Системы впрыска топлива, применяемые на дизельных автомобильных агрегатах

Мы уже рассказывали о наиболее распространенных системах впрыска топлива в автомобилях с бензиновыми двигателями. Примерно такое же разнообразие имеют типы впрыска, применяемые на дизельных моторах. Именно их описанию, принципам работы и основным преимуществам и недостаткам и будет посвящена сегодняшняя статья.

Отличие алгоритма работы дизелей от бензиновых ДВС.

В отличие от бензиновых моторов, в которых воспламенение поступившей в камеры сгорания топливной смеси осуществляется принудительно путем подачи краткосрочного электрического разряда, в дизельных двигателях не задействуется искра. Воспламенение топлива внутри камер сгорания происходит естественным образом из-за взаимодействия смеси с разогретыми отработанными газами, оставшимися после предыдущего цикла, и воздействия поршня, вызывающего резкий рост внутреннего давления. Искра, исходящая от свечей, применяется лишь для первичного запуска мотора. В остальном его режим работы не предусматривает принудительного поджигания смеси. Она воспламеняется самостоятельно.

Современные дизельные агрегаты подразумевают наличие таких систем впрыска топлива, как комбинированный механизм «насос-форсунка», «Common Rail», а также схемы, предусматривающие наличие рядной и распределенной работы насоса высокого давления.

Впрыск с помощью элемента «насос-форсунка».

Устройство данной системы наиболее простое. Основную подающую функцию выполняет специальный насос, обеспечивающий повышенное давление топлива. Одновременно с этим, насос исполняет еще и роль форсунки, занимающейся непосредственным впрыском. Иными словами, данный компонент наделяется сразу двумя функциями: обеспечением необходимого топливного давления и впрыском. Количество подобных устройств определяется числом установленных цилиндров. Главный «минус» схемы состоит в том, что её рабочим приводом служит распределительный вал агрегата, причем выполненный без возможности отключения, что способствует высокому износу внутренних деталей.

«Common Rail».

В переводе «Common Rail» можно назвать «общей рампой». Как не трудно догадаться, она и является главным рабочим элементом. Рампа всего одна, однако она позволяет осуществлять взаимодействие со всеми имеющимися форсунками. Это электронное устройство служит этаким аккумулятором топливного давления, благодаря чему подобную систему впрыска называют еще и аккумуляторной. Вся её работа выстраивается в три основных этапа впрыска: предварительная подготовка, основной рабочий этап и дополнительный. За процессом следит электронная система контроля, которая в зависимости от режимов функционирования агрегата корректирует работу впрыска. Впрыск «Common Rail» делает возможным значительное снижение уровня шума работающего мотора, его вибраций, производит улучшение процесса воспламенения смеси, а также уменьшает количество вредных выбросов. В настоящее время данная схема наиболее распространена среди дизельных автомобилей.

Системы с рядным распределением топлива от ТНВД.

Конструкция с рядным насосом топлива предусматривает использование двух плунжеров, количество пар которых зависит от числа цилиндров. Они располагаются внутри топливного насоса, имеющего специальные каналы для подведения и отвода горючего. Плунжеры приводятся в режим работы от воздействия кулачкового вала, связанного с коленвалом. В процессе функционирования плунжеры перемещаются, попеременно закрывая впускные и выпускные отверстия. Благодаря этому создается необходимый уровень давления, который открывает нагнетательный клапан и подает топливо к какой-то конкретной форсунке. Главным преимуществом таких систем является их полная независимость от бортовой электрической сети. «Минусами» назовем низкий уровень экологичности, крайне слабый КПД и увеличенный уровень износа компонентов системы. Отдельно скажем, что в современных моделях рядные ТНВД практически не применяются.

Системы с распределенной работой топливного насоса.

Системы с распределительной работой ТНВД были разработаны компанией Lucas CAV. Они имеют схожий принцип функционирования с системами рядной работы насоса. Принципиальное отличие состоит в том, что для распределительной работы используется от 2 до 4 плунжеров, осуществляющих радиальное движение навстречу друг другу. Распределением горючего по цилиндрам занимается специальный ротор, внутри которого и вращаются плунжеры. Насос, обеспечивающий подачу топлива, также имеет механический привод, да и остальные принципы действия системы полностью идентичны принципом работы рядных ТНВД. «Плюсы» и «минусы» подобных решений полностью идентичны.

Итоги.

В конце статьи скажем, что механические приводы насосов высокого давления постепенно уходят в прошлое. Если раньше они были востребованы достаточно широко, то развитие автомобильной промышленности предопределило их сход с рынка. Наиболее популярными стали электрические системы «Common Rail», находящиеся под полным контролем электронных управляющих блоков. Они работают с прекрасными показателями продуктивности и хорошим уровнем экологичности, позволяющим вписываться в любые закрепленные законодательно стандарты.