Система подачи топлива в дизельных двигателях: разновидности и отличия

Схема устройства системы питания дизельного ДВС

Система питания дизельного двигателя состоит из следующих базовых элементов:

  1. топливный бак;
  2. фильтры грубой очистки дизтоплива;
  3. фильтры тонкой очистки топлива;
  4. топливоподкачивающий насос;
  5. топливный насос высокого давления (ТНВД);
  6. инжекторные форсунки;
  7. трубопровод низкого давления;
  8. магистраль высокого давления;
  9. воздушный фильтр;

Дополнительными элементами частично становится электронасосы, выпуск отработанных газов, сажевые фильтры, глушители и т.д. Систему питания дизельных ДВС принято делит на две группы топливной аппаратуры:

Система подачи топлива в дизельных двигателях: разновидности и отличия

  • дизельная аппаратура для повода топлива (топливоподводящая);
  • дизельная аппаратура для подвода воздуха (воздухоподводящая);

Топливоподводящая аппаратура может иметь различное устройство, но сегодня наиболее распространена система разделенного типа. В такой системе топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунки реализованы в виде отдельных устройств. Топливо подается в дизельный двигатель по магистралям высокого и низкого давления.

Дизельное топливо хранится, фильтруется и подается к ТНВД под невысоким давлением посредством магистрали низкого давления. В магистрали высокого давления ТНВД поднимает давление в системе для осуществления подачи и впрыска строго определенного количества топлива в рабочую камеру сгорания дизельного двигателя в заданный момент.

В системе питания дизеля присутствуют сразу два насоса:

Система подачи топлива в дизельных двигателях: разновидности и отличия

  • топливоподкачивающий насос;
  • топливный насос высокого давления;

Топливоподкачивающий насос обеспечивает подачу топлива из  топливного бака, прокачивает горючее через фильтр грубой и тонкой очистки. Давление, которое создает топливоподкачивающий насос, позволяет осуществить подачу топлива по топливопроводу низкого давления к топливному насосу высокого давления.

ТНВД реализует подачу топлива к форсункам под высоким давлением. Подача происходит в соответствии с порядком работы цилиндров дизельного мотора. Топливный насос высокого давления имеет определенное количество одинаковых секций. Каждая из таких секций ТНВД соответствует определенному цилиндру дизельного двигателя.

Существует также система питания дизельных двигателей неразделенного типа  и применяется на дизельных двухтактных двигателях. В  такой системе топливный  насос высокого давления и форсунка объединены в одном устройстве под  названием насос-форсунка. Данные моторы работают жестко и шумно, имеют небольшой срок службы.

Система подачи топлива в дизельных двигателях: разновидности и отличия

В конструкции их системы питания отсутствуют топливопроводы магистрали высокого давления. Указанный тип ДВС не имеет большого распространения.

Вернемся к массовой конструкции дизельного мотора. Дизельные форсунки располагаются в головке блока цилиндров (ГБЦ) дизельного двигателя. Основной их задачей становится точное распыление горючего в камере сгорания двигателя. Топливоподкачивающий насос подает к ТНВД большое количество топлива. Получившиеся избытки горючего и проникающий в систему топливоподачи воздух возвращаются в топливный бак по специальным трубопроводам, которые называются дренажными. Инжекторные дизельные форсунки бывают двух видов:

  • дизельная форсунка закрытого типа;
  • дизельная форсунка открытого типа;

Четырехтактные дизельные моторы преимущественно получают форсунки закрытого типа. В таких устройствах сопла форсунки, которые представляют собой отверстие, закрываются особой запорной иглой.

Система подачи топлива в дизельных двигателях: разновидности и отличия

Получается, что внутренняя полость, расположенная внутри корпуса распылителей форсунок, сообщается с камерой сгорания только во время открытия форсунки  и в момент впрыска дизельного топлива. Ключевым элементом в конструкции форсунки выступает распылитель. Распылитель получает от одного до целой группы сопловых отверстий. Именно эти отверстия и образуют факел топлива в момент впрыска. От их количества и расположения зависит форма факела, а также пропускная способность форсунки.

Подробная классификация ТС

Классификация по типу топлива
Жидкое топливо Бензин или дизель
Газообразное топливо Пропан-бутан, Метан или Водород
Комбинированная система Одновременно используется два типа топлива
Универсальная система Позволяет полноценно функцио- нировать на одним из топлив
Классификация по принципу дозирования
Эжекционные или карбюраторные системы питания Функционируют под действием разряжения
Инжекционные Осуществляется впрыск топлива под избыточным давлением
Классификация по месту расположения дозаторов
Подача топлива во впускной тракт до дроссельной заслонки Используют карбюраторные системы и системы инжектора с центральным впрыском
Подача во впускной коллектор после дроссельной заслонки Инжектор с распределённым впрыском
Подача топлива непосредственно в камеру сгорания Непосредственный впрыск инжектор

Устройство топливной системы

Все cистемы питания двигателя похожи, отличаются только способами смесеобразования. В состав топливной системы входят следующие элементы:

  1. Топливный бак, предназначен для хранения топлива и представляет собой компактную емкость с устройством забора топлива (насос) и, в некоторых случаях, элементами грубой фильтрации.
  2. Топливопроводы представляют собой комплекс топливных трубок, шлангов и предназначены для транспортировки топлива к устройству смесеобразования.
  3. Устройства смесеобразования (карбюратор, моновпрыск, инжектор) – это механизм в котором происходит соединение топлива и воздуха (эмульсии) для дальнейшей подачи в цилиндры в такт работы двигателя (такт впуска).
  4. Блок управления работой устройства смесеобразования (инжекторные системы питания) – сложное электронное устройство для управления работой топливных форсунок, клапанов отсечки, датчиков контроля.
  5. Топливный насос, обычно погружной, предназначен для закачивания топлива в топливопровод. Представляет собой электродвигатель, соединенный с жидкостным насосом, в герметичном корпусе. Смазывается непосредственно топливом и длительная эксплуатация с минимальным количеством топлива, приводит к выходу из строя двигателя. В некоторых двигателях топливный насос крепился непосредственно к двигателю и приводился в действие вращением промежуточного вала, или распредвала.
  6. Дополнительные фильтры грубой и тонкой очистки. Установленные фильтрующие элементы в цепь подачи топлива.

Что собой представляет бензин

Это нефтяное топливо, горючая смесь из лёгких углеводородов. При нормальных условиях представляет собой жидкость с сильным запахом. Длина цепи, входящих в состав бензина алканов и циклоалканов, не меньше 5-ти атомов углерода, но не больше 12.

Популярные статьи  Моторы на Lada Хray: виды и характеристики  

В самых общих чертах производство бензина состоит из 3-х основных этапов:

  1. Фракционная перегонка или дистилляция. Нефть закачивают в особые высокие ёмкости, напоминающие колонны, и нагревают 315 градусов Цельсия. В результате она разделяется на фракции: бензин, природный газ, керосин и др.
  2. Очистка фракции бензина от примесей. Для этого используют катализаторы, высокое давление и температуры. Цель действия – разрушить большие молекулы.
  3. Добавление присадок. Они нужны, чтобы улучшить горение бензина и не допустить повреждение двигателя.

Железнодорожные погрузочно-разгрузочные рампы и платформы.

Железнодорожная рампа — это сооружение, предназначенное для производства погрузочно-разгрузочных работ. Рампа одной стороной примыкает к стене склада, а другой располагается вдоль железнодорожного пути.

Платформа — это сооружение аналогичного с рампой назначения. В отличие от рампы, с одной стороны платформы железнодорожный путь, а с другой (противоположной стороны) авто подъезд или другой железнодорожный путь. С платформы обычно перегружают груз с поезда в автомобиль, с автомобиля в железнодорожный вагон или с одного вагона, в другой.

Отметка края погрузочно-разгрузочной рампы или платформы для автомобильного транспорта со стороны подъезда автомобилей должна быть равной 1,2 м. от уровня поверхности проезжей части дороги. А со стороны железнодорожного пути, разница высот края рампы и головки рельса 1,1 м.

Погрузочно-разгрузочные рампы и платформы для железнодорожного подвижного состава должны соответствовать ГОСТ 9238-2013 Габариты железнодорожного подвижного состава и приближения строений.

Ширину погрузочно-разгрузочных рамп и платформ необходимо принимать в соответствии с требованиями технологии и техники и обеспечивать меры безопасности погрузочно-разгрузочных работ.

Поперечный уклон покрытия погрузочно-разгрузочных рамп и платформ следует принимать равным 1 % в сторону края.

Длину погрузочно-разгрузочной рампы или платформы следует выбирать в зависимости от вместимости склада или грузооборота.

Погрузочно-разгрузочные рампы и платформы должны иметь не менее двух рассредоточенных лестниц или пандусов.

Ширина пандусов для проезда напольных транспортных средств должна не менее чем на 0,6 м превышать максимальную ширину груженого транспортного средства. Уклон пандусов следует принимать не более 16 % при размещении их в закрытых помещениях и не более 10 % при размещении снаружи зданий.

Конструкции рамп и навесов, примыкающих к зданиям II, III, IIIа и IVа степеней огнестойкости, должны быть из негорючих материалов.

Погрузочно-разгрузочные рампы и платформы должны обеспечивать защиту грузов и погрузочно-разгрузочных механизмов от атмосферных осадков.

Навес над железнодорожными погрузочно-разгрузочными рампами и платформами должен перекрывать ось железнодорожного пути не менее чем на 0,5 м. Над автомобильными рампами навес должен перекрывать автомобильный проезд не менее чем на 1,5 м. от края рампы. При использовании конструкции навеса с опорой на колонны шаг колонн при расположении их по наружному краю рампы должен быть не менее 12 м.

Опубликовано 2 года назад. Просмотров с момента размещения на сайте 5043

Также, Вас может заинтересовать:

Рубрика записи: Важно знать Нормы размещения грузов в железнодорожных вагонахЗа 4 года с момета публикации, статью прочитали 1983 раз(а) У записи 2 комментария

Рубрика записи: Важно знать Железнодорожные тупиковые упоры. Их виды и особенности.За 3 года с момета публикации, статью прочитали 7938 раз(а) У записи пока нет комментариев. Рубрика записи: Важно знать Инструкция о порядке обслуживания и организации движения на железнодорожном пути необщего пользования.За 4 года с момета публикации, статью прочитали 7479 раз(а) У записи пока нет комментариев

Рубрика записи: Важно знать Инструкция о порядке обслуживания и организации движения на железнодорожном пути необщего пользования.За 4 года с момета публикации, статью прочитали 7479 раз(а) У записи пока нет комментариев

Устройство и принцип работы инжекторной системы впрыска

Второе название систем впрыска бензиновых моторов – инжекторная. Основная ее особенность заключается в точной дозировке топлива. Достигается это путем использования в конструкции форсунок. Устройство инжекторного впрыска двигателя включает в себя две составляющие – исполнительную и управляющую.

В задачу исполнительной части входит подача бензина и его распыление. Она включает в себя не так уж и много составных элементов:

  1. Бак.
  2. Насос (электрический).
  3. Фильтрующий элемент (тонкой очистки).
  4. Топливопроводы.
  5. Рампа.
  6. Форсунки.

Но это только основные компоненты. Исполнительная составляющая может в себя включать еще ряд дополнительных узлов и деталей – регулятор давления, систему слива излишков бензина, адсорбер.

В задачу указанных элементов входит подготовка топлива и обеспечение его поступления к форсункам, которыми и осуществляется их впрыскивание.

Принцип работы исполнительной составляющей прост. При повороте ключа зажигания (на некоторых моделях – при открытии водительской двери) включается электрический насос, который качает бензин и заполняет им остальные элементы. Топливо проходит очистку и по топливопроводам поступает в рампу, которая соединяет собой форсунки. За счет насоса топливо во всей системе находится под давлением. Но его значение ниже, чем на дизелях.

Открытие форсунок осуществляется за счет электрических импульсов, подаваемых с управляющей части. Эта составляющая системы впрыска топлива состоит из блока управления и целого комплекта следящих устройств – датчиков.

Эти датчики отслеживают показатели и параметры работы – скорость вращения коленчатого вала, количества подаваемого воздуха, температуры ОЖ, положения дросселя. Показания поступают на блок управления (ЭБУ). Он эту информацию сравнивает с данными, занесенными в память, на основе чего определяется длина электрических импульсов, подаваемых на форсунки.

Популярные статьи  Коробка робот Powershift или DSG: что лучше

Электроника, используемая в управляющей части системы впрыска топлива, нужна, чтобы высчитать время, на которое должна открыться форсунка при том или ином режиме работы силового агрегата.

Виды инжекторов

Но отметим, что это общая конструкция системы подачи бензинового мотора. Но инжекторов разработано несколько, и каждая из них обладает своими конструктивными и рабочими особенностями.

На автомобилях применяются системы впрыска двигателя:

  • центрального;
  • распределенного;
  • непосредственного.

Центральный впрыск считается первым инжектором. Его особенность заключается в использовании только одной форсунки, которая впрыскивала бензин во впускной коллектор одновременно для всех цилиндров. Изначально он был механическим и никакой электроники в конструкции не использовалось. Если рассмотреть устройство механического инжектора, то она схожа с карбюраторной системой, с единственной разницей, что вместо карбюратора использовалась форсунка с механическим приводом. Со временем центральную подачу сделали электронной.

Сейчас этот тип не используется из-за ряда недостатков, основной из которых — неравномерность распределения топлива по цилиндрам.

Распределенный впрыск на данный момент является самой распространенной системой. Конструкция этого типа инжектора расписана выше. Ее особенность заключается в том, что топливо для каждого цилиндра подает своя форсунка.

В конструкции этого вида форсунки устанавливаются во впускном коллекторе и располагаются рядом с ГБЦ. Распределение топлива по цилиндрам дает возможность обеспечить точную дозировку бензина.

Непосредственный впрыск сейчас является самым совершенным типом подачи бензина. В предыдущих двух типах бензин подавался в проходящий поток воздуха, и смесеобразование начинало осуществляться еще во впускном коллекторе. Этот же инжектора по конструкции копирует дизельную систему впрыска.

В инжекторе с непосредственной подачей распылители форсунок располагаются в камере сгорания. В результате компоненты топливовоздушной смеси здесь запускаются в цилиндры по отдельности, и уже в самой камере они смешиваются.

Особенность работы этого инжектора заключается в том, что для впрыскивания бензина требуется высокие показатели давления топлива. И его создание обеспечивает еще один узел, добавленный в устройство исполнительной части – насос высокого давления.

Принцип действия

Теперь о том, как работает Common Rail. Первый контур особо рассматривать нечего. В его задачу входит очистка и подача топлива к ТНВД. Единственное, что можно отметить, так это то, что топливоподкачивающий насос может быть механическим, интегрированным в ТНВД, или же электрическим, установленным отдельно в топливную магистраль.

Принцип работы ТНВД тоже остался прежним. Имеющиеся в конструкции плунжерные пары при работе сжимают дизтопливо, из-за этого повышается давление, и выталкивают его дальше. Но если раннее, в классической системе, водитель регулировал количество дизтоплива, которое будет подвергаться сжатию, то в Common Rail такой надобности нет. В ней плунжерные пары работают со определенными порциями топлива, которые не изменяются. Единственное, на создаваемое насосом давление может повлиять блок управления, при надобности отключив плунжерную пару.

Из ТНВД дизтопливо, уже сжатое, по магистрали подается в рампу. За счет установленных на этой рампе датчика и клапана регулировки осуществляется аккумуляция (наращивание) давления до требуемых значений.

Происходит это так: насос, независимо от работы силовой установки постоянно качает топливо, за счет этого давление в магистральном трубопроводе постоянно возрастает. При этом значение давления постоянно контролируется ЭБУ благодаря датчику. Подержание его в требуемом диапазоне для того или иного режима работы силовой установки осуществляется клапаном регулировки. Если давление возрастает выше нормы, электронный блок подает сигнал на открытие этого клапана и часть топлива по сливной магистрали сбрасывается в бак, тем самым и производится регулировка.

Помимо аккумуляции давления, рампа выполняет еще одну функцию – сглаживает «толчки» дизтоплива, закачиваемого насосом и устраняет колебания давления при его падении при впрыске.

Топливо сливается не напрямую, а проходит через охладитель, поскольку при сжатии оно достаточно сильно разогревается. Что касается подогревателя, то он включен в первый контур и обеспечивает нагрев дизтоплива для повышения его текучести при сниженных температурах окружающей среды. В задачу же отсекателя входит прекращение подачи дизтоплива на ТНВД в случае возникновения нарушения в системе.

Топливная рампа посредством магистралей соединена с всеми форсунками. А далее уже при надобности происходит открытие той или иной форсунки для впрыскивания порции дизтоплива в камеру сгорания.

Особенности работы форсунок

Но форсунки в системе впрыска Common Rail функционируют не так, как на механической схеме. Если раннее их открытие осуществлялось за счет превышения определенного значения давления, то здесь этим процессом полностью управляет ЭБУ.

Система подачи топлива в дизельных двигателях: разновидности и отличия

Электрогидравлическая форсунка

Принцип работы электрогидравлических форсунок следует рассмотреть несколько подробнее. Открытие для подачи топлива осуществляется все так же – за счет давления, но сам принцип работы несколько иной.

Суть такова: на запорной игле распылителя сделан ободок, который играет роль поршня. Топливо под давлением подается и под этот поршень, и над ним. За счет равности давления и усилия пружины игла прижата к седлу и распылитель закрыт.

Пространство над иглой объединено каналом с магистралью слива. Но в этом канале размещается электромагнитный или пьезоэлектрический клапан, который перекрывает его.

Срабатывание форсунки делается за счет подаваемого электрического сигнала с блока. Он, поступая на клапан, приводит к его открытию, при этом канал отпирается и топливо из пространства над иглой уходит в сливную магистраль. В результате появляется разница давления и дизтопливо, находящееся под иглой, преодолевая усилие пружинки, приподнимает ее, открывая отверстия распылителя – происходит впрыск. Как только сигнал с ЭБУ пропадет, давление сразу же выровняется, и форсунка закрывается.

Популярные статьи  Какой автомобильный радар-детектор (антирадар) лучше

Разновидности топливных форсунок и их устройство

В зависимости от способа управления подачей топлива форсунки делят на несколько видов:

Механические модели

Этот вид распространен на дизельных двигателях. Он функционирует в результате воздействия топливного давления на запорный механизм. В процессе повышения показателей игла направляется вверх, провоцируя впрыск. После падения давления она занимает предыдущую позицию.

Механические модели распространены в дизельных двигателях.

… о видах топливных форсунок

Механические форсунки менее эффективны в сравнении с другими типами, поэтому редко используются в современных автомобилях.

При этом детали обладают простой и надежной конструкцией, которая обеспечивает большой срок службы.

Электромагнитные форсунки

Подобный тип инжекторов встречается на бензиновых автомобилях, включая модели с непосредственной подачей горючего. С учетом выполняемых функций форсунки бывают пусковыми и рабочими. Вторая разновидность осуществляет точечный или индивидуальный впрыск.

Конструкция детали включает следующие составляющие:

  1. Корпус.
  2. Отсек для подсоединения к электрической цепи.
  3. Иглу.
  4. Уплотнители.
  5. Сопло.
  6. Обмотку возбуждения клапана.
  7. Фильтр-сетку и другие элементы.

Электромагнитные форсунки встречаются на бензиновых автомобилях.

В нужный момент моторный блок отправляет напряжение на обмотку, способствуя появлению электромагнитного поля, которое влияет на якорь с иглой. В это время усилие сжатия пружины уменьшается, якорь втягивается, а игла поднимается, открывая сопло инжектора. Дальше срабатывает клапан управления форсункой и осуществляется подача горючего под пиковым давлением. После прекращения подачи энергии на обмотку пружина возвращает иглу в начальное положение.

Электрогидравлические устройства

Модели электрогидравлического типа встречаются на дизельных агрегатах. Их можно установить на типовой ТНВД и комплекс Common Rail , особенность которого — подача топлива в камеру сгорания под высоким давлением .

В устройстве предусмотрены такие детали:

  1. Сопло, через которое происходит непосредственная подача топлива.
  2. Пружина, применяемая при передачи усилия на открывающий клапан.
  3. Камера управления, где находится поршень, находящийся под давлением топлива.
  4. Сливной дроссель.
  5. Якорь электромагнитного элемента.
  6. Обмотка возбуждения, которое создает электромагнитное поле.
  7. Штуцер впрыска горючего.

Электрогидравлические устройства устанавливают на дизельные агрегаты.

Во время срабатывания цикла клапан находится в закрытом состоянии. Горючее в системе воздействует на поршень камеры управления, а игла форсунки плотно прижимается к седлу. Блок управления мотора отправляет напряжение на обмотку, а сливной дроссель повторно открывается. В результате горючее передается в магистраль.

Впускной механизм препятствует мгновенному выравниванию давления в камере и на впуске. Поэтому в течение некоторого времени усилие, которое воздействует на поршень, снижается, а давление на иглу сохраняется. Из-за разницы показателей игла поднимается и регулирует впрыск топлива.

Пьезоэлектрические детали

Устройство встречается только на автодизелях и считается самым продвинутым типом инжекторов. Данная разновидность способствует мгновенному срабатыванию системы впрыска, подбору точной дозировки и многократной подаче горючего. Такие форсунки распространены в дизельных агрегатах с технологией Common Rail.

… о системе Common Rail

Агрегаты с системой подачи топлива Common Rail более требовательны к качеству топлива, но их конструкция при этом проще и ремонтопригодность выше. 

Для сборки пьезоэлектрических механизмов используют:

  1. Иглу.
  2. Дроссельный блок.
  3. Пружины и поршни клапана.
  4. Сливную магистраль.
  5. Фильтр.
  6. Нагнетательную магистраль и другие детали.

Пьезоэлектрические детали считаются самым продвинутым типом инжекторов.

Форсунка функционирует по принципу изменения длины пьезоэлемента при подаче напряжения. В базовом положении игла находится на седле. Когда электронный блок управления отправляет сигнал на пьезоэлемент, последний оказывает влияние на поршень. Переключающий клапан срабатывает, и топливо переходит на слив.

Бензиновые ДВС

Один из видов ДВС – бензиновые. В их цилиндрах находится заранее сжатая смесь из топлива и воздуха, которая впоследствии поджигается искрой от электричества. Изменять мощность в таких двигателях можно через регуляцию потока воздуха, в чем помогает дроссельная заслонка.Наиболее популярными в автомобилях являются четырехтактные двигатели. Цикл их работы делится на четыре этапа: впуск, сжатие, сгорание и расширение, выпуск.

Двухтактный двигатель включает в себя лишь два этапа: сжатие и расширение. Вместо впуска и выпуска здесь выступает продувка цилиндра.

Несмотря на малые размеры и свою простоту, двухтактные двигатели серьезно уступают четырехтактными по нескольким пунктам:

  • Износостойкость.
  • Экономичность.
  • Экологичность.
  • Пониженное выделение шума.

Также бензиновые двигатели принято разделять на карбюраторные и инжекторные

. В первом случае приготовление топливной смеси происходит в специальном устройстве (карбюраторе), где топливо смешивается с воздухом и получается готовая смесь. Во втором случае топливо передается в поток воздуха с помощью форсунок, через которые топливо проходит под давлением, используя электронную систему.

Инжекторные двигатели обладают повышенной экологичностью, благодаря которой двигатели получили особую популярность и стали очень востребованными.

Некоторые системы бензиновых двигателей являются идентичными для всех типов:

  • Система охлаждения.
  • Система смазки.
  • Система пуска двигателя.
  • Система выпуска газов.
Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: