Топливные системы грузовых автомобилей

Топливные системы

Дизельные двигатели современных грузовых автомобилей оборудованы топливными насосами высокого давления. Это позволяет существенно повысить мощность, долговечность и уровень надежности всей топливной системы.

Главное отличие дизеля от традиционного бензинового мотора заключается в том, что топливо воспламеняется не от внешней искры, а самовозгорается при одновременном нагреве и сжатии.

Такой принцип предполагает первоначальную подачу в цилиндр воздуха, с последующим сжатием под высоким давлением. В результате сжимания воздух приобретает высокую температуру. При этом дизельное топливо подается в самом конце такта сжатия. Горючее также впрыскивается под давлением, и равномерно распыляется.

В зависимости от конкретного типа двигателя эти параметры различаются. Они могут колебаться в пределах от 100 до 2000 атмосфер. Дизели могут иметь разные конструкции, но обязательным условием является наличие блока для создания повышенного давления и форсунок впрыска топлива.

Виды подсистем питания дизельных ДВС

В настоящее время наибольшую популярность получили следующие разновидности таких конструкций:

  • На основе рядного ТНВД;
  • С применением распределительного ТНВД;
  • Концепция с насос-форсунками, в том числе и PLD секции;
  • Аккумуляторное решениеCommonRail.

Каждый из этих вариантов имеет свои достоинства и недостатки. Как показывает практика, две последних схемы считаются самыми экономичными и практичными, что обусловливает их широкое распространение.

PLD секции

Выполняют функции насос-форсунок, но отличаются от них принципиальными конструктивными особенностями. Процесс повышения физической величины происходит благодаря работе плунжерной пары. Управление осуществляется посредством применения электромагнитных клапанов. Секция плунжеров и клапаны соединяются коротким отрезком трубопровода, который характеризуется высокими прочностными характеристиками и надежностью. Он играет роль посредника между управляющими и нагнетательными элементами.

Название насосных секций Pumpe-Leitung-Duese переводится с немецкого, как «насос-трубопровод-форсунка». PLD имеют модульный тип сборки, и фиксируются в боковой части цилиндрового блока.

Из основных преимуществ использования таких секций можно выделить:

  • Работы по замене и установке выполняются быстро благодаря упрощенной конструкции;
  • Легкость в обслуживании;
  • Увеличение КПД двигателя на 35-40%;
  • Экономичный расход горючего;
  • За счет максимального процента сжигаемой горючей смеси концентрация вредных выбросов понижается;
  • Продлевается срок эксплуатации дизельного мотора.

Вся схема удачно и грамотно продумана, например, появляется возможность детального обзора элементов. Это в свою очередь помогает вовремя обнаружить утечки ДТ.

Единственным нюансом при использовании PLD считается повышенная чувствительность к качеству ГСМ. Составляющие конструкции негативно реагируют на наличие разнообразных примесей в ДТ. Большая концентрация посторонних добавок может привести к быстрому износу топливного блока. Также, продлить жизнь насосным секциям помогает своевременное техобслуживание, диагностика и замена масла.

Система впрыска CommonRail

Подобные конструкции подачи топлива разработаны немецкой группой компаний BoschGmbH в 1997 году. Сегодня свыше 70% новых грузовых авто с дизельным мотором оснащаются именно Common Rail. Принцип функционирования заключается в том, что топливо поступает в единый аккумулятор посредством насоса ВД. Этот накопитель имеет внушительный объем, являясь своеобразной магистралью.

За счет использования этого механизма удается снизить расходы горючего, понизить содержание токсичных веществ в отработанных газах, а также сделать работу двигателя на порядок тише. Конструктивные особенности позволяют регулировать параметры топливного давления и точный момент впрыска в широком диапазоне. Это возможно благодаря сегрегации процессов сжимания и впрыска.

Устройство и принцип работы КоммонРейл

Система сформирована несколькими основными составляющими. Это контуры высокого, низкого давления и электронные управляющие датчики. В контур НД входят:

  • Бак для горючего;
  • Подкачивающий насос шестеренчатой или роликовой конструкции;
  • Отстойник или фильтр для нефтепродуктов;
  • Топливопровод НД;
  • Теплообменник.

Элементами контура высокого давления являются:

  • Насос ВД с дозирующим клапаном;
  • Топливный аккумулятор или рампа с регулятором давления;
  • Топливопровод ВД;
  • Специальные форсунки.

Предусмотрена целая система управляющих датчиков, информация с которых передается на единый электронный блок управления, где и выполняется обработка и преобразование сигналов. Согласно заданной программе блок просчитывает оптимальное число и момент впрысков в каждом цилиндре.

При поступлении нужного объема топлива в рампу электроника подает сигнал на открытие тех форсунок, которые соответствуют данному циклу. Во время одного цикла выполняется целый ряд впрысков. Их разделяют на несколько этапов:

  • Предварительный. Служит для повышения показателей давления и температуры в сжимающей камере. В результате ускоряется самовоспламенение топлива. При холостом ходу осуществляется два таких впрыска, с увеличением оборотов достаточно одного. Когда двигатель работает на полную мощность предварительные впрыски не выполняются;
  • Основной. Необходим для нормальной работы мотора;
  • Дополнительный. Помогает увеличить температуру подогрева обработанных газов. Это гарантирует полноценное сгорание выхлопных продуктов, а значит, сокращает количество вредных выбросов в окружающую среду.

Распространенные виды неисправностей CommonRail

При управлении грузовым автомобилем возникает заметная потеря мощности двигателя, ухудшается запуск двигателя в зимнее время, наблюдаются посторонние шумы в моторе, цвет выхлопов становится радикально черным или белым? Это первые признаки неисправности топливной системы.

К часто встречающимся причинам неисправностей относят:

  • Поломка форсунок. В этом случае машина глохнет даже при полном наборе скоростного режима. Характерным симптомом такой неисправности является кратковременное восстановление функций. Другими словами, после определенной паузы двигатель может отстояться и продолжить работу. Решить проблему помогает замена неисправной форсунки;
  • Выход из строя топливного насоса. Это в основном происходит из-за неисправностей в датчиках и инжекторах;
  • Попадание грязи и пыли во внутренне пространство ТНВД. Загрязненное топливо разносит по всей системе посторонние частицы, что приводит зачастую к замене оборудования;
  • Нарушение фиксации форсунки. Изношенные крепления приводят к подъему форсунок. Как следствие, выхлопные газы прорываются и забивают технологические проходы, пазы.

Как правило, отказы системы вызваны плохим качеством дизельного топлива и механическим износом внутренних элементов.