Доброго времени суток уважаемые посетители сайта Я-АВТОЛЮБИТЕЛЬ.

Система питания двигателя предназначена для приготовления рабочей смеси из воздуха и топлива. Система питания двигателя хранит, очищает, подает топливо и воздух в цилиндры.

Горючая смесь

Горючая смесь – это смесь топлива и воздуха в определенных пропорциях, для работы двигателя автомобилей требуется рабочая смесь. Рабочая смесь – это смесь из топлива, воздуха и отработавших газов, образующихся во время работы двигателя. В качестве топлива для двигателя внутреннего сгорания применяется бензин, газ или дизельное топливо солярка. Для нормальной работы двигателя необходимо чтобы горючая смесь сгорала за 0,003 – 0,005 секунды, в таком случае обеспечивается скорость распространения горения смеси 25-30 м/с, такое горение является нормальным. В некоторых режимах работы двигателя бывает, что мгновенно воспламеняется вся смесь, при воспламенении рабочей смеси в таком случае скорость распространения вспышки достигает 2500 м/с. В цилиндрах двигателя в этот момент происходит взрывное сгорание топлива, данное явление называется детонацией. Детонация, как правило, возникает в случае несоответствия марки топлива данному типу двигателя. Детонационное горение пагубно влияет на механизмы и узлы двигателя. Состав горючей смеси можно охарактеризовать соотношением топлива и воздуха, теоретически для сгорания 1 кг бензина требуется 15 кг воздуха. Смесь топлива и воздуха (горючая смесь) бывает нескольких типов: нормальная, богатая, обогащенная, обедненная и бедная.

Нормальная смесь – смесь, где на 1 кг бензина приходится 15 кг воздуха;

Богатая смесь – смесь, где на 1 кг бензина приходится менее 13 кг воздуха, при холодном пуске и больших нагрузках используется богатая смесь горючая смесь, расход топлива при этом возрастает;

Обогащенная смесь – смесь, где на 1 кг бензина приходится менее 15, но более 13 кг воздуха. На холостом ходу цилиндр проветривается плохо, соответственно в нем остается большое количество отработавших газов, для обеспечения нормальной работы двигателя в цилиндр подается обогащенная горючая смесь. На средних нагрузках, двигатель так же работает на обогащенной смеси;

Обедненная смесь – смесь, где на 1 кг бензина приходится 15-17 кг воздуха. Во время работы двигателя со средней нагрузкой в цилиндры подается обедненная смесь, для обеспечения экономии топлива.

Бедная смесь – смесь, где на 1 кг бензина приходится более 17 кг воздуха.

Система питания двигателя назначение и классификация

Система питания двигателя предназначена для приготовления рабочей смеси из топлива и воздуха. Система питания обеспечивает хранение, очистку, а также подачу топлива для приготовления горючей смеси. Система питания так же обеспечивает подачу очищенного воздуха и удаление отработавших газов из цилиндра двигателя.

Системы питания двигателя классифицируются в зависимости от способа приготовления горючей смеси: смесеобразование возможно вне цилиндра и непосредственно в цилиндре. Смесеобразование вне цилиндра применяется на бензиновых двигателях, карбюраторных или впрысковых (инжекторных), на инжекторных двигателях смесеобразование происходит во впускном коллекторе, на карбюраторном двигателе смесеобразование происходит в карбюраторе. На карбюраторных двигателях капли бензина попадают в поток воздуха, движущийся через смесительную камеру карбюратора со скоростью 50-150 м/с, после чего они измельчаются и испаряются, образуя горючую смесь. Горючая смесь поступает в цилиндры двигателя, образуя там рабочую смесь. На впрысковых двигателях топливо с воздухом смешивается во впускном коллекторе, для приготовления горючей смеси в поток воздуха впрыскивается из форсунок мелкораспыленное топливо. Горючая смесь может производиться одной форсункой (моновпрысковый двигатель) или несколькими форсунками (инжекторный двигатель). Существуют системы питания двигателя с приготовлением горючей смеси непосредственно в цилиндре двигателя, данная схема применяется на бензиновых и дизельных двигателях, различие в способе воспламенения рабочей смеси. Приготовление горючей смеси в таких двигателях происходит путем впрыска топлива форсункой, непосредственно в камеру сгорания двигателя в момент сжатия воздуха. Далее на дизельном двигателе происходит воспламенение рабочей смеси от сжатия, а бензиновом двигателе воспламенение производится при помощи свечи зажигания. Бензиновые двигатели с впрысковой системой питания двигателя обеспечивают лучшее наполнение цилиндров горючей смесью, развивают большую мощность, обладая при этом лучшей экономичностью, степень сжатия на таких двигателях выше, токсичность отработавших газов на впрысковых двигателях ниже. Однако система питания таких двигателей более сложна по конструкции и в последующей эксплуатации. В настоящее время все современные двигатели оснащаются впрысковой системой питания, или системой питания с непосредственным впрыском топлива в цилиндр.

Устройство и принцип работы карбюраторной системы питания двигателя

В такой системе питания приготовление горючей смеси требуемого состава происходит в карбюраторе, затем горючая смесь в необходимом количестве поступает непосредственно в цилиндры двигателя. Система питания карбюраторного двигателя (Рисунок 1), включает в себя топливный бак, топливные фильтры, топливный насос, систему очистки воздуха (воздушный фильтр), непосредственно сам карбюратор и впускной и выпускной трубопроводы.

Рисунок 1. Система питания карбюраторного двигателя

Устройство системы питания карбюраторного двигателя, принцип работы

  1. топливный насос;
  2. воздушный фильтр;
  3. карбюратор;
  4. рукоятка управления воздушной заслонки;
  5. рукоятка управления дроссельной заслонкой;
  6. педаль управления дроссельной заслонкой  (педаль акселератора);
  7. топливопроводы;
  8. указатель уровня топлива;
  9. поплавковый датчик указателя уровня топлива;
  10. топливный бак;
  11. кран;
  12. фильтр-отстойник;
  13. глушитель;
  14. приемные трубы глушителя;
  15. выпускной коллектор двигателя;
  16. выхлопная труба;

В баке 10 хранится запас топлива необходимый для работы двигателя, в карбюратор 3 топливо подается из бака топливным насосом 1 через топливопроводы 7. Топливо в карбюратор может подаваться при помощи насоса или самотеком, для обеспечения подачи топлива самотеком необходимо размещать топливный бак выше карбюратора, что не всегда представляется возможным. Использование топливного насоса допускает расположение топливного бака в любой части автомобиля. Фильтр-отстойник 12 предназначен для очистки топлива от механических примесей и воды. Атмосферный воздух поступает в карбюратор через воздушный фильтр 2, где он очищается от пыли. Карбюратор 3 приготовляет рабочую смесь, поступающую через впускной коллектор в цилиндры двигателя. Выпускной коллектор 15 необходим для отвода из цилиндров отработавших газов. Отработавшие газы через выпускной коллектор поступают в глушитель для уменьшения шума, после чего выбрасываются в атмосферу.

Рассмотрим принцип работы простейшего карбюратора, изображенного на рисунке 2.

Рисунок 2. Устройство и принцип работы простейшего карбюратора.

Устройство простейшего карбюратора, принцип работы

  1. топливопровод;
  2. отверстие в поплавковой камере;
  3. диффузор;
  4. распылитель;
  5. дроссельная заслонка;
  6. смесительная камера;
  7. жиклер;
  8. поплавковая камера;
  9. поплавок;
  10. игольчатый клапан;

Топливо поступает в поплавковую камеру 8 через  топливопровод 1, поплавковая камера соединяется со смесительной камерой распылителем 4, где установлен жиклер. Жиклер представляет собой пробку с небольшим отверстием, пропускающим определенную порцию топлива в единицу времени. Поплавок 9 при помощи игольчатого клапана 10 поддерживает постоянный уровень топлива в поплавковой камере. Как только поплавковая камера 8 наполняется, поплавок 9 всплывает, поднимая игольчатый клапан 10 при помощи рычажка, игольчатый клапан 10 в свою очередь перекрывает отверстие в подводящем топливопроводе 1, перекрывая его, доступ топлива в камеру прекращается. При снижении уровня топлива в поплавковой камере, поплавок 9 уходит ниже, воздействие на клапан 10 прекращается, отверстие в подводящем топливопроводе 1 открывается, открывая доступ топливу. Во время работы двигателя, при такте впуска в цилиндре двигателя создается разрежение, в результате чего в цилиндр через карбюратор поступает горючая смесь. Воздух, проходя через карбюратор, попадает в узкое сечение диффузора где его скорость увеличивается. Вследствие увеличения скорости потока воздуха, проходящего через диффузор, в нем возрастает разрежение. Между поплавковой камерой и диффузором создается перепад давлений, в результате чего топливо через жиклер поступает в смесительную камеру, образуя горючую смесь. Далее горючая смесь попадает в цилиндр двигателя.

Система питания дизельного двигателя

Система питания дизельного двигателя предназначена для подачи очищенного воздуха и порций     топлива в цилиндр двигателя. В отличие от системы питания карбюраторного двигателя, в дизельном двигателе приготовление горючей смеси происходит непосредственно в цилиндре, а воздух и топливо подаются по отдельности. Рассмотрим устройство (Рисунок 3) и принцип работы системы питания дизельного двигателя.

Рисунок 3. Система питания дизельного двигателя.

Устройство системы питания дизельного двигателя.

  1. воздушный фильтр;
  2. сливная трубка;
  3. форсунка;
  4. топливопровод высокого давления;
  5. фильтр грубой очистки топлива;
  6. фильтр тонкой очистки топлива;
  7. датчик указателя уровня топлива;
  8. топливомерная трубка;
  9. топливные баки;
  10. расходный кран;
  11. сливной кран;
  12. топливоподкачивающий насос;
  13. трубка перепуска топлива;
  14. топливный насос высокого давления;

Во время работы дизельного двигателя топливо из топливного бака 9 подается в фильтр грубой очистки топлива 5, где отделяются все крупные примеси. Пройдя фильтр грубой очистки, топливо засасывается подкачивающей помпой 12 в фильтр тонкой очистки, затем в топливный насос высокого давления 14. Топливный насос под давлением через топливопровод высокого давления 4 подает топливо к форсункам 3, форсунки распыляют топливо в камеру сгорания. Перепускная трубка 13 служит для отвода излишек топлива, поданного подкачивающей помпой. Излишки топлива подаются во впускную часть подкачивающей помпы. Топливо, просочившееся через зазоры форсунок, отводятся в фильтр тонкой очистки через сливную трубку 2.

Форсунка

Форсунки (Рисунок 4) в дизельном двигателе предназначены для подачи мелкораспыленного топлива под высоким давлением в камеру сгорания. Для лучшего распыления топлива, форсунка выполняется многодырчатой. Основной деталью форсунки являются распылитель, состоящий из корпуса 12 и иглы 11.

Рисунок 4. Устройство форсунки.

Устройство форсунки дизельного двигателя

а — устройство;

б — схема работы;

  1. колпак;
  2. регулировочный винт;
  3. контргайка;
  4. пружина;
  5. тарелка;
  6. сетчатый фильтр;
  7. штуцер для соединения топливопровода;
  8. штанга;
  9. канал подвода топлива в распылитель;
  10. корпус форсунки;
  11. игла распылителя;
  12. корпус распылителя;
  13. гайка распылителя;
  14. прокладка;
  15. камера распылителя;

Топливо от топливного насоса под высоким давлением поступает в форсунку через штуцер 7, затем топливо идет к распылителю через канал 9, как только давление топлива в распылителе преодолевает сопротивление пружины 4, игла поднимается. После поднятия иглы топливо впрыскивается в камеру сгорания двигателя. После впрыска топлива, давление в камере распылителя мгновенно снижается, игла под воздействием пружины закрывает отверстия форсунки. Игла и распылитель выполняются как один узел, игла из одного распылителя не будет работать в другом, поэтому разукомплектовывать их нельзя.

Система питания бензинового двигателя с впрыском топлива

На бензиновом двигателе с системой питания с впрыском топлива, топливо с воздухом смешивается во впускном коллекторе, или непосредственно в цилиндре, для приготовления горючей смеси в поток воздуха впрыскивается из форсунок мелкораспыленное топливо. Система питания с впрыском топлива обеспечивает лучшее наполнение цилиндра двигателя горючей смесью. На рисунке 5 изображена система питания двигателя с распределенным впрыском топлива.

Рисунок 5. Система питания двигателя с распределенным впрыском топлива.

Система питания двигателя с распределенным впрыском топлива

  1. форсунки;
  2. пробка штуцера для контроля давления топлива;
  3. рампа форсунок;
  4. кронштейн крепления топливных трубок;
  5. регулятор давления топлива;
  6. адсорбер с электромагнитным клапаном;
  7. шланг для отвода паров бензина из адсорбера;
  8. дроссельный узел;
  9. двухходовый клапан;
  10. гравитационный клапан;
  11. предохранительный клапан;
  12. сепаратор;
  13. шланг сепаратора;
  14. пробка топливного бака;
  15. наливная труба;
  16. шланг наливной трубы;
  17. топливный фильтр;
  18. топливный бак;
  19. электрический бензонасос;
  20. сливной топливопровод;
  21. подающий топливопровод;

Рассмотрим принцип работы системы питания двигателя с впрыском топлива. Топливо из бака подается в рампу 3 при помощи электрического бензонасоса 19 , в рампе создается избыточное давление топлива. Форсунки открываются, получив команду от контроллера, происходит впрыск топлива во впускной коллектор. Из впускного коллектора горючая смесь попадает в камеру сгорания двигателя. Рассмотрим как происходит образование горючей смеси в двигателе с системой питания с впрыском топлива (Рисунок 6).

Рисунок 6. Принцип работы системы питания двигателя с впрыском топлива.

Впрыск топлива в системе питания двигателя с впрыском топлива

  1. дроссельный узел;
  2. горючая смесь;
  3. впускной клапан;
  4. впускной коллектор;
  5. камера сгорания;
  6. форсунка;
  7. дроссельная заслонка;

Воздух от фильтра проходит через дросельный узел 1 к впускному коллектору 4. Как только впускной клапан 3 открывается при такте впуска, форсунка 6 получает команду от контроллера на открытие, происходит впрыск бензина во впускной коллектор 4, из коллектора горючая смесь 2 поступает в камеру сгорания 5. Количество впрыскиваемого топлива определяется по положению дроссельной заслонки 7. При окончании такта впуска форсунка закрывается, впрыск топлива прекращается.  Принцип работы системы питания двигателя с моновпрыском отличается от рассмотренного выше тем, что там на все цилиндры приходится одна форсунка, соответственно она не закрывается вообще.

Если Вам есть что добавить о питания двигателя, или Вы можете поделиться своим опытом обязательно оставьте комментарий ниже:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *