Устройство и работа питания двигателя

Полные ответы на все вопросы на тему: "Устройство и работа питания двигателя". Здесь собран весь тематический материал в удобном для чтения виде. Если у вас возникли вопросы - задавайте их дежурному специалисту.

Системы питания карбюраторных и дизельных двигателей

От работы системы питания двигателя существенно зависят мощность, экономичность, надежность, безотказность и долговечность работы двигателя в различных условиях эксплуатации, токсичность отработавших газов.

Рисунок. Схемы систем питания:
а — карбюраторного двигателя: 1 — указатель уровня топлива; 2 — топливный бак; 3 — фильтр-отстойник; 4 — диафрагменный насос; 5 — фильтр тонкой очистки топлива; 6 — жиклер перепуска топлива; 7 — воздухоочиститель; 8 — карбюратор; 9 — впускной трубопровод; 10 — двигатель; 11 — выпускной трубопровод; 12 — глушитель;
б — дизеля: 1 — топливный бак; 2 — фильтр грубой очистки топлива; 3 — топливо подкачивающий насос; 4 — фильтр тонкой очистки топлива; 5 — топливный насос высокого давления; 5 — топливопровод отвода избыточного топлива; 7 — форсунка; 8 — воздухоочиститель; 9 — трубка для отвода просочившегося топлива; 10 — указатель уровня топлива.

Системы питания карбюраторных двигателей и дизелей существенно различаются способами смесеобразования, воспламенения и сгорания. Так, в карбюраторном двигателе топливо из бака 2 засасывается диафрагменным насосом 4, проходит фильтр грубой очистки 3 и подается насосом в фильтр тонкой очистки и далее в поплавковую камеру карбюратора 8. При вращении коленчатого вала и перемещении поршней в цилиндрах двигателя в карбюраторе создается разрежение. Вследствие этого в карбюратор засасываются топливо и воздух. Топливо распыливается в потоке воздуха и испаряется, образуя горючую смесь. Далее горючая смесь по впускному трубопроводу 9 поступает в цилиндры и там сгорает. Отработавшие газы отводятся в выпускной трубопровод 11, проходят глушитель 12 и выбрасываются в окружающую среду.

В системах питания карбюраторных двигателей топливный насос подает в 1,5…2 раза больше топлива, чем необходимо для работы двигателя при полной нагрузке. Избыточное топливо возвращается через жиклер 6 и отводящий топливопровод в бак, обеспечивая хороший отвод пузырьков пара и воздуха.

В системе питания дизеля подача и очистка воздуха и удаление отработавших газов, по существу, не отличаются от аналогичных процессов в системе питания карбюраторного двигателя. Принципиально система отличается приборами топливоподачи и смесеобразования, основными из которых являются топливный насос высокого давления 5 и форсунка 7.

Из топливного бака 1 по топливопроводу через фильтр грубой очистки 2 топливо засасывается подкачивающим насосом 3 и подается через фильтр тонкой очистки в полость насоса высокого давления 5, с помощью которого топливо дозируется, подается по топливопроводу высокого давления и через форсунку 7 впрыскивается в цилиндр. Излишки подаваемого топлива из полости насоса высокого давления по трубопроводу 6 возвращаются в бак.

КОНСУЛЬТАЦИЯ ЮРИСТА


УЗНАЙТЕ, КАК РЕШИТЬ ИМЕННО ВАШУ ПРОБЛЕМУ — ПОЗВОНИТЕ ПРЯМО СЕЙЧАС

8 800 350 84 37

Простейший карбюратор состоит из поплавковой камеры 2 с поплавком 1, запорной иглы 4, жиклера 12 с распылителем 9, диффузора 8, дроссельной 10 и воздушной 7 заслонок и смесительной камеры 11.

Рисунок. Схема работы простейшего карбюратора: 1 — поплавок; 2 — поплавковая камера; 3 — топливопровод; 4 — запорная игла; .5 — отверстие в поплавковой камер; б — воздухоочиститель; 7 — воздушная заслонка; 8 — диффузор; 9 — распылитель; 10 — дроссельная заслонка; 11 — смесительная камера; 12 — жиклер.

Топливо из бака по топливопроводу 3 поступает в поплавковую камеру 2 и заполняет ее. Когда уровень топлива в поплавковой камере достигнет верхнего предела, поплавок 1 прижмет запорную иглу 4 к ее седлу и поступление топлива прекратится. При понижении уровня поплавок опустится и игла откроет доступ топливу в поплавковую камеру.

Из поплавковой камеры топливо через жиклер 12 поступает в распылитель 9, выходное отверстие которого находится в горловине диффузора 8. Чтобы топливо не вытекало из распылителя при неработающем двигателе, выходное отверстие распылителя расположено на 1…2 мм выше уровня топлива в поплавковой камере.

Во время такта впуска при открытых воздушной 7 и дроссельной 10 заслонках разрежение из цилиндра передается в смесительную камеру 11 и вызывает в ней движение воздуха в направлении, указанном стрелками. Разрежение в смесительной камере можно регулировать дроссельной 10 и воздушной 7 заслонками.

Воздух, всасываемый в цилиндр двигателя, последовательно проходит через воздухоочиститель 6, патрубок и диффузор 8. Так как проходное сечение в горловине диффузора уменьшается, скорость воздуха в ней возрастает и разрежение увеличивается. Вследствие разницы между атмосферным давлением в поплавковой камере и разрежением в диффузоре топливо фонтанирует из распылителя. Струи воздуха движутся через диффузор со скоростью, примерно в 25 раз большей скорости капель топлива, поступающих из распылителя. Поэтому топливо распыливается на более мелкие капли и, смешиваясь с воздухом, образует горючую смесь, которая поступает в цилиндр двигателя. В результате распыливания поверхность соприкосновения частиц топлива с воздухом увеличивается, топливо интенсивно испаряется.

Простейший карбюратор не может изменять состав горючей смеси в зависимости от различных режимов работы двигателя. Поэтому в конструкцию современного карбюратора включены следующие дополнительные устройства:

  • пусковое
  • холостого хода (для работы двигателя на холостом ходу и малых нагрузках)
  • главное дозирующее (обеспечивает постоянство обедненного, т. е. экономичного, состава смеси в широком диапазоне средних нагрузок)
  • экономайзер (обогащает смесь в режиме больших нагрузок за счет подачи дополнительного количества топлива в смесительную камеру)
  • ускорительный насос (обогащает смесь при резком открытии дроссельной заслонки)

В системе питания двигателей, работающих на сжатом и сжиженном газах, как и в карбюраторном двигателе, смесь такого газа с воздухом приготавливается в карбюраторе-смесителе. У таких двигателей предусмотрена кратковременная работа и на бензине. Горючая смесь в дизелях образуется внутри рабочих цилиндров. В конце такта сжатия в цилиндры дизеля под высоким давлением через форсунку впрыскивается топливо, которое распыливается и самовоспламеняется вследствие высокой температуры сжатого воздуха.

Основной агрегат системы питания дизелей — топливный насос 5. Он служит для подачи топлива под давлением к форсункам (в определенный момент) и дозирования топлива в соответствии с режимом работы двигателя. Большинство автотракторных двигателей имеет секционные (рядные или V-образные) топливные насосы. Каждая насосная секция работает следующим образом.

При движении вниз плунжера 10 топливо с момента открытия отверстия 6 в гильзе 4 поступает в надплунжерное пространство. При движении плунжера вверх в начальный период топливо вытесняется из гильзы через отверстие 6. Когда верхняя кромка плунжера 10 перекроет это окно, в надплунжерном пространстве гильзы начинает повышаться давление. Под действием повышенного давления открывается нагнетательный клапан 1 и топливо по топливопроводу подается в форсунку.

При дальнейшем движении плунжера отсечная кромка 7 открывает отверстие 6 и топливо вытекает из надплунжерного пространства (это пространство высокого давления) через продольный паз 9, кольцевую выточку 8 и боковое отверстие 6. Давление в надплунжерном пространстве резко падает, и под действием избыточного давления в топливопроводе нагнетательный клапан 1 прижимается к седлу 2. В результате этого разъединяются плунжерное пространство и топливопровод.

Цилиндрический поясок нагнетательного клапана 1 называют разгрузочным. При движении плунжера этот поясок действует как поршень, освобождая часть объема топливопровода высокого давления, что приводит к резкому снижению давления в топливопроводе и быстрой посадке иглы распылителя форсунки, а следовательно, к резкой отсечке впрыска топлива.

Читайте так же:  Статья ук за неуплату алиментов

Количество подаваемого топлива зависит от активного (рабочего) хода плунжера. На рисунке показана максимальная подача топлива. При повороте плунжера по ходу часовой стрелки (если смотреть сверху) подача уменьшается, а против хода часовой стрелки — увеличивается. Если плунжер повернуть так, что продольный паз 9 плунжера будет находиться против отверстия 6, то подачи топлива не будет.

Рисунок. Схема работы секции топливного насоса дизеля: а — заполнение топливом надплунжерного пространства; б — нагнетательный ход плунжера; в — прекращение подачи топлива (отсечка); г — крайние положения плунжера; I — максимальная подача топлива; II — подача топлива отключена; 1 — нагнетательный (обратный) клапан; 2 — седло клапана; 3 — медное уплотнительное кольцо; 4 — гильза плунжера; 5 — корпус насосной (топливной) секции; 6 — боковое отверстие в гильзе; 7 — отсечная кромка плунжера; 8 — кольцевая выточка; 9 — продольный паз; 10 — плунжер; 11 — разгрузочный поясок.

Источник: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/sistemy-e-nergoobespecheniya-i-puska/sistema-pitaniya/

Устройство и принцип работы топливного насоса

Топливный насос предназначен для подачи топлива из бака в двигатель автомобиля. Он обеспечивает равномерную дозировку и необходимое для правильной работы мотора постоянное давление. В практике автомобилестроения применяются несколько видов насосов, отличающихся не только конструктивно, но и типом привода. О том, как устроены наиболее популярные топливные насосы, и пойдет речь далее.

Устройство топливных насосов

В зависимости от типа привода насосы для подачи топлива разделяются на две большие группы: механические и электрические. Первые используются только в карбюраторных двигателях, а также в качестве подкачивающих насосов в дизельных двигателях. Вторые применяются и для бензиновых, и для дизельных моторов.

Механические топливные насосы

Механический насос располагается на двигателе и приводится в движение специальным эксцентриком. Конструктивно он состоит из следующих элементов:

  • корпус;
  • диафрагма;
  • толкатель;
  • шток;
  • возвратная пружина;
  • клапаны на всасывающем и нагнетательном каналах;
  • фильтр;
  • эксцентрик.

В автомобилях, оснащенных задним приводом, эксцентрик находится на валу привода масляного насоса, а в авто с передним приводом он размещается на распределительном валу двигателя. Перемещение диафрагмы в таком насосе и обеспечивает движение топлива. Когда диафрагма находится в нижней точке, в рабочей камере возникает разрежение, и последняя заполняется жидкостью. Когда диафрагма перемещается в верхнее положение, происходит выталкивание топлива в нагнетательный трубопровод. Клапаны при этом препятствуют обратному ходу топлива.

Для дизельных двигателей такие системы часто используются как насосы низкого давления. Они выполняют функцию подкачивания топлива и располагаются рядом с насосами высокого давления (ТНВД). С практической стороны это позволяет преодолеть гидравлическое сопротивление системы фильтрации и создать стабильное избыточное давление.

Насосы для подачи топлива с электрическим приводом

Электрические насосы устанавливаются на двигателях с распределенным и непосредственным впрыском. Они приводятся в действие при помощи электрического привода от аккумулятора или генератора. По своему устройству электронасосы разделяются на следующие группы:

Особенности работы топливных насосов

Чтобы определить, где находится электрический топливный насос в системе, необходимо учесть его конструктивные особенности. Так например, роторные и шестеренчатые устанавливаются непосредственно в системе топливопровода, а центробежный насос всегда находится в бензобаке. По месту расположения топливные насосы разделяют на:

  • Выносные — монтируются на кузове автомобиля.
  • Погружные — устанавливаются в топливном баке таким образом, чтобы он был погружен в топливо. Такие конструкции наиболее популярны в современных авто. За счет погружения механизма в рабочую жидкость обеспечивается его охлаждение, а также исключается вероятность «сухого хода». Модуль погружного бензонасоса состоит из датчика уровня топлива, фильтра грубой очистки топлива, самого электрического бензонасоса и регулятора давления.

В автомобилях с бензиновым двигателем топливный насос создает высокое давление в диапазоне 0,3-0,4 МПа. В системах непосредственного впрыска топлива может обеспечиваться давление до 0,7 МПа.

Включение электрического насоса происходит при помощи реле, получающего сигнал от блока управления двигателя. Питание проходит через предохранитель в цепи бензонасоса, приводя последний в работу одновременно с включением системы зажигания или сразу после открытия двери водителя. Само реле может располагаться возле блока управления двигателя или в составе блока предохранителей.

Основные неисправности и ресурс топливных насосов

На ресурс любого топливного насоса влияет качество топлива. В среднем, срок службы составляет до 200 тысяч километров, но первые сбои в работе могут возникать уже после 100 тысяч километров пробега.

Наиболее частой проблемой является загрязнение системы. Оно приводит к повреждению и заклиниванию рабочих частей механизма. С целью предотвращения подобных неисправностей устанавливается фильтр очистки (сеточка) бензонасоса. Для погружных конструкций, помимо качества, принципиальным является и количество оставшегося топлива в баке. Если его мало, моторчик перегревается и не получает достаточного охлаждения.

Довольно часто на погружных насосах располагается датчик уровня топлива. Он работает по следующему принципу: поплавок датчика бензонасоса всегда плавает на поверхности жидкости в баке. В зависимости от его положения датчик посылает сигналы и оповещает водителя о необходимости пополнить бак.

Специалисты рекомендуют не допускать снижения уровня топлива в баке менее 5-10 литров.

Одной из распространенных причин отказа запуска мотора является перегорание предохранителя бензонасоса. В этом случае он потребует замены. Месторасположение самого предохранителя зависит от марки авто. Это может быть как подкапотное пространство, так и салон автомобиля.

Источник: http://techautoport.ru/dvigatel/toplivnaya-sistema/toplivnyi-nasos.html

Система питания топливом бензинового (карбюраторного) двигателя

Система питания топливом бензинового двигателя ⭐ предназначена для размещения и очистки топлива, а также приготовления горючей смеси определенного состава и подачи ее в цилиндры в необходимом количестве в соответствии с режимом работы двигателя (за исключением двигателей с непосредственным впрыском, система питания которых обеспечивает поступление бензина в камеру сгорания в необходимом количестве и под достаточным давлением).

Бензин, как и дизельное топливо, является продуктом перегонки нефти и состоит из различных углеводородов. Число атомов углерода, входящих в молекулы бензина, составляет 5 — 12. В отличие от дизелей в бензиновых двигателях топливо не должно интенсивно окисляться в процессе сжатия, так как это может привести к детонации (взрыву), что отрицательно скажется на работоспособности, экономичности и мощности двигателя. Детонационная стойкость бензина оценивается октановым числом. Чем больше оно, тем выше детонационная стойкость топлива и допустимая степень сжатия. У современных бензинов октановое число составляет 72—98. Кроме антидетонационной стойкости бензин должен также обладать низкой коррозионной активностью, малой токсичностью и стабильностью.

Поиск (исходя из экологических соображений) альтернатив бензину как основному топливу для ДВС привел к созданию этанолового топлива, состоящего в основном из этилового спирта, который может быть получен из биомассы растительного происхождения. Различают чистый этанол (международное обозначение — Е100), содержащий исключительно этиловый спирт; и смесь этанола с бензином (чаще всего 85 % этанола с 15 % бензина; обозначение — Е85). По своим свойствам этаноловое топливо приближается к высокооктановому бензину и даже превосходит его по октановому числу (более 100) и теплотворной способности. Поэтому данный вид топлива может с успехом применяться вместо бензина. Единственный недостаток чистого этанола — его высокая коррозионная активность, требующая дополнительной защиты от коррозии топливной аппаратуры.

Читайте так же:  Иные долговые обязательства

К агрегатам и узлам системы питания топливом бензинового двигателя предъявляются высокие требования, основные из которых:

  • герметичность
  • точность дозирования топлива
  • надежность
  • удобство в обслуживании

В настоящее время существуют два основных способа приготовления горючей смеси. Первый из них связан с использованием специального устройства — карбюратора, в котором воздух смешивается с бензином в определенной пропорции. В основу второго способа положен принудительный впрыск бензина во впускной коллектор двигателя через специальные форсунки (инжекторы). Такие двигатели часто называют инжекторными.

Независимо от способа приготовления горючей смеси ее основным показателем является соотношение между массой топлива и воздуха. Смесь при ее воспламенении должна сгорать очень быстро и полностью. Этого можно достичь лишь при хорошем смешении в определенной пропорции воздуха и паров бензина. Качество горючей смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха а, который представляет собой отношение действительной массы воздуха, приходящейся на 1 кг топлива в данной смеси, к теоретически необходимой, обеспечивающей полное сгорание 1 кг топлива. Если на 1 кг топлива приходится 14,8 кг воздуха, то такая смесь называется нормальной (а = 1). Если воздуха несколько больше (до 17,0 кг), смесь обедненная, и а = 1,10… 1,15. Когда воздуха больше 18 кг и а > 1,2, смесь называют бедной. Уменьшение доли воздуха в смеси (или увеличение доли топлива) называют ее обогащением. При а = 0,85… 0,90 смесь обогащенная, а при а Карбюраторные системы питания

Рассмотрим сначала карбюраторные системы питания, которые еще недавно были широко распространены. Они более просты и дешевы по сравнению с инжекторными, не требуют высококвалифицированного обслуживания в процессе эксплуатации и в ряде случаев более надежны.

Система питания топливом карбюраторного двигателя включает в себя топливный бак 1, фильтры грубой 2 и тонкой 4 очистки топлива, топливоподкачивающий насос 3, карбюратор 5, впускной трубопровод 7 и топливопроводы. При работе двигателя топливо из бака 1 с помощью насоса 3 подается через фильтры 2 и 4 к карбюратору. Там оно в определенной пропорции смешивается с воздухом, поступающим из атмосферы через воздухоочиститель 6. Образовавшаяся в карбюраторе горючая смесь по впускному коллектору 7 попадает в цилиндры двигателя.

Топливные баки в силовых установках с карбюраторными двигателями аналогичны бакам систем питания дизелей. Отличием баков для бензина является лишь их лучшая герметичность, не позволяющая бензину вытечь даже при опрокидывании ТС. Для сообщения с атмосферой в крышке наливной горловины бака обычно устанавливают два клапана — впускной и выпускной. Первый из них обеспечивает поступление в бак воздуха по мере расходования топлива, а второй, нагруженный более сильной пружиной, предназначен для сообщения бака с атмосферой, когда давление в нем выше атмосферного (например, при высокой температуре окружающего воздуха).

Фильтры карбюраторных двигателей аналогичны фильтрам, применяемым в системах питания дизелей. На грузовых автомобилях устанавливаются пластинчато-щелевые и сетчатые фильтры. Для тонкой очистки используют картон и пористые керамические элементы. Кроме специальных фильтров в отдельных агрегатах системы имеются дополнительные фильтрующие сетки.

Топливоподкачивающий насос служит для принудительной подачи бензина из бака в поплавковую камеру карбюратора. На карбюраторных двигателях обычно применяют насос диафрагменного типа с приводом от эксцентрика распределительного вала.

В зависимости от режима работы двигателя карбюратор позволяет готовить смесь нормального состава (а = 1), а также обедненную и обогащенную смеси. При малых и средних нагрузках, когда не требуется развивать максимальную мощность, следует готовить в карбюраторе и подавать в цилиндры обедненную смесь. При больших нагрузках (продолжительность их действия, как правило, невелика) необходимо готовить обогащенную смесь.

Рис. Схема системы питания топливом карбюраторного двигателя:
1 — топливный бак; 2 — фильтр трубой очистки топлива; 3 — топливоподкачивающий насос; 4 — фильтр тонкой очистки; 5 — карбюратор; 6 — воздухоочиститель; 7 — впускной коллектор

В общем случае в состав карбюратора входят главное дозирующее и пусковое устройства, системы холостого хода и принудительного холостого хода, экономайзер, ускорительный насос, балансировочное устройство и ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала (у грузовых автомобилей). Карбюратор может содержать также эконостат и высотный корректор.

Главное дозирующее устройство функционирует на всех основных режимах работы двигателя при наличии разрежения в диффузоре смесительной камеры. Основными составными частями устройства являются смесительная камера с диффузором, дроссельная заслонка, поплавковая камера, топливный жиклер и трубки распылителя.

Пусковое устройство предназначено для обеспечения пуска холодного двигателя, когда частота вращения проворачиваемого стартером коленчатого вала невелика и разрежение в диффузоре мало. В этом случае для надежного пуска необходимо подать в цилиндры сильно обогащенную смесь. Наиболее распространенным пусковым устройством является воздушная заслонка, устанавливаемая в приемном патрубке карбюратора.

Система холостого хода служит для обеспечения работы двигателя без нагрузки с малой частотой вращения коленчатого вала.

Система принудительного холостого хода позволяет экономить топливо во время движения в режиме торможения двигателем, т. е. тогда, когда водитель при включенной передаче отпускает педаль акселератора, связанную с дроссельной заслонкой карбюратора.

Экономайзер предназначен для автоматического обогащения смеси при работе двигателя с полной нагрузкой. В некоторых типах карбюраторов кроме экономайзера для обогащения смеси используют эконостат. Это устройство подает дополнительное количество топлива из поплавковой камеры в смесительную только при значительном разрежении в верхней части диффузора, что возможно лишь при полном открытии дроссельной заслонки.

Ускорительный насос обеспечивает принудительный впрыск в смесительную камеру дополнительных порций топлива при резком открытии дроссельной заслонки. Это улучшает приемистость двигателя и соответственно ТС. Если бы ускорительного насоса в карбюраторе не было, то при резком открытии заслонки, когда расход воздуха быстро растет, из-за инерционности топлива смесь в первый момент сильно обеднялась бы.

Балансировочное устройство служит для обеспечения стабильности работы карбюратора. Оно представляет собой трубку, соединяющую приемный патрубок карбюратора с воздушной полостью герметизированной (не сообщающейся с атмосферой) поплавковой камеры.

Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя устанавливается на карбюраторах грузовых автомобилей. Наиболее широко распространен ограничитель пневмоцентробежного типа.

Инжекторные топливные системы

Инжекторные топливные системы в настоящее время применяются гораздо чаще карбюраторных, особенно на бензиновых двигателях легковых автомобилей. Впрыск бензина во впускной коллектор инжекторного двигателя осуществляется с помощью специальных электромагнитных форсунок (инжекторов), установленных в головку блока цилиндров и управляемых по сигналу от электронного блока. При этом исключается необходимость в карбюраторе, так как горючая смесь образуется непосредственно во впускном коллекторе.

Различают одно- и многоточечные системы впрыска. В первом случае для подачи топлива используется только одна форсунка (с ее помощью готовится рабочая смесь для всех цилиндров двигателя). Во втором случае число форсунок соответствует числу цилиндров двигателя. Форсунки устанавливают в непосредственной близости от впускных клапанов. Топливо впрыскивают в мелко распыленной виде на наружные поверхности головок клапанов. Атмосферный воздух, увлекаемый в цилиндры вследствие разрежения в них во время впуска, смывает частицы топлива с головок клапанов и способствует их испарению. Таким образом, непосредственно у каждого цилиндра готовится топливовоздушная смесь.

Читайте так же:  Помощь в оформлении кредита в нурсултан

В двигателе с многоточечным впрыском при подаче электропитания к электрическому топливному насосу 7 через замок 6 зажигания бензин из топливного бака 8 через фильтр 5 подается в топливную рампу 1 (рампу инжекторов), общую для всех электромагнитных форсунок. Давление в этой рампе регулируется с помощью регулятора 3, который в зависимости от разрежения во впускном патрубке 4 двигателя направляет часть топлива из рампы обратно в бак. Понятно, что все форсунки находятся под одним и тем же давлением, равным давлению топлива в рампе.

Когда требуется подать (впрыснуть) топливо, в обмотку электромагнита форсунки 2 от электронного блока системы впрыска в течение строго определенного промежутка времени подается электрический ток. Сердечник электромагнита, связанный с иглой форсунки, при этом втягивается, открывая путь топливу во впускной коллектор. Продолжительность подачи электрического тока, т. е. продолжительность впрыска топлива, регулируется электронным блоком. Программа электронного блока на каждом режиме работы двигателя обеспечивает оптимальную подачу топлива в цилиндры.

Рис. Схема системы питания топливом бензинового двигателя с многоточечным впрыском:
1 — топливная рампа; 2 — форсунки; 3 — регулятор давления; 4 — впускной патрубок двигателя; 5 — фильтр; 6 — замок зажигания; 7 — топливный насос; 8 — топливный бак

Для того чтобы идентифицировать режим работы двигателя и в соответствии с ним рассчитать продолжительность впрыска, в электронный блок подаются сигналы от различных датчиков. Они измеряют и преобразуют в электрические импульсы значения следующих параметров работы двигателя:

  • угол поворота дроссельной заслонки
  • степень разрежения во впускном коллекторе
  • частота вращения коленчатого вала
  • температура всасываемого воздуха и охлаждающей жидкости
  • концентрация кислорода в отработавших газах
  • атмосферное давление
  • напряжение аккумуляторной батареи
  • и др.

Двигатели с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд неоспоримых преимуществ перед карбюраторными двигателями:

  • топливо распределяется по цилиндрам более равномерно, что повышает экономичность двигателя и уменьшает его вибрацию, вследствие отсутствия карбюратора снижается сопротивление впускной системы и улучшается наполнение цилиндров
  • появляется возможность несколько повысить степень сжатия рабочей смеси, так как ее состав в цилиндрах более однородный
  • достигается оптимальная коррекция состава смеси при переходе с одного режима на другой
  • обеспечивается лучшая приемистость двигателя
  • в отработавших газах содержится меньше вредных веществ

Вместе с тем системы питания с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд недостатков. Они сложны и поэтому относительно дорогостоящи. Обслуживание таких систем требует специальных диагностических приборов и приспособлений.

Наиболее перспективной системой питания топливом бензиновых двигателей в настоящее время считается довольно сложная система с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания, позволяющая двигателю длительное время работать на сильно обедненной смеси, что повышает его экономичность и экологические показатели. В то же время из-за существования ряда проблем системы непосредственного впрыска пока не получили широкого распространения.

Источник: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/dvigatel/sistema-pitaniya-toplivom-benzinovogo-dvigatelya/

Устройство и работа питания двигателя

Система питания бензинового двигателя

Видео (кликните для воспроизведения).

4.1 Назначение системы питания карбюраторного двигателя. Общее устройство и работа системы питания.
4.2 Определение понятий «горючая смесь», «рабочая смесь», «состав горючей смеси», «коэффициент избытка воздуха».
4.3 Режимы работы двигателя и составы горючей смеси на этих режимах.
4.4 Системы впрыска бензина. Их преимущества по сравнению с карбюраторными системами питания.
4.5 Общее устройство и работа систем распределенного впрыска топлива.

4.1 Назначение системы питания карбюраторного двигателя. Общее устройство и работа системы питания

Система питания карбюраторного двигателя предназначена для приготовления в определенной пропорции из топлива и воздуха горючей смеси, подачи ее в цилиндры двигателя и отвода из них отработавших газов.

В систему питания двигателя автомобиля входят топливный бак, топливопроводы от бака к фильтру-отстойнику и к топливному насосу, карбюратор, воздушный фильтр, приемные трубы, глушитель, выпускная труба глушителя. В систему питания входят также фильтр тонкой очистки топлива, установленный между топливным насосом и карбюратором, впускной трубопровод, на котором укреплен карбюратор, и выпускной трубопровод.

Во время работы двигателя топливо из бака после предварительной очистки в фильтре-отстойнике насосом подается к карбюратору. При такте впуска в цилиндре двигателя создается разрежение, передающееся в карбюратор и в установленный на нем воздушный фильтр. Очищенный воздух проходит в смесительную камеру, где из жиклеров подается топливо. Испаряющееся топливо перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Из карбюратора по впускному трубопроводу горючая смесь поступает в цилиндры двигателя. Газы, образовавшиеся после быстрого сгорания рабочей смеси в цилиндре, расширяются, давят на поршень, и он опускается вниз, совершая рабочий ход. После рабочего хода отработавшие газы через открытый выпускной клапан вытесняются поршнем в выпускной трубопровод. Затем они поступают в приемные трубы глушителя, выпускную трубу и в атмосферу. Топливо наливают в бак через горловину, закрываемую крышкой. Количество топлива, находящегося в баке, контролируют при помощи датчика и указателя уровня топлива. Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя показана на рис. 4.1.

4.2 Определение понятий «горючая смесь», «рабочая смесь», «состав горючей смеси», «коэффициент избытка воздуха»

Смесь топлива с воздухом называется горючей смесью. Горючая смесь, попадая в цилиндр, смешивается с остаточными газами, которые не были удалены при такте выпуска. Образовавшаяся смесь называется рабочей.

Состав горючей смеси характеризуется определенным соотношением масс топлива и воздуха. Для полного сгорания 1 кг бензина теоретически необходимо 14,9 кг воздуха (обычно принимают 15 кг). Однако количество воздуха, действительно расходуемого на приготовление горючей смеси, может быть больше или меньше теоретически необходимого. Поэтому состав горючей смеси принято характеризовать коэффициентом избытка воздуха, обозначаемым буквой α. Коэффициент представляет собой отношение действительного количества воздуха Lд, участвующего в процессе сгорания бензина, к теоретически необходимому количеству воздуха Lт, т.е. α =Lд / Lт .

Если в сгорании 1 кг бензина действительно участвует 15 кг воздуха, т. е. столько, сколько теоретически необходимо, то α = 15/15 = 1, и такую смесь называют нормальной. Горючую смесь, для которой α 1 называют бедной, так как в ней содержится воздуха больше теоретически необходимого количества.

4.3 Режимы работы двигателя и составы горючей смеси на этих режимах

Основными режимами при работе автомобильного двигателя являются пуск двигателя, холостой ход и малые нагрузки, средние нагрузки, полные нагрузки, резкие переходы с малых нагрузок на большие. При пуске двигателя необходима очень богатая смесь (α = 0,2…0,6), так как частота вращения коленчатою вала мала, топливо плохо испаряется, а часть его конденсируется на холодных стенках цилиндра.

Работа двигателя в режимах холостого хода и малой нагрузке возможна при α = 0,7…0,8. Горючая смесь, поступающая в цилиндры двигателя, загрязняется остаточными газами, поэтому обогащение смеси улучшает ее воспламеняемость и способствует устойчивой работе двигателя.

Автомобильный двигатель большую часть времени работает при режиме средних нагрузок, т.е. с не полностью открытой дроссельной заслонкой. Для этого режима необходима обедненная смесь с коэффициентом избытка воздуха α = 1,05…1,15 (экономическая смесь), обеспечивающая экономичную работу двигателя.

Читайте так же:  Переоформить кредит на другого человека втб

4.4 Системы впрыска бензина. Их преимущества по сравнению с карбюраторными системами питания

Первые системы впрыска были механическими, а не электронными, и некоторые из них (например, высокоэффективная система BOSCH) были чрезвычайно остроумными и хорошо работали. Впервые же система механического впрыска топлива была разработана компанией Daimler Benz, а первый серийный автомобиль с впрыском бензина был выпущен еще в 1954 г. Основными преимуществами системы впрыска по сравнению с карбюраторными системами являются следующие:
— отсутствие дополнительного сопротивления потоку воздуха на впуске, имеющему место в карбюраторе, что обеспечивает повышение наполнения цилиндров и литровой мощности двигателя;
— более точное распределение топлива по отдельным цилиндрам;
— значительно более высокая степень оптимизации состава горючей смеси на всех режимах работы двигателя с учетом его состояния, что приводит к улучшению топливной экономичности и снижению токсичности отработавших газов.

Хотя в конце концов оказалось, что лучше для этой цели использовать электронику, которая дает возможность сделать систему компактнее, надежнее и более адаптируемой к требованиям различных двигателей. Некоторые из первых систем электронного впрыска представляли собой карбюратор, из которого удаляли все «пассивные» топливные системы и устанавливали одну или две форсунки. Такие системы получили название «центральный (одноточечный) впрыск».

В настоящее время наибольшее распространение получили системы распределенного (многоточечного) электронного впрыска. На изучении этих систем питания необходимо остановиться более подробно.

4.5 Общее устройство и работа систем распределенного впрыска топлива

В системе центрального впрыска подача смеси и ее распределение по цилиндрам осуществляются внутри впускного коллектора.

Наиболее современная система распределенного впрыска топлива отличается тем, что во впускном тракте каждого цилиндра устанавливается отдельная форсунка, которая в определенный момент впрыскивает дозированную порцию бензина на впускной клапан соответствующего цилиндра. Бензин, поступивший в цилиндр, испаряется и перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Двигатели с такими системами питания обладают лучшей топливной экономичностью и пониженным содержанием вредных веществ в отработавших газах по сравнению с карбюраторными двигателями.

Работой форсунок управляет электронный блок управления (ЭБУ), представляющий собой специальный компьютер, который получает и обрабатывает электрические сигналы от системы датчиков, сравнивает их показания со значениями, хранящимися в памяти компьютера, и выдает управляющие электрические сигналы на электромагнитные клапаны форсунок и другие исполнительные устройства. Кроме того, ЭБУ постоянно проводит диагностику системы впрыска топлива и при возникновении неполадок в работе предупреждает водителя с помощью контрольной лампы, установленной в щитке приборов. Серьезные неполадки записываются в памяти блока управления и могут быть считаны при проведении диагностики.

Система питания с распределенным впрыском имеет следующие составные части:
· система подачи и очистки топлива;
· система подачи и очистки воздуха;
· система улавливания и сжигания паров бензина;
· электронная часть с набором датчиков;
· система выпуска и дожигания отработавших газов.

Источник: http://www.sites.google.com/site/agzpetrov/bazovoe-sassi/lekcii/lekcia-4

Устройство и работа питания двигателя

Отработавшие газы из цилиндров отводятся через выпускной трубопровод и глушитель в атмосферу.

Смешение топлива и воздуха, т. е. приготовление горючей смеси, осуществляется в карбюраторе. Простейший карбюратор состоит из следующих основных частей: поплавковой камеры с поплавком и игольчатым клапаном; дозирующего устройства, состоящего из жиклера и распылителя смесительной камеры, включающей диффузор, дроссель и воздушную заслонку.

Рис. 103. Схема системы питания и устройство простейшего карбюратора

Топливо, поступившее из бака по трубопроводам в поплавковую камеру карбюратора, поддерживается в. ней на определенном уровне при помощи поплавка с игольчатым клапаном.

Поплавковая камера соединена с атмосферой отверстием, а через жиклер и распылитель — со смесительной камерой.

В распылителе, так же как и в поплавковой камере, топливо все время находится на определенном уровне (1—1,5 мм ниже верхнего конца распылителя). Если часть топлива израсходована, то поплавок опускается, игольчатый клапан открывает отверстие и топливо из бака поступает в поплавковую камеру. По достижении определенного (нормального) уровня поплавок поднимается и игольчатый клапан, закрыв отверстие, приостановит подачу топлива.

Жиклер представляет собой дозирующее устройство в виде пробки с калиброванным отверстием, которое пропускает к распылителю определенное количество топлива. Из распылителя, выполненного в виде тоненькой трубочки, топливо поступает в смесительную камеру, представляющую собой патрубок, соединенный одним концом с воздушным фильтром, а другим с впускным трубопроводом двигателя.

За счет разрежения, создаваемого в карбюраторе при движении поршня в цилиндре двигателя при такте впуска, поток воздуха движется в смесительной камере от воздушного фильтра к цилиндру. Диффузор обеспечивает увеличение скорости воздушного потока и разрежения около конца распылителя. Вследствие разности давле ISO устанавливают двухкамерный карбюратор К-88А с падающим потоком горючей смеси и балансированной поплавковой камерой (рис. 105). В каждой камере карбюратора приготовляется смесь только для четырех цилиндров двигателя. Главное дозирующее устройство обеспечивает пневматическое торможение топлива. Поплавковая камера, входной патрубок с воздушной заслонкой, экономайзер и ускорительный насос являются общими для обеих камер карбюратора.

Каждая камера имеет самостоятельное главное дозирующее устройство и систему холостого хода. Ускорительный насос имеет два распылителя — по одному на каждую камеру. Оба дросселя жестко закреплены на одной оси.

При пуске двигателя, когда воздушная заслонка закрыта, одновременно при помощи рычагов и тяг, соединяющих заслонку с валиком дросселей, немного приоткрываются оба дросселя. Большое разрежение в смесительных камерах обеспечивает вытекание топлива из кольцевых щелей малых диффузоров и эмульсии из отверстий системы холостого хода. Горючая смесь при этом очень богатая.

При работе двигателя на малых оборотах холостого хода, когда дроссели немного приоткрыты, скорость воздуха и разрежение в диффузорах невелико и топливо из кольцевых щелей малых диффузоров не вытекает. За дросселями создается большое разрежение, которое передается через нижнее отверстие в эмульсионный канал, а затем в жиклеры холостого хода.

Под действием этого разрежения топливо из поплавковой камеры через главный жиклер поступает в распылители, а из них к жиклерам холостого хода, затем смешивается с воздухом, поступающим через верхнее отверстие этого жиклера. Получившаяся эмульсия движется по эмульсионному каналу, где смешивается с воздухом, поступающим через верхнее отверстие, и через регулируемые отверстия выходит в смесительную камеру.

Рис. 105. Карбюратор К-88А:
1 — сетчатый фильтр, 2 — балансировочный канал, 3 — жиклер холостого хода, 4 — воздушный жиклер главной дозирующей системы, 5 — распылитель главной дозирующей системы, 6 — малый диффузор, 7 — полый винт, 8 — воздушная заслонка, 9 — толкатель клапана экономайзера, 10 — шток экономайзера, 11 — планка, 12 — шток поршня ускорительного насоса. 13 — тяга, 14 — поршень ускорительного насоса, 15 — впускной клапан, 16 — шариковый клапан экономайзера, 17 — рычаг дросселей, 18 — жиклер полной мощности, 19 — дроссель, 20 — распылитель ускорительного насоса, 21 — винты регулировки качества смеси, 22—нагнетательный клапан, 23 — регулируемое отверстие системы холостого хода, 24 — нерегулируемые отверстия системы холостого хода, 25 — большой диффузор, 26 — главный жиклер, 27 — поплавок, 28 — игольчатый клапан

Читайте так же:  Взять миг кредит

По мере открытия дросселя верхнее отверстие попадает в зону большого разрежения и тогда эмульсия выходит из обоих отверстий. Этим обеспечивается плавный переход от работы системы холостого хода к работе главной дозирующей системы.

Качество смеси при работе системы холостого хода регулируют винтами, а число оборотов холостого хода — упорным винтом, изменяющим степень прикрытия дросселя.

Рис. 106. Диафрагменный топливный насос восьмицилиндрового двигателя:
1 — сетчатый фильтр, 2 — выпускные клапаны, 3 —диафрагма, 4, 11 — пружины, 5 — ось, 6 — штанга, 7 — эксцентрик, 8, 9 — рычаги, 10 — шток, 12 — впускные клапаны

По мере открытия дросселя вступает в работу главная дозирующая система. Топливо из поплавковой камеры, проходя через главный жиклер и жиклер полной мощности, по пути смешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер. Получившаяся эмульсия выходит через распылитель и кольцевую щель малого диффузора. Воздухом, поступающим через жиклеры, тормозится вытекание топлива из главного жиклера и горючая смесь обедняется.

При работе двигателя с полной нагрузкой смесь обогащается экономайзером с механическим приводом. При полном открытии дросселя шток нажмет на толкатель и откроет шариковый клапан экономайзера, что увеличит приток топлива к жиклерам полной мощности. В результате смесь обогатится.

При резком открытии дросселей, что необходимо при трогании автомобиля с места и при разгоне, кратковременное обогащение смеси обеспечивается работой ускорительного насоса. При резком открытии дросселя тяга с планкой, перемещаясь вниз, через пружину опускает поршень. Клапан закрывается, а нагнетательный клапан открывается. Топливо под давлением проходит через отверстие полого винта, а затем впрыскивается из распылителя ускорительного насоса в смесительные камеры.

Топливный насос служит для подачи топлива из бака в поплавковую камеру карбюратора. На рис. 106 показан диафрагменный топливный насос восьмицилиндрового двигателя, приводимый в действие эксцентриком распределительного вала через штангу и рычаг, качающийся на оси.

Когда под воздействием рычага диафрагма прогибается вниз, впускные клапаны под действием создавшегося разрежения открываются и топливо из бака через сетчатый фильтр заполняет полость над диафрагмой. Выпускные клапаны при этом закрыты. При дальнейшем повороте эксцентрика рычаг возвращается в первоначальное положение пружиной. Одновременно пружиной диафрагма прогибается вверх и топливо через открывшиеся выпускные клапаны выталкивается в поплавковую камеру карбюратора. Впускные клапаны при этом закрыты.

Если поплавковая камера заполнена топливом, диафрагма остается в нижнем положении, а рычаг перемещается по штоку вхолостую и топливо к карбюратору не поступает. Для ручного привода диафрагменного насоса служит рычаг.

Топливные фильтры предназначаются для очистки топлива от механических примесей. Сетчатые топливные фильтры устанавливают в заливной горловине топливного бака, в крышке корпуса топливного насоса и в штуцере поплавковой камеры. На ряде автомобилей (ГАЗ-53А, ЗИЛ-164А) установлены фильтры-отстойники между баком и топливным насосом.

На автомобиле ЗИЛ-130 устанавливается два фильтра: фильтр-отстойник и фильтр тонкой очистки. Фильтр-отстойник (рис. 107) имеет металлический корпус, к которому болтом и стержнем прикреплен отстойник. Фильтрующий элемент пластинчато-щелевого типа. Латунные пластины фильтрующего элемента, имеющие небольшие выступы на поверхности, сжимаются пружиной.

Через входное отверстие А топливо поступает из бака в отстойник фильтра. В отстойнике вода (более тяжелая, чем топливо) и механические примеси оседают на дно, а топливо через щели между пластинами и отверстия в пластинах поступает через выходное отверстие Б к топливному насосу. Отстой из фильтра сливается через отверстие, закрытое пробкой.

Рис. 107. Фильтр-отстойник

Воздушный фильтр служит для очистки воздуха от пыли и других примесей. Наибольшее распространение получили инерционно-масляные воздушные фильтры (рис. 108). Воздушный фильтр крепится к воздушному патрубку карбюратора.

Под действием разрежения поток воздуха в фильтре направляется вниз, ударяется о поверхность масла и, резко изменив направление, движется через сетчатый фильтрующий элемент в воздушный патрубок карбюратора. При этом частицы пыли оседают на поверхности масла.

Система питания дизеля устроена следующим образом (рис. 109). Дизельное топливо из бака под действием разрежения, создаваемого топливоподкачивающим насосом, подается к фильтру грубой очистки, затем от топливо-подкачивающего насоса через фильтр тонкой очистки поступает в насос высокого давления. Излишек топлива из фильтра тонкой очистки через жиклер поступает обратно в топливный бак.

Рис. 108. Воздушный фильтр:
1 — масло, 2 сетчатый фильтрующий элемент

Рис. 109. Схема системы питания топливом дизеля ЯМЗ-236:
1 — топливный бак, 2 — фильтр тонкой очистки, 3 — жиклер, 4 — сливная трубка, 5 —форсунка, 6 — перепускной клапан, 7 — топливный насос высокого давления, 8—ручной насос, S — топлнво-подкачивающий насос, 10 — фильтр грубой очистки; 1, II, III , IV, V, VI — номера цилиндров двигателя

От насоса высокого давления топливо под давлением около 14,7 Мн/м2 (150 кГ/см2) поступает к форсункам. Избыточное топливо из насоса высокого давления при давлении 147 кн/м2 (1,5 кГ/см2) через перепускной клапан 6 отводится в топливный бак.

Рис. 110. Форсунка дизеля ЯМЗ-236:
1 — распылитель, 2 — игла, 3 — кольцевая камера, 4 — гайка распылителя, 5 — корпус, 6 — топливный канал, 7 — шток, S —опорная шайба, 9 — пружина, 10 — гайка, 11 — уплотни-тельная шайба, 12 — регулировочный винт, 13 — контргайка, 14 — колпачок, 15 — гнездо фильтра, 16 — сетчатый фильтр, 17 — штуцер, 18 — резиновый уплотнитель

Топливо в цилиндр двигателя впрыскивается форсункой через четыре отверстия диаметром 0,32 мм каждое (двигатели ЯМЭ-236 и ЯМЗ-238). Высокое давление впрыска и мелкое распиливание топлива необходимы для быстрого и полного испарения топлива и хорошего его смешения с воздухом.

От насоса высокого давления топливо через сетчатый фильтр (рис. 110) форсунки по топливному каналу подается в кольцевую камеру (полость). По мере поступления топлива из насоса давление в кольцевой полости возрастает и начинает все сильнее передаваться на коническую поверхность иглы. Когда сила давления топлива превысит усилие 14,7 Мн/м2 (150 кГ/см2), создаваемое пружиной, игла приподнимется. Топливо из форсунки начнет поступать к четырем отверстиям распылителя и произойдет впрыск в камеру сгорания двигателя. По окончании нагнетания топлива пружина через шток быстро опустит иглу, которая закроет отверстия распылителя.

Основные неисправности системы питания карбюраторного двигателя. Бедная смесь (недостаточное количество топлива в смеси) является результатом неисправности карбюратора или приборов подачи топлива. Обычно работа двигателя на бедной смеси сопровождается его перегревом, хлопками в карбюраторе и резким падением мощности. Причинами подобных неисправностей могут быть засорение фильтров, трубопроводов и жиклеров, неисправность топливного насоса, низкий уровень топлива в поплавковой камере, негерметичность соединения деталей, в результате чего происходит подсос воздуха, и др.

Богатая смесь (излишнее содержание топлива в смеси) является результатом неисправности игольчатого клапана, жиклеров, неполного открытия воздушной заслонки. Работа двигателя на богатой смеси сопровождается выстрелами в глушителе и черным дымом, двигатель теряет мощность, перерасходует топливо и в цилиндрах интенсивно отлагается нагар.

Видео (кликните для воспроизведения).

Источник: http://stroy-technics.ru/article/sistema-pitaniya-dvigatelya-avtomobilya

Устройство и работа питания двигателя
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here