/ Особенности топливной системы дизельного двигателя
СтатьиВ статье говорится о том, как устроена топливная система дизельного двигателя. Есть отличия в конструкции силовых агрегатов, работающих на бензине и дизельном топливе. Расскажем об особенностях последнего, а также о преимуществах системы Common Rail.
Лого https://rad-star.ru/
Особенности топливной системы дизельного двигателя

Особенности топливной системы дизельного двигателя

Особенности топливной системы дизельного двигателя
01.09.2022
(Нет голосов)

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Разница между бензиновым и дизельным двигателями
  • Особенности работы дизеля
  • Основные элементы топливной системы дизельного двигателя
  • Преимущества системы Common Rail
  • Отзывы автомобилистов о достоинствах дизельного двигателя

 

Проблема. Современная топливная система дизельного двигателя отличается высокой сложностью и требует качественного технического обслуживания. Все это некоторые автовладельцы считают недостатками, а потому отказываются мотора на солярке.

Решение. Но насколько справедливо такое мнение, ведь дизельный двигатель сегодня – это не только мощная тяга, но и значительная экономия на горючем? Да, с обслуживанием могут возникнуть определенные трудности. Но если разобраться в системе досконально, то все они легкопреодолимы.

Разница между бензиновым и дизельным двигателями

Описание конструкции топливной системы дизельных двигателей внутреннего сгорания следует начинать с перечисления различий между двумя самыми распространенными типами таких моторов: бензинового ДВС и дизеля.

Описание конструкции топливной системы дизельных двигателей

Сюда нужно отнести:

  • Уровень коэффициента полезного действия. Дизель экономичнее бензинового двигателя на 15-20 %. И даже если принять во внимание, что стоимость качественного очищенного дизельного топлива выше, чем бензина, экономия налицо.
  • Экологический фактор. Современные дизели имеют минимальный уровень выбросов, а кроме того, более низкий расход топлива обеспечивает образование меньшего количества оксида углерода.
  • Относительная безопасность. Солярка имеет меньший коэффициент испарения по сравнению с высокооктановыми бензинами. Кроме того, в дизеле отсутствует система зажигания, а потому объективно дизель более пожаробезопасен.
  • Если использовать качественное топливо, то дизель намного более долговечен по сравнению с бензиновым ДВС.

Это преимущества, но есть и недостатки. Дизель устроен сложнее бензинового ДВС. Как следствие:

  • более высокая стоимость производства;
  • более дорогостоящее техническое обслуживание, предусматривающее частую замену масла и фильтров;
  • высокая требовательность к качеству топлива.

Особенности работы дизеля

По своему общему конструкционному устройству дизель и бензиновый двигатель весьма похожи: и там и там присутствуют одинаково именуемые блоки, цилиндры, газораспределительные системы и пр. Но есть и существенные отличия:

  1. В бензиновом ДВС топливо обогащается воздухом, содержащим кислород, и подается в камеру сгорания. Поджиг топливно-воздушной смеси осуществляется с помощью свечи зажигания.
  2. В дизеле же воздух нагнетается в цилиндр, а топливо впрыскивается в момент, когда поршень поднимается к верхней мертвой точке. Воспламенение солярки происходит благодаря росту температуры воздуха во время такта сжатия.

Отсюда и особенность работы топливной системы дизельного двигателя: сначала солярка подается на топливный фильтр из бака при помощи помпового или шестеренчатого топливоподкачивающего насоса низкого давления, а после фильтрации уже посредством насоса высокого давления (ТНВД) солярка поступает на форсунки.

Топливных фильтров в дизеле тоже два: сначала солярка проходит грубую очистку, избавляясь от крупных включений, а уже непосредственно перед ТНВД – через фильтр тонкой очистки.

Качественная очистка топлива крайне важна, так как в камеру сгорания оно поступает в распыленном виде, проходя через форсунки, которые очень легко могут забиться посторонними механическими включениями. Благодаря двухступенчатой очистке, а также из-за необходимости подавать топливо в цилиндры под высоким давлением, способным противодействовать компрессии воздуха на такте сжатия, топливную систему дизеля разделяют на 2 отсека:

  • низкого давления (здесь происходит очистка топлива);
  • высокого давления (подача топлива в камеру сгорания).

Основные элементы топливной системы дизельного двигателя

Рассмотрим схему топливной системы дизельного двигателя. Это позволит понять причины его большей эффективности по сравнению с бензиновым ДВС.

Основные элементы топливной системы дизельного двигателя

  • Топливный бак

В нем хранится солярка, которую насос перекачивает по трубопроводу и подает в топливную систему двигателя. Бак должен быть надежным и емким. От последнего параметра зависит дальность поездки на одной заправке. Однако емкость бака – это регламентируемый параметр автотранспортного средства, на который непосредственно влияет его грузоподъемность.

  • Топливопроводы

По ним солярка перемещается из бака в топливную систему низкого давления. Главное требование к топливопроводу – герметичность и обеспечение бесперебойной работы. Последнее достигается за счет предотвращения образования отложений на внутренних стенках патрубков.

  • Подкачивающий насос топливной системы дизельного двигателя (или просто – насос низкого давления)

Его главный параметр – производительность. Он отвечает за перекачивание топлива из бака к фильтру грубой, а потом и к фильтру тонкой очистки. Очищенное горючее затем попадает в «зону ответственности» ТНВД.

  • Фильтры очистки

Чистота горючего напрямую влияет на эффективность работы дизеля (имеется в виду КПД), а также на срок его эксплуатации. Поэтому солярка, какой бы качественной она ни была, обязательно проходит в таком двигателе очистку минимум двумя топливными фильтрами.

  • Топливный насос высокого давления (ТНВД)

Его функция – перекачивать горючее в отсеке высокого давления, то есть на участке от фильтра тонкой очистки до форсунок, где в нужный момент оно впрыскивается в камеру сгорания. ТНВД подает солярку с запасом, то есть в объеме большем, чем необходимо для впрыска. Излишки топлива отводятся вместе с воздухом обратно в бак по дренажному трубопроводу. Подача с запасом обеспечивает избыточное давление, необходимое для нагнетания топлива в камеру сгорания в условиях, когда этому противостоит компрессия внутри нее. ТНВД обязан создать эффективное противодействие этой компрессии.

ТНВД

Топливный насос высокого давления должен функционировать безотказно на всех режимах работы дизеля. Именно это обстоятельство определяет его стоимость, которая составляет значительную часть от цены всего двигателя. Помимо этого, ТНВД достаточно сложно устроен и имеет несколько составных частей. Это и кулачковый вал, и поршень-плунжер, и электронный блок управления, контролирующий все параметры работы устройства и обеспечивающий эффективный двухступенчатый впрыск топлива (об этом далее).

  • Форсунки

Форсунки расположены в каждом цилиндре. Их функционал заключается в том, чтобы осуществить впрыск горючего в камеру сгорания в нужный момент в распыленном виде для обеспечения наиболее эффективного его сгорания. Непосредственно перед форсунками находится блок распределителя, где топливо для каждой форсунки дозируется в соответствии с требуемой в данный момент мощностью, которую необходимо получить от двигателя. Современные дизели оснащаются двумя типами распределителей: шрифтовыми; многодырчатыми.

Форсунки должны надежно работать в крайне агрессивных условиях, а именно в присутствии высоких температур (более тысячи градусов) и давления более десяти атмосфер. И при этом надо не забывать, что форсунки – это детали, в которых имеются зазоры, измеряемые сотыми долями миллиметра, а также в них есть движущиеся части.

Игла форсунки одновременно обеспечивает и герметичность камеры сгорания, и открывает подачу топлива в нужный момент. Достигается это за счет возвратно-поступательных движений, а добиться качественного распыления можно только при условии высокоточного изготовления составных элементов форсунок из соответствующих сортов легированной стали (обладающих повышенными характеристиками в части твердости и тугоплавкости). 

Как следствие, стоимость форсунок также весьма велика и может доходить до 25 % от общей цены дизеля.

Преимущества системы Common Rail

Рассказывая об устройстве топливных систем дизельных двигателей, нельзя обойти стороной аккумуляторную топливную систему Common Rail – ее современную модификацию. С английского ее название переводится, как «общая магистраль».

Разработана эта система была еще в 90-е годы инженерами BOSCH, и по настоящий момент она проявляет отличные показатели по экономичности и эффективности работы, а потому ее устанавливают на большинстве выпускаемых дизелей. Можно сказать, что «Common Rail» стала обязательным атрибутом современных дизельных моторов.

Преимущества системы Common Rail

Разберем устройство данной топливной системы. Топливный насос высокого давления нагнетает солярку в напорную магистраль. Электронный блок насоса отвечает за его производительность в каждый момент времени для того, чтобы обеспечивать в магистрали требуемое давление и расход топлива.

Система предусматривает установку электрогидравлических форсунок с пьезоэлектрическими или же электромагнитными приводами, которые также подключены к электронному блоку управления, фактически – к компьютеру. В результате в камеры сгорания впрыскиваются четко выверенные дозы топлива под высоким давлением, которое обеспечивает ТНВД.

Впрыскивание осуществляется в 2 этапа: сначала идет микроскопическая подача – в количестве около 1 мг. Мгновенно сгорая, эта порция топлива прогревает пространство цилиндра, подготавливает его к принятию основной дозы горючего. 

Она подается в камеру сгорания немедленно и сгорает быстрее и качественнее, чем без прогрева. Именно электронные блоки системы Common Rail гарантируют увеличение КПД дизеля на 20 % и обеспечивают бесперебойность работы топливной системы дизельного двигателя.

Конечно же, только за счет электронной системы управления добиваются столь высокой точности распределения и впрыска топлива. А кроме того, требуется более глубокая, тонкая его очистка, да и само горючее должно быть более качественным. Все это приводит к удорожанию как самого двигателя, так и эксплуатационных расходов на него. 

Однако увеличение эффективности мотора, равномерности его работы и, как следствие, повышение комфорта управления транспортным средством, многократно компенсируют рост затрат.

Иные варианты топливных систем, в которых используются распределительные или рядные насосы высокого давления, а также системы с насосами-форсунками, применяются все реже (как правило, в отдельных моделях техники).

Отзывы автомобилистов о достоинствах дизельного двигателя

  • Для джипа – то что надо!

«На легковушке дизель себя не оправдывает. Бензиновый двигатель менее затратен в обслуживании и более надежен, например, зимой. Внедорожники большой мощности – дело другое. При объеме, к примеру, в 4,2 литра бензиновый мотор будет расходовать не меньше 30 л/100 км, в то время как дизелю будет достаточно 15 л/100 км. При таком расходе бензиновый джип запросто может остаться без топлива, "немного" побуксовав в лесу…»

  • Дизеля морозов не боятся.

«Дизельный двигатель обладает высокой тяговооруженностью. Гружу мешков 12 картошки в свой сурф, и он ничего – тянет. А вот если пригрузить какой-нибудь бенз, то не факт, что он не "стуканет" или не закипит, особенно если распутица. И это неправда, что дизель в мороз хуже стартует, – просто он должен быть исправен, и топливо нужно использовать качественное. Тогда и в минус 40 запустится безо всякого толкача».

Дизеля морозов не боятся

  • Ничем не уступаю!

«Многие предвзято не считают легковые дизели серьезным силовым агрегатом для автотранспорта. А напрасно! Их преимущества налицо: и экономичность, и повышенный ресурс, и надежность, и простота с неприхотливостью на пару… У меня сейчас "Чайзер" с 2LTe, и я ничем не уступаю городскому потоку!»

  • Ездить приятнее.

«На автомобиле с дизельным двигателем ездить намного приятнее, чем на бензиновой "зажигалке". При этом его техническое обслуживание ничуть не менее сложное, чем у бензиновых моторов. Просто не надо экономить на расходниках, а главное – на топливе.

Самая дорогая заменяемая запчасть – форсунки (до 250 тыс. км, а потом надо обязательно заменять). А если говорить о крутящем моменте, то здесь у дизеля явное преимущество перед бензиновым мотором. Мой знакомый, когда пересел с бенза на диз, сказал потом, что обратно – никогда».

  • Выбирать надо под стиль вождения.

«Немецкие водители говорят: если пробег машины – до 30 000 км в год, то стоит подумать о том, чтобы приобрести машину с дизелем. Если же пробег более 50 000 в год, то думать не надо – нужен дизель! Здесь все очевидно: при малом пробеге экономическая составляющая вообще не оказывает никакого влияния на выбор, и люди выбирают дизель, исходя из стиля своего вождения.

Турбированный дизель не даст преимуществ на "светофорных гонках", но благодаря своей высокой тяге он способен обеспечить уверенный обгон на скоростях от 90 до 150 км/ч – отдача по мощности на такой скорости доходит до 90 %. 

Что касается бензина, то, за исключением TSI, этот мотор выдает такую мощность на оборотах выше средних, на которых часто никто не ездит. В итоге высокая номинальная мощность просто добавляет ежегодных расходов на уплату налога».

Итог. Электронные системы управления, подешевевшие в последнее время, существенно упрочили позиции дизельных двигателей, придав им дополнительные преимущества перед моторами бензиновыми. Дизеля стали еще более экономичными и экологичными, менее шумными и более долговечными, то есть надежными. А потому потребители все больше выбирают автомобили именно с такими силовыми агрегатами.



11 мест
на август
Мы есть в каждом
районе Москвы
Бесплатно продиагностируем
ваш авто по 41 параметру,
рядом с вашим домом
Бесплатная
диагностика авто
рядом с домом
Запишитесь в ближайший автосервис
и выявите возможные поломки
на начальной стадии

Статьи по теме

 
Будем на связи!
Подписывайтесь на рассылку и получайте новости о новых акциях и полезные советы по обслуживанию авто
Нажимая на кнопку «Подписаться», вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Подписка оформлена!