Г. Цвелев: Блеск и нищета дизелей - часть 2

КЛЮЧЕВЫЕ УЗЛЫ

Важнейшей системой дизеля, определяющей надежность и эффективность его работы, является система топливоподачи. Основная ее функция - подача строго определенного количества топлива в заданный момент и с заданным давлением. Высокое давление топлива и требования к точности делают топливную систему дизеля сложной и дорогой. Главными ее элементами являются: топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунки и топливный фильтр.

Схема топливоподачи дизеля
Схема топливоподачи дизеля
1-топливный бак; 2-топливопровод; 3-фильтр тонкой очистки топлива;
4-ТНВД; 5-ЛВД; 6-форсунка; 7-линия слива топлива; 8-свеча накаливания.

ТНВД предназначен для подачи топлива к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от режима работы двигателя и управляющих действий водителя.

ТОПЛИВНЫЕ НАСОСЫ

По своей сути современный всережимный ТНВД совмещает в себе функции сложной системы автоматического управления двигателем и главного исполнительного механизма, отрабатывающего команды шофера. Нажимая педаль газа, водитель не увеличивает непосредственно подачу топлива, а лишь меняет программу работы регуляторов, которые уже сами изменяют подачу по строго определенным
зависимостям от числа оборотов, давления наддува, положения рычага регулятора и т.п. На современных внедорожниках обычно применяются ТНВД двух типов: рядные многоплунжерные и распределительного типа.

Рядные насосы фирмы Bosch или сделанные по ее лицензии (Nippon Denso, Diesel Kiki) в настоящее время применяются редко, хотя по своей конструкции являются наиболее надежными. Их можно встретить на автомобилях Mercedes G 300D, 350 (W 463), Ssang Yong Musso, Nissan Patrol с двигателем SD-33.

Наиболее распространены ТНВД распределительного типа VE производства Bosch или фирм Nippon Denso, Diesel Kiki, Zexel по лицензии Bosch. В этих ТНВД система нагнетания имеет один плунжер-распределитель, совершающий поступательное движение для нагнетания топлива и вращательное для распределения топлива по форсункам. Насосы типа VE получили широкое распространение на легковых дизелях. Они компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах благодаря быстродействию регуляторов, в то же время эти насосы предъявляют очень высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах очень малы.

На американских автомобилях с дизельными двигателями GMC 6.2, 6.5 л типа Chevrolet Blazer, Suburban, Tahoe применяются насосы фирмы Stanadyne распределительного типа. В них систему нагнетания составляют четыре противолежащих поршня, выполняющих поступательные движения навстречу друг другу. Координация потоков топлива осуществляется распределительной головкой, соединяющей или разъединяющей линию нагнетания к форсункам.

С начала 90-х годов стала внедряться электронная система управления дизельным двигателем, позволяющая оптимизировать подачу топлива на всех режимах и за счет этого повысить экономичность, снизить количество вредных выбросов и шумность работы моторов. Электроника позволяет заменить на всех перечисленных типах насосов сложные механические регуляторы более простыми и точными. Нагнетательная часть ТНВД при этом обычно остается неизменной. В настоящее время электронное управление установлено на многих внедорожниках Mercedes G 350, Range Rover 2.5 TDI с двигателем BMW, Toyota Surf с двигателями 2L и 1 KZ, Nissan Terrano 2.7 TD, Nissan Patrol 2.8 и 4.2, Chevrolet Blazer 6.5 и других.

Рядный ТНВД
(Mercedes-Benz 300D).
Рядный ТНВД
ТНВД Bosch VE с электронным управлением
(Land Rover 2.5TD с двигателем BMW).
ТНВД Bosch VE с электронным управлением
ТНВД типа VE Diesel Kiki
(Nissan Terrano II 2.7 TD).
ТНВД типа VE Diesel Kiki

ФОРСУНКИ

Другим важным элементом топливной системы является форсунка. Она вместе с ТНВД обеспечивает подачу строго дозированного количества топлива в камеру сгорания. Регулировка давления открытия форсунки определяет рабочее давление в топливной системе, а тип распылителя определяет форму факела топлива, которая имеет важное значение для процесса самовоспламенения и сгорания. Применяются обычно форсунки двух типов: со штифтовым или многодырчатым распылителем. Форсунки со штифтовым распылителем применяются в дизелях с разделенной камерой сгорания, а с многодырчатым - в дизелях с непосредственным впрыском. Форсунка на двигателе работает в очень тяжелых условиях: игла распылителя совершает возвратно-поступательные движения с частотой в половину меньшей, чем обороты двигателя, и при этом распылитель непосредственно контактирует с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготавливается из жаропрочных материалов с особой точностью и является прецизионным элементом.

ФИЛЬТРЫ

Топливный фильтр, несмотря на его простоту, является важнейшим элементом топливной системы дизельного мотора. Его параметры, такие, как тонкость фильтрации, пропускная способность, должны строго соответствовать определенному типу двигателя. Одной из его функций является отделение и удаление воды, для чего обычно служит нижняя сливная пробка. На верхней части корпуса фильтра часто установлен насос ручной подкачки для удаления воздуха из топливной системы. Иногда устанавливается система электроподогрева топливного
фильтра, позволяющая несколько облегчить запуск двигателя, предотвращая забивание фильтра парафинами, образующимися при кристаллизации дизтоплива в зимних условиях.

НА СТАРТ!

Холодный пуск дизеля обеспечивает система предпускового подогрева. Для этого в камеры сгорания вставлены электрические нагревательные элементы - свечи накаливания. При включении зажигания свечи за несколько секунд разогреваются до 800-900° С, обеспечивая тем самым подо- грев воздуха в камере сгорания и облегчая самовоспламенение топлива. О работе системы водителю в кабине сигнализирует контрольная лампа. Погасание контрольной лампы свидетельствует о готовности к запуску. Электропитание со свечи снимается автоматически, но не сразу, а через 15-25 секунд после запуска, чтобы обеспечить устойчивую работу непрогретого двигателя. Современные системы предпускового подогрева обеспечивают легкий пуск исправного дизеля до температуры 25-30° С, разумеется, при условии соответствия сезону масла и дизтоплива.

НАДДУВ

Эффективным средством повышения мощности и гибкости работы дизеля является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно увеличить подачу топлива на рабочем цикле, в результате чего увеличивается мощность двигателя. Давление выхлопных газов дизеля в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового мотора, что позволяет турбокомпрессору обеспечить эффективный наддув с самых низких оборотов, избежав свойственного бензиновым турбомоторам провала - "турбоямы". Отсутствие дроссельной заслонки в дизеле позволяет обеспечить эффективное наполнение цилиндров на всех оборотах без применения сложной схемы управления турбокомпрессором. На многих автомобилях устанавливается промежуточный охладитель наддуваемого воздуха - интеркулер, позволяющий поднять массовое наполнение цилиндров и на 15-20% увеличить мощность. Такие устройства при меняются на Opel'e Monterey 3.1 TD, Isuzu Trooper 2.8, Mitsubishi Pajero 2.5 TD, 2.8 TD и других. Турбонаддув, помимо всего прочего, служит для внедорожника средством повышения "высотности" двигателя - в высокогорных районах, где атмосферному дизелю не хватает воздуха, наддув оптимизирует сгорание и
позволяет уменьшить жесткость работы и потерю мощности. В то же время турбодизель имеет и некоторые недостатки, связанные в основном с надежностью работы турбокомпрессора. Так ресурс турбокомпрессора существенно меньше ресурса двигателя и не превышает обычно 150 тыс. км. Турбокомпрессор предъявляет жесткие требования к качеству моторного масла. Неисправный агрегат может полностью вывести из строя сам двигатель. Кроме того, собственный ресурс турбодизеля несколько ниже такого же атмосферного дизеля из-за большей степени форсирования.

Турбокомпрессор
Турбокомпрессор
1-предохранительный клапан; 2-колесо компрессора; 3-колесо турбины;
4-вал турбокомпрессора.

УМЕЛЬЦАМ НА ЗАМЕТКУ

Хотелось бы предостеречь желающих самостоятельно форсировать двигатель путем установки на него турбонаддува. Один и тот же двигатель в атмосферном варианте и в наддувном имеет существенные отличия по конструкции: у турбомотора обычно увеличены толщина верхнего поршневого кольца, диаметр поршневого пальца, жесткость шатуна, ycтановлены масляные форсунки для охлаждения днища поршня, увеличена производительность маслонасоса, имеются отличия в головке блока цилиндров и, естественно, в топливной аппаратуре. Именно поэтому простая установка турбонаддува на атмосферный дизель, не имеющий этих конструктивных изменений, вызовет резкое снижение его ресурса, а иногда и поломку.

Заканчивая обзор особенностей конструкции дизельных двигателей, приведем данные по рейтингу наиболее надежных моторов внедорожников, составленному на основании статистики ИТЦ фирмы "Моторсервис".

МестоВнедорожникДизельГоды выпускаУзлы, имеющие наибольшее количество отказов
1Mercedes G300 (W 461)OM 617.91283-89-
2Nissan PatrolSD3382-89-
3Toyota Land Cruiser1HZ90-99Топливная система, привод ГРМ
4Mercedes G350 (W 463)OM 603.97190-96Цепь привода ГРМ и ТНВД, головка блока
5Nissan PatrolTD4287-99-
6Toyota Land Cruiser1HD-T90-94Турбонаддув, привод ГРМ
7Nissan Terrano I, IITD2790-99ТНВД, турбонаддув

< Пред. страница > | Начало | След. страница >

FAQ | FAQ: Двигатель и топливная аппаратура


Share