Схема топливной системы дизельного двигателя тойота
Обновлено: 14.05.2024
Двигатель Toyota 2L, Технические Характеристики, Какое Масло Лить, Ремонт Двигателя 2L, Доработки и Тюнинг, Схема Устройства, Рекомендации по Обслуживанию
2.4-литровый турбо дизельный двигатель Тойота 2LTE собирался компанией с 1989 по 2001 год и устанавливался как на легковые авто типа Краун, так и на внедорожники типа Хайлюкс Сурф. От аналогичного 2ЛТ агрегат 2ЛТЕ отличался наличием электронно-управляемого ТНВД Денсо.
К серии дизелей L относят: 2L, 2L‑T, 2L‑THE, 3L, 5L и 5L-E.
Дизельный двигатель Toyota 2L
Двигатель 2L появился в далеком 1980 году. Хоть он и был объемом в 2,4 литра, мощность агрегата была слишком мала и равнялась 84 лошадкам. Первые модификации имели объем и мощность гораздо меньше последнего. Например, первый мотор серии L выпускался с объемом 2,2 литра, а лошадок в нем было всего 74.
Но в движок 2L вошли совершенно новые наработки инженеров компании Тойота. Чтобы удостовериться в этом, давайте глянем на характеристики агрегата.
О производителе
О дизельных силовых агрегатах заговорили давно, и двигатель 2LTE занял особенную нишу в линейке моделей компании Toyota. Коллекция моторов с маркировкой L была выброшена японцами в «лапы» мирового авторынка в далеком 1977 году. Производство некоторых представителей этого класса до сих пор не прекращено. А линейка так сильно разрослась, что собрать все модели в одну структурированную таблицу стало практически невозможно.
Производитель представил нам несколько модификаций. По некоторым отзывам о двигателе 2LTE, этот мотор — самый худший во всем модельном ряду компании. Почему такое отношение? Тотальной проблемой считаются перегревы, вытекающие в дорогостоящий ремонт. К этому добавляется недоработка охлаждающей системы, поломки турбин. Есть автолюбители, придерживающиеся обратного мнения. Обратимся вначале к преимуществам, рассматривая независимое суждение автоспециалистов.
Технические характеристики двигателя Toyota 2L
Следующая таблица дает наглядный пример характеристик мощного турбированного мотора по тем временам Тойота 2L.
| Параметр | Значение |
| Объем двигателя в куб см | 2446 |
| Тип топлива | Дизель |
| Экологический класс | Евро 0 |
| Питание | Форкамера |
| Крутящий момент | 165 Нм |
| БЦ | Чугун |
| ГБЦ | Чугун |
| Степень сжатия | 22,3 |
| Привод ГРМ | Ремень |
| Масло | 5 W40 |
| Количество смазки | 6,5 л |
| Диаметр цилиндра в мм | 92 |
| Ход поршня в мм | 92 |
| Жизненный ресурс | 280 тысяч км |
Реконструкция агрегата задела ТНВД, ГБЦ и другие комплекты. Несмотря на мощь, которую получил движок 2L, автовладельцам не нравилось, что он сильно перегревается. Проблемы усугублялись ненадежным масляным насосом и расширительным бачком, который был установлен слишком низко.
Поэтому инженеры Тойота в 1988 году выпустили вторую модификацию агрегата 2L. Следующая таблица показывает технические характеристики двигателя Тойота 2L II поколения.
| Параметр | Значение |
| Объем мотор в куб см | 2446 |
| Тип топлива | Дизель |
| Экологический класс | Евро 2 |
| Питание | Форкамера |
| Крутящий момент | 221 Нм |
| БЦ | Чугун |
| ГБЦ | Чугун |
| Степень сжатия | 21 |
| Привод ГРМ | Ремень |
| Масло | 5 W40 |
| Количество смазки | 5,8 л |
| Диаметр цилиндра в мм | 92 |
| Ход поршня в мм | 92 |
| Жизненный ресурс | 200 тысяч км |
Варианты тюнинга 2L
Тюнингом данных моторовпрактически никто не занимался. Нужно понимать, что силовая установка просто непредназначена для этого и ее тюнинг не принесет плодов, у нее просто нет потенциала.Да, можно поднять давление турбины, но это даст прибавку в 5-6 лошадиных сил.Стоит отметить, что и без того нагруженный двигатель просто не переживеттюнинга, его ресурс уменьшится в разы. Готовых китов тюнинга на сериюдвигателей 2L нет. Можно поднять степень сжатия путем фрезеровки ГБЦ и сделать портинг.Это даст прибавку в 1-3 л.с.
Описание устройства мотора 2L
С начала восьмидесятых годов компания Тойота стала работать над установкой турбины на дизельные агрегаты. Подобные действия спровоцировали создание нескольких модификаций мотора Toyota 2L. Инженеры стали экспериментировать с электроникой и турбонаддувом.
Эти игры привели к появлению следующих поколений двигателя:
- двигатель 2L T. В целом был похож на самый первый агрегат 2L. Установка нагнетателя повысила мощность до 91 лошади. Хотя ТНВД все также оставалось механическим. Поэтому проблемы автовладельцы получили те же, что и у первого двигателя модели 2L;
- двигатель 2L TE. Были установлены такие новшества, как впрыск EFI, автоматизированное ТНВД. Мотор увеличил мощность до 97 лошадок;
- двигатель 2L THE. Помимо 100 лошадиных сил, в агрегат была добавлена система суперчаджер.
Головка блока цилиндров 8V была тяжелой, так как выливалась из чугуна, а диаметр цилиндра был равен 92 мм. Этому значению равнялся и ход поршня. На ГБЦ используется система OHC. В двигатель инженеры устанавливали всего один распределительный вал, который приводился в действие ремнем.
Внимание! В то время архитектуру двигателей 2L, где применялись равные значения хода поршня и диаметра цилиндров, называли квадратной.
Системы фазорегулирования не было, ремень ГРМ жил недолго. К тому же отсутствовали гидрокомпенсаторы, что создавало проблемы каждые 100 000 километров для автовладельцев. Приходилось ставить машину на ремонт в сервис-центр, чтобы опытные механики отрегулировали тепловые зазоры клапанов.
Странный код ошибки 32…
Глохнет мотор, бортовой компьютер выдает код ошибки 32 двигателя 2LTE. Что делать в таком случае? Причина – перемкнуло провода на клапане топливного дозатора ТНВД. Следует устранить обрыв цепи. Тахометр, как обязательное условие транспортных компаний, занимающихся грузо- и пассажироперевозками, при этом может выдавать 50 об/мин. Фактическое же положение достигает до 400 оборотов. Форсунки испытывают дефицит горючего. В данном положении механики придерживаются мнения, что менять нужно электромагнитный клапан.
Недостатки и проблемы двигателя
Самой хлипкой системой в этом моторе является головка блока цилиндров двигателя 2L. Она трескается при любом перегреве. Поэтому, чтобы ГБЦ не перегревалась, судя по отзывам опытных автовладельцев, проверку радиатора и охлаждающей жидкости необходимо проводить каждые 10 тысяч километров.
В случае перегрева страдает перевалочная плоскость или прокладка головки блока цилиндров 2L. Если эти проблемы можно вылечить капитальным ремонтом, то трещины на ГБЦ ничем, кроме замены комплектующего не вылечить.
Из-за перегрева опять же выходит из строя турбина мотора. Так как нагнетатель не любит масляного голодания, которое возникает при езде на транспортном средстве с повышенными температурами в двигателе. Если смазывающее средство попадает во впускное устройство, то двигателю потребуется не просто капитальный ремонт, а контрактный или новый.
Также многие пользователям жалуются на перерасход топлива. Это обычное явление у турбированных моторов тех лет. Недоработанная электроника не могла с точностью до миллилитра регулировать подачу топлива. Кстати, из-за проблем с электроникой, многие автовладельцы отказывались от двигателя 2L.
Нужно следить за ремнем ГРМ. При обрыве которого клапана загибаются.
Задиры цилиндров тоже имели место быть. Простые седаны еще справлялись с этой проблемой и не доставляли хлопот автовладельцам. А вот на Ленд Крузерах, Хайсах и других внедорожниках перегрев и задиры становились критическими для агрегатов 2L.
Экспертное мнение о преимуществах
По утверждениям экспертов, проводивших тестирование двигателя 2LTE, дизельная рядная «четверка» вполне подходит для любителей уравновешенной езды без экстрима. Простота конструкции, ТНВД не доставляют особых хлопот водителю при условии грамотной эксплуатации, нередких процедурах диагностики, своевременной замены изношенных деталей. Хотя не обошлось без индивидуальных недоработок. Дизель намного экономичнее, поэтому в Европе большинство водителей перешло на подобные моторы, да и налог приходится платить вдвое меньше за него, чем за бензиновый. Максимальная скорость авто – 120 км/ч — не подойдет любителям лихачества. Если не хочется особо выделяться из толпы и есть желание придерживаться уравновешенной методики вождения, этот агрегат подходит идеально.
Двигатель Toyota 2L-TE
2.4-литровый турбо дизельный двигатель Тойота 2LTE собирался компанией с 1989 по 2001 год и устанавливался как на легковые авто типа Краун, так и на внедорожники типа Хайлюкс Сурф. От аналогичного 2ЛТ агрегат 2ЛТЕ отличался наличием электронно-управляемого ТНВД Денсо.
К серии дизелей L относят: 2L, 2L‑T, 2L‑THE, 3L, 5L и 5L-E.
О технической стороне вопроса
Дизельное топливо дешевле бензинового. И в этом преимущество для автомобилистов. На Toyota Chaser, Toyota Cresta устанавливается вариант 2,4-литрового объема двигателя 2LTE, имеющий мощностные параметры в 97 «лошадок». Инженеры дополнили его турбонаддувом. В эту версию конструкторы добавили электроники и комплекс автоматики в ТНВД. Оснастили ее системой впрыска EFI, имевшей ошеломительный успех на момент ее первых выпусков ввиду равномерного распределения воздушно-топливной смеси. Представители марки Land Cruiser Prado стали использовать этот силовой агрегат. Часто собственники транспорта с таким агрегатом жалуются на недостаточные характеристики двигателя 2LTE в плане мощностей.
Технические характеристики мотора Toyota 2L-TE 2.4 Turbo
| Точный объем | 2446 см³ |
| Система питания | форкамера |
| Мощность двс | 97 л.с. |
| Крутящий момент | 220 — 240 Нм |
| Блок цилиндров | чугунный R4 |
| Головка блока | чугунная 8v |
| Диаметр цилиндра | 92 мм |
| Ход поршня | 92 мм |
| Степень сжатия | 21 |
| Особенности двс | SOHC |
| Гидрокомпенсаторы | нет |
| Привод ГРМ | ременной |
| Фазорегулятор | нет |
| Турбонаддув | CT20 |
| Какое масло лить | 6.7 литра 5W-40 |
| Тип топлива | дизель |
| Экологический класс | ЕВРО 1/2 |
| Примерный ресурс | 220 000 км |
Руководство на для дизелей серии L находится в данной подборке
FORUM
Много информации по этим двс собрано на форуме Land-Cruiser.ru
На какие автомобили ставили двигатель 2LTE 2.4 l
| Cresta X90 | 1992 — 1996 |
| Cresta X100 | 1996 — 2001 |
| Crown S130 | 1991 — 1999 |
| Crown S140 | 1991 — 1995 |
| Crown S150 | 1995 — 2001 |
| Hiace H100 | 1989 — 1993 |
| Hilux N80 | 1989 — 1997 |
| Hilux N140 | 1997 — 2001 |
| Hilux Surf N120 | 1989 — 1993 |
| Land Cruiser Prado J70 | 1990 — 1996 |
| Mark II X90 | 1992 — 1996 |
| Mark II X100 | 1996 — 2000 |
5L-E – самая удачна модификация агрегата
Этот мотор для японского рынка ставился на две генерации Toyota Land Cruiser Prado 2002-2009, а также 2009-2013. Конечно, в России популярности он бы не получил из-за его 100 л.с. мощности. На такой машине мы хотим побольше лошадок. Да и крутящий момент в 201 Н*м не радует.
Но в остальном у этого 3-литрового мотора все очень неплохо. Нет турбины, есть ряд электроники для отсутствия постоянных настроек. Все работает надежно и не вызывает особых проблем.
Версия 5L-E оказалась наиболее выносливой среди всех представителей семейства. Именно этот мотор можно рассматривать в качества свапа. Его расход на Prado порядка 10 л на 100 км в смешанном цикле – это просто находка для данного класса.
Недостатки, поломки и проблемы дизеля 2LTE
Больше всего на форумах жалуются на трещины в головке блока после перегрева
Также на таких дизелях невысоким ресурсом отличается турбина и водяная помпа
Двигатель боится обрыва ремня ГРМ: здесь и клапана гнет и распредвал лопается
Топливную аппаратуру Denso сможет качественно восстановить не каждый сервис
Гидрокомпенсаторов тут нет и зазоры клапанов периодически нужно регулировать
Видео о конструкции ТНВД дизельного мотора Тойота 2ЛТЕ
Все тексты написаны мной, имеют авторство Google, занесены в оригинальные тексты Yandex и заверены нотариально. При любом заимствовании мы сразу же пишем официальное письмо на фирменном бланке в поддержку поисковых сетей, вашего хостинга и доменного регистратора.
3L – передовой дизель с простой конструкцией
Слабыми местами можно назвать помпу системы охлаждения, а также требовательность к сервису. При обрыве ремня ГРМ придется менять почти всю ГБЦ и тратить немалые деньги на ремонт.
В целом, этот агрегат оказался гораздо надежнее всех предшественников. Его ресурс исчисляется 500-600 тыс. км. После этого можно выполнить капиталку и доездить до 1 миллиона км. Конечно, некоторые мелкие неполадки встречаются, особенно при некачественном сервисе.
Двигатель Toyota 2L-T
2.4-литровый турбо дизельный двигатель Toyota 2LT выпускался концерном с 1984 по 2001 год и ставился как на легковые модели типа Crown и Mark II, так и на внедорожники типа Hilux Surf. При модернизации 1988 года коромысла клапанов здесь уступили место обычным толкателям.
К серии дизелей L относят: 2L, 2L‑TE, 2L‑THE, 3L, 5L и 5L-E.
Выводы о семействе двигателей L от корпорации Toyota
Моторы генерации L растянули свое существование с 1977 до 2013 года. Некоторые модификации силовых агрегатов и до сегодняшнего дня выпускаются в качестве запчастей для уже выпущенных авто. Последние генерации 3L и 5L довольно удачные, в них нет значительных проблем и преждевременного выхода из строя.
Более старые генерации оказались менее надежными, они чаще сталкиваются с детскими болезнями самых разных типов. У всех агрегатов L страдает система охлаждения, только в 5L-E она была изменена и исправлена. Но все двигатели семейства легко доходят до 500 000 км без значительных проблем и ремонтов. Это говорит о высокой надежности и превосходном качестве силовых установок.
5.2. Топливные системы дизельного двигателя
Снятие ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ Двигатели 1,7 л 1. Ослабьте хомуты и снимите впускной канал с корпуса воздушного фильтра. 2. Отвинтите гайки, крепящие корпус воздушного фильтра, отсоедините корпус от воздухозаборника и извлеките ег.5.2.4 Педаль акселератора
Снятие и установка ДВИГАТЕЛЬ 1,7 Л ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ 1. В салоне автомобиля отвинтите зажимы и снимите нижнюю панель со стороны водителя. 2. Снимите трос акселератора с верхней части педали управления подачей топлива. 3. Отвинтите .5.2.5 Заполнение и прокачка топливной системы
5.2.6 Датчик уровня топлива
5.2.7 Топливный бак
5.2.8 Проверка и регулировка максимальных оборотов
Двигатели 1,7 л ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ 1. Прогрейте двигатель до нормальной рабочей температуры. 2. Нажмите педаль акселератора до упора не более чем на 2 – 3 секунды и проверьте, что максимальные обороты двигателя соответствуют техническим требованиям. .5.2.9 Запуск холодного двигателя
На двигателях 1,7 в топливном насосе установлена термостатичная капсула, которая управляет холодным двигателем и уменьшает выбросы вредных веществ в выхлопных газах. Термостатичная капсула содержит элемент, который расширяется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и изменяет момент впрыска топлива, увеличивая обороты холодного двигателя на 150 об/мин. На .5.2.10. Электрические узлы системы впрыска
5.2.11 Топливный насос высокого давления
Снятие и установка ДВИГАТЕЛИ 1,7 Л ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ 1. Снимите провод массы с аккумулятора. Снимите впускной коллектор. 2. Снимите шкив с топливного насоса. 3. Снимите масляный фильтр. 4. Снимите трос акселерато.5.2.12 Проверка момента впрыска топлива
Двигатели 1,7 л Проверку момента впрыска топлива необходимо производить после демонтажа топливного насоса. Динамическая проверка момента впрыска топлива должна производиться на станции технического обслуживания с применением специального оборудования. Индикатор часового типа и переходник, используемые для установки момента впрыска топлива. .5.2.13 Регулировка момента впрыска топлива
Двигатели 1,7 л ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ 1. Снимите провод массы с аккумулятора. Отвинтите трубопроводы, подающие топливо к топливным форсункам первого и второго цилиндров. 2. Отвинтите заглушку, расположенную между трубами подачи топл.5.2.14 Топливные форсунки
Предупреждение При проверке работы топливных форсунок никогда не подставляйте руки или любую часть тела под струю топлива, выходящую из форсунки. Топливо выходит из форсунки под высоким давлением и может проникать в тело через кожу. Снятие и установка ДВИГАТЕЛИ 1,7 Л Расположение деталей топливной форсунки А – высокотемперат.5.2.15 Турбонагнетатель
5.2.16 Теплообменник
Снятие и установка ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ 1. Снимите радиатор. 2. Отвинтите болты верхнего (А) и нижнего (В) крепления теплообменника и снимите теплообменник с боковой стороны радиатора. 3. Установка производится в.5.2.17 Впускной коллектор
Снятие и установка ДВИГАТЕЛИ 1,7 Л ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ 1. Снимите провод массы с аккумулятора. 2. Ослабьте хомуты, крепящие впускной воздушный канал к кожуху воздушного фильтра и снимите его с двигателя. 3. Ослабьте хомуты и отвинтите болты, .5.2.18 Выпускной коллектор
Снятие и установка ДВИГАТЕЛИ 1,7 Л ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ 1. Выпускной коллектор снимается вместе с турбонагнетателем. Поднимите переднюю часть автомобиля и зафиксируйте на подставках. Снимите брызговик двигателя. 2. Снимите вентилятор радиатора. .Топливная система автомобилей Toyota - Энциклопедия японских машин - на Дром
Система впрыска топлива
Система впрыска топлива предназначена для впрыска точно измеренного количества топлива в нужное время. На основе сигналов датчика входа программное устройство электронного блока управления (ЕСМ) решает, когда включать и выключать каждую форсунку.
Система подачи топлива
Система подачи топлива предназначена для бесшумной подачи топлива в необходимом объеме под правильным давлением. Система подачи топлива также должна отвечать требованиям по выхлопным газам и безопасности. Основные компоненты:
- Топливный насос.
- Топливный насос электронного управляющего блока.
- Регулятор давления.
- Схема управления давлением топлива.
- Топливные трубопроводы.
- Топливный бак.
- Топливный фильтр.
- Гаситель пульсации.
- Топливные форсунки.
- Инерционный переключатель.
Обратная система подачи топлива
Когда блок ЕСМ приводит в действие топливный насос, топливо под давлением выходит из бака, проходит через топливный фильтр к направляющей-распределителю для топлива и далее к регулятору давления. Регулятор давления поддерживает давление топлива в направляющей-распределителе на определенном уровне. Избыток топлива, не израсходованный двигателем, возвращается в бак по обратному топливному трубопроводу. Гаситель пульсации, установленный на направляющей-распределителе, используется на многих двигателях для гашения скачков давления в направляющей-распределителе. Форсунки, включаемые электронным блоком управления, подают топливо во всасывающий коллектор. Когда блок ЕСМ отключает топливный насос, обратный клапан в топливном насосе закрывается, поддерживая остаточное давление в топливной системе.
Невозвратная система подачи топлива
Когда блок ЕСМ приводит в действие топливный насос, топливо под давлением подается из насоса на регулятор давления. От регулятора давления излишек топлива направляется на дно топливного бака, топливо под давлением направляется из топливного бака через топливный фильтр, гаситель пульсации на направляющую-распределитель. Когда блок ЕСМ включает форсунки, топливо подается во всасывающий коллектор.
Давление топлива в системе поддерживается на постоянном уровне 44-50 фунтов на кв. дюйм (301-347 кПа), более высоком, чем давление в возвратной топливной системе. Программирующее устройство блока управления и более высокое давление позволяют не использовать вакуум-модулированный регулятор давления.
Невозвратная система подачи топлива была одобрена, так как она снижает испарительный выхлопы, поскольку нагретое топливо не возвращается в топливный бак. В возвратной системе подачи топлива нагретое двигателем топливо возвращается в топливный бак и содержит большее количество топливных паров.
Топливный насос
Топливный насос установлен в баке и погружен в топливо. Топливо охлаждает и смазывает насос. При прохождении тока через мотор якорь и насосное колесо вращаются. Насосное колесо направляет топливо в фильтр и выводит топливо под давлением через выпускное отверстие. Перекачивающая способность топливного насоса превышает потребности двигателя. Это значит, что насос всегда обеспечивает двигатель достаточным количеством топлива.
Выпускной обратный клапан, расположенный в выпускном отверстии, поддерживает остаточное давление топлива в топливной системе, когда двигатель выключен. Это улучшает пусковые характеристики и уменьшает паровую пробку. Без остаточного давления топлива в системе нужно было бы создавать давление каждый раз при запуске двигателя, а это увеличивало бы время запуска (проворачивания коленвала). Когда выключается горячий двигатель, температура топлива в трубопроводе вокруг двигателя возрастает. Удержание системы под давлением повышает точку кипения топлива и предотвращает испарение топлива.
Перепускной клапан давления открывается, если давление в топливной системе повышается. Это защитное устройство для предотвращения разрыва и повреждения насоса топливным трубопроводом.
Во многих моделях топливный насос является частью устройства топливного насоса. Это устройство содержит фильтры, устройство давления (только топливной системы), датчик
и топливный насос. Многие из компонентов можно приобретать отдельно.
Струйный насос
Струйный насос – это дополнительный насос, который используется, когда дно топливного бака разделено на две камеры. Избыток топлива, проходящий через обратный топливный трубопровод, попадает в трубку Вентури. Это создает участок низкого давления вокруг трубки Вентури, при этом топливо забирается из камеры В и направляется в камеру А.
Регуляторы топливного насоса
За многие годы было использовано множество различных регуляторов и схем управления топливным насосом. Основные методы:
- Контроль включения/выключения с помощью электронного блока управления
- Контроль включения/выключения с помощью выключателя топливного насоса
- Двухскоростной регулятор включения/выключения с резистором
- Двухскоростной регулятор включения/выключения с электронным блоком управления топливного насоса
- Трехскоростной регулятор включения/выключения с электронным блоком управления топливного насоса
Самый надежный способ определения типа схемы управления топливным насосом – найти схему в соответствующем руководстве EVVD.
Ниже описаны основные методы управления топливным насосом. Необходимо помнить, что топливный насос работает только во время запуска или работы двигателя.
Контроль включения/выключения с помощью электронного блока управления
Ниже объясняется, как активируется цепь топливного насоса.
Запуск двигателя
Когда двигатель запускается, ток идет от гнезда IG замка зажигания на катушку L1 главного реле системы EFI, включая реле. Одновременно ток идет от гнезда ST замка зажигания на катушку L3 реле открытия цепи, включая ее и приводя в действие насос. Теперь топливный насос подает топливо в систему впрыска топлива.
Примечание: Реле открытия цепи в данном примере подключено со стороны заземления.
Работа двигателя
После запуска двигателя и поворота ключа зажигания в положение «включено» (IG), ток на катушку L3 отключается, но электронный блок управления поддерживает топливный насос во включенном состоянии с помощью катушки L2 до тех пор, пока блок управления принимает сигнал NE. Если сигнал NE теряется в любое время после запуска, блок управления отключает топливный насос.
Остановленный двигатель
Когда двигатель останавливается, подача сигнала NE в блок управления прекращается. Это отключает транзистор и, таким образом, прерывает токопрохождение на катушку L 2 реле открытия цепи. В результате реле открытия цепи открывается, отключая топливный насос.
Примечание: Резистор R и конденсатор С в реле открытия цепи предназначены для предотвращения открывания контактов реле во время прохождения тока в катушке L2 из-за электрических шумов (топливные насосы с блоком ЕСМ) или резкого снижения объема всасываемого воздуха (топливные насосы с переключателем топливного насоса). Они также служат для предотвращения скопления искр на контактах реле. В некоторых моделях катушка L3 в реле открытия цепи не предусмотрена.
Контроль включения/выключения с помощью выключателя топливного насоса
Переключатель топливного насоса используется в старых транспортных средствах с крыльчатым расходомером воздуха. Когда двигатель работает, воздух передвигает крыльчатку, закрывая переключатель топливного насоса. Ниже объясняется принцип работы цепи.
Когда двигатель запускается, ток идет от гнезда IG замка зажигания на катушку L1 главного реле системы EFI, включая реле. Одновременно ток идет от гнезда ST замка зажигания на катушку L3 реле открытия цепи, включая ее и приводя в действие насос. После запуска двигателя цилиндры начинают забирать воздух, при этом открывается измерительная пластинка внутри расходомера воздуха. Это включает выключатель топливного насоса, подсоединенный к измерительной пластинке, и ток проходит на катушку L2 реле открытия цепи.
Работа двигателя
После запуска двигателя и переключения зажигания с сигнала ST назад на сигнал IG прохождение тока на катушку L3 реле размыкания цепи прекращается. Однако, ток продолжает поступать на катушку L2 во время работы двигателя, поскольку включается переключатель топливного насоса внутри расходомера воздуха. В результате реле размыкания цепи остается в рабочем положении, обеспечивая бесперебойную работу топливного насоса.
Остановка двигателя
Когда двигатель останавливается, измерительная пластина полностью закрывается, и переключатель топливного насоса отключается. Это останавливает прохождение тока на катушку L2 реле размыкания цепи. В результате реле размыкания цепи остается в нерабочем положении, и топливный насос прекращает работу.
Двухскоростное управление топливным насосом
Двигатели с большим рабочим объемом требуют большего объема топлива во время запуска и работе при больших нагрузках, чем двигатели с небольшим рабочим объемом. Для удовлетворения этой потребности используются топливные насосы высоко мощности, однако они производят больше шума и потребляют больше энергии. Для преодоления этих недостатков и увеличения срока службы насоса используется двухскоростной регулятор топливного насоса.
Двухскоростной регулятор включения/выключения с резистором
В этом устройстве используется реле с двойным контактом и добавочный ограничительный резистор.
Двухскоростной регулятор включение/выключения с блоком ECU топливного насоса
Данный тип схож с другими системами но использует блок ECU топливного насоса. Однако, в этой системе регулятор включения и выключения и регулятор скорости топливного насоса контролируются блоком ECU топливного насоса на основании сигналов блока ECM. Кроме того, блок ECU топливного насоса оснащен функцией диагностики системы топливного насоса. При обнаружении неполадок клемма D1 посылает сигналы на блок ЕСМ.
Высокая скорость
Во время запуска или работы при большой нагрузке блок ECM посылает сигнал HI (около 5 вольт) на клемму FPC блока ECU топливного насоса. Затем блок ECU топливного насоса подает полную мощность аккумулятора на топливный насос.
Низкая скорость
После запуска двигателя во время работы на холостых оборотах или при малых нагрузках блок ЕСМ посылает низкий сигнал (около 2,.5 вольт) на блок ECU топливного насоса. Затем блок ECU топливного насоса подает меньшее напряжение (около 9 вольт) аккумулятора на топливный насос.
Трехскоростной регулятор топливного насоса
В данной системе топливный насос контролируется в три этапа (высокая скорость, средняя скорость и низкая скорость).
Высокая скорость
Когда двигатель работает при больших нагрузках на высоких оборотах или запускается, блок ЕСМ посылает сигнал 5 вольт на блок ECU топливного насоса. Затем блок ECU насоса подает на топливный насос мощность, заставляя топливный насос работать на высокой скорости.
Средняя скорость
При высоких нагрузках на низкой скорости блок ЕСМ посылает на регулятор топливного насоса сигнал в 2,5 вольт. Блок ECU подает на топливный насос примерно 10 вольт. Это считается средней скоростью.
Низкая скорость
На холостых оборотах или при малых нагрузках блок ECМ посылает на блок ECU топливного насоса сигнал в 1,3 вольт. Блок ECU подает на топливный насос 8,.5 вольт, предотвращая излишний шум и снижая расход мощности.
Инерционный переключатель
Инерционный переключатель топливного насоса отключает топливный насос, когда автомобиль попадает в аварию, сводя к минимуму утечку топлива.
Работа
Инерционный переключатель состоит из шара, тяги с пружиной, точки контакта и переключателя сброса. Если сила столкновения превышает установленную величину, шар приходит в движение, тяга с пружиной падает, открывая точку контакта. Это размыкает цепь между блоком ЕСМ и блоком ECU топливного насоса, и топливный насос отключается. Если инерционный переключатель топливного насоса отключен, его можно переустановить, нажимая на переключатель сброса не менее 1 секунды.
Регуляторы давления
Регулятор давления должен непрерывно и точно поддерживать правильный уровень давления топлива. Это важно, поскольку блок ЕСМ не измеряет давление в топливной системе. Он предполагает, что давление верно. Существует два основных типа регуляторов давления.
Модулированные регуляторы давления
В возвратной системе подачи топлива используется регулятор давления, расположенный между топливной направляющей и возвратным трубопроводом топливного бака. Существует два типа регуляторов давления. Один тип модулирован вакуумом, другой – атмосферным давлением.
Вакуум-модулированный регулятор давления
Для обеспечения точного измерения топлива вакуум-модулированный регулятор давления поддерживает постоянную разницу в давлении в топливной форсунке. Это означает, что давление в топливной направляющей всегда поддерживается на постоянном уровне выше абсолютного давления в коллекторе.
Низкое давление во всасывающем коллекторе (например, на холостых оборотах) оттягивает мембрану, снижая давление пружины. При этом больший объем топлива возвращается в топливный бак, и давление в топливной направляющей снижается. Открытие дросселя повышает давление в коллекторе. При меньшем вакууме давление пружины мембраны повышается, ограничивая отток в топливный бак. Это повышает давление в топливной направляющей.
Невозвратная система подачи топлива с регулятором постоянного давления
В невозвратной системе подачи топлива используется регулятор постоянного давления, расположенный в топливном баке над топливным насосом. Этот тип регулятора поддерживает постоянное давление топлива вне зависимости от давление во всасывающем коллекторе. Топливное давление определяется пружиной, установленной внутри регулятора. Топливо из топливного насоса преодолевает давление пружины, и некоторое количество топлива перепускается в топливный бак. Давление тполива не регулируется.
Компоненты системы подачи топлива. Топливный трубопровод и соединители 
В современных автомобилях используются разнообразные материалы и соединители для топливных трубопроводов. Сталь и синтетические материалы применяются в зависимости от расположения и года выпуска модели. При обслуживании топливных трубопроводов необходимо соблюдать правильные процедуры.
Соединители бывают резьбовые и быстрого соединения.
Топливный бак предназначен для безопасного хранения топлива и паров топлива. В основном он содержит устройство топливного насоса и клапаны защиты от переворачивания.
Топливные фильтры
Обычно в системе подачи топлива используются два топливных фильтра. Первый фильтр – это фильтр топливного насоса, расположенный со стороны всасывания топливного насоса. Этот фильтр предотвращает повреждение топливного насоса загрязнениями. Второй фильтр, расположенный между насосом и топливной направляющей, удаляет пыль и загрязнения из топлива до его подачи в форсунки. Этот фильтр удаляет из топлива мельчайшие частицы, поскольку форсункам требуется абсолютно чистое топливо.
Фильтр может быть расположен в топливном баке и являться частью устройства топливного насоса или за пределами бака в топливном трубопроводе, идущем к топливной направляющей. Фильтр сконструирован таким образом, что не нуждается в техническом обслуживании и замене.
Засоренный топливный фильтр препятствует попаданию топлива в форсунки. Поэтому при высоких нагрузках двигатель может плохо запускаться, переполняться топливом или терять мощность. При полностью забитом фильтре двигатель не будет запускаться.
Демпфер пульсации
Быстрое открывание и закрывание топливных форсунок вызывает скачки давления в топливной направляющей. В результате количество впрыскиваемого топлива оказывается больше или меньше необходимого. Демпфер пульсаций, установленный на топливной направляющей, гасить эти перепады давления. Когда давление внезапно начинает подниматься, мембрана с пружиной слегка отодвигается назад, увеличивая объем топливной направляющей. Давление топлива моментально сбрасывается со слишком высокого уровня. Когда давление внезапно начинает падать, мембрана с пружиной расширяется, слегка сокращая рабочий объем топливной направляющей. Давление топлива моментально поднимается со слишком низкого уровня. Не всем двигателям требуется использование демпфера пульсации.
Винт, установленный в верхней части демпфера, облегчает проверку давления в топливной системе. Когда винт поднят, это означает, что топливная направляющая по давлением. В большинстве случаев проверка таким способом адекватна. Винт не полежит регулировке и используется для калибровки демпфера на заводе-изготовителе.
Процесс впрыска топлива
Топливная форсунка, включенная блоком ЕСМ, распыляет и направляет топливо во всасывающий коллектор.
Топливные форсунки
На каждом цилиндре во всасывающем коллекторе перед впускным клапаном(и) установлено по одной форсунке. Форсунки устанавливаются с изолятором/прокладкой на конце коллектора для защиты форсунки от нагрева и предотвращения попадания атмосферного давления в коллектор. Форсунка защищена трубопроводом подачи топлива. Уплотнительное кольцо между подающим трубопроводом и форсункой предотвращает утечку топлива.
Различным двигателям требуются различные форсунки. Форсунки в открытом виде предназначены для пропускания определенного количества топлива. Кроме того, количество отверстий в наконечнике форсунки изменяется в зависимости от типа двигателя и года выпуска модели. При замене форсунки необходимо использовать форсунку правильного типа.
Внутри форсунки расположен соленоид и игольчатый клапан. Цепь топливной форсунки подключена к заземлению. Для включения форсунки блок ЕСМ включает транзистор, замыкая контакт на заземление. Магнитное поле толкает игольчатый клапан вверх, преодолевая давление пружины, и топливо выходит из форсунки. Когда блок ЕСМ отключает цепь, давление пружины выталкивает игольчатый клапан на месте, прерывая поток топлива.
Устройство топливной системы дизельного двигателя
Дизельные двигатели изначально имели ярко выраженное «тракторное происхождение», и до сих пор поэтому ассоциируются у многих с шумностью, «львиным рычанием», повышенными показателями вибрации и детонации. Но это явно устаревшее представление. Современные дизели, благодаря применению новых автоматических систем управления и подкорректированным принципам работы топливной системы, в значительной степени избавились от пресловутых дрожи и звука. Сохранив при этом свои лучшие качества – мощную тягу и экономичность. Как эволюционировала, вместе с дизельным мотором, его топливная система, и что она из себя представляет на данный момент, рассмотрим в этой статье.
О конструктивных особенностях дизелей, в сравнении с бензомоторами
И дизель, и бензиновый мотор являются двигателями внутреннего сгорания. В глобальном смысле, по своей конструкции дизель не отличается от бензомотора: и там, и здесь – цилиндры, поршни и шатуны в них. Однако в дизелях степень сжатия гораздо выше (19-24 единицы, а у бензинового – 9-11). Потому и все детали, и клапаны в значительной степени усилены (чтобы противостоять намного более высоким нагрузкам). Потому и вес, и габариты дизельного мотора гораздо более внушительны, чем бензинового.
Главное же различие состоит в способах формирования топливно/воздушной смеси, её воспламенения и сгорания. В бензиновых моторах смесь топлива с воздухом формируется во впускной системе, а воспламеняется она от искры свечи зажигания. В дизельных же моторах горючее и воздух подаются в рабочие полости цилиндров по отдельности. Сначала воздух. Он накаляется до семи-восьми сотен градусов и сжимается. Когда затем в камеру сгорания под большим давлением впрыскивается топливо, то оно самовоспламеняется, практически мгновенно.
Таким образом, искры никакой не требуется. А свечи накаливания, которые установлены в цилиндрической головке представляют собой нагревательные элементы, типа паяльника, и предназначены они для быстрого обогрева воздуха в камере сгорания, покуда мотор ещё не прогрелся. Это называется системой предпускового подогрева.
Когда включается зажигание, свечи накаливания за несколько мгновений разогреваются до 800-900 градусов, прогревая воздух и обеспечивая процесс самовоспламенения. Сигналы о работе данной системы подаёт водителю контрольная лампа. Электропитание снимается со свечей в автоматическом режиме, спустя 15-20 секунд после запуска непрогретого двигателя, когда его устойчивая и стабильная работа уже вполне обеспечена. Решающая же роль в обеспечении подобных показателей работы мотора принадлежит его топливной системе, об устройстве которой и пойдёт речь.
Принцип и общая схема работы топливной системы
Последовательность работы топливной системы дизельного двигателя следующая. Солярка закачивается из топливного бака при помощи топливоподкачивающего насоса (шестерёнчатого, либо помпового типа), а после фильтрации она подаётся топливным насосом высокого давления (ТНВД) на форсунки. Топливо после закачки из бака проходит сначала через фильтр грубой очистки, избавляясь от крупных включений. Далее, уже непосредственно перед топливным насосом высокого давления – сквозь фильтр тонкой очистки. В связке с ТНВД работают форсунки, через которые солярка в распылённом состоянии и впрыскивается в цилиндры.
Схему топливной системы дизельного двигателя двигателя можно не условно, а вполне чётко разделить на два отсека: высокого давления и низкого. На участке низкого давления осуществляется предварительная подготовка, фильтрация топливной смеси, перед его отправкой в отдел высокого давления. Отсек высокого давления, в свою очередь, дорабатывает смесь до конца и переводит её в рабочую камеру.
Основная функция топливной системы, описание её работы
Предназначение топливной системы дизельного двигателя состоит в том, чтобы подавать в цилиндры чётко отмеренный объём дизтоплива, в конкретный момент времени и под определённым давлением. Поэтому, из-за необходимости обеспечения постоянно высокого давления, а также за счёт высоких требований к точности работы, топливная система дизельного двигателя будет посложнее в конструкции, чем у бензинового, и достаточно дорого стоит.
Теперь попробуем представить себе бесперебойную работу топливной системы в поэтапном режиме, а для этого разберём по порядку отдельные её составные части. Итак, топливный бак служит для размещения солярки и обеспечения бесперебойной её подачи в систему. Эту функцию выполняют трубопроводы. Вначале топливоподкачивающий насос высасывает из бака горючее и через фильтры подаёт его в распределительную магистраль низкого давления. При этом в системе поддерживается стабильное давление в три атмосферы. Топливо дважды проходит фильтрацию, проходя через фильтры грубой и тонкой очистки.
В задачу топливных фильтров входит контроль за чистотой горючего и избавлением его от возможных посторонних примесей – от частичек грязи, воды, песчинок. Прошли те времена, когда дизели были весьма непритязательными к качеству топлива. Современные дизельные моторы требуют очень чистой солярки для сохранения достойных показателей своей работы. Чистота горючего сейчас – одно из основных и непременных условий эффективной работы двигателя. Топливо подаётся только в том случае, если в системе нет воздуха.
После фильтрации солярка попадает в магистраль высокого давления. Эта часть топливной системы обеспечивает подачу и впрыскивание необходимого количества топлива в цилиндры двигателя в определённые моменты. Топливный насос высокого давления, в соответствии с порядком работы цилиндров, по топливопроводам высокого давления подаёт солярку к форсункам.
Форсунки, размещённые в головках цилиндров, впрыскивают и распыляют горючее в камеры сгорания двигателя. Так как топливоподкачиваюший насос постоянно подаёт топливному насосу высокого давления топлива «с запасом», то есть несколько больше, чем нужно, то его избыток, а с ним – и попавший в систему воздух, по специальным дренажным трубопроводам, отводится обратно в бак.
Для обеспечения синхронного впрыска горючего устроена специальная топливная рамка, к которой и подсоединяются форсунки. Они своими головками находятся во впускной трубе и распыляют топливо, сразу же в момент его подачи.
Да, нажимая на педаль, водитель или механизатор уже не увеличивает этим непосредственную подачу топлива, как это было в карбюраторных движках прошлых лет. А только изменяет тем самым программы работы регуляторов, которые уже сами варьируют объём единовременной подачи горючего, по строго определённым зависимостям от числа оборотов, давления наддува, от положения рычага регулятора и т.п.
Главные составные части топливной системы дизельного двигателя
Итак, помимо топливного бака и магистральных топливопроводов, с которыми всё более или менее ясно, основными составными частями топливной системы дизельного мотора являются: топливоподкачивающий насос, фильтры грубой и тонкой очистки горючего, топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунки.
Топливоподкачивающий насос
Устройство подкачивающего насоса дизельного топлива довольно несложное. Оно представляет собою две находящиеся в постоянном зацеплении шестерни. Когда происходит процесс вращения, зубья этих шестерней выполняют функцию лопастей, создавая и поддерживая ток горючего по направлению к ТНВД. Главным же действующим элементом подкачивающего насоса, который и непосредственно нагнетает топливо, является поршень. Как уже было отмечено, производительность топливоподкачивающего насоса устроена превышающей производительность насоса высокого давления, поэтому и оборудованы специальные топливопроводы для слива излишков обратно в топливный бак.
Топливный насос высокого давления
ТНВД предназначается для подачи топлива к форсункам под давлением, в соответствии со строго определенной программой, в зависимости от заданных режимов работы двигателя и от управляющих действий водителя. По своей сути, современный всережимный ТНВД совмещает в себе функции сложной системы автоматического управления работой двигателя и, в то же время, главного исполнительного механизма, реагирующего на команды шофера.
Далее: по всей длине насоса, во внутренней его полости, расположен вращающийся вал, снабжённый специальными кулачками. Этот вал ТНВД получает энергию вращения от распределительного вала двигателя. Его кулачки при движении воздействуют на толкатели, которые, в свою очередь, и стимулируют нагнетающую работу поршня-плунжера. При своём продвижении вверх этот плунжер создаёт высокое давление топлива внутри цилиндра. Сила этого давления и выталкивает горючее, которое направляется по топливной магистрали к форсункам.
Внутри корпуса, или гильзы, топливного насоса высокого давления расположен плунжер, иначе – специальный поршень, обладающий диаметром, значительно меньшим, чем его длина. Это называется плунжерной парой. Её детали притёрты друг к другу таким образом, что зазор не превышает 4-х мкм.
Поскольку работа дизеля в разных режимах и на разных оборотах требует, соответственно, и разного количества горючего, устройство плунжера было немного изменено: по его поверхности «пустили» специальную спиральную выточку, позволяющую менять величину активного хода при помощи механизма поворота плунжеров.
Это сделано было для того, чтобы плунжер мог не только нагнетать топливо под давлением по направлению к форсункам, но и регулировать количество, объём этой подачи. Для этого служит подвижная часть плунжера, которая, в зависимости от изменения параметров, может открывать или закрывать канавки внутри него. Данная подвижная часть соединена с педалью «газа» в кабине механизатора.
В зависимости от того, каков угол поворота плунжера, устанавливается и соответствующая степень открытия каналов прохождения топлива, и его непосредственное количество, подаваемое на форсунки.
Форсунки
Другой важнейший элемент топливной системы дизельного двигателя – это форсунки, на каждом из его цилиндров. Они, совместно с ТНВД, обеспечивают подачу строго дозированного количества топлива в камеры сгорания. Регулировки давления открытия форсунки формируют рабочее давление в топливной системе, а типы распылителей определяют форму факела топлива, которая имеет важное значение для активизации процессов самовоспламенения и сгорания. В современных дизельных моторах обычно применяются форсунки двух типов: со шрифтовым, или с многодырчатым распределителем.
Форсункам на двигателе приходится работать в очень тяжёлых условиях: игла распылителя совершает возвратно/поступательные движения с частотою в половину меньшей, чем обороты двигателя, и при этом распылитель всё время непосредственно контактирует с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготавливается из специальных, высоко-жаропрочных сплавов, делается с особой точностью и является прецизионным элементом.
Распределитель форсунок выполняет функцию равномерного поступления топлива в камеры сгорания и наиболее эффективное его воспламенение. Чем более мелко распыляется топливная смесь, тем устойчивее, в целом, получается работа силового агрегата. Не менее важный фактор – это равномерность распыления горючего, во всех возможных направлениях. Современные форсунки производятся с многочисленными мельчайшими отверстиями, как раз для того, чтобы распыление топливной смеси происходило во всех направлениях, и в равномерном режиме.
Кроме того, работа форсунок поддерживает следующие процессы, с которыми напрямую связана эффективная работа двигателя:
- Обеспечение высокого давления и температуры в камерах сгорания;
- Смешивание солярки с воздухом в оптимальном объёме;
- Соответствие угла опережения впрыска частоте вращения коленчатого вала мотора.
Форсунки бывают с механическим, либо с электромагнитным управлением. В обычных форсунках открытие отверстия распылителя связано с тем давлением, которое имеется на тот момент в топливной магистрали. Отверстие форсунки перекрывается иглой, соединённой со специальным поршнем вверху форсунки. Пока давления нет, игла перекрывает выход топлива через отверстие распылителя. Когда происходит поступление топлива под давлением, поршень перемещается вверх и тянет за собою иглу. Отверстие раскрывается, и распыление начинается.
На эти электромагнитные элементы форсунок поступают сигналы от электронного бока управления (ЭБУ), который, в соответствии с информацией от целого ряда датчиков, подаёт ту или иную команду на установку нужной степени распыления.
Несколько слов о системе «КоммонРэйл»
Говоря о топливной системе современных дизельных двигателей, нельзя не упомянуть такую её модификацию, как «Аккумуляторная топливная система CommonRail» («Общая рамка», или «Общая магистраль» в переводе с английского). Она проявляет очень хорошие показатели экономичности и эффективности, и вполне заслуженно завоёвывает всё большую популярность. В первую очередь – на дизельных двигателях коммерческого автотранспорта, разумеется.
В ней также используется ТНВД, подающий горючее в напорную магистраль, которая играет роль аккумулятора давления. Электронный блок управления регулирует производительность насоса, для поддержания необходимого давления в магистрали по мере расхода топлива.
В «КоммонРэйл» управляемые электроникой электрогидравлические форсунки с электромагнитным или пьезоэлектрическим приводом управляющих клапанов впрыскивают выверенные дозы дизельного топлива под высоким давлением в рабочие полости цилиндров.
Компьютерная система управления подачей горючего позволяет впрыскивать его в камеры сгорания цилиндров максимально точно дозированными дозами. Сначала впрыскивается микроскопическая, всего лишь в районе миллиграмма, порция, которая своим сгоранием накаляет температуру в камере, а за ней следует основной «заряд». Как результат – дизельные двигатели, оснащённые системой «КоммонРэйл», показывают лучшую экономичность (до 20 процентов). Доля новых дизельных двигателей, оснащённых системой «CommonRail», год от года неуклонно растёт.
Заключение
В целом, именно усовершенствованиям, которым подверглась топливная система дизельных двигателей в наше время, значительно укрепили позиции дизельных двигателей на рынке и в экономике. Дизели стали более экономичными и менее шумными, чем были прежде, а потому завоёвывают всё больше сегментов своего непосредственного применения на рынке.
Читайте также: