Топливно-воздушная система бензинового двигателя

Система питания силового агрегата участвует непосредственно в образовании воздушно-топливной смеси. Система питания бензинового двигателя включает в себя достаточное количество элементов, которые имеют разные функции и предназначение.

Виды системы питания бензиновых двигателей

Среди всех возможных бензиновых двигателей различают две основополагающие системы питания силового агрегата — инжекторная и карбюраторная. Первой, оснащаются большинство современных транспортных средств. Вторая, считается морально устаревшей, но по сей день используется при эксплуатации старых автомобилей, таких как ВАЗ, Волги, Газоны и т.д.

Топливно-воздушная система бензинового двигателя

Отличаются они пусковым механизмом закачки топлива во впускной коллектор и цилиндры. У карбюраторной системы — эту функцию выполняет карбюратор, а вот в инжекторе — электронная система впрыска топлива при помощи форсунок.

Элементы питания и их функции

Конструктивно сложилось так, что существует стандартный набор элементов топливной системы бензинового силового агрегата. Разницу составляет непосредственно система впрыска топлива в коллектор или цилиндры. Рассмотрим, все элементы инжекторного и карбюраторного моторов.

Топливный бак

Неотъемлемый элемент любого транспортного средства. Именно в нём храниться горючее, которое поступает в камеры сгорания. В зависимости от конструктивных особенностей автомобиля, объём топливного резервуара может быть разный. Изготавливается данный элемент из стали, нержавейки, алюминия или пластика.

Топливно-воздушная система бензинового двигателя

Трубопроводы

Топливопроводы служат транспортной системой между топливным баком и системой впрыска. Обычно они изготавливаются из пластика или металла. На старых автомобилях можно встретить их медными. Для соединения с остальными элементами топливной системы могут использоваться переходники, соединители или прочие элементы.

Топливный фильтр

В связи с не особо качественным топливом, для фильтрации используется фильтр горючего. Располагаться этот элемент может в топливном баке, подкапотном пространстве или под автомобилем, вмонтированным в топливопроводы. Для каждой группы автомобилей используется разный элемент.

Топливно-воздушная система бензинового двигателя

Каждый производитель автомобилей использует свои фильтры. Они бывают разные за формою и материалом. Наиболее распространенными считаются волокнистые или хлопчатобумажные. Эти элементы наиболее лучше задерживают сторонние элементы и воду, которые засоряют цилиндры и форсунки.

Некоторые автомобилисты устанавливают два разных фильтра в топливную систему для более эффективной защиты. Замену элемента рекомендуется проводить каждое второе техническое обслуживание.

Бензонасос

Бензонасос — это насос прогоняющий топливо по всей системе. Так, они бывают двух типов — электрический и механический. Многие бывалые автолюбители помнят, что на старых «Жигулях» и «Волгах» устанавливались бензонасосы механического действия с лапкой, которой можно было подкачать недостающее топливо для запуска. Располагался этот элемент на блоке цилиндров, зачастую с левой стороны.

Топливно-воздушная система бензинового двигателя

Все современные бензиновые силовые агрегаты оснащаются электрическими бензиновыми насосами. Располагаются элементы, зачастую, непосредственно в топливном баке, но бывает и такое, что данный элемент находится в подкапотном пространстве.

Карбюратор

На старых транспортных средствах устанавливались карбюраторы. Это элемент, который при помощи механических действий подавал топливо в камеры сгорания. Для каждого производителя, они имели разную структуру и строение, но принцип работы оставался не сменным.

Топливно-воздушная система бензинового двигателя

Наиболее запомнившимися для отечественного автолюбителя, стали карбюраторы ОЗОН и серии К для Жигулей и Волги.

Форсунки

Форсунки — часть топливной системы инжекторного бензинового силового агрегата, который выполняет функцию дозированной подачи бензина в камеры сгорания. По форме и видам, форсунки бывают разные, это индивидуально для каждого автомобиля.

Топливно-воздушная система бензинового двигателя

Располагаются эти элементы на топливной рампе. Обслуживание форсунок стоит проводить регулярно, поскольку если они слишком засоряться, их уже вычистить может, не представится возможным и придётся менять детали полностью.

Вывод

Топливная система бензинового автомобиля имеет простую структуру и конструкцию. Так, топливо, которое храниться в баке, при помощи бензонасоса попадает в цилиндры. При этом, оно проходит очистку в фильтре и распределяется при помощи карбюратора или форсунок.

Виды топливных систем бензинового и дизельного авто

Топливно-воздушная система бензинового двигателяВиды топливных систем автомобилей

Топливная система любого авто отвечает за своевременную подачу горючего в камеру сгорания. Разновидности топливных систем автомобиля имеют много общих узлов и немало отличий. На сегодняшний день различают несколько систем, которые мы подробно рассмотрим в статье.

Топливные системы бензинового агрегата

Работа бензинового двигателя основана на процессе преобразования энергии, которая выделяется при сгорании ТВС (горючего), в механическую. Процесс усложняется, если не предусмотрена эффективная подготовка топлива и его последующая подача в цилиндры. За это в ответе топливная система, которая на бензиновых агрегатах пережила несколько полезных модернизаций.

Карбюратор

Самая сложная и устаревшая на сегодня ТС. Подразумевает наличие карбюратора. Узел этот приготавливает смесь в бензиновых ДВС. В такой системе довольно много подсистем, в которых происходит приготовление топливно-воздушной смеси для разных режимов функционирования автомотора.

Несмотря на конструктивную устаревшесть, карбюраторная ТС имеет некоторые преимущества. Например, дешёвость топливной аппаратуры этого типа. В карбюраторные топливные системы не надо устанавливать дорогостоящий и сложный ТНВД (насос высокого давления).

Топливно-воздушная система бензинового двигателя

Что касается недостатков, то они связаны с обслуживанием. За карбюратором нужен глаз да глаз. Зимой, например, только опытный водитель может настроить систему так, чтобы она не подводила в самый неожиданный момент. Пуск двигателя, если карбюраторная ТС будет настроена чуточку не так, значительно осложняется.

Моноинжекторные ТС

Более современные системы питания, называемые монофонический впрыск. Здесь уже карбюратор не нужен, его роль успешно выполняет распылитель, оснащённый всего одной форсункой. Горючее распыляется в тот момент, когда мотор засасывает потоки воздуха.

Моноинжекторная ТС, как и карбюраторная, ставится только на бензиновые двигатели. ТНВД в такой системе необходим, нужна также обратная магистраль (обратка). Система оснащается кроме всего прочего блоком управления ДВС, отвечающего за дозировку горючего. Блок основывается на информации, посылаемой ему несколькими датчиками (ДМРВ, ДТД и др.).

Очевидно, что монофонический впрыск в конструктивном плане дороже, чем карбюраторная ТС, однако мотор легче запускается в морозы и работает стабильнее, что помогает владельцу окупить стоимость новой системы авто, экономя на расходах по обслуживанию.

Инжекторные ТС с распределённым впрыском

Топливно-воздушная система бензинового двигателя

Усовершенствование в области создания идеальной топливной системы не останавливается на моновпрыске. Был придуман распределительный или многоточечный впрыск. Если раньше были поводы ругать новую инжекторную систему за однобокость, то теперь всё модернизировали до предела. Форсунки теперь устанавливались около каждого цилиндра ДВС.

В остальном система повторяет принцип работы моноинжектора, но позволяет добиться новых высот, касающихся экологических норм. В разы повысилась также стабильность работы мотора, снизился расход горючего. Зато повысилась себестоимость.

Инжектор с непосредственным впрыском

Это уже венец развития бензиновых ТС. На этот раз в инжекторе горючее распыляется форсунками, которые устанавливаются непосредственно в цилиндре. Новое решение позволило конструкторам добиться снижения расходов топлива на целых 20 процентов. Кроме того, повысились технические показатели, мощность двигателя.

Минусом новой системы имофонического впрыска называют дороговизну, чрезмерную требовательность к качеству горючего, зависимость от всевозможных насосов (одним ТНВД здесь не обходится).

ННД или насос низкого давления устанавливается в автомобили с непосредственным впрыском наряду с ТНВД.

Инжектор: устройство

Принцип функционирования инжектора связан с опцией принудительного впрыска. Подача горючего осуществляется строго под давлением, чтобы бензин распылялся. Это позволяет парам топлива смешиваться с молекулами воздуха.

Таким образом, любая инжекторная система должна состоять из двух подсистем: воздушной и топливной. Первая, как несложно догадаться, обеспечивает подачу воздуха, вторая – бензина.

Воздушная подсистема – это обширный канал, с установленным на конце фильтром. Задача последнего очищать примеси. Канал непосредственно связан с впускным коллектором, идущим к клапанам ГРМ системы.

Силовой агрегат осуществляет всасывание воздуха в момент такта, когда открывается впускной клапан. В этот же момент включается топливная подсистема, впрыскивающая горючее.

Если воздушная подсистема конструктивно проста, то топливная – значительно сложнее. Целый ряд из восьми разноплановых элементов составляет её конструкцию. Сюда входит ФТО (фильтр), подаваемые шланги и трубки, топливный бак с вентиляцией, ЭБН (топливный насос электрический), датчик давления, рампа и собственно, сами форсунки.

Топливно-воздушная система бензинового двигателя

Вот как осуществляется работа:

  • сначала горючее поступает из бака в насос, расположенный непосредственно в нём;
  • топливо под давлением закачивается в систему (порядком очищенное сеткой-фильтром);
  • идя по подающему шлангу, бензин снова проходит фильтрацию, уже тонкой очистки;
  • далее топливо подаётся на регулятор, который стабилизирует давление в строго заданных параметрах (лишняя часть горючего возвращается по обратке в бак);
  • топливная рампа, куда попадает топливо со стабильным давлением, распределяет горючее по форсункам;
  • последние осуществляют непосредственно впрыск в проходящий воздушный поток.
Читайте также:  Сажалка картофеля для мотоблоков

Топливные системы дизеля

Все ТС дизеля используют непосредственный впрыск. Объясняется это тем, что внутри дизельных силовых агрегатов применяется сжатие. Топливо должно подаваться в строго определённый момент. Рассмотрим подробнее виды дизельных топливных систем.

Плужерный многосекционный насос

Первая ТС дизельного мотора с ПМН производила впрыск строго в момент, когда та или иная секция насоса выдавливала очередную порцию горючего. ПМН приводился в действие непосредственно от кривошипного вала.

Топливная система с ПМН менее требовательна к качеству горючего, считается более дешёвой. Одновременно с этим, она и менее экологична, хуже обеспечивает машину параметрами рывка. Системы с ПМН не оснащаются турбонагнетателем, что для дизельного агрегата тоже минус.

ТС насос-форсунки

Топливно-воздушная система бензинового двигателяДизельная топливная система

Более совершенная ТС дизельного ДВС, в которой каждая форсунка имеет собственный насос. Такой подход позволяет не ставить длинные топливные приводы высокого давления. Однако стоят форсунки этого типа очень дорого, и при этом, они являются расходниками, которые надо периодически менять. К тому же, ТС подобного типа чересчур требовательна к качеству топлива.

Из плюсов же модернизированной ТС кроме практичности можно назвать повышение надёжности силового агрегата. Так, если один из цилиндров портится, остальные продолжают свою работу, как ни в чём ни бывало.

ТС Common Rail

Самая совершенная ТС дизельного двигателя, подразумевающая наличие общей рампы. Принцип работы схож с непосредственным впрыском бензинового агрегата.

В системах Common Rail обязательно наличие ЭТНВД (электрический насос высокого давления), который создаёт давление более 200 ат в топливной рампе.

Открытие форсунок осуществляется электросигналами, поступающими непосредственно от БУ силового агрегата.

Из преимуществ Common Rail эксперты выделяют сравнительно высокий КПД, низкий расход солярки и малое количество вредных СО2. Из недостатков – повышенная требовательность к качеству топлива.

Автомобиль может быть оснащён любой из описанных выше систем. Какая бы она ни была, требуется своевременное обслуживание и регулярный технический осмотр, иначе даже самая топовая ТС долго не прослужит.

Устройство и виды топливных систем бензиновых и дизельных двигателей

Топливная система – важнейшая часть автомобиля, которая служит для подачи топлива из бака в камеру сгорания двигателя.

Она состоит из множества элементов, предназначенных для транспортировки, фильтрации, учета, подготовки и отвода топлива.

В статье подробнее рассмотрим топливные системы бензиновых и дизельных двигателей, а также узнаем, что такое линия возврата топлива (“обратка”) и зачем она нужна.

Состав и функции системы подачи топлива

Главная функция любой топливной системы – это подача необходимого количества топлива из бака в камеру сгорания в определенный момент времени. Функционально она разделяется на две основных системы:

  • транспортировка топлива, его фильтрация и создание давления в системе – выполняется механическими и гидравлическими устройствами;
  • расчет количества и момента впрыска топлива, а также распределение его по цилиндрам – осуществляется электронными устройствами.

Топливно-воздушная система бензинового двигателяТопливная система автомобиля

В состав топливной системы входят следующие элементы:

  • Бак – герметичная емкость для хранения топлива.
  • Трубопроводы (прямой и обратный) – трубки и гибкие шланги, по которым осуществляется транспортировка топлива.
  • Фильтры (грубой и тонкой очистки) – выполняют очистку от механических загрязнений.
  • Регулятор давления – необходим для обеспечения заданного уровня давления.
  • Насос – как правило, погружной, приводимый в движение электродвигателем.
  • ТНВД – для систем непосредственного впрыска (дизельных двигателей).
  • Топливные форсунки.

Виды питания бензиновых двигателей

В зависимости от типа бензинового двигателя, различают топливные системы:

  • карбюраторные;
  • инжекторные.

Они имеют отличия в конструкции и рабочих параметрах.

Карбюраторные

Работа карбюраторной системы осуществляется по следующему принципу:

  1. Насос всасывает топливо из бака. При этом он обеспечивает невысокое давление, достаточное лишь для подачи топлива.
  2. Двигаясь по трубопроводу, топливо проходит фильтрацию.
  3. В специальной камере (карбюраторе) горючее смешивается с воздухом.
  4. Готовая смесь подается напрямую в цилиндры двигателя, где она сгорает.

Инжекторные

Топливная система инжекторного двигателя отличается тем, что имеет систему впрыска, принудительно нагнетающую топливо в камеру сгорания. Какое давление в топливной системе инжекторного двигателя создает насос зависит от типа впрыска:

  • С индивидуальными форсунками для каждого цилиндра (распределенный впрыск). Создаваемое насосом давление в топливной рампе составляет от 2,5 бар до 4 бар.
  • С одной форсункой (моновпрыск), подающей топливо для всех цилиндров двигателя. Простая схема, которая в современном автомобилестроении практически не используется из-за низкой экономичности.
  • Непосредственный впрыск. Форсунки установлены в головке блока цилиндров, что позволяет выполнять прямой впрыск топлива в цилиндры. В этом случае рабочее давление составит около 155 бар.

Схема работы топливной системы инжекторного бензинового двигателя:

  1. Насос через фильтры подает бензин в топливную рампу.
  2. Регулятор на рампе обеспечивает заданный уровень давления топлива.
  3. Форсунки, установленные на рампе, впрыскивают топливо в цилиндры.
  4. В момент подачи бензина в цилиндры подается и воздух, образуется топливовоздушная смесь.

Схема, устройство и принцип работы для дизельного двигателя

Топливно-воздушная система бензинового двигателяСхема топливной системы common rail

Системы подачи дизельного топлива имеют свои особенности. Различают три типа конструкций:

  • Сommon rail (или аккумуляторная);
  • С насос-форсунками;
  • Разделенные.

Common rail

Наиболее популярная топливная система для дизелей – аккумуляторная (или common rail). Она соответствует более высоким экологическим стандартам. Это обеспечивается благодаря независимости процессов впрыскивания дизеля от режимов работы двигателя.

Конструктивно система питания дизеля common rail имеет два основных контура:

  1. Участок низкого давления – состоит из топливного бака, насоса низкого давления, трубопроводов и фильтра.
  2. Участок высокого давления – состоит из топливного насоса высокого давления (ТНВД), трубопровода, рампы (аккумулятора) и форсунок.

Принцип работы топливной системы дизеля представляет собой следующую последовательность:

  1. Насос низкого давления нагнетает дизель из топливного бака в трубопровод.
  2. Проходя по трубопроводу через фильтры грубой и тонкой очистки дизель подается в насос высокого давления.
  3. ТНВД подает топливо в форсунки, с помощью которых происходит впрыск в цилиндры.
  4. Одновременно с впрыском топлива происходит подача воздуха.

Разделенная и насос-форсунка

Топливно-воздушная система бензинового двигателяНасос-форсунка

Разделенная топливная система состоит из топливного бака, трубопроводов, ТНВД и форсунок. При этом насос и форсунки соединены длинными трубопроводами, рассчитанными на высокое давление. Разделенная схема активно применяется в отечественном автомобилестроении, поскольку отличается низкой стоимостью и простотой конструкции.

В свою очередь, насос-форсунка – устройство, одновременно создающее нужный уровень давления и производящие впрыск топлива. Она располагается в головке блока цилиндров и приводится в действие кулачковым механизмом. Прямая и обратная магистрали при этом реализованы как каналы, находящиеся непосредственно в головке блока.

Рабочее давление при такой схеме составляет до 2 200 бар.

Этот способ имеет важный недостаток – он характеризуется зависимостью давления от режима работы двигателя.

Линия возврата топлива (“обратка”)

Топливно-воздушная система бензинового двигателяТопливные системы

Как правило, топливный насос имеет постоянную производительность, то есть закачивает топливо из бака в рампу под постоянным давлением. Двигатель же работает на разных режимах, потребляя разное количество топлива, в зависимости от его нагрузки. Таким образом, возникает необходимость контролировать давление и количество топлива в топливной рампе.

Этим занимается регулятор давления топлива, который сливает излишки топлива обратно в бак через линию возврата топлива, так называемую “обратку”. В настоящий момент существует два вида топливных систем, отличающихся наличием или отсутствием линии возврата топлива (обратной магистрали).

  1. Система подачи топлива с линией возврата. Топливо, которое не было впрыснуто форсункой, является избыточным и оно возвращается обратно в бак через регулятор, который расположен на топливной рампе, и линию возврата. Таким образом в топливном коллекторе поддерживается постоянное давление.
  2. Топливная система без линии возврата. Регулятор давления топлива в таких системах обычно устанавливается в модуле погружного топливного насоса. Избыточное топливо, подаваемое насосом, возвращается обратно в бак через короткую линию возврата. При этом в топливную рампу подается только то количество топлива, которое впрыскивается форсунками. Данная система имеет следующие преимущества – меньшая стоимость и меньший подогрев топлива в баке.
Читайте также:  Стоит ли крутить двигатель до отсечки: полезно ли это для мотора

Топливная система: устройство, принцип работы, назначение

26 июня 2020 16:32

// Технические статьи

Рассмотрим устройство, назначение и принцип работы топливной системы (ТС) автомобиля. Остановимся на конструкционных особенностях различных видов ТС.

Топливная система автомобиля — это система питания двигателя топливом. Главная функция топливной системы заключается в питании двигателя топливом. Кроме того, топливная система отвечает за хранение и очистку топлива.

Рассмотрим устройство топливной системы двигателя. Элементами топливной системы автомобиля являются бак, топливоприводы, насос, устройства смесеобразования, инжекторы, фильтры. 

  • Бак. В нём хранится бензин либо дизель. Для забора топлива бак оснащается насосом. 
  • Насос. Устройство, непосредственно осуществляющее подачу топлива к карбюратору или форсункам (в зависимости от того, какой тип двигателя на авто установлен — карбюраторный или со впрыском топлива).
  • Топливопроводы. Шланги, трубки, при помощи которых топливный насос высокого давления присоединяется к форсункам. Непосредственно участвуют в транспортировке топлива в устройство образования смеси. Топливопроводы играют две функции: и подводят топливо в бак, и, напротив, отводят излишки топлива. В связи с этим топливопроводы бывают подающими и сливными.
  • Устройства смесеобразования (инжектор, карбюратор или моновпрыск). В этих устройствах топливо соединяется с воздухом, в результате образуется эмульсия (в таком виде топливо и поступает в цилиндры двигателя).
  • Датчики уровня топлива. Служат для определения уровня топлива в баке. Работают в «паре» с указателем уровня топливной смеси на приборной панели. Датчики бывают контактными и бесконтактыми. При работе с традиционным топливом (бензин, дизель) достаточно контактных датчиков. Бесконтактные датчики рекомендованы для агрессивных сред (если в качестве топлива используется биодизель, метанол, этанол).
  • Инжекторные устройства. Электроника для координации и контроля работы форсунок, датчиков, клапанов осечки.
  • Фильтры. Добавочные фильтры для грубой и тонкой очистки. В большинстве случаев (за исключением двигателей с прямым впрыском топлива) фильтры встроены в редукционный клапан (отвечает за регулировку рабочего давления в системе).
  • Подогреватели топлива. Актуальны для дизелей. Необходимость установки подогревателей в этом случае обусловлена свойства самого дизельного топлива. При понижении температуры у него увеличивается уровень вязкости, что неблагоприятно сказывается на функционировании устройства.

Топливно-воздушная система бензинового двигателя

Как работает топливная система автомобиля?

Как известно, бензин, дизель сгорает внутри камеры цилиндра двигателя. Топливная система предназначена для своевременного введения точно отмеренного количества топлива в цилиндр двигателя.

Если мы рассматриваем  устройство топливной системы бензинового двигателя, то происходит один из следующих процессов:

  1. ТС добавляет отмеренную порцию топлива в воздух, поступающий в цилиндр двигателя.
  2. ТС вводит отмеренную порцию топлива в воздух, находящийся в цилиндре.

Если используется не бензин, а дизель, то его отмеренная порция поступает непосредственно в камеру сгорания цилиндра двигателя, выполненную в поршне дизельного двигателя.  Дозирование может осуществляться посредством ТНВД (топливного насоса высокого давления) или инжектора – управляемой форсунки.

Второй вариант характерен, например, для решения Common Rail – разработки компании Bosch. В этом случае мы имеем дело с контуром высокого давления. С ним успешно удаётся оптимизировать расход топлива (добиться снижения расхода), а также минимизировать уровень токсичности отработавших газов. Кроме того, расширяется диапазон регулирования давления и момента начала впрыска.

Это возможно за счет разделения процессов впрыска и создания давления.Топливно-воздушная система бензинового двигателя
При введении топлива в поступающий цилиндр бензинового двигателя воздух позволяет подготовить топливовоздушную смесь необходимого состава, которая способна воспламениться от электрического искрового разряда. Он, в свою очередь, создаётся катушкой зажигания на электродах свечи зажигания.  В случае, когда впрыск бензина производится непосредственно в цилиндр двигателя, то смесеобразование происходит непосредственно внутри цилиндра двигателя. При этом важно отметить, что в бензиновых двигателях с непосредственным впрыскиванием топлива воспламенение топливовоздушной смеси осуществляется свечами зажигания, оснащенными не менее чем двумя большими электродами. В нужный момент на них возникает электрический разряд. От него происходит воспламенение топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя. 

Конструкционная особенность. Производители, при ввинчивании свеч зажигания в головку блока учитывают их расположение в камере сгорания. Это помогает усилить распространение пламени в цилиндре двигателя. 

Устройство топливной системы позволяет корректировать процентное соотношение топлива к воздуху. При этом есть возможности учитывать целый ряд параметров:

  • нагрузку, 
  • температурные показатели (самого двигателя, воздуха вокруг),
  • особенности протекания процесса воспламенения и сгорания топлива в цилиндре.

Устройство управления топливной смесью наделена «обратной связью», то есть речь идёт не просто о системе, подающей команды на топливоприводы (исполнительные), но и системе, которая берёт под контроль эффективность ряда процессов, происходящих в ДВС. ТС бывают бензиновыми и дизельными. При этом каждая из них имеет множество вариаций. Всё зависит от того, как происходит впрыск топлива.

  • Карбюраторные. Топливо втягивается в поток воздуха, который проходит через карбюратор, за счет разрежения, возникающего в сужении воздушного канала. Механический или электрический топливный насос забирает топливо из бака, и подает его в карбюратор.
  • Наддроссельного впрыска. Топливный узел привинчивается к впускному коллектору. Топливо посредством электронного модуля подаётся через топливную форсунку в поток воздуха, направляемый во все цилиндры двигателя.
  • Распределительного (многоточечного или коллекторного) впрыска. Одни из наиболее передовых. Основана на впрыске топлива в каждый цилиндр отдельной форсункой. Может управляться как механически, так и с помощью электроники.
  • Дискретного впрыска. Устройство топливной системы функционирует по импульсному циклу. В работе учитываются полученные датчиками показания массового расхода воздуха.
  • Непосредственного впрыска. Инжекторная подача. Впрыск производится сразу в камеру внутреннего сгорания, а не во впускной коллектор. Такое решения позволяет оптимизировать уровень топливной эффективности, но устройство топливной системы, ориентированной на непосредственный впрыск, очень требовательно к качеству топлива.

Топливно-воздушная система бензинового двигателя А вот дизельные ТС принято квалифицировать следующим образом:

  • Системы с ТНВД (рядными и распределительного типа);
  • Системы с насос-форсунками;

Аккумуляторные системы. Топливный насос высокого давления у таких систем подает топливо в общую топливо-распределительную рампу.
Топливно-воздушная система бензинового двигателя Специфике устройств бензиновой и дизельной системы будет посвящены наши следующие статьи. В том числе, будут рассмотрены конкретные примеры решений корпорации Bosch.

Подробно разобраться в работе систем авто поможет модульное обучение посредством электронных интерактивных программ на платформе ELECTUDE. В том числе, в платформу встроен тренажёр. Поэтому работа систем рассматривается не на «пальцах», а на практике. Симуляционное обучение позволяет не просто разобраться в работе, а подготовиться к конкретным сервисным операциям.

Топливная система

  • Двигатель
    внутреннего сгорания
    (сокращённоДВС) — это типдвигателя,тепловая
    машина, в которойхимическаяэнергиятоплива(обычно применяется жидкое или газообразное
    углеводородное топливо), сгорающего в
    рабочей зоне, преобразуется в механическуюработу.
  • Несмотря на то,
    что ДВС относятся к относительно
    несовершенному типу тепловых машин
    (сильный шум, токсичные выбросы, небольшой
    ресурс), благодаря своей автономности
    (используемое топливо содержит гораздо
    больше энергии, чем лучшие электрические
    аккумуляторы)
    ДВС очень широко распространены, например
    натранспорте.
  • Кривошипно-шатунный
    механизм (КШМ)

    служит для преобразования
    возвратно-поступательных движений
    поршня
    во вращательное движение коленчатого
    вала, и наоборот.
  • Детали КШМ делят
    на две группы, это подвижные и неподвижные
    детали:
  • подвижные: поршень с кольцами, поршневой палец, шатун, коленчатый вал, маховик.
  • неподвижные: блок цилиндров (является остовом двигателя внутреннего сгорания), головка блока, прокладка, поддон (картер).

Принцип действия

Прямая схема:
Поршень под действием давления газов
совершает поступательное движение в
сторону коленчатого вала. С помощью
кинематических пар «поршень-шатун» и
«шатун-вал» поступательное движение
поршня преобразовывается во вращательное
движение коленчатого вала. Коленчатый
вал
состоит из:

  • шатунные шейки
  • коренные шейки
  • противовес

Кривошипно-шатунный
гидравлический
поворотный механизм

Обратная схема:
Коленчатый вал под действием приложенного
внешнего крутящего
момента
совершает вращательное движение, которое
через кинематическую
цепь
«вал-шатун-поршень» преобразовывается
в поступательное движение поршня.

Газораспределительный
механизм
(ГРМ) — механизм
своевременного распределения впуска
горючей смеси и выпуска отработавших
газов в цилиндрахдвигателя
внутреннего сгорания.

Осуществляется
путём перекрытия и открытияпоршнямипродувочных
оконцилиндроввдвухтактных
двигателях, либо открытия и закрытия
впускных и выпускных клапанов (вчетырехтактных
двигателях), имеющих привод отраспределительного
вала (распредвала)икулачкового
механизма.

Читайте также:  Бульдозер дэт 250

Распредвал имеет жёсткую
синхронизацию вращения сколенвалом,
реализованную с помощью шестерёнчатой,зубчаторемённой
или цепной передачи.

Как правило, на
высокофорсированных двигателях обрыв
или проскальзывание ремняилицепиГРМ приводит к выходу двигателя из строя

Система впрыска

На современных
автомобилях используются различные
системы впрыска топлива. Система
впрыска

(другое наименование инжекторная
система,
от
injection – впрыск) предназначена для
образования топливно-воздушной смеси
за счет впрыска топлива.

Системы впрыска
устанавливаются на автомобили с
бензиновыми и дизельными двигателями.
Вместе с тем, конструкции систем впрыска
бензиновых и дизельных двигателей
существенным образом различаются.

Система впрыска
топлива

входит в состав топливной
системы
автомобиля. Основным рабочим органом
системы впрыска является форсунка
(инжектор).

В зависимости от
способа образования топливно-воздушной
смеси системы
впрыска бензиновых двигателей

разделяются:

  • системы центрального впрыска;
  • системы распределенного впрыска;
  • системы непосредственного впрыска.

Центральный
впрыск
(моновпрыск)
осуществляется одной форсункой,
устанавливаемой во впускном коллекторе.

Система
распределенного впрыска
(многоточечная
система впрыска
)
предполагает подачу топлива на каждый
цилиндр отдельной форсункой. Образование
топливно-воздушной смеси происходит
во впускном коллекторе.

Перспективной с
точки зрения топливной экономичности
является система
непосредственного впрыска.
Впрыск топлива осуществляется
непосредственно в камеру сгорания
каждого цилиндра.

Системы впрыска
бензиновых двигателей могут иметь
механическое
или электронное управление
.
Наиболее совершенным является электронное
управление впрыском, обеспечивающее
значительную экономию топлива и
сокращение вредных выбросов.

Впрыск топлива в
системе может осуществляться непрерывно
или импульсно
(дискретно).
Перспективным с точки зрения экономичности
является импульсный впрыск топлива.

В двигателе система
впрыска обычно объединена с системой
зажигания
и составляет объединенную
систему впрыска и зажигания

(Motronic,
Fenix). Согласованную работу систем
обеспечивает система
управления двигателем.

Современными
системами
впрыска дизельных двигателей

являются:

  • система впрыска Сommon Rail;
  • система впрыска насос-форсунками.
  1. Работа системы
    впрыска Common Rail
    основана на подаче топлива к форсункам
    от общего аккумулятора высокого давления
    – топливной рампы (в переводе Common Rail —
    «общая рампа»).
  2. В системе
    впрыска насос-форсунками
    функции создания высокого давления и
    впрыска топлива объединены в одном
    устройстве – насос-форсунке.
  3. Системы впрыска
    дизельных двигателей имеют электронное
    управление.
  4. Топливная система
    (другое наименование система
    питания топливом
    )
    предназначена для питания двигателя
    автомобиля топливом, а также его хранения
    и очистки.
  5. Топливная система
    автомобиля

    имеет следующее устройство:
  • топливный бак;
  • топливный насос;
  • датчик указателя запаса топлива;
  • топливный фильтр;
  • топливопроводы;
  • система впрыска.

Топливный бак
предназначен для хранения запаса
топлива, необходимого для работы
двигателя. Топливный бак в легковом
автомобиле обычно располагается в
задней части на днище кузова. Емкость
топливного бака обеспечивает в среднем
500 км пробега конкретного автомобиля.
Топливный бак изолирован от атмосферы.
Вентиляцию топливного бака производит
система
улавливания паров бензина.

Топливный насос
подает топливо в систему впрыска и
поддерживает рабочее давление в топливной
системе. Топливный насос устанавливается
в топливном баке и имеет электрический
привод. При необходимости используется
дополнительный (подкачивающий) насос
(не путать с топливным насосом высокого
давления системы впрыска дизельных
двигателей и системы непосредственного
впрыска).

В топливном баке
вместе с насосом устанавливается датчик
указателя запаса топлива
.
Конструкция датчика включает поплавок
и потенциометр. Перемещение поплавка
при изменении уровня топлива в баке
приводит к изменению положения
потенциометра. Это, в свою очередь,
приводит к повышению сопротивления в
цепи и уменьшению напряжения на указателе
запаса топлива.

Очистка поступающего
топлива осуществляется в топливном
фильтре
. На
современных автомобилях в топливный
фильтр встроен редукционный клапан,
регулирующий рабочее давление в системе.
Излишки топлива отводятся от клапана
по сливному топливопроводу. На двигателях
с непосредственным
впрыском топлива
редукционный клапан в топливном фильтре
не устанавливается.

Топливный фильтр
топливной системы дизельных двигателей
имеет несколько иную конструкцию, но
суть его работы остается прежней. С
определенной периодичностью производится
замена топливного фильтра в сборе или,
только, фильтрующего элемента.

Топливо в системе
циркулирует по топливопроводам.
Различают подающий и сливной топливопроводы.
В подающем топливопроводе поддерживается
рабочее давление. По сливному топливопроводу
излишки топлива удаляются в топливный
бак.

Система впрыска
предназначена для образования
топливно-воздушной смеси за счет впрыска
топлива.

Работа топливной
системы

осуществляется следующим образом. При
включении зажигания топливный насос
закачивает топливо в систему. При
прохождении через топливный фильтр
происходит его очистка. Далее топливо
поступает в систему впрыска, где
происходит распыление и образование
топливно-воздушной смеси.

На некоторых
автомобилях рабочее давление в топливной
системе создается при открытии
водительской двери (включается топливный
насос).

Впускная система

Впускная система(другое наименование –система впуска)
предназначена для впуска в двигатель
необходимого количества воздуха и
образования топливно-воздушной смеси.

Термин «впускная система» появился с
развитием конструкции двигателей
внутреннего сгорания, особенно с
появлениемсистемы
непосредственного впрыска топлива.

Оборудование для питания двигателя
воздухом перестало быть просто
воздуховодом, а превратилось в отдельную
систему.

В своей работе
система впуска взаимодействует со
многими системами двигателя, в том
числе:

  • системой впрыска;
  • системой рециркуляции отработавших газов;
  • системой улавливания паров бензина;
  • вакуумным усилителем тормозов.
  • Взаимодействие
    перечисленных систем и еще ряда других
    систем обеспечивает система
    управления двигателем.
  • Для улучшения
    наполнения цилиндров воздухом, повышения
    мощности в конструкции системы впуска
    современных бензиновых и дизелных
    двигателей используется турбонаддув.
  • Впускная система
    имеет следующее общее устройство:
  • воздухозаборник;
  • воздушный фильтр;
  • дроссельная заслонка;
  • впускной коллектор;
  • впускные заслонки (на отдельных конструкциях двигателей);
  • соединительные патрубки;
  • конструктивные элементы системы управления двигателем.

Схема
впускной системы

Воздухозаборникобеспечивает забор воздуха из атмосферы
и представляет собой патрубок определенной
формы.

Воздушный фильтрслужит для очистки воздуха от механических
частиц. Фильтрующий элемент изготавливается
из специальной бумаги и размещается в
отдельном корпусе. Фильтрующий элемент
воздушного фильтра является расходным
материалом, т.е. имеет ограниченный срок
службы. В зависимости от условий
эксплуатации автомобиля срок службы
фильтрующего элемента может изменяться.

Дроссельная
заслонка
регулирует величину
поступающего воздуха в соответствии с
величиной впрыскиваемого топлива. На
современных двигателях дроссельная
заслонка приводится в действие с помощью
электродвигателя и не имеет механической
связи с педалью газа.

Впускной коллекторраспределяет поток воздуха по цилиндрам
двигателя и придает ему необходимое
движение. Разряжение, возникаемое во
впускном коллекторе используется в
работе вакуумного усилителя тормозов,
а также для привода впускных заслонок.

На двигателях с
непосредственным впрыском топлива в
дополнение к дроссельной заслонке
устанавливаются впускные заслонки.

Они обеспечивают процесс смесеобразования
за счет разделения воздуха на два
впускных канала. Один канал перекрывает
заслонка, через другой – воздух проходит
безпрепятственно.

Впускные заслонки
установлены на общем валу, который
поворачивается с помощью вакуумного
или электрического привода.

Работу впускной
системы обеспечивает система управления
двигателем. Конструктивные элементы
системы управления двигателем, которые
используются в работе системы впуска,
можно разделить на три группы:

  • входные датчики;
  • блок управления;
  • исполнительные устройства.

К примеру, впускная
система двигателя с непосредственным
впрыском топлива имеет следующие
датчики:

  • расходомер воздуха;
  • датчик температуры воздуха на впуске;
  • датчик положения дроссельной заслонки;
  • датчик давления во впускном коллекторе;
  • датчик положения впускной заслонки;
  • датчик положения клапана рециркуляции;
  • датчик давления в магистрали вакуумного усилителя тормозов.

Расходомер
воздуха
идатчик температуры воздуха
на впуске
служат для определения
нагрузки на двигатель. На последних
моделях двигателей расходомер воздуха
не устанавливается. Величина нагрузки
двигателя определяется с помощью датчика
температуры воздуха на впуске и
дополнительногодатчика атмосферного
давления
.

Датчик давления
во впускном коллекторе
используется
в работе системы рециркуляции отработавших
газов для расчета количества перепускаемых
газов. Остальные датчики обеспечивают
работу соответствующих систем.

Работой впускной
системы управляют следующие исполнительные
устройства:

  • блок управления дроссельной заслонкой;
  • электродвигатель привода впускных заслонок или клапан управления вакуумным приводом заслонок (на двигателе с непосредственным впрыском топлива);
  • запорный клапан системы улавливания паров бензина;
  • электромагнитный клапан системы рециркуляции отработавших газов.

Исполнительные
устройства активирует блок управления
двигателем
.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector