2.17.7.1 Система питания дизельного двигателя
2.17.7. Система питания дизельного двигателя
2.17.7.1. Принцип работы дизельного двигателя
| ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ |
Система питания дизельного двигателя
| 1. Топливный фильтр – не перепутать соединения. Направление сечения помечено стрелками 2. Кольцо 3. Регулировочный клапан 4. Трубопровод обратной подачи топлива (к топливному баку) 5. Стопорная скоба 6. Трубопровод подачи топлива (от топливного бака) 7. Винт слива воды 8. Болт, 25 Н·м. 9. Полый винт, 25 Н·м – пустотелый винт трубопровода обратной подачи топлива помечен «ООТ» | 10. Выключатель тяги, 40 Н·м 11. Топливный насос высокого давления (ТНВД) 12. Форсунка, 70 Н·м 13. Теплоизолятор 14. Трубопровод, 25 Н·м 15. Болт, 15 Н·м – при разгерметизации подтянуть моментом не более 25 Н·м 16. Соединительный патрубок 17. Фиксатор 18. Амортизатор 19. Держатель 20. Консоль 21. Шестерня ТНВД 22. Гайка, 45 Н·м |
В дизельном двигателе в цилиндры, при движении поршня вниз, всасывается чистый воздух и резко сжимается. При этом температура в цилиндрах поднимается выше температуры воспламенения дизельного топлива. Если поршень находится перед ВМТ, то в нагретый до температуры +700–900° С впрыскивается дизельное топливо, которое самовозгорается, так что свечей зажигания не требуется.
При холодном двигателе только сжатием температуры воспламенения не достичь. В этом случае необходимо подогреть двигатель. Для этого в вихревой камере находится свеча накала, которая подогревает камеру сгорания. Блоком управления временем накала свечи накала обеспечиваются током как во время, так и после запуска двигателя. Кроме того, дизельный двигатель имеет ускоритель холодного запуска, который перед запуском управляется дросселем, кнопка которого находится на щитке приборов. В результате вытягивания ускорителя холодного запуска плунжер распределителя впрыска топливного насоса высокого давления (ТНВД) переставляется примерно на 2,5° раньше. При этом топливо в раскаленный воздух впрыскивается тоже раньше и холодный двигатель запускается быстрее. Как только двигатель достигнет рабочей температуры, тросик ускорителя холодного старта необходимо вернуть в исходное положение, утопив до конца кнопку на щитке приборов.
Топливо ТНВД забирается непосредственно из топливного бака. В ТНВД топливо, перед впрыскиванием, сжимается до 130–160 бар, затем подается в цилиндры двигателя в порядке их работы. Одновременно регулятор ТНВД отмеряет топливо в зависимости от положения педали газа. Через форсунки дизельное топливо в определенный момент времени впрыскивается в форкамеру соответствующего цилиндра. Благодаря форме форкамеры или вихревой камеры, поступающий воздух получает при сжатии определенное завихрение, в котором топливо оптимально смешивается с воздухом.
Прежде чем топливо поступит в ТНВД, оно проходит через топливный фильтр, в котором оно очищается от загрязнений и воды. Поэтому очень важно своевременно, согласно предписанному обслуживанию, чистить или заменять фильтр.
ТНВД не требует ухода. Все движущиеся части насоса смазываются дизельным топливом. ТНВД – приводится в действие от коленвала зубчатым ремнем.
Так как дизельный двигатель является двигателем с самовоспламенением горючей смеси, не требующей системы зажигания с распределителем зажигания, то он имеет магнитный клапан. При выключении зажигания подача напряжения к магнитному клапану прерывается и клапан перекрывает топливный канал. Этим обеспечивается прекращение подачи топлива прежде чем замок руля закроется. При запуске двигателя к магнитному клапану, при включении стартера, подается напряжение, и он открывает топливный канал.
Источник статьи: http://automn.ru/opel-astra/opel-25352-10.m_id-2797.m_id2-2815.html
Система управления дизельного двигателя. Общая информация
Внимание: При выполнении работ по обслуживанию или замене элементов системы подачи топлива соблюдайте соответствующие меры безопасности (см. Раздел 1)!
1. Электронная система управления двигателем обеспечивает следующие возможности:
- a) Точная дозировка топлива в любом режиме эксплуатации, что обеспечивает малый расход топлива при высокой мощности;
- b) Уменьшение содержания вредных веществ в отработавших газах благодаря точному дозированию топлива и применению каталитического преобразователя;
- c) Обороты холостого хода и ограничение максимальной частоты вращения коленчатого вала устанавливаются и регулируются автоматически.
2. Элементы системы управления двигателем сохраняет высокую работоспособность в течение длительного времени и практически не требует обслуживания. В регулярных заменах в ходе проведения технического обслуживания автомобиля нуждаются лишь такие элементы системы питания, как воздушный и топливный фильтра.
3. При работе дизельного двигателя в его цилиндры всасывается чистый воздух. который сжимается до высокого давления. При этом температура воздуха поднимается до 600°С, что превышает температуру воспламенения дизельного топлива. Топливо впрыскивается в цилиндр с некоторым опережением и воспламеняется. Таким образом, свечи зажигания для воспламенения топлива не используются.
4. При эксплуатации автомобиля в условиях низких температур наружного воздуха температура воздуха внутри цилиндров после сжатия может оказаться недостаточной для самовоспламенения топлива. В этом случае необходимо произвести предварительный подогрев входящего воздушного потока. Для этого в камерах сгорания установлены свечи накаливания, нагревающие их до необходимой температуры. Длительность предварительного накаливания зависит от температуры наружного воздуха и регулируется системой управления двигателем через реле преднакала. При активации свечей накаливания на панели приборов загорается соответствующая контрольная лампа (см. Главу «Органы управления и приемы эксплуатации», Раздел 16).
5. Топливо засасывается из топливного бака электрическим топливным насосом и подается к топливному насосу высокого давления (ТНВД). Перед поступлением топлива в ТНВД оно очищается в топливном фильтре от загрязнений и воды. ТНВД даже при низких оборотах создает очень высокое давление топлива в системе впрыска. От ТНВД топливо через распределительную магистраль подается к форсункам цилиндров.
6. Для дизельных двигателей существуют три способа впрыска топлива: вихрекамерный впрыск, предкамерный впрыск и непосредственный впрыск.
7. При вихрекамерном и предкамерном способах топливо впрыскивается в предварительную камеру (форкамеру) соответствующего цилиндра где оно смешивается с воздухом и создает уже готовую рабочую смесь, при этом часть топлива сразу же воспламеняется и сгорает. За счет завихрений воздушного потока и разогрева при сгорании части топлива рабочая смесь становится более однородной и прогретой. Этим обеспечивается полнота сгорания топлива при попадании в цилиндр и более высокая эффективность рабочего цикла двигателя. Основным недостатком данных способов впрыска является усложнение конструкции двигателя. Непосредственный впрыск продолжает оставаться наиболее распространенным и самым экономичным.
8. При непосредственном впрыске топливо подпадает непосредственно в камеру сгорания через распылитель форсунки. Каждый распылитель имеет, как правило, 4-6 очень тонких отверстий, высверленных под различными углами, через которые осуществляется распыление топлива в специально заданных направлениях. Обычно в днище поршня имеется вихревая камера. Вихревые камеры могут иметь различную форму, которая согласуется с направлениями распыления топлива, способствует лучшему смесеобразованию и более эффективному сгоранию рабочей смеси.
9. Для непосредственного впрыска на моделях Astra/Zafira используется «Common Rail» — общая для всех цилиндров топливораспределительная магистраль (см. сопр. иллюстрацию). Она освобождает ТНВД от функции распределения топлива, что позволяет насосу создавать более высокое давление — на моделях с рабочим объемом двигателя 1.7 л максимальное давление впрыска составляет примерно 1400 бар, а на других двигателях — примерно 1600 бар — это способствует очень тонкому распылению топлива, за счет чего улучшается процесс смесеобразования в цилиндрах и повышается КПД сгорания рабочей смеси. Топливораспределительная магистраль (Common Rail) выполнена в виде коллектора, от которого топливо подается к отдельным форсункам.
16.9 Система впрыска Common-Rail (двигатели Z13DTH/Z19DT(H))
1 Топливный фильтр
2 Регулятор давления
3 Топливный насос высокого давления
4 Топливораспределительная магистраль (Common-Rail)
5 Да тчик давления
6 Форсунка
7 Топливный бак
8 Электрический топливный насос
9 Электронный модуль системы управления двига телем
Пунктирные стрелки — направление электрических сигналов
Короткие стрелки — направление потока топлива
10. На двигатель устанавливаются форсунки с электромагнитным элементами управления, получающие сигналы от системы управления двигателем, которая регулирует количество топлива, подаваемого в цилиндр.
11. ТНВД не требует проведения специальных работ по ТО. Смазывание всех подвижных элементов топливной системы осуществляется дизельным топливом. Привод ТНВД осуществляется от коленчатого вала через зубчатый ремень привода ГРМ.
Источник статьи: http://www.opelbook.ru/astra/H/power/fuel/sistema-upravleniya-dizelnogo-dvigatelya-obschaya-informaciya
5.3.1 Система питания дизельных двигателей
Система питания дизельных двигателей
При работе дизельного двигателя в его цилиндры всасывается наружный воздух, который сжимается до высокого давления. При этом температура воздуха в результате адиабатического нагрева поднимается до уровня 700-900°С, превышающего точку воспламенения дизельного топлива. Топливо впрыскивается в цилиндр с некоторым опережением и воспламеняется. Таким образом, необходимость в использовании свечей зажигания отпадает.
Как и на бензиновых моделях система питания состоит из двух трактов: подачи топлива и подачи воздуха; управление функционированием системы осуществляет специальный электронный модуль (ECM). Более подробно принцип функционирования системы управления дизельным двигателем/снижения токсичности отработавших газов изложен в Разделе Система самодиагностики дизельных моделей (см. Часть Системы управления двигателем и снижения токсичности отработавших газов).
Система подачи воздуха
Главными особенностями конструкции впускного воздушного тракта рассматриваемого в настоящем Руководстве дизельного двигателя являются использование в нем турбокомпрессора, приводимого во вращение потоком отработавших газов, и отсутствие дросселирования на впуске (характерно для дизелей, оборудованных ТНВД распределительного типа). Дополнительное увеличение расхода воздуха наддува обеспечивается за счет его теплового сжатия в теплообменнике промежуточного охладителя (Intercooler).
Конструкция впускного воздушного тракта дизельного двигателя
1 — Воздухоочиститель
2 — Турбокомпрессор
3 — К системе выпуска отработавших газов
4 — Intercooler
5 — Выпускной коллектор
Для вращения компрессора системы наддува используется поток отработавших газов двигателя, подаваемый в корпус турбинной сборки, — рабочее колесо компрессора посажено на один вал с колесом турбины и своим вращением обеспечивает сжатие проходящего через воздухоочиститель воздуха и подачу его под напором во впускной трубопровод двигателя. Такая конструкция компрессора гарантирует незамедлительность реакции системы наддува на изменение нагрузок на двигатель, впрямую связанное с интенсивностью выпуска двигателя.
Конструкция турбокомпрессора
1 — Корпус компрессора
2 — Задняя пластина
3 — Корпус турбины
4 — Поршневое кольцо
5 — Турбина
6 — Втулка
7 — Центральный кожух 1
8 — Центральный кожух 2
9 — Центральный кожух 3
10 — Исполнительный шток
12 — Диафрагменная сборка
13 — Исполнительный механизм
14 — Резиновый шланг
В состав турбокомпрессора включены два датчика: температуры (TA) и давления воздуха наддува. На основании анализа данных, поступающих от данных датчиков PCM определяет количество поступающего в двигатель воздуха.
Промежуточный охладитель (Intercooler)
Включенный во впускной воздушный тракт турбированного двигателя теплообменник промежуточного охладителя служит для компенсации эффекта адиабатического разогрева нагнетаемого компрессором воздуха. Теплообменник установлен на выходе из компрессора и во время движения автомобиля непрерывно продувается набегающим потоком воздуха, захватываемого отформованным в крышке капота воздухозаборником, — при охлаждении воздух сжимается, что дополнительно повышает эффективность функционирования системы наддува.
 | Теплообменник промежуточного охладителя системы наддува установлен на выходе из турбокомпрессора. |
Система подачи топлива
Система подачи топлива дизельных двигателей отличается высокой степенью надежности и при добросовестном выполнении процедур регулярного обслуживания с соблюдением требований Спецификаций Главы Системы питания, управления двигателем/снижения токсичности отработавших газов и выпуска отработавших газов к типу используемого горючего должна исправно функционировать в течение всего срока службы автомобиля.
 |
Основным элементом топливного тракта дизельного двигателя рассматриваемых моделей является насос высокого давления (ТНВД) распределительного типа (VE) с электронным управлением, осуществляющий всасывание топлива через фильтр из расположенного сзади под автомобилем топливного бака и дозированную раздачу его через форсунки в камеры сгорания двигателя.
Схема организации системы подачи топлива дизельного двигателя
1 — Оборудованная предохранительным клапаном крышка заливной горловины топливного бака
2 — Двухходовой клапан
3 — Топливные форсунки
4 — Одноходовой клапан
5 — Возвратная линия
6 — В атмосферу
7 — Измеритель запаса топлива
8 — Возвратный топливопровод
9 — ТНВД
10 — Топливный фильтр
Топливный насос высокого давления (ТНВД)
Принцип всасывания и сжатия топлива в электронном ТНВД аналогичен принципу, используемому в насосах механического типа. Главным отличием электронного насоса является использование вместо центробежного корректора моментов впрыска электронного регулятора с тросовым приводом (вместо рычажного).
онструкция электронного ТНВД распределительного типа
Электронный регулятор (GE)
Исполнительный механизм GE закреплен на камере регулятора в верхней части сборки ТНВД.
Конструкция электронного регулятора ТНВД распределительного типа
1 — Катушка
2 — Магнит
3 — Возвратная пружина
4 — Ротор
5 — Сердечник
6 — Шаровая шпилька
7 — Вал
8 — Управляющий вал
9 — Магнитный фильтр
В основу функционирования регулятора положен феномен возникновения магнитного поля при подаче на обмотку катушки электрического тока. Напряженность индуцируемого поля будет прямо пропорциональна силе пропускаемого через обмотку тока, что обеспечивает возможность разворачивания ротора регулятора в требуемое положение с преодолением развиваемого возвратной пружиной усилия, — за счет вращения ротора обеспечивается контролируемое линейное перемещение управляющей муфты.
 | Принцип функционирования регулятора. |
Входящий в состав регулятора магнитный фильтр обеспечивает защиту рабочих камер насосной сборки от попадания в них посторонних предметов.
Клапан управления распределением моментов впрыска (TCV)
TCV помещается между высоконапорной и низконапорной камерами и обеспечивает регулировку давления за счет открывания при подаче электропитания.
Когда питание на клапан не подается, камеры остаются изолированными. Открывание TCV приводит к их объединению, в результате распределительный поршень смещается под воздействием развиваемого пружиной усилия в положение, обеспечивающее выравнивание давлений, — корректировка момента впрыска осуществляется за счет одновременного поворачивания роликового держателя.
Датчик положения управляющей муфты (CSP)
Датчик помещается в верхней части сборки регулятора и поставляет ECM информацию о положении управляющей муфты, перемещение которой приводит к поворачиванию на определенный угол чувствительного элемента датчика за счет изменения разности индуктивностей в его верхней и нижней обмотках. ECM сравнивает полученные данные с требуемым значением и в случае необходимости выдает команду на выполнение соответствующей корректировки путем изменения силы пропускаемого через обмотки тока.
| |
Датчик положения распределительного поршня (TPS)
TPS подсоединен к низковольтной стороне распределительного устройства, состоит из стержневого сердечника и бобины и служит для оповещения ECM о перемещении распределительного поршня, -перемещение поршня приводит к изменению индуктивности катушки датчика в результате соответствующего перемещения сердечника.
Датчик оборотов ТНВД (Np)
Датчик Np поставляет ECM информацию об оборотах ТНВД. Датчик представляет собой соленоид, реагирующий на прохождение мимо его магнита каждого из 4-х зубьев вращающейся сигнальной пластины. Вырабатываемый при прохождении зубьями через магнитное поле переменный ток преобразуется в импульсные сигналы, выдаваемые на модуль управления.
Источник статьи: http://automn.ru/opel-frontera/opel-29423-10.m_id-541.m_id2-3454.html
