Принцип работы топливной системы: Топливная система автомобиля

Топливной системы автомобиля — принцип работы, предназначение

Содержание

• 1 Топливной системы автомобиля — предназначение
  • 1.1 Устройство топливной системы
  • 1.2 Принцип работы топливной системы

Устройство топливной системы

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

Устройство топливной системы

Все cистемы питания двигателя похожи, отличаются только способами смесеобразования. В состав топливной системы входят следующие элементы:

1. Топливный бак, предназначен для хранения топлива и представляет собой компактную емкость с устройством забора топлива (насос) и, в некоторых случаях, элементами грубой фильтрации.
2. Топливопроводы представляют собой комплекс топливных трубок, шлангов и предназначены для транспортировки топлива к устройству смесеобразования.
3. Устройства смесеобразования (карбюратор, моновпрыск, инжектор) – это механизм в котором происходит соединение топлива и воздуха (эмульсии) для дальнейшей подачи в цилиндры в такт работы двигателя (такт впуска).
4. Блок управления работой устройства смесеобразования (инжекторные системы питания) – сложное электронное устройство для управления работой топливных форсунок, клапанов отсечки, датчиков контроля.
5. Топливный насос, обычно погружной, предназначен для закачивания топлива в топливопровод. Представляет собой электродвигатель, соединенный с жидкостным насосом, в герметичном корпусе.
   Смазывается непосредственно топливом и длительная эксплуатация с минимальным количеством топлива, приводит к выходу из строя двигателя. В некоторых двигателях топливный насос крепился непосредственно к двигателю и приводился в действие вращением промежуточного вала, или распредвала.
6. Дополнительные фильтры грубой и тонкой очистки. Установленные фильтрующие элементы в цепь подачи топлива.

Устройство топливной системы дизельного двигателя

Принцип работы топливной системы

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.

Топливная система дизельного двигателя

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).

устройство топливной системы дизельного автомобиля

Статьи 13 Мая, 2017

 Несмотря на все технологические достижения последних лет в разработке ДВС на дизельном топливе, в народе гуляет стереотип о шумности и некоего тракторного предназначения дизельных агрегатов. Но современные ДВС получили отличные электронные системы управления, изменяемые фазы впрыска топлива, новые топливные системы и улучшенное качество материалов и лучшее качество сборки. Поэтому, современный дизельный агрегат не уступает бензиновому в динамике, мощности, шумности, но имеет меньший расход при том, что солярка стоит дешевле бензина. Но стоит признать, что экономичность мотора компенсируется более дорогим обслуживанием, в чем играет немалую роль — топливная система, о которой поговорим детальней в данной статье.

 Чем отличаются дизельные и бензиновые агрегаты

---

 По общим принципам, обе разновидности агрегатов не имеют особых конструктивных различий и являются примерами классических ДВС. Единственным принципиальным различием агрегатов, становится используемое топливо и принцип его поджига. 

  

 В современных моторах, работающих на бензине, в большинстве случаев используется конструкция, смешивающая воздух с бензином до попадания в цилиндр, и только потом поступает в камеру сгорания, в которой сжимается и воспламеняется (стоит отметить, что существуют и отличия от данной схемы, но принцип остается неизменным), после чего, топливная смесь сжимается до 9-11 единиц и поджигается электрической искрой.
 В «дизеле» происходит воспламенение топлива из-за повышенной степени сжатия в комплексе с высокой температурой сжатого воздуха, без принудительного поджига. Воздух и солярка в камеру сгорания поддаются по отдельности. На моменте сжатия поддается воздух, сжимающийся до тридцати кратной степени, из-за чего происходит нагрев до 700 — 800 градусов по Цельсию. Незадолго до момента верхней мертвой точки, через форсунку начинает поступать дизельное топливо, воспламеняющееся уже в процессе впрыска. 

  

 Но данный принцип воспламенения имеет свои минусы, особенно в холодные времена года, когда температура воздуха опускается, и в не прогретом двигателе не получается создать требуемую температуру для воспламенения топлива. Для исключения такой ситуации, приходится использовать специальные свечи накала, которые помогают достичь необходимой температуры на первых секундах работы мотора.

 Принцип работы топливной системы дизельного мотора

---

 Если кратко описывать, как работает топливная система и как она сделана, то всю систему можно разделить на две части. Первая — относится к части отвечающей за наполненность системы, и очистку топлива через два фильтра. В последствии, топливо попадает в ТНВД, но перед этим проходит еще один этап фильтрации при помощи фильтра тонкой очистки. 

 А ТНВД уже работает в согласованном режиме с форсунками, через которые поступает топливо внутрь цилиндров. При этом, новые агрегаты очень требовательны к точности объемов подающегося топлива и в точности времени за которое подается этот объем. Поэтому, топливная система дизельных агрегатов — это сложный и дорогой в обслуживании компонент.   

 Далее, мы попробуем разобраться в поэтапной работе каждой составляющей части всей системы при бесперебойной работе. 

  

 Стоит отдельно уделить внимание тому моменту, что современные «дизеля» стали требовательны к качеству топлива. В данном вопросе, можно сказать, что бензиновый мотор менее прихотлив и способен проработать на низкокачественном топливе лучше чем современный дизельный агрегат. Поэтому, не стоит вспоминать те времена, когда в дизельные автомобили заливали первую попавшуюся солярку. Двойная фильтрация позволяет избавить топливо от различных примесей, включающих в себя грязь, песчинки и даже воду.

 После фильтрации, дизельное топливо поступает в топливный насос высокого давления, который способен поднять давление до 2 000 атмосфер. Это позволяет обеспечить необходимые условия для распыления топлива в камерах сгорания посредством форсунок. При этом, ТНВД работает в сочетании с порядком работы поршней. Если все функционирует в строго отрегулированном порядке, то в камеру сгорания подается определенное количество топлива с высокой точностью по объему, времени и давлению.

 Кроме этого, немаловажной частью топливной системы является «обратка», обеспечивающая возврат лишнего количества топлива в топливный бак. Что позволяет системе работать с небольшим запасом по объему топлива (на случай необходимости резкого увеличения скорости или оборотов мотора), и обеспечивает определенный температурный режим топлива.

 Основные составляющие части топливной системы

---

 В данной части статьи, мы подробно разберемся с основными элементами топливной системы, обеспечивающими бесперебойную работу.

 Топливо подкачивающий насос

---

 Это один из самых простых элементов во всей системе, обеспечивающий небольшое давление в топливной магистрали до ТНВД. По своей конструкции представляет собой две шестерни, выполняющих роль лопастей, создающих давление и придающих направление движению топлива. Как отмечалось ранее, данный насос обеспечивает излишний объем топлива, который возвращается по обратной магистрали в топливный бак. Это позволяет постоянно поддерживать заполненность системы и необходимый объем топлива в любой момент работы двигателя.

 Топливный насос высокого давления или ТНВД

---

 Как понятно из названия, это главный агрегат в топливной системе дизельного двигателя, обеспечивающий достаточное давление для нормальной работы мотора. Кроме этого, современные технологии, позволившие внедрить электронные системы управления в работу ТНВД, форсунок и самого двигателя, позволили добиться удивительных показателей экономичности, мощности, минимизации вибрации и шума на оборотах до 4500 в минуту. 

  

 Сам же насос высокого давления приводится в работу благодаря механическому приводу от маховика коленчатого вала двигателя. При этом, конструкция топливного насоса позволяет регулировать не только давление, но и количество подаваемого топлива. Все это стало возможным благодаря особой конструкции плунжера, поворотом которого регулируется его ход и количество прокачиваемого топлива.

 Форсунки

---

 Это еще один из самых важных элементов в конструкции дизельных автомобилей, работая совместно с топливным насосом высокого давления, они обеспечивают четкость впрыска топлива в камеры сгорания. При этом, различная конструкция форсунки и сопла отвечают за рабочее давление и форму факела распыляемого топлива.

 Примечательно то, что форсунки изготавливаются из высокопрочных материалов, которые не боятся высоких температур и имеют минимальные изменения при нагреве. Дело в том, что игла, перекрывающая сопло форсунки работает с половинной частотой от количества оборотов мотора в минуту, а само сопло постоянно находится в непосредственном контакте с камерой сгорания. 

  
 Кроме этого, форсунка должна обеспечивать равномерность факела, а размеры фракций распыляемого топлива влияют на качество смеси и отдачу энергии при воспламенении. Поэтому, современные форсунки имеют очень тонкие каналы, которые забиваются при первых признаках некачественного топлива, и требуют регулярного обслуживания. К примеру: форсунки приходится периодически промывать или производить замену. Если ремонт невозможен.

 Но в ремонте или промывке есть определенные нюансы, связанные со сложностью и точностью конструкции. Если бензиновые форсунки можно промыть самостоятельно, то для обслуживания дизельных придется обращаться в специальные мастерские, которые специализируются на обслуживании инжекторов бензиновых моторов или на ремонте дизельных форсунок. К счастью, в наше время поиск требующихся мастерских упростился благодаря интернету, и многие фирмы имеют сайты, облегчающие поиск. К примеру, одна из фирм представлена на данном портале — ремонтфорсунок.ру.

 Отдельно про CommonRail

---

 Данная технология начала активно применяться на протяжении последних нескольких лет, и заслуженно завоевывает популярность. По своей сути, CommonRail – это дополнительный элемент в системе, представленный общей рампой, или другими словами — аккумулятором давления. Данная конструкция помогает облегчить процесс управления впрыском, отделив работу форсунок от ТНВД. 

  

 В данной системе, ТНВД отвечает только за поддержание определенного давления в общей рампе, которая обеспечивает необходимый запас топлива для самых активных режимов. Кроме этого, в данной конструкции применяются форсунки с электромагнитным или пьезоэлектрическим механизмом привода, которые управляются непосредственно электронным блоком управления.

© 2007-2022.
Сетевое издание «CarsWeek» зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 25 апреля 2017 года.
Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС77-69477. Учредитель: Богачков Сергей Григорьевич. Главный редактор: С. Г. Богачков.
Электронная почта редакции: [email protected]. Телефон редакции: +7-915-979-14-25.
Использование материалов сайта разрешается только с установкой активной гиперссылки на CarsWeek.ru. 16+

Понимание топливной системы и ее обслуживание

Без топлива ваш автомобиль не сможет «встать и поехать». Дело не только в том, что закончился бензин, вы, вероятно, тоже не должны этого допускать. Топливная система автомобиля жизненно важна для работы двигателя горючего. Чтобы двигатель получал правильное соотношение воздуха и топлива, ему нужно, чтобы топливо перемещалось из бензобака в двигатель, но как оно туда попадает? Что произойдет, если в топливной системе произойдет сбой? Узнайте, как работает топливная система, чтобы поддерживать движение вашего автомобиля, и как ее обслуживать, чтобы ваш автомобиль всегда имел доступ к необходимому топливу.

Как двигатель получает топливо

Основными компонентами топливной системы являются топливный бак, топливный насос, топливный фильтр и форсунки.

Когда вы подъезжаете к заправочной станции, чтобы заправиться бензином, это только самое начало пути топлива в процессе сгорания. Благодаря использованию топливной системы ваш автомобиль может производить мощность, необходимую для движения вашего автомобиля.

То, как топливо попадает в двигатель, является этапом 4:

1. После того, как вы поместите заправочную форсунку в заливную горловину топливного бака и заполните бак, когда вы отъезжаете, топливный насос подает бензин в двигатель через топливо. линии.
2. Топливопроводы изготовлены из прочного металла и специальных пластиковых материалов и расположены под днищем автомобиля, спрятаны от воздействия или риска повреждения от элементов, дорожных опасностей и воздействия тепла. Прежде чем попасть в двигатель, топливо делает еще одну остановку.
3. Для защиты двигателя от опасного мусора, который может повредить двигатель, топливо необходимо фильтровать через топливный фильтр. Поскольку работа топливного фильтра заключается в улавливании грязного топлива и мусора, примерно через 60 000 миль он может засориться. Засоренный топливный фильтр может быть не в состоянии предотвратить попадание загрязняющих веществ в двигатель и может ограничивать поток и давление, вызывая всевозможные разрушения. Примечание. Большинство современных автомобилей не имеют обслуживаемых топливных фильтров, так как они являются частью топливного насоса. Весь комплект требует замены.
4. Наконец, после прохождения через фильтр топливо достигает двигателя и готово к впрыскиванию в камеру сгорания через топливную форсунку.

Что такое система впрыска топлива в автомобиле?

В зависимости от года выпуска вашего автомобиля для подачи топлива в двигатель для процесса сгорания ваш автомобиль оснащен карбюратором, механическим впрыском топлива, непосредственным впрыском топлива или электронным впрыском топлива.

Карбюраторы

Карбюраторы используют давление, создаваемое всасыванием двигателя, для втягивания воздуха. К сожалению, недостатки карбюраторов заключаются в том, что они не могут адаптироваться к колебаниям оборотов. Поскольку дроссельная заслонка должна определять, сколько воздуха и топлива требуется за один раз, в зависимости от скорости автомобиля, которая может варьироваться и изменять соотношение, карбюраторы изо всех сил пытаются эффективно использовать топливо и работать хорошо.

Механический впрыск топлива

Сначала механические топливные системы зависели от топливного насоса, который подкачивал топливо с высокой пульсацией в форсунку для каждого цилиндра. Давление топлива, поступающего в форсунку, заставляло бы блок открываться и впрыскиваться во впускное отверстие камеры сгорания. Системе требовались поршни, приводимые в движение распределительными валами, для создания необходимого выброса топлива, однако можно было внести очень небольшие корректировки для создания идеального соотношения топлива и воздуха. В результате соотношение вполне подходило для веса или производительности двигателя. Позже были введены распределители топлива для более точного регулирования потока в зависимости от поступления воздуха в двигатель.

Непосредственный впрыск топлива

Непосредственный впрыск топлива в основном использовался в дизельных автомобилях и считается одним из наиболее эффективных способов использования топлива. Топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр в камере сгорания. В дизельном топливе с непосредственным впрыском топливо может сгореть в нужный момент, где и когда это необходимо. Из-за более бедной топливно-воздушной смеси и того, как топливо подается в камеру, топливо может сгорать более эффективно и увеличивать экономию топлива.

Электронный впрыск топлива

Электронный впрыск топлива используется сегодня в большинстве автомобилей. Этот современный метод является более совершенным и управляется внутренним компьютером автомобиля для повышения эффективности использования топлива и производительности. На основе расчетов датчика массового расхода воздуха, определяющего количество воздуха, поступающего в двигатель, регулятор давления топлива в ответ позволяет точное количество топлива через форсунки за раз. Это позволяет внутреннему компьютеру автомобиля определять, сколько топлива требуется для наиболее эффективной работы.

Что входит в обслуживание топливной системы автомобиля?

  Движение вашего автомобиля сильно зависит от топлива. Вот почему так важно обслуживать топливную систему автомобиля. Если какой-либо из топливных компонентов выйдет из строя, особенно топливный насос, ваш автомобиль будет с трудом заводиться или полностью заглохнет. Чтобы этого не случилось с вами, не допускайте падения уровня топлива в вашем автомобиле ниже четверти бака, заменяйте топливный фильтр и регулярно чистите систему. Заменяя топливный фильтр каждые 60 000 миль и очищая топливную систему каждые 30 000 миль, вы значительно снижаете вероятность застревания на обочине с неисправными топливными форсунками, грязным топливным фильтром или неисправным топливным насосом.

Свяжитесь с Sun Auto Service сегодня, чтобы запланировать 4-ступенчатую очистку топливной системы, которая включает:

• Удаление нагара из двигателя
• Служба впрыска топлива
• Обслуживание корпуса дроссельной заслонки
• Присадка к топливу

Как работает топливная система автомобиля? | by Mersad Berberović

Вы любите свой автомобиль? Хотите узнать больше о том, как это работает? Топливная система является сложной и важной частью всего автомобиля, которая работает вместе с другими компонентами, помогая автомобилю работать. Без топливной системы автомобиль вообще не заведется, так как ему нужно топливо для питания двигателя. Для тех автолюбителей, которые любят свой автомобиль, ниже приводится руководство о том, как на самом деле работает топливная система в автомобиле.

Как работает топливная система автомобиля?

Двигатель автомобиля предназначен для сжигания смеси воздуха и бензина. Однако в зависимости от автомобиля в некоторых автомобилях может использоваться система впрыска топлива, в которой воздух и бензин смешиваются во впускном коллекторе. В других случаях бензин выкачивается из бака по трубе, прежде чем он смешивается с воздухом в карбюраторе. Как только обе среды смешаны вместе, двигатель всасывает смесь. Используемый насос может быть электрическим или механическим, приводимым в действие двигателем. Из соображений безопасности топливный бак и двигатель транспортного средства размещают на противоположных концах друг к другу. В топливном баке есть плавучее устройство, которое работает в сочетании с электрическим датчиком. Эти устройства передают информацию о состоянии указателей уровня топлива и сигнализируют о низком уровне топлива в баке. В топливном баке есть вентиляционное отверстие, которое обычно выглядит как небольшое отверстие или трубка в крышке заливной горловины, которая позволяет воздуху попадать в бак, когда он начинает опорожняться. Во многих последних моделях автомобилей топливная система оснащена угольным фильтром, который уменьшает утечку паров топлива.

Как работают механические топливные насосы

В системах механических топливных насосов рычаг управления постоянно перемещается вверх и вниз. Тем не менее, он только тянет диафрагму вниз, когда это необходимо, чтобы помочь в заправке камерного насоса. Для подачи бензина в карбюратор диафрагма выталкивается возвратной пружиной. Механические топливные насосы обычно приводятся в действие распределительным валом. Когда вал начинает вращаться, кулачок проходит через поворотный рычаг, заставляя рычаг подниматься вверх одним концом. Другой конец рычага свободно соединен с резиновой диафрагмой, которая образует дно камеры внутри насоса. Когда рычаг опускается, он тянет за собой диафрагму. Когда диафрагма опускается рычагом, создается сильное всасывание, которое всасывает топливо через односторонний клапан в топливный насос. Поскольку распределительный вал продолжает поворачиваться за рычагом, возвратная пружина, прикрепленная к рычагу, помогает ему вернуться на место, тем самым, в свою очередь, ослабляя натяжение диафрагмы.

Рычаг не толкает диафрагму вверх, однако возвратная пружина давит на нее.

Топливо, выбрасываемое из камеры, является единственным способом движения диафрагмы. Бензин не может течь назад через первое одностороннее значение, поэтому он продолжает выходить через другое, ведущее к карбюратору. Бензин поступает в карбюратор только по мере необходимости через игольчатый клапан поплавковой камеры. Когда игольчатый клапан закрыт, а карбюратор полный, топливо не выходит из насоса. Рычаг перемещается вверх и вниз, пока диафрагма остается внизу.

Когда карбюратор принимает больше топлива, диафрагма выталкивается возвратной пружиной, которая компенсирует провисание в свободном соединении и возвращает ее в контакт с уровнем, который тянет ее вниз для повторного заполнения насосной камеры.

Как работают электрические топливные насосы

Электрические топливные насосы в транспортных средствах имеют такой же мембранный механизм, что и механические насосы. Эта система работает с помощью стержня и втягивается в соленоидный переключатель до тех пор, пока он не начнет размыкать набор контактов, отключающих ток. Хотя он похож на механический топливный насос, вместо распределительного вала соленоид обеспечивает необходимое усилие на диафрагме. Железный стержень, опускающий диафрагму, притягивается к соленоиду, пропуская бензин в камеру. Когда железный стержень подходит к концу своего пути, он раздвигает контакты. Это прерывает электромагнитный ток и ослабляет натяжение диафрагмы.

Когда диафрагма поднимается возвратной пружиной, она также оттягивает железный стержень от контактов. Затем набор контактов снова замыкается, поэтому соленоид тянет стержень, чтобы снова опустить диафрагму.

Непрерывная циркуляция бензина

В большинстве случаев электрические и механические насосы перекачивают топливо только по мере необходимости через карбюратор. Однако альтернативные системы имеют сложные и законченные контуры труб, которые идут от топливного бака и карбюратора, а затем обратно. Топливо постоянно прокачивается по этому контуру. Тогда карбюратору нужно только подавать топливо по мере необходимости.

Фильтрация воздуха и бензина

Перед подачей в карбюратор воздух и бензин фильтруются. Бензиновые фильтры могут быть в виде сменной бумаги внутри специально разработанного пластикового корпуса, который находится внутри топливопровода. Топливные насосы могут использовать пластиковые марлевые фильтры или проволочные фильтры с чашей для улавливания осадка.

Воздушный фильтр, как правило, представляет собой коробку, которая соответствует воздухозаборнику карбюратора. Как правило, он имеет сменный бумажный фильтр.

Как узнать, что ваша топливная система изнашивается

Со временем топливные системы автомобилей могут изнашиваться или изнашиваться. Некоторые из основных признаков износа топливной системы включают, но не ограничиваются:

• Затрудненный запуск двигателя
• Ускорение может быть неустойчивым или медленным
• Остановка во время движения
• Прерывистая потеря мощности
• Грубая работа двигателя на холостом ходу
• Подсветка контрольной лампы двигателя
• Чрезмерный дым из двигателя
• Снижение расхода топлива
• Заметный запах топлива

При возникновении любого из этих симптомов рекомендуется как можно скорее проверить автомобиль.