Главная \ Статьи \ Устройства системы подачи топлива дизеля и ТНВД

Статьи

Статьи

« Назад

Устройства системы подачи топлива дизеля и ТНВД  14.02.2016 16:31

 

Каждый из режимов эксплуатации и нагрузки дизеля определяет оптимальный объём получаемой им топливной смеси. За правильным распределением её на каждый из имеющихся цилиндров, а также за её надёжной фильтрацией, отвечает система подачи топлива дизеля и ТНВД.

Внутри работающего двигателя, за счёт большого давления, поддерживается неизменно высокая температура, значительно превышающая порог возгорания топлива. Источником создания повышенного давления являются цилиндры, которые многократно сжимают воздух, поступающий извне. Это является основным отличие дизеля от двигателей карбюраторного типа, и главной особенностью его работы.

Смесь солярки, керосина и газойлевой фракции составляют основу дизельного топлива. В результате впрыскивания этого топлива в сильно разогретый воздух (порядка 600 градусов), находящийся в камере сгорания под цилиндром, в момент приближения самого цилиндра к ВМТ, топливо загорается. Происходит возгорания без использования свечей зажигания, которые являются неотъемлемой частью карбюраторного двигателя.

При запуске дизеля, обеспечить достаточный нагрев топливной смеси для возгорания, помогаютспециальные свечи накаливания, располагающие в камерах вихревого типа. При этом можно и ускорить запуск дизеля в принудительном режиме, если нажать на специальную кнопку, располагающуюся на приборной панели.

Дизельное топливо, поступающее в двигатель, проходит этап очистки от водяных и грязевых включений в топливном фильтре, когда смесь засасывается из бака под высоким давлением топливным насосом. При этом в самой топливной системе не должно быть воздуха, она должна быть полностью герметичной. Топливная смесь при этом равномерно распределяется во всем цилиндрам, за счёт постоянно высокого давления, создаваемого ТНВД. Простой контроль над объёмом используемого топлива можно осуществлять, просто нажимая «на газ».

Непосредственно перед попаданием в цилиндр, топливная смесь поступает через форсунки в специальную предкамеру. Для этого в двигателе предусмотрено наличие специального магнитного клапана.

Например, в таком грузовике, как КамаЗ-740, вся топливная система дизеля состоит из нескольких частей:

  • Топливного бака;
  • Фильтрующих элементов, необходимых для выполнения грубой и тонкой фильтрации топливной смеси;
  • Насосов, выполняющих подкачку и впрыск смеси;
  • Системы трубопроводов, рассчитанных на высокое и низкое давление;
  • Восьми форсунок Камаз;
  • Фильтрующего элемента воздушного потока;
  • Выпускной газопроводной конструкции, оснащённой глушителем.

Схема движения топлива в дизеле

Подкачиваемое насосом топливо из бачка идёт в топливную систему дизеля, проходя двухступенчатые фильтрующие элементы. Чтобы топливо беспрепятственно двигалось в системе, задействуются магистральные трубопроводы, рассчитанные на высокое и низкое давление.

В магистрали низкого давления, топливо хранится, фильтруется, и доставляется к насосу, имеющему повышенное давление. Магистраль высокого давления предназначается для непосредственной подачи топливной смеси к головкам цилиндров.

Форсунки при этом с определённым временным интервалом выполняют впрыскивание, а также распыляют топливо, упрощая его сгорание.

Если из бака была закачена лишняя порция топлива, то оно отправляется обратно в бак, по специальному дренажному устройству.

ТНВД – важнейшая часть топливной системы дизеля

Правильная работа топливного насоса высокого давления в дизельных двигателях является определяющим фактором их стабильной работы. Связано это с целым рядом задач, которые решает это оборудование: равномерное распределение и подача топливной смеси к форсункам, согласно действию общей схемы работы самих цилиндров.

Порционная подача топливной смеси, осуществляется при высоких показателях давления, для этих целей сам насос сделан из нескольких секций, соответствующих количеству цилиндров дизеля. Каждая из таких секций имеет свою собственную втулку поворотного типа, плунжер и гильзу, а также специальный клапан нагнетательного типа.

Работа ТНВД происходит по следующему алгоритму:

  • Пружинный и кулачковый механизмы заставляют двигаться плунжер;
  • Совершая возвратно-поступательные движения, плунжер выполняет определённую работу, которая связана с занимаемым им положением;
  • При движении механизма вниз, топливная смесь заполняет гильзу;
  • ТННД подаёт смесь по каналу и отверстие впуска, располагающееся в корпусе насоса, в место над самим плунжером;
  • После того, как механизм начинает движение вверх, отверстие для впуска перекрывается, а топливо при этом вытекает обратно в канал;
  • После перекрытия отверстия для впрыска топлива, давление многократно возрастает из-за действия пружинного механизма, и оно начинает поступать в топливопровод;
  • После того, как механизм устремляется опять вверх, сила давление начинает превышать давление, которое возникает за счёт пружины на форсунке. В итоге игольчатый механизм форсунки приходит в движение, в результате которого топливо впрыскивается в камеру сгорания. И таким образом топливная смесь будет впрыскиваться, пока плунжер будет загораживать отверстие для выпуска;
  • Затем происходит резкое падение давления над механизмом плунжера, и его пружинный механизм возвращает его обратно, приводя к тому, что клапан для впрыска закрывается;
  • После этого механизм устремляется снова вверх, заставляя смесь двигаться к каналу для слива.

Отдельно нужно сказать о том, что движение топливной смеси в форсунку, контролирует специальная рейка зубчатого типа. Используя данную рейку, плунжер ставят в строго определённую позицию, в которой его канавка совмещалась бы с отверстием для впуска. Тем самым  обеспечивается быстрый отвод смеси в топливный бак во время подъёма механизма.

Коленвал и его роль в правильной подаче топливной смеси

Частоту, при которой вращается коленвал, необходимо поддерживать в строго определённом диапазоне (делается это, конечно же, автоматически), при этом сам регулятор располагается непосредственно в ТНВД.

При правильном вращении коленвала, топливная смесь подаётся равномерно, уравновешиваясь силами центробежной природы, за счёт специальных пружинных механизмов. Как только частота начинает увеличиваться, регулятор начинает испытывать на себе некоторую силу сопротивления, и рейка топливного насоса начинает своё движение, уменьшая количество впрыскиваемого топлива.

В итоге при маленькой нагрузке при спуске, скорость вращения коленвала возрастает, а топлива в двигатель начинает поступать значительно меньше. При более низкой скорости вращения коленвала всё наоборот – подача топливной смеси возрастает.

Регулировка впрыска в дизельном двигателе

Правильная регулировка системы впрыска топлива, которая должна соответствовать частоте вращения коленвала, осуществляется муфтой (автоматического типа). Если правильно настроить момент впрыска топлива, то можно значительно увеличить эффективность работы дизеля, попутно улучшая и качество его запуска.

Здесь нужно знать о том, что есть две муфты (или, как их ещё называют, полумуфты), одна из которых является ведомой, а вторая ведущей. Муфта, являющаяся ведомой, закрепляется впереди валика топливного насоса, а ведущая – крепится на её ступице так, что свободно крутиться на ней. Ступицу от муфты отделяет специальная втулка. Распределительная шестерёнка через валик, имеющий гибкое соединение, вращает муфту ведущего типа. Соединённая с полуосями полумуфта, являющаяся ведомой, вращается за счёт их равномерного раскачивания. Чтобы не было нежелательного люфта, ведущая муфта имеет ограничительные препятствия в виде пальца груза и специального выступа. Удержание грузов происходит за счёт пружинного механизма.

Если число оборотов коленвала возрастает, то ведомая муфта проворачивается вслед за движением валика. В итоге происходит опережающий впрыск топливной смеси. Ели же обороты падают, то впрыск начинает происходить с опозданием.

Как уже было сказано выше, ведущую роль в равномерном и дозированном распределении топливной смеси в камере сгорания, играют форсунки, основной частью которых является распылитель. Отверстия распылителя дают возможность топливу впрыскиваться в виде факела.

Сами же форсунки могут быть, как открытые, так и закрытые. Причём последний тип форсунок применяется в дизельных двигателях четырёхтактного типа. А главной характеристикой являются изолированные отверстия сопл для запорных игл.

Как повысить мощность дизеля?

Значительно повышение мощности дизеля можно добиться, установив на него специальный турбинный компрессор (турбокомпрессор), который будет подавать определённые порции воздуха в камеру сгорания.Таким образом, будет получаться своеобразный наддув воздуха, поэтому саму процедуру такой подачи называют турбонаддувом.

Помимо выигрыша в мощности дизеля, получается прямая денежная выгода использования турбокомпрессора, поскольку значительно вырастает экономичность работы автомобиля.

Сам турбокомпрессор состоит из вала, на котором располагаются два колёсика, расположенные в двух корпусах.Выхлопы дизеля заставляют двигаться эти колёсики, разгоняя вал. За счёт синхронности работы колёсиков турбокомпрессора, отвод газов и забор свежего воздуха осуществляется одновременно. Таким образом, правильно установленный и работающий без сбоев компрессор (не менее 3.000 оборотов в минуту), обеспечивает увеличение крутящего момента, кратно повышая эффективность самого дизеля.