Aklaypart.ru

Авто Журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое двигатель с насос форсунками

Какой дизельный двигатель лучше?

Первым легковым автомобилем, оснащенным дизельным двигателем с непосредственным впрыском, стал в 1986 году Fiat Croma.

Переломным оказался период 1989-1990 года, когда в Ауди дебютировал 2.5 TDI. Подача топлива под высоким давлением была реализована с помощью электронно-управляемого распределительного насоса (роторного) с электронным управлением от Bosch. Двигатель сразу же завоевал популярность. Хотя он был довольно громким, но покорял хорошей динамикой и низким расходом топлива.

Другой важное событие произошло в 1997 году – появилась система питания Common Rail (Alfa Romeo 156 1.9 и 2.4 JTD). Эта система после многочисленных модернизаций используется и сегодня.

В 1998 году концерн VAG представил свой ответ на Common Rail – насос-форсунки (PD, от немецкого Pumpe-Düse). Технология позволила на несколько лет превзойти большинство дизелей с системой впрыска Common Rail. Хотя мотор с насос-форсунками работал громче и грубее, но обеспечивал лучшую динамику при той же мощности и был экономичен. Система PD исчезла примерно через 10 лет после введения последующих все более строгих норм выбросов выхлопных газов. Турбодизели с насос-форсунками не вписывалась в экологические рамки даже с DPF-фильтром.

Сегодня на вторичном рынке присутствуют все три типа систем питания. Попробуем разобраться, какая из них предпочтительней для повседневной эксплуатации. Очевидно, Common Rail будет иметь преимущество, так система до сих пор используется производителями, а, значит, дизельные автомобили с таким двигателем будут сравнительно молодыми и незаезженными. С остальными системами подачи топлива все гораздо сложнее, так как цифры на одометре, скорее всего, смотаны, а реальный пробег – космический.

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?

Читать еще:  Чем отмыть тракторный двигатель

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.

Схема топливного контура

Топливо засасывается механическим топливным насосом через фильтр из топливного бака и подается по питающей магистрали в головке блока к насос-форсункам. Избыточное топливо подается обратно в топливный бак через сливную магистраль в головке блока, датчик температуры топлива и охладитель топлива.

  1. Охладитель топлива охлаждает сливаемое топливо для предупреждения попадания в топливный бак слишком горячего топлива.
  2. Датчик температуры топлива определяет температуру топлива в сливной магистрали и посылает соответствующий сигнал блоку управления двигателю
  3. Ограничительный клапан поддерживает давление в сливной магистрали на уровне 1 бар. Благодаря этому достигается постоянство давления топлива на игле электромагнитного клапана.
  4. Байпас Если в топливной системе имеется воздух, к примеру при выработанном топливном баке, ограничительный клапан остается закрытым. Воздух выжимается поступающим топливом из системы
  5. Головка блока
  6. Магистрали. Через дроссельное отверстие отводятся пары топлива, которые могут быть в питающей магистрали
  7. Топливный насос подает топливо из топливного бака через фильтр к насос-форсункам
  8. Сетка-фильтр улавливает пузырьки воздуха и газа в питающей магистрали. Затем они отводятся через дроссельное отверстие и сливную магистраль
  9. Ограничительный клапан регулирует давление топлива в питающей магистрали. При давлении топлива более 7,5 бар клапан открывается, и топливо направляется в зону всасывания топливного насоса
  10. Обратный клапан предотвращает слив топлива от топливного насоса в топливный бак при остановке двигателя (давление открытия топлива 0,2 бар)
  11. Топливный фильтр защищает топливный контур от загрязнения и попадания в него инородных частиц и воды
  12. Топливный бак
Читать еще:  Холдный двигатель плохо заводиться

Плюсы и минусы подобной организации топливной аппаратуры

  • принципиальная возможность достижения очень высокого давления впрыска, соперничающего только с сиcтемами Common Rail, у ТНВД всегда имеются соединительные трубопроводы, которые могут расширяться и не допускать подобных величин;
  • распределение функций ТНВД по цилиндрам, что даёт отказоустойчивость двигателя, из-за проблем со стороны высокого давления все цилиндры одновременно работать не перестанут;
  • снижается расход топлива за счёт точного дозирования и повышения общего КПД двигателя;
  • проще организовать более высокую степень сжатия, что особенно важно в наддувных моторах;
  • возможность неоднократного впрыска за один такт позволяет добиться более устойчивой работы и снизить шумность;
  • система поднимается на следующий уровень по экологическим нормам.

Существуют и недостатки:

  • возрастает нагрузка на привод газораспределительного механизма, что особенно чувствительно для легковых дизелей с ременным приводом, приходится принимать дополнительные меры;
  • стоимость насос форсунок гораздо выше, а их количество определяется числом цилиндров;
  • увеличиваются требования к составу и чистоте применяемого топлива, такой всеядности, которой отличались старые ТНВД, уже достигнуть не получится;
  • сложности с ремонтом форсунок, далеко не все из них предусматривают применение ремкомплектов, а замена в сборе производится обычно комплектом и обходится очень дорого;
  • обслуживание требует специальных стендов.

В некоторых применениях насос-форсунки способны конкурировать с более современной системой Common Rail. В частности, в них проще увеличивать давление впрыска, поскольку отсутствует громоздкая магистраль и сопутствующая арматура. Да и работают такие моторы несколько тише и мягче. Но главным направлением остаётся экология, а тут все преимущества на стороне магистрального впрыска. Поэтому моторов с насос-форсунками становится всё меньше. Сначала отказались от чисто механических устройств, потом пытались увеличить быстродействие установкой дополнительных управляющих клапанов, но сейчас вопрос можно считать решённым, будущее за магистральным впрыском с чисто электронным управлением.

Электронный блок управления (ЭБУ) насос-форсункой

Управление электромагнитными клапа­нами насос-форсунок и индивидуальных ТНВД осуществляется электронным блоком управления (ЭБУ). ЭБУ анализирует все со­ответствующие параметры состояния, от­носящиеся как к самому двигателю, так и к окружающей среде, и определяет момент на­чала впрыска и количество впрыскиваемого топлива для всех условий работы двигателя, что обеспечивает снижение токсичности от­работавших газов и экономичную работу двигателя. С целью компенсации разброса значений параметров всей системы начало впрыска топлива также определяется по сиг­налу BIP (начало периода впрыска). Это озна­чает, что начало впрыска синхронизировано с положением поршня цилиндра двигателя по сигналам инкрементного датчика угла по­ворота коленчатого вала.

Читать еще:  Давление масла в двигателе витц

В дополнение к основным функциям управления впрыском топлива электронный блок управления выполняет ряд дополни­тельных функций, имеющих целью повы­шение плавности работы двигателя. К этим функциям можно отнести демпфирование пульсаций, регулирование оборотов холо­стого хода и адаптивное выравнивание ра­боты цилиндров В целях соблюдения строгих требований к безопасности блок управления автоматически корректирует и компенсирует любые отклонения параметров компонентов системы впрыска от номинальных значений и при необходимости выполняет диагностику системы впрыска топлива и двигателя. Шина CAN (локальная сеть контролеров) может ис­пользоваться для сети связи системы с дру­гими компонентами автомобиля, например, ABS (антиблокировочной тормозной систе­мой), TCS (системой регулирования тягового усилия) и электронной системой управления автоматической трансмиссией.

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.

Подбор и покупка насос-форсунок

Для надежной работы системы впрыска топлива насос-форсунку подбирают по артикулу, который можно определить по коду детали, или используя VIN-код автомобиля. На каждый мотор устанавливаются только форсунки определенной модели, поэтому выбор сводится только к бренду производителя, которых не так много. Основные мировые производители, продукция которых устанавливается на конвейере — это Bosch, Denso, Siemens, Delphi.

  • Головка блока цилиндров
  • ЭБУ (электронный блок управления)
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector