Топливная система двигателя: устройство и принцип работы

Топливная система двигателя внутреннего сгорания обладает двумя ключевыми функциями: транспортировка топлива от резервуара к двигателю и точная подача его в камеры сгорания в соответствии с необходимыми параметрами. Каждый тип системы имеет свои уникальные характеристики и конструкцию.

Содержание:

• Компоновка и элементы топливной системы автомобиля
• Карбюраторные топливные системы
• Система инжекторного впрыска топлива
• Топливные системы дизельных двигателей
• Компоненты для топливных систем от ФорсункиПро

Компоновка и элементы топливной системы автомобиля

Вот перечень основных элементов топливной системы:

1. Топливный резервуар — основное хранилище топлива в автомобиле, обычно расположенное в его задней части. Резервуар оборудован специальными системами для предотвращения испарения топлива и обеспечения его безопасного хранения.

2. Топливный насос — исполняет роль перекачки топлива к двигателю, будучи механическим или электрическим, и создаёт необходимое для работы системы давление.

3. Топливный фильтр — удаляет механические примеси и загрязнители из топлива, защищая двигатель от возможных повреждений.

4. Карбюратор — приготавливает топливо-воздушную смесь, регулируемую с помощью топливных жиклёров, которые точно дозируют топливо для подачи в двигатель.

5. Дроссельная заслонка — контролирует объем воздуха, поступающего в двигатель.

6. Регулятор давления топлива — клапан, который поддерживает необходимое давление топлива, возвращая его излишки обратно в бак при превышении установленных параметров.

7. Форсунки — обеспечивают распыление топлива в камерах сгорания для оптимального сгорания.

8. Впускной коллектор — трубы, по которым подается топливовоздушная смесь или воздух в цилиндры двигателя.

Различия в конструкции топливных систем для бензиновых и дизельных двигателей значительны. Бензиновые двигатели могут использовать как карбюраторные, так и инжекторные системы, в то время как дизельные агрегаты работают исключительно с системами впрыска топлива. Адекватная настройка и поддержание исправности каждого элемента системы критично важны для обеспечения эффективности и безопасности работы двигателя.

Карбюраторные топливные системы

Топливные системы с карбюратором обычно ассоциируются с более старыми моделями автомобилей, однако они все еще находят применение в доступных мотоциклах и садовом оборудовании. Эти системы отличаются простотой и высокой надежностью, что объясняется отсутствием сложной электроники, но требуют аккуратной настройки. Вот ключевые элементы карбюратора:

1. Дроссельная заслонка — элемент, контролирующий объем входящего воздуха и, соответственно, состав топливно-воздушной смеси, направляемой в цилиндры двигателя.

2. Диффузор — конструктивная часть карбюратора в виде воздушного канала, расположенного перед дроссельной заслонкой. Диффузор спроектирован так, чтобы ускорять поток воздуха и снижать его давление, облегчая тем самым засасывание топлива из поплавковой камеры для его последующего распыления и смешивания с воздухом.

3. Жиклёры — маленькие калиброванные отверстия, через которые осуществляется дозированная подача топлива в диффузор. Размеры жиклёров подбираются индивидуально, исходя из спецификаций двигателя, включая его рабочий объем и обороты. В карбюраторе также присутствуют воздушные жиклёры, регулирующие воздушный поток для настройки холостого хода и других режимов работы.

4. Поплавковая камера — резервуар, в котором поддерживается определенный уровень топлива, готового к подаче через жиклёры в диффузор. Уровень топлива контролируется поплавком, который в свою очередь управляет игольчатым клапаном, открывая или закрывая его при необходимости.

5. Игольчатый клапан — задача этого элемента заключается в поддержании стабильного уровня топлива в поплавковой камере для обеспечения надлежащей работы карбюратора.

Несмотря на свою простоту и доступность, карбюраторные системы не могут обеспечить такое же точное и эффективное управление топливно-воздушной смесью, как современные инжекторные системы, что ведет к более низкой эффективности сгорания топлива и повышенным выбросам загрязняющих веществ. Вследствие этого такие системы не соответствуют современным экологическим стандартам.

Система инжекторного впрыска топлива

Системы инжекторного впрыска обрели популярность в автомобильной индустрии благодаря их способности к максимально точной регулировке подачи бензина, что гарантирует формирование оптимальной топливовоздушной смеси для различных режимов работы двигателя.

Конструктивные элементы инжекторной системы:

1. Форсунки — выполняют функции жиклеров, оснащены клапанами, которые активируются в нужный момент впуска, точно дозируя бензин, который впоследствии впрыскивается во впускной коллектор и цилиндры.

2. Топливный насос высокого давления (ТНВД) — создает необходимое давление в системе для эффективного распыления топлива, особенно важно при непосредственном впрыске в цилиндры.

3. Электронно управляемая дроссельная заслонка — отвечает за регулировку воздушного потока, при этом в современных системах интегрирован датчик холостого хода, обеспечивающий минимальный проход воздуха при неактивной педали газа.

4. Датчик массового расхода воздуха — определяет количество воздуха, поступающего в двигатель, что позволяет точно сбалансировать соотношение воздуха и топлива для создания идеальной смеси.

5. Электронный блок управления (ЭБУ) — центральный компьютер системы, который анализирует информацию от многочисленных датчиков и корректирует работу форсунок и других компонентов, обеспечивая оптимальную работу двигателя.

Процесс работы начинается с топливного насоса, который транспортирует бензин к форсункам. В зависимости от типа впрыска, бензин либо напрямую впрыскивается в цилиндры, либо сначала во впускной коллектор. Контроль за процессом сгорания осуществляется через анализ состава отработанных газов с помощью кислородного датчика, что позволяет ЭБУ точно настраивать время работы форсунок.

Современные дроссельные заслонки больше не связаны механически с педалью газа, и их положение определяется ЭБУ, что улучшает отклик двигателя на действия водителя.

Преимущества перехода к инжекторным системам включают:

• высокую точность дозировки топлива;

• улучшенную эффективность и экономичность работы двигателя;

• снижение эмиссии вредных веществ в атмосферу;

• более стабильное и плавное функционирование двигателя;

• повышенную чувствительность и быстроту реакции на команды с педали газа.

Топливные системы дизельных двигателей

Дизельные двигатели уникальны тем, что их работа зависит исключительно от впрыска дизельного топлива прямо в камеры сгорания. Это обеспечивает самовоспламенение при высоких температурах, создаваемых в результате сжатия воздуха. В отличие от бензиновых аналогов, дизельные системы требуют значительно более высокого давления топлива, достигающего в новейших моделях автомобилей более 2000 атмосфер. Центральная роль в таких системах принадлежит топливному насосу высокого давления (ТНВД).

ТНВД в дизельных двигателях обладает сложной структурой, включая два контура давления — низкого и высокого. Топливо изначально подается из бака в контур низкого давления, а затем с высоким давлением направляется к форсункам. В прошлом ТНВД также отвечал за точное дозирование топлива, что добавляло сложности в его конструкцию и настройку.

На сегодняшний день в дизельных двигателях преимущественно используется технология common rail, которая схожа с бензиновыми системами впрыска. В такой системе ТНВД не подает топливо напрямую к форсункам, а направляет его сначала в общую топливную рампу, выступающую в роли аккумулятора высокого давления. Форсунки, оснащенные электромагнитными или пьезоэлектрическими клапанами, активируются по сигналу от электронного блока управления, обеспечивая точный впрыск. Такая конфигурация способствует более точному управлению топливом, повышает мощность и экономичность двигателя, а также снижает шум и выбросы вредных веществ.

Дизельные двигатели имеют свои особенности, влияющие на требования к конструкции его компонентов. Форсунки, в частности, сталкиваются с большими нагрузками и требуют высокой точности изготовления из прочных материалов. Эти требования делают их значительно более дорогостоящими по сравнению с бензиновыми форсунками.

Чистота топлива играет критическую роль в дизельных системах. В обслуживание входит регулярная проверка на наличие воды, для чего используются специальные влагоотделители, и частая замена топливных фильтров, которые крупнее и дороже, чем их бензиновые аналоги. Неудовлетворительное обслуживание или игнорирование замены фильтров может привести к дорогостоящим поломкам ТНВД и форсунок, которые часто невозможно отремонтировать.

Компоненты для топливных систем от ФорсункиПро

Компания "ФорсункиПро" предлагает широкий ассортимент компонентов для топливных систем, обеспечивая высокое качество и надежность своей продукции.

Мы предлагает решения, которые подходят как для легковых автомобилей, так и для коммерческой техники. Вся продукция сертифицирована и проходит строгий контроль качества, что делает "ФорсункиПро" надежным выбором для обслуживания и ремонта топливных систем.