Układ paliwowy pojazdu

Żaden samochód z silnikiem spalinowym pod maską nie będzie jeździł z pustym zbiornikiem paliwa. Ale nie tylko paliwo w tym zbiorniku. Nadal musi zostać dostarczony do butli. W tym celu stworzono układ paliwowy silnika. Zastanówmy się, jakie ma funkcje, w jaki sposób pojazd jednostki benzynowej różni się od wersji, z którą współpracuje silnik wysokoprężny. Zobaczmy również, jakie istnieją nowoczesne rozwiązania, które zwiększają efektywność dostarczania i mieszania paliwa z powietrzem.

Co to jest układ paliwowy silnika

Układ paliwowy będzie odnosił się do wyposażenia, które umożliwia silnikowi pracę autonomiczną dzięki spalaniu mieszanki paliwowo-powietrznej sprężonej w cylindrach. W zależności od modelu samochodu, typu silnika i innych czynników, jeden układ paliwowy może się bardzo różnić od drugiego, ale wszystkie mają tę samą zasadę działania: dostarczają paliwo do odpowiednich jednostek, mieszają je z powietrzem i zapewniają nieprzerwane zasilanie mieszanka do cylindrów.

Sam układ zasilania paliwem nie zapewnia autonomicznej pracy zespołu napędowego, niezależnie od jego typu. Jest koniecznie zsynchronizowany z układem zapłonowym. Samochód można wyposażyć w jedną z kilku modyfikacji zapewniających terminowy zapłon VTS. Szczegóły dotyczące odmian i zasady działania SZ w samochodzie są opisane w innej recenzji... Układ działa również w połączeniu z szczegółowo opisanym układem dolotowym silnika spalinowego. tutaj.

To prawda, że ​​wspomniana praca pojazdu dotyczy jednostek benzynowych. Silnik wysokoprężny działa inaczej. Krótko mówiąc, nie ma układu zapłonowego. Olej napędowy zapala się w cylindrze z powodu gorącego powietrza z powodu wysokiego sprężania. Kiedy tłok kończy suw sprężania, część powietrza w cylindrze staje się bardzo gorąca. W tym momencie wtryskiwany jest olej napędowy i zapala się BTC.

Cel układu paliwowego

Każdy silnik spalający VTS jest wyposażony w pojazd, którego poszczególne elementy zapewniają następujące działania w samochodzie:

1. Zapewnij przechowywanie paliwa w oddzielnym zbiorniku;
2. Pobiera paliwo ze zbiornika paliwa;
3. Oczyszczanie środowiska z obcych cząstek;
4. Doprowadzenie paliwa do jednostki, w której jest mieszane z powietrzem;
5. Rozpylanie VTS do cylindra roboczego;
6. Zwrot paliwa w przypadku nadmiaru.

Pojazd jest zaprojektowany tak, aby mieszanina palna była dostarczana do cylindra roboczego w momencie, gdy spalanie VTS będzie najbardziej efektywne, a maksymalna wydajność zostanie usunięta z silnika. Ponieważ każdy tryb pracy silnika wymaga innego momentu i tempa podawania paliwa, inżynierowie opracowali systemy, które dostosowują się do prędkości obrotowej silnika i jego obciążenia.

Urządzenie układu paliwowego

Większość układów dostarczania paliwa ma podobną konstrukcję. Zasadniczo klasyczny schemat będzie składał się z następujących elementów:

• Zbiornik paliwa lub zbiornik. Przechowuje paliwo. Nowoczesne samochody otrzymują więcej niż tylko metalowy pojemnik, do którego pasuje autostrada. Ma dość złożone urządzenie z kilkoma komponentami, które zapewniają najbardziej wydajne przechowywanie benzyny lub oleju napędowego. Ten system obejmuje adsorber, filtr, czujnik poziomu oraz w wielu modelach pompka samochodowa.
• Przewód paliwowy. Zwykle jest to elastyczny wąż gumowy, który łączy pompę paliwa z innymi elementami układu. W wielu maszynach orurowanie jest częściowo elastyczne, a częściowo sztywne (ta część składa się z rur metalowych). Miękka rurka stanowi niskociśnieniowy przewód paliwowy. W metalowej części przewodu benzyna lub olej napędowy ma duże ciśnienie. Ponadto przewód paliwowy samochodu można warunkowo podzielić na dwa obwody. Pierwsza odpowiada za podawanie do silnika świeżej porcji paliwa i nazywa się zasilaniem. W drugim obwodzie (powrót) system odprowadzi nadmiar benzyny / oleju napędowego z powrotem do zbiornika gazu. Co więcej, taka konstrukcja może być nie tylko w nowoczesnych pojazdach, ale także w tych, które mają przygotowanie gaźnika typu VTS.
• Pompa benzyny. Zadaniem tego urządzenia jest zapewnienie stałego pompowania czynnika roboczego ze zbiornika do opryskiwaczy lub do komory, w której przygotowywany jest VTS. W zależności od typu silnika zamontowanego w samochodzie, mechanizm ten może być napędzany elektrycznie lub mechanicznie. Pompa elektryczna jest sterowana przez elektroniczną jednostkę sterującą i stanowi integralną część układu wtryskowego ICE (silnik wtrysku). W starszych samochodach, w których na silniku zamontowany jest gaźnik, stosowana jest pompa mechaniczna. Zasadniczo benzynowy silnik spalinowy jest wyposażony w jedną pompę paliwa, ale istnieją również modyfikacje pojazdów wtryskowych z pompą wspomagającą (w wersjach z listwą paliwową). Silnik wysokoprężny jest wyposażony w dwie pompy, z których jedna to wysokociśnieniowa pompa paliwa. Wytwarza wysokie ciśnienie w przewodzie (szczegółowo opisano urządzenie i zasadę działania urządzenia osobno). Druga pompuje paliwo, dzięki czemu główna sprężarka jest łatwiejsza w obsłudze. Pompy wytwarzające wysokie ciśnienie w silnikach wysokoprężnych są napędzane przez parę tłoków (co to jest, opisano tutaj).
• Czystsze paliwo. Większość układów paliwowych będzie miała co najmniej dwa filtry. Pierwsza zapewnia zgrubne czyszczenie i jest zainstalowana w zbiorniku gazu. Drugi jest przeznaczony do dokładniejszego oczyszczania paliwa. Ta część jest instalowana przed wlotem do szyny paliwowej, wysokociśnieniową pompą paliwową lub przed gaźnikiem. Te elementy są materiałami eksploatacyjnymi i wymagają okresowej wymiany.
• Silniki wysokoprężne wykorzystują również sprzęt do podgrzewania oleju napędowego przed wejściem do cylindra. Jego obecność wynika z faktu, że olej napędowy ma wysoką lepkość w niskich temperaturach i pompa staje się trudniejsza do wykonania swojego zadania, aw niektórych przypadkach nie jest w stanie wtłoczyć paliwa do przewodu. Ale w przypadku takich jednostek istotna jest również obecność świec żarowych. Przeczytaj, czym różnią się od świec zapłonowych i dlaczego są potrzebne. osobno.

W zależności od rodzaju systemu, jego konstrukcja może obejmować inne wyposażenie zapewniające dokładniejszą pracę dostarczania paliwa.

Jak działa układ paliwowy samochodu?

Ponieważ istnieje wiele różnych pojazdów, każdy z nich ma swój własny tryb pracy. Ale kluczowe zasady nie są inne. Kiedy kierowca przekręca kluczyk w stacyjce (jeśli na silniku spalinowym jest zainstalowany wtryskiwacz), słychać słaby buczenie dochodzące z boku zbiornika gazu. Pompa benzyny została włączona. Wytwarza ciśnienie w rurociągu. Jeśli samochód jest gaźnikowy, to w wersji klasycznej pompa paliwa jest mechaniczna i dopóki jednostka nie zacznie się obracać, doładowanie nie będzie działać.

Kiedy rozrusznik obraca tarczę koła zamachowego, wszystkie układy silnika są zmuszone do synchronicznego rozruchu. Gdy tłoki poruszają się w cylindrach, zawory dolotowe głowicy cylindrów otwierają się. Z powodu podciśnienia komora cylindra zaczyna wypełniać się powietrzem w kolektorze dolotowym. W tym momencie benzyna jest wtryskiwana do przepływającego strumienia powietrza. W tym celu używana jest dysza (o tym, jak działa i działa ten element, przeczytaj tutaj).

Kiedy zawory rozrządu zamykają się, na mieszankę sprężonego powietrza i paliwa pojawia się iskra. To wyładowanie zapala BTS, podczas którego uwalniana jest duża ilość energii, która popycha tłok do dolnego martwego punktu. Identyczne procesy zachodzą w sąsiednich cylindrach, a silnik zaczyna pracować autonomicznie.

Ta schematyczna zasada działania jest typowa dla większości nowoczesnych samochodów. Ale w samochodzie można zastosować inne modyfikacje układów paliwowych. Zastanówmy się, jakie są ich różnice.

Rodzaje układów wtryskowych

Wszystkie układy wtryskowe można z grubsza podzielić na dwa:

• Odmiana do benzynowych silników spalinowych;
• Odmiana do silników wysokoprężnych wewnętrznego spalania.

Ale nawet w tych kategoriach istnieje kilka typów pojazdów, które wtryskują paliwo na swój sposób do powietrza docierającego do komór cylindrów. Oto kluczowe różnice między poszczególnymi typami pojazdów.

Układy paliwowe do silników benzynowych

W historii motoryzacji silniki benzynowe (jako główne jednostki pojazdów mechanicznych) pojawiły się przed silnikami wysokoprężnymi. Ponieważ do zapłonu benzyny w cylindrach potrzebne jest powietrze (bez tlenu żadna substancja nie zapali się), inżynierowie opracowali jednostkę mechaniczną, w której benzyna jest mieszana z powietrzem pod wpływem naturalnych procesów fizycznych. Od tego, jak dobrze przebiega ten proces, zależy od tego, czy paliwo wypala się całkowicie, czy nie.

Początkowo stworzono do tego specjalną jednostkę, która znajdowała się jak najbliżej silnika na kolektorze dolotowym. To jest gaźnik. Z biegiem czasu stało się jasne, że charakterystyka tego sprzętu zależy bezpośrednio od cech geometrycznych przewodu dolotowego i cylindrów, więc nie zawsze takie silniki mogą zapewnić idealną równowagę między zużyciem paliwa a wysoką wydajnością.

Na początku lat 50. ubiegłego wieku pojawił się analog wtrysku, który zapewniał wymuszony odmierzany wtrysk paliwa do strumienia powietrza przechodzącego przez kolektor. Rozważmy różnice między tymi dwoma modyfikacjami systemu.

Układ zasilania paliwem gaźnika

Silnik gaźnika można łatwo odróżnić od silnika wtryskowego. Nad głowicą cylindrów będzie płaska „misa” będąca częścią układu dolotowego, w której znajduje się filtr powietrza. Ten element jest zamontowany bezpośrednio na gaźniku. Gaźnik to urządzenie wielokomorowe. Niektóre zawierają benzynę, podczas gdy inne są puste, to znaczy pełnią funkcję kanałów powietrznych, przez które strumień świeżego powietrza wpada do kolektora.

W gaźniku jest zainstalowany zawór dławiący. W rzeczywistości jest to jedyny regulator w takim silniku, który określa ilość powietrza wpływającego do cylindrów. Element ten jest połączony elastyczną rurką z dystrybutorem zapłonu (szczegóły na temat dystrybutora poczytaj w innym artykule), aby skorygować SPL z powodu podciśnienia. Klasyczne samochody korzystały z jednego urządzenia. W samochodach sportowych można było zainstalować jeden gaźnik na cylinder (lub jeden na dwa garnki), co znacznie zwiększyło moc silnika spalinowego.

Paliwo jest dostarczane poprzez zasysanie małych porcji benzyny, gdy strumień powietrza przechodzi przez dysze paliwowe (o ich budowie i przeznaczeniu opisano tutaj). Benzyna jest zasysana do strumienia, a dzięki cienkiemu otworowi w dyszy porcja jest rozprowadzana na małe cząstki.

Ponadto ten przepływ VTS wpływa do przewodu kolektora dolotowego, w którym powstało podciśnienie z powodu otwartego zaworu wlotowego i ruchu tłoka w dół. Pompa paliwowa w takim układzie jest potrzebna wyłącznie do pompowania benzyny do odpowiedniej wnęki gaźnika (komory paliwowej). Osobliwością tego układu jest to, że pompa paliwa ma sztywne połączenie z mechanizmami jednostki napędowej (zależy to od rodzaju silnika, ale w wielu modelach jest napędzana wałkiem rozrządu).

Aby komora paliwowa gaźnika nie przelewała się, a benzyna nie wpadała w niekontrolowany sposób do sąsiednich wnęk, niektóre urządzenia są wyposażone w linię powrotną. Zapewnia odprowadzanie nadmiaru gazu z powrotem do zbiornika gazu.

Układ wtrysku paliwa (układ wtrysku paliwa)

Wtrysk mono został opracowany jako alternatywa dla klasycznego gaźnika. To układ z wymuszoną atomizacją benzyny (obecność dyszy pozwala na rozłożenie porcji paliwa na mniejsze cząsteczki). W rzeczywistości jest to ten sam gaźnik, tylko zamiast poprzedniego urządzenia jeden wtryskiwacz jest zainstalowany w kolektorze dolotowym. Jest już kontrolowany przez mikroprocesor, który steruje również elektronicznym układem zapłonowym (przeczytaj o tym szczegółowo tutaj).

W tej konstrukcji pompa paliwa jest już elektryczna i generuje wysokie ciśnienie, które może sięgać kilku barów (ta charakterystyka zależy od wtryskiwacza). Taki pojazd za pomocą elektroniki potrafi zmienić wielkość przepływu wpływającego do strumienia świeżego powietrza (zmienić skład VTS - sprawić, że zostanie on zubożony lub wzbogacony), dzięki czemu wszystkie wtryskiwacze są dużo bardziej ekonomiczne niż silniki gaźnikowe o identycznej objętości .

Następnie wtryskiwacz ewoluował w inne modyfikacje, które nie tylko zwiększają wydajność rozpylania benzyny, ale są również w stanie dostosować się do różnych trybów pracy jednostki. Opisano szczegółowo rodzaje układów wtryskowych w osobnym artykule... Oto główne pojazdy z wymuszoną atomizacją benzyny:

1. Jednoiniekcja. Omówiliśmy już pokrótce jego funkcje.
2. Rozproszone wstrzyknięcie. Krótko mówiąc, różnica w stosunku do poprzedniej modyfikacji polega na tym, że do opryskiwania używa się nie jednej, ale kilku dysz. Są już zainstalowane w oddzielnych rurach kolektora dolotowego. Ich lokalizacja zależy od typu silnika. W nowoczesnych elektrowniach opryskiwacze są instalowane jak najbliżej otwieranych zaworów dolotowych. Indywidualny element rozpylający minimalizuje utratę benzyny podczas pracy układu dolotowego. W konstrukcji tego typu pojazdów zastosowano szynę paliwową (wydłużony mały zbiornik pełniący rolę zbiornika, w którym benzyna jest pod ciśnieniem). Moduł ten umożliwia systemowi równomierne rozprowadzenie paliwa we wtryskiwaczach bez wibracji. W zaawansowanych silnikach stosuje się bardziej złożony typ pojazdu z akumulatorem. Jest to listwa paliwowa, na której koniecznie znajduje się zawór kontrolujący ciśnienie w układzie tak, aby nie pękał (pompa wtryskowa jest w stanie wytworzyć ciśnienie krytyczne dla rurociągów, gdyż para tłoków pracuje od sztywnego połączenia do jednostka napędowa). Jak to działa, przeczytaj osobno... Silniki z wtryskiem wielopunktowym są oznaczone MPI (szczegółowo opisano wtrysk wielopunktowy tutaj)
3. Bezpośredni wtrysk. Ten typ należy do wielopunktowych systemów rozpylania benzyny. Jego osobliwością jest to, że wtryskiwacze nie znajdują się w kolektorze dolotowym, ale bezpośrednio w głowicy cylindrów. Taki układ pozwala producentom samochodów wyposażyć silnik spalinowy w układ, który wyłącza kilka cylindrów w zależności od obciążenia jednostki. Dzięki temu nawet bardzo duży silnik może wykazać się przyzwoitą wydajnością, oczywiście, jeśli kierowca prawidłowo korzysta z tego układu.

Istota działania silników wtryskowych pozostaje niezmieniona. Za pomocą pompy benzyna jest pobierana ze zbiornika. Ten sam mechanizm lub pompa wtryskowa wytwarza ciśnienie niezbędne do skutecznej atomizacji. W zależności od konstrukcji układu dolotowego, w odpowiednim czasie dostarczana jest niewielka porcja paliwa rozpylanego przez dyszę (powstaje mgła paliwowa, dzięki czemu BTC spala się znacznie wydajniej).

Większość nowoczesnych pojazdów jest wyposażona w rampę i regulator ciśnienia. W tej wersji fluktuacje w dostawie benzyny są zmniejszone i jest ona równomiernie rozłożona na wtryskiwacze. Pracą całego systemu steruje elektroniczna jednostka sterująca zgodnie z algorytmami wbudowanymi w mikroprocesor.

Systemy paliwowe do silników wysokoprężnych

Układy paliwowe silników wysokoprężnych to wyłącznie wtrysk bezpośredni. Przyczyna leży w zasadzie zapłonu HTS. W takiej modyfikacji silników nie ma samego układu zapłonowego. Konstrukcja jednostki zakłada kompresję powietrza w cylindrze do takiego stopnia, że ​​nagrzewa się on do kilkuset stopni. Gdy tłok osiągnie górny martwy punkt, układ paliwowy wtryskuje olej napędowy do cylindra. Pod wpływem wysokiej temperatury zapala się mieszanina powietrza i oleju napędowego, uwalniając energię potrzebną do ruchu tłoka.

Inną cechą silników Diesla jest to, że w porównaniu z silnikami benzynowymi ich kompresja jest znacznie wyższa, dlatego układ paliwowy musi wytworzyć w szynie wyjątkowo wysokie ciśnienie oleju napędowego. W tym celu używana jest tylko wysokociśnieniowa pompa paliwowa, która działa na zasadzie pary tłoków. Awaria tego elementu uniemożliwi pracę silnika.

Konstrukcja tego pojazdu będzie obejmowała dwie pompy paliwowe. Po prostu pompuje się olej napędowy do głównego, a główny wytwarza wymagane ciśnienie. Najbardziej efektywnym urządzeniem i działaniem jest układ paliwowy Common Rail. Jest szczegółowo opisana w innym artykule.

Oto krótki film o tym, jakiego rodzaju jest to system:

Odkrywanie Common Rail. Wtryskiwacze Diesel.

Jak widać, nowoczesne samochody wyposażone są w lepsze i wydajniejsze układy paliwowe. Jednak te zmiany mają znaczną wadę. Chociaż działają dość niezawodnie, w przypadku awarii ich naprawa jest znacznie droższa niż serwisowanie odpowiedników gaźników.

Możliwości nowoczesnych układów paliwowych

Pomimo trudności z naprawą i wysokich kosztów poszczególnych elementów nowoczesnych układów paliwowych, producenci samochodów są zmuszeni wdrożyć te zmiany w swoich modelach z kilku powodów.

1. Po pierwsze, pojazdy te są w stanie zapewnić przyzwoitą oszczędność paliwa w porównaniu z silnikami ICE z gaźnikami o tej samej pojemności. Jednocześnie moc silnika nie jest poświęcana, ale wręcz przeciwnie, w większości modeli obserwuje się wzrost charakterystyk mocy w porównaniu z mniej produktywnymi modyfikacjami, ale przy tych samych objętościach.
2. Po drugie, nowoczesne układy paliwowe umożliwiają dostosowanie zużycia paliwa do obciążenia zespołu napędowego.
3. Po trzecie, zmniejszając ilość spalanego paliwa, pojazd z większym prawdopodobieństwem spełnia wysokie normy środowiskowe.
4. Po czwarte, zastosowanie elektroniki umożliwia nie tylko wydawanie poleceń siłownikom, ale sterowanie całością procesów zachodzących wewnątrz bloku energetycznego. Urządzenia mechaniczne są również dość skuteczne, ponieważ maszyny gaźnikowe jeszcze nie wyszły z użytku, ale nie są w stanie zmienić trybów zasilania paliwem.

Jak więc widzieliśmy, nowoczesne pojazdy pozwalają nie tylko jeździć autem, ale także wykorzystywać pełen potencjał każdej kropli paliwa, dając kierowcy przyjemność z dynamicznej pracy jednostki napędowej.

Podsumowując - krótki film o działaniu różnych układów paliwowych:

Jakie są rodzaje wtrysków w silniku benzynowym i wysokoprężnym, czym się różnią i który wtrysk jest lepszy

Pytania i odpowiedzi:

Jak działa układ paliwowy? Zbiornik paliwa (zbiornik gazu), pompa paliwa, przewód paliwowy (niskie lub wysokie ciśnienie), opryskiwacze (dysze, a w starszych modelach gaźnik).

Jaki jest układ paliwowy w samochodzie? Jest to system, który zapewnia magazynowanie zapasu paliwa, jego czyszczenie i przetłaczanie ze zbiornika gazu do silnika w celu zmieszania z powietrzem.

Jakie są rodzaje systemów paliwowych? Gaźnik, wtrysk mono (jedna dysza zgodnie z zasadą gaźnika), wtrysk rozproszony (wtryskiwacz). Wtrysk rozproszony obejmuje również wtrysk bezpośredni.