Схема топливной системы главных двигателей

Схема топливной системы

Схема топливной системы — это элемент автомобиля, требующий особого внимания, ведь машина — это не просто средство передвижения, это наше хобби, увлечение, а порой и жизнь. Топливная система — основополагающий компонент любого авто. Она предназначена для обеспечения двигателя топливом, хранения горючего и его очищения.

Устройство системы и принцип ее работы

В наше время существует несколько различных топливных систем, состоящих из следующих общих узлов:

1. Топливный бак, в котором хранится горючее. Как правило, он расположен внизу кузова в задней части машины. Бак может быть разного объема, но в большинстве случаев он может обеспечить езду авто на 500 км;
2. Топливный насос, который отвечает за подачу горючего в другие элементы и поддерживает давление, необходимое для работы всей системы;
3. Датчик уровня топлива. Конструкция датчика проста и представляет собой механизм, состоящий из поплавка и измерительного устройства (потенциометра). Перемещение поплавка приводит к изменению сопротивления в электрической цепи и снижению напряжения на указателе запаса горючего;
4. Топливный фильтр, отвечающий за очищение горючего от примесей, ржавчины и пыли;
5. Топливопроводы, подающие топливо в двигатель и сливающие лишнее горючее обратно в бак;
6. Система впрыска — устройство, обеспечивающее смешивание горючего и воздуха и дальнейшее его поступление в камеру внутреннего сгорания.

Схема работы топливной системы довольно проста. При включении системы зажигания начинает работу топливный нанос, который закачивает горючее из бака в другие элементы системы. По мере прохождения топлива происходит его очистка, затем оно попадает в систему впрыска, в которой происходит образование смеси горючего с воздухом. В результате эта смесь оказывается в камере сгорания, где она зажигается, и двигатель получает необходимую для перемещения автомобиля энергию. Этот цикл повторяется по мере движения машины.

Типы топливных систем

В современные автомобили монтируют дизельные и бензиновые двигатели, использующие различные типы подачи горючего. К тому же бензиновые делятся еще на два вида: карбюраторные и инжекторные двигатели.

Карбюратор и его особенности

Карбюратор — это особое устройство, отвечающее за смешивание горючего с воздухом. Карбюратор монтируют на впускном коллекторе, к которому подается топливо. В нем при помощи жиклеров горючее смешивается с воздухом, затем через дроссельную заслонку попадает в коллектор и направляется в цилиндры двигателя.

Принцип работы инжектора

Инжекторную топливную систему от карбюраторной кардинально отличают следующие нюансы:

• в этой системе горючее подается из бака на рампу, присоединенную к форсункам (распылителям);
• воздух для создания смеси попадает через дроссельный узел;
• давление, создающееся в топливопроводах и насосе, намного превышает давление в карбюраторе. Эта особенность связана с необходимостью быстрого впрыска смеси в камеру сгорания;
• за работу топливной системы (точнее, за впрыск горючего) отвечает электронное устройство.

Инжекторные системы могут быть моновпрысковые и распределительные.

Моновпрысковые инжекторные системы — не лучший вариант, так как одна форсунка не может полноценно обеспечить топливом все цилиндры.

На распределительных системах у каждого цилиндра есть своя форсунка, поэтому двигатель работает на полную мощность, и именно по этой причине такую систему предпочитают современные производители.

Инжекторная топливная система начинает свою работу так же, как и остальные: при зажигании включается топливный насос и горючее поступает в топливопроводы, но затем оно оказывается в рампе, в которой всегда находится под повышенным давлением. Из рампы горючее поступает в форсунки, отвечающие за поступление топлива в камеры сгорания. В них же происходит и образование топливовоздушной смеси. Функционирование форсунок контролируется электрооборудованием и различными датчиками, и именно по их сигналу происходит впрыск топлива.

Работа автомобиля невозможна без системы охлаждения двигателя, более подробно о которой можно прочитать здесь. О значении тормозной системы авто и ее компонентах читайте здесь.

Дизельная топливная система

Схема топливной системы дизеля отличается от вышеописанных. В подобной топливной системе горючее подается под высоким давлением, из-за чего оно воспламеняется и запускает двигатель в работу. В бензиновых системах зажигание смеси происходит благодаря свече зажигания. Давление обеспечивается непрерывной работой ТНВД (топливного насоса высокого давления).

Таким образом, в дизельной системе есть два топливных насоса, один из которых отвечает за подкачку горючего из бака, а другой занимается подачей топлива на форсунки.

Схема топливной системы дизельного двигателя сложнее предыдущих из-за обилия конструктивных элементов. Начинается все с работы насоса, подкачивающего топливо из бака и направляющего его по топливопроводам через фильтр в ТНВД. Затем горючее попадает на форсунки, располагающиеся в головках цилиндров. Параллельно с подачей горючего в цилиндры поступает очищенный воздух. Образовавшаяся смесь уже попадет в камеру сгорания.

Дизельная система требует высокой точности и повышенного контроля, поэтому тех.обслуживание таких двигателей является дорогостоящим.

В наше время на авто устанавливают разные топливные системы, в которых есть много общих узлов, обладающих одинаковыми характеристиками. Конечно, инжекторная и дизельная системы сложнее устроены за счет повышенной точности впрыска топлива, однако унификация деталей может значительно облегчить ремонт.

Устройство топливной системы

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.

Распространенные типы систем питания

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.

Что 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.

Инжектор и его устройство

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:

• бак с системой вентиляции;
• электрический бензонасос;
• фильтр тонкой очистки;
• регулятор давления;
• трубопроводы (подачи, обратного слива);
• топливная рампа;
• форсунки.

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.

Принцип работы инжектора

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.

Дизель и его особенности

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:

• бак;
• магистрали (низкого и высокого давления, подающие и сливные);
• два фильтрующих элемента (грубой и тонкой очистки);
• топливоподкачивающий насос (обычно входит в конструкцию ТНВД);
• топливный насос высокого давления (ТНВД);
• форсунки;

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.

Принцип функционирования

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.

Источник Источник https://avtika.ru/shema-toplivnoy-sistemy-glavnyh-dvigateley/