод высокого давления;
• Фильтр воздушный

Схема топливной системы имеет вспомогательные компоненты, к которым можно отнести электрические насосы, детали выпуска отработанных газов, фильтры очистки от сажи, глушители и т.п. Общее устройство системы питания предполагает деление топливной аппаратуры на две группы:

• Аппаратура, подводящая топливо;
• Аппаратура, подводящая воздух.

Топливная аппаратура дизельных двигателей может иметь различное устройство, система разделённого типа, на сегодняшний день является наиболее распространенной. Для этой системы характерно разделение ТНВД и форсунок на отдельно функционирующие устройства. Топливо проходит путь по путепроводам высокого и низкого давления. Проверка шлангов подачи топлива является обязательным условием эксплуатации силовой установки.

Хранение, фильтрация и подача к ТНВД происходит при невысоком давлении. После чего, топливный насос поднимает давление в системе для правильного дозирования и подачи порции топлива в камеру сгорания в нужный момент.

Систему питания дизельного мотора обслуживает два насоса:

• Насос, создающий высокое давление;
• Насос, подкачки топлива.

Насос подкачки топлива осуществляет подачу солярки из бака к фильтрам грубой и тонкой очистки и дальше к насосу, создающему высокое давление. Этот путь жидкость проходит с относительно невысоким показателем давления.

Проходя ТНВД, давление топлива нагнетается до высокого уровня. Порядок работы цилиндров определяет подачу рабочей смеси. Насос, создающий высокое давление имеет несколько секций, каждая из которых отвечает за определённый цилиндр двигателя.

Устройство системы питания дизельного двигателя, осуществляющего два такта, может иметь неразделённый тип. Для таких систем применяется специальное устройство, насос-форсунка. Это своего рода объединение топливного насоса, создающего высокое давление и форсунки в один прибор.

Такие моторы имеют небольшое распространение, поскольку срок службы изделия намного меньше, работа происходит жестко, с большим шумом. Конструкция не предусматривает наличие магистрали высокого давления.

Конструктивный принцип работы системы питания дизельного двигателя, получившего наибольшее распространение, предусматривает расположение форсунок в головке блока цилиндров. Основная задача такого расположения, точное распыление топлива в камере сгорания. К ТНВД, поступает большой объём солярки, её излишки отводятся обратно в бензобак по дренажным трубам.

Форсунки могут быть двух типов:

• Закрытого типа;
• Открытого типа.

Более широкое применение имеют форсунки закрытого типа. В устройстве таких форсунок есть специальная запорная игла, которая закрывает отверстие подачи топлива. Поэтому, полость форсунки соединяется с камерой сгорания только при открытии отверстия и впрыске жидкости.

Common Rail

После значительного ужесточения экологических норм для дизельных силовых установок, система питания моторов, работающих на солярке, подверглась изменениям.

Схема подачи топлива, когда смесь воздуха и горючего поступает в рабочую камеру при атмосферном давлении, стала называться Common Rail. Как результат, за счет такого принципа можно снизить расход и увеличить мощность установки. Кроме того, схема получила широкое применение, благодаря снижению шума и увеличению крутящего момента мотора. На сегодня, каждый второй автомобиль оснащен данной системой.

Однако, как и у каждого механизма, есть и недостатки. Например, для этой системы требуется качественное топливо, небольшое загрязнение способно привести к полной остановке агрегата, поскольку работа форсунок будет заблокирована.

Чёрный дым, сизый дым, вибрации и стук: как правильно проверять дизельный мотор

Не зря дизель часто называют экономией в рассрочку: если первому владельцу машины он действительно часто обходится дешевле бензинового в силу топливной экономичности, то следующий владелец часто вынужден за эту экономию расплачиваться. Да, к сожалению, возрастные проблемы дизелей бывают достаточно дорогими, а их решение – делом неблагодарным. Как обезопасить себя от необходимости расплачиваться за чужой кредит? Внимательно проверять состояние такого мотора перед покупкой машины на вторичном рынке.

Немного общих слов

Само собой, в общих чертах осмотр бензинового и дизельного мотора не сильно отличаются: нужно посмотреть, чтобы двигатель не истекал маслом и антифризом, чтобы в расширительном бачке антифриз стоял по уровню, чтобы был в норме уровень масла, чтобы не было посторонних звуков. Но в силу отсутствия как таковой системы зажигания и особенностей топливной аппаратуры оценить остаточный ресурс дизеля сложнее. Зато и отказаться от него проще: достаточно увидеть только сизый дым. Или чёрный. Или всё-таки белый?

Основная особенность дизельный машин – это пробег, который обычно больше, чем у таких же машин с бензиновыми моторами. Дизельные машины почти всегда покупают с расчётом на большой пробег, иначе их преимущества не успевают раскрыться полностью. Соответственно, и на вторичном рынке с дизелем нужно быть внимательным: у них очень любят скручивать пробег. Часто такие машины покупают те, кто много времени проводит на трассе, поэтому по состоянию руля, педалей и прочих «крутилок и вертелок» в салоне оценить пробег сложно. Лучше всего, конечно, пользоваться диагностическим сканером, а если нет и его, то хотя бы покупать отчёты в Интернете, недостатка в которых сейчас нет. Цена ошибки при определении истинного пробега может быть велика.

Честно говоря, не знаю, почему у нас к дизелям многие до сих пор относятся с пренебрежением. Сейчас уже не те времена, когда дизельная машина напоминала тарахтящий вонючий грузовик. Современный дизельный мотор (точнее, турбодизельный – атмосферных моторов на тяжёлом топливе не выпускают уже давно) – штука вполне комфортная, тяговитая и экономичная. А в некоторых случаях дизельный мотор на какой-то модели в принципе лучше, чем бензиновый. Например, на многих Пежо и Ситроенах, где бензиновый ЕР6 – это единственный доступный мотор (причём далеко не лучший во всех отношениях), а дизели у PSA очень даже неплохие. Почему бы не рассмотреть в этом случае дизель?

Понятно, что жители северных регионов часто не рассматривают дизели из-за сложностей с зимними пусками вкупе с частым отсутствием нормальной зимней солярки. Это справедливо: в некоторых регионах бензин будет лучше. Но в целом для современного дизеля те же самые -25 градусов – не проблема. Если, конечно, этот современный дизель исправен.

Итак, на что смотреть?

Начнём с начала. Как я уже говорил, первый осмотр начинается ровно так же, как и осмотр бензинового мотора. Но если чаще всего у атмосферного бензинового двигателя следы масла можно обнаружить под клапанной крышкой (течь прокладки клапанной крышки – очень популярный повод для торга), то у дизеля надо искать следы запотевания турбины и патрубков. Основная причина повышенного расхода масла дизеля – это как раз турбина. Её ремонт обычно стоит хороших денег (даже если в ней можно заменить отдельно картридж), поэтому никакого масла снаружи быть не может. К сожалению, диагностировать турбину на глаз невозможно. Но после пуска мотора можно увидеть, что она требует ремонта. Об этом – чуть ниже. Пока только смотрим, чтобы из неё не сочилось масло.

Ещё одна важная деталь турбины – это её оригинальность. Если продают машину с пробегом 100 тысяч, а вместо ККК или чего-то подобного стоит китайская деталь, нужно проверить истинность пробега. Так рано турбины обычно не разваливаются.

Лучше всего определить состояние турбины поможет выхлоп. Газовать на холодном моторе смысла нет: в отличие от бензинового, даже холодный дизель имеет право немного дымить (даже при наличии сажевого фильтра). Поэтому прогреваем машину (не забываем, что в случае с дизелем лучше делать это на ходу) и приступаем к манипуляциям с педалью газа.

Тут нужен помощник. Первый раз он должен нажать на газ и несколько секунд держать чуть повышенные обороты (2500-3000, что для любого дизеля много). Повалил дым любого цвета – всё, можно уезжать. На прогретом дизеле дыма на этих оборотах хотя бы первые несколько секунд быть не может. Точнее, может, но это говорит как минимум об изношенной поршневой. Если на этом этапе дыма почти нет, можно перейти ко второму: нажать на педаль газа на несколько секунд сильнее, чтобы обороты поднялись хотя бы до 4000. И смотрим на дым.

Как ни странно, но наиболее безобидный результат – это чёрный дым. Он означает, что из трубы вылетает несгоревшая солярка. Причин может быть много: от дырявых патрубков до текущих форсунок и мёртвой турбины. Если есть желание, можно разбираться в этом вопросе дальше (хотя бы проверить герметичность впуска, есть моторы, у которых классическая причина такого дыма – дырявые патрубки интеркуллера, и это восстанавливается не слишком дорого). Если желание начать жизнь с этой машиной с ремонта отсутствует, лучше искать другой вариант. В целом тут есть одно правило: чем раньше в этом случае повалит чёрный дым, тем хуже.

Если после этого заглушить мотор, запустить его снова и увидеть, что пуск горячего мотора происходит не сразу, то есть большая вероятность неисправности именно форсунок, которые переливают топливо. А может быть, и ТНВД. В общем, тут нужна качественная диагностика.

В идеальной ситуации дыма после нескольких секунд работы при оборотах больше 4000 быть не должно.

Синий дым – это, как известно, признак сгорающего масла. То есть, тут набор проблем несколько иной. Скорее всего, неисправна турбина, но вполне может быть, что мотор уже растерял компрессию. В любом случае синий дым хуже чёрного, и устранение причин его появления обходится обычно дороже.

Не надо слушать тех, кто говорит, что дым появился после какой-то «чиповки». Да, такое действительно может быть (если, например, в программе неправильно настроен наддув), но сути дела это не меняет: проблема с наддувом есть, и её придётся устранять.

Если вдобавок к этому синему дыму машина с трудом запускается на холодную, то причина, скорее, именно в компрессии. Ещё раз проверяем истинность пробега.

Кстати, если повезло покупать машину в холод (не обязательно при отрицательной температуре, свечи обычно включаются при +8), обязательно смотрим на приборной панели индикацию работы свечей накаливания. Если значок не гаснет, есть вероятность, что какая-то из свечей не работает, и об этом желательно узнать до покупки машины. Впрочем, если свечи не работают, холодный пуск будет трудным, и это будет заметно.

На всякий случай можно вытащить масляный щуп и попробовать найти в масле солярку. Если проблема с компрессией (читай – с кольцами, в том числе и с маслосъёмными) есть, то будет в поддоне и солярка. Конечно, в разнос современные дизели идут реже, чем старые ЯМЗ, но и остановить их сложнее. Тут уже бессмысленно затыкать водительской фуфайкой воздухозаборник. Остановить разнос такого дизеля часто невозможно, особенно – на машине с АКП (на механике шансов больше – можно попытаться перегрузить мотор высокой передачей). Одним словом, солярка в масле – это очень плохо.

Ещё один хороший способ проверить дизель – это покататься на своей машине за машиной продавца и посмотреть на цвет дыма в различных режимах движения.

Ну и не забываем про слух. Все знают, что дизельный мотор работает с характерным стуком, но всё же этот стук не должен напрягать. Хорошо стучать могут даже форсунки, а некоторые из них (обычно пьезофорсунки) не ремонтируются в принципе и стоят как половина мотора. Тут желательно для референса иметь заведомо исправный дизель той же модели, чтобы послушать сначала его, а затем сравнить.

Дела семейные

В материалах о подержанных дизельных автомобилях мы часто говорим фразу «типично дизельные проблемы». Что к относится к этим семейным дизельным проблемам? Турбина, ТНВД, форсунки и «системы экологии». В этом списке чаще всего подводят как раз системы экологии, коих в современных дизельных автомобилях выше крыши.

Нет ничего страшного в том, если у машины заглушен EGR. Важно только понять, насколько грамотно он заглушен. Никаких заглушек из консервных банок быть не может – это явный признак неправильного и слишком дешёвого подхода. Конечно, заглушка должна быть, но она должна быть вырезана из толстого металла. Кроме того, EGR должна быть отключена программно. Часто вместо её программного отключения просто стирают раздел диагностики системы, что неверно в принципе. Но глазами этого вы не увидите. Да и обычным сканером тоже: он просто не будет показывать никаких ошибок. Тут надо считывать прошивку и ковыряться в её файлах, что никто перед покупкой машины делать, конечно, не будет. Это плохо, поэтому нужно убедиться, что хотя бы физически в EGR расправились не варварским способом.

То же самое относится к сажевому фильтру (при его наличии в заводской комплектации). Хотя тут ситуация немного иная: сажевый фильтр лучше бы на машине оставлять. Если EGR глушат хотя бы потому, что он сильно загрязняет впуск, то сажевый фильтр ничего не загрязняет. Другое дело, что часто его удаляют комплексно, вместе с EGR. Не буду говорить о том, хорошо это плохо, но отмечу, что если EGR в пробах на холостых оборотах можно угробить и за 30 тысяч пробега, то сажевый фильтр живёт дольше. Поэтому опять же смотрим на пробег: если продавец убеждает, что пробег машины 70 тысяч километров, а сажевого фильтра уже нет, есть вероятность, что пробег заметно больше. Ну или что обслуживали машину кое-как, что ещё хуже.

Ещё одна экологическая система дизеля – это мочевина. Многие от неё избавляются, чтобы не покупать реагент. В этом случае тоже требуется перепрошивка, поэтому нужно смотреть, где её делали. Если в гаражах, то, скорее всего, сделана она криво, потому что программно удалять мочевину довольно сложно.

Если система AdBlue (она же SCR и всё прочее) на машине стоит, нужно проверить, как работают все её компоненты. Тут некоторые вещи стоят неприлично дорого, поэтому лучше доверить диагностику профессионалам. Даже такой, казалось бы, пустяк, как ошибка подогрева бака мочевины на каком-нибудь Мерседесе потребует вложений из трёхзначной суммы, так что придирчивость не помешает. А если подогрев не работает, но нужно помнить, что раствор мочевины замерзает при -11 градусах, так что ездить получится только летом.

Важнее, чем пробег

Дизель гораздо серьёзнее бензина относится к обслуживанию. Уехавшая от дилерского обслуживания дизельная машина частенько убивается экономией в виде редкой замены топливного фильтра, который на дизеле намного дороже, чем на бензине. А это убивает и ТНВД, и форсунки.

Если в истории ремонтов есть ремонт форсунок, надо узнать, что стало причиной этой записи. Часто ремонт форсунок вызван износом ТНВД (абразив из старого насоса убивает форсунки), и в этом случае хорошо бы узнать, что там с ТНВД. Бывает, что форсунки отремонтируют, а на ремонт ТНВД денег пожалеют. В этом случае форсунки умирают повторно, а машину «сливают».

Если установлен любой подогреватель (Вебасто или любой другой, или простой электрический послепусковой фен), он должен работать. И хотя бы какие-то документы об обслуживании жидкостного подогревателя тоже должны быть.

В целом надо всегда помнить: дизель хорош только при очень качественном обслуживании. Если же обслуживали его кое-как, он способен выпить крови намного больше, чем солярки. Ухоженный дизель радовать может, запущенный будет только бесить. Причём – за ваши немалые деньги.

Источник https://avtodvigateli.com/detali/sistema-pitaniya-dizelya.html

Источник https://www.kolesa.ru/article/chernyy-dym-sizyy-dym-vibratsii-i-stuk-kak-pravilno-proveryat-dizelnyy-motor

Источник