Дизельные системы впрыска

Инжекторные системы дизельных двигателей обеспечивают подачу топлива в двигатель внутреннего сгорания. Основой для работы является дизель, состоящий из керосиновых и газойлевых фракций, прошедших этапы специализированной обработки. Особое внимание уделяется фракциям, прошедшим щелочную очистку, в отличие от стандартной солярки, которая характеризуется недостаточной вязкостью и начинает испаряться при температуре в диапазоне 240–400 °C.

Содержание:

• Основной принцип работы
• Классификация дизельных инжекторных систем
• Инжекторные системы с рядным ТНВД
• Системы с распределительным насосом
• Интегрированные системы насос-форсунок
• Common Rail: принцип действия и преимущества
• Системы дизельного впрыска от ФорсункиПро

Основной принцип работы

Инжекторные системы дизельных двигателей используют принцип самовоспламенения дизеля при сжатии воздуха под высоким давлением, что противопоставляется методу воспламенения от искры в бензиновых двигателях. Воспламенение в дизельных моторах происходит из-за контакта топлива с горячим воздухом.

Ключевые компоненты:

1. Топливный резервуар – место хранения дизеля.
2. Топливные насосы – оборудование для перемещения топлива из резервуара.
3. Фильтры – устройства для очистки, предотвращающие загрязнение форсунок.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) – наиболее сложный компонент, отвечающий за создание давления и равномерное распределение топлива по цилиндрам. Системы Common Rail выделяются тем, что сначала создают необходимое давление, а затем регулируют другие параметры через инжектор.

Процесс начинается с давления, воздействующего на поршень, который через механизм шатуна и кривошипа коленчатого вала передает энергию, запускающую двигатель. ИСДД настраиваются под текущую нагрузку двигателя, регулируя объем и длительность впрыска, обеспечивая равномерное распределение топлива по камере сгорания и его последующую фильтрацию перед подачей в насосы и форсунки.

Классификация дизельных инжекторных систем

Конструкция системы впрыска топлива в дизельных двигателях напрямую определяется способом подачи и распыления горючей смеси. От выбранного подхода зависит эффективность работы двигателя, его мощность и экологические характеристики. На сегодняшний день в дизельных установках применяются четыре принципиально различных типа топливных систем:

1. Инжекторные системы с рядным ТНВД. В этой схеме используется топливный насос высокого давления, состоящий из нескольких плунжерных пар — по одной на каждый цилиндр. Такая конфигурация позволяет синхронизировать подачу топлива с рабочими тактами двигателя. Это один из первых типов систем, применяемых в дизельной технике, и он до сих пор актуален благодаря своей надежности.
2. Системы с распределительным насосом. Здесь один насос обслуживает сразу несколько цилиндров, последовательно подавая топливо в каждый из них. Благодаря механизму точной дозировки, такие системы обеспечивают стабильную работу двигателя при различных режимах нагрузки. Они нашли широкое применение в легковых автомобилях и малотоннажной технике.
3. Насос-форсунки (unit injector). Этот тип объединяет функции насоса и форсунки в одном узле. Преимущество такой конструкции — возможность создания сверхвысокого давления (до 2000 кг/см²), что способствует более тонкому распылению и полному сгоранию топлива. Результат — повышение КПД двигателя и снижение выбросов.
4. Common Rail (общая топливная магистраль). Наиболее современная и технологичная система. Здесь топливо подаётся в общий распределительный коллектор (рейку) под постоянным давлением. Подача в цилиндры регулируется электромагнитными клапанами, которые управляются электронным блоком. Такая архитектура обеспечивает точную дозировку, многофазный впрыск и отличную адаптацию к условиям эксплуатации. Существуют версии с дополнительной фильтрацией и очисткой выхлопных газов, в том числе с применением селективного каталитического восстановления (SCR).

Традиционные системы с рядным и распределительным насосом чаще устанавливают на старые модели автомобилей и грузовиков. Рядные насосы преобладают в тяжёлой технике и на большегрузных автомобилях, в то время как распределительные насосы предпочтительнее для легковых и малогабаритных грузовых авто.

Наиболее перспективными являются системы Common Rail и системы с насос-форсунками. Особое внимание заслуживают системы с PLD-секциями, где элементы управления и плунжеры разделены от форсунок и соединены высокодавленными трубками. Эта конструкция упрощает доступ к ключевым компонентам при диагностике и ремонте, позволяя сервисным центрам быстро устранять неисправности без сложных вмешательств в двигатель.

Инжекторные системы с рядным ТНВД

Изначальные дизельные системы впрыска были оснащены рядными насосами. Принцип их работы заключается в следующем:

1. Плунжер перемещается внутри цилиндра, создавая давление, которое сжимает топливо.
2. После достижения определённого уровня давления активируется клапан.
3. Дизельное топливо направляется к форсункам, число которых соответствует количеству плунжеров.

Первоначальные модели были полностью механическими, но позже были разработаны версии с электромеханическим управлением, облегчающим регулировку топливоподачи.

Несмотря на долговечность и надёжность, эти системы имели ряд ограничений:

• значительная масса насосного оборудования,
• сложности с достижением высокого давления в полностью механических системах,
• относительно медленная реакция,
• ограниченная точность дозирования топливной смеси.

Точность сгорания топлива зависит от момента начала его подачи, который контролируется специальным регулятором.

За количество топлива, подаваемое в цилиндр за один рабочий цикл, ответственная плунжерная пара. Важность точности изготовления компонентов подчеркивается микронными зазорами между плунжером и втулкой, что требует высококачественного топлива для надёжной работы.

Системы с распределительным насосом

Системы впрыска с распределительным насосом представляют собой усовершенствованный вариант, позволяющий достигать высоких показателей давления, которое коррелирует с оборотами двигателя. Это обеспечивает полный контроль над процессом впрыска.

Рядные системы могут быть как полностью механическими, так и оснащёнными электронной регулировкой.

Начальные модели ТНВД имели один плунжер, но в последующих роторных моделях плунжеров стало несколько, что увеличило производительность системы. Эти плунжеры могут обслуживать несколько форсунок одновременно, что улучшает распределение топлива.

Движение плунжера характеризуется комбинацией вращательного и поступательного движений, что позволяет ему одновременно регулировать подачу и распределение топлива.

В отличие от рядных насосов, системы с распределительным насосом компактнее и эффективнее в плане топливной экономии. Однако их надежность может быть под вопросом, так как при выходе из строя насоса вся система может оказаться неработоспособной.

Одной из ключевых проблем является чувствительность к наличию воздуха в системе, что сподвигло производителей на переход к более современным системам типа насос-форсунок и Common Rail.

Интегрированные системы насос-форсунок

В дизельных системах впрыска с интегрированными насос-форсунками компоненты форсунок и плунжеров объединены в единый блок. Эти элементы активируются с помощью распределительного вала, который может использовать как механический привод с регуляторами, так и электромагнитные клапаны для улучшенной производительности и более точного контроля топливной смеси.

Существует распространённое заблуждение о том, что дизельные двигатели генерируют меньше сажи, чем бензиновые. Однако при интенсивном ускорении количество сажи может быть значительным. Системы с электронным управлением обладают лучшей экологичностью и более чистыми выхлопами по сравнению с механически управляемыми.

Основное преимущество насос-форсунок — возможность повышения мощности двигателя, снижения потребления топлива и уровня шума по сравнению с другими типами насосов.

Common Rail: принцип действия и преимущества

Система с общей топливной рампой представляет собой современное решение для дизельных двигателей, обеспечивая точный и эффективный впрыск топлива в несколько этапов.

Работа системы основывается на двух основных фазах подачи:

1. Предварительный впрыск — небольшое количество топлива подается в цилиндр до основного импульса. Это способствует более плавному началу процесса сгорания и снижению шума работы двигателя.
2. Основной впрыск — подача основного объема топлива под экстремально высоким давлением, что обеспечивает мощность и экономичность работы.

Ключевым элементом системы является электронное управление, которое, благодаря электромагнитным клапанам, оперативно адаптирует подачу топлива в зависимости от текущих условий работы двигателя — нагрузки, давления наддува и оборотов. Такая система управления регулирует:

• начало и продолжительность впрыска;
• объем каждой порции топлива;
• распределение впрыска по режимам работы.

Common Rail поддерживает три режима впрыска:

1. Предварительный — активируется на холостом ходу для снижения вибраций и шума.
2. Основной — используется при стандартной и повышенной нагрузке, обеспечивая стабильную тягу.
3. Дополнительный — включается при пиковой нагрузке, способствуя полной доработке топливной смеси.

Преимущества системы:

• существенное снижение шумности двигателя;
• минимизация выбросов сажи и других вредных веществ;
• повышение топливной экономичности и мощности;
• гибкая адаптация к различным режимам движения.

Благодаря своей технологичности и высокой степени контроля, Common Rail остается одной из самых востребованных топливных систем в современных дизельных двигателях.

Системы дизельного впрыска от ФорсункиПро

В поиске оптимального решения для вашего дизельного двигателя обратите внимание на системы впрыска от "ФорсункиПро". Наша продукция гарантирует не только улучшение производительности вашего транспортного средства, но и значительное снижение расхода топлива.

Улучшенная конструкция наших систем впрыска позволяет достигнуть исключительной производительности даже в самых требовательных условиях эксплуатации. Опираясь на многолетний опыт и постоянные инновации, мы предлагаем решения, которые действительно улучшают качество вождения, уход за окружающей средой.

Выбор "ФорсункиПро" — это выбор надежности, инноваций и качества, подтвержденный множеством успешных проектов и довольных клиентов. Убедитесь в этом сами и дайте своему автомобилю лучшее, что может предложить современный рынок дизельных систем впрыска.