Топливная система современного автомобиля — 5 важных конструктивных элементов

Топливная система авто – это одна из ключевых систем в автомобиле. Её неисправность или неправильная работа могут привести к дорогостоящим ремонтам или перерасходу топлива. Схема топливной системы современных авто состоит из пяти ключевых элементов. Системы дизельного и бензинового двигателя отличаются. Про особенности их конструкций читайте ниже.

Назначение топливной системы

Топливная система нужна для доставки бензина, дизеля из топливного бака непосредственно в цилиндры двигателя. По пути оно смешивается с воздухом и уже в поршневую систему доходит смесь, состоящая из топлива и воздуха. В цилиндрах происходит детонация, иными словами микровзрыв топливной смеси. Энергия, полученная от детонации, передаётся на коленвал, там преобразуется в крутящий момент и потом переходит на колёса автомобиля.

Устройство и основные конструктивные элементы

По конструкции всю топливную систему можно разделить на такие элементы:

1. Бак для топлива. Баки бывают разные по конфигурации и объёму. Оснащены датчиком уровня топлива, который даёт понимание водителю об уровне наполненности бака. Для заливки топлива в баке есть горловина, закрывающаяся крышкой.
2. Топливные магистрали. Представляют собой набор трубчатых магистралей, по которым топливо доходит из бака до распределяющего устройства.
3. Фильтры. Применяются фильтры грубой и тонкой очистки. Фильтр грубой очистки монтируется непосредственно на бак с топливом и представляет собой металлическую решётку. Этот фильтр не даёт проникнуть большим частичкам загрязнений в магистрали топливной системы. Фильтр тонкой очистки устанавливается непосредственно в моторном отсеке перед топливным насосом. Он уже отлавливает более маленькие частички грязи.
4. Топливные насосы. По конструкции устанавливают два или один топливный насос. Их количество зависит от конструкции смеси образователя. В карбюраторных типах насос стоит один. В дизельных двигателях устанавливают насосы низкого и высокого давления.
5. Смесеобразователь. Этот элемент отвечает за смешивание топлива с воздухом и впрыск смеси в двигатель. В бензиновых двигателях это карбюратор или же инжектор.

Типы систем подачи топлива в двигатель

В зависимости от конструкции автомобиля, его года выпуска и типа горючего материала, на котором он работает, топливные системы имеют свои отличия.

По типу топлива:

• бензиновые;
• дизельные.

Конструкция этих топливных систем кардинально различается и об их особенностях читайте ниже.

Бензиновые в свою очередь разделяются на:

• карбюраторные;
• инжекторы.

В современных автомобилях карбюраторные подачи топлива почти не встречаются. В большинстве стоят именно инжекторы. Но авто, выпущенные 10 — 15 лет назад оснащались карбюраторами, поэтому принцип работы таких систем мы тоже разберём.

Топливная система карбюраторных двигателей

По конструкции карбюратор состоит из корпуса, поплавковой камеры, клапанов, жиклеров, смеси образующей камеры. В карбюраторной системе топливный насос устанавливается один — малого давления. Устанавливается он в моторном отделении, недалеко от карбюратора. Насос накачивает топливо в поплавковую камеру. Своё название эта камера получила за счёт поплавка, который регулирует её наполнение. Если в камере больше топлива, чем нужно, поплавок подымает игольчатый клапан. Игольчатый клапан закрывает подачу топлива в камеру. При недостатке топлива в камере весь процесс происходит наоборот.

Из поплавковой камеры топливо через жиклер, который представляет собой трубочку с малым отверстием, подаётся в камеру смешивания. В этой камере бензин смешивается с воздухом, который в свою очередь поступает из воздухозаборника.

Регулируется подача топлива дроссельной заслонкой, а она тросиком связана с педалью газа в авто. Из карбюратора смесь подаётся в двигатель с помощью обратной тяги от цилиндропоршневой группы. Иными словами, поршень всасывает топливную смесь.

Бывают три вида топливной смеси:

1. Обогащённая. В составе этой смеси увеличенное количество топлива и уменьшенный объём воздуха. Это приводит в свою очередь к перерасходу топлива. Такую смесь применяют при запуске двигателя автомобиля. Регулируется это с помощью так называемого «подсоса». После прогрева двигателя смесь необходимо сделать нормальной и убрать «подсос».
2. Нормальная. В составе смеси нужное количество топлива и воздуха. Это иными словами золотая середина.
3. Обеднённая. В этой смеси количество воздуха больше нужного, а топлива меньше. Это влечёт за собой уменьшение расхода и мощности. Машина будет с трудом подниматься на горки, особенно гружёная. Скорость станет значительно меньше.

Регулируется качество смеси на карбюраторе болтом. Вообще стоит сказать, что на карбюраторе есть винт холостого хода и качества смеси. Именно винтом качества смеси и регулируется её состав.

Если нет понимания, как регулировать, то лучше доверить это дело профессионалу. Эта работа очень точная и здесь нужны навыки.

Одна из самых частых проблем карбюраторных типов систем — это как раз самостоятельная регулировка. Бывают ситуации, что дело вовсе не в настройках, а, например, в поломанном игловом клапане. Из-за переполнения поплавковой камеры расход увеличивается, а автолюбители начинают крутить винты смеси образователя. Это не приводит ни к чему.

Особенности топливной системы инжекторного двигателя

Несхожесть инжекторного типа двигателя и карбюраторного в следующем. Топливный насос создает высокое давление и подаёт горючее на топливную рампу, а с неё через форсунки в двигатель. Регулирует подачу топлива, его количество и качество блок управления.

Делать какие-то регулировки возможно только через специальный компьютер. Кроме того, блок управления не даст сигнала на подачу топлива, если хотя бы один датчик в автомобиле вышел из строя. На панели будет выдаваться ошибка с названием. По названию ошибки можно расшифровать, какой именно датчик вышел из строя.

Схема топливной системы дизельного двигателя

В дизельном двигателе топливная система отличается от бензиновой. Воспламенение топливной смеси происходит вследствие сжатия воздуха и его нагрева. В таких системах не применяются свечи для детонации смеси. В дизельных двигателях применяются свечи, но накаливания. Они служат для подогрева топливной системы при пуске. При работе они не нужны.

В дизельной системе есть два топливных насоса. Один из них высокого давления, а другой низкого. Насос низкого давления качает топливо из бака. Насос высокого давления создаёт нужное давление в системе при впрыскивании. Роль распределителя выполняют форсунки, они дозируют количество смеси и определяют её качество. Для проверки износа форсунок есть специальный стенд.

Особенностью дизельного двигателя является отсутствие регулирования качества смеси. Особенно это сказывается зимой при низких температурах. Так же в зимнее время дизель начинает подмерзать. Для того, чтобы этого не случалось, применяют присадки.

Заключение

Топливная система напрямую влияет на расход бензина или дизеля автомобиля. Если за системой нет должного контроля и она попросту не обслуживается, то это увеличивает расход топлива автомобиля. Как показывает практика, легче поддерживать в надлежащем состоянии то, что есть, нежели ремонтировать запущенное.

Нужно регулярно менять расходные материалы, а именно — топливные фильтры и проходить диагностику систем подачи топлива (карбюратора, инжектора, форсунок). Это поможет сэкономить и деньги, и время.

Виды топливных систем современного автомобиля

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).

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

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

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.

Устройство топливной системы

Работа силовой установки внутреннего сгорания основана на процессе преобразования энергии, выделяемой при горении специальной смеси, в механическое действие. Но чтоб этот процесс происходил правильно, требуется тщательная ее подготовка и подача ее в цилиндры. И это в силовом агрегате выполняет топливная система.

В задачу этой системы входит подача топлива (одного из компонентов смеси) и смешивание его с воздухом, в результате чего и образуется горючая смесь, перед тем, как все это попадет в цилиндр.

Распространенные типы систем питания

На современных автомобилях наибольшее распространение получили два вида топлива – дизельное и бензин. Немного от них отстает газ, хотя он тоже достаточно часто используется.

Используемое топливо напрямую влияет на конструкцию и принцип функционирования топливной системы. Изначально на авто, работающих на бензине, использовался карбюратор, как основной элемент, обеспечивающий смесеобразование. Сейчас такая система питания считается устаревшей и на авто не применяется, а на смену ей пришел инжектор.

Что касается дизеля, то у него своя система – дизельная. Примечательно, что принцип функционирования ее у дизеля неизменен с момента создания, менялась только конструкция. К тому же, принцип этой системы в некотором роде лежит и в основе работы инжектора. Поэтому следует более подробно рассмотреть каждый из видов используемых сейчас систем питания.

Инжектор и его устройство

Суть функционирования инжектора лежит в том, что топливо принудительно впрыскивается в проходящий поток воздуха. При этом подача бензина осуществляется под давлением, что обеспечивает его распыление, тем самым улучшается его смешивание с воздухом.

Если рассмотреть любую топливную систему, то состоит она из двух основных составляющих – первая обеспечивает поступление воздуха, вторая – топлива.

Воздушная часть, по сути, идентична на всех моторах, в том числе и инжекторном. Представляет она собой объемный канал, на конце которого установлен фильтр, очищающий воздух от примесей. Этот канал соединен с впускным коллектором, а тот в свою очередь ведет к впускным клапанам системы ГРМ.

Всасывание воздуха осуществляется самим двигателем. При движении поршня (на такте впуска) над ним образуется разряжение. При этом открывается впускной клапан, и это движение сопровождается втягиванием воздуха в цилиндр. В общем, все достаточно просто.

А вот устройство и функционирование топливной части значительно сложнее. Состоит она из ряда элементов, каждый из которых выполняет свои функции.

Топливная система состоит из:

• бак с системой вентиляции;
• электрический бензонасос;
• фильтр тонкой очистки;
• регулятор давления;
• трубопроводы (подачи, обратного слива);
• топливная рампа;
• форсунки.

Топливная система инжектора

Бак является вместилищем бензина, откуда он поступает далее в систему. В инжекторной системе бензонасос располагается непосредственно в баке, и в задачу его входит закачка бензина под давлением в остальные составляющие части.

Бензин из насоса сначала попадает в подающую магистраль, ведущую к фильтру. Проходя очистной элемент, из топлива удаляются мелкие примеси. Из фильтра бензин по той же магистрали подается на регулятор, поскольку давление в системе должно держаться в строго заданных параметрах. Выравнивание давления происходит очень просто – лишняя часть топлива по сливной магистрали возвращается в бак.

После регулятора бензин подается на топливную рампу, которая распределяет его по форсункам. По сути, рампа является соединительной трубкой. В задачу же форсунок входит впрыск топлива в проходящий поток воздуха.

Существует несколько видов топливной системы инжектора, отличающиеся по некоторым конструктивным решениям. Так, первые инжекторы были моновпрысковыми, то есть у них использовалась только одна форсунка, установленная во впускной коллектор. В такой конструкции рампа отсутствовала, как таковая.

Сейчас же используются инжекторы с многоточечным впрыском (распределенным), где на каждый цилиндр предусмотрена своя форсунка, и здесь рампа уже используется. При этом форсунки все также устанавливаются во впускной коллектор, только каждая в свой канал.

Самым современным является инжектор с прямым впрыском. Это тоже система распределенного впрыска, у нее подача бензина осуществляется напрямую в цилиндр.

Также устройство топливной системы инжектора имеет еще одну составляющую часть – электронную, которая включает в себя блок управления и ряд датчиков. В задачу ее входит контроль режима работы силового агрегата и определения количества подаваемого топлива. Именно эта составляющая регулирует работу форсунок.

Принцип работы инжектора

Работает инжекторная система питания так: при повороте ключа зажигания в работу включается бензонасос, заполняя всю топливную составляющую бензином. При включении стартера, в цилиндры начинает засасываться воздух.

Электронная же составляющая посредством датчиков собирает информацию о требуемых ей параметрах силовой установки и на их основе проводит расчеты длительности времени открытия форсунок. После чего она подает электрический импульс на форсунки и те впрыскивают нужное количество бензина в проходящий по коллектору поток воздуха, после чего происходит их смешивание и подача в цилиндры. Это упрощенное описание принципа работы бензиновой топливной системы, в действительности все выглядит несколько сложнее.

Дизель и его особенности

Принцип работы топливной системы дизеля отличается от бензиновой, что сказывается и на особенностях функционирования системы подачи топлива.

Коснемся только отличий, касающихся топливной составляющей. Первое из них – это то, что у дизеля смесеобразование внутреннее. То есть, компоненты смеси подаются в цилиндры по отдельности и смешиваются они уже там. А второе отличие заключается в том, что воспламенение смеси производится от сжатия, поэтому давление в цилиндрах дизеля (компрессия) почти вдвое выше, чем у бензинового агрегата. И оба этих отличия вносят свои коррективы в устройство топливной системы дизеля.

Как ранее указывалось, система состоит из двух основных составляющих – воздушной и топливной. Дизеля это тоже касается.

Относительно воздушной части, то она мало отличается от бензиновой. Единственное, у дизеля используется более хороший фильтр, поскольку этот мотор очень чувствителен к чистоте воздуха.

Топливная составляющая тоже частично похожа на инжекторную, хотя есть и некоторые особые элементы. Всего же в конструкцию входит:

• бак;
• магистрали (низкого и высокого давления, подающие и сливные);
• два фильтрующих элемента (грубой и тонкой очистки);
• топливоподкачивающий насос (обычно входит в конструкцию ТНВД);
• топливный насос высокого давления (ТНВД);
• форсунки;

Топливная система дизельного двигателя

Ранее вся система питания была полностью механической, сейчас же все больше в конструкции появляется электронных частей. Но чтобы было понятнее, рассмотрим все на примере механической системы.

Топливо находится в баке, откуда за счет работы топливоподкачивающей помпы по подающей магистрали низкого давления подается в фильтрующий элемент грубой очистки.

После этого фильтра по той же магистрали подается во второй фильтр – тонкой очистки. И только после этого топливо подается в ТНВД.

Основными рабочими элементами этого насоса являются плунжерные пары, состоящие из поршня и гильзы. Сам насос работает от коленвала и внутри его установлен кулачковый вал. Именно этот вал приводит в действие плунжерную пару, и за счет их работы значительно повышается давление топлива.

После ТНВД дизтопливо по подающим магистралям, но уже высокого давления подается на форсунки.

Принцип функционирования

Воздушную часть и топливную систему дизеля до ТНВД — рассматривать особо нечего. Поэтому более подробно коснемся только участка «насос высокого давления – форсунка».

Форсунка в механической системе работает за счет давления топлива. В ней задается порог открытия, при превышении которого топливо начинает впрыскиваться. И чем выше будет это давление, тем больше топлива подастся в цилиндр (оно будет впрыскиваться, пока давление не упадет ниже установленного порога).

На поршне плунжерной пары насоса имеются специальные проточки, благодаря которым за счет проворота относительно них гильзы удается регулировать количество топлива, подвергающегося сжатию.

Участок «ТНВД-форсунка» полностью заполнена топливом (наличие воздуха не допускается), но давления его недостаточно, чтобы открыть форсунку. Плунжерная же пара при срабатывании сначала сжимает порцию топлива, а затем выталкивает его в магистраль. В результате в указанном участке резко повышается давление, что и обеспечивает открытие форсунки и попадание топлива в цилиндр.

Количество подаваемого в цилиндры топлива регулируется изменением положения гильзы плунжерной пары. Проворачивая ее в нужную сторону, можно дозировать количество топлива, которое будет сжиматься в насосе перед попаданием в магистраль.

Конечно, современные дизельные системы питания конструктивно более совершенны, но принцип их работы неизменен. Поэтому все доработки, в основном, касаются повышения точности и количества дозировки.

http://auto-gl.ru/toplivnaya-sistema-sovremennogo-avtomobilya-5-vazhnyh-konstruktivnyh-elementov/
Источник Источник Источник Источник http://ozapuske.ru/toplivnaya-sistema/vidy-toplivnyx-sistem.html
Источник Источник http://autoleek.ru/sistemy-dvigatelja/toplivnaja-sistema/ustrojstvo-toplivnoj-sistemy.html