Схема подачи топлива дизеля: Система питания топливом дизельного двигателя

Система питания топливом дизельного двигателя

Система питания топливом дизельного двигателя предназначена для размещения, очистки и своевременной подачи топлива в цилиндры двигателя в нужном количестве и под достаточным давлением на всех режимах его работы при любой температуре окружающего воздуха.

Дизельное топливо

Дизельное топливо является одним из продуктов переработки нефти. В нем содержатся различные углеводороды (парафины, нафтены, ароматические и др.). Число атомов углерода, входящих в молекулы дизельного топлива, достигает тридцати. Основное качество дизельного топлива — легкость воспламенения при соприкосновении с горячим воздухом. Воспламеняемость топлива характеризуется цетановым числом. Чем выше это число, тем менее стойки к окислению молекулы топлива и легче оно воспламеняется. У дизельного топлива цетановое число составляет 40 — 50 (чаще всего 45).

Важной характеристикой топлива также является его вязкость при различных температурах. Для обеспечения нормальной работы двигателя топливо не должно застывать при низкой температуре (до -60 °С). Кроме того, необходимо, чтобы топливо не было токсичным, обладало антикоррозионными и смазывающими свойствами, а также не создавало паровые пробки в топливопроводах при температурах до 50 °С.

Для автотракторных дизелей используется топливо марок А (арктическое), 3 (зимнее) и Л (летнее). Наиболее широко распространено топливо марок З (при отрицательной температуре воздуха) и Л (при температурах выше 0 °С).

Требования к агрегатам и узлам системы питания

Ко всем агрегатам и узлам системы питания предъявляются следующие основные требования:

• герметичность
• малые масса и габариты
• надежность
• коррозионная стойкость
• малые гидравлические сопротивления
• простота
• низкая стоимость обслуживания

Топливопроводы и агрегаты системы питания топливом должны быть расположены в моторном отделении ТС таким образом, чтобы при их неисправности капающее топливо не попадало на детали, имеющие температуру, способную вызвать его воспламенение.

Общее устройство системы питания

Схема системы питания топливом мощного дизеля приведена на рисунке. В общем случае в систему питания топливом входят узлы, размещенные вне двигателя (на раме или в корпусе машины), и на двигателе. К первым относятся топливные баки бачок 7 для сбора топлива, предпусковой топливоподкачивающий насос 10, топливораспределительный кран 77, топливопроводы низкого давления и некоторые другие узлы. Ко вторым в первую очередь относятся основной топливоподкачивающий насос 8, топливный насос высокого давления (ТНВД) 5, форсунки 4 и топливопроводы высокого давления.

При работе двигателя топливо из топливных баков забирается основным топливоподкачивающим насосом и под давлением 0,05…0,1 МПа подается к ТНВД. По пути из баков к насосу топливо проходит через топливораспределительный кран, предпусковой топливоподкачивающий насос и фильтр 9 грубой очистки. Если на ТС установлен только один топливный бак или несколько баков, сообщающихся друг с другом, то топливораспределительный кран отсутствует. Перед поступлением в ТНВД из насоса топливо очищается от мельчайших примесей в фильтре 3 тонкой очистки. Нагнетательные секции ТНВД, приводимого в действие от коленчатого вала двигателя, в определенные моменты согласно рабочему циклу и порядку работы двигателя подают топливо под высоким давлением (до 50 МПа и более) в необходимом количестве к форсункам. Через форсунки, ввернутые в головку блока цилиндров, топливо впрыскивается в камеры сгорания в те моменты, когда в цилиндрах завершается такт сжатия.

Рис. Схема системы питания топливом мощного дизеля:
1 — топливные баки; 2 — кран для выпуска воздуха; 3 — фильтр тонкой очистки; 4 — форсунки; 5 ТНВД; 6 — двигатель; 7 — бачок для сбора топлива; 8 — основной топливоподкачивающий насос; 9 — фильтр грубой очистки; 10 — предпусковой топливоподкачивающий насос; 11 — топливораспределительный кран; топливные трубопроводы обозначены сплошной линией; трубопроводы для удаления воздуха из системы обозначены пунктиром

Перед пуском двигателя заполнение системы топливом и подача его к ТНВД осуществляются с помощью предпускового топливоподкачивающего насоса. После пуска этот насос не функционирует.

Если в ТНВД и трубопроводы высокого давления, соединяющие его с форсунками, попадает воздух, то подача топлива в цилиндры нарушается. Следовательно, нарушается и нормальный режим работы двигателя. С целью предотвращения попадания воздуха в ТНВД на пути топлива к нему помещают воздухоотстойник, расположенный в самой высокой точке системы. Обычно воздухоотстойник размещают в крышке фильтра тонкой очистки. Перед пуском двигателя в случае необходимости скопившийся в воздухоотстойнике воздух отводят в воздушные полости топливных баков 1 через кран (клапан) 2 для выпуска воздуха. Для этого при неработающем двигателе открывают кран (клапан) и с помощью предпускового насоса прокачивают систему. В этом случае топливо вытесняет воздух из воздухоотстойника в воздушную полость топливного бака через топливораспределительный кран (как показано на рисунке) или напрямую.

Топливный бак

Топливо, просочившееся в форсунках между иглой и распылителем, отводится по сливным трубопроводам в специальный бачок 7 или в какой-либо основной топливный бак.

Топливные баки служат для хранения топлива. Они могут иметь различную конфигурацию и вместимость в зависимости от конструкции конкретного ТС. Общая вместимость топливных баков определяется запасом хода машины (обычно не менее 500 км). Чаще всего баки изготавливает из листовой стали или высокопрочного пластика, стойкого к воздействию химически активного топлива. Для предотвращения коррозии внутренние поверхности стальных баков покрывают бакелитовым лаком, оцинковывают или лудят. С целью увеличения жесткости баков на их стенках иногда выштамповывают желоба, а внутри устанавливают несплошные перегородки, которые к тому же уменьшают площадь свободной поверхности топлива и ослабляют его колебанияbqвремя движения ТС.

Наливные горловины топливных баков обычно снабжают сетчатыми фильтрами. В нижней части баков размещают отстойники. Если бак имеет значительную вместимость, то слив топлива осуществляется через отверстие с пробкой и шариковым клапаном, расположенное выше отстойника. В этом случае используется специальный ключ-трубка со шлангом. Воздушное пространство баков соединяется с атмосферой через дренажные трубки или другие специальные устройства, которые должны исключать возможность попадания огня во внутреннюю полость бака и вытекания топлива при резких толчках ТС, а также (по возможности) обеспечивать очистку воздуха, поступающего в баки. Для замера количества топлива в баках раньше применялись измерительные стержни. В настоящее время для этой цели чаще всего используются электрические датчики поплавкового типа, посылающие электрический сигнал, пропорциональный уровню топлива, к соответствующему указателю на приборной панели ТС.

Топливоподкачивающий насос

Основной топливоподкачавающий насос обеспечивает бесперебойную подачу топлива из баков к ТНВД при работающем двигателе. Он обычно приводится в действие от коленчатого или распределительного вала двигателя. Может применяться и автономный электродвигатель, питаемый от генератора ТС. Использование электропривода обеспечивает равномерную подачу топлива независимо от частоты вращения коленчатого вала и возможность аварийного отключения всей системы.

Существуют различные конструкции топливоподкачивающих насосов. Они могут быть:

• шестеренными
• плунжерными (поршневыми)
• коловратными (пластинчатого типа)

Как правило, применяются плунжерные и коловратное насосы.

Плунжерный топливоподкачивающий насос

Плунжерный топливоподкачивающий насос состоит из корпуса 5, плунжера 7 с пружиной 6, толкателя 10 с роликом 77, пружиной 9 и штоком 8, а также клапанов — впускного 4 и нагнетательного 1 с пружинами. Толкатель с плунжером могут перемещаться вверх-вниз. Перемещение вверх происходит при повороте эксцентрика 72, изготовленного как одно целое с кулачковым валом ТНВД; перемещение вниз обеспечивают пружины 6 и 9.

При сбегании выступа эксцентрика с ролика толкателя плунжер под действием пружины б перемещается вниз, вытесняя топливо, находящееся под ним, в нагнетательную магистраль насоса. В это время нагнетательный клапан закрыт, а впускной под действием разрежения над плунжером открыт, и топливо поступает из впускной магистрали в надплунжерную полость. При движении толкателя и плунжера вверх впускной клапан закрывается под действием давления топлива, а нагнетательный, наоборот, открывается, и топливо из надплунжерной полости поступает в нижнюю камеру под плунжером. Таким образом, нагнетание топлива происходит только при движении плунжера вниз.

Если подачу топлива в цилиндры двигателя уменьшают, в выпускном трубопроводе насоса, а значит, и в полости под плунжером давление возрастает. В этом случае плунжер не может опуститься вниз даже под действием пружины 6, и толкатель со штоком перемещается вхолостую. По мере расходования топлива давление в нагнетательной полости понижается, и плунжер под действием пружины 6 опять начинает перемещаться вниз, обеспечивая подачу топлива.

Рис. Схема плунжерного топливоподкачиваюгцего насоса:
1 — нагнетательный клапан; 2 — корпус насоса ручной подкачки топлива; 3 — поршень насоса ручной подкачки топлива; 4 — впускной клапан; 5 — корпус топливоподкачивающего насоса; 6, 9 — пружины; 7 — плунжер; 8 — шток; 10 — толкатель; 11 — ролик; 12 — эксцентрик кулачкового вала

Рис. Схема коловратного топливоподкачивающего насоса:
1 — пружина редукционного клапана; 2 — редукционный клапан; 3 — перепускной клапан; 4 — пружина перепускного клапана; 5 — плавающий палец; 6 — пластина; 7 — ротор; 8 — направляющий стакан; А—В — камеры насоса

Плунжерный топливоподкачивающий насос обычно совмещен с насосом 2 ручной подкачки топлива. Данный насос устанавливается на входе в основной топливоподкачивающий насос и приводится в действие вручную за счет перемещения поршня 3 со штоком. При движении поршня вверх под ним образуется разрежение, открывается впускной клапан, и топливо заполняет подплунжерное пространство. При перемещении поршня вниз впускной клапан закрывается, а нагнетательный открывается, позволяя топливу пройти далее по топливной магистрали.

Коловратный топливоподкачивающий насос

В мощных быстроходных дизелях применяются в основном коловратные топливоподкачивающие насосы. Ротор 7 насоса приводится во вращение от коленчатого вала двигателя. В роторе имеются прорези, в которые вставлены пластины 6. Одним (наружным) концом пластины скользят по внутренней поверхности направляющего стакана 8, а другим (внутренним) — по окружности плавающего пальца 5, расположенного эксцентрически относительно оси ротора. При этом они то выдвигаются из ротора, то вдвигаются в него. Ротор и пластины делят внутреннюю полость направляющего стакана на камеры А, Б и В, объемы которых при вращении ротора непрерывно меняются. Объем камеры А увеличивается, поэтому в ней создается разрежение, под действием которого топливо засасывается из впускной магистрали. Объем камеры В уменьшается, давление в ней повышается, и топливо вытесняется в нагнетательную полость насоса. Топливо, находящееся в камере Б, переходит от входного отверстия стакана к выходному. При повышении давления в нагнетательной полости до определенного уровня открывается редукционный клапан 2, преодолевая усилие пружины 7, и излишек топлива перепускается обратно во впускную полость насоса. Поэтому в нагнетательной полости и выпускном трубопроводе поддерживается постоянное давление. Перед пуском, когда двигатель и, следовательно, основной топливоподкачивающий насос не работают, топливо через него может прокачиваться предпусковым топливоподкачивающим насосом. В этом случае открывается перепускной клапан 3, преодолевая усилие пружины 4. В закрытом положении тарелка этого клапана перекрывает отверстия в тарелке редукционного клапана.

Предпусковой топливоподкачивающий насос

Перед пуском двигателя заполнение системы топливом и подача его к ТНВД осуществляются с помощью предпускового топливоподкачивающего насоса 70. Ранее были широко распространены насосы плунжерного и диафрагменного (мембранного) типов с ручным приводом. Однако в настоящее время все чаще применяются центробежные крыльчатые насосы с приводом от электродвигателя, питаемого электрической энергией аккумуляторной батареи. Они обеспечивают более быструю прокачку топлива, не требуют затрат мускульной энергии механика-водителя и могут использоваться в качестве аварийных при отказе основного топливоподкачивающего насоса.

Фильтры грубой и тонкой очистки топлива

Очистка топлива от механических примесей и воды происходит в фильтрах грубой 9 и тонкой 3 очистки. Фильтр грубой очистки, устанавливаемый перед основным топливоподкачивающим насосом 8, задерживает частицы размерами 20… 50 мкм, на долю которых приходится 80…90 % массы всех примесей. Фильтр тонкой очистки, помещаемый между основным топливоподкачивающим насосом и ТНВД, задерживает примеси размерами 2…20 мкм.

В настоящее время в силовых установках с дизелями применяют следующие типы фильтров грубой очистки:

• сетчатые
• ленточно-щелевые
• пластинчато-щелевые

У сетчатых фильтров фильтрующим элементом является металлическая сетка. Из нее можно образовывать концентрические цилиндры, через стенки которых продавливается топливо, или дискообразные секции, нанизанные на центральную трубу с отверстиями в стенке, соединенную с выходным трубопроводом.

В ленточно-щелевом фильтре фильтрующим элементом служит гофрированный стакан с намотанной на него профильной лентой. Через щели между витками ленты, образованными за счет ее выступов, топливо из пространства, окружающего фильтрующий элемент, попадает во впадины между гофрированным стаканом и лентой, а затем — в полость между дном и крышкой стакана, откуда удаляется через выпускной трубопровод.

Фильтрующий элемент пластинчато-щелевого фильтра представляет собой полый цилиндр, составленный из одинаковых тонких кольцевых дисков с отгибными выступами. За счет этих выступов между дисками образуются зазоры. Топливо поступает к наружным и внутренним поверхностям цилиндра и, проходя через щели между дисками, очищается. Очищенное топливо через торцевые отверстия в дисках направляется в верхнюю часть фильтра к выходному отверстию.

Очень часто фильтр грубой очистки совмещают с отстойником для воды, находящейся в дизельном топливе. В этом случае необходимо периодически отворачивать пробку отстойника для удаления из него скопившейся воды.

В фильтрах тонкой очистки в качестве фильтрующих элементов обычно используют картонные элементы типа «многолучевая звезда» или пакеты из картонных и фетровых дисков. Реже применяют каркасы с адсорбирующей механические примеси набивкой (например, минеральной ватой), каркасы с тканевой или нитчатой обмоткой и др.

В процессе эксплуатации ТС топливные фильтры загрязняются, что приводит к увеличению их сопротивления. Чтобы подача топлива к ТНВД не прекратилась, необходимо фильтр грубой очистки периодически промывать, а фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки заменять новым.

ТНВД. Устройство и принцип работы

Топливный насос высокого давления 5 предназначен для точного дозирования топлива и его подачи в форсунки 4 под необходимым давлением и в определенный момент. В рядных двигателях такой насос помещают сбоку от двигателя, на верхней половине его картера. У V-образных двигателей его устанавливают в развале цилиндров. Существует множество типов ТНВД. В частности, на дизели сравнительно небольшой мощности, предназначенные для легковых автомобилей, как правило, устанавливают ТНВД распределительного типа с одним нагнетающим плунжером-распределителем. Однако мощные многоцилиндровые дизели чаще всего оборудованы многоплунжерными насосами. Пример такого ТНВД для шестицилиндрового V-образного дизеля представлен на рисунке.

Насос состоит из корпуса 5 с крышками, шести насосных секций, механизма привода насосных секций и механизма поворота плунжеров. Каждая насосная секция включает в себя плунжер 8, возвратную пружину 11 с опорными шайбами, нагнетательный клапан 3 с седлом, пружиной и упором, а также штуцер 2 и другие вспомогательные направляющие и крепежные детали. Механизм привода насосных секций состоит из кулачкового вала 7 и роликовых толкателей 6 с регулировочными болтами. В механизм поворота плунжеров входят поворотные втулки 10 с зубчатыми венцами и зубчатая рейка 9 с втулками и ограничительным винтом. Вдоль секций в корпусе насоса высверлены два продольных канала 1 и 4, соединенных друг с другом поперечными каналами. Каждый плунжер очень точно подогнан к своей гильзе, что обеспечивает достижение высокого давления с наименьшей утечкой топлива через зазоры.

Рис. Топливный насос высокого давления:
1, 4 — продольные каналы; 2 — штуцер; 3 — нагнетательный клапан; 5 — корпус насоса; 6 — роликовый толкатель; 7 — кулачковый вал; 8 — плунжер; 9 — зубчатая рейка; 10 — поворотная втулка; 11 — возвратная пружина

Насос работает следующим образом. Кулачковый вал приводится во вращение от коленчатого вала двигателя с помощью зубчатой передачи (угловая скорость кулачкового вала в 2 раза меньше скорости коленчатого). Вращаясь, кулачковый вал перемещает своими кулачками роликовые толкатели 6, которые поднимают плунжеры вверх.

Обратный ход толкателей и плунжеров обеспечивается возвратными пружинами. К каналу 4 подводится топливо от топливоподкачивающего насоса, предварительно очищенное в фильтре тонкой очистки.

Когда плунжер находится в нижнем положении, топливо из канала 4 попадает в образовавшуюся надплунжерную полость. При движении плунжера вверх входное отверстие закрывается, и топливо под большим давлением проходит через нагнетательный клапан, штуцер и топливопровод высокого давления к форсунке.

Нагнетание топлива происходит до тех пор, пока надплунжерная полость не соединится со сливным каналом 1 с помощью осевых, радиальных и винтовых проточек в плунжере. При постоянном ходе плунжера, определяемом высотой выступа кулачка, количество подаваемого к форсунке топлива регулируется поворотом плунжера с помощью зубчатой рейки и поворотной втулки с зубчатым венцом. Винтовая проточка в плунжере выполнена так, что по мере его поворота изменяется расстояние от края перепускного отверстия, связанного с каналом 7, до края отсечной кромки винтовой проточки. При этом длина рабочего хода плунжера, во время которого происходит нагнетание топлива, также изменяется.

Для того чтобы топливо, подаваемое в цилиндры, успевало своевременно сгорать, и двигатель развивал наибольшую мощность, необходимо при росте частоты вращения коленчатого вала несколько увеличивать угол опережения впрыскивания топлива.

Регулирование этого угла у насосов с механическим управлением обеспечивается специальной центробежной муфтой, которая устанавливается в корпусе ТНВД и пропорционально частоте вращения коленчатого вала смещает на некоторый угол кулачковый вал насоса в направлении его вращения.

Механизм всережимного регулятора

С ТНВД соединен механизм всережимного регулятора. Он автоматически поддерживает заданную водителем частоту вращения коленчатого вала, устанавливает минимальную частоту на холостом ходу, а также ограничивает максимальную частоту. Механизм регулятора представляет собой систему тяг, пружин и упоров, связанных с зубчатой рейкой ТНВД, перемещение которых зависит от частоты вращения кулачкового вала.

Форсунка

Форсунка служит для подачи топлива в цилиндр двигателя под высоким давлением в мелкораспыленном виде.

Типичная форсунка включает в себя корпус 5 с распылителем 3, направляющим штифтом 4 и накидной гайкой 2, иглу 1 распылителя со штоком б, пружину 7 с опорной шайбой, регулировочным винтом 9 и втулкой 8, колпачковую гайку 10 и топливоприемный штуцер 12 с сетчатым фильтром 11. Распылитель и игла должны быть очень точно подогнаны друг к другу. В верхней части распылителя имеются один кольцевой и несколько (чаще всего три) вертикальных топливных канала, а в нижней части — центральные входной и выходной каналы с распыляющими отверстиями. Диаметр этих отверстий составляет 0,2…0,4 мм. Игла своим нижним конусным концом закрывает выходной канал. Распылитель плотно прикрепляется к корпусу-форсунки с помощью накидной гайки. Топливный канал корпуса соединяется с кольцевым каналом распылителя через его вертикальные каналы. Правильное положение распылителя относительно корпуса обеспечивает направляющий штифт.

Рис. Форсунка:
1 — игла распылителя; 2 — накидная гайка; 3 — распылитель; 4 — направляющий штифт; 5 — корпус форсунки; 6 — шток; 7 — пружина; 8 — втулка; 9 — регулировочный винт; 10 — колпачковая гайка; 11 — сетчатый фильтр; 12 — топливоприемный штуцер

Топливо, подаваемое к форсунке по топливоприемному штуцеру, проходит через сетчатый фильтр и по топливным каналам корпуса  в верхней части распылителя поступает в его кольцевую полость. По достижении необходимого давления в этой полости, действующего кроме прочего на конический поясок иглы, она поднимается вверх, преодолевая сопротивление пружины. В это время открывается выходной канал, и топливо через него и распыливающие отверстия поступает в камеру сгорания цилиндра двигателя.

После прекращения подачи топлива насосной секцией ТНВД и падения давления игла снова садится в свое седло, прекращая впрыскивание топлива. Просочившееся через неплотности топливо поступает в верхнюю часть форсунки и через отверстия в винте 9 и гайке 10 по специальному трубопроводу сливается в бачок 7 для сбора топлива.

Аккумуляторная система питания топливом

Современные жесткие требования к уровню выбросов вредных веществ двигателями внутреннего сгорания вынудили конструкторов дизелей искать новые решения в области топливной аппаратуры для них. Дело в том, что даже самые совершенные ТНВД не могут обеспечить такого давления топлива, при котором оно распылялось бы настолько мелко, что могло бы полностью сгореть в камере сгорания.

Неполное сгорание приводит к большему расходу топлива, а самое главное — к повышению в отработавших газах концентрации вредных веществ, в частности сажи. В связи с этим в настоящее время для дизелей с непосредственным впрыском все чаще применяется так называемая аккумуляторная система питания топливом.

Основное отличие такой системы от «классической» заключается в наличии общей топливной рампы (аккумулятора давления), в которой во время работы двигателя создается очень высокое давление.

Топливная рампа соединена трубопроводами высокого давления с электронно-управляемыми топливными форсунками, иглы которых перемещаются с помощью электромагнитов по сигналам от компьютера (электронного блока) управления двигателем. Такая система питания топливом позволяет оптимизировать работу двигателя практически по всем параметрам.

Видео: Система питания дизеля

Как устроена система подачи топлива дизельного ДВС

29 июня 2018 Категория: Полезная информация.

В дизельном двигателе предусмотрен целый комплекс узлов и деталей, задача которого состоит в подаче топлива на форсунки под высоким давлением.

Система питания дизельного ДВС выполняет следующие функции:

• фильтрует топливо перед подачей его на форсунки
• гарантирует точное дозирование и впрыск в нужный момент топлива в камеру сгорания, в зависимости от режима и нагрузки на двигатель
• обеспечивает распыление и равномерное распределение горючего по стенкам камеры сгорания в цилиндре.

Работу системы питания дизельного двигателя вкратце можно описать так: хорошо очищенное ДТ подается к цилиндрам, топливный насос высокого давления (ТНВД) сжимает горючее и передает его на форсунку под высоким давлением. Форсунка распыляет и впрыскивает топливо в камеру сгорания, где оно смешивается с горячим (нагретым от высокого сжатия внутри цилиндра до 700-900 градусов по Цельсию) воздухом и самовоспламеняется.

Это и есть основное отличие работы дизельного ДВС от бензинового: воспламенение рабочей смеси происходит самостоятельно, не требуя поджигания отдельным устройством.

Общая схема системы питания дизельного ДВС

Базовые элементы системы питания дизельного ДВС:

• топливный бак
• фильтры грубой очистки топлива
• фильтры тонкой очистки топлива
• топливоподкачивающий насос
• ТНВД
• форсунки
• трубопровод низкого давления
• магистраль высокого давления

Помимо базовых элементов, в зависимости от специфики двигателя, в система может дополняться электронасосами, механизмом выпуска отработанных газов, сажевыми фильтрами и т.п.

Специалисты выделяют в системе питания дизельную аппаратуру:

• для подвода топлива (топливоподводящая аппаратура)
• для подвода воздуха (воздухопроводящая)

Топливоподводящая аппаратура имеет разные варианты устройства. Самый распространенный вариант —  ТНВД и форсунки разделены как самостоятельные устройства, топливо подводится к двигателю по магистралям высокого и низкого давления.

Магистраль низкого давления хранит, фильтрует и подает горючее к ТНВД. Задача же магистрали высокого давления — поднять давление, необходимое для точной подачи и дозированного впрыска горючего в цилиндр.

Что касается насосов в системе питания, их два.

Топливоподкачивающий подает топливо из бака, очищает его с помощью фильтров грубой и тонкой очистки (прогоняя через них), а затем под давлением подает горючее к ТНВД.

Задача ТНВД — распределить топливо по секциям (каждая соответствует конкретному цилиндру) и подать его на форсунки под высоким давлением соответственно циклу работы двигателя (очередности работы цилиндров).

Расположенные в головке блока цилиндров форсунки отвечают за точный дозированный впрыск и распыление горючего по стенкам камеры сгорания. Лишнее горючее вместе с воздухом отводится обратно в бак по дренажным трубопроводам.

Дизельные форсунки бывают закрытого и открытого типа. Рядовые четырехтактные дизельные ДВС оснащены форсунками закрытого типа, то есть их сопла (отверстие) закрываются запорной иглой, обеспечивая герметичность.

То есть сообщение внутренней полости форсунок и камеры сгорания происходит только в момент открытия форсунки (впрыска топлива в камеру).

Важно: встречается нераздельная система питания дизеля, где ТНВД и форсунка объединены в единый узел — насос-форсунку. Но из-за специфики работы таких устройств (жесткая шумная работа двигателя), это решение не получило широкого распространения.

Чем отличается система питания турбированного дизельного мотора

Предназначение турбонаддува — повысить мощность двигателя без его конструктивных изменений вроде увеличения объема камеры сгорания и пр. Топливопроводящая система в дизельном двигателе с турбиной почти не отличается от атмосферного дизеля. А вот алгоритм и принцип подачи воздуха в цилиндр другой.  

Турбокомпрессор задействует энергию отработавших газов. Воздух поступает в турбину, сжимается там, охлаждается и нагнетается под высоким давлением в камеру сгорания. Турбины делятся на категории в зависимости от величины давления, которое они создают:

• турбокомпрессоры с низким наддувом — давление не выше 0,15 МПа
• среднего наддува — давление 0,2 МПа
• высокого наддува — давление свыше 0,2 МПа

Система турбонаддува улучшает наполнение цилиндров воздухом и тем самым повышает эффективность сгорания топлива.  Так удается увеличить мощность турбированного дизельного ДВС на 30% и более, по сравнению с атмосферным.

К негативным последствиям наличия турбокомпрессора на дизельном ДВС относят увеличение температуры в камере сгорания. Это происходит из-за более интенсивного сгорания топливной смеси. Как следствие, возрастает механическая нагрузка на детали кривошипно-шатунного механизма и механизма газораспределения, что снижает ресурс турбированного двигателя в целом, по сравнению с атмосферным.

О том, какие существуют системы подачи топлива в дизельных двигателях, мы писали здесь.

Если вы в поиске качественных запчастей для своего дизельного двигателя, проверьте наш каталог

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ

Факторы, влияющие на цены на дизельное топливо — Управление энергетической информации США (EIA)

• Основы
• +Меню

• Затраты НПЗ на приобретение сырой нефти
• Затраты и прибыль на переработку
• Распределение, маркетинг и розничная торговля Затраты и прибыль
• Налоги (федеральные, государственные, окружные и местные)

Относительная доля этих компонентов в розничной цене галлона дизельного топлива меняется со временем и в зависимости от региона США, где оно продается.

Щелкните, чтобы увеличить

Стоимость сырой нефти является самым большим компонентом розничной цены дизельного топлива

Стоимость сырой нефти составляла около 50% среднемесячных розничных цен на автомобильное дизельное топливо в США с 2003 г. по 2022.

Мировой спрос и предложение на сырую нефть определяют цены на сырую нефть. Мировые экономические условия способствуют спросу на нефтепродукты, произведенные из сырой нефти. Посетите Что влияет на цены на сырую нефть? , чтобы узнать больше о факторах, влияющих на цены на сырую нефть. Поскольку дизельное топливо является основным транспортным топливом, спрос на дизельное топливо обычно зависит от экономических тенденций.

Международный спрос на дистиллятное топливо может повлиять на цены на дизельное топливо в США

Международный спрос на дистиллятное топливо влияет на цены на дизельное топливо в США. Поскольку печное топливо и дизельное топливо являются практически одним и тем же топливом, изменение спроса на одно топливо может повлиять на цену другого топлива. Во многих странах автомобили с дизельными двигателями более распространены, чем в Соединенных Штатах, и многие из них используют дистиллятное топливо для большей части производства электроэнергии.

Несбалансированность спроса и предложения дизельного топлива в США может вызвать колебания цен

Цены на транспортное топливо в Соединенных Штатах обычно более изменчивы, чем цены на другие товары. Автопарк США почти полностью зависит от нефти. Если предложение нефти неожиданно сократится из-за проблем с нефтепереработкой или отставания от импорта, запасы дизельного топлива (запасы) могут быстро сократиться. Когда запасы низки или сокращаются, некоторые оптовики и маркетологи могут предлагать более высокие цены за имеющиеся запасы. Если система транспортировки дизельного топлива не сможет достаточно быстро обеспечить поток поставок из одного региона в другой, цены останутся сравнительно высокими. Эти колебания являются нормальным явлением на всех товарных рынках.

Спрос на дистиллятное топливо носит сезонный характер

Хотя спрос на дизельное топливо в США довольно стабилен и в целом отражает общее состояние экономики, цены на дизельное топливо часто колеблются в течение года. Осенью и зимой спрос на мазут влияет на цены на дизельное топливо. Поскольку печное топливо и дизельное топливо производятся одновременно, сезонное увеличение спроса на печное топливо также может оказывать давление на рынок дизельного топлива. В некоторых регионах на цены на дизельное топливо могут влиять сезонные колебания спроса фермеров на дизельное топливо.

Транспортные расходы влияют на цены

Транспортные расходы обычно увеличиваются в зависимости от расстояния между местом розничной торговли и источниками поставок. В районах, наиболее удаленных от побережья Мексиканского залива, где производится около половины дизельного топлива в США, цены на дизельное топливо, как правило, выше.

Региональные эксплуатационные расходы и местная конкуренция также влияют на цены

Розничная цена дизельного топлива также отражает местные рыночные условия и такие факторы, как расположение и принадлежность торговых точек. Нефтепереработчики владеют и управляют некоторыми торговыми точками, в то время как другие торговые точки являются самостоятельными предприятиями, закупающими дизельное топливо на оптовом рынке.

Стоимость ведения бизнеса, начиная от накладных расходов и заканчивая местными расходами на недвижимость и налогами, может сильно различаться в зависимости от того, где находится дилер. Даже торговые точки, расположенные рядом друг с другом, могут иметь разные схемы движения, затраты и источники снабжения. Количество и местонахождение местных конкурентов также могут влиять на цены. Крупные стоянки для грузовиков, которые обслуживают большие коммерческие автомобили, как правило, продают дизельное топливо по более низким ценам, чем станции технического обслуживания с меньшим объемом.

знаете ли вы

?

Почему цены на дизельное топливо на Западном побережье выше и более изменчивы?

Цены на дизельное топливо на Западном побережье, особенно в Калифорнии, выше, чем в других регионах страны из-за налогов и проблем с поставками. По состоянию на 1 января 2023 года общие налоги штата на розничную торговлю дизельным топливом для автомобильных дорог в Калифорнии составляли 76,20 цента за галлон, а в среднем общие налоги штата для всех 50 штатов составляли 33,88 цента за галлон.

Калифорния особенно чувствительна к условиям снабжения Западного побережья. В отличие от других рынков США, которые связаны между собой трубопроводами и речными системами, рынок жидкого топлива Западного побережья относительно изолирован и в основном снабжается местными нефтеперерабатывающими заводами. Из-за этой относительной изоляции транспортировка поставок из-за пределов региона может быть дорогостоящей в случае остановки нефтеперерабатывающего завода. Узнайте больше о рынках топлива для транспортных средств в регионе Западного побережья (PDF).

Последнее обновление: 19 апреля 2023 г.

• Также в

  Пояснения к дизельному топливу
• Дизельное топливо
• Откуда наш дизель
• Использование дизельного топлива
• Цены и перспективы
• Факторы, влияющие на цены на дизельное топливо
• Доплата за дизельное топливо
• Дизель и окружающая среда

• Узнать больше

• Стоимость приобретения сырой нефти нефтеперерабатывающим заводом
• Обновление бензина и дизельного топлива
• Еженедельные розничные цены на автомобильное дизельное топливо
• Что влияет на цены на нефтепродукты?
• Федеральные и государственные налоги на моторное топливо (XLS)
• Калифорнийская программа дизельного топлива
• Статьи по дизелю

• Также пояснение по энергетике

• Цены на нефть и перспективы
• Факторы, влияющие на цены на бензин
• Колебания цен на бензин

• Часто задаваемые вопросы

• Каковы прогнозы цен на бензин и дизельное топливо в США?
• Почему цены на дизтопливо выше цен на бензин?
• Публикует ли EIA цены на дизельное топливо для бездорожья?

Риски поставок дизельного топлива в США в эпоху энергетической безопасности и переходного периода — Центр глобальной энергетической политики Колумбийского университета

В связи с санкциями Европейского Союза [1] в отношении экспорта российских нефтепродуктов, которые должны вступить в силу 5 февраля, сбои на рынках дизельного топлива продолжают представлять экономический риск во всем мире [2] и, в частности, для востока США Побережье. За последний год в регионе наблюдались низкие запасы дистиллятов (дизельного топлива и печного топлива) (рис. 1) и резкий скачок премии цен на восточное побережье США по сравнению с ценами на побережье Мексиканского залива (рис. 2). может повториться. Сейчас это особенно тяжело для потребителей с низким доходом, которые тратят непропорционально большую часть своего дохода на отопление своих домов в зимние месяцы. Этот пост посвящен потенциальным вариантам политики для повышения устойчивости предложения во время энергетического перехода, утверждая, что создание стратегических запасов может помочь сейчас, но долгосрочное решение может заключаться в снижении спроса на мазут.

Восточное побережье США уязвимо перед дефицитом на мировых рынках дизельного топлива

Первая структурная проблема связана со спросом. На восточное побережье приходится 82 процента потребляемой в США нефти [3] для отопления, в то время как другие регионы перешли на другие источники тепла. Эта зависимость от нефтепродуктов для отопления также является проблемой для обезуглероживания энергии в регионе.

Что касается предложения, то вторжение России в Украину привело к ужесточению мировых рынков дизельного топлива и высветило последствия зависимости Восточного побережья от импорта дизельного топлива. Около 84 процентов поставок дистиллятов в регион поступает из-за пределов региона, при значительной зависимости от одного крупного трубопровода [4] с побережья Мексиканского залива США и из-за рубежа. Импорт, который в 2021 году достиг 21 процента, подвержен множеству геополитических рисков.[5] Перерабатывающие мощности Восточного побережья 90 137 [6] 90 138 сократились вдвое за последнее десятилетие, поскольку заводы закрылись из-за отсутствия конкурентоспособности в отношении выхода переработанных продуктов и трудностей с получением недорогого сырья. Закон Джонса [7] требует, чтобы поставки товаров, включая топливо, между портами США использовались американскими судами с американскими экипажами. Высокая стоимость и низкая доступность танкеров по закону Джонса затрудняют получение Восточного побережья морской нефти или нефтепродуктов из нефтеперерабатывающего центра на побережье Мексиканского залива, чтобы компенсировать любые потери иностранного импорта.

Мировые рынки дизельного топлива уже были напряженными до вторжения России в Украину, а война усугубила риски поставок. Россия была вторым в мире экспортером нефтепродуктов после США и основным поставщиком[8] дизельного топлива в Европу. Развитые страны потеряли около  2 млн баррелей в день нефтеперерабатывающих мощностей 90 137 [9] 90 138 с начала пандемии COVID-19, в то время как спрос на топливо резко вырос из-за пандемического восстановления и перехода на дизельное топливо с природного газа (за пределами НАС). Это связано с тем, что цены на природный газ выросли еще выше, усугубив перебои с поставками газа из России в Европу. Другие факторы, влияющие на поставки дизельного топлива, включают забастовки на нефтеперерабатывающих заводах в Европе 9. 0137 [10] и ограничения на китайский экспорт НПЗ [11] в прошлом году. Рынок дизельного топлива может еще больше ухудшиться, учитывая предстоящий запрет ЕС на поставки российских нефтепродуктов. Добавляет неопределенности влияние ограничения цен[12] на экспорт российской продукции на другие рынки, которое, как ожидается, вступит в силу в тот же день.

Геополитические соображения также становятся все более важным фактором на мировых рынках нефтепереработки. Сегодня около 60 процентов мировых мощностей нефтеперерабатывающих заводов уже расположены на развивающихся рынках.[13] Дополнительные 3 миллиона баррелей в сутки (баррелей в сутки) нефтеперерабатывающих мощностей, которые, как ожидается, будут введены в эксплуатацию в ближайшие пару лет, в основном будут поступать от национальных нефтяных компаний развивающихся рынков. [14]  В связи с этим лицам, определяющим политику, становится еще более важно учитывать соображения энергетической безопасности в своей матрице решений.

Политические решения для повышения энергетической безопасности в эпоху энергетического перехода

Вопросы политики связаны с тем, как сделать восточное побережье США более устойчивым к перебоям в поставках дистиллятов [15] , перебоям с поставками, скачкам цен [16 ] и кибератаки.[17]

В краткосрочной перспективе потенциально эффективным решением будет отказ от Закона Джонса, чтобы позволить Восточному побережью США получать дополнительные внутренние поставки с побережья Мексиканского залива на иностранных танкерах. Это повысит доступность дизельного топлива и снизит затраты. Однако запрет ЕС на импорт российской продукции может увеличить 9 иностранных танкеров.0137 [18] стоит также дорого, поскольку дизельное топливо, экспортируемое из России, и импортируемое из Европы, приходится преодолевать большие расстояния на танкерах. Другим краткосрочным решением может стать более активное использование федеральной программы помощи малообеспеченным домам в области энергоснабжения (LIHEAP)[19] в регионе этой зимой, чтобы помочь потребителям с низким доходом оплачивать счета за отопление и сделать дома более энергоэффективными.

В среднесрочной перспективе , требующий наличия стратегического запаса дизельного топлива и/или обязательных минимальных уровней запасов дизельного топлива, может стать политическим решением, подходящим для обеспечения энергетической безопасности в эпоху энергетического перехода. Перед лицом неопределенностей, таких как темпы снижения спроса на нефть и достаточность поставок нефтепродуктов, более высокий уровень запасов дистиллятов может помочь сдержать скачки региональных цен на дистилляты.

Стратегический резерв мазута на северо-востоке дома (NEHHOR)[20] создал прецедент для такой политики. NEHHOR, который был впервые создан в 2000 году и впоследствии преобразован в запас дизельного топлива с ультранизким содержанием серы в 1 миллион баррелей для Новой Англии, теперь можно было значительно увеличить. В качестве альтернативы такая политика может применяться к коммерческим акциям или к комбинации государственных и коммерческих акций. Коммерческие акции предлагают преимущество более быстрого выхода на рынки по сравнению с государственным резервом, а также преимущества коммерческого управления.

Правительство может потенциально стимулировать создание коммерческих запасов дизельного топлива с временным отказом от закона Джонса. Сочетание увеличенного NEHHOR и обязательных коммерческих резервов одновременно позволит ускорить сокращение резервов из коммерческих запасов, повысив актуальность NEHHOR в качестве резервной системы. ЕС, по сути, обязывает государства-члены держать не менее одной трети аварийных резервов в качестве продуктов.[21] Кроме того, в некоторых странах коммерческим производителям и импортерам продукта разрешено иметь минимальные запасы продукции.

Одним из показателей размера резервов может быть соблюдение правил Международного энергетического агентства (МЭА) о 90-дневном чистом импорте или 61-дневном среднем потреблении, в зависимости от того, что больше. Девяносто дней чистого импорта дистиллята в размере 120 тысяч баррелей в день в Нефтяное управление оборонных округов I (PADD I) равнялись бы резерву в размере около 11 миллионов баррелей. Следует также учитывать неблагоприятные, непреднамеренные последствия. Например, наличие государственного резерва может препятствовать созданию коммерческих запасов в регионе. Ключ к тому, чтобы эта политика работала, заключается в том, чтобы не создавать запасы в условиях текущей напряженности на рынке, поскольку это усугубит ценовое давление.

В долгосрочной перспективе, , решение проблемы уязвимости Восточного побережья к дизельному топливу заключается в снижении спроса на дистиллятное жидкое топливо в регионе. Одним из вариантов является переход на природный газ для отопления, что потребует разрешения на строительство трубопроводов природного газа от Марцелла до северо-восточных рынков. Учитывая обязательства по декарбонизации, это наращивание инфраструктуры природного газа должно будет соответствовать самым высоким ограничениям на выбросы метана по всей цепочке создания стоимости природного газа. Другой вариант — ускорить электрификацию отопления и автотранспорта на Северо-Востоке. И еще один подход, который в настоящее время реализуется в некоторых штатах, заключается в смешивании мазута с возобновляемым дизельным топливом, что позволит сократить выбросы углерода и потенциально заменить до 20 процентов потребляемого дизельного топлива. Нью-Йорк [22] государство движется в этом направлении. Такие политические решения должны быть на столе не только с точки зрения энергетической безопасности, но и с прицелом на декарбонизацию.

 

 

[1]https://www.consilium.europa.eu/en/policies/sanctions/restrictive-measures-against-russia-over-ukraine/sanctions-against-russia-explained

[2] ] https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2022

[3] https://www.eia.gov/energyexplained/heating-oil/use-of-heating-oil.php

[4] https://www.colpipe.com/about-us/our-company/system-map

[5] https://www.nytimes.com/2021/05/10/business/colonial -pipeline-ransomware.html

[6] https://www.eia.gov/petroleum/refinerycapacity/table13.pdf

[7] https://www.maritime.dot.gov/ports/domestic-shipping /domestic-shipping#act

[8] https://www.iea.org/articles/frequently-asked-questions-on-energy-security

[9] https://iea.blob.core.windows .net/assets/ed7af175-8e40-4e14-bde6-510cab88edfc/Oil2021midterm_tables. pdf

[10] https://www.reuters.com/markets/europe/why-are-french-refinery-workers-striking-2022-10-11/

[11] https://www.spglobal. com/commodityinsights/en/market-insights/latest-news/oil/012422-china-cuts-oil-products-export-as-focus-shifts-to-efficiency-lower-emissions

[12] https:// www.bloomberg.com/news/articles/2023-01-10/g-7-eyes-two-prices-caps-for-russian-refined-petroleum-products#xj4y7vzkg

[13] https://www. Energypolicy.columbia.edu/research/qa/qa-how-eu-ban-russian-oil-might-impact-global-petroleum-product-markets2

[14] https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=53279#:~:text=In%20the%20International%20Energy%20Agency,minus%20capacity%20that%20has%20closed

[15] https://www.bloomberg.com/news/articles/2023-01-05/colonial-shuts-key-fuel-pipeline-to-new-york-harbor-after-spill#xj4y7vzkg

[ 16] https://www.cnbc.com/2022/10/30/diesel-market-in-perfect-storm-as-prices-surge-and-supplies-dwindle.html

[17] https:// www.