Виды топливных систем современного автомобиля

Виды топливных систем автомобилей

Топливная система любого авто отвечает за своевременную подачу горючего в камеру сгорания. Разновидности топливных систем автомобиля имеют много общих узлов и немало отличий. На сегодняшний день различают несколько систем, которые мы подробно рассмотрим в статье.

Топливные системы бензинового агрегата

Работа бензинового двигателя основана на процессе преобразования энергии, которая выделяется при сгорании ТВС (горючего), в механическую. Процесс усложняется, если не предусмотрена эффективная подготовка топлива и его последующая подача в цилиндры. За это в ответе топливная система, которая на бензиновых агрегатах пережила несколько полезных модернизаций.

Карбюратор

Самая сложная и устаревшая на сегодня ТС. Подразумевает наличие карбюратора. Узел этот приготавливает смесь в бензиновых ДВС. В такой системе довольно много подсистем, в которых происходит приготовление топливно-воздушной смеси для разных режимов функционирования автомотора.

Несмотря на конструктивную устаревшесть, карбюраторная ТС имеет некоторые преимущества. Например, дешёвость топливной аппаратуры этого типа. В карбюраторные топливные системы не надо устанавливать дорогостоящий и сложный ТНВД (насос высокого давления).

Карбюраторная система

Что касается недостатков, то они связаны с обслуживанием. За карбюратором нужен глаз да глаз. Зимой, например, только опытный водитель может настроить систему так, чтобы она не подводила в самый неожиданный момент. Пуск двигателя, если карбюраторная ТС будет настроена чуточку не так, значительно осложняется.

Моноинжекторные ТС

Более современные системы питания, называемые монофонический впрыск. Здесь уже карбюратор не нужен, его роль успешно выполняет распылитель, оснащённый всего одной форсункой. Горючее распыляется в тот момент, когда мотор засасывает потоки воздуха.

Моноинжекторная ТС, как и карбюраторная, ставится только на бензиновые двигатели. ТНВД в такой системе необходим, нужна также обратная магистраль (обратка). Система оснащается кроме всего прочего блоком управления ДВС, отвечающего за дозировку горючего. Блок основывается на информации, посылаемой ему несколькими датчиками (ДМРВ, ДТД и др.).

Очевидно, что монофонический впрыск в конструктивном плане дороже, чем карбюраторная ТС, однако мотор легче запускается в морозы и работает стабильнее, что помогает владельцу окупить стоимость новой системы авто, экономя на расходах по обслуживанию.

Инжекторные ТС с распределённым впрыском

Инжекторная система

Усовершенствование в области создания идеальной топливной системы не останавливается на моновпрыске. Был придуман распределительный или многоточечный впрыск. Если раньше были поводы ругать новую инжекторную систему за однобокость, то теперь всё модернизировали до предела. Форсунки теперь устанавливались около каждого цилиндра ДВС.

В остальном система повторяет принцип работы моноинжектора, но позволяет добиться новых высот, касающихся экологических норм. В разы повысилась также стабильность работы мотора, снизился расход горючего. Зато повысилась себестоимость.

Инжектор с непосредственным впрыском

Это уже венец развития бензиновых ТС. На этот раз в инжекторе горючее распыляется форсунками, которые устанавливаются непосредственно в цилиндре. Новое решение позволило конструкторам добиться снижения расходов топлива на целых 20 процентов. Кроме того, повысились технические показатели, мощность двигателя.

Минусом новой системы имофонического впрыска называют дороговизну, чрезмерную требовательность к качеству горючего, зависимость от всевозможных насосов (одним ТНВД здесь не обходится).

ННД или насос низкого давления устанавливается в автомобили с непосредственным впрыском наряду с ТНВД.

Инжектор: устройство

Принцип функционирования инжектора связан с опцией принудительного впрыска. Подача горючего осуществляется строго под давлением, чтобы бензин распылялся. Это позволяет парам топлива смешиваться с молекулами воздуха.

Таким образом, любая инжекторная система должна состоять из двух подсистем: воздушной и топливной. Первая, как несложно догадаться, обеспечивает подачу воздуха, вторая – бензина.

Воздушная подсистема – это обширный канал, с установленным на конце фильтром. Задача последнего очищать примеси. Канал непосредственно связан с впускным коллектором, идущим к клапанам ГРМ системы.

Силовой агрегат осуществляет всасывание воздуха в момент такта, когда открывается впускной клапан. В этот же момент включается топливная подсистема, впрыскивающая горючее.

Если воздушная подсистема конструктивно проста, то топливная – значительно сложнее. Целый ряд из восьми разноплановых элементов составляет её конструкцию. Сюда входит ФТО (фильтр), подаваемые шланги и трубки, топливный бак с вентиляцией, ЭБН (топливный насос электрический), датчик давления, рампа и собственно, сами форсунки.

Вот как осуществляется работа:

• сначала горючее поступает из бака в насос, расположенный непосредственно в нём;
• топливо под давлением закачивается в систему (порядком очищенное сеткой-фильтром);
• идя по подающему шлангу, бензин снова проходит фильтрацию, уже тонкой очистки;
• далее топливо подаётся на регулятор, который стабилизирует давление в строго заданных параметрах (лишняя часть горючего возвращается по обратке в бак);
• топливная рампа, куда попадает топливо со стабильным давлением, распределяет горючее по форсункам;
• последние осуществляют непосредственно впрыск в проходящий воздушный поток.

Топливные системы дизеля

Все ТС дизеля используют непосредственный впрыск. Объясняется это тем, что внутри дизельных силовых агрегатов применяется сжатие. Топливо должно подаваться в строго определённый момент. Рассмотрим подробнее виды дизельных топливных систем.

Плужерный многосекционный насос

Первая ТС дизельного мотора с ПМН производила впрыск строго в момент, когда та или иная секция насоса выдавливала очередную порцию горючего. ПМН приводился в действие непосредственно от кривошипного вала.

Топливная система с ПМН менее требовательна к качеству горючего, считается более дешёвой. Одновременно с этим, она и менее экологична, хуже обеспечивает машину параметрами рывка. Системы с ПМН не оснащаются турбонагнетателем, что для дизельного агрегата тоже минус.

ТС насос-форсунки

Дизельная топливная система

Более совершенная ТС дизельного ДВС, в которой каждая форсунка имеет собственный насос. Такой подход позволяет не ставить длинные топливные приводы высокого давления. Однако стоят форсунки этого типа очень дорого, и при этом, они являются расходниками, которые надо периодически менять. К тому же, ТС подобного типа чересчур требовательна к качеству топлива.

Из плюсов же модернизированной ТС кроме практичности можно назвать повышение надёжности силового агрегата. Так, если один из цилиндров портится, остальные продолжают свою работу, как ни в чём ни бывало.

ТС Common Rail

Самая совершенная ТС дизельного двигателя, подразумевающая наличие общей рампы. Принцип работы схож с непосредственным впрыском бензинового агрегата. В системах Common Rail обязательно наличие ЭТНВД (электрический насос высокого давления), который создаёт давление более 200 ат в топливной рампе. Открытие форсунок осуществляется электросигналами, поступающими непосредственно от БУ силового агрегата.

Из преимуществ Common Rail эксперты выделяют сравнительно высокий КПД, низкий расход солярки и малое количество вредных СО2. Из недостатков – повышенная требовательность к качеству топлива.

Автомобиль может быть оснащён любой из описанных выше систем. Какая бы она ни была, требуется своевременное обслуживание и регулярный технический осмотр, иначе даже самая топовая ТС долго не прослужит.

Дизельная, инжекторная, карбюраторная системы питания ДВС

Система питания современного автомобиля

Двигатель внутреннего сгорания (далее – ДВС) не зря считается сердцем автомобиля. Именно производимый им крутящий момент является первоисточником всех механических и электрических процессов, происходящих в транспортном средстве. Однако мотор не может существовать обособленно от обслуживающих его систем – смазки, питания, охлаждения и выпуска газов. Наиболее значимую роль при функционировании ДВС играет система питания двигателя (или топливная система).

Функции, устройство и принцип функционирования

Каждый автомобиль характеризуется таким понятием, как «запас хода». Он определяется расстоянием, которое автомобиль способен преодолеть на полном топливном баке без дополнительных заправок. На данный показатель оказывают влияние самые различные факторы: сезонные, погодные и природные условия движения, характер дорожного покрытия, степень загруженности автомобиля, индивидуальные особенности водителя при управлении транспортным средством и т.д.). Однако главенствующую роль в определении «аппетита» автомобиля играет система питания и ее правильная работа.

Система питания выполняет функции:

1. подачи топлива, его очистки и хранения;
2. очистки воздуха;
3. приготовления специальной горючей смеси;
4. подачи смеси в цилиндры ДВС.

Классическая система питания автомобиля состоит из следующих структурных элементов:

• топливного бака, предназначенного для хранения горючего;
• топливного насоса, выполняющего функции создания давления в системе и принудительной подачи топлива;
• топливопроводов – специальных металлических трубок и резиновых шлангов для транспортировки горючего из топливного бака к ДВС (а излишков топлива – в обратном направлении);
• фильтра (или фильтров) очистки топлива;
• воздушного фильтра (для очистки воздуха от примесей);
• устройства приготовления топливно-воздушной смеси.

Система питания имеет достаточно простой принцип работы: под воздействием специального топливного насоса горючее из бака, предварительно пройдя процедуру очистки топливным фильтром, по топливопроводам подается к устройству, предназначенному для приготовления топливно-воздушной смеси. И уже затем смесь подается в цилиндры двигателя.

Варианты системы питания

Основными видами горючего для ДВС являются бензин и дизельное топливо («солярка»). Газ (метан) так же относится к видам современного топлива, но, несмотря на широкую применяемость, пока не получил актуальности.
Вид топлива является одним из критериев классификации систем питания ДВС.

В этой связи выделяют силовые агрегаты:

1. бензиновые;
2. дизельные;
3. основанные на газообразном топливе.

Но наиболее признанной среди специалистов является типология систем питания двигателя по способу подачи топлива и приготовления топливно-воздушной смеси. Следуя данному принципу классификации, различаются, во-первых, система питания карбюраторного двигателя, во-вторых, система питания с впрыском топлива (или инжекторного двигателя).

Карбюратор

Карбюраторная система основана на действии технически сложного устройства – карбюратора. Карбюратор – это прибор, осуществляющий приготовление смеси топлива и воздуха в необходимых пропорциях. Несмотря на разнообразие видов, в автомобильной практике наибольшее применение получил поплавковый всасывающий карбюратор, принципиальная схема которого включает:

• поплавковую камеру и поплавок;
• распылитель, диффузор и смесительную камеру;
• воздушную и дроссельную заслонки;
• топливные и воздушные каналы с соответствующими жиклерами.

Подготовка топливно-воздушной смеси в карбюраторе осуществляется по пассивной схеме. Движение поршня в такте впуска (первом такте) создает в цилиндре разряженное пространство, в которое и устремляется воздух, проходя через воздушный фильтр и сквозь карбюратор. Именно здесь и происходит формирование горючей смеси: в смесительной камере, в диффузоре топливо, вырывающееся из распылителя, дробится воздушным потоком и смешивается с ним. Наконец, через впускной коллектор и впускные клапаны горючая смесь подается в конкретный цилиндр двигателя, где в необходимый момент и воспламеняется искрой от свечи зажигания.

Таким образом, система питания карбюраторного двигателя представляет собой преимущественно механический способ приготовления топливно-воздушной смеси.

Впрыск топлива

Эпоха карбюратора сменяется эпохой инжекторного двигателя, система питания которого основана на впрыске топлива. Ее основными элементами являются: электрический топливный насос (расположенный, как правило, в топливном баке), форсунки (или форсунка), блок управления ДВС (так называемые «мозги»).

Принцип работы указанной системы питания сводится к распылению топлива через форсунки под давлением, создаваемым топливным насосом. Качество смеси варьируется в зависимости от режима работы двигателя и контролируется блоком управления.
Важным компонентом такой системы является форсунка. Типология инжекторных двигателей основывается именно на количестве используемых форсунок и места их расположения.

Так, специалисты склонны выделять следующие варианты инжектора:

1. с распределенным впрыском;
2. с центральным впрыском.

Система распределенного впрыска предполагает использование форсунок по количеству цилиндров двигателя, где каждый цилиндр обслуживает собственная форсунка, участвующая в подготовке горючей смеси. Система центрального впрыска располагает только одной форсункой на все цилиндры, расположенной в коллекторе.

Особенности дизельного двигателя

Как бы особняком стоит принцип действия, на котором основывается система питания дизельного двигателя. Здесь топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры в распыленном виде, где и происходит процесс смесеобразования (смешивания с воздухом) с последующим воспламенением от сжатия горючей смеси поршнем.
В зависимости от способа впрыска топлива, дизельный силовой агрегат представлен тремя основными вариантами:

• с непосредственным впрыском;
• с вихрекамерным впрыском;
• с предкамерным впрыском.

Вихрекамерный и предкамерный варианты предполагают впрыск топлива в специальную предварительную камеру цилиндра, где оно частично воспламеняется, а затем перемещается в основную камеру или собственно цилиндр. Здесь горючее, смешиваясь с воздухом, окончательно сгорает. Непосредственный же впрыск предполагает доставку топлива сразу же в камеру сгорания с последующим его смешиванием с воздухом и т.д.

Еще одна особенность, которой отличается система питания дизельного двигателя, заключается в принципе возгорания горючей смеси. Это происходит не от свечи зажигания (как у бензинового двигателя), а от давления, создаваемого поршнем цилиндра, то есть путем самовоспламенения. Иными словами, в этом случае нет необходимости применять свечи зажигания.

Однако холодный двигатель не сможет обеспечить должный уровень температуры, требуемый для воспламенения смеси. И использованием свечей накаливания позволит осуществить необходимый подогрев камер сгорания.

Режимы работы системы питания

В зависимости от целей и дорожных условий водитель может применять различные режимы движения. Им соответствуют и определенные режимы работы системы питания, каждому из которых присуща топливно-воздушная смесь особого качества.

1. Состав смеси будет богатым при запуске холодного двигателя. При этом потребление воздуха минимально. В таком режиме категорически исключается возможность движения. В противном случае это приведет к повышенному потреблению горючего и износу деталей силового агрегата.
2. Состав смеси будет обогащенным при использовании режима «холостого хода», который применяется при движении «накатом» или работе заведенного двигателя в прогретом состоянии.
3. Состав смеси будет обедненным при движении с частичными нагрузками (например, по равнинной дороге со средней скоростью на повышенной передаче).
4. Состав смеси будет обогащенным в режиме полных нагрузок при движении автомобиля на высокой скорости.
5. Состав смеси будет обогащенным, приближенным к богатому, при движении в условиях резкого ускорения (например, при обгоне).

Неисправности и сервисное обслуживание

В процессе эксплуатации транспортного средства топливная система автомобиля испытывает нагрузки, приводящие к ее нестабильному функционированию или выходу из строя. Наиболее распространенными считаются следующие неисправности.

Недостаточное поступление (или отсутствие поступления) горючего в цилиндры двигателя

Некачественное топливо, длительный срок службы, воздействие окружающей среды приводят к загрязнению и засорению топливопроводов, бака, фильтров (воздушного и топливного) и технологических отверстий устройства приготовления горючей смеси, а также поломке топливного насоса. Система потребует ремонта, который будет заключаться в своевременной замене фильтрующих элементов, периодической (раз в два-три года) прочистке топливного бака, карбюратора или форсунок инжектора и замене или ремонте насоса.

Потеря мощности ДВС

Неисправность топливной системы в данном случае определяется нарушением регулировки качества и количества горючей смеси, поступающей в цилиндры. Ликвидация неисправности связана с необходимостью проведения диагностики устройства приготовления горючей смеси.

Утечка горючего

Утечка горючего – явление весьма опасное и категорически не допустимое. Данная неисправность включена в «Перечень неисправностей…», с которыми запрещается движение автомобиля. Причины проблем кроются в потере герметичности узлами и агрегатами топливной системы. Ликвидация неисправности заключается либо в замене поврежденных элементов системы, либо в подтягивании креплений топливопроводов.

Таким образом, система питания является важным элементом ДВС современного автомобиля и отвечает за своевременную и бесперебойную подачу топлива к силовому агрегату.

https://auto-self.ru/vidy-toplivnyh-sistem-sovremennogo-avtomobilya/
https://znanieavto.ru/toplivo/sistema-pitaniya-dvigatelya-avtomobilya.html