Топливная система автомобиля обеспечивает эффективную работу двигателя, будь то дизельный или бензиновый. В статье рассмотрим основные схемы подачи топлива, их конструктивные особенности и функциональные различия. Это поможет автовладельцам и специалистам оптимизировать эксплуатацию транспортных средств и повысить их надежность.
Топливная система инжекторного мотора
Топливная система бензинового двигателя с впрыском включает несколько ключевых компонентов:
- бензобак;
- бензонасос;
- топливный фильтр;
- адсорбер и шланг для отведения паров бензина;
- подающий и сливной топливопроводы;
- топливная рампа;
- форсунки.
Бензобак хранит топливо, позволяя автомобилю проехать около пятисот километров без дозаправки. При включении зажигания электрический бензонасос начинает работать, и топливо через фильтр грубой очистки, представляющий собой капроновую сетку, поступает в подающий топливопровод. Затем бензин проходит через топливный фильтр, очищается от мелких частиц и попадает в рампу, а после этого через форсунки в цилиндры двигателя.
На некоторых автомобилях насос запускается при открытии двери водителя.
Если давление в системе превышает допустимый уровень, часть топлива возвращается в бак через регулятор давления. Вентиляция бензобака осуществляется адсорбером, который улавливает пары топлива из воздуха.
Система питания включает различные датчики, на основе показаний которых электронный блок управления двигателем (ЭБУ) регулирует подачу топлива. К таким датчикам относятся датчик детонации, датчик положения дроссельной заслонки и датчик массового расхода воздуха.
Основное отличие топливной системы бензинового двигателя от дизельного — требования к надежности соединений: бензиновый двигатель менее чувствителен к этому.
Эксперты в области автомобилестроения отмечают, что схема подачи топлива в дизельных и бензиновых двигателях существенно различается, что влияет на их производительность и эффективность. В бензиновых двигателях используется система впрыска, которая обеспечивает смешивание топлива с воздухом до его поступления в цилиндры. Это позволяет достичь более равномерного сгорания и повышает мощность. В то же время, дизельные двигатели работают на принципе непосредственного впрыска, где топливо подается под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания. Такой подход обеспечивает более высокую степень сжатия и, как следствие, большую эффективность, но требует более сложных систем управления. Специалисты подчеркивают, что выбор схемы подачи топлива зависит от требований к мощности, экономичности и экологичности двигателя, что делает каждую из технологий уникальной и востребованной в своем сегменте.
Система питания дизельного двигателя
Схема топливной системы двигателя, работающего на дизтопливе, несколько отличается от описанной ранее. Устройство системы питания дизеля обусловлено необходимостью обеспечивать более высокое давление горючего. В ее состав входят:
- фильтр грубой очистки;
- фильтр тонкой очистки;
- топливный бак;
- топливный насос высокого давления (ТНВД);
- подкачивающий насос;
- форсунки.
Схема работы в целом аналогична схеме, по которой работает топливная система бензинового двигателя. Горючее из бака подается к ТНВД при помощи подкачивающего насоса шестеренчатого или помпового типа. При этом вначале топливо проходит сквозь фильтр грубой очистки, где отсеиваются крупные механические примеси, а непосредственно перед топливным насосом высокого давления стоит фильтр тонкой очистки, задерживающий мелкие посторонние частицы. Повышенные требования к чистоте горючего объясняются желанием продлить срок службы дизеля.
Читайте также:
| Характеристика | Бензиновый двигатель | Дизельный двигатель |
|---|---|---|
| Система подачи топлива | Система впрыска топлива (карбюраторная или инжекторная) | Система высокого давления (Common Rail, распределительный насос) |
| Тип топлива | Бензин | Дизельное топливо |
| Способ воспламенения | Искра от свечи зажигания | Самовоспламенение от сжатия |
| Давление топлива | Низкое (до нескольких бар) | Высокое (до 2000 бар и более) |
| Форсунки | Распыливают топливо в виде мелкодисперсной смеси | Распыливают топливо под высоким давлением в камеру сгорания |
| Насос | Бензонасос (механический или электрический) | Топливный насос высокого давления (ТНВД) |
| Регулировка подачи топлива | Электронный блок управления (ECU) | Электронный блок управления (ECU) |
| Воздух | Смешивается с топливом перед воспламенением | Подается отдельно, смешивание происходит в камере сгорания |
Интересные факты
Вот несколько интересных фактов о схемах подачи топлива в дизельных и бензиновых двигателях:
-
Различия в процессе сгорания: В бензиновых двигателях используется система впрыска, которая подает топливо в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом и затем сжимается. В дизельных двигателях топливо впрыскивается непосредственно в сжатый воздух, что приводит к его самовоспламенению. Это различие в процессе сгорания делает дизельные двигатели более эффективными и экономичными, но также и более шумными.
-
Типы впрыска: В бензиновых двигателях часто используются системы многоточечного впрыска (MPI) или прямого впрыска (DI), которые обеспечивают более точное дозирование топлива и улучшение экономичности. В дизельных двигателях применяются системы с высоким давлением впрыска, такие как Common Rail, которые позволяют точно контролировать момент и количество впрыскиваемого топлива, что улучшает характеристики работы двигателя и снижает выбросы.
-
Топливо и температура: Дизельные двигатели работают на более высоких температурах и давлениях, чем бензиновые. Это связано с тем, что дизельное топливо имеет более высокую температуру воспламенения, что позволяет дизельным двигателям достигать более высокой термической эффективности. В результате дизельные двигатели обычно имеют больший крутящий момент и могут быть более мощными при меньшем объеме рабочего цилиндра.
Устройство подкачивающего насоса
Устройство и принцип работы шестеренчатого подкачивающего насоса для дизельных двигателей просты: он состоит из двух шестерен, находящихся в зацеплении. При вращении зубья шестерен создают поток топлива, который движется к топливному насосу высокого давления (ТНВД).
Основной элемент помпового насоса — поршень, отвечающий за подачу топлива. Поршень выполняет два хода: основной (рабочий) и вспомогательный.
Производительность подкачивающего насоса превышает потребности насоса высокого давления, поэтому часть топлива возвращается в бак из магистрали.
ТНВД создает высокое давление в рампе, что позволяет распылять дизельное топливо в цилиндры двигателя. Устройство приводится в действие кулачковым валом, вращающимся от коленчатого вала двигателя с меньшей частотой. Кулачок воздействует на плунжер топливного насоса, выталкивающего дизельное топливо к форсункам.
Устройство топливного насоса высокого давления (ТНВД)
Схема внутреннего устройства ТНВД дизеля выглядит следующим образом: внутри корпуса, представляющего собой неподвижную гильзу, расположен плунжер – поршень, диаметр которого значительно меньше его длины. Вместе эти детали образуют плунжерную пару. Они притерты между собой таким образом, что зазор не превышает 4 мкм, благодаря чему не происходит утечки горючего.
Такое устройство позволяло бы обеспечить топливом мотор, работающий постоянно на одних и тех же оборотах, поскольку количество топлива, подающегося за один ход плунжера неизменно. Однако работа дизеля в разных режимах требует и разного количества горючего. Для этого устройство плунжера немного усложнено: на его поверхности имеется спиральная выточка, позволяющая менять величину активного хода при помощи механизма поворота плунжеров.
Форсунка – это устройство, играющее первостепенную роль в процессе снабжения дизеля распыленным топливом. Чем мельче будут частицы, тем качественнее получится рабочая смесь и более устойчивой будет работа дизельного двигателя. Чтобы распыление происходило равномерно во всех направлениях, форсунки изготавливают многодырчатыми.
-
Читайте также:
Сравнение эффективности подачи топлива в бензиновом и дизельном двигателях
Эффективность подачи топлива в бензиновых и дизельных двигателях является ключевым фактором, определяющим их производительность, экономичность и экологические характеристики. Оба типа двигателей используют разные методы впрыска и сгорания топлива, что влияет на их общую эффективность.
В бензиновых двигателях применяется система впрыска, которая может быть как карбюраторной, так и инжекторной. В современных автомобилях чаще всего используются инжекторы, которые обеспечивают более точное дозирование топлива и лучшее смешивание с воздухом. Это позволяет добиться более полного сгорания и, как следствие, увеличивает мощность и снижает расход топлива. Однако бензиновые двигатели, как правило, имеют меньшую степень сжатия по сравнению с дизельными, что ограничивает их термодинамическую эффективность.
Дизельные двигатели, в свою очередь, используют принцип самовоспламенения. Топливо впрыскивается в камеру сгорания под высоким давлением, что позволяет достичь более высокой степени сжатия. Это приводит к более высокой термической эффективности, так как дизельные двигатели могут извлекать больше энергии из единицы топлива. Кроме того, дизельное топливо обладает более высокой энергетической плотностью, что также способствует повышению общей эффективности.
Сравнивая два типа двигателей, можно отметить, что дизельные двигатели, как правило, имеют более высокий крутящий момент на низких оборотах, что делает их более эффективными для тяжелых транспортных средств и в условиях повышенных нагрузок. Бензиновые двигатели, в свою очередь, обеспечивают более высокую мощность на высоких оборотах, что делает их предпочтительными для легковых автомобилей, где важна динамика разгона.
С точки зрения экологии, дизельные двигатели выделяют меньше углекислого газа на единицу энергии, однако они могут производить больше оксидов азота и частиц, что требует применения дополнительных систем очистки выхлопных газов. Бензиновые двигатели, хотя и выделяют больше CO2, имеют меньше проблем с выбросами твердых частиц, что делает их более приемлемыми с точки зрения экологии в городских условиях.
В заключение, выбор между бензиновым и дизельным двигателем зависит от множества факторов, включая тип использования автомобиля, требования к мощности и экономичности, а также экологические нормы. Оба типа двигателей имеют свои преимущества и недостатки, и их эффективность подачи топлива определяется не только конструктивными особенностями, но и условиями эксплуатации.
Вопрос-ответ
Как подается топливо в дизельный двигатель?
Подача топлива в дизельный двигатель выполняется через магистрали высокого и низкого давления. Дизельное топливо хранится, проходит через систему фильтрации и поступает к ТНВД по магистрали низкого давления.
Как подается топливо в бензиновом двигателе?
В бензиновых двигателях используются системы подачи топлива с впрыском во впускной трубопровод различной конфигурации, работающие при типичном значении давления 300 — 400 кПа (3-4 бар).
Как поджигается топливо в дизельном двигателе?
Сначала в камеру сгорания подается чистый воздух, температура которого при сильном сжатии достигает +700… +900 °C. Затем в камеру под давлением до 30 МПа направляется дизтопливо при подходе поршня к наивысшей точке. Топливо вступает в контакт с горячим воздухом и самовозгорается.
Какие есть системы подачи топлива?
На современных бензиновых двигателях используются следующие системы подачи топлива – распределенный впрыск MPI (многоточечный), непосредственный впрыск (GDI) и комбинированный впрыск (MPI + GDI).
Советы
СОВЕТ №1
Перед началом работы с системой подачи топлива обязательно ознакомьтесь с технической документацией вашего автомобиля. Это поможет вам понять особенности конструкции и избежать ошибок при обслуживании.
СОВЕТ №2
Регулярно проверяйте состояние топливных фильтров и заменяйте их по мере необходимости. Загрязненные фильтры могут привести к снижению производительности двигателя и увеличению расхода топлива.
СОВЕТ №3
Обратите внимание на качество топлива, которое вы используете. Некачественное топливо может содержать примеси, которые негативно влияют на работу системы подачи и могут привести к поломкам.
СОВЕТ №4
При возникновении проблем с подачей топлива не откладывайте диагностику. Раннее выявление неисправностей поможет избежать более серьезных поломок и дорогостоящего ремонта в будущем.
