Система впрыска в дизельном двигателе отличается от системы впрыска в бензиновом двигателе. В дизельном двигателе топливо воспламеняется в камере сгорания. В бензиновом двигателе топливная смесь воспламеняется. Подготовленный, вне камеры сгорания и в определенном соотношении.
Поэтому зажигание дизельного двигателя имеет свои специфические свойства. Они основаны на физических свойствах воздуха и самого дизеля. Эти свойства определяются конструктивными особенностями. Различные системы впрыска для различных систем сгорания.
Воспламенение дизельного топлива.
Поршень сжимает воздух в камере сгорания. Поршневая группа обеспечивает компрессию в камере сгорания более 25 Ва. Если это так. Температура сжатого воздуха повышается до 700 – 900 градусов Цельсия.
Нагрев воздуха в камере сгорания
Происходит нагрев воздуха. Потому что при сжатии расстояние между молекулами уменьшается. Молекулы находятся в постоянном движении. Чем меньше расстояние между ними, тем чаще они сталкиваются друг с другом. В результате высвобождается большое количество кинетической энергии. Она преобразуется в тепловую энергию. Чем больше давление, оказываемое на воздух, тем меньше расстояние между частицами. Чем выше температура сжатого воздуха, тем больше она увеличивается.
Как происходит воспламенение.
Сжатый воздух нагревается до температуры 700-900 градусов Цельсия. В точке, где поршень начинает достигать верхней мертвой точки. Форсунка впрыскивает топливо под давлением. Топливо распыляется на мелкие капли. Капля начинает испаряться от движения, и вокруг нее образуется паровое облако. Температура воспламенения дизельного топлива составляет 350 градусов Цельсия. Это происходит при температуре сжатого воздуха до 500 градусов Цельсия. Пары топлива гарантированно самовоспламеняются. И горение начинает расширяться. Это создает давление в цилиндре. Пока поршень не достигнет верхней мертвой точки. Топливо полностью воспламеняется и создает максимальное давление в камере сгорания. Это давление выполняет работу двигателя. По мере удаления поршня от верхней мертвой точки топливо будет сгорать. Это создает дополнительное давление на поршень.
Качество сгорания в значительной степени зависит от давления, под которым топливо впрыскивается в камеру сгорания. Чем быстрее и эффективнее сгорает топливо, тем выше создаваемое им давление. Чем выше давление распыления в форсунках. Чем меньше и быстрее движутся капли. Следовательно, они сгорают быстрее. Поэтому при одинаковом объеме камеры сгорания можно получить большую мощность двигателя за счет увеличения давления впрыска топлива.
Увеличение мощности двигателя
В современных системах впрыска можно увеличить давление впрыска до 2000 пар. Более высокое давление невозможно из-за конструкции двигателя внутреннего сгорания. Это означает, что двигатель может не справиться с создавшимся давлением и разрушиться.
Увеличение объёма воздуха в камере сгорания
Мощность двигателя можно увеличить за счет увеличения количества воздуха, поступающего в камеру сгорания. В воздухе содержится кислород. Чем больше воздуха в камере сгорания, тем интенсивнее горение. Цилиндр имеет рабочий объем, который нельзя изменить. Но в этот объем можно поместить больше воздуха. Если его предварительно сжать.
Это осуществляется с помощью турбокомпрессора. Это вызывает избыточное давление воздуха, поступающего в цилиндр. Это позволяет большему количеству воздуха поступать в цилиндр. Если бы поршень качал воздух сам по себе. Но когда воздух попадает в турбокомпрессор, он нагревается от температуры турбины и производимого ею сжатия. Необходимо охладить его.
При охлаждении движение молекул замедляется. В результате они начинают занимать меньший объем в пространстве. Технически говоря, воздух охлаждается с помощью радиатора. Это называется интеркулером. Интеркулер охлаждает воздух, противодействуя воздушному потоку. Когда автомобиль находится в движении. Сжатый воздух дополнительно охлаждается и нагнетается в цилиндры. Но использование интеркулера возможно только при наличии турбокомпрессора. Потому что если его использовать отдельно, он будет препятствовать поступлению воздуха в цилиндры. И никакого увеличения мощности не будет.
Топливо, поступающее в цилиндр, должно полностью сгорать. От этого зависит эффективность работы двигателя. Конечно, дополнительный воздух помогает в этом. Но это не решает проблему в целом. Двигатель работает в различных режимах. Увеличение числа оборотов. Это сокращает время, необходимое для сжигания топлива. А неполное его сжигание снижает погонную мощность. Из-за снижения давления, создаваемого на поршне. Транспортные средства перевозят различные грузы. Разные обороты двигателя требуют разного количества топлива для приведения автомобиля в движение. По этой причине постоянно разрабатываются различные системы впрыска топлива. Которые пытаются более точно регулировать количество топлива, поступающего в цилиндры. При работе на разных оборотах двигателя.
Классическая система впрыска топлива.
Основан на использовании топливного насоса высокого давления. Он распределяет давление топлива по отдельным цилиндрам. В зависимости от режима работы конкретного двигателя. Полость HPCI заполняется топливом с помощью топливного насоса. Он расположен на корпусе ТНВД и приводится в движение валом ТНВД. Насос подкачки перекачивает топливо из бака в фильтры тонкой очистки. Затем топливо поступает в топливный насос. Камера топливного насоса высокого давления заполняется. Он содержит плунжерные пары. Они захватывают топливо. И создать высокое давление. Это то, что идет к форсункам. Форсунка сконструирована таким образом, что она накапливает давление, которое получает от поршня. И когда он достигает нужного давления, он открывает каналы, через которые распыляется топливо. Это классическая схема. Насос изменяет частоту вращения коленчатого вала двигателя. Путем изменения количества топлива, подаваемого в цилиндры.
Некоторые насосы также могут изменять угол опережения зажигания. Благодаря использованию центробежных грузов. При увеличении частоты вращения двигателя вал насоса перемещается относительно привода. Эта система рассчитывается на основе средней производительности двигателя. При различных предполагаемых условиях эксплуатации. Он также не должен влиять на нагрузки, которые не предполагаются. Например, уменьшение или увеличение переносимой нагрузки. Спуск или подъем по склону. Дорожное покрытие. Топливо будет подбираться только в соответствии с требуемыми оборотами двигателя.
Следовательно, топлива либо будет недостаточно. Иначе будет поставлено слишком много. В результате топливо не полностью сгорает в цилиндрах, что приводит к низкой эффективности. Это негативно сказывается на расходе топлива и мощности двигателя, а также на экологических показателях. В конечном счете, потребность в более чистой окружающей среде определила эволюцию системы впрыска. Чем лучше топливо сгорает в камере сгорания. В окружающую среду выбрасывается меньше вредных веществ. Чем эффективнее сгорает топливо, тем выше производительность двигателя. В течение длительного времени конструкторы работали над созданием систем впрыска для дизельных двигателей.
Однако все эти разработки, как правило, были вариациями на тему системы впрыска топлива. Инъекция проводилась в полном объеме. Поэтому при работе дизельного двигателя слышен характерный стук. Топливо, впрыснутое в цилиндр, воспламеняется, давление повышается до максимума в точке TDC. Затем следует сильный взрыв.
Современная система впрыска дизельного двигателя способна запускать зажигание в несколько этапов. Как проводить предварительную инъекцию. Предварительное зажигание называется пилотным впрыском. Когда поршень проходит отметку угла опережения зажигания, происходит предварительный впрыск топлива. Небольшое количество топлива воспламеняется. Затем впрыскивается еще одна порция топлива.
Может быть проведено до 5 таких предварительных инъекций. После пилотного впрыска следует основной впрыск. Уже в горящем топливе. Основное количество топлива воспламеняется быстрее и горит более эффективно. Благодаря этому двигатель работает плавно, без резких толчков. А более полное сгорание приводит к снижению выбросов и улучшению работы двигателя. Такая инъекция может быть реализована только с помощью системы Conrail
Система Комон рейл
Впрыск контролируется электронным блоком управления. Количество впрыскиваемого топлива регулируется в зависимости от частоты вращения двигателя, оборотов двигателя и нагрузки во время движения. При традиционном впрыске дизельного топлива rail достигается максимально возможное давление впрыска. По этой причине он широко используется в современных двигателях.
Система common rail принцип работы
Насос создает высокое давление не для каждой форсунки в отдельности, а для всех форсунок одновременно. Давление нарастает в линии расширения рельсов. Все форсунки подключены к рейке. Топливо впрыскивается благодаря работе электромагнитного клапана в форсунках. Управление клапанами осуществляется с помощью электронного блока управления. На основе данных, полученных от датчиков.
- положение коленчатого вала
- положение распределительного вала
- температура всасываемого воздуха-
- температура двигателя
- давление топлива в рейке
- количество сожженного топлива
- положение педали дроссельной заслонки
В зависимости от полученных данных ЭБУ определяет время открытия и закрытия форсунок. Это необходимое количество топлива. Угол опережения зажигания.
Этот угол используется для достижения максимального сгорания при различных условиях работы двигателя.
Устройство системы комон рейл
Комбинированная рельсовая система состоит из элемента низкого давления и элемента высокого давления.
Элементы низкого давления обеспечивают подачу топлива к насосу высокого давления. Элемент низкого давления является частью элемента высокого давления. Это означает, что он должен иметь определенное значение. Для того чтобы насос высокого давления работал эффективно.
Система низкого давления состоит из линий подачи топлива. Фильтр топливной магистрали и фильтр тонкой очистки. И, как правило, шестеренчатый насос низкого давления.
Компоненты высокого давления обеспечивают рабочее давление топлива в камере сгорания.
К ним относятся:
- Насос высокого давления
- Железная дорога
- Шланги к форсункам.
- Форсунки, распыляющие топливо в камеру сгорания.
Потому что система подает давление на форсунки одновременно. Устранение неполадок становится более сложным. Если одна форсунка вышла из строя. Например, он перестал поддерживать рабочее давление. Двигатель не сможет работать. Потеря давления в одном сопле предотвращает повышение давления во всей системе.
Неплотное соединение между компонентами, находящимися под высоким давлением, также создает давление.
Например, очень часто форсунки соединяются с рельсом с помощью удлинителей (морковок) Форсунка имеет коническое отверстие. Конус удлинительной трубки помещается в это отверстие. При наличии повреждений на стыке между удлинительной трубкой и насадкой. И трубка не будет плотно входить в сопло. В системе больше не создается давление. А двигатель не хочет запускаться. Все соединения должны быть надежными и очень плотными. Малейшая частица грязи приведет к поломке. Иногда требуется ремонт форсунок. Их снимают и отвозят в мастерскую. Соединительные трубы остаются в пыли и грязи в ожидании форсунок. После установки отремонтированных форсунок они прикручиваются в прежнем виде. Конечно, двигатель не запускается из-за грязи в форсунках. И они начинают обвинять хозяев. Диагностика неисправности системы совместного впрыска осуществляется с помощью тестера. Он считывает коды ошибок, генерируемые электронным блоком. Однако этой информации может быть недостаточно для определения точной причины неисправности.
Система впрыска дизельного двигателя постоянно совершенствуется. Это продиктовано экологическими соображениями. Для снижения вредных выбросов выхлопных газов. Это способ повышения эффективности работы двигателя и экономии топлива.
