Система живлення дизельного двигуна: 6 несправностей і ремонт

На сьогоднішній день дизельні двигуни стають все більш і більш популярними в автовласників. У таких машинах система живлення дизельного двигуна відіграє одну з ключових ролей у правильній роботі мотора, тому автовласникові корисно знати пристрій, а так само уміти усувати основні її несправності.

Система живлення дизельного двигуна з моменту свого створення практично не зазнала серйозних змін, однак в сучасних автомобілях з’явилися більш серйозні вимоги до двигунів в принципі. Розробляються нові правила щодо екологічного класу автомобілів, який залежить від частки вмісту шкідливих газів у вихлопах і інші серйозні вимоги. Щоб зрозуміти особливості роботи дизельного двигуна необхідно детально розглянути принципи системи його живлення, плюси, мінуси, властивості дизельного палива і інші важливі параметри.

Дизельний мотор сучасного автомобіля

Обов’язково прочитайте статтю нашого фахівця, в якій докладно розглядається паливна система автомобіля.

Особливості

Повсюдно дизельні двигуни застосовуються в інженерних машинах, автомобілях і маршрутних транспортних засобах. Рідше такий тип двигуна зустрічається у легкових автомобілів, проте, в зв’язку з загальним зростанням їхньої популярності, дизельні двигуни стали все частіше встановлюватися і на них.

Конструкція камери згоряння у дизельного двигуна підрозділяється на окрему камеру згоряння і камеру з безпосереднім уприскуванням. У першій ситуації камера згорання з’єднана з циліндром за допомогою спеціального каналу. Під час стиснення надходить в камеру повітря вихрового типу закручується. Це дозволяє поліпшити самозаймання, яке відбувається в основній камері. Такі дизельні двигуни найчастіше зустрічаються на легкових автомобілях, так як рівень їхнього шуму значно нижче в порівнянні з іншими двигунами і діапазон оборотів більше.

У другому випадку камера згорання знаходиться безпосередньо в поршні, а паливо потрапляє в надпоршневое простір. Низькообертові мотори з великими обсягами найчастіше мають таку конструкцію. Такі мотори спочатку сильно шуміли і вібрували, але витрачали мала кількість палива. Поступово з’явилися паливні насоси високого тиску дизельного двигуна з оптимізацією процесу згоряння. Була досягнута стабільна робота двигуна при діапазоні до 4500 оборотів в хвилину. Шум і вібрації також були значно знижені.

Дизель або бензин?

Плюси і мінуси різних типів двигунів часто хвилюють автовласників. Незважаючи на те, що рівень шуму і вібрацій у дизельних моторів значно знизився в результаті їх модернізації, багатьох автовласників турбує питання: як швидше завести дизель в морозну погоду? Дійсно, дизельний двигун та салон автомобіля прогріваються повільніше внаслідок більш низьких робочих температур двигуна. Питання вирішується установкою на мотори додаткових обігрівачів. Така опція отримала широке поширення на сучасних двигунах.

Здавалося б, на цьому все, але немає. Багато автолюбителів купують легкові автомобілі з дизельними двигунами із-за відносної дешевизни дизельного палива. Бажаючи заощадити на паливі, вони не враховують, що дизельні двигуни набагато більш вимогливі до якості палива, ніж бензинові. Бензинові двигуни швидше вимогливі до потрібного октановому числу.

Дизельні двигуни даремно вважаються невибагливими, так як їх вимогливість до якості палива і витратних матеріалів досить висока. Не секрет, що вітчизняне дизельне паливо за якістю сильно відстає від імпортного європейського. Використання старої доброї солярки може несприятливо позначитися на працездатності двигуна. Проте, провідні російські нафтові компанії намагаються вирішувати цю проблему.

Дизпаливо «Євро 4» повністю відповідає стандартам і дозволяє двигуну зберігати працездатність протягом довгого часу. Деякі також намагаються вживати автохімію (антигелевые засоби), які дозволяють збільшити якість паливо, але використовувати їх рекомендується тільки якщо вже закінчився гарантійний термін.

Таким чином, купуючи автомобілі з дизельними двигунами, офіційно не поставляються в Росію, ви ризикуєте швидко привести в непридатність двигун, розрахований на європейське паливо.

Дивіться також:  Регулювання клапанів ВАЗ-2106: 5 послідовних етапів

Технічне обслуговування дизельного двигуна майже завжди дорожче бензинового. Це пояснюється більш високою вартістю запчастин (повітряних, паливних фільтрів і т. д.). Заміна олії здійснюється частіше, ніж у бензинового конкурента (в середньому кожні 7,5 км).

Непоганим перевагою дизеля, щодо бензинового двигуна, є більш економна витрата палива при великому пробігу автомобіля. Старий бензиновий двигун споживає бензин вже не так економно, як новенький. В дизельному двигуні такої проблеми практично немає.

Підсумовуючи все вищезазначене, можна зробити висновок, що сучасні дизелі по надійності не поступаються бензиновим двигунам. Але придбання їх з метою економії коштів на паливо виправдовує себе лише в тому випадку, якщо автомобіль використовується довго.

Принцип роботи

Як і бензинові двигуни дизельні двигуни підрозділяються на чотиритактні і двотактні в залежності від принципу роботи. Двотактні двигуни поширені досить слабо. Про принцип роботи чотиритактного дизельного двигуна читайте далі.

Робочий цикл такого двигуна складається з чотирьох тактів:

  1. Впуск (впорскування). На цьому такті колінчастий вал обертається від 0 до 180 градусів і досягає нижньої мертвої точки. Повітря потрапляє в циліндр через відкритий впускний клапан. В цей же час випускний клапан відкривається лише на 10-15 градусів, утворюючи перекриття.
  2. Стиснення. Поршень, рухаючись вгору від 180 до 360-ти градусів, досягає верхньої мертвої точки. Повітря при цьому стискається в більш ніж 16 разів, а впускний клапан на початку цього такту закривається. Температура повітря в двигуні може досягати від семисот до дев’ятисот градусів за Цельсієм.
  3. Робочий хід, розширення. Колінчастий вал обертається від 360 до 540 градусів, знову досягаючи нижньої мертвої точки. Як відомо з фізики, сильно стисле повітря нагрівається до дуже високих температур, із-за чого паливо, що надходить з впускного клапана, самозаймається. На цьому етапі проявляється важлива відмінність дизеля від бензинового двигуна. Дизельне паливо починає подаватися ще до досягнення колінчастим валом верхньої мертвої точки (випередження запалювання). Продукти горіння штовхають поршень вниз. При робочому процесі в дизельному двигуні тиск газів постійно, і завдяки цьому вони здатні розвивати більший крутний момент. Пропорція паливоповітряної суміші в дизелі відрізняється від бензинового двигуна великою кількістю повітря.
  4. Випуск. Коли колінвал повертається на 720 градусів, поршень виштовхує відпрацьовані гази відкритий випускний клапан. Гази виходять через вихлопну трубу, а весь цикл повторюється.

Система живлення дизельного двигуна внутрішнього згорання

Призначення

Система харчування в дизелі — це цілий комплекс спеціальних пристроїв. Основним її завданням є не тільки надходження палива в інжекторні форсунки, але і забезпечення високого тиску при подачі. Система живлення виконує й інші важливі функції:

  • дозування точно певної кількості палива, враховуючи навантаження на двигун в різні режими роботи;
  • забезпечення ефективного уприскування палива у фіксований проміжок часу з необхідною інтенсивністю;
  • розпорошення і рівномірний розподіл пального по всьому простору камери згоряння в циліндрах;
  • попередня фільтрація дизельного палива перед подачею в насоси системи живлення.

Система живлення забезпечує подачу очищеного палива, а ПНВТ (паливний насос високого тиску) дизельного двигуна стискає його до потрібного тиску. Форсунки подають дизельне паливо у дрібно розпиленому вигляді в камеру згоряння

Схема пристрою системи живлення

В якості прикладу наведена схема дизельного двигуна ЗМЗ-5143.10, що встановлюється на автомобілях УАЗ з електричним паливним насосом.

Основні елементи системи

Система живлення дизельного двигуна складається з основних і додаткових елементів. Основні елементи — це: паливний бак, фільтри грубої і тонкої очистки дизельного палива, топливоподкачивающий насос, ТНВД, інжекторні форсунки (через які відбувається впорскування палива), трубопровід низького тиску, магістраль високого тиску і повітряний фільтр.

Дивіться також:  Датчик положення дросельної заслінки: 6 ознак несправності

Додаткові елементи можуть бути різні. Серед них зустрічаються електричні насоси, випуск відпрацьованих газів, фільтри сажі і глушники. Система живлення дизельного двигуна підрозділяється на дві групи в залежності від встановлюваної паливної апаратури: дизельна апаратура топливоподводящая і воздухоподводящая.

У топливоподводящей апаратурі, як правило, ТНВД і форсунки реалізовані як окремі пристрої. Паливо подається в двигун за магістралей високого і низького тиску. В магістралі високого тиску ТНВД збільшує тиску для подачі і впорскування необхідної порції палива в робочу камеру згоряння.

Крім ТНВД, в дизельному двигуні передбачений топливоподкачивающий насос. Він забезпечує подачу палива з паливного бака і пропускає пальне через фільтри тонкого і грубого очищення. Тиск, створюваний цим насосом, що дозволяє здійснити подачу паливо по трубопроводу низького тиску в ТНВД.

ТНВД дизельного двигуна здійснює подачу палива до інжекторним форсунок під високим тиском. Подача залежить від порядку роботи циліндрів дизельного двигуна.

Дизельні форсунки розташовані в головці блоку циліндрів. Їх основне завдання — точне розпорошення пального в камері згоряння. Передбачена також і дренажна система, що виводить надлишки подаваного палива і повітря за допомогою окремих трубопроводів. Форсунки бувають відкритого і закритого типів, але закритий тип використовується частіше. Сопла такої форсунки — це отвір, що закривається запірною голкою. Ключовий елемент форсунки — розпилювач. Він отримує одне або кілька соплових отворів, які утворюють факел в момент упорскування палива.

Існує і система живлення нероздільної типу, в якому ТНВД і інжекторна форсунка в своїй сукупності являють пристрій насос-форсунка. Термін служби таких двигунів невеликий, а створюваний шум часто перевищує встановлені норми.

Особливості системи живлення турбодизеля

Система турбонаддува застосовується як в дизельних, так і бензинових двигунах. Вона призначена для підвищення їх потужності без збільшення обсягу камери згоряння. Топливоподводящая система у турбірованних дизелях залишається практично без змін, а система подачі повітря зазнає істотні зміни.

Наддув відбувається за допомогою турбокомпресора. Турбіна споживає енергію, виділювану відпрацьованими газами (читайте також, як працює турбіна). Повітря в турбокомпресорі стискається, охолоджується і подається в камеру згорання дизельного двигуна. Величина цього тиску класифікує компресори за ступенем наддуву (низький, середній, високий).

Діагностика системи живлення дизельного ДВЗ

Діагностика системи живлення дизельного двигуна проводиться в спеціальних сервісних центрах спрямована на виявлення та усунення таких несправностей: зносу поверхні циліндрів, шестерень, зірочок, колінчатого вала ПНВТ, засмічення радіатора, повітряного фільтра, каналів охолодження, масляних каналів, пошкодження маховика, клапанів і т. д.

Несправності можуть виникати різні. Своєчасне виявлення дозволить двигуну служити довше. Основні ознаки, за якими можна зрозуміти, що існує несправність наступні: двигун не запускається, не розвиває заявлену потужність, сильно димить, при роботі виникають постукування.

Усунення несправностей системи живлення дизельного двигуна

Якщо двигун не запускається, то першим ділом варто перевірити наявність палива. При низьких температурах воно може загуснути, тому для запуску двигуна в морози допоможе спеціальний підігрів дизельного палива. Наступною причиною може бути наявність надмірної кількості повітря в системі живлення. Такі ситуації виникають внаслідок негерметичності системи. Для усунення зайвого повітря необхідно прокачати систему і усунути її негерметичність.

Трубопроводи, забірник в баку і паливні фільтри можуть бути засмічені. Вода в них може замерзнути. Необхідно відігріти їх итщательно прочистити ганчіркою, змоченою в гарячій воді. Якщо не працює ТНВД, то необхідно перш за все прогріти його теплим повітрям або парою, а якщо це не допомагає — то фільтруючі елементи підлягають заміні.

Дивіться також:  Система охолодження ВАЗ-2110: 5 елементів, пристрій і ремонт

Якщо двигун не розвиває заявлену потужність і сильно димить необхідно перевірити повітряний фільтр на предмет засмічення, перевірити зміст зайвого повітря в паливній системі, регулювання кута подачі палива, регулювання і засмічення форсунок, несправність насосів високого і низького тиску. Несправність усувається очищенням фільтрів, прокачуванням і видаленням зайвого повітря, регулюванням муфти випередження впорскування у форсунки, заміною або ремонтом насосів високого і низького тиску, якщо прогрів не допомагає.

Нерівномірна робота двигуна виникає внаслідок втрати працездатності форсунками, несправності ТНВД або регулятора. Несправні форсунки підлягають негайній заміні, а насос варто відправити на ремонт.

Постукування у двигуні виникають із-за занадто ранній подачі палива або, навпаки, підвищеної подачі. Таке виникає з-за виходу з зачеплення фіксатора рейки. Для усунення необхідно відрегулювати кут початку подачі палива або замінити рейку ТНВД.

Тепер по порядку про процес усунення несправностей. Відстій з паливних фільтрів зливається за умови, що двигун теплий. Зливні пробки відкручуються, і відстій зливається до тих пір, поки не починає текти чисте паливо. Потім пробки туго загортаються, а паливна система прокачується ручним насосом. Після цього запускається двигун. Через 3-4 хвилини всі повітряні пробки будуть усунені. Відстій з паливних баків зливається з допомогою спеціальних кранів аналогічно.

Для промивки фільтра грубої і тонкої очистки дизельного палива зливається паливо, знімаються ковпаки і промиваються чистим дизельним паливом. Потім відбувається заміна старих фільтруючих елементів. Після складання необхідно упевнитися у відсутності підсосу повітря при працюючому двигуні. В іншому випадку болти кріплення склянок до корпусів підтягуються вручну.

Повітряний фільтр знімається з автомобіля і витягується фільтруючий елемент. Корпус і інерційна заслінка промиваються в дизельному паливі або гарячій воді, а деталі продуваються стисненим повітрям, очищається сітка повітрозабірника. Пошкоджені деталі замінюються.

Перевіряється герметичність випускного тракту. Очищення фільтруючого елемента проводиться за допомогою продувки сухим стисненим повітрям або промивання. Фильрующий елемент підлягає заміні, якщо на ньому є наскрізні ушкодження.

Середній термін служби фільтруючого елемента становить близько 30000 км. Його промивання повинна здійснюватися не більше трьох разів, а продувка — не більше шести разів.

Змащування муфти випередження впорскування палива здійснюється через один з отворів до проливання масла з іншого отвори. У неї заправляється 0,3 літра моторного масла.

Щоб перевірити кут випередження впорскування палива необхідно повернути колінчастий вал в положення, коли мітка на провідній напівмуфті виявиться вгорі, а фіксатор увійде в отвір на маховику. Якщо мітки на муфті і насосі поєднані — кут випередження впорскування коректний.

Щоб встановити кут випередження впорскування, необхідно відвернути 3 болта веденої напівмуфти і поворотом колінчастого валу і муфти випередження домагаються поєднання міток.

Перевірка форсунок на тиск впорскування виробляється на спеціальному стенді. Величина не повинна відхилятися від значення 18+0,5 мПа або 17 мПа для форсунки, відпрацювала певний строк. Форсунка повинна впорскувати туманообразное дизельне паливо, а впорскується струмінь повинна мати форму конуса. Якщо ці параметри не дотримані — то потрібен ремонт дизельних форсунок. Перевірка і регулювання ТНВД також здійснюється фахівцями по паливній апаратурі.

Висновок

Ми розглянули основні вузли і агрегати системи живлення дизельного палива та основні її несправності. Своєчасне проходження технічного обслуговування допоможе виявити і усунути ці несправності і, як наслідок, збільшити термін служби дизельного двигуна вашого автомобіля. Удачі і легких доріг!