Топливные системы двигателя — это система, которая направляет основную потребность в топливе в цилиндры для создания времени сгорания двигателей внутреннего сгорания. Бензин, дизельное топливо или СНГ используется в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания, используемых сегодня. Эти двигатели нуждаются в системах, которые будут обеспечивать двигатель топливом непрерывно и в желаемом количестве. Наряду с развивающимися технологиями в автомобильной промышленности были обнаружены новые форсунки и системы впрыска.
В этом разделе мы рассмотрим топливные системы, используемые в бензиновых и дизельных двигателях. Хотя топливные системы двигателя кажутся очень сложными, вы увидите, что они очень просты и понятны, когда прочтете это под заголовками. Поскольку тема немного обширна, вы можете изучить заголовки в разделе содержимого страницы. Эти предметы объясняются двумя основными заголовками, такими как топливные системы в бензиновых и дизельных двигателях.
Топливные системы в бензиновых двигателях
Впрыск топлива — это система, которая подает топливо в цилиндры бензиновых двигателей. Системы впрыска взяли на себя работу карбюраторной системы современных двигателей. Системы впрыска теперь используются в бензиновых, атмосферных или наддувных двигателях нового поколения. Благодаря развивающимся технологиям системы впрыска сегодня обеспечивают серьезную экономию топлива. В то же время значения выбросов снижаются для защиты окружающей среды и атмосферы.
Топливные системы состоят из:
1- Карбюраторные системы — это топливные системы двигателя, используемые в старых моделях автомобилей. Это система, которая забирает топливо из топливного бака с вакуумным эффектом воздуха, поступающего во впускной коллектор, и отправляет его во впускной коллектор, а затем в цилиндры.
2- Одноточечный впрыск (SPI) — аналогичен карбюраторной системе. Разница в том, что для подачи топлива используется инжектор. Инжектор, соединенный с дроссельной заслонкой, впрыскивает топливо через корпус дроссельной заслонки.
3- Многопортовая система впрыска (Многопортовая система впрыска — MPI) — производится с форсункой в каждом цилиндре. Он впрыскивает топливо в каждый цилиндр в область, где расположен впускной клапан.
4- Прямой впрыск бензина (Gasoline Direct Injection — GDI) — это самая продвинутая и эффективная система впрыска. Он подает топливо прямо в камеру сгорания двигателя. Он может впрыскивать топливо во время всасывания, сжатия и даже сгорания.
- Карбюраторные двигатели
Воздух, всасываемый за счет силы всасывания поршней в цилиндре, проходя через карбюратор, увлекает за собой немного бензина и испаряет его, а образовавшаяся газовая смесь попадает в цилиндры и воспламеняется от искр, исходящих от свечей зажигания. Карбюратор автоматически регулирует всасываемый воздух и пропорцию смешиваемого бензина с помощью дополнительных механизмов.
Карбюратор просто состоит из сужающейся воздушной трубки посередине и топливного бака, соединенного с этой трубкой несколькими тонкими каналами. Воздушная трубка называется горловиной, а сужающаяся часть горловины — трубкой Вентури. По законам физики воздух, всасываемый в двигатель, набирает скорость при прохождении через трубку Вентури и создает в этой секции низкое давление. Создаваемое низкое давление (вакуум) позволяет всасывать топливо из бензобака и смешивать его с воздухом для движения к цилиндру или цилиндрам. Таким образом, основной топливный канал открывается в трубку Вентури. В секции горловины после трубки Вентури в соответствии с направлением воздушного потока находится дроссельная заслонка, которая используется для регулирования количества воздуха, поступающего в двигатель, и, следовательно, воздушно-топливной смеси. Дроссельная заслонка работает с движением педали газа в автомобилях. Нажимая педаль акселератора, водитель фактически увеличивает открытие дроссельной заслонки.
Бензин подается в резервуар карбюратора бензонасосом. Здесь расположен поплавковый клапан, чтобы поддерживать постоянный уровень бензина в резервуаре. Современные карбюраторы оснащены множеством сложных систем, чтобы гарантировать, что бензиновые двигатели, используемые в автомобилях, могут работать с желаемой мощностью и скоростью в соответствии с изменяющимися условиями. Поскольку плотность и другие физические свойства бензина и воздуха различны, количество и соотношение воздушно-топливной смеси нельзя регулировать только с помощью дроссельной заслонки. Несмотря на множество разработанных систем, было понятно, что карбюраторы не могут достичь идеального КПД, и система впрыска топлива заняла свое место в большинстве современных автомобилей.
- Двигатели с одноточечной системой впрыска (Одноточечный впрыск — SPI)
Системы одноточечного впрыска можно охарактеризовать как немного улучшенную версию карбюратора. Топливо впрыскивается во впускной коллектор с помощью инжектора, соединенного с корпусом дроссельной заслонки. Распыленное топливо смешивается с воздухом и подается в цилиндры через впускные клапаны.
Эта система, которая начала использоваться в 1980-х годах, обычно использовалась в автомобилях и пикапах американского производства. Эти детали системы, которые используются в небольшом количестве европейских автомобилей, не воспроизводятся из-за их стоимости. Учитывая стоимость деталей, он не производился, так как не имеет большего преимущества перед карбюратором.
- Многопортовые инжекторные двигатели (MPI)
Другое название системы многоточечного впрыска — это впрыск топлива в порт (PFI). Его начали производить в 2000-х годах. Каждый цилиндр имеет специальный инжектор. Эти форсунки впрыскивают топливо во впускной клапан. При открытии впускного клапана в цилиндр подается топливовоздушная смесь. В этой системе форсунки распыляют одновременно. Однако система последовательного впрыска топлива (SFI), произведенная позже, распыляет форсунку, время всасывания которой наступает. В системе последовательного впрыска блок управления двигателем включает каждую форсунку отдельно.
Топливный насос низкого давления в бензобаке подает топливо в топливный бункер, к которому подключаются форсунки. Благодаря клапану регулировки давления топливо остается под постоянным давлением в журнале давления. По команде блока управления двигателя форсунка открывается и впрыскивает топливо на стыке впускного коллектора и головки блока цилиндров, непосредственно перед впускным клапаном.
В этой системе впрыска давление топлива находится на низком уровне, т.е. около 3-5 бар, как в однорядной системе. Этого давления достаточно для впрыска топлива.
- Двигатели с прямым впрыском бензина (Gasoline Direct Injection — GDI)
Системы прямого впрыска бензина являются наиболее совершенными и эффективными среди систем впрыска. Основное отличие этой системы от других систем впрыска заключается в том, что она распыляет топливо непосредственно в камеру сгорания. Так как же работает эта система впрыска? Топливный насос низкого давления нагнетает топливо, которое он получает из топливного бака, и подает его в насос высокого давления, который соединен с двигателем и получает движение от коленчатого вала. Благодаря насосу высокого давления топливо достигает 50-120 бар. К камере сгорания каждого цилиндра подключены форсунки. Эти форсунки управляются с помощью соленоидов. Соленоид фактически действует как клапан. Форсунки — это детали двигателя с пружинами и игольчатыми клапанами. Открывая соленоид, топливо, поступающее в форсунку, преодолевает давление пружины внутри и, толкая игольчатый клапан вверх, распыляет топливо в камеру сгорания через форсунки. Затем электромагнитный клапан закрывается и перекрывает поступление топлива в форсунку.
- Детали для прямого впрыска бензина — Прямой впрыск бензина
Датчики, которые рассчитывают качество сгорания и нагрузку на двигатель в автомобиле, отправляют информацию в блок управления двигателем. По этой информации блок управления двигателем открывает соленоиды форсунок и решает, сколько топлива будет отправлено в камеру сгорания. Другими словами, блок управления двигателем (ECU — Engine control Unit) регулирует время открытия и время открытия соленоида в соответствии с нагрузкой на двигатель. Детали, определяющие нагрузку на двигатель, рассматриваются как воздушные системы. Это датчики MAF и MAP. Короче говоря, датчик массового расхода воздуха измеряет массу воздуха, поступающего в двигатель. Датчик MAP измеряет значение вакуума в коллекторе и отправляет сигнал в блок управления двигателем. Кроме того, кислородные датчики, подключенные к выпускному отверстию выпускного коллектора, измеряют качество сгорания и сообщают о количестве воздушно-топливной смеси блоку управления двигателем.
Двигатели с прямым впрыском бензина могут использоваться как в двигателях с наддувом, так и в двигателях с наддувом. Но широко используется в двигателях с наддувом. Преимущества двигателей с прямым впрыском бензина заключаются как в экономии топлива, так и в низком уровне выбросов.
В чем разница между электронными и механическими форсунками?
В отличие от механических форсунок, электронные форсунки работают, постоянно открывая и закрываясь. Когда форсунка открывается, бензин распыляется на воздух, проходящий через впускной коллектор через мелкое отверстие или отверстия под давлением бензина. Таким образом, топливо в виде мелких частиц движется в сторону камеры сгорания. Количество бензина, впрыскиваемого форсункой, прямо пропорционально давлению бензина, размеру форсунки и продолжительности включения. Кроме того, нечистые форсунки могут отрицательно сказаться на количестве распыляемого топлива. Загрязнение, прокол и т. Д. Результаты показывают, что двигатель сильно теряет производительность. Также, если в карбюраторе есть дыра, автомобиль может не завестись при горячем двигателе.
Топливные системы в дизельных двигателях
В дизельных двигателях сгорание происходит в результате сочетания сжатого горячего и сжатого воздуха в цилиндре после того, как дизельное топливо впрыскивается в цилиндры под высоким давлением. Дизельное топливо, выходящее из насоса высокого давления, поступает в форсунку с высоким давлением и ждет времени сгорания. Топливо, которое распыляется из форсунки цилиндра, время сгорания которого наступило, соединяется с воздухом и создает время сгорания.
Форсунки фактически представляют собой открывающие клапаны, значение давления открытия которых можно регулировать конструктивно. Когда давление топлива достигает этого заданного значения давления, форсунка открывается, и топливо распыляется через отверстия на наконечнике форсунки. Пылевидное топливо облегчает сгорание, а также способствует рассеиванию топливных частиц с каждой стороны камеры сгорания цилиндра. Чем лучше измельчение, тем выше качество сгорания. По этой причине форсунки могут время от времени работать со сбоями. Самая большая проблема дизельных двигателей — это поломки форсунок из-за их дорогостоящего обслуживания. Снижение давления открытия форсунки или ухудшение измельчения приведет к плохому сгоранию в двигателе, в результате чего двигатель будет выделять черный дым и снизить тягу.
Что такое система Common Rail?
Common Rail, что означает «фиксирующий впрыск» или «общий трубопровод», представляет собой систему впрыска топлива, используемую в дизельных двигателях. Это лучшая система с точки зрения расхода топлива, выбросов выхлопных газов, операционной системы и уровня шума по сравнению с системами того же типа, которые использовались до сих пор. В отличие от блочных или однонасосных систем с прямым приводом, повышение давления и распыление разделены в Common Rail. В то время как обычные дизельные форсунки с прямым впрыском работают при давлении около 900 бар, система Common-Rail распределяет топливо по форсункам через общую трубу под давлением, повышающимся до 1500 бар. Электронный блок управления двигателем регулирует это высокое давление в зависимости от частоты вращения двигателя и нагрузки.
Распыление осуществляется с помощью магнитных клапанов на форсунках, которые можно быстро переключать. Это открывает новые возможности для формирования впрыска, измерения количества впрыска и распыления топлива. Кроме того, благодаря этим возможностям пилотное (переднее) опрыскивание является отличным преимуществом новой системы.
Что такое пилотный (предварительный) спрей? Что оно делает?
Предварительный впрыск происходит до основного основного впрыска, что значительно улучшает выходную скорость сгорания топлива. Предварительное или многократное распыление создается путем многократного управления быстрыми электромагнитными клапанами. Таким образом, выбросы вредных веществ и шума, а также показатели расхода дизельных двигателей снижаются. Система Common-Rail может заменить использованную систему впрыска без значительных изменений двигателя.
Единственное требование для разделения нарастания давления и разбрызгивания — это ограничитель высокого давления, который состоит из распределительной трубы (направляющей) и трубок к форсункам. Ядром системы является инжектор с электромагнитным клапаном. Событие распыления инициируется сигналом от мозга к электромагнитному клапану. Между тем, количество распыляемого вещества зависит как от времени открытия электромагнитного клапана, так и от давления в системе. Давление в системе создается поршневым насосом высокого давления. Насос работает с низкими крутящими моментами привода, что снижает нагрузку на привод насоса. Насосы распределительные для повышения давления в легковых автомобилях; В грузовых автомобилях, с другой стороны, предусмотрены рядные насосы. В системах Common-Rail мозг, датчики и большинство функций системы находятся на одном уровне с системами с одним насосом во времени, например, насос-форсунка-блок и насос-трубка-форсунка в других случаях. Улучшения в технике Common-Rail можно услышать и измерить. Благодаря предварительному впрыску этот инжектор с прямым впрыском работает с низким уровнем шума форкамерного двигателя и при этом соответствует самым строгим нормам по выбросам выхлопных газов.
