Система подачи топлива в бензиновых двигателях служит для подачи топлива из топливного бака к топливной рейке, при этом избыток топлива через регулятор давления возвращается в бак. Система подачи топлива состоит из нескольких компонентов, обеспечивающих ее работоспособность. Вот о том, из каких элементов состоит система подачи топлива в бензиновом двигателе, мы и поговорим в этой статье.
Назначением топливного фильтра является фильтрация топлива, поступающего в топливную систему. Для защиты компонентов системы, в особенности топливных форсунок, необходимо удалить из топлива загрязнения, которые могут попасть в топливный бак во время заправки автомобиля или вентиляции топливного бака.
Топливные фильтры для двигателей с искровым зажиганием (бензиновые фильтры) устанавливаются на стороне нагнетания насоса подачи топлива. В последнее время все шире применяются фильтры, встраиваемые непосредственно в топливный бак. В этом случае фильтр не подлежит замене и должен быть рассчитан на весь срок службы автомобиля. В то же время продолжают использоваться топливные фильтры, встраиваемые в линию подачи топлива. Отсюда следует, что фильтры могут представлять собой как сменные элементы, так и элементы, рассчитанные на весь срок службы автомобиля.
Корпус фильтра изготавливается из стали, алюминия или пластмассы. Фильтр соединяется с линией подачи топлива при помощи резьбового соединения, трубки или быстроразъемного соединения. Корпус содержит фильтрующий элемент, задерживающий частицы грязи (см. рис. «Проходной топливный фильтр» ). Фильтрующий элемент встроен в контур подачи топлива таким образом, что топливо проходит через всю поверхность фильтрующей среды, насколько возможно, с одной и той же скоростью потока
В качестве фильтрующей среды используется специальная, пропитанная смолой бумага из целлюлозного волокна, в некоторых случаях (для работы в тяжелых условиях) сцепленная методом оплавления со слоем синтетического волокна. Этот слой призван обеспечить высокую температурную и химическую стойкость фильтрующего элемента. Эффективность фильтрации и сопротивление фильтра потоку определяются пористостью бумаги и распределением пор.
Фильтры для бензиновых двигателей имеют спиральную или радиальную форму. В фильтре спиральной формы тисненая фильтровальная бумага обернута вокруг несущей трубки. Топливо протекает через фильтр в продольном направлении.
В фильтре радиальной формы бумага сложена и вставлена в корпус в форме звезды. Устойчивость фильтрующего элемента обеспечивается пластмассовыми, резиновыми или металлическими торцевыми кольцами и, при необходимости, внутренней защитной оболочкой. Топливо протекает через фильтр снаружи внутрь, при этом частицы грязи отделяются от топлива фильтрующей средой.
Система подачи топлива определяет требуемую тонкость фильтрации. Фильтрующий элемент для систем с впрыском топлива во впускной трубопровод имеет среднюю ширину пор приблизительно 10 мкм. Для бензиновых двигателей с прямым впрыском топлива требуется более тонкая фильтрация. В этом случае средняя ширина пор составляет около 5 мкм При этом, фильтрующий элемент должен задерживать до 85% частиц размером более 5 мкм Кроме того, новый фильтр для системы прямого впрыска топлива (бензина) должен отвечать следующему требованию: частицы металла, минералов и пластмассы диаметром более 400 мкм не должны вымываться топливом из фильтра
Эффективность фильтра зависит от направления потока. Поэтому при замене встраиваемых в линию (проходных) фильтров следует соблюдать направление потока, указанное стрелкой на корпусе фильтра.
Интервал замены обычных проходных фильтров, в зависимости от объема фильтра и степени загрязнения топлива, составляет от 30 000 до 90 000 км. Фильтры, встраиваемые в топливный бак, рассчитаны не менее, чем на 160 000 км пробега. В настоящее время существуют проходные и встраиваемые в топливный бак фильтры для систем прямого впрыска топлива, ресурс которых достигает 250 000 км.
Топливный насос с электроприводом должен подавать достаточное количество топлива в двигатель и одновременно поддерживать нужное давление, обеспечивающее эффективный впрыск топлива при всех условиях работы. Основными требованиями к насосу являются:
Кроме того, электрические топливные насосы все шире применяются в современных системах прямого впрыска топлива для бензиновых и дизельных двигателей в качестве насосов предварительной подачи топлива. Для бензиновых двигателей иногда, во время работы в условиях высоких температур, требуется обеспечить давление топлива до 700 кПа.
Электроприводный топливный насос (см. рис. «Электроприводный топливный насос центробежного типа» ) приводится в действие электродвигателем. В качестве стандартного компонента в этом двигателе используется медный коллектор. Для двигателей насосов высокой мощности, специальных применений и дизельных систем применяются графитовые коллекторы. В настоящее время на новых автомобилях все шире применяются электронные коммутирующие устройства, для которых коллектор и угольные щетки не требуются.
Собственно, насос может быть центробежного или вытеснительного типа. Кроме того, насос включает торцевую крышку с электрическим контактом, обратный клапан (для поддержания давления в системе), при необходимости предохранительный клапан и выпускной патрубок. В большинстве случаев в торцевых крышках устанавливаются угольные щетки коллектора электродвигателя и иногда помехоподавляющие элементы — катушки индуктивности и конденсаторы).
 |  |
В вытеснительном насосе объемы жидкости засасываются и транспортируются в закрытой камере (за исключением утечек) на сторону высокого давления за счет вращения насосного элемента. В качестве электроприводного топливного насоса могут использоваться роторный роликовый насос (рис. а, «Принцип действия электроприводных топливных насосов» ), шестеренчатый насос с внутренним зацеплением (рис. b, «Принцип действия электроприводных топливных насосов» ) или центробежный насос.
Вытеснительные насосы имеют преимущества при высоких давлениях (450 кПа и выше) и имеют хорошую низковольтную характеристику, т.е. производительность в определенном диапазоне напряжения изменяется незначительно. К.п.д. насоса составляет около 33 %. Присущие этому насосу импульсы давления могут вызывать дополнительный шум, уровень которого зависит от конструктивных особенностей насоса и места его установки.
В то время как современная электронная система подачи топлива для бензиновых двигателей в основном использует насосы центробежного типа, отвечающие всем требованиям, предъявляемым к электрическим топливным насосам, вытеснительные насосы нашли новую область применения в качестве предварительных насосов подачи топлива для систем прямого впрыска топлива (бензиновых и дизельных двигателей) с их значительно более высокими требованиями к рабочему давлению и диапазону вязкости топлива.
Центробежный насос стал общепринятым выбором там где используется система подачи топлива с давлением до 600 кПа. Крыльчатка с большим количеством лопаток вращается в камере, состоящей из двух фиксированных секций. Каждая из этих секций имеет канал, расположенный вдоль пути перемещения лопаток крыльчатки; на одном конце канала предусмотрены отверстия, расположенные в плоскости всасывающих отверстий насоса. Отсюда они доходят до точки выпуска топлива из насоса под предварительным давлением. Маленькое отверстие для выпуска газов, расположенное на определенном угловом расстоянии от всасывающего отверстия, служит для улучшения работы насоса при перекачке нагретого топлива; через это отверстие наружу выпускаются пузырьки газа (с минимальными утечками).
Давление возрастает вдоль канала в результате обмена импульсами давления между лопатками крыльчатки и частицами жидкости. Это приводит к движению по спиральной траектории объема жидкости, захваченного в крыльчатке и каналах.
Насосы центробежного типа отличаются низким уровнем шума, поскольку повышение давления происходит непрерывно и практически без пульсаций. Конструкция этого насоса значительно проще по сравнению с насосом вытеснительного типа. Одноступенчатые насосы позволяют получать давление в системе до 600 кПа; к.п.д. этих насосов достигает 26%.
В то время как первая электронная система подачи топлива для бензиновых двигателей использовала электроприводный топливный насос, который устанавливался исключительно вне топливного бака, в настоящее время общепринятой практикой является его установка в топливном баке. 
В этом случае электроприводный топливный насос является частью топливного модуля (см. рис. «Модуль подачи топлива» ), который может также включать следующие элементы:
Функцией насоса высокого давления является сжатие топлива, подаваемого в достаточном количестве электроприводным топливным насосом при давлении на впуске, зависимом от температуры и частоты вращения коленчатого вала (программно определенное значение) до уровня высокого давления впрыска топлива.
Система подачи топлива с прямым впрыском использует регулируемый насос высокого давления для создания давления впрыска до 20 МПа (система прямого впрыска топлива 2-го поколения). 
Он представляет собой одноцилиндровый насос, работающий в масле (см. рис. «Одноцилиндровый регулируемый насос высокого давления для систем прямого впрыска топлива 2-го поколения» ) со встроенными клапаном регулирования подачи (также называемым дозирующим устройством), клапаном сброса давления на стороне высокого давления и демпфером пульсаций давления топлива на стороне низкого давления. В целях соблюдения строгих стандартов качества топлива и требований законодательства в области снижения токсичности отработавших газов насос изготавливается из нержавеющей стали, и все соединения, относящиеся к системе снижения токсичности отработавших газов, сделаны сварными.
Насос высокого давления установлен как сменный компонент на головке блока цилиндров. Воздействие распределительного вала двигателя на цилиндр насоса осуществляет цилиндрический толкатель при использовании кулачка с двумя выступами или роликовый толкатель в случае кулачка с тремя или четырьмя рабочими выступами (см. рис. «Элементы привода насоса высокого давления» ). Это обеспечивает подъем кулачка на подающий плунжер насоса высокого давления с выполнением требований в отношении смазки, вибрационных напряжений и механической инерции. Во время подъема кулачка толкатель перемещается в соответствии с его контуром. Это вызывает вертикальное перемещение или рабочий ход подающего плунжера. Во время хода нагнетания толкатель поглощает приложенное давление, силы инерции, усилие пружины и контактные усилия. Толкатель закреплен так, чтобы в ходе процесса не происходило его вращение.
При наличии кулачка с четырьмя выступами, на четырехцилиндровом двигателе возможна синхронизация подачи и впрыска топлива, т.е. сопровождение каждого впрыска подачей топлива. Таким образом, можно за счет снижения давления в топливной рампе с одной стороны снизить пульсации давления в контуре высокого давления, а с другой стороны уменьшить объем рампы.
В целях обеспечения достаточно быстрого достижения требуемого давления в системе, максимальная производительность насоса высокого давления соответствует максимальной потребности двигателя с запасом, учитывающим различные дополнительные факторы, оказывающие влияние на условия подачи топлива (например, повышение давления при пуске двигателя, высокая температура бензина, износ насоса, динамическая характеристика).
Объемная производительность насоса определяется как отношение количества фактически подаваемого топлива к теоретически возможному максимальному количеству. Она зависит от диаметра и рабочего хода подающего плунжера. Объемная производительность не является постоянной во всем диапазоне частоты вращения коленчатого вала. Она зависит от следующих факторов:
Современная система подачи топлива использует регулирование производительности насоса высокого давления осуществляется при помощи клапана регулирования подачи топлива (см. рис. «Принцип действия клапана регулирования подачи топлива» ). Топливо, нагнетаемое электроприводным топливным насосом, подается в напорную камеру через впускной клапан открытого клапана регулирования подачи топлива. Вовремя последующего рабочего хода подачи клапан регулирования подачи топлива остается открытым после прохождения нижней мертвой точки, и излишнее топливо, не требующееся при данной нагрузке двигателя, возвращается в контур низкого давления. После открытия клапана регулирования подачи топлива впускной клапан закрывается, топливо сжимается плунжером насоса и подается в контур высокого давления. Система управления двигателем вычисляет момент включения клапана регулирования подачи топлива в зависимости от требуемой подачи и давления в топливной магистрали. Регулирование осуществляется посредством изменения момента начала подачи топлива.
В насос высокого давления встроен регулируемый демпфер пульсаций давления топлива. Он вместе со ступенчатым плунжером (создающим эффект подкачки во время хода всасывания), сглаживает пульсации давления, создаваемые насосом высокого давления при высоких скоростях вращения, и обеспечивает требуемое наполнение напорной камеры. Демпфер давления забирает определенное количество топлива, отводимого в определенной рабочей точке двигателя, за счет деформации его газонаполненных металлических диафрагм и выпускает его во время хода всасывания для заполнения напорной камеры. При этом возможна работа с регулируемым давлением на впуске, т.е. использование систем с регулированием низкого давления.
Для создания давления впрыска до 12 МПа (в системах прямого впрыска топлива 1-го поколения), система подачи топлива бензиновых двигателей использует насос высокого давления с непрерывной подачей топлива. Он представляет собой радиально-поршневой насос с тремя подающими цилиндрами, расположенными по окружности со смещением 120° (см. рис. «Насос высокого давления с непрерывной подачей топлива для систем прямого впуска 1-го поколения» ).
На приводном вале насоса, приводимом во вращение от распределительного вала, установлен эксцентриковый кулачок. Он преобразует вращательное движение вала в радиальное перемещение плунжеров насоса. Приводная часть насоса работает в бензине, служащем для охлаждения и смазки.
Топливо, нагнетаемое электроприводным топливным насосом, поступает в насос высокого давления через впускной канал. В плунжерах насоса имеются поперечные и продольные каналы, через которые топливо поступает в вытеснительные камеры трех цилиндров. Во время перемещения плунжера из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку топливо всасывается через впускной клапан. Во время хода подачи, при перемещении плунжера из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку топливо сжимается и через выпускной клапан подается в область высокого давления. Производительность насоса высокого давления с непрерывной подачей топлива пропорциональна его скорости вращения.
Три цилиндра насоса, смещены относительно друг друга на 120° для обеспечения перекрытия и, следовательно, непрерывной подачи топлива. Это позволяет свести к минимуму пульсации давления. Благодаря этому, по сравнению с системами с регулированием подачи с одноплунжерными насосами, к соединениям и топливопроводам предъявляются менее строгие требования. Кроме того, в данном случае отсутствует необходимость в демпфере пульсаций давления. К недостаткам можно отнести тот факт, что при непрерывной подаче топлива с высоким давлением имеют место более высокие потери мощности по сравнению с системами с регулируемой подачей.
Когда насос работает при постоянном давлении в топливной рампе или при частичной нагрузке двигателя, давление избыточного топлива снижается до уровня давления на впуске клапаном регулирования давления, установленном на топливной рампе, и возвращается на сторону впуска насоса высокого давления. Уровень давления в контуре высокого давления регулируется блоком управления двигателем, управляющим клапаном регулирования давления.
Клапан регулирования давления представляет собой пропорциональный регулирующий клапан, закрытый при отсутствии электрического тока и управляемый широтномодулированным импульсным сигналом. Во время работы при подаче питания на катушку клапана возникает электромагнитная сила. Преодолевая усилие пружины, она поднимает шарик клапана из седла, тем самым изменяя проходной сечение клапана.
Клапан регулирования давления обеспечивает регулирование давления в топливной рампе в функции коэффициента заполнения импульсов. Избыточное топливо, подаваемое насосом высокого давления, возвращается в контур низкого давления.
Пружина клапана выполняет функцию ограничения давления в целях защиты компонентов от чрезмерно высокого давления в топливной рампе, например, в случае сбоя в системе управления клапаном.
В случае выхода из строя одного или более цилиндров насоса, возможна работа на исправных цилиндрах или от электроприводного топливного насоса при давлении, равном давлению на впуске.
Назначением топливной рампы является накопление топлива, требующегося для впрыска, сглаживание пульсаций давления форсункам и равномерное распределение топлива по всем форсункам. Топливные форсунки смонтированы непосредственно на рампе. В системах с возвратом топлива возможна установка рядом с топливными форсунками регулятора давления топлива и при необходимости, демпфера пульсаций давления топлива в топливной рампе.
Локальные пульсации давления, вызываемые резонансом, возникающим при открыли и закрытии топливных форсунок, предотвращаются посредством точного расчета размеров топливной рампы. Это позволяет избежать разброса количества впрыскиваемого топлива, который может возникать в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя.
Назначением топливной рампы является накопление и распределение объема топлива, требуемого для каждой рабочей точки двигателя. Топливо запасается за счет его объема и сжимаемости. Таким образом, объем топлива зависит от мощности двигателя и должен быть адаптирован к потребностям того или иного двигателя (количеству впрыскиваемого топлива) и диапазону давлений. Объем топлива обеспечивает демпфирование пульсаций давления в топливной рампе.
На топливной рампе установлены следующие компоненты системы прямого впрыска топлива: топливные форсунки высокого давления, датчик давления для регулирования высокого давления и клапан ограничения давления (для систем 1-го поколения).
Топливная рампа для систем впрыска топлива 1-го поколения рассчитана на давление до 12 МПа (плюс запас 0,5 МПа до давления открытия клапана ограничения давления). Для систем 2-го поколения допустимое давление в рампе составляет 20 МПа (плюс запас 0,5 МПа до давления открытия клапана ограничения давления). Разрывное давление, соответственно еще выше.
В системах с впрыском топлива во впускной трубопровод количество топлива, впрыскиваемого форсункой, зависит от продолжительности впрыска и разности между давлением топлива в топливной рампе и противодавлением во впускном трубопроводе. В топливных системах с возвратом топлива влияние давления компенсируется регулятором давления топлива. Он поддерживает разность давлений в топливной рампе и впускном трубопроводе на постоянном уровне этот регулятор позволяет топливу возвращаться в бак в таком количестве, чтобы падение давления на топливных форсунках оставалось постоянным. Для этого через топливную рампу протекает интенсивный поток топлива, а регулятор давления устанавливается на конце рампы.
В системах без возврата топлива регулятор является частью встраиваемого в бак топливного модуля. Давление в топливной рампе поддерживается на постоянном уровне относительно внешнего давления. Это означает, что перепад давления между топливной рампой и впускным трубопроводом не остается постоянным и должен учитываться при вычислении продолжительности впрыска.
Регулятор давления топлива — диафрагменного переточного типа. Резиновая диафрагма разделяет регулятор давления на топливную камеру и камеру пружины. Через держатель клапана, встроенный в диафрагму, усилие пружины прижимает подвижную тарелку клапана к седлу, и клапан находится в закрытом положении. Как только давление, прилагаемое к диафрагме избыточным топливом, превышает усилие пружины, клапан открывается. Он позволяет перетекать в топливный бак топливу в количестве, достаточном для поддержания равновесия сил, прилагаемых к диафрагме.
Камера пружины пневматически соединяется с впускным трубопроводом за дроссельной заслонкой. В результате разрежение во впускном трубопроводе также создается в камере пружины. Таким образом, отношение давлений на диафрагме такое же, как на топливных форсунках. Это означает, что падение давления на топливных форсунках зависит только от усилия пружины и площади поверхности диафрагмы и, следовательно, остается постоянным.
Повторяющееся открытие и закрытие топливных форсунок совместно с прерывистой подачей топлива при использовании топливных насосов вытеснительного типа приводит к колебаниям давления топлива. Это может вызывать резонанс давления, оказывающий неблагоприятное влияние на точность дозирования топлива. При определенных условиях эти колебания могут вызывать шум, передающийся на топливный бак и кузов автомобиля через элементы крепления электроприводного топливного насоса, топливопроводы и топливную рампу. Эти проблемы можно решить посредством использования элементов крепления специальной конструкции и демпферов пульсаций давления.
Демпфер пульсаций давления имеет конструкцию, подобную конструкции регулятора давления топлива. Здесь также подпружиненная диафрагма отделяет топливную камеру от воздушной камеры. Усилие пружины подобрано таким образом, что мембрана поднимается из своего седла, как только давление подачи топлива достигает своего рабочего диапазона. Это означает, что топливная камера имеет переменный объем, и не только поглощает топливо при возникновении бросков давления, но также выпускает его, когда давление снижается. Для обеспечения работы в наиболее благоприятном диапазоне при возникновении колебаний абсолютного давления топлива из-за условий, имеющих место во впускном трубопроводе, камера пружины может быть соединена с впускным трубопроводом.
В следующей статье я расскажу о зубчатых передачах.
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.
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:
Топливная система автомобиляВ состав топливной системы входят следующие элементы:
В зависимости от типа бензинового двигателя, различают карбюраторную и инжекторную топливные системы. Они имеют отличия в конструкции и рабочих параметрах.
Работа карбюраторной системы осуществляется по следующему принципу:
Топливная система инжекторного двигателя отличается тем, что имеет систему впрыска, принудительно нагнетающую топливо в камеру сгорания. Насос такой топливной системы создает более высокое давление, зависящее от типа впрыска:
Схема работы топливной системы инжекторного бензинового двигателя:
Схема топливной системы common railСистемы подачи дизельного топлива имеют свои особенности. Различают три типа конструкций:
Наиболее популярная топливная система для дизельного двигателя — 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:
Принцип работы топливной системы дизеля представляет собой следующую последовательность:
Насос-форсункаРазделенная 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 2200 бар. Этот способ имеет важный недостаток — он характеризуется зависимостью давления от режима работы двигателя.
Топливные системыКак 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).
Как правило, основные элементы топливной системы одинаковы для большинства моделей автомобилей, находящихся в одной категории. С другой стороны, практические характеристики могут изменяться, в зависимости от технических особенностей конкретного двигателя.
Читайте также: Устройство, виды и назначение топливных фильтров (3 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка...Работа силовой установки внутреннего сгорания основана на процессе преобразования энергии, выделяемой при горении специальной смеси, в механическое действие. Но чтоб этот процесс происходил правильно, требуется тщательная ее подготовка и подача ее в цилиндры. И это в силовом агрегате выполняет топливная система.
В задачу этой системы входит подача топлива (одного из компонентов смеси) и смешивание его с воздухом, в результате чего и образуется горючая смесь, перед тем, как все это попадет в цилиндр.
На современных автомобилях наибольшее распространение получили два вида топлива – дизельное и бензин. Немного от них отстает газ, хотя он тоже достаточно часто используется.
Используемое топливо напрямую влияет на конструкцию и принцип функционирования топливной системы. Изначально на авто, работающих на бензине, использовался карбюратор, как основной элемент, обеспечивающий смесеобразование. Сейчас такая система питания считается устаревшей и на авто не применяется, а на смену ей пришел инжектор.
Инжекторная система питанияЧто касается дизеля, то у него своя система – дизельная. Примечательно, что принцип функционирования ее у дизеля неизменен с момента создания, менялась только конструкция. К тому же, принцип этой системы в некотором роде лежит и в основе работы инжектора. Поэтому следует более подробно рассмотреть каждый из видов используемых сейчас систем питания.
Суть функционирования инжектора лежит в том, что топливо принудительно впрыскивается в проходящий поток воздуха. При этом подача бензина осуществляется под давлением, что обеспечивает его распыление, тем самым улучшается его смешивание с воздухом.
Если рассмотреть любую топливную систему, то состоит она из двух основных составляющих – первая обеспечивает поступление воздуха, вторая – топлива.
Воздушная часть, по сути, идентична на всех моторах, в том числе и инжекторном. Представляет она собой объемный канал, на конце которого установлен фильтр, очищающий воздух от примесей. Этот канал соединен с впускным коллектором, а тот в свою очередь ведет к впускным клапанам системы ГРМ.
Всасывание воздуха осуществляется самим двигателем. При движении поршня (на такте впуска) над ним образуется разряжение. При этом открывается впускной клапан, и это движение сопровождается втягиванием воздуха в цилиндр. В общем, все достаточно просто.
А вот устройство и функционирование топливной части значительно сложнее. Состоит она из ряда элементов, каждый из которых выполняет свои функции.
Топливная система состоит из:
Топливная система инжектора
Бак является вместилищем бензина, откуда он поступает далее в систему. В инжекторной системе бензонасос располагается непосредственно в баке, и в задачу его входит закачка бензина под давлением в остальные составляющие части.
Бензин из насоса сначала попадает в подающую магистраль, ведущую к фильтру. Проходя очистной элемент, из топлива удаляются мелкие примеси. Из фильтра бензин по той же магистрали подается на регулятор, поскольку давление в системе должно держаться в строго заданных параметрах. Выравнивание давления происходит очень просто – лишняя часть топлива по сливной магистрали возвращается в бак.
После регулятора бензин подается на топливную рампу, которая распределяет его по форсункам. По сути, рампа является соединительной трубкой. В задачу же форсунок входит впрыск топлива в проходящий поток воздуха.
Существует несколько видов топливной системы инжектора, отличающиеся по некоторым конструктивным решениям. Так, первые инжекторы были моновпрысковыми, то есть у них использовалась только одна форсунка, установленная во впускной коллектор. В такой конструкции рампа отсутствовала, как таковая.
Сейчас же используются инжекторы с многоточечным впрыском (распределенным), где на каждый цилиндр предусмотрена своя форсунка, и здесь рампа уже используется. При этом форсунки все также устанавливаются во впускной коллектор, только каждая в свой канал.
Самым современным является инжектор с прямым впрыском. Это тоже система распределенного впрыска, у нее подача бензина осуществляется напрямую в цилиндр.
Также устройство топливной системы инжектора имеет еще одну составляющую часть – электронную, которая включает в себя блок управления и ряд датчиков. В задачу ее входит контроль режима работы силового агрегата и определения количества подаваемого топлива. Именно эта составляющая регулирует работу форсунок.
Работает инжекторная система питания так: при повороте ключа зажигания в работу включается бензонасос, заполняя всю топливную составляющую бензином. При включении стартера, в цилиндры начинает засасываться воздух.
Электронная же составляющая посредством датчиков собирает информацию о требуемых ей параметрах силовой установки и на их основе проводит расчеты длительности времени открытия форсунок. После чего она подает электрический импульс на форсунки и те впрыскивают нужное количество бензина в проходящий по коллектору поток воздуха, после чего происходит их смешивание и подача в цилиндры. Это упрощенное описание принципа работы бензиновой топливной системы, в действительности все выглядит несколько сложнее.
Принцип работы топливной системы дизеля отличается от бензиновой, что сказывается и на особенностях функционирования системы подачи топлива.
Коснемся только отличий, касающихся топливной составляющей. Первое из них – это то, что у дизеля смесеобразование внутреннее. То есть, компоненты смеси подаются в цилиндры по отдельности и смешиваются они уже там. А второе отличие заключается в том, что воспламенение смеси производится от сжатия, поэтому давление в цилиндрах дизеля (компрессия) почти вдвое выше, чем у бензинового агрегата. И оба этих отличия вносят свои коррективы в устройство топливной системы дизеля.
Как ранее указывалось, система состоит из двух основных составляющих – воздушной и топливной. Дизеля это тоже касается.
Относительно воздушной части, то она мало отличается от бензиновой. Единственное, у дизеля используется более хороший фильтр, поскольку этот мотор очень чувствителен к чистоте воздуха.
Топливная составляющая тоже частично похожа на инжекторную, хотя есть и некоторые особые элементы. Всего же в конструкцию входит:
Топливная система дизельного двигателя
Ранее вся система питания была полностью механической, сейчас же все больше в конструкции появляется электронных частей. Но чтобы было понятнее, рассмотрим все на примере механической системы.
Топливо находится в баке, откуда за счет работы топливоподкачивающей помпы по подающей магистрали низкого давления подается в фильтрующий элемент грубой очистки.
После этого фильтра по той же магистрали подается во второй фильтр – тонкой очистки. И только после этого топливо подается в ТНВД.
Основными рабочими элементами этого насоса являются плунжерные пары, состоящие из поршня и гильзы. Сам насос работает от коленвала и внутри его установлен кулачковый вал. Именно этот вал приводит в действие плунжерную пару, и за счет их работы значительно повышается давление топлива.
После ТНВД дизтопливо по подающим магистралям, но уже высокого давления подается на форсунки.
Воздушную часть и топливную систему дизеля до ТНВД — рассматривать особо нечего. Поэтому более подробно коснемся только участка «насос высокого давления – форсунка».
Форсунка в механической системе работает за счет давления топлива. В ней задается порог открытия, при превышении которого топливо начинает впрыскиваться. И чем выше будет это давление, тем больше топлива подастся в цилиндр (оно будет впрыскиваться, пока давление не упадет ниже установленного порога).
На поршне плунжерной пары насоса имеются специальные проточки, благодаря которым за счет проворота относительно них гильзы удается регулировать количество топлива, подвергающегося сжатию.
Участок «ТНВД-форсунка» полностью заполнена топливом (наличие воздуха не допускается), но давления его недостаточно, чтобы открыть форсунку. Плунжерная же пара при срабатывании сначала сжимает порцию топлива, а затем выталкивает его в магистраль. В результате в указанном участке резко повышается давление, что и обеспечивает открытие форсунки и попадание топлива в цилиндр.
Количество подаваемого в цилиндры топлива регулируется изменением положения гильзы плунжерной пары. Проворачивая ее в нужную сторону, можно дозировать количество топлива, которое будет сжиматься в насосе перед попаданием в магистраль.
Конечно, современные дизельные системы питания конструктивно более совершенны, но принцип их работы неизменен. Поэтому все доработки, в основном, касаются повышения точности и количества дозировки.
| _____________________________________________________________________________________________________________________ |
Главным предназначением топливной системы автомобиля являются подача топлива из бака, фильтрация, образование горючей смеси и подача ее в цилиндры. Существует несколько типов топливных систем для автомобильных двигателей. Самая распространенная в 20-ом веке была карбюраторная система подачи смеси топлива. Следующим этапом стало развитие впрыска топлива при помощи одной форсунки, так называемый моновпрыск. Применение этой системы позволило уменьшить расход топлива. В настоящее время используется третья система подачи топлива – инжекторная. В этой системе топливо под давлением подается непосредственно в впускной коллектор. Количество форсунок равно количеству цилиндров.
Схема топливной системы: инжекторный и карбюраторный вариант
Все cистемы питания двигателя похожи, отличаются только способами смесеобразования. В состав топливной системы входят следующие элементы:
Рассмотрим работу всей системы в целом. Топливо из бака всасывается насосом и по топливопроводу через фильтры очистки подается в устройство смесеобразования. В карбюраторе топливо попадает в поплавковую камеру, где потом через калиброванные жиклеры подается в камеру смесеобразования. Смешавшись с воздухом смесь через дроссельную заслонку поступает в впускной коллектор. После открытия впускного клапана подается в цилиндр. В системе моно впрыска топливо подается на форсунку, которая управляется электронным блоком. В нужное время форсунка открывается, и топливо попадает в камеру смесеобразования, где, как и в карбюраторной системе смешивается с воздухом. Дальше процесс такой же, как и в карбюраторе.
В инжекторной системе топливо подается к форсункам, которые открываются управляющими сигналами от блока управления. Форсунки соединены между собой топливопроводом, в котором всегда находится топливо. Во всех топливных системах существует обратный топливопровод, по нему сливается излишек топлива в бак.
Система питания дизельного двигателя похожа на бензиновую. Правда, впрыск топлива происходит непосредственно в камеру сгорания цилиндра, под большим давлением. Смесеобразование происходит в цилиндре. Для подачи топлива под большим давлением применяется насос высокого давления (ТНВД).
| РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ: _____________________________________________________________________________________________________________________ |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
