В дизельном двигателе в цилиндры, при движении поршня вниз, всасывается чистый воздух и резко сжимается. При этом температура в цилиндрах поднимается выше температуры воспламенения дизельного топлива. Если поршень находится перед ВМТ, то в нагретый до температуры +700–900° С впрыскивается дизельное топливо, которое самовозгорается, так что свечей зажигания не требуется.

При холодном двигателе только сжатием температуры воспламенения не достичь. В этом случае необходимо подогреть двигатель. Для этого в вихревой камере находится свеча накала, которая подогревает камеру сгорания. Блоком управления временем накала свечи накала обеспечиваются током как во время, так и после запуска двигателя. Кроме того, дизельный двигатель имеет ускоритель холодного запуска, который перед запуском управляется дросселем, кнопка которого находится на щитке приборов. В результате вытягивания ускорителя холодного запуска плунжер распределителя впрыска топливного насоса высокого давления (ТНВД) переставляется примерно на 2,5° раньше. При этом топливо в раскаленный воздух впрыскивается тоже раньше и холодный двигатель запускается быстрее. Как только двигатель достигнет рабочей температуры, тросик ускорителя холодного старта необходимо вернуть в исходное положение, утопив до конца кнопку на щитке приборов.

Топливо ТНВД забирается непосредственно из топливного бака. В ТНВД топливо, перед впрыскиванием, сжимается до 130–160 бар, затем подается в цилиндры двигателя в порядке их работы. Одновременно регулятор ТНВД отмеряет топливо в зависимости от положения педали газа. Через форсунки дизельное топливо в определенный момент времени впрыскивается в форкамеру соответствующего цилиндра. Благодаря форме форкамеры или вихревой камеры, поступающий воздух получает при сжатии определенное завихрение, в котором топливо оптимально смешивается с воздухом.

Прежде чем топливо поступит в ТНВД, оно проходит через топливный фильтр, в котором оно очищается от загрязнений и воды. Поэтому очень важно своевременно, согласно предписанному обслуживанию, чистить или заменять фильтр.

ТНВД не требует ухода. Все движущиеся части насоса смазываются дизельным топливом. ТНВД – приводится в действие от коленвала зубчатым ремнем.

Так как дизельный двигатель является двигателем с самовоспламенением горючей смеси, не требующей системы зажигания с распределителем зажигания, то он имеет магнитный клапан. При выключении зажигания подача напряжения к магнитному клапану прерывается и клапан перекрывает топливный канал. Этим обеспечивается прекращение подачи топлива прежде чем замок руля закроется. При запуске двигателя к магнитному клапану, при включении стартера, подается напряжение, и он открывает топливный канал.

Система управления дизельного двигателя. Общая информация

Внимание: При выполнении работ по обслуживанию или замене элементов системы подачи топлива соблюдайте соответствующие меры безопасности (см. Раздел 1)!

1. Электронная система управления двигателем обеспечивает следующие возможности:

• a) Точная дозировка топлива в любом режиме эксплуатации, что обеспечивает малый расход топлива при высокой мощности;
• b) Уменьшение содержания вредных веществ в отработавших газах благодаря точному дозированию топлива и применению каталитического преобразователя;
• c) Обороты холостого хода и ограничение максимальной частоты вращения коленчатого вала устанавливаются и регулируются автоматически.

2. Элементы системы управления двигателем сохраняет высокую работоспособность в течение длительного времени и практически не требует обслуживания. В регулярных заменах в ходе проведения технического обслуживания автомобиля нуждаются лишь такие элементы системы питания, как воздушный и топливный фильтра.

3. При работе дизельного двигателя в его цилиндры всасывается чистый воздух. который сжимается до высокого давления. При этом температура воздуха поднимается до 600°С, что превышает температуру воспламенения дизельного топлива. Топливо впрыскивается в цилиндр с некоторым опережением и воспламеняется. Таким образом, свечи зажигания для воспламенения топлива не используются.

4. При эксплуатации автомобиля в условиях низких температур наружного воздуха температура воздуха внутри цилиндров после сжатия может оказаться недостаточной для самовоспламенения топлива. В этом случае необходимо произвести предварительный подогрев входящего воздушного потока. Для этого в камерах сгорания установлены свечи накаливания, нагревающие их до необходимой температуры. Длительность предварительного накаливания зависит от температуры наружного воздуха и регулируется системой управления двигателем через реле преднакала. При активации свечей накаливания на панели приборов загорается соответствующая контрольная лампа (см. Главу «Органы управления и приемы эксплуатации», Раздел 16).

5. Топливо засасывается из топливного бака электрическим топливным насосом и подается к топливному насосу высокого давления (ТНВД). Перед поступлением топлива в ТНВД оно очищается в топливном фильтре от загрязнений и воды. ТНВД даже при низких оборотах создает очень высокое давление топлива в системе впрыска. От ТНВД топливо через распределительную магистраль подается к форсункам цилиндров.

6. Для дизельных двигателей существуют три способа впрыска топлива: вихрекамерный впрыск, предкамерный впрыск и непосредственный впрыск.

7. При вихрекамерном и предкамерном способах топливо впрыскивается в предварительную камеру (форкамеру) соответствующего цилиндра где оно смешивается с воздухом и создает уже готовую рабочую смесь, при этом часть топлива сразу же воспламеняется и сгорает. За счет завихрений воздушного потока и разогрева при сгорании части топлива рабочая смесь становится более однородной и прогретой. Этим обеспечивается полнота сгорания топлива при попадании в цилиндр и более высокая эффективность рабочего цикла двигателя. Основным недостатком данных способов впрыска является усложнение конструкции двигателя. Непосредственный впрыск продолжает оставаться наиболее распространенным и самым экономичным.

8. При непосредственном впрыске топливо подпадает непосредственно в камеру сгорания через распылитель форсунки. Каждый распылитель имеет, как правило, 4-6 очень тонких отверстий, высверленных под различными углами, через которые осуществляется распыление топлива в специально заданных направлениях. Обычно в днище поршня имеется вихревая камера. Вихревые камеры могут иметь различную форму, которая согласуется с направлениями распыления топлива, способствует лучшему смесеобразованию и более эффективному сгоранию рабочей смеси.

9. Для непосредственного впрыска на моделях Astra/Zafira используется «Common Rail» — общая для всех цилиндров топливораспределительная магистраль (см. сопр. иллюстрацию). Она освобождает ТНВД от функции распределения топлива, что позволяет насосу создавать более высокое давление — на моделях с рабочим объемом двигателя 1.7 л максимальное давление впрыска составляет примерно 1400 бар, а на других двигателях — примерно 1600 бар — это способствует очень тонкому распылению топлива, за счет чего улучшается процесс смесеобразования в цилиндрах и повышается КПД сгорания рабочей смеси. Топливораспределительная магистраль (Common Rail) выполнена в виде коллектора, от которого топливо подается к отдельным форсункам.

16.9 Система впрыска Common-Rail (двигатели Z13DTH/Z19DT(H))
1 Топливный фильтр
2 Регулятор давления
3 Топливный насос высокого давления
4 Топливораспределительная магистраль (Common-Rail)
5 Да тчик давления
6 Форсунка
7 Топливный бак
8 Электрический топливный насос
9 Электронный модуль системы управления двига телем
Пунктирные стрелки — направление электрических сигналов
Короткие стрелки — направление потока топлива

10. На двигатель устанавливаются форсунки с электромагнитным элементами управления, получающие сигналы от системы управления двигателем, которая регулирует количество топлива, подаваемого в цилиндр.

11. ТНВД не требует проведения специальных работ по ТО. Смазывание всех подвижных элементов топливной системы осуществляется дизельным топливом. Привод ТНВД осуществляется от коленчатого вала через зубчатый ремень привода ГРМ.

Opel Astra H manual

В состав системы питания входят элементы следующих систем: – подачи топлива, включающей в себя топливный бак, топливный модуль, топливный фильтр и регулятор давления топлива (входят в состав топливного модуля), топливопроводы и топливную рампу с форсунками; – воздухоподачи, состоящей из воздушного фильтра, воздухоподводящего рукава и дроссельного узла; – улавливания паров топлива, в которую входят адсорбер, клапан продувки адсорбера и соединительные трубопроводы.

Примечание.
Система улавливания паров топлива описана в отдельном подразделе (см.
Система улавливания паров топлива), так как она служит только для выполнения экологических требований по снижению токсичности.

Функциональное назначение системы подачи топлива – обеспечение подачи необходимого количества топлива в двигатель на всех рабочих режимах. Двигатель оборудован электронной системой управления с распределенным впрыском топлива. В системе распределенного впрыска топлива функции смесеобразования и дозирования подачи топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя разделены: форсунки осуществляют дозированный впрыск топлива во впускную трубу, а необходимое в каждый момент работы двигателя количество воздуха подается дроссельным узлом. Такой способ управления дает возможность обеспечивать оптимальный состав горючей смеси в каждый конкретный момент работы двигателя, что позволяет получить максимальную мощность при минимально возможном расходе топлива и низкой токсичности отработавших газов. Управляет системой впрыска топлива и системой зажигания электронный блок управления двигателем, непрерывно контролирующий с помощью соответствующих датчиков нагрузку двигателя, скорость движения автомобиля, тепловое состояние двигателя, оптимизацию процесса сгорания в цилиндрах двигателя.
Особенностью системы впрыска автомобиля Opel Astra является синхронность срабатывания форсунок в соответствии с фазами газораспределения (блок управления двигателем получает информацию от датчиков фазы). Блок управления включает форсунки последовательно, а не попарно, как в системах асинхронного впрыска. Каждая форсунка включается через 720° поворота коленчатого вала. Однако на режимах пуска и динамических режимах работы двигателя используется асинхронный метод подачи топлива без синхронизации с вращением коленчатого вала.

Основным датчиком для обеспечения оптимального процесса сгорания является управляющий датчик концентрации кислорода в отработавших газах (лямбда-зонд).
Он установлен в выпускном коллекторе системы выпуска отработавших газов, объединенном с нейтрализатором отработавших газов (катколлекторе), и совместно с блоком управления двигателем и форсунками образует контур управления составом топливовоздушной смеси, подаваемой в двигатель.
По сигналам датчика блок управления двигателем определяет количество несгоревшего кислорода в отработавших газах и соответственно оценивает оптимальность состава топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя в каждый момент времени.
Зафиксировав отклонение состава от оптимального 1:14 (топливо/воздух), обеспечивающего наиболее эффективную работу каталитического нейтрализатора отработавших газов, блок управления с помощью форсунок изменяет состав смеси. Поскольку датчик концентрации кислорода включен в цепь обратной связи блока управления двигателем, контур управления составом топливовоздушной смеси является замкнутым.

Особенность системы управления двигателем автомобиля Opel Astra состоит в наличии, помимо управляющего датчика, второго, диагностического датчика концентрации кислорода, установленного в приемной трубе системы выпуска отработавших газов. По составу газов, прошедших через нейтрализатор, он определяет эффективность работы системы управления двигателем. Если блок управления двигателем по информации, полученной от диагностического датчика концентрации кислорода, фиксирует превышение нормы токсичности отработавших газов, не устраняемое тарировкой системы управления, то он включает в комбинации приборов сигнальную лампу превышения норм токсичности отработавших газов и заносит в память код ошибки для последующей диагностики.

Топливный бак, отформованный из специального ударопрочного пластика, установлен под полом кузова в его задней части и прикреплен хомутами. чтобы пары топлива не попадали в атмосферу, бак соединен трубопроводом с адсорбером системы улавливания паров топлива.
Во фланцевое отверстие в верхней части бака устанавливают электрический топливный насос, в задней части выполнены патрубки для присоединения наливной трубы и шланга вентиляции. Из насоса, включающего в себя топливный фильтр, топливо подается в топливную рампу, закрепленную на впускной трубе двигателя. Из топливной рампы оно впрыскивается форсунками во впускную трубу.
Топливопроводы системы питания комбинированные в виде соединенных между собой стальных трубопроводов и пластмассовых шлангов.

Топливный модуль включает в себя электрический насос, регулятор давления топлива, топливный фильтр и датчик указателя уровня топлива.
Топливный модуль обеспечивает подачу топлива и установлен в топливном баке, что снижает вероятность образования паровых пробок, так как топливо подается под давлением, а не за счет разрежения. Также улучшаются смазывание и охлаждение деталей топливного насоса.

Топливный насос погружной, роторного типа, с электроприводом.

Регулятор давления топлива установлен в топливном модуле и предназначен для поддержания постоянного давления топлива в топливной рампе. Регулятор подключен в начало подающей магистрали (сразу же после топливного фильтра) и представляет собой перепускной клапан с пружиной, усилие которой строго калибровано.

Рис. 5.15. Топливная рампа: 1 – фиксатор форсунки; 2 – рампа; 3 – форсунка; 4 – уплотнительное кольцо форсунки; 5 – диагностический штуцер.

Топливная рампа 2 (рис. 5.15) представляет собой пустотелую деталь с отверстиями для форсунок 3 со штуцером для присоединения топливопровода высокого давления, диагностическим штуцером 5 для проверки давления топлива и кронштейнами крепления к впускной трубе. Форсунки уплотнены в отверстиях рампы и в гнездах впускной трубы резиновыми кольцами 4 и закреплены пружинными фиксаторами 1. Рампа в сборе с форсунками вставлена хвостовиками форсунок в отверстия впускной трубы и закреплена двумя болтами.

Рис. 5.16. Форсунка системы впрыска топлива: А – верхнее уплотнительное кольцо; Б – штекерные выводы обмотки электромагнита; В – нижнее уплотнительное кольцо.

Форсунки (рис. 5.16) прикреплены к рампе, из которой к ним подается топливо, а своими распылителями входят в отверстия впускной трубы. В отверстиях рампы и впускной трубы форсунки уплотнены кольцами А и В.
Форсунка предназначена для дозированного впрыска топлива в цилиндр двигателя и представляет собой высокоточный электромеханический клапан. Топливо под давлением поступает из рампы по каналам внутри корпуса форсунки к запорному клапану. Пружина поджимает иглу запорного клапана к отверстию пластины распылителя, удерживая клапан в закрытом положении. Напряжение, подаваемое от блока управления двигателем через штекерные выводы Б на обмотку электромагнита форсунки, создает в ней магнитное поле, втягивающее сердечник вместе с иглой запорного клапана внутрь электромагнита. Кольцевое отверстие в пластине распылителя открывается, и топливо впрыскивается через отверстия корпуса распылителя во впускной канал головки блока цилиндров и далее в цилиндр двигателя. После прекращения поступления электрического импульса пружина возвращает сердечник и иглу запорного клапана в исходное состояние – клапан запирается. Количество топлива, впрыскиваемое форсункой, зависит от длительности электрического импульса.

Воздушный фильтр установлен в правой передней части моторного отсека на брызговике двигателя. Приемный патрубок фильтра соединен воздухоприемным рукавом с воздуховодом, установленным под верхней поперечиной рамки радиатора.

Фильтр соединен резиновым гофрированным воздухоподводящим рукавом с дроссельным узлом.

Фильтрующий элемент воздушного фильтра бумажный, плоский, с большой площадью фильтрующей поверхности.

Дроссельный узел, представляющий собой простейшее регулирующее устройство, служит для изменения количества основного воздуха, подаваемого во впускную систему двигателя, установлен на входном фланце впускной трубы и прикреплен болтами. На входной патрубок дроссельного узла надет формованный резиновый воздухоподводящий рукав, закрепленный хомутом и соединяющий дроссельный узел с воздушным фильтром.
В состав дроссельного узла входит датчик положения дроссельной заслонки и шаговый электродвигатель управления дроссельной заслонкой. Механическая связь дроссельного узла с педалью управления дроссельной заслонкой отсутствует. Так называемая «электронная» педаль управления дроссельной заслонкой передает информацию о степени нажатия на педаль электронному блоку управления двигателем, который, в свою очередь, с учетом скорости автомобиля, включенной передачи, нагрузки двигателя и частоты вращения его коленчатого вала открывает дроссельную заслонку на необходимый угол.

Впускная труба оснащена системой изменения длины впускного тракта, которая позволяет развивать повышенную мощность при высокой частоте вращения коленчатого вала двигателя (минимальная длина впускного тракта) и максимальный крутящий момент в диапазоне низких и средних частот вращения (увеличенная длина впускного тракта).
Длина изменяется по сигналу блока управления двигателем поворотом заслонки внутри впускной трубы с помощью пневмокамеры (показана на фото стрелкой), которая подключена к вакуумной системе двигателя через электромагнитный клапан.