8 основных элементов системы питания дизельного двигателя

Система питания дизельного двигателя состоит из большого числа деталей и элементов, без которых работа силового агрегата будет невозможна. Если появляется необходимость самостоятельного ремонта мотора такой конструкции, то следует хорошо изучить назначение каждого узла, который используется для доставки горючего в камеру сгорания.

Общее устройство системы питания дизельного двигателя

• Топливный бак.
• Топливный насос (предпусковой).
• Топливный фильтр.
• Топливоразделительный кран.
• Топливопровод.
• Бачок для сбора топлива.

Непосредственно на дизельный двигатель устанавливаются форсунки, подкачивающий насос и насос высокого давления.

Перемещение топлива из основного бака осуществляется топливоподкачивающим насосом. Это устройство создает давление в топливной системе не более 0,1 МПа. Для удаления примесей топливо подается в фильтр тонкой очистки, а затем направляется на ТНВД, в котором давление повышается до 50 МПа. Из насоса высокого давления солярка подается к форсункам, через которые впрыскивается в цилиндры. Предпусковой насос функционирует только с целью заполнения ТНВД и основной трубопровода топливом. После запуска двигателя это устройство отключается.

Топливный бак

Топливный бак в системе питания дизеля используется для хранения солярки. Для обеспечения продолжительной работы транспорта емкость резервуара подбирается таким образом, чтобы обеспечить бесперебойность работы двигателя при пробеге автомобиля не менее 500 км. Топливный бак дизельного автомобиля может быть изготовлен из металла или из пластика. Недостатком металлических изделий является подверженность коррозии, поэтому для предупреждения развития этого процесса изделие покрывается изнутри специальным лаком или подвергается оцинковыванию. Пластиковые изделия более легкие и не подвержены гниению, но прочность таких емкостей несколько ниже по сравнению со стальными конструкциями.

В топливный бак системы питания автодизеля также устанавливаются специальные датчики, оснащенные поплавком. Такие изделия передают электрический сигнал на приборную панель, на которой находятся элементы индикации, в том числе уровня топлива.

Топливоподкачивающий насос

Основная функция топливоподкачивающего насоса – подача топлива из бака к насосу высокого давления. Эта деталь может приводиться в движение от коленвала или распредвала, но чаще устанавливаются устройства с электрической тягой. Учитывая относительно небольшую мощность такого устройства, какой-либо существенной нагрузки на аккумуляторную батарею или генератор такой прибор не оказывает.

Топливоподкачивающие насосы может быть следующих конструкций:

• Шестеренными.
• Плунжерными.
• Коловратными.

Наиболее часто в современных двигателях внутреннего сгорания применяются устройства плунжерного и коловратного типов.

Плунжерный топливоподкачивающий насос

Топливоподкачивающий насос плунжерного типа состоит из следующих основных деталей:

• Корпуса.
• Плунжера.
• Толкателя.
• Ролика.
• Пружины.
• Штока.
• Клапанов (впускного и нагнетательного).

Принцип работы топливной системы дизеля с насосом плунжерного типа следующий:

• При закрытом нагнетательном клапане и открытом впускном, топливо поступает из впускного канала в полость находящуюся над плунжером.
• Толкатель передвигается, и в это время впускной клапан закрывается под действием гидравлической силы.
• Нагнетательный клапан открывается и горючее поступает в камеру, находящуюся под плунжером.

Необходимость в подачи топлива в магистраль регулируется автоматически воздействием давления топлива на плунжер, который остается в неподвижном состоянии, пока давление в топливной магистрали не снизится.

Коловратный топливоподкачивающий насос

Системы питания дизельного ДВС большой мощности, как правило, оснащаются системам топливной подкачки коловратного типа. Устройство системы питания этой конструкции и назначения состоит из следующих элементов:

• Ротора.
• Направляющего стакана.
• Редукционного клапана с пружиной.
• Перепускного клапана с пружиной.
• Пальца плавающего типа.
• Пластин.

Принцип работы устройства следующий:

• Ротор насоса, в который установлены пластины, вращается от коленвала. Пластины ротора при вращении скользят одновременно по внутренней поверхности стакана и по окружности плавающего пальца.
• Пластины поочередно вдвигаются и выдвигаются из ротора, создавая тем самым разрежение в рабочих камерах устройства.
• Под воздействием разрежения горючее поступает в насос и вытесняется из него затем в топливную магистраль.

Если во время работы топливного насоса давление в топливной магистрали превышает определенные значения, то открывается перепускной клапан и часть жидкости возвращается во впускную часть насоса.

Предпусковой топливоподкачивающий насос

Для обеспечения работы основного топливоподкачивающего насоса необходимо заполнить всасывающую часть топливной магистрали горючим. Для этой цели применяется предпусковой топливоподкачивающий насос. В устаревших конструкциях систем питания дизельных двигателей применялись устройства мембранного типа, которые приводились в движение вручную. В современных двигателях используются центробежные топливные нагнетатели с электроприводом. Такие приборы позволяют наполнить топливную магистраль соляркой с минимальными временными издержками. Кроме того, такие устройства могут являться дублирующими для основного подкачивающего насоса.

Фильтры грубой и тонкой очистки топлива

Фильтр грубой очистки позволяет задерживать частицы размером от 20 до 50 мкм. Эта деталь размещается непосредственно перед основным топливоподкачивающим насосом.

Фильтры грубой очистки могут быть следующих типов:

• Сетчатые.
• Ленточно-щелевые.
• Пластинчато-щелевые.

В сетчатых изделиях основным рабочим элементом является металлическая сетка. Для обеспечения оптимальной пропускной способности и компактности, фильтрующий элемент изготавливается в форме цилиндра, но могут также встречаться детали с секциями в форме диска, устанавливаемыми в трубку с отверстиями.

Ленточно-щелевые изделия состоят из корпуса, в котором помещается гофрированный стакан с намотанной профильной лентой. Очистка топлива осуществляется при просачивании топлива между гофрированным стаканом и лентой.

Пластинчато-щелевые фильтры изготавливаются в виде полого цилиндра, который состоит из кольцевых дисков с отгибными выступами.

Фильтры грубой очистки также могут быть дополнительно оснащены отстойником. Эта функция позволяет удалять воду и другие тяжелые примеси, попадающие в топливо из бака.

Топливный фильтр тонкой очистки, рассчитанный на удержание мельчайших частиц (до 2 мкм), устанавливается между подкачивающим насосом и ТНВД. Изделия могут быть следующих конструкций:

• Картонные в форме «многолучевой звезды».
• Картонные в виде дисков.
• Каркасного типа с минеральной ватой или намотанными на внутренний каркас нитями, используемыми в качестве адсорбирующего наполнителя.

При загрязнении фильтров тонкой очистки их необходимо заменить новыми изделиями. Фильтры грубой очистки допускается промывать в растворителе для восстановления пропускной способности.

ТНВД: устройство и принцип работы

Топливный насос высокого давления (ТНВД) необходим для создания необходимого давления, чтобы обеспечить точное дозирование топлива при подаче в камеру сгорания через форсунки. Конструкция ТНВД во многом зависит от мощности двигателя, на который устанавливается данная деталь. В легковых автомобилях, оснащаемых относительно небольшими дизелями, применяются топливные насосы высокого давления с одним плунжером, на мощных авто – многоплунжерные конструкции.

ТНВД состоит из следующих элементов:

• Корпуса.
• Штуцера.
• Нагнетательного клапана.
• Поворотной втулки.
• Роликового толкателя.
• Возвратной пружины.
• Зубчатой рейки.
• Плунжера.
• Кулачкового вала.

Работа ТНВД осуществляется следующим образом:

• Кулачковых вал вращается от коленвала посредством шестерни.
• При вращении кулачковый вал перемещает роликовый толкатель.
• Роликовый толкатель приводит в движение плунжеры, которые поднимаются вверх.
• Обратное движение плунжера осуществляется за счет усилия возвратной пружины.

Когда плунжер находится в нижнем положении, то очищенное от примесей топливо посредством насоса предварительной накачки перемещается в специальный канал, а затем в надплужерную емкость. После перемещения плунжера вверх впускной клапан закрывается, и топливо под  большим давлением направляется к форсункам.

Механизм всережимного регулятора

Механизм всережимного регулятора представляет собой устройство, которое предназначено для поддержания заданной частоты вращения коленвала, в том числе в режиме холостого хода. Механизм состоит из тяг, пружин и упорных устройств, которые связаны с зубчатой рейкой насоса высокого давления.

Форсунка

Форсунка применяется с целью распыления топлива в цилиндры двигателя. Такое устройство состоит из следующих элементов:

• Корпуса.
• Иглы.
• Распылителя.
• Направляющего штифта.
• Накидной гайки.
• Штока.
• Пружины.
• Винтом регулировки.
• Втулки.
• Гайки.
• Штуцера.
• Фильтра.

Горючее направляется к форсунке через штуцер, затем проходит через фильтрующий элемент и поступает в распылитель. После достижения заданного значения давления топлива, рабочая часть иглы перемещается, преодолевая усилие пружины, и топливо поступает в камеру сгорания.

Аккумуляторная система питания топливом

Системы питания дизельного мотора с ТНВД имеют один существенный недостаток – низкие экологические показатели. Устройство нагнетания топлива этого типа не могут создать необходимые условия для полного сгорания топлива, поэтому при работе двигателя образуется значительное количество сажи. Системы питания с аккумулятором давления (рампой) позволяет создать оптимальные условия для воспламенения горючей смеси. Кроме наличия общей емкости для всех форсунок, основные дозирующие элементы приводятся в движение за счет работы электрических клапанов, что позволяет максимально оптимизировать работу дизельного двигателя практически по всем параметрам.