Какой угол называют углом опережения впрыскивания топлива

Опережение впрыска (Diesel)

Рис. 38. Чтобы полностью проверить редукционный клапан, его можно вывернуть из ТНВД. Плунжер внутри этого редукционного клапана не должен быть заклинен. Так это или не так, можно проверить, надавив на плунжер спичкой. Под воздействием руки плунжер должен легко перемещаться, сжимая пружину.
Рис. 39 . Выкручивать редукционный клапан на уже снятом насосе не сложно. Проделать то же, не снимая ТНВД, уже сложнее.

Все эти проблемы возникают довольно редко и легко вычисляются. Оценить состояние топливного фильтра можно легко и однозначно, если перевести двигатель на внешнее питание, то есть под капот двигателя поместить пластиковую бутылку с дизельным топливом, а трубки питания ТНВД и «обратки» отсоединить от своих штатных мест и опустить в эту бутылку. После этого запускаем двигатель и проверяем его работу. Можно даже проехать несколько километров. Если в поведении двигателя ничего не изменилось, значит, топливный фильтр и все, что расположено дальше, к топливному баку, исправно. Кстати, если в бутылку с топливом добавить 30-50% любого моторного масла, то ТНВД будет вынужден подавать более густое топливо (смесь солярки с маслом). И если в ТНВД есть какой-то износ (например, плунжерных пар), износ этот как бы станет сказываться в меньшей степени, и работа двигателя станет лучше. Например, двигатель в горячем состоянии запускается очень тяжело. Причиной этого часто является недостаточный объем подаваемого топлива вследствие износа главной плунжерной пары. И если с густым топливом этот дефект (тяжелый запуск) почти исчезнет, можно с уверенностью снимать ТНВД и менять ему изношенную пару. Хотя в этом случае в ТНВД обычно надо менять все, и его проще выкинуть, чем чинить и потом регулировать. Впрочем, об этом уже выше писалось.

Состояние редукционного клапана (может находиться в заклиненном состоянии) и питающего насоса, можно оценить, используя насос ручной подкачки топлива. Если работа двигателя изменится после того, как вы при работающем двигателе начнете качать ручным насосом, т.е. начнете вручную поднимать давление в корпусе ТНВД, значит или клапан, или насос неисправен. Редукционный клапан легко вывернуть, не снимая ТНВД, и проверить. Только на большинстве дизельных двигателей фирмы « Mitsubishi » для этого приходится тонким зубилом удалять уголок кронштейна, после чего головка редукционного клапана становится доступной для специального ключа. Кстати, этот редукционный клапан можно вывернуть и с помощью длинного бородка (зубильца), не используя ключ. (РИС.40)

Рис. 40. Поднять давление в корпусе ТНВД можно путем осаживания заглушки (1) редукционного клапана (2) тонким бородком. В результате этих ударов пружина (3) сильнее надавит на плунжер (4) и тот перекроет отверстие для сброса топлива (5). Чтобы вернуть заглушку обратно (снизить давление в корпусе ТНВД), надо сильнее пробить заглушку вниз, чтобы она сжала пружину полностью и надавила на плунжер таким образом, чтобы вытолкнуть стопор (6). После этого и плунжер и пружина легко вываливаются. Дальше надо перевернуть редукционный клапан и тонким бородком пробить заглушку обратно. Далее все собрать на место и повторить попытку регулировки давления.

Там все уплотнения сделаны на резиновых колечках (ториках) и сильной затяжки не требуется. Если этот клапан целый, его плунжер не заклинен в открытом положении, то следует подозревать неисправность питающего насоса. При условии, что при подкачке топлива работа двигателя становится ровнее. Правда, если из линии перелива (обратки) при работе двигателя льется топливо с пузырьками воздуха, то в первую очередь надо устранить подсос воздуха. Потому что если будет подсос воздуха, то сложно создать требуемое давление в ТНВД, даже с полостью исправным питающим насосом. Но проблемы с подсосом воздухом – это отдельная тема. Тут только заметим, что подсос воздуха, даже при внешнем питании, т.е. когда канистра с топливом находится выше ТНВД, возможен через сальник ТНВД и через не плотности центральной заглушки на чугунной части ТНВД. Эта заглушка используется для точной установки ТНВД по углу подачи топлива (ее вывинчивают, устанавливают микрометрическую головку и меряют ход плунжера, эта процедура описана почти во всех руководствах по ремонту ТНВД). При полностью исправном ТНВД, даже если он был ранее завоздушен, через 10 минут работы двигателя в линии перелива пузырьков воздуха нет.

Итак, угол опережения впрыска зависит от оборотов двигателя. Для экономии топлива, достижения высокой мощности и в плане экологии будет лучше, если этот угол опережения будет изменяться с учетом и других условий работы двигателя, таких, как величина нагрузки на двигатель, давление наддува, температура и др. Но полностью учет всех этих условий возможен только у ТНВД с электронным управлением. У обычных механических учитывается только давление топлива в корпусе ТНВД и, на более современных агрегатах, температура охлаждающей жидкости двигателя. Поршень в нижней части ТНВД перемещается в зависимости от давления топлива и через специальный стальной «палец» немного разворачивает профильную шайбу (эту же шайбу принудительно поворачивает поводок от механизма прогревного устройства). В результате волновой выступ шайбы будет раньше набегать на плунжер, и тот раньше начнет свое движение. Вся эта система была рассчитана и сделана на заводе и худо-бедно справлялась со своими обязанностями. До тех пор, пока не начался интенсивный износ. Интенсивным он стал потому, что в ТНВД стало поступать топливо без смазки (наше «сухое» зимнее топливо, так же как и керосин, почти не содержит тяжелых фракций, которые и обеспечивают смазку всех трущихся деталей), топливо с воздухом и просто грязное топливо (с абразивом). Впрочем, обычная старость тоже делает свое дело. В результате выступ на шайбе начинает чуть позже набегать на плунжер и тот в свою очередь начинает чуть позже свое движение. Другими словами начинается более поздний впрыск. Начало этого явления выглядит так. Двигатель работает на холостом ходу и, вследствие разного износа форсунок, немного трясется. Добавляем ему оборотов. Примерно на 1000 об/мин двигатель перестает трястись и как бы замирает – работает ровненько – ровненько. Еще повышаем обороты. И вдруг в диапазоне 1500 – 2000 об/мин появляются вздрагивания. Эти вздрагивания (тряска) могут появляться как при плавном, но интенсивном, так и при медленном повышении оборотов. Во время тряски из выхлопной трубы идет синий дым. Когда двигатель полностью прогреется, тряска в районе 1500 – 2000 об/мин исчезает. Это в самом начале развития дефекта. Потом тряска не пропадает и после прогрева двигателя. Точно такая же тряска появляется, если поднять давление впрыска на форсунках. В этом случае, если ТНВД изношен, тоже получится поздний впрыск топлива. Избавляемся мы от этого явления, повернув корпус ТНВД на более ранний впрыск. Иногда приходится доворачивать ТНВД почти до упора. Но прежде чем это сделать, послушайте работу двигателя. Когда у дизельного двигателя слишком ранний впрыск, он начинает работать более жестко (еще говорят, что у него стучат клапана). И если вы убедитесь, что оборотов за 50-100 до начала тряски эта жесткая составляющая в акустическом фоне дизеля исчезла, значит точно надо поворачивать ТНВД. Тут следует заметить, что у изношенных дизелей зазор поршень – цилиндр очень большой и поэтому они начинают работать жестко даже при абсолютно правильном угле опережения впрыска. Использование для установки опережения впрыска стробоскопа в нашем случае не совсем оправдано. Не будем говорить о том, что стробоскопы более уверенно ловят своим микрофоном стук уже сильно изношенной форсунки. Если же форсунка в приличном состоянии, а трубка подачи топлива закреплена штатно, лампа стробоскопа, как правило, дает сбои. Установить с помощью стробоскопа можно опережение впрыска при холостом ходе. Именно это опережение дается в технической документации. Но износ в ТНВД неравномерный. И очень часто установив опережение по метке с помощью стробоскопа при оборотах холостого хода, мы не избавляемся от тряски на оборотах, вызванной поздней подачей топлива. Поэтому мы и рекомендуем выставлять опережение на слух. При том износе, который имеют эксплуатируемые нами дизеля, это более приемлемый способ. Ведь только таким образом можно скомпенсировать поздний впрыск, вызванный низким давлением топлива в корпусе ТНВД из-за износа питающего насоса. Это почти то же самое, что и регулировка опережения зажигания у бензинок. Вы можете с помощью приборов установить опережение зажигания только при оборотах холостого хода (а другого и не предлагается руководствами по ремонту), но из-за неисправности, например, центробежного регулятора, машина ехать не будет. Ясно дело, что его надо чинить или менять. Но можно, повернув трамблер, выставить на слух приемлемый угол опережения зажигания. Разница только в том, что у бензиновых двигателей критерием правильности установки опережения зажигания без использования приборов будут детонационные стуки и мощность двигателя, а у дизелей – тряска, дымность и стуки в двигателе.

Выше уже упоминалось, что большинство проблем ТНВД происходят из-за всяческого рода утечек и протечек. Износился, например, плунжер, возникла протечка, вот и не создает он давление. А если заменить топливо более густым? Тогда повышенные зазоры в сопрягаемых деталях как бы станут меньше. И ТНВД заработает так, будто у него и нет никакого износа. Сделать топливо густым очень просто. Добавьте, как говорилось выше, в него любого моторного масла. Конечно, ездить так не хочется – слишком дорогое топливо получается (да и хлопотно это, постоянно приготавливать густое топливо). Но для проверки состояние ТНВД (как и для успешной продажи сильно подержанного автомобиля на базаре) этот прием полезен. В холодное время года мы, из-за природной лени, для того, чтобы сделать топливо густым, просто охлаждаем ТНВД. Например, приходит машина с дизельным двигателем с жалобой на то, что плохо заводится, если постоит минут пять, но двигатель еще горячий. Мы заводим эту машину (действительно, иногда приходится крутить стартером секунд 30), прогреваем ее еще минут 10 и глушим. После этого открываем ей капот и снегом охлаждаем ТНВД. В течение тех же 5 минут. Если после этой операции двигатель запустится лучше, чем в первый раз, уже можно говорить о сильном износе ТНВД. Конечно, оба эти трюка (с густым топливом и с охлаждением ТНВД) не описываются в заводских руководствах по ремонту двигателя и, поэтому их нельзя считать очень уж научными. В тех руководствах измеряется объем подачи топлива при запуске (есть в технических данных такой параметр – объем подачи при скорости вращения 200 об/мин) и проверить этот параметр в домашних условиях тоже несложно. Для этого надо выкрутить все свечи накаливания и снять трубку с одной форсунки. Потом на эту трубку надеть корпус одноразового медицинского шприца и стартером покрутить двигатель. Естественно, считая «пшики». 200 «пшиков», это, конечно, много. Достаточно и 50, а потом полученный результат сравнить с техническими данными. При этом можно считать, что объем впрыска при 200 об/мин для всех японских дизелей, если у них одинаковый объем, будет один и тот же. Если объем вашего двигателя чуть другой, несложно составить пропорцию с объемом дизеля, данные на который у вас имеются. Все это мы тоже проделываем, когда горячий двигатель плохо заводится, хотя, как следует из практики, можно все проверить и проще. Используя снег и моторное масло. Другими словами, если работа ТНВД с густым топливом становится более приемлемой, надо проверять объем впрыска. Лучше, конечно, это все сделать на стенде (там можно провести проверить все режимы работы у ТНВД), но в режиме запуска (т.е. при 200 об/мин) проверку можно сделать и в гараже.

Итак, если у дизельного двигателя есть тряска в районе 1500 – 2000 об/мин, сопровождаемая к тому же синим цветом выхлопных газов, надо ремонтировать топливную систему. И в частности, сделать впрыск топлива раньше. Для этого в простейшем случае надо повернуть ТНВД на более ранний впрыск.

Корниенко Сергей, г. Владивосток, диагност
© Легион-Автодата

Опережение впрыска топлива кратко

Топливо в двигателе сгорает не мгновенно. У дизельного двигателя наилучшие мощностные и экономические показатели работы, если топливо сгорает при нахождении поршня около верхней мертвой точки.

Чтобы обеспечить выполнение этого требования, нужно чтобы угол опережения впрыска топлива подавал его с опережением, до прихода поршня в верхнюю мертвую точку.

Величину опережения подачи топлива в дизельном двигателе, выраженную в градусах угла поворота коленчатого вала, называют углом опережения впрыска.

У каждого дизельного двигателя, для главного режима работы, определенный угол опережения впрыска. При изменении угла опережения, снижаются мощностные и экономические показатели дизеля.

Величина угла опережения впрыска зависит от:

• давления впрыска
• химического состава топлива
• температуры воздуха в конце такта сжатия
• числа оборотов коленчатого вала дизеля
• количества подаваемого топлива.

Оптимальные условия сгорания

Если впрыскивать топливо в цилиндр слишком рано, когда температура сжимаемого воздуха недостаточно высока, топливо будет плохо испаряться и часть его до самовоспламенения успеет осесть на стенках камеры. В этом случае горючее сгорает частично и работа дизеля ухудшается. Кроме того, из-за начавшегося сгорания топлива повышается давление газов в камере, которые будут противодействовать движению поршня, до прихода в верхнюю мертвую точку.

Работа дизеля ухудшается также и при слишком позднем впрыске. Топливо в этом случае сгорает при такте расширения, когда скорость сгорания понижается, а поверхность соприкосновения горячих газов со стенками цилиндра увеличивается. В этом случае много тепла будет отдано в охлаждающую воду и выброшено с отработавшими газами.

Чтобы форсунка впрыскивала с требуемым опережением, топливному насосу необходимо подавать горючее еще раньше, так как от момента начала подачи топлива насосом до впрыска из форсунки проходит некоторое время.

Угол, на который повернется коленчатый вал от положения, соответствующего началу подачи топлива насосом, до положения, при котором поршень придет в верхнюю мертвую точку, называют углом опережения подачи.

Угол опережения подачи топлива, больше угла опережения впрыска.
В конструкции топливного насоса или его привода предусматривается устройство, позволяющее изменять угол опережения подачи топлива.

Для каждого типа дизеля в зависимости от режимов работы, существуют подходящие значения угла опережения подачи топлива.

Наиболее важными критериями для оптимизации работы дизельного двигателя являются следующие:

• низкая токсичность выхлопных газов;
• низкий шум от процесса сгорания;
• низкий удельный расход топлива.

Момент времени, в который ТНВД начинает подавать топливо, называется началом подачи (или закрывания канала). Этот момент времени подбирается в соответствии с периодом задержки воспламенения (или просто задержкой воспламенения). Они являются переменными параметрами, которые зависят от конкретного рабочего режима. Период задержки впрыска определяется как период между началом подачи и началом впрыска, а период задержки воспламенения — как период между началом впрыска и началом сгорания. Начало впрыска определяется как угол поворота коленчатого вала в области ВМТ, в которой форсунка впрыскивает топливо в камеру сгорания.

Начало сгорания определяется как момент воспламенения топливо-воздушной смеси, на который может влиять начало впрыска. У ТНВД регулировка начала подачи (закрывания канала) в зависимости от числа оборотов лучше всего осуществляется с помощью устройства опережения впрыска.

Назначение устройства опережения впрыска

Из-за того, что устройство опережения впрыска непосредственно изменяет момент начала подачи, оно может быть определено как регулятор начала подачи. Устройство опережения впрыска (называемое еще муфтой опережения впрыска) эксцентрикового типа преобразует приводной крутящий момент, поступающий к ТНВД, в то же самое время, осуществляя свои регулирующие функции. Крутящий момент, требуемый ТНВД, зависит от размера насоса, количества плунжерных пар, количества впрыскиваемого топлива, давления впрыска, диаметра плунжера и формы кулачка. Тот факт, что крутящий момент привода имеет непосредственное влияние на характеристики опережения впрыска, следует учитывать при конструировании наряду с возможной отдачей мощности.

Давление в цилиндре

Рис. Давление в цилиндре: А. Начало впрыска; В. Начало сгорания; С. Задержка воспламенения. 1. Такт впуска; 2. Такт сжатия; 3. Рабочий ход; 4. Такт выпуска ОТ-ВМТ, UT-НМТ; 5. Давление в цилиндре, бар; 6. Положение поршня.

Конструкция устройства опережения впрыска

Устройство опережения впрыска для рядного ТНВД устанавливается непосредственно на конце кулачкового вала ТНВД. В основном различаются между собой устройства опережения впрыска открытого типа и закрытого типа.

Принцип работы устройства опережения впрыска

Устройство опережения впрыска приводится в движение зубчатой шестерней, которая установлена в кожухе привода газораспределительного механизма двигателя. Соединение между входом и выходом для привода (ступицей) осуществляется через блокировочные пары эксцентриковых элементов.

Наибольшие из них, регулировочные эксцентриковые элементы (4) расположены в отверстиях в стопорном диске (8), который, в свою очередь, крепится болтами к элементу привода (1). Компенсирующие эксцентриковые элементы (5) установлены в регулировочные эксцентриковые элементы (4) и направляются ими и болтом в ступицы (6). С другой стороны, болт ступицы непосредственно соединен со ступицей (2). Грузики (7) соединены с регулировочным эксцентриковым элементом и удерживаются в исходных положениях пружинами с переменной жесткостью.

Рис. а) В начальном положении; b) Низкие обороты; с) Средние обороты; d) Конечное положение при высоких оборотах; а — угол опережения впрыска.

Размеры устройства опережения впрыска

Размер устройства опережения впрыска, определяемый наружным диаметром и глубиной, в свою очередь определяет массу устанавливаемых грузиков, расстояние между центрами тяжести и возможный ход грузиков. Эти три фактора также определяют отдачу мощности и область применения.

ТНВД размера М

Рис. 1. Нагнетательный клапан; 2. Гильза; 7. Кулачковый вал; 8. Кулачок.

ТНВД размера М является самым маленьким насосом в ряду рядных ТНВД. Он имеет корпус из легкого сплава и укреплен на двигателе с помощью фланца. Доступ к внутренней части насоса возможен после снятия пластины основания и боковой крышки, и поэтому насос размера М определяется как ТНВД открытого типа. Пиковое давление впрыска ограничивается величиной 400 бар.

После снятия боковой крышки насоса количество подаваемого топлива плунжерных пар может быть отрегулировано и установлено на одинаковом уровне. Индивидуальная регулировка осуществляется перемещением зажимных деталей на тяге управления (4).

При работе установка плунжеров насоса и вместе с ними количества подаваемого топлива регулируется тягой управления в диапазоне, определяемом конструкцией насоса. Тяга управления ТНВД размера М является круглым стальным стержнем с плоскостью, на котором установлены зажимные элементы (5) с проточками. Рычаги (3) плотно соединяются с каждой втулкой управления, а стержень, приклепанный к его концу, входит в проточку зажимного элемента тяги управления. Эта конструкция известно как рычажное управление.

Плунжеры ТНВД находятся в непосредственном контакте с роликовыми толкателями (6), а регулировка предварительного хода осуществляется подбором роликов с соответствующими диаметрами для толкателя.

Смазка ТНВД размера М осуществляется путем обычной подачи масла от двигателя. ТНВД размера М выпускается с 4,5 или 6 плунжерными парами (4-, 5- или 6-цилиндровый ТНВД) и предназначен только для дизельного топлива.

ТНВД размера А

В отличие от ТНВД типа М, ТНВД типа А снабжен регулировочным винтом (с контргайкой) (7) в каждом роликовом толкателе (8) для установки предварительного хода.

Для регулировки количества подаваемого топлива с помощью управляющей рейки (4) ТНВД типа А, в отличие от ТНВД типа М, оснащен управлением с помощью шестерни вместо рычажного управления. Зубчатый сегмент, зажатый на втулке управления (5) плунжера, находится в зацеплении с управляющей рейкой и для регулировки плунжерных пар на одинаковую подачу фиксирующие винты нужно отпустить, а втулку управления повернуть относительно зубчатого сегмента и, таким образом, относительно управляющей рейки.

Все регулировочные работы на этом типе ТНВД должны проводиться на насосе, установленном на стенде и с открытым корпусом. Подобно ТНВД М, ТНВД типа А имеет боковую подпружиненную крышку, которую для получения доступа к внутренней части ТНВД нужно снять.

Для смазки ТНВД соединяется с системой смазки двигателя. ТНВД типа А выпускается в вариантах с числом цилиндров до 12, и, в отличие от ТНВД типа М, подходит для работы на топливах различного типа (а не только на дизельном).

ТНВД размера WM

Рядный ТНВД размера (типа) MW был разработан для удовлетворения потребности в повышенном давлении. ТНВД MW является рядным ТНВД закрытого типа, а его пиковое давление впрыска ограничивается величиной 900 бар. Он также имеет корпус из легкого сплава и крепится к двигателю с помощью рамы, плоского основания или фланца.

Конструкция ТНВД MW заметно отличается от конструкции ТНВД типов А и М. Основная разница состоит в использовании плунжерной пары, включающей в себя гильзу (3), нагнетательный клапан и держатель нагнетательного клапана. Она собрана вне двигателя и вставлена сверху в корпус ТНВД. На ТНВД MW держатель нагнетательного клапана вкручен непосредственно в гильзу, которая выступает вверх. Предварительный ход регулируется с помощью регулировочных шайб, которые вставляются между корпусом и гильзой с клапаном в сборе. Регулировка однородной подачи отдельных плунжерных пар производится снаружи ТНВД поворотом плунжерных пар. Фланцы крепления плунжерных пар (1) для этой цели снабжены пазами.

Рис. 1. Фланец крепления для плунжерной пары; 2. Нагнетательный клапан; 3. Гильза; 4. Плунжер; 5. Управляющая рейка; 6. Втулка управления; 7. Роликовый толкатель; 8. Кулачковый вал; 9. Кулачок.

ТНВД размера P

Рис. 1. Нагнетательный клапан; 2. Гильза; 3. Тяга управления; 4. Втулка управления; 5. Роликовый толкатель; 6. Кулачковый вал; 7. Кулачок.

Рядный ТНВД размера (типа) Р был также разработан для обеспечения высокого пикового давления впрыска. Подобно ТНВД типа MW, он является насосом закрытого типа и крепится к двигателю с помощью основания или фланца. В случае ТНВД типа Р, сконструированных для пикового давления впрыска 850 бар, гильза (2) вставляется во фланцевую втулку, которая уже снабжена резьбой для держателя нагнетательного клапана (1). При этой версии установки гильзы сила уплотнения не дает нагрузку на корпус насоса. Регулировка предварительного хода производится так же, как и у ТНВД типа MW.

Рядные ТНВД, рассчитанные на невысокое давление впрыска, используют обычное наполнение топливной магистрали. При этом топливо проходит топливные магистрали отдельных гильз одну за другой и в направлении продольной оси ТНВД. Топливо поступает в магистраль и выходит через систему возврата топлива.

Рассматривая в качестве примера версию Р8000 ТНВД типа Р, которая разработана для давления впрыска до 1150 бар (на стороне ТНВД), этот метод наполнения может привести к избыточной разнице температуры топлива (до 40°С) внутри ТНВД между первой и последней гильзами. Так как плотность энергии топлива уменьшается с увеличением его температуры и, в результате, с увеличением обьема, то это приведет к впрыску различного количества энергии в камеры сгорания двигателя. В связи с этим такие ТНВД используют поперечное наполнение, т.е. метод, при котором топливные магистрали отдельных гильз отделяются друг от друга с помощью дросселирующих отверстий. Это означает, что они могут наполняться параллельно друг другу (под прямыми углами к продольной оси ТНВД при практически идентичных температурных условиях).

Этот ТНВД также подсоединяется к системе смазки двигателя для смазки. ТНВД типа Р также выпускается в версиях с числом гильз (цилиндров) до 12 и подходит для работы как на дизельном, так и на других топливах.

Наиболее важными критериями для оптимизации работы дизельного двигателя являются следующие:

• низкая токсичность выхлопных газов;
• низкий шум от процесса сгорания;
• низкий удельный расход топлива.

Момент времени, в который ТНВД начинает подавать топливо, называется началом подачи (или закрывания канала). Этот момент времени подбирается в соответствии с периодом задержки воспламенения (или просто задержкой воспламенения). Они являются переменными параметрами, которые зависят от конкретного рабочего режима. Период задержки впрыска определяется как период между началом подачи и началом впрыска, а период задержки воспламенения — как период между началом впрыска и началом сгорания. Начало впрыска определяется как угол поворота коленчатого вала в области ВМТ, в которой форсунка впрыскивает топливо в камеру сгорания.

Начало сгорания определяется как момент воспламенения топливо-воздушной смеси, на который может влиять начало впрыска. У ТНВД регулировка начала подачи (закрывания канала) в зависимости от числа оборотов лучше всего осуществляется с помощью устройства опережения впрыска.

Назначение устройства опережения впрыска

Из-за того, что устройство опережения впрыска непосредственно изменяет момент начала подачи, оно может быть определено как регулятор начала подачи. Устройство опережения впрыска (называемое еще муфтой опережения впрыска) эксцентрикового типа преобразует приводной крутящий момент, поступающий к ТНВД, в то же самое время, осуществляя свои регулирующие функции. Крутящий момент, требуемый ТНВД, зависит от размера насоса, количества плунжерных пар, количества впрыскиваемого топлива, давления впрыска, диаметра плунжера и формы кулачка. Тот факт, что крутящий момент привода имеет непосредственное влияние на характеристики опережения впрыска, следует учитывать при конструировании наряду с возможной отдачей мощности.

УОЗ и работа двигателя

Негативные последствия при раннем зажигании:

• перегрев деталей ДВС,
• падение мощности,
• разрушение прокладки под ГБЦ,
• разрушение перегородки поршневых колец.

Если поджечь смесь позже оптимального момента (позднее зажигание), когда поршень после достижения ВМТ начинает движение вниз, энергия от сгоревших газов уходит в выпуск, снижается эффективность работы мотора.

Неправильно подобранное зажигание негативно влияет на эффективность и ресурс двигателя, а также приводит к увеличению расхода топлива.

Возможные проблемы с неправильно выставленными углами зажигания:

• затрудненный пуск мотора,
• увеличенный расход топлива,
• плохая отзывчивость мотора на нажатие педали газа,
• детонация в ДВС,
• черный дым из глушителя.

Конструкция устройства опережения впрыска

Устройство опережения впрыска для рядного ТНВД устанавливается непосредственно на конце кулачкового вала ТНВД. В основном различаются между собой устройства опережения впрыска открытого типа и закрытого типа.

Когда необходимо регулировать впрыск

На заводе для регулировки ТНВД есть специальный станок. Поэтому он неплохо работает без регулировок. Но, бывают случаи, когда после каких либо ремонтных работ, приходится регулировать угол впрыска, например:

• После замены газораспределительного ремня
• Снимали ТНВД, и не можете установить его шкив по специальным отметкам.
• Любые другие неизбежные ремонтные работы, нарушившие регулировку угла впрыска.

Полезные рекомендации

Главной рекомендацией перед любыми работами, связанными с демонтажем топливного оборудования своими руками, будет нанесение и освежение отметок на всех шестернях, шкивах и прочих элементах. Краской или несмываемым маркером наносятся полоски. Чтобы при сборке совмещая их, легче было собрать аппаратуру и не нарушить регулировку зажигания.

Регулировать зажигание на дизельном движке можно такими способами:

• Регулировка по отметкам, если они есть.
• Подбор впрыска опытным путем.

Принцип работы устройства опережения впрыска

Устройство опережения впрыска приводится в движение зубчатой шестерней, которая установлена в кожухе привода газораспределительного механизма двигателя. Соединение между входом и выходом для привода (ступицей) осуществляется через блокировочные пары эксцентриковых элементов.

Наибольшие из них, регулировочные эксцентриковые элементы (4) расположены в отверстиях в стопорном диске (8), который, в свою очередь, крепится болтами к элементу привода (1). Компенсирующие эксцентриковые элементы (5) установлены в регулировочные эксцентриковые элементы (4) и направляются ими и болтом в ступицы (6). С другой стороны, болт ступицы непосредственно соединен со ступицей (2). Грузики (7) соединены с регулировочным эксцентриковым элементом и удерживаются в исходных положениях пружинами с переменной жесткостью.

Рис. а) В начальном положении; b) Низкие обороты; с) Средние обороты; d) Конечное положение при высоких оборотах; а — угол опережения впрыска.

Регулировка зажигания дизельного двигателя – инструкция для решительных

Дизельного двигателя может производиться и самостоятельно. Для начала следует поднять крышку капота и зафиксировать ее на опорной стойке. Сверху слева на задней части двигателя необходимо найти маховик (массивное колесо), на корпусе кожуха которого расположено механическое устройство. Шток этого устройства требуется сначала приподнять и развернуть на 90 градусов, затем опустить в прорезь, которая находится на корпусе.

Теперь самое время посмотреть на вал привода насоса для горючего, он расположен сверху от развала блока цилиндров (ось, от которой ряды цилиндров расходятся). Если установочная шкала приводной муфты (фланца, который служит для передачи вращений от приводного вала) ТВНД повернута вверх, то в этом случае риску на фланце топливного насоса следует совместить с нулевой меткой привода и затянуть два крепежных болта. Если установочная шкала приводной муфты не повернута вверх, тогда потребуется приподнять стопор, а коленвал двигателя повернуть на один оборот, и следом все вышеперечисленные действия необходимо повторить в том же порядке.

Как только болты приводной муфты затянули, нужно поднять вверх стопор маховика, повернуть на 90 градусов и опустить в паз. На кожухе маховика снизу можно вернуть на свое место грязезащитный щиток (крепится болтами). Теперь капот автомобиля пора закрыть, работа закончена. Остается завести автомобиль и проверить четкость срабатывания системы.

ТНВД размера М

Рис. 1. Нагнетательный клапан; 2. Гильза; 7. Кулачковый вал; 8. Кулачок.

ТНВД размера М является самым маленьким насосом в ряду рядных ТНВД. Он имеет корпус из легкого сплава и укреплен на двигателе с помощью фланца. Доступ к внутренней части насоса возможен после снятия пластины основания и боковой крышки, и поэтому насос размера М определяется как ТНВД открытого типа. Пиковое давление впрыска ограничивается величиной 400 бар.

После снятия боковой крышки насоса количество подаваемого топлива плунжерных пар может быть отрегулировано и установлено на одинаковом уровне. Индивидуальная регулировка осуществляется перемещением зажимных деталей на тяге управления (4).

При работе установка плунжеров насоса и вместе с ними количества подаваемого топлива регулируется тягой управления в диапазоне, определяемом конструкцией насоса. Тяга управления ТНВД размера М является круглым стальным стержнем с плоскостью, на котором установлены зажимные элементы (5) с проточками. Рычаги (3) плотно соединяются с каждой втулкой управления, а стержень, приклепанный к его концу, входит в проточку зажимного элемента тяги управления. Эта конструкция известно как рычажное управление.

Плунжеры ТНВД находятся в непосредственном контакте с роликовыми толкателями (6), а регулировка предварительного хода осуществляется подбором роликов с соответствующими диаметрами для толкателя.

Смазка ТНВД размера М осуществляется путем обычной подачи масла от двигателя. ТНВД размера М выпускается с 4,5 или 6 плунжерными парами (4-, 5- или 6-цилиндровый ТНВД) и предназначен только для дизельного топлива.

Установка момента впрыска топлива на двигателе Д-240 МТЗ 82 (80)

Слишком ранний впрыск нарушает тепловой баланс воздуха и воспламеняемого распылённого топлива, увеличивая время воспламенения. Результатом позднего впрыска будет неполное сгорание топлива, сопровождающееся перегревом двигателя, задымлением и потерей мощности.

ТНВД размера А

В отличие от ТНВД типа М, ТНВД типа А снабжен регулировочным винтом (с контргайкой) (7) в каждом роликовом толкателе (8) для установки предварительного хода.

Для регулировки количества подаваемого топлива с помощью управляющей рейки (4) ТНВД типа А, в отличие от ТНВД типа М, оснащен управлением с помощью шестерни вместо рычажного управления. Зубчатый сегмент, зажатый на втулке управления (5) плунжера, находится в зацеплении с управляющей рейкой и для регулировки плунжерных пар на одинаковую подачу фиксирующие винты нужно отпустить, а втулку управления повернуть относительно зубчатого сегмента и, таким образом, относительно управляющей рейки.

Все регулировочные работы на этом типе ТНВД должны проводиться на насосе, установленном на стенде и с открытым корпусом. Подобно ТНВД М, ТНВД типа А имеет боковую подпружиненную крышку, которую для получения доступа к внутренней части ТНВД нужно снять.

Для смазки ТНВД соединяется с системой смазки двигателя. ТНВД типа А выпускается в вариантах с числом цилиндров до 12, и, в отличие от ТНВД типа М, подходит для работы на топливах различного типа (а не только на дизельном).

Порядок регулировки

Необходимость установки впрыска возникает при замене топливного насоса высокого давления (ТНВД) или его монтаже после ремонта, а также после ремонта поршневой группы дизеля. Регулировку производят при условии исправной топливной аппаратуры, ТНВД и отрегулированном газораспределительном механизме дизеля. Процесс установки состоит из ниже описанных последовательных операций.

ТНВД размера WM

Рядный ТНВД размера (типа) MW был разработан для удовлетворения потребности в повышенном давлении. ТНВД MW является рядным ТНВД закрытого типа, а его пиковое давление впрыска ограничивается величиной 900 бар. Он также имеет корпус из легкого сплава и крепится к двигателю с помощью рамы, плоского основания или фланца.

Конструкция ТНВД MW заметно отличается от конструкции ТНВД типов А и М. Основная разница состоит в использовании плунжерной пары, включающей в себя гильзу (3), нагнетательный клапан и держатель нагнетательного клапана. Она собрана вне двигателя и вставлена сверху в корпус ТНВД. На ТНВД MW держатель нагнетательного клапана вкручен непосредственно в гильзу, которая выступает вверх. Предварительный ход регулируется с помощью регулировочных шайб, которые вставляются между корпусом и гильзой с клапаном в сборе. Регулировка однородной подачи отдельных плунжерных пар производится снаружи ТНВД поворотом плунжерных пар. Фланцы крепления плунжерных пар (1) для этой цели снабжены пазами.

Рис. 1. Фланец крепления для плунжерной пары; 2. Нагнетательный клапан; 3. Гильза; 4. Плунжер; 5. Управляющая рейка; 6. Втулка управления; 7. Роликовый толкатель; 8. Кулачковый вал; 9. Кулачок.

Увеличение мощности двигателя

Увеличение объёма воздуха в камере сгорания

Мощность двигателя можно повысить за счет увеличения объема воздуха поступающего в камеру сгорания. Так как воздух содержит кислород. И чем его больше тем интенсивнее происходит сгорание топлива. Цилиндр имеет рабочий объём, который изменить нельзя. Но можно в этот объём разместить большее количество воздуха. Если предварительно его сжать.

Происходит это с помощью турбокрмпрессора. Он создаёт избыточное давление поступающего в цилиндр воздуха. В результате его попадет большее количество. Если бы поршень закачивал воздух самостоятельно. Но в результате попадания воздуха в турбокомпрессор он нагревается от температуры турбины и от создаваемого им сжатия. Требуется его охлаждение.

При охлаждении движение молекул замедляется. В результате чего они начинают занимать меньший объём в пространстве. Технически охлаждение воздуха происходит путем применения радиатора. Его называют интеркулер. В интеркулере воздух охлаждается встречным потоком воздуха. При движении автомобиля. Сжатый воздух дополнительно охлаждается и подаётся в цилиндры. Но применение интеркулера возможно только при наличии турбокомпрессора. Потому что если применять его отдельно, он затруднит поступление воздуха в цилиндры. И повышения мощности не произойдет.

Топливо попавшее в цилиндр должно сгореть полностью. От этого зависит эффективная работа двигателя. Безусловно дополнительная порция воздуха помогает это сделать. Но не решает проблемы в целом. Двигатель работает в разных режимах. При увеличении оборотов. Уменьшается время на горение топлива. А не полное его сгорания снижает мощность работы. В связи с уменьшением возникающего давления на поршень. Автомобили несут на себе разную нагрузку. При одних и тех же оборотах двигателя требуется разное количество топлива для движения автомобиля. Поэтому постоянно разрабатываются различные системы впрыска топлива. Которые пытаются более точно регулировать объём поступающего топлива в цилиндры. При работе на разных режимах работы двигателя.

То, что опережение впрыска топлива для дизельных двигателей очень важно, объяснять никому не надо. Естественно, для каждой частоты вращения двигателя оптимальным будет какое-то определенное значение угла опережения, например, для холостого хода 800 об/мин – это 3°, 1000 об/мин — 4°, 1500 об/мин — 5° и т.д. Для достижения такой зависимости, которая, кстати, не является линейной, в корпусе ТНВД есть специальный механизм. Впрочем, это просто поршень (иногда в литературе его именуют таймером), который перемещается внутри ТНВД давлением топлива и через специальный поводок на тот или иной угол разворачивает специальную шайбу с волновым профилем. Будет поршень задвинут дальше – волна шайбы чуть раньше набежит на плунжер, тот начнет движение и раньше начнет подавать топливо к форсунке. Другими словами, угол опережения впрыска зависит от давления топлива внутри корпуса ТНВД и от степени износа волнового профиля шайбы. С давлением топлива, как правило, никаких проблем не бывает. Ну, разве что засорится топливный фильтр, заклинит в открытом состоянии плунжерок редукционного клапана или западут лопасти питающего насоса (внутри ТНВД).

Рис. 38. Чтобы полностью проверить редукционный клапан, его можно вывернуть из ТНВД. Плунжер внутри этого редукционного клапана не должен быть заклинен. Так это или не так, можно проверить, надавив на плунжер спичкой. Под воздействием руки плунжер должен легко перемещаться, сжимая пружину.

Рис. 39. Выкручивать редукционный клапан на уже снятом насосе не сложно. Проделать то же, не снимая ТНВД, уже сложнее.

Рис. 40. Поднять давление в корпусе ТНВД можно путем осаживания заглушки (1) редукционного клапана (2) тонким бородком. В результате этих ударов пружина (3) сильнее надавит на плунжер (4) и тот перекроет отверстие для сброса топлива (5). Чтобы вернуть заглушку обратно (снизить давление в корпусе ТНВД), надо сильнее пробить заглушку вниз, чтобы она сжала пружину полностью и надавила на плунжер таким образом, чтобы вытолкнуть стопор (6). После этого и плунжер и пружина легко вываливаются. Дальше надо перевернуть редукционный клапан и тонким бородком пробить заглушку обратно. Далее все собрать на место и повторить попытку регулировки давления.

Там все уплотнения сделаны на резиновых колечках (ториках) и сильной затяжки не требуется. Если этот клапан целый, его плунжер не заклинен в открытом положении, то следует подозревать неисправность питающего насоса. При условии, что при подкачке топлива работа двигателя становится ровнее. Правда, если из линии перелива (обратки) при работе двигателя льется топливо с пузырьками воздуха, то в первую очередь надо устранить подсос воздуха. Потому что если будет подсос воздуха, то сложно создать требуемое давление в ТНВД, даже с полостью исправным питающим насосом. Но проблемы с подсосом воздухом – это отдельная тема. Тут только заметим, что подсос воздуха, даже при внешнем питании, т.е. когда канистра с топливом находится выше ТНВД, возможен через сальник ТНВД и через не плотности центральной заглушки на чугунной части ТНВД. Эта заглушка используется для точной установки ТНВД по углу подачи топлива (ее вывинчивают, устанавливают микрометрическую головку и меряют ход плунжера, эта процедура описана почти во всех руководствах по ремонту ТНВД). При полностью исправном ТНВД, даже если он был ранее завоздушен, через 10 минут работы двигателя в линии перелива пузырьков воздуха нет.

Итак, если у дизельного двигателя есть тряска в районе 1500 – 2000 об/мин, сопровождаемая к тому же синим цветом выхлопных газов, надо ремонтировать топливную систему. И в частности, сделать впрыск топлива раньше. Для этого в простейшем случае надо повернуть ТНВД на более ранний впрыск.

Муфта опережения впрыска топлива служит для автоматического изменения угла опережения впрыска при изменении частоты вращения коленчатого вала.

Углом опережения впрыска (опережения впрыскивания) топлива называется угол между положением кривошипа коленчатого вала относительно верхней мертвой точки (ВМТ) в момент начала впрыска топлива и его положением, соответствующим нахождению поршня в ВМТ.

Впрыск топлива в цилиндр двигателя должен осуществляться до прихода поршня в ВМТ в конце такта сжатия, т. е. с некоторым опережением. Это необходимо для того, чтобы топливо успело перемешаться с воздухом в цилиндре, и началось его активное горение к приходу поршня в верхнюю мертвую точку. При этом момент впрыска топлива рассчитывают из условия, чтобы максимальное давление газов на поршень создалось уже после его прохождения ВМТ.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала угол опережения впрыска топлива должен увеличиваться. Несоблюдение этого требования ведет к увеличению расхода топлива и потери мощности двигателя. Ведь с увеличением частоты вращения значительно уменьшается время, отводимое на впрыск, смесеобразование и начало активной фазы горения. При этом топливо просто не успевает смешаться с воздухом для полного и качественного сгорания в дальнейшем, а скорости горения не хватает для того, чтобы к моменту перехода поршня через ВМТ процесс тепловыделения был максимальным.

Автоматическое регулирование угла начала впрыска топлива обеспечивает специальное устройство, называемое муфтой опережения впрыска. По аналогии с муфтой опережения впрыска работают устройства карбюраторных двигателей, у которых автоматически регулируется угол искрообразования при помощи специального устройства, размещенного в прерывателе системы зажигания. Кроме того, современные бензиновые двигатели все чаще оснащаются устройствами автоматической регулировки фаз газораспределения, т. е. управляют работой клапанов ГРМ.

Следует отметить, что регулирование угла опережения впрыскивания топлива в современных системах питания дизелей (таких, как управляемая электроникой система насос-форсунка или Common Rail) осуществляется при помощи электронного блока управления, который корректирует параметры впрыска на основании показаний различных датчиков, информирующих о режимах работы и требуемой динамике двигателя в данный момент времени.

Устройство и работа центробежной муфты опережения впрыска

Устройство муфты опережения впрыска топлива рассмотрим на примере центробежной муфты опережения впрыска, применяемой в системе питания дизельных двигателей ЯМЗ. Она закрепляется на переднем конце кулачкового вала ТНВД, поэтому насос приводится в действие через муфту опережения впрыска, которая является промежуточным звеном в приводе ТНВД.

Муфта опережения впрыска состоит из корпуса 14 (рис. 1), ведущей полумуфты 12, ведомой полумуфты 1, двух грузиков 7 и двух пружин 2.

Привод муфты осуществляется от зубчатых колес механизма газораспределения и валика привода. Распределительное зубчатое колесо закреплено посредством шпонки на валике привода ТНВД, на заднем конце которого закрепляется ведущий фланец 23 муфты.
Ведущий фланец двумя болтами скрепляется с промежуточным фланцем 21.
Промежуточный фланец соединяется с ведущей полумуфтой 12 посредством шайбы 17, установленной в металлической обойме 19. В шайбе вырезано четыре паза; в пазы 16 входят шипы 20 промежуточного фланца, а в пазы 18 – шипы 9 ведущей полумуфты.

Ведомая полумуфта 1 закрепляется на шпонке на переднем конце кулачкового вала насоса и завинчивается в корпус 14. Грузики надеваются на пальцы 4.
Пальцы 13 ведущей полумуфты упираются в криволинейные поверхности 6 грузиков. На пальцах 4 и 13 выполнены углубления 5, в которые упираются предварительно сжатые пружины 2. Пружины стремятся повернуть полумуфты 1 и 12 относительно друг друга.

На рисунке 1, б показано положение деталей муфты при малой частоте вращения коленчатого вала.
При увеличении частоты вращения возрастает центробежная сила грузиков, и они расходятся в стороны, поворачиваясь вокруг пальцев 4. При этом криволинейные поверхности 6 грузиков скользят по пальцам 13 ведущей полумуфты, расстояние между пальцами 4 и 13 уменьшается (размеры L₁ и L₂) и пружины сжимаются.

Подтягиваясь к пальцам 13, пальцы 4 поворачивают ведомую полумуфту 1 с кулачковым валом 24 насоса в сторону вращения приводного вала (рис. 1, в), увеличивая тем самым угол опережения впрыска топлива на угол α .

Метки 15 на корпусе 14 муфты, промежуточном фланце 21 и ведущем фланце 23 при сборке совмещают, чем обеспечивается правильная установка момента начала впрыска.

На корпусе муфты имеются отверстия, закрываемые пробками (или винтами с уплотнительными шайбами) и служащие для заполнения полости муфты моторным маслом. Масло заливается в верхнее отверстие до появления его из нижнего отверстия.

На рисунке 2 представлен усовершенствованный привод ТНВД двигателя ЯМЗ-238 М2.
На вал привода 1 посредством стяжного болта 8 закрепляется ведущая полумуфта 9 привода. Ведомая полумуфта 10 привода болтами 15 крепится к муфте 12 опережения впрыска топлива. Ведущая полумуфта 9 связана с ведомой полумуфтой 10 через пакет пластин 3 болтами 11 и 16. Второй пакет пластин 3 (на рис. 2 слева) обеспечивает жесткость фланцу 6.

Метка б на указателе 13 и метка а на ведомой полумуфте 10 служат для установки начального угла опережения впрыска топлива. Для этого отворачивают две гайки 7 и поворотом муфты опережения впрыска посредством овальных отверстий на фланце 6 полумуфты совмещают указанные метки. Положение коленчатого вала при этом должно соответствовать концу хода сжатия в первом цилиндре.

Установка угла опережения впрыска

Установка угла опережения впрыскивания выполняется в следующей последовательности:

1. Подготавливают двигатель – находят в первом цилиндре такт сжатия и устанавливают коленчатый вал вращением маховика в положение, соответствующее углу начала впрыска цилиндра. Для этих целей в деталях КШМ (маховик, кожух или др.) предусматривают специальные устройства и метки, позволяющие контролировать конец такта сжатия.

2. Подготавливают насос – на первую секцию ТНВД устанавливают моментоскоп – стеклянную трубку, соединенную через резиновый патрубок с топливопроводом высокого давления. Поворачивают вал насоса до тех пор, пока в трубке не покажется топливо.
Отворачивают вал обратно на угол 30…40˚ и осторожно вращают вал в прямом направлении. Как только поверхность топлива (мениск) в трубке моментоскопа дрогнет, вращение вала насоса прекращают.

3. Соединяют насос с приводом и крепят его на блоке, после чего проверяют правильность установки момента начала впрыска, проворачивая коленчатый вал на два оборота. В конце второго оборота внимательно следят за мениском в моментоскопе. Когда он дрогнет, вращение коленчатого вала прекращают.
По меткам на деталях КШМ определяют правильность установки угла. При необходимости угол опережения впрыска корректируют.

Угол опережения впрыска и угол опережения подачи топлива

Топливо в двигателе сгорает не мгновенно. У дизельного двигателя наилучшие мощностные и экономические показатели работы, если топливо сгорает при нахождении поршня около верхней мертвой точки.

Чтобы обеспечить выполнение этого требования, нужно чтобы угол опережения впрыска топлива подавал его с опережением, до прихода поршня в верхнюю мертвую точку.

Величину опережения подачи топлива в дизельном двигателе, выраженную в градусах угла поворота коленчатого вала, называют углом опережения впрыска.

У каждого дизельного двигателя, для главного режима работы, определенный угол опережения впрыска. При изменении угла опережения, снижаются мощностные и экономические показатели дизеля.

Величина угла опережения впрыска зависит от:

• давления впрыска
• химического состава топлива
• температуры воздуха в конце такта сжатия
• числа оборотов коленчатого вала дизеля
• количества подаваемого топлива.

Оптимальные условия сгорания

Если впрыскивать топливо в цилиндр слишком рано, когда температура сжимаемого воздуха недостаточно высока, топливо будет плохо испаряться и часть его до самовоспламенения успеет осесть на стенках камеры. В этом случае горючее сгорает частично и работа дизеля ухудшается. Кроме того, из-за начавшегося сгорания топлива повышается давление газов в камере, которые будут противодействовать движению поршня, до прихода в верхнюю мертвую точку.

Работа дизеля ухудшается также и при слишком позднем впрыске. Топливо в этом случае сгорает при такте расширения, когда скорость сгорания понижается, а поверхность соприкосновения горячих газов со стенками цилиндра увеличивается. В этом случае много тепла будет отдано в охлаждающую воду и выброшено с отработавшими газами.

Чтобы форсунка впрыскивала с требуемым опережением, топливному насосу необходимо подавать горючее еще раньше, так как от момента начала подачи топлива насосом до впрыска из форсунки проходит некоторое время.

Угол, на который повернется коленчатый вал от положения, соответствующего началу подачи топлива насосом, до положения, при котором поршень придет в верхнюю мертвую точку, называют углом опережения подачи.

Угол опережения подачи топлива, больше угла опережения впрыска.
В конструкции топливного насоса или его привода предусматривается устройство, позволяющее изменять угол опережения подачи топлива.

Для каждого типа дизеля в зависимости от режимов работы, существуют подходящие значения угла опережения подачи топлива.

Какой угол называют углом опережения впрыскивания топлива

Муфта опережения впрыска топлива служит для автоматического изменения угла опережения впрыска при изменении частоты вращения коленчатого вала.

Углом опережения впрыска (опережения впрыскивания) топлива называется угол между положением кривошипа коленчатого вала относительно верхней мертвой точки (ВМТ) в момент начала впрыска топлива и его положением, соответствующим нахождению поршня в ВМТ.

Впрыск топлива в цилиндр двигателя должен осуществляться до прихода поршня в ВМТ в конце такта сжатия, т. е. с некоторым опережением. Это необходимо для того, чтобы топливо успело перемешаться с воздухом в цилиндре, и началось его активное горение к приходу поршня в верхнюю мертвую точку. При этом момент впрыска топлива рассчитывают из условия, чтобы максимальное давление газов на поршень создалось уже после его прохождения ВМТ.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала угол опережения впрыска топлива должен увеличиваться. Несоблюдение этого требования ведет к увеличению расхода топлива и потери мощности двигателя. Ведь с увеличением частоты вращения значительно уменьшается время, отводимое на впрыск, смесеобразование и начало активной фазы горения. При этом топливо просто не успевает смешаться с воздухом для полного и качественного сгорания в дальнейшем, а скорости горения не хватает для того, чтобы к моменту перехода поршня через ВМТ процесс тепловыделения был максимальным.

Автоматическое регулирование угла начала впрыска топлива обеспечивает специальное устройство, называемое муфтой опережения впрыска. По аналогии с муфтой опережения впрыска работают устройства карбюраторных двигателей, у которых автоматически регулируется угол искрообразования при помощи специального устройства, размещенного в прерывателе системы зажигания. Кроме того, современные бензиновые двигатели все чаще оснащаются устройствами автоматической регулировки фаз газораспределения, т. е. управляют работой клапанов ГРМ.

Следует отметить, что регулирование угла опережения впрыскивания топлива в современных системах питания дизелей (таких, как управляемая электроникой система насос-форсунка или Common Rail) осуществляется при помощи электронного блока управления, который корректирует параметры впрыска на основании показаний различных датчиков, информирующих о режимах работы и требуемой динамике двигателя в данный момент времени.

Устройство и работа центробежной муфты опережения впрыска

Устройство муфты опережения впрыска топлива рассмотрим на примере центробежной муфты опережения впрыска, применяемой в системе питания дизельных двигателей ЯМЗ. Она закрепляется на переднем конце кулачкового вала ТНВД, поэтому насос приводится в действие через муфту опережения впрыска, которая является промежуточным звеном в приводе ТНВД.

Муфта опережения впрыска состоит из корпуса 14 (рис. 1), ведущей полумуфты 12, ведомой полумуфты 1, двух грузиков 7 и двух пружин 2.

Привод муфты осуществляется от зубчатых колес механизма газораспределения и валика привода. Распределительное зубчатое колесо закреплено посредством шпонки на валике привода ТНВД, на заднем конце которого закрепляется ведущий фланец 23 муфты.
Ведущий фланец двумя болтами скрепляется с промежуточным фланцем 21.
Промежуточный фланец соединяется с ведущей полумуфтой 12 посредством шайбы 17, установленной в металлической обойме 19. В шайбе вырезано четыре паза; в пазы 16 входят шипы 20 промежуточного фланца, а в пазы 18 – шипы 9 ведущей полумуфты.

Ведомая полумуфта 1 закрепляется на шпонке на переднем конце кулачкового вала насоса и завинчивается в корпус 14. Грузики надеваются на пальцы 4.
Пальцы 13 ведущей полумуфты упираются в криволинейные поверхности 6 грузиков. На пальцах 4 и 13 выполнены углубления 5, в которые упираются предварительно сжатые пружины 2. Пружины стремятся повернуть полумуфты 1 и 12 относительно друг друга.

На рисунке 1, б показано положение деталей муфты при малой частоте вращения коленчатого вала.
При увеличении частоты вращения возрастает центробежная сила грузиков, и они расходятся в стороны, поворачиваясь вокруг пальцев 4. При этом криволинейные поверхности 6 грузиков скользят по пальцам 13 ведущей полумуфты, расстояние между пальцами 4 и 13 уменьшается (размеры L₁ и L₂) и пружины сжимаются.

Подтягиваясь к пальцам 13, пальцы 4 поворачивают ведомую полумуфту 1 с кулачковым валом 24 насоса в сторону вращения приводного вала (рис. 1, в), увеличивая тем самым угол опережения впрыска топлива на угол α .

Метки 15 на корпусе 14 муфты, промежуточном фланце 21 и ведущем фланце 23 при сборке совмещают, чем обеспечивается правильная установка момента начала впрыска.

На корпусе муфты имеются отверстия, закрываемые пробками (или винтами с уплотнительными шайбами) и служащие для заполнения полости муфты моторным маслом. Масло заливается в верхнее отверстие до появления его из нижнего отверстия.

На рисунке 2 представлен усовершенствованный привод ТНВД двигателя ЯМЗ-238 М2.
На вал привода 1 посредством стяжного болта 8 закрепляется ведущая полумуфта 9 привода. Ведомая полумуфта 10 привода болтами 15 крепится к муфте 12 опережения впрыска топлива. Ведущая полумуфта 9 связана с ведомой полумуфтой 10 через пакет пластин 3 болтами 11 и 16. Второй пакет пластин 3 (на рис. 2 слева) обеспечивает жесткость фланцу 6.

Метка б на указателе 13 и метка а на ведомой полумуфте 10 служат для установки начального угла опережения впрыска топлива. Для этого отворачивают две гайки 7 и поворотом муфты опережения впрыска посредством овальных отверстий на фланце 6 полумуфты совмещают указанные метки. Положение коленчатого вала при этом должно соответствовать концу хода сжатия в первом цилиндре.

Установка угла опережения впрыска

Установка угла опережения впрыскивания выполняется в следующей последовательности:

1. Подготавливают двигатель – находят в первом цилиндре такт сжатия и устанавливают коленчатый вал вращением маховика в положение, соответствующее углу начала впрыска цилиндра. Для этих целей в деталях КШМ (маховик, кожух или др.) предусматривают специальные устройства и метки, позволяющие контролировать конец такта сжатия.

2. Подготавливают насос – на первую секцию ТНВД устанавливают моментоскоп – стеклянную трубку, соединенную через резиновый патрубок с топливопроводом высокого давления. Поворачивают вал насоса до тех пор, пока в трубке не покажется топливо.
Отворачивают вал обратно на угол 30…40˚ и осторожно вращают вал в прямом направлении. Как только поверхность топлива (мениск) в трубке моментоскопа дрогнет, вращение вала насоса прекращают.

3. Соединяют насос с приводом и крепят его на блоке, после чего проверяют правильность установки момента начала впрыска, проворачивая коленчатый вал на два оборота. В конце второго оборота внимательно следят за мениском в моментоскопе. Когда он дрогнет, вращение коленчатого вала прекращают.
По меткам на деталях КШМ определяют правильность установки угла. При необходимости угол опережения впрыска корректируют.

Какой угол называют углом опережения впрыскивания топлива

Впрыснутое в цилиндр топливо воспламеняется не сразу. Сначала частички его испаряются, перемешиваются с воздухом и смесь нагревается до температуры самовоспламенения. Процесс этот сложный, многосторонний. Следовательно, после впрыска частичек топлива в цилиндр происходит задержка воспламенения вызванная физическими и химическими подготовительными процессами. Время, прошедшее от момента попадания частичек в цилиндр до начала горения называется периодом задержки самовоспламенения.

Период задержки самовоспламенения составляет 0,001-0,005 с. Если предполагать, что двигатель работает с частотой вращения 750 об./мин., то его коленвал поворачивается на 1º примерно за 0,002 с., значит за период задержки самовоспламенения кривошип повернётся на угол от 5 до 25º.

Это обстоятельство вынуждает делать впрыск топлива с опережением, т.е. до того как кривошип поршень придёт в ВМТ.

Угол, на который кривошип не доходит до ВМТ, в момент начала впрыска топлива называется – Углом опережения подачи топлива– это важнейший параметр регулировки двигателя у судовых дизелей он составляет 15-33º.

Протекание процесса сгорания.

d – точка начала подачи топлива;

@ – угол опережения подачи топлива;

@_i – угол поворота коленвала за период задержки воспламенения или (период задержки воспламенения).

с – точка начала горения за период задержки воспламенения (угол @_i) в цилиндр поступило какое-то количество топлива, составляющее обычно 15-50% от цикловой подачи, т.е. от дозы, впрыскиваемой за цикл.

Топливо воспламеняется следовательно температура и давление резко возрастают участок (сz). Топливо поступающее в цилиндр по окончании задержки спокойно сгорает, попадая так сказать в огненную среду.

Поршень в это время движется вниз объём над ним увеличивается и давление существенно не меняется участок (z₁, z).

(z – z ) – участок показывает процесс расширения (топливо на этом участке догорает).

Участок (сz´) характерен интенсивным нарастанием давления от Рс до Рz. Если скорость нарастания будет больше чем 400-600 кПа/ град. П.К.В. (4-6 кгс/см 2 ),то нагрузка на поршень будет ударной, в цилиндре возникнет стук, такая работа двигателя называется жёсткой. Жёсткая работа крайне вредна и влияет на износ подшипников, вызывает деформацию и поломку поршневых колец.

Жёсткость работы двигателя зависит от скорости нарастания давления после самовоспламенения, а эта скорость – от количества топлива, поступившего в цилиндр за период задержки самовоспламенения. Короче жёсткость работы дизеля зависит от величины периода задержки самовоспламенения: чем он больше, тем жестче будет работа дизеля.

Значит, для обеспечения мягкой работы дизеля следует стремиться к уменьшению периода задержки самовоспламенения (регулировка — установить раньше угол – опережения подачи топлива).

Уменьшению периода задержки самовоспламенения способствует повышение температуры сжатого в цилиндре воздуха. Холодный дизель работает со «стуками» в цилиндре, после нагрева «стуки» исчезают.

Мягкая работа двигателя возможна при хорошей плотности поршня в цилиндре, при заданной степени сжатия и при поддержании двигателя в тёплом – горячем состоянии.

Жёсткая работа дизеля возможна при зависании иглы распылителя (форсунка) – низкое качество распыления.

Жёсткость работы дизеля зависит от самовоспламеняемости топлива – это качество характеризуется цетановым числом. Его определяют сравнением самовоспламеняемости исследуемого топлива и двух эталонных углеводородов:первый имеет минимальный период задержки самовоспламенения, второй значительный. (Сравнение производят на специальном одноцилиндровом двигателе с переменной степенью сжатия). Сначала определяют степень сжатия при которой исследуемое топлива самовоспламеняется при положении поршня строго в ВМТ.

Затем подбирают эквивалетную смесь цетана и альфаметилнафталина, т.е. такую, которая при том же угле опережения подачи топлива и при той же степени сжатия самовоспламеняется при положении поршня в В.М.Т.

Цетановым числом топливаназывается процентное содержание цетана в такой его смеси с альфаметилнафталином, которая эквивалентна топливу по воспламеняемости.Если, например в эквивалентной смеси цетана содержится 45%, а альфаметилнафталина 55%, то цетановым числом топлива будет 45.

Достаточно мягкая работа быстроходных дизелей при цетановом числе 45. тихоходные могут работать при цетановом числе ниже 40.

Повышение цетанового числа сверх 55, вызывает уменьшение полноты сгорания топлива. Черезмерное сокращение периода задержки самовоспламенения приводит к вялому протеканию процесса сгорания, что снижает КПД.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 9688 — | 7618 — или читать все.

Топливо в двигателе сгорает не мгновенно. У дизельного двигателя наилучшие мощностные и экономические показатели работы, если топливо сгорает при нахождении поршня около верхней мертвой точки.

Чтобы обеспечить выполнение этого требования, нужно чтобы угол опережения впрыска топлива подавал его с опережением, до прихода поршня в верхнюю мертвую точку.

Величину опережения подачи топлива в дизельном двигателе, выраженную в градусах угла поворота коленчатого вала, называют углом опережения впрыска.

У каждого дизельного двигателя, для главного режима работы, определенный угол опережения впрыска. При изменении угла опережения, снижаются мощностные и экономические показатели дизеля.

Величина угла опережения впрыска зависит от:

• давления впрыска
• химического состава топлива
• температуры воздуха в конце такта сжатия
• числа оборотов коленчатого вала дизеля
• количества подаваемого топлива.

Оптимальные условия сгорания

Если впрыскивать топливо в цилиндр слишком рано, когда температура сжимаемого воздуха недостаточно высока, топливо будет плохо испаряться и часть его до самовоспламенения успеет осесть на стенках камеры. В этом случае горючее сгорает частично и работа дизеля ухудшается. Кроме того, из-за начавшегося сгорания топлива повышается давление газов в камере, которые будут противодействовать движению поршня, до прихода в верхнюю мертвую точку.

Работа дизеля ухудшается также и при слишком позднем впрыске. Топливо в этом случае сгорает при такте расширения, когда скорость сгорания понижается, а поверхность соприкосновения горячих газов со стенками цилиндра увеличивается. В этом случае много тепла будет отдано в охлаждающую воду и выброшено с отработавшими газами.

Чтобы форсунка впрыскивала с требуемым опережением, топливному насосу необходимо подавать горючее еще раньше, так как от момента начала подачи топлива насосом до впрыска из форсунки проходит некоторое время.

Угол, на который повернется коленчатый вал от положения, соответствующего началу подачи топлива насосом, до положения, при котором поршень придет в верхнюю мертвую точку, называют углом опережения подачи.

Угол опережения подачи топлива, больше угла опережения впрыска.
В конструкции топливного насоса или его привода предусматривается устройство, позволяющее изменять угол опережения подачи топлива.

Для каждого типа дизеля в зависимости от режимов работы, существуют подходящие значения угла опережения подачи топлива.

Динамическая регулировка угла впрыска на VW Т4 2,5 TDI двигатель ACV, пошаговая инструкция для ACV AJT AHY AXG AYC AYY AXL AUF
vwts.ru/forum/index.php?showtopic=155501

Угол Опережения Впрыска(УОВ) 4х и 5ти цилиндровые дизеля
www.t4-wiki.de/wiki/Einspritzpumpe

Вариант
Метод роботы прост. Вкручиваем приспособу в отверстие (предварительно выкрутив заглушку, которая находитса по середине между трубками). Ставим двигатель по ВМТ (метка на маховику должна совпадать с меткой на ТНВД). Закрепляем индик.головку с натягом в 2мм (натяг для разних головок можна делать разный, потомучто у Вас может быть головка с робочим ходом на 2мм). Потом медленно крутим двигатель назад от хода движения кол-вала до того момента пока стрелка микрометра не остановитса (будет опредилённый участок движения кол-вала когда стрелка будет стоять).
Обнуляем микрометр и медленно начинаем крутить кол-вал (за болт шкива кол-вала) по ходу его правильного движения пока не совместится метка ВМТ на маховике. Смотрим что показывает микрометр. Если данные показываемые микрометром совпадают с номинальными то всё в порядке.
Если данные не совпадают то на 2.4д и 2.5 тди производим регулировку самим ТНВД проворачивая его в нужную сторону (предварительно отпустив гайки крепления и трубки, чтоб не поломать), или проворачивая шестерню ТНВД при отпущеном болте шестерни привода ТНВД на роспредвале.
На 1.9д и тд регулировку производим поворотом розрезной шестерни ТНВД, предварительно отпустив три контрогаюсчих болта.
Писле регулировки повторите операцию по проверке регулировке угла снова, для того чтобы убедится что Вы всё сдалали правельно!

Данные по регулировке:
— 1.6д CS Т-3 (79-90) — 0.90мм
— 1.6тд JX Т-3 (79-90) — 0.90мм
— 1.7д KY Т-3 (79-90) — 0.09мм (допустимая погрешность 0.02мм)
— 1.9д 1Х Т-4 (90-96) — 1мм (допустимая погрешность 0.02мм)
— 1.9тд ABL Т-4 (92-03) — 0.90мм (допустимая погрешность 0.02мм)
— 2.4д ААB Т-4 (90-97) — 1мм (допустимая погрешность 0.02мм)
— 2.4д AJA Т-4 (97-03) — 0.90мм (допустимая погрешность 0.02мм)
— 2.5тди все Т-4 (95-03) — 0.55мм

Для установки прибора, необходимо отвернуть центральную пробку над плунжером ТНВД. Она расположена между штуцерами высокого давления, имеет головку под ключ 12 и весьма плотно затянута. Отворачивать ее надо головкой или накидным ключом, предварительно промыв пространство около нее. После удаления пробки необходимо проверить, где осталась медная уплотнительная шайба — на пробке или в насосе. Если в насосе — ее надо удалить и надеть на пробку. Кстати, пробку рекомендуется не класть, а поставить на головку в какую, либо чистую банку. Это будет гарантия от потери и занесения грязи. Особое внимание надо обратить на абсолютную чистоту индикаторного приспособления, ибо вы внедряетесь в самое сердце ТНВД. Попутно следует отметить, что при работе с топливной аппаратурой финишной операцией промывки деталей должно быть ополаскивание или сливание. Применение на заключительном этапе ткани или бумаги не допускается.

Индикаторное приспособление вворачивается вместо пробки в головку насоса. Затяжка должна быть плотной. Перемещением индикаторной головки вдоль проставки необходимо добиться примерно трехмиллиметрового натяга индикаторной головки (всего она имеет ход 10 мм). После этого головка фиксируется зажимом на проставке. Коленчатый вал должен при этом находиться в положении ВМТ, в том самом в котором мы оставили его после проверки совпадения фиксаторов. Иначе говоря, в положении ВМТ первого цилиндра на такте сжатия.

Теперь надо плавно повернуть коленчатый вал ПРОТИВ хода и одновременно смотреть на стрелку индикатора. В начале поворота коленчатого вала стрелка индикатора начнет поворачиваться против часовой стрелки, но затем остановится. Угол поворота коленвала потребный для этого составляет около 30 градусов. Если поворачивать коленвал дальше в том же направлении стрелка индикатора, постояв на месте, пойдет в обратную сторону, но нас эта фаза не интересует и нам надо остановить коленчатый вал сразу же или чуть позже того, как стрелка индикатора остановится. В этом месте ноль шкалы индикатора надо подвести к его стрелке (шкала прибора поворотная). Технологи называют эту операцию обнулением индикатора.

Теперь поворачиваем коленчатый вал в направлении нормального вращения (по ходу) и, следя за показаниями индикатора, снова подводим коленвал к ВМТ с максимальной точностью. Следить за стрелкой индикатора необходимо потому, что за один миллиметр перемещения стрелка индикатора совершает один оборот и неопытный может легко ошибиться в показаниях прибора. Причем ошибка может составить (как чаще всего и бывает) целый миллиметр.

Если все собрано правильно, а ТНВД при монтаже на мотор ставился примерно в среднее положение круговых пазов на опорном фланце, то показания индикатора составят 0,5-1,5 мм. Теперь, оставив коленвал в положении ВМТ, надо ослабить единственный затянутый болт на фланце ТНВД и повернуть ТНВД вокруг своей оси в ту или другую сторону до показаний индикатора, соответствующих документации на мотор. Для разных моторов VW эта величина разная но, как правило, она составляет 0,8-1,0 мм. Точность установки плюс-минус 0,02 мм. Ослабленный болт затягиваем и проверяем качество выполнения работы.

Для этого снова поворачиваем коленвал против хода до остановки стрелки индикатора, проверяем — не ушел ли ноль на индикаторе, а затем начинаем медленно поворачивать коленвал по ходу, глядя уже только на стрелку индикатора. Как только стрелка индикатора подойдет к требуемому положению (например 0,8мм.) вал останавливаем и смотрим — совместилась ли метка ВМТ на маховике. Если совместилась, то все трудности уже позади. Снимаем приспособление и заворачиваем назад пробку, не забыв сполоснуть ее. Ставим на место трубки высокого давления, обязательно ополоснув штуцера и пролив трубки изнутри топливом.
_________________

Угол опережения впрыска и угол опережения подачи топлива

Топливо в двигателе сгорает не мгновенно. У дизельного двигателя наилучшие мощностные и экономические показатели работы, если топливо сгорает при нахождении поршня около верхней мертвой точки.

Чтобы обеспечить выполнение этого требования, нужно чтобы угол опережения впрыска топлива подавал его с опережением, до прихода поршня в верхнюю мертвую точку.

Величину опережения подачи топлива в дизельном двигателе, выраженную в градусах угла поворота коленчатого вала, называют углом опережения впрыска.

У каждого дизельного двигателя, для главного режима работы, определенный угол опережения впрыска. При изменении угла опережения, снижаются мощностные и экономические показатели дизеля.

Величина угла опережения впрыска зависит от:

• давления впрыска
• химического состава топлива
• температуры воздуха в конце такта сжатия
• числа оборотов коленчатого вала дизеля
• количества подаваемого топлива.

Оптимальные условия сгорания

Если впрыскивать топливо в цилиндр слишком рано, когда температура сжимаемого воздуха недостаточно высока, топливо будет плохо испаряться и часть его до самовоспламенения успеет осесть на стенках камеры. В этом случае горючее сгорает частично и работа дизеля ухудшается. Кроме того, из-за начавшегося сгорания топлива повышается давление газов в камере, которые будут противодействовать движению поршня, до прихода в верхнюю мертвую точку.

Работа дизеля ухудшается также и при слишком позднем впрыске. Топливо в этом случае сгорает при такте расширения, когда скорость сгорания понижается, а поверхность соприкосновения горячих газов со стенками цилиндра увеличивается. В этом случае много тепла будет отдано в охлаждающую воду и выброшено с отработавшими газами.

Чтобы форсунка впрыскивала с требуемым опережением, топливному насосу необходимо подавать горючее еще раньше, так как от момента начала подачи топлива насосом до впрыска из форсунки проходит некоторое время.

Угол, на который повернется коленчатый вал от положения, соответствующего началу подачи топлива насосом, до положения, при котором поршень придет в верхнюю мертвую точку, называют углом опережения подачи.

Угол опережения подачи топлива, больше угла опережения впрыска.
В конструкции топливного насоса или его привода предусматривается устройство, позволяющее изменять угол опережения подачи топлива.

Для каждого типа дизеля в зависимости от режимов работы, существуют подходящие значения угла опережения подачи топлива.