Как поступает топливо из бака к карбюратору

24

3. Система питания карбюраторных двигателей

Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя показана на рис. 2.

Топливо из бака 1 при помощи насоса 5, пройдя фильтр-отстойник 4 и фильтр тонкой очистки 6, поступает в карбюратор 8. Воздух поступает в карбюратор через воздухоочиститель 7. В карбюраторе топливо распыляется, испаряется и, перемешиваясь с воздухом, образует горючую смесь. Горючая смесь через впускной коллектор 9 поступает в цилиндры двигателя и, смешиваясь с остаточными газами, образует рабочую смесь. Рабочая смесь воспламеняется при помощи электрической искры и сгорает. Отработанные газы отводятся из цилиндров двигателя через выпускной коллектор 10 и глушитель 12 в атмосферу.

Рис. 2. Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя: 1 – топливный бак; 2 – указатель уровня топлива; 3 – заливная горловина с пробкой; 4 – фильтр грубой очистки; 5 – топливный насос; 6 – фильтр тонкой очистки топлива; 7 – воздушный фильтр; 8 – карбюратор; 9 – впускной коллектор; 10 – выпускной коллектор; 11 – выхлопная труба; 12 – глушитель

Топливный бак (рис. 3). Необходимый запас горючего на автомобиле, достаточный для пробега 400…500 км, хранится в баке, выполненном из листовой освинцованной стали. Горловина бака снабжена выдвижной трубой с сеткой и плотно закрывающейся пробкой. Для обеспечения нормальной подачи горючего в карбюратор и уменьшения его потерь от испарения в пробке устанавливаются клапаны. При разрежении в баке 0,0016…0,0034 МПа открывается впускной клапан и бак сообщается с атмосферой. Выпускной клапан открывается при повышении давления в баке на 0,011…0,018 МПа больше атмосферного. На баке размещается электрический датчик указателя уровня топлива, а в днище бака имеется пробка для слива отстоя топлива.

Рис. 3. Топливный бак: 1 – фильтр отстойник; 2 – кронштейн крепления бака; 3 – указатель уровня топлива; 4 – датчик; 5 – корпус бака; 6 – крышка горловины топливного бака; 7 – кран

Фильтр-отстойник. Тщательная очистка топлива, поступающего в карбюратор, от влаги и механических частиц производится в фильтре-Отстойнике и в фильтре тонкой очистки.

В корпусе фильтра-отстойника установлен фильтрующий элемент, состоящий из набора металлических пластин (рис. 4 а), между которыми образованы щели высотой не более 0,05 мм. Механические примеси, размер которых более этой величины, улавливаются и выпадают в осадок. Этот осадок и влага периодически сливаются через сливное отверстие фильтра.

Фильтр тонкой очистки (рис. 4 б) установлен непосредственно перед карбюратором. Его сетчатый или мелкопористый керамический элемент способен улавливать мельчайшие механические примеси.

Рис. 4. Топливные фильтры: а – грубой очистки; б – тонкой очистки; 1 – прокладка; 2 – корпус; 3 – стяжной болт; 4 – топливопровод от топливного бака; 5 – прокладка фильтрующего элемента; 6 – фильтрующий элемент; 7 – стойка фильтрующего элемента; 8 – отстойник; 9 – пробка сливного отверстия; 10 – выходной топливопровод; 11 – пластина фильтрующего элемента; 12 – отверстия для прохода топлива; 13 – выступ; 14 – отверстия для стоек; 15 – впускное отверстие; 16 – корпус; 17 – выпускное отверстие; 18 – прокладка; 19 – фильтрующий элемент; 20 – стакан-отстойник

Бензиновый насос. Для подачи топлива в карбюратор и преодоления сопротивления фильтров в системе питания карбюраторного двигателя применяется диафрагменный насос с механическим приводом (рис. 5).

Ход диафрагмы 5 вниз (всасывание) совершается с помощью штока 2 при повороте коромысла 1 на оси под воздействием эксцентрика распределительного вала. При этом пружина 6 сжимается и через впускные клапаны 3 наддиафрагменная полость заполняется топливом. При подъеме диафрагмы под воздействием сжатой пружины топливо через нагнетательный клапан 4 поступает в поплавковую камеру карбюратора. Подача топлива в карбюратор при неработающем двигателе производится рычагом 7.

Рис. 5. Бензиновый насос: 1 коромысло; 2 шток; 3 впускной клапан; 4 нагнетательный клапан; 5 диафрагма; 6 пружина; 7 рычаг ручной подкачки

Производительность насоса при отсутствии противодавления составляет 140…180 л/ч. У работающего двигателя насос автоматически изменяет свою производительность в соответствии с расходом топлива двигателем: при заполненной до нормального уровня поплавковой камере карбюратора бензонасос не может преодолеть противодавления, создаваемого игольчатым клапаном поплавковой камеры. При этом диафрагма 5 останавливается в промежуточном положении, а коромысло 1 своим вильчатым концом вхолостую качается относительно штока диафрагмы 2. Для повышения надежности работы в конструкциях насосов наблюдается тенденция увеличения числа впускных и нагнетательных клапанов.

Топливо. Топливом для карбюраторных двигателей является бензин, получаемый путем переработки нефти. Бензин представляет собой легкоиспаряющуюся жидкость плотностью =0>74 г/см 3 с низшей теплотой сгорания h_u=4360 кДж/кг (10400 ккал/кг).

Основными показателями, определяющими качество бензина, являются детонационная стойкость и фракционный состав.

Детонационная стойкость топлива оценивается октановым числом и определяется путем сравнения его с другим эталонным топливом, у которого детонационная стойкость известна.

Интенсификация рабочего процесса карбюраторных двигателей путем повышения степени сжатия требует применения высокооктановых сортов топлива во избежание детонационного сгорания. Для повышения октанового числа в бензин вводятся антидетонаторы.

Фракционный состав бензинов в значительной степени определяет пусковые качества двигателя при низких температурах и продолжительность индукционного периода процесса сгорания.

2.7. Система питания бензиновых двигателей

Система питания служит для хранения топлива, очистки топлива и воздуха, приготовления горючей смеси требуемого качества, подачи ее в цилиндры двигателя и удаления отработавших газов. В зависимости от выполняемых функций элементы системы питания можно разделить на устройства, обеспечивающие очистку и подачу воздуха, подачу топлива и его перемешивание с воздухом, а также отвод отработавших газов.

Система питания должна обеспечивать следующее: автоматически и по возможности точно дозировать топливо на всех установившихся и переходных режимах работы двигателя; качественно распыливать и перемешивать топливо воздухом с целью получения высоких экономических показателей и низкой токсичности отработавших газов; иметь малую удельную массу и конструкцию, удобную для обслуживания и стабильную в работе.

В бензиновых двигателях применяются следующие конструкции системы питания: карбюраторные и с впрыском топлива.

В карбюраторном двигателе горючая смесь готовится в специальном устройстве — карбюраторе, а процесс ее приготовления называется карбюрацией. Чтобы топливо в цилиндрах сгорало полностью с большой скоростью, выделяя при этом большое количество теплоты, оно должно пройти подготовку к сгоранию, которая заключается в том, что жидкое топливо раздробляется на мелкие капельки, интенсивно перемешивается с воздухом и и спаряется. Распыление топлива в карбюраторе происходит при попадании тонкой струи вытекающего из распылителя топлива в быстродвижущийся поток воздуха, который разбивает струю топлива на мелкие капли и таким образом смешивается с ним.

В основе работы всех автомобильных карбюраторов лежит рабочий процесс так называемого простейшего карбюратора, который имеет поплавковую 3 (рис. 2.34, а) и смесительную 9 камеры и воздушный патрубок с воздушной заслонкой 10. В поплавковой камере, соединенной через дренажное отверстие 11 с атмосферой, расположен поплавок 2 и игольчатый клапан 1. В смесительной камере расположен диффузор 8, распылитель 5 и дроссельная заслонка 6. Распылитель соединен с поплавковой камерой через жиклер 4. Воздушный патрубок карбюратора соединяется с воздухоочистителем, а смесительная камера — с впускным коллектором двигателя.

Рис. 2.34. Схема работы простейшего карбюратора:
а — устройство; б — график изменения состава топливной смеси при разных режимах работы двигателя; 1 — игольчатый клапан; 2 — поплавок; 3 — поплавковая камера; 4 — жиклер; 5 — распылитель; 6 — дроссельная заслонка для горючей смеси; 7 — впускной трубопровод; 8 — диффузор; 9 — смесительная камера; 10 — воздушная заслонка; 11 — дренажное отверстие; I — требуемая характеристика карбюратора; II — фактическая характеристика простейшего карбюратора; N_e — эффективная мощность; α — коэффициент избытка воздух

При такте впуска в цилиндре двигателя создается разрежение. Атмосферный воздух поступает в цилиндр через смесительную камеру карбюратора и впускной коллектор. Наибольшая скорость воздуха достигается в самом узком месте диффузора 8, куда выходит распылитель 5. Выходное отверстие распылителя на 2…3 мм выше уровня топлива в поплавковой камере, поэтому топливо не вытекает из распылителя при неработающем двигателе.

За счет разности давления в поплавковой камере и горловине диффузора топливо вытекает из распылителя и, попав в воздушный поток, распыливается на мелкие частицы. Одновременно топливо перемешивается с воздухом, испаряется и образует горючую смесь. Открывая или прикрывая дроссельную заслонку, можно увеличивать или уменьшать количество горючей смеси, подаваемой в цилиндры двигателя, и ее состав. Основным недостатком простейшего карбюратора является то, что он не обеспечивает условий приготовления горючей смеси требуемого состава на разных режимах работы двигателя.

При увеличении мощности (см. рис. 2.34, б, кривая II) горючая смесь, приготовляемая простейшим карбюратором, обогащается (α < 1) по мере увеличения разрежения ∆р_д, т.е. с увеличением расхода воздуха. Однако согласно регулировочным характеристикам при увеличении мощности двигателя горючая смесь должна обедняться (кривая I). Отсюда следует, что простейший карбюратор не отвечает предъявляемым требованиям. Чтобы устранить недостатки простейшего карбюратора и обеспечить приготовление смеси требуемого состава (кривая I) в конструкцию карбюраторов включают дополнительные дозирующие устройства.

Для обеспечения необходимого качества состава смеси на всех режимах работы карбюраторы имеют следующие системы и дозирующие устройства с автоматическим регулированием:

• пусковую систему, обогащающую горючую смесь при пуске;

• систему холостого хода, обеспечивающую устойчивую работу двигателя на малых частотах вращения коленчатого вала;

• главную дозирующую систему, поддерживающую оптимальный состав смеси на малых и средних нагрузках;

• экономайзер с механическим приводом, обогащающий смесь при полной нагрузке;

• ускорительный насос для кратковременного обогащения смеси в момент резкого открытия дроссельной заслонки;

• экономайзер принудительного холостого хода (ЭПХХ) с электронным управлением для уменьшения удельного расхода топлива и снижения уровня токсичности отработавших газов.

Автоматическое изменение коэффициента α на частичных нагрузках в соответствии с оптимальной характеристикой карбюратора (кривая I) называют корректированием (компенсацией) состава смеси, которое осуществляется главной дозирующей системой. В большинстве современных карбюраторов главная дозирующая система работает с компенсацией состава смеси путем понижения разрежения у топливного жиклера 4 — пневматического торможения топлива. В отличие от простейшего карбюратора главная система, например, карбюратора К-90 имеет воздушные жиклеры 6 (рис. 2.35), которые сообщаются с атмосферой. Необходимая степень обеднения смеси в соответствии с оптимальной характеристикой карбюратора достигается при данной системе компенсации выбором определенного сочетания размеров главного и воздушного жиклеров.

Рис. 2.35. Карбюратор К-90:
а — устройство карбюратора; б — датчик положения дроссельных заслонок; 1 — корпус воздушной горловины; 2 — игольчатый клапан поплавка; 3 — сетчатый топливный фильтр; 4 — балансировочный канал поплавковой камеры; 5 — жиклер холостого хода; 6 — воздушный жиклер; 7 — малый диффузор; 8 — форсунка; 9 — воздушная заслонка; 10 — клапан; 11 — толкатель; 12 — поплавковая камера; 13 — поршень ускорительного насоса; 14 — шариковый обратный клапан ускорительного насоса; 15 — шариковый клапан; 16— нагнетательный игольчатый клапан; 17 — электромагнитные клапаны; 18 — регулировочный винт; 19 — прямоугольное отверстие; 20 — круглое отверстие; 21 — дроссельная заслонка; 22 — корпус смесительных камер; 23 — главный жиклер; 24 — жиклер полной мощности; 25 — кольцевая щель; 26 — поплавок; 27 — пружина; 28 — рычаг; 29, 30 — контакты датчика положения дроссельных заслонок; 31 — ось дроссельных заслонок; 32 — большой диффузор

В процессе приготовления горючей смеси большое значение имеет испаряемость топлива. Условия для испарения топлива в карбюраторе неблагоприятны: время измеряется долями секунды, температура сравнительно невысокая. Для улучшения испаряемости топлива, уменьшения неравномерности распределения смеси по цилиндрам, предотвращения конденсации и уменьшения пленкообразования применяется подогрев горючей смеси.

Приведенная на рис. 2.35, а в качестве примера система карбюратора К-90 установлена на V-образном двигателе автомобиля ЗИЛ-4314. Карбюратор двухкамерный с падающим потоком смеси, сбалансированный, имеет главную дозирующую систему с пневматическим торможением топлива. Обе смесительные камеры работают параллельно на всех режимах работы двигателя.

Каждая камера приготовляет горючую смесь для четырех цилиндров своего ряда. Поплавковый механизм, экономайзер с механическим приводом, ускорительный насос и воздушная заслонка — общие для обеих камер, система холостого хода и главные дозирующие системы — отдельные. Карбюратор состоит из трех основных частей: корпуса 1 воздушной горловины, корпуса поплавковой камеры 12 и корпуса 22 смесительных камер. Все три части соединены болтами и для уплотнения имеют прокладки.

В карбюраторах требуемые качество и количество горючей смеси автоматически изменяются в зависимости от режима работы двигателя. Это достигается согласованием работы дозирующих устройств.

Основными режимами работы двигателя являются пуск, холостой ход, частичные (малые) и средние нагрузки, неустановившийся режим (переход от частичных к полным нагрузкам) и полные нагрузки.

Припуске холодного двигателя температурный режим низкий, условия для смесеобразования неблагоприятные. Чтобы обеспечить надежный пуск, карбюратор должен приготовлять богатую смесь (α = 0,5…0,7). Обогащение смеси достигается прикрытием воздушной заслонки 9. Дроссельные заслонки 21 открыты незначительно (примерно на одну четверть). Воздушный поток, проходящий через карбюратор, слабый. Под действием возникающего в диффузорах разрежения из кольцевых щелей 25 малых диффузоров 7 происходит усиленное истечение топлива. Чтобы предотвратить переобогащение смеси при закрытой воздушной заслонке, на ней установлен автоматический клапан 10.

Прихолостом ходе температурный режим двигателя пониженный, условия для распыливания и испарения топлива неблагоприятны. Для устойчивой и бесперебойной работы двигателя карбюратор должен приготовлять обогащенную смесь (α = 0,7… 0,8). При холостом ходе дроссельная заслонка 21 прикрыта, поэтому скорость воздуха и разрежение в малых диффузорах 7 незначительны, и топливо не вытекает из кольцевых щелей 25. За дроссельными заслонками возникает большое разрежение, которое передается через прямоугольные отверстия 19 и эмульсионные каналы к жиклерам 5 холостого хода. Под действием этого разрежения топливо из поплавковой камеры поступает через главные жиклеры 23 в топливные каналы жиклеров 5 холостого хода и перемешивается с воздухом, проходящим через верхние отверстия этих жиклеров, в результате образуется эмульсия.

Образовавшаяся эмульсия поступает в смесительные камеры через регулируемые круглые отверстия 20 и дополнительно перемешивается с воздухом, поступающим через прямоугольные отверстия 19. При большем открытии дросселя прямоугольные отверстия 19 попадают в зону большого разрежения и из них так же, как и из нижних круглых отверстий 20, начинает поступать эмульсия, что способствует плавному переходу от работы системы холостого хода к работе главной дозирующей системы. Качество смеси на холостом ходу и тем самым устойчивую работу двигателя на этом режиме регулируют винтами 18. При отвертывании винта смесь обогащается, при завертывании — обедняется.

На малых и средних нагрузках от двигателя не требуется полной мощности, поэтому горючая смесь должна постепенно обедняться от α = 0,7…0,8 до α = 1,0… 1,15 при нагрузках 80…90% полной мощности.

При увеличении нагрузки дроссельную заслонку 21 постепенно открывают. Скорость воздушного потока возрастает, температурный режим двигателя повышается. Условия для распыливания и испарения топлива улучшаются. По мере открывания дроссельной заслонки возрастает скорость движения воздуха в больших 32 и малых 7 диффузорах, разрежение у прямоугольных 19 и круглых 20 отверстий уменьшается, а в зоне кольцевых щелей 25 малых диффузоров становится достаточным для вступления в работу главной дозирующей системы карбюратора. Топливо из поплавковой камеры 12 поступает через главные жиклеры 23 и жиклеры полной мощности 24. К топливу подмешивается воздух, проходящий через воздушные жиклеры 6. Через кольцевую щель 25 малых диффузоров в смесительные камеры поступает эмульсия. Шариковый клапан 15 экономайзера с механическим приводом закрыт. Карбюратор приготовляет обедненную горючую смесь.

Приполной нагрузке , когда от двигателя требуется наибольшая мощность, горючая смесь должна быть обогащенной (α = 0,8…0,9). Такая смесь сгорает с наибольшей скоростью, поэтому двигатель развивает максимальную мощность. Обогащение горючей смеси до состава при полностью или почти полностью открытой дроссельной заслонке обеспечивается вступлением в работу экономайзера с механическим приводом. При открывании дроссельной заслонки на 80…85% привод механического экономайзера открывает шариковый клапан 15, и горючая смесь, приготовляемая главной дозирующей системой, обогащается.

При переходе от частичных нагрузок к полным, что происходит при резком открывании дроссельной заслонки 21, частота вращения коленчатого вала должна быстро увеличиваться, при этом разрежение в малом диффузоре 7 карбюратора возрастает, а за дроссельной заслонкой 21 снижается, что приводит к обеднению смеси. Обеднение смеси ухудшает приемистость двигателя и может вызвать перебои в его работе. Чтобы это предотвратить, горючую смесь кратковременно обогащают ( α = 0,8…0,9) впрыском дополнительного количества топлива в смесительную камеру карбюратора с помощью ускорительного насоса (детали 8, 13, 14). Ускорительный насос вступает в работу на первой половине процесса резкого открывания дроссельной заслонки.

Для уменьшения удельного расхода топлива и снижения уровня токсичности отработавших газов в карбюраторе К-90 предусмотрены электромагнитные клапаны 17 — ЭПХХ с электронным управлением.

Система автоматического управления экономайзером имеет электронный блок управления, датчик частоты вращения коленчатого вала в виде счетчика электрических импульсов системы зажигания, датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик положения дроссельных заслонок и два электромагнитных клапана, встроенных в каналы холостого хода карбюратора.

Система работает следующим образом. Датчики температуры охлаждающей жидкости и частоты вращения коленчатого вала постоянно посылают сигналы в блок управления. Когда педаль подачи топлива отпущена, дроссельные заслонки карбюратора полностью прикрыты, т.е. двигатель работает в режиме принудительного холостого хода (торможение двигателем), блок управления включает электромагнитные клапаны, которые перекрывают каналы системы холостого хода карбюратора. Для срабатывания электромагнитных клапанов необходимо, чтобы температура охлаждающей жидкости была выше 60 °С, а частота вращения коленчатого вала более 1000 мин -1 .

При уменьшении частоты вращения коленчатого вала до минимальной или при ее увеличении после нажатия на педаль подачи топлива блок управления выключает электромагнитные клапаны, и двигатель переходит на нормальный режим работы.

При снижении нагрузки частота вращения коленчатого вала может возрасти выше допустимого, что вызывает перегрузку деталей КШМ. Для предотвращения этого в карбюратор ряда двигателей встроен специальный пневматический или пневмоцентробежный ограничитель, который связан с дроссельными заслонками.

При чрезмерном росте частоты вращения коленчатого вала этот механизм прикрывает дроссельные заслонки, поступление горючей смеси в цилиндры уменьшается, в результате чего частота вращения коленчатого вала двигателя уменьшается и не превышает расчетной величины.

В систему питания карбюраторного двигателя наряду с карбюратором 6 (рис. 2.36) входят топливный бак 1 с фильтром 11, фильтры грубой 3 и тонкой 5 очистки топлива, топливный насос 4, воздушный фильтр 7, впускной 8 и выпускной 9 коллекторы, выхлопная труба с глушителем 10.

Рис. 2.36. Система питания карбюраторного двигателя:
1 — топливный бак; 2 — указатель уровня топлива; 3 — фильтр грубой очистки; 4 — топливный насос; 5 — фильтр тонкой очистки; 6 — карбюратор; 7 — воздушный фильтр; 8 — впускной коллектор; 9 — выпускной коллектор; 10 — глушитель; 11 — фильтр топливного бака; — ► — движение топлива

Топливный бак (рис. 2.37), изготовленный из стали, размещен на кронштейнах, закрепленных на раме машины. Для увеличения жесткости в баке имеются перегородки, благодаря которым также предотвращается плескание топлива во время движения. В верхней части топливного бака имеется наливная горловина с крышкой 6, топливоприемная трубка с фильтром и краном 7, датчик 4 указателя уровня топлива, а в нижней части — сливная пробка. Для удобства заправки топлива устанавливают выдвижную горловину.

Рис. 2.37. Топливный бак:
а — устройство; б — крышка бака; 1 — фильтр-отстойник; 2 — кронштейн крепления бака; 3 — указатель уровня топлива; 4 — датчик; 5 — корпус бака; 6 — крышка горловины топливного бака; 7 — кран; 8, 14 — отверстия; 9 — корпус крышки; 10 — облицовка; 11 — пружина выпускного клапана; 12, 13— впускной и выпускной клапаны; 15 — прокладка; 16 — пружина впускного клапана; 17 — цепочка крепления пробки к горловине; —-→ — движение паров топлива; →— движение воздуха

Внутри бака необходимо поддерживать определенное давление — по мере расходования топлива в нем не должно возникать разрежение, а при испарении топлива не должно быть повышенного давления. Поэтому в крышке 6 наливной горловины топливного бака установлены клапаны — впускной 12 и выпускной 13.

Впускной клапан пропускает наружный воздух в бак при снижении давления в нем на 0,002…0,004 МПа по сравнению с атмосферным, обеспечивая бесперебойную подачу топлива в карбюратор.Выпускной клапан открывается при величине превышения атмосферного давления до 0,012 МПа. Уровень топлива в баке контролируется с помощью указателя 3 уровня топлива, установленного на щитке контрольных приборов.

Фильтр грубой очистки топлива (рис. 2.38, а) предназначен для отделения от топлива механических примесей и воды. В качестве фильтрующих элементов применяется набор тонких латунных пластин 11. Фильтр задерживает частицы размером более 0,05 мм. В нижней части скапливается вода, которая удаляется через сливное отверстие, закрытое пробкой 9. Между топливным насосом и карбюратором устанавливается фильтр тонкой очистки, в корпусе которого находится мелкопористый керамический фильтрующий элемент 19 (рис. 2.38, б). Проходя через фильтр тонкой очистки, топливо очищается от мельчайших механических примесей.

Рис. 2.38. Топливные фильтры:
а — грубой очистки; б — тонкой очистки; 1 — прокладка; 2 — корпус; 3 — стяжной болт; 4 — топливопровод от топливного бака; 5 — прокладка фильтрующего элемента; 6 — фильтрующий элемент; 7 — стойка фильтрующего элемента; 8 — отстойник; 9 — пробка сливного отверстия; 10 — выходной топливопровод; 11 — латунная пластина фильтрующего элемента; 12 — отверстия для прохода топлива; 13 — выступ; 14 — отверстия для стоек; 15 — впускное отверстие; 16 — корпус; 17 — выпускное отверстие; 18 — прокладка; 19 — фильтрующий элемент; 20 — стакан-отстойник; → — направление движения топлива

Топливный насос предназначен для подачи топлива из бака в поплавковую камеру карбюратора. Наиболее часто применяются диафрагменные насосы, приводимые в действие эксцентриком 12 (рис. 2.39) распределительного вала.

Между крышкой 5 и клапанной головкой 4 установлена диафрагма 8. Диафрагма перемещается вниз под действием штока и коромысла, а вверх — под действием пружины 10. В головке насоса и ее крышке имеются впускная и нагнетательная полости, в которых расположены впускные 3 и выпускные 7 клапаны. В специальных приливах корпуса установлен валик с рычагом 11 для ручной подкачки топлива.

Рис. 2.39. Диафрагменный топливный насос:
1 — коромысло; 2 — шток; 3 — впускные клапаны; 4 — клапанная головка; 5 — крышка; 6 — сетчатый фильтр; 7 — выпускные клапаны; 8 — диафрагма; 9 — корпус насоса; 10 — пружина; 11 — рычаг; 12— эксцентрик распределительного вала; 13 — штанга; → — направление движения топлива

При вращении распределительного вала эксцентрик 12 поднимает штангу 13 и поворачивает коромысло 1, в результате чего диафрагма 8 прогибается вниз. Над диафрагмой создается разрежение, впускные клапаны 3 открываются и топливо, проходя через сетчатый фильтр 6, заполняет полость над диафрагмой. При сбегании эксцентрика диафрагма под действием пружины 10 идет вверх и вытесняет топливо через выпускные клапаны 7 в нагнетательную полость. Впускные клапаны при этом закрываются под действием давления топлива.

Для прокачки системы питания карбюраторного двигателя и заполнения поплавковой камеры карбюратора топливом оно может подаваться вручную при помощи рычага 11.

Воздушный фильтр предназначен для очистки воздуха от механических примесей перед поступлением в цилиндры двигателя. Твердые частицы (оксиды кальция, железа, кремния) вызывают ускоренное изнашивание цилиндров, поршней и других трущихся деталей. На карбюраторных двигателях в основном применяют комбинированные воздухоочистители, сочетающие инерционный и фильтрующий способы очистки. Различают двух- и трехступенчатые воздухоочистители.

На рис. 2.40 показан воздушный фильтр двигателя автомобиля ЗИЛ-4314, обеспечивающий двухступенчатую очистку воздуха. Под действием разрежения, создаваемого двигателем, воздух поступает в корпус 8 фильтра и, двигаясь вниз, соприкасается с маслом 2. Вследствие резкого изменения направления движения происходит инерционная очистка воздуха от тяжелых частиц. При соприкосновении с маслом воздух захватывает его частицы и уносит их в фильтрующий элемент 4, где происходит очищение от мелких частиц пыли. Очищенный воздух по большому патрубку 1 поступает в карбюратор, и по малому патрубку 5 — в компрессор.

Рис. 2.40. Воздушный фильтр двигателя автомобиля ЗИЛ-4314:
1 — большой патрубок; 2 — масло; 3 — отражатель; 4 — фильтрующий элемент; 5 — малый патрубок; 6 — кольцевая щель; 7 — кольцевое окно; 8 — корпус фильтра

Впускной коллектор предназначен для подвода горючей смеси из карбюратора в цилиндры двигателя; изготовляется из чугуна или алюминиевого сплава и снабжен фланцем для крепления карбюратора. Для равномерного распределения горючей смеси впускной коллектор делается симметричным относительно карбюратора.

Выпускные трубопроводы служат для выпуска отработавших газов, расположены для V-образных двигателей по обеим сторонам блок-картера и крепятся к головкам блока шпильками.

Глушитель служит для уменьшения шума отработавших газов. Действие глушителя основано на многократном их расширении и охлаждении. Глушитель состоит из корпуса — перфорированной трубы со щелями, который разделен перегородками на три камеры. Отработавшие газы, попадая в камеры через щели в трубе, расширяются и охлаждаются, скорость движения их снижается, в результате уменьшается шум от их выпуска. При прохождении отработавших газов через глушитель снижается наполнение цилиндров свежим зарядом, что приводит к потере мощности двигателя на 5…7 %.

Как работает системы питания карбюраторного двигателя: устройство и схема

Фундаментальным узлом автомобиля является ДВС. Но его функционирование невозможно без действия множества других систем, в том числе и топливной. Схема системы питания карбюраторного двигателя включает в себя набор определенных компонентов, функционирование которых осуществляется согласно определенному принципу работы.

Двигатель любого автомобиля считается его «сердцем». Именно благодаря тому, что этот основополагающий механизм производит крутящий момент, вступают во взаимодействие многие электрические и механические процессы авто в целом.

Но, как и любая другая составляющая всего комплекса взаимосвязанных узлов, мотор не способен действовать обособленно, не затрагивая и не вовлекая многие системы, которые его обслуживают и поддерживают правильное функционирование (питание, охлаждение, выпуск отработавших газов и др.).

К каждому автомобилю может быть применено такой термин как «ходовой запас». Если утрировать, то им определяются те количественные расстояния, которые должна преодолевать автомашина при условии заполненного до максимального предела наполненного топливного бака, исключая возможность дозаправки.

На данную величину, конечно, влияет совокупность множества составляющих (погода, дорожное покрытие, возраст транспортного средства, индивидуальная особенность вождения и многое другое.), но наиболее важная роль отводится все-таки эксплуатационному состоянию системы питания и корректности происходящих в ней процессов.

Основы топливной системы

Схема системы питания карбюраторного двигателя построена на следующих основных действиях:

• подача горючего;
• фильтрация его и последующее складирование;
• воздухоочистка;
• подготовка топливно-воздушной смеси;
• запуск состава в цилиндры мотора

Система поступления и циркуляции топлива напрямую реагирует на качественную и количественную составляющую поступаемого бензина в проекции рабочих режимов ДВС.

Классический вариант топливной системы включает такие составляющие компоненты, как:

• бак с горючим (хранение бензина);
• топливный насос (образование необходимого давления, подача горючего в принудительном порядке);
• топливопровод (совокупность трубок, магистралей, шлангов для циркуляции топливной смеси);
• фильтры (воздушный и топливные);
• карбюратор (подготовка и образование топливно-воздушного состава)

Принцип работы системы питания для карбюраторных двигателей достаточно простой. Топливо, содержащееся в емкости, на старте своей циркуляции подвергается фильтрации. Одновременно в работу вступает топливный насос, заставляющий бензин двигаться по топливной магистрали к карбюратору. Там начинается приготовление топливно-воздушного состава необходимых пропорций, только после этого она попадает к рабочим цилиндрам ДВС.

Далее более подробно будут рассматриваться устройство и эксплуатационные показатели каждого элемента системы топлива карбюраторного мотора.

Инжекторные топливные системы

Инжекторные топливные системы в настоящее время применяются гораздо чаще карбюраторных, особенно на бензиновых двигателях легковых автомобилей. Впрыск бензина во впускной коллектор инжекторного двигателя осуществляется с помощью специальных электромагнитных форсунок (инжекторов), установленных в головку блока цилиндров и управляемых по сигналу от электронного блока. При этом исключается необходимость в карбюраторе, так как горючая смесь образуется непосредственно во впускном коллекторе.

Рекомендуем: Расшифровка маркировки M S на резине

Различают одно- и многоточечные системы впрыска. В первом случае для подачи топлива используется только одна форсунка (с ее помощью готовится рабочая смесь для всех цилиндров двигателя). Во втором случае число форсунок соответствует числу цилиндров двигателя. Форсунки устанавливают в непосредственной близости от впускных клапанов. Топливо впрыскивают в мелко распыленной виде на наружные поверхности головок клапанов. Атмосферный воздух, увлекаемый в цилиндры вследствие разрежения в них во время впуска, смывает частицы топлива с головок клапанов и способствует их испарению. Таким образом, непосредственно у каждого цилиндра готовится топливовоздушная смесь.

В двигателе с многоточечным впрыском при подаче электропитания к электрическому топливному насосу 7 через замок 6 зажигания бензин из топливного бака 8 через фильтр 5 подается в топливную рампу 1 (рампу инжекторов), общую для всех электромагнитных форсунок. Давление в этой рампе регулируется с помощью регулятора 3, который в зависимости от разрежения во впускном патрубке 4 двигателя направляет часть топлива из рампы обратно в бак. Понятно, что все форсунки находятся под одним и тем же давлением, равным давлению топлива в рампе.

Когда требуется подать (впрыснуть) топливо, в обмотку электромагнита форсунки 2 от электронного блока системы впрыска в течение строго определенного промежутка времени подается электрический ток. Сердечник электромагнита, связанный с иглой форсунки, при этом втягивается, открывая путь топливу во впускной коллектор. Продолжительность подачи электрического тока, т. е. продолжительность впрыска топлива, регулируется электронным блоком. Программа электронного блока на каждом режиме работы двигателя обеспечивает оптимальную подачу топлива в цилиндры.

Рис. Схема системы питания топливом бензинового двигателя с многоточечным впрыском: 1 — топливная рампа; 2 — форсунки; 3 — регулятор давления; 4 — впускной патрубок двигателя; 5 — фильтр; 6 — замок зажигания; 7 — топливный насос; 8 — топливный бак

Для того чтобы идентифицировать режим работы двигателя и в соответствии с ним рассчитать продолжительность впрыска, в электронный блок подаются сигналы от различных датчиков. Они измеряют и преобразуют в электрические импульсы значения следующих параметров работы двигателя:

• угол поворота дроссельной заслонки
• степень разрежения во впускном коллекторе
• частота вращения коленчатого вала
• температура всасываемого воздуха и охлаждающей жидкости
• концентрация кислорода в отработавших газах
• атмосферное давление
• напряжение аккумуляторной батареи
• и др.

Двигатели с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд неоспоримых преимуществ перед карбюраторными двигателями:

• топливо распределяется по цилиндрам более равномерно, что повышает экономичность двигателя и уменьшает его вибрацию, вследствие отсутствия карбюратора снижается сопротивление впускной системы и улучшается наполнение цилиндров
• появляется возможность несколько повысить степень сжатия рабочей смеси, так как ее состав в цилиндрах более однородный
• достигается оптимальная коррекция состава смеси при переходе с одного режима на другой
• обеспечивается лучшая приемистость двигателя
• в отработавших газах содержится меньше вредных веществ

Вместе с тем системы питания с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд недостатков. Они сложны и поэтому относительно дорогостоящи. Обслуживание таких систем требует специальных диагностических приборов и приспособлений.

Наиболее перспективной системой питания топливом бензиновых двигателей в настоящее время считается довольно сложная система с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания, позволяющая двигателю длительное время работать на сильно обедненной смеси, что повышает его экономичность и экологические показатели. В то же время из-за существования ряда проблем системы непосредственного впрыска пока не получили широкого распространения.

Топливный бак

Представляет собой емкость, изготовленную из прочного металла (стали) методом штамповки. Объем топливного бака варьируется от 40 до 80 литров бензина, зависит от модели автомобиля, такого количества топливной смеси согласно нормативам хватает приблизительно на 500 км пробега. Как правило, бак крепится в задней части машины.

Во внутренней полости бака имеется перегородка, придающая жесткость всей конструкции, а также служащая неким препятствием для образования волн при движении автомобиля. Бак наполняется бензином через специальную горловину, которая оснащена трубкой. Через нее в процессе заправки выходят излишки воздуха.

Во многих моделях автомобилей в конструкции бензобака (нижняя часть), предусмотрено дополнительное закрывающееся отверстие. Через него можно не только полностью слить бензин, удалить воду, но и полностью очистить его полость от крупного мусора.

Также в бензобаке предусмотрено наличие сетчатого фильтра, который помогает процессу очистки топливной смеси. Уровень бензина, находящегося в баке можно отслеживать при помощи установленного датчика, который представляет собой поплавок с реостатом.

Перемещение поплавка свидетельствует об определенном уровне наполнения бака топливной смесью. Это сводится к увеличению возникшего сопротивления непосредственно в цепи и, соответственно, к понижению величины напряжения на указателе. Количество содержимого горючего бензобака отражается определенными показателями на приборной панели.

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).

Выбор условий работы системы питания, таким образом, должен быть оправдан необходимостью движения в определенном режиме.

Рекомендуем: Насос омывателя лобового стекла — как он работает

Насос

Обеспечивает подачу бензина для впрыскивания,поддерживает необходимый уровень давления для корректной работы топливной магистрали в целом. Топливный насос карбюраторного двигателя монтируется непосредственно в конструкцию бензобака, при этом оснащается электроприводом. В некоторых моделях авто можно, как дополнительный усиливающий элемент, установить подкачивающий насос.

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»).

Фильтры

Топливный фильтр предназначен для первоначальной очистки горючего от посторонних загрязнений, чтобы избежать нежелательных поломок и некорректного действия каждого элемента системы. Последнее время топливный фильтр все чаще оснащается специальным клапаном редукционного действия. Он отвечает за контроль и регулирование рабочего давления.

Образовавшиеся излишки горючего от клапана отводятся посредством сливного топливопровода. Если в конструкции двигателяесть топливный впрыск, то установка клапана редукционного типа не предусматривается.

Комплексная фильтрация топливной смеси производится фильтрами первоначальной (грубой) и последующей (тонкой) очистки. Первоначально бензин очищается фильтром — отстойником, он позволяет отделить объемные смеси механического типа, а такжеводу. Конструкция таких фильтров подразумевает наличие корпуса, элемента фильтрации и непосредственно отстойника.

Фильтрующий элемент собран из нескольких металлических не большой толщины пластин с перфорацией и выступами. Эти пластины в собранном виде насажены на стержень и прижаты к корпусу посредством пружин. Топливная смесь пропускается сквозь монтажные промежутки, образованные между соседними пластинами. А вот большие по объему примеси и загрязнения остаются на дне самого отстойника. Удалить их можно через отверстие, имеющее пробку.

В процессе очистки горючего от мелких примесей используется фильтр тонкой очистки. Его конструкция аналогична предыдущему фильтру. Включает в себя корпус, сетчатый или керамический фильтрующего элемента и отстойника. Крепится вся конструкция при помощи пары «гайка-болт».

Воздушный фильтр отвечает за пылевую очистку воздуха, который непосредственно попадает в карбюратор. Это нужно для того, чтобы снизить степень притягивания мельчайших кварцевых кристаллов смазанными деталями, а значит, предотвратить ранний износ узлов и механизмов.

По принципу действия воздушные фильтры подразделяются на инерционно-масляный и сухой тип. В устройство первых входят: корпус со специальной ванночкой, синтетический элемент фильтрации и воздухозаборник. Если запущен двигатель авто, то воздух, проходящийсквозь кольцевую щель внутренней корпусной части, начинает соприкасаться с масляной поверхностью, и меняет траекторию своего движения.

В итоге крупные частицы пыли от такой резкой смены направления цепляется за масляную поверхность. Затем первоначально очищенная порция воздуха попадает уже на фильтрационный элемент, который производит уже более тщательную очистку от мельчайших пылевых частиц. При сильном загрязнении фильтр подлежит тщательной промывки.

Воздушный сухой фильтр состоит из корпуса, воздухозаборника и элемента фильтрации, изготовленного из картона пористой структуры. Это позволяет его легко заменить, если возникла такая необходимость.

Карбюраторные системы питания

Рассмотрим сначала карбюраторные системы питания, которые еще недавно были широко распространены. Они более просты и дешевы по сравнению с инжекторными, не требуют высококвалифицированного обслуживания в процессе эксплуатации и в ряде случаев более надежны.

Система питания топливом карбюраторного двигателя включает в себя топливный бак 1, фильтры грубой 2 и тонкой 4 очистки топлива, топливоподкачивающий насос 3, карбюратор 5, впускной трубопровод 7 и топливопроводы. При работе двигателя топливо из бака 1 с помощью насоса 3 подается через фильтры 2 и 4 к карбюратору. Там оно в определенной пропорции смешивается с воздухом, поступающим из атмосферы через воздухоочиститель 6. Образовавшаяся в карбюраторе горючая смесь по впускному коллектору 7 попадает в цилиндры двигателя.

Топливные баки в силовых установках с карбюраторными двигателями аналогичны бакам систем питания дизелей. Отличием баков для бензина является лишь их лучшая герметичность, не позволяющая бензину вытечь даже при опрокидывании ТС. Для сообщения с атмосферой в крышке наливной горловины бака обычно устанавливают два клапана — впускной и выпускной. Первый из них обеспечивает поступление в бак воздуха по мере расходования топлива, а второй, нагруженный более сильной пружиной, предназначен для сообщения бака с атмосферой, когда давление в нем выше атмосферного (например, при высокой температуре окружающего воздуха).

Фильтры карбюраторных двигателей аналогичны фильтрам, применяемым в системах питания дизелей. На грузовых автомобилях устанавливаются пластинчато-щелевые и сетчатые фильтры. Для тонкой очистки используют картон и пористые керамические элементы. Кроме специальных фильтров в отдельных агрегатах системы имеются дополнительные фильтрующие сетки.

Топливоподкачивающий насос служит для принудительной подачи бензина из бака в поплавковую камеру карбюратора. На карбюраторных двигателях обычно применяют насос диафрагменного типа с приводом от эксцентрика распределительного вала.

В зависимости от режима работы двигателя карбюратор позволяет готовить смесь нормального состава (а = 1), а также обедненную и обогащенную смеси. При малых и средних нагрузках, когда не требуется развивать максимальную мощность, следует готовить в карбюраторе и подавать в цилиндры обедненную смесь. При больших нагрузках (продолжительность их действия, как правило, невелика) необходимо готовить обогащенную смесь.

Рис. Схема системы питания топливом карбюраторного двигателя: 1 — топливный бак; 2 — фильтр трубой очистки топлива; 3 — топливоподкачивающий насос; 4 — фильтр тонкой очистки; 5 — карбюратор; 6 — воздухоочиститель; 7 — впускной коллектор

В общем случае в состав карбюратора входят главное дозирующее и пусковое устройства, системы холостого хода и принудительного холостого хода, экономайзер, ускорительный насос, балансировочное устройство и ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала (у грузовых автомобилей). Карбюратор может содержать также эконостат и высотный корректор.

Главное дозирующее устройство функционирует на всех основных режимах работы двигателя при наличии разрежения в диффузоре смесительной камеры. Основными составными частями устройства являются смесительная камера с диффузором, дроссельная заслонка, поплавковая камера, топливный жиклер и трубки распылителя.

Пусковое устройство предназначено для обеспечения пуска холодного двигателя, когда частота вращения проворачиваемого стартером коленчатого вала невелика и разрежение в диффузоре мало. В этом случае для надежного пуска необходимо подать в цилиндры сильно обогащенную смесь. Наиболее распространенным пусковым устройством является воздушная заслонка, устанавливаемая в приемном патрубке карбюратора.

Система холостого хода служит для обеспечения работы двигателя без нагрузки с малой частотой вращения коленчатого вала.

Система принудительного холостого хода позволяет экономить топливо во время движения в режиме торможения двигателем, т. е. тогда, когда водитель при включенной передаче отпускает педаль акселератора, связанную с дроссельной заслонкой карбюратора.

Экономайзер предназначен для автоматического обогащения смеси при работе двигателя с полной нагрузкой. В некоторых типах карбюраторов кроме экономайзера для обогащения смеси используют эконостат. Это устройство подает дополнительное количество топлива из поплавковой камеры в смесительную только при значительном разрежении в верхней части диффузора, что возможно лишь при полном открытии дроссельной заслонки.

Ускорительный насос обеспечивает принудительный впрыск в смесительную камеру дополнительных порций топлива при резком открытии дроссельной заслонки. Это улучшает приемистость двигателя и соответственно ТС. Если бы ускорительного насоса в карбюраторе не было, то при резком открытии заслонки, когда расход воздуха быстро растет, из-за инерционности топлива смесь в первый момент сильно обеднялась бы.

Балансировочное устройство служит для обеспечения стабильности работы карбюратора. Оно представляет собой трубку, соединяющую приемный патрубок карбюратора с воздушной полостью герметизированной (не сообщающейся с атмосферой) поплавковой камеры.

Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя устанавливается на карбюраторах грузовых автомобилей. Наиболее широко распространен ограничитель пневмоцентробежного типа.

Карбюратор

Представляет собой прибор, служащий для подготовки топливно-воздушной смеси надлежащего состава. Воздух перемешивается в карбюраторе с жидким топливом, например, с бензином в необходимых пропорциях, а затем поступает к цилиндрам ДВС. Такое смешивание заложено как основополагающий принцип действия карбюратора.

Сегодня существует множество вариантов конструктивного исполнения данного прибора. Но, наиболее востребованным остается поплавковый карбюратор. Работает по следующему принципу.

Бензин, нагнетаемый бензонасосом, поступает в поплавковую камеру карбюратора, в которой необходимый уровень горючего поддерживается при помощи специального поплавка и игольчатого клапана. Когда расход бензина увеличивается, поплавок меняет свое положение, одновременно приоткрывается клапан, и в поплавковую камеру поступает новая порция топлива.

После того, как бензин залит до необходимого уровня, поплавок всплывает, клапан закрывается, и через входное отверстие прекращается подача топливной жидкости. Если утрировать, то действие поплавковой камеры карбюратора максимально схоже с принципом работы сливного бачка унитаза.

По распылительной трубке горючее из поплавковой камеры проникает в смесительную камеру, где микшируется с поступившей из воздушного фильтра очищенной порцией воздуха.

Непосредственное смешивание происходит следующим образом. При первом движении поршня от верхней до нижней мертвой точки клапан находится в открытом положении. При перемещении поршня вниз происходит всасывание очередной порции воздуха, которая пропускается через фильтр.

Затем при помощи диффузора движение воздуха значительно увеличивается, происходит его «закручивание», которое позволяет «зацепить» бензин из распылителя, при этом активно с ним перемешаться. При последующем движении поршня эта смесь через открытый клапан впуска проникает к цилиндрам. Все это происходит в смесительной камере, которая на языке автослесарей называется «кухней» карбюратора.

Количество горючего, поставляемого к цилиндрам, регулируется установленной дроссельной заслонкой, которая механически связана с педалью газа. Когда водитель нажимает на педаль, открывается заслонка, увеличивается содержание топливно-воздушной смеси, попадающей к цилиндрам, двигатель, соответственно, набирает обороты.

В случае отпускания педали происходит закрывание дроссельной заслонки, а значит, содержание смеси значительно снижается. В этом случае двигатель сбрасывает обороты.

Стоит отметить, что уровень бензина в поплавковой камере расположен ниже маркера выходного отверстия распылителя. Именно это предотвращает риск протекания топливной смеси при неработающем двигателе, даже если автомобиль находится наклонно.

Современные конструкции карбюраторов способны обеспечивать создание топливно-воздушной смеси в правильных пропорциях при всех рабочих режимах двигателя, что обеспечивает максимально корректную его работу.

Виды топливных систем

ТС бывают бензиновыми и дизельными. При этом каждая из них имеет множество вариаций. Всё зависит от того, как происходит впрыск топлива.

Бензиновые системы впрыска топлива:

• Карбюраторные. Топливо втягивается в поток воздуха, который проходит через карбюратор, за счет разрежения, возникающего в сужении воздушного канала. Механический или электрический топливный насос забирает топливо из бака, и подает его в карбюратор.
• Наддроссельного впрыска. Топливный узел привинчивается к впускному коллектору. Топливо посредством электронного модуля подаётся через топливную форсунку в поток воздуха, направляемый во все цилиндры двигателя.
• Распределительного (многоточечного или коллекторного) впрыска. Одни из наиболее передовых. Основана на впрыске топлива в каждый цилиндр отдельной форсункой. Может управляться как механически, так и с помощью электроники.
• Дискретного впрыска. Устройство топливной системы функционирует по импульсному циклу. В работе учитываются полученные датчиками показания массового расхода воздуха.
• Непосредственного впрыска. Инжекторная подача. Впрыск производится сразу в камеру внутреннего сгорания, а не во впускной коллектор. Такое решения позволяет оптимизировать уровень топливной эффективности, но устройство топливной системы, ориентированной на непосредственный впрыск, очень требовательно к качеству топлива.

А вот дизельные ТС принято квалифицировать следующим образом:

• Системы с ТНВД (рядными и распределительного типа);
• Системы с насос-форсунками;

Аккумуляторные системы. Топливный насос высокого давления у таких систем подает топливо в общую топливо-распределительную рампу.

Специфике устройств бензиновой и дизельной системы будет посвящены наши следующие статьи. В том числе, будут рассмотрены конкретные примеры решений корпорации Bosch.

Подробно разобраться в работе систем авто поможет модульное обучение посредством электронных интерактивных программ на платформе ELECTUDE. В том числе, в платформу встроен тренажёр. Поэтому работа систем рассматривается не на «пальцах», а на практике. Симуляционное обучение позволяет не просто разобраться в работе, а подготовиться к конкретным сервисным операциям.

Как поступает топливо из бака к карбюратору

�� Главным предназначением топливной системы автомобиля являются подача топлива из бака, фильтрация, образование горючей смеси и подача ее в цилиндры. Существует несколько типов топливных систем для автомобильных двигателей. Самая распространенная в 20-ом веке была карбюраторная система подачи смеси топлива. Следующим этапом стало развитие впрыска топлива при помощи одной форсунки, так называемый моновпрыск. Применение этой системы позволило уменьшить расход топлива. В настоящее время используется третья система подачи топлива – инжекторная. В этой системе топливо под давлением подается непосредственно в впускной коллектор. Количество форсунок равно количеству цилиндров.

�� 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.

�� Принцип работы топливной системы

Рассмотрим работу всей системы в целом. Топливо из бака всасывается насосом и по топливопроводу через фильтры очистки подается в устройство смесеобразования. В карбюраторе топливо попадает в поплавковую камеру, где потом через калиброванные жиклеры подается в камеру смесеобразования. Смешавшись с воздухом смесь через дроссельную заслонку поступает в впускной коллектор. После открытия впускного клапана подается в цилиндр. В системе моно впрыска топливо подается на форсунку, которая управляется электронным блоком. В нужное время форсунка открывается, и топливо попадает в камеру смесеобразования, где, как и в карбюраторной системе смешивается с воздухом. Дальше процесс такой же, как и в карбюраторе.

В инжекторной системе топливо подается к форсункам, которые открываются управляющими сигналами от блока управления. Форсунки соединены между собой топливопроводом, в котором всегда находится топливо. Во всех топливных системах существует обратный топливопровод, по нему сливается излишек топлива в бак.

Система питания дизельного двигателя похожа на бензиновую. Правда, впрыск топлива происходит непосредственно в камеру сгорания цилиндра, под большим давлением. Смесеобразование происходит в цилиндре. Для подачи топлива под большим давлением применяется насос высокого давления (ТНВД).

Устройство системы питания карбюраторных двигателей

Система питания двигателя автомобиля предназначена для подачи, очистки и хра­не­ния топлива, очистки воздуха, изготовления горючей смеси и пуска ее в цилиндры двигателя. Качество и объем этой смеси при различных рабочих режимах мотора должно быть разным, что также находится в компетенции системы питания двигателя. Так как мы будем рас­смат­ри­вать работу бензиновых моторов, в качестве топлива у нас всегда будет выступать бензин. В зависимости от типа устройства, выполняющего подготовку топливовоздушной смеси, си­ло­вые агрегаты могут быть карбюраторными, инжекторными или оборудованы мо­но­впрыс­ком. Для обеспечения экономичной и надежной работы мотора, бензин должен отличаться достаточной детонационной стойкостью и хорошей испаряемостью.

Детонацией ( см. детонация двигателя ) называется очень быстрое сгорание топлива, похожее на взрыв. Работа мотора с детонацией недопустима, т.к. сопровождается ударной нагрузкой на поршневые пальцы, коренные и шатунные подшипники, местным нагревом составляющих, дымным выпуском, прогоранием клапанов и поршней, увеличением топ­лив­но­го расхода, уменьшением мощности двигателя. На появление детонации также влияют нагрузка и скоростной режим мотора, опережение зажигания, нагарообразование на головке цилиндров и поршне ( см. работа поршня ) . Антидетонационные свойства бензинового топ­ли­ва оцениваются октановой величиной. Бензин сравнивают со смесью следующих топлив: изооктан, гептан. Гептан сильно детонирует – из-за этого для него октановое число условно принимают равное нулю. Второе топливо, изооктан, слабо детонирует – октановое число для него условно принимают в 100 единиц.

Октановым числом топлива является процентное количество изооктана в такой смеси с гептаном, которая по своей детонационной стойкости равноценна применяемому топливу. К примеру, если смесь, состоящая из 24% гептана и 76% изооктана (по объему), по де­то­на­ци­он­ным качествам соответствует проверяемому бензиновому топливу, то октановое число этого бензина будет равно 76. Чем больше октановое число топлива, тем выше его стойкость к детонации.

Система питания карбюраторного двигателя

Начнем с системы питания карбюраторного двигателя. Ранее мы выяснили, что в цилиндр поступает рабочая смесь (или образуется там), а после ее сгорания образовавшиеся там газы выводятся из него наружу. Теперь рассмотрим, как и за счет чего образуется рабочая смесь и куда выводятся продукты сгорания.

Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя ( см. устройство двигателя автомобиля ) представлена ниже.

Составляющие системы питания карбюраторного двигателя:

• топливный бак;
• топливный насос;
• топливопроводы;
• фильтры очистки топлива;
• воздушный фильтр;
• инжектор или карбюратор.

Топливный бак – это металлическая емкость, способная вмещать от 40 до 80 литров, чаще всего монтируется в заднюю часть автомобиля ( см. топливный бак автомобиля ). Бен­зо­бак наполняется топливом через горловину, с предусмотренной трубкой для выхода воздуха в процессе заправки. Некоторые автомобили имеют бензобак, в нижней части которого на­хо­дит­ся сливное отверстие, позволяющее полностью очистить топливный бак от бензина и не­же­ла­тель­ных составляющих – мусора, воды.

Бензин, залитый в топливный бак автомобиля, проходит предварительно очистку через сетчатый фильтр, который установлен на топливозаборнике внутри бака. В бензобаке также находится датчик уровня топлива (специальный поплавок с реостатом), данные которого отображаются на щитке приборов.

Топливный насос отвечает за подачу топлива в систему впрыска, а также под­дер­жи­ва­ет необходимое рабочее давление в топливной системе ( см. топливный насос двигателя ). Данный механизм устанавливается в топливном баке и оснащен электрическим приводом. В случае необходимости может применяться дополнительный (подкачивающий) насос. В топливном баке вместе с топливным насосом устанавливается специальный датчик уровня топлива. В конструкции датчика лежит потенциометр и поплавок. Перемещение поплавка при изменении наполненности топливного бака приводит к изменению местоположения по­тен­ци­о­мет­ра. В свою очередь, это приводит к увеличению сопротивления в цепи и понижению нап­ря­же­ния на указатель топливного запаса.

Очистка поступающего топлива происходит в топливном фильтре. Современные ав­то­мо­би­ли имеют топливный фильтр со встроенным редукционным клапаном, который регулирует рабочее давление в топливной системе. Все излишки топлива по сливному топливопроводу отводятся от клапана. На силовых агрегатах с непосредственным топливным впрыском редукционный клапан не устанавливается в топливном фильтре.

Чтобы очистить топливо от различных механических примесей, используют фильтры тонкой и грубой очистки. Фильтры-отстойники, предназначенные для грубой очистки, выполняют отделение топлива от крупных механических примесей и воды. Фильтр-отстойник состоит из основного корпуса, фильтрующего элемента и отстойника. Фильтрующий элемент – это конструкция, собранная из тонких пластин, толщиной 0,14 мм. Эти пластины имеют отверстия и выступы величиной 0,05 мм. Комплект пластин установлен на стержень и с помощью пружины прижимается к корпусу. Собранные пластины имеют щели между собой, через которые проходит топливо. Вода и крупные механические примеси скапливаются на дне отстойника и через отверстие пробки удаляются.

Топливный фильтр системы топлива дизельных силовых агрегатов ( см. устройство дизельного двигателя ) имеет немного другую конструкцию, но суть работы остается ана­ло­гич­ной. С определенной периодичностью выполняется замена этого фильтра в сборе или исключительно в его фильтрующей составляющей.

Чтобы очистить топливо от мелких механических примесей, используют фильтры тонкой очистки. Данная разновидность фильтров состоит из основного корпуса, филь­тру­ю­ще­го керамического или сетчатого элемента и стакана-отстойника. Фильтрующий ке­ра­ми­чес­кий элемент – пористый материал, который обеспечивает лабиринтное движение топлива. Крепление фильтра – винт и скоба.

Топливопроводы соединяют приборы всей топливной системы и изготавливаются из латунных, стальных и медных трубок.

В системе питания двигателя топливо циркулирует по топливопроводам. Топ­ли­во­про­во­ды бывают подающие и сливные. В подающем топливопроводе поддерживается пос­то­ян­ное рабочее давление. По сливному топливопроводу все излишки топлива отходят в бак для топлива.

Воздушный фильтр предназначен для очистки от пыли поступающего в карбюратор воздуха. Пыль содержит мельчайшие кристаллики кварца, которые оседают на смазанных деталях, что в дальнейшем приводит к их износу. По способу очистки воздуха, воздушные фильтры делятся на сухие и инерционно-масляные. Инерционно-масляный фильтр в своей конструкции имеет корпус с масляной ванной, фильтрующий элемент, изготовленный из синтетического материала и воздухозаборник.

При работе мотора проходящий через кольцевую щель во внутренней части корпуса воздух соприкасается с масляной поверхностью и резко изменяет траекторию своего движения. В результате этого большие частицы пыли, находящиеся в воздухе, остаются на масляной поверхности. После этого воздух попадает в фильтрующий элемент, в котором происходит его очистка от мельчайших частичек пыли и попадает в карбюратор. Благодаря этой системе воздух проходит двойную очистку. При сильном засорении фильтр про­мы­ва­ет­ся.

Сухой воздушный фильтр состоит из корпуса, фильтрующего элемента из пористого картона и воздухозаборника. В случае необходимости фильтрующий элемент можно за­ме­нить.

Карбюратор ( см. устройство карбюратора ) – прибор, служащий для приготовления горючей смеси из воздуха и легкого жидкого топлива, для питания карбюраторных моторов. Распыляемое топливо в карбюраторе перемешивается с воздухом и затем подается в цилиндры.

Система питания инжекторного двигателя служит для образования топливно-воз­душ­ной смеси с помощью топливного впрыска.

Карбюратор

Представляет собой прибор, служащий для подготовки топливно-воздушной смеси надлежащего состава. Воздух перемешивается в карбюраторе с жидким топливом, например, с бензином в необходимых пропорциях, а затем поступает к цилиндрам ДВС. Такое смешивание заложено как основополагающий принцип действия карбюратора.

Сегодня существует множество вариантов конструктивного исполнения данного прибора. Но, наиболее востребованным остается поплавковый карбюратор. Работает по следующему принципу.

Бензин, нагнетаемый бензонасосом, поступает в поплавковую камеру карбюратора, в которой необходимый уровень горючего поддерживается при помощи специального поплавка и игольчатого клапана. Когда расход бензина увеличивается, поплавок меняет свое положение, одновременно приоткрывается клапан, и в поплавковую камеру поступает новая порция топлива.

После того, как бензин залит до необходимого уровня, поплавок всплывает, клапан закрывается, и через входное отверстие прекращается подача топливной жидкости. Если утрировать, то действие поплавковой камеры карбюратора максимально схоже с принципом работы сливного бачка унитаза.

По распылительной трубке горючее из поплавковой камеры проникает в смесительную камеру, где микшируется с поступившей из воздушного фильтра очищенной порцией воздуха.

Непосредственное смешивание происходит следующим образом. При первом движении поршня от верхней до нижней мертвой точки клапан находится в открытом положении. При перемещении поршня вниз происходит всасывание очередной порции воздуха, которая пропускается через фильтр.

Затем при помощи диффузора движение воздуха значительно увеличивается, происходит его «закручивание», которое позволяет «зацепить» бензин из распылителя, при этом активно с ним перемешаться. При последующем движении поршня эта смесь через открытый клапан впуска проникает к цилиндрам. Все это происходит в смесительной камере, которая на языке автослесарей называется «кухней» карбюратора.

Количество горючего, поставляемого к цилиндрам, регулируется установленной дроссельной заслонкой, которая механически связана с педалью газа. Когда водитель нажимает на педаль, открывается заслонка, увеличивается содержание топливно-воздушной смеси, попадающей к цилиндрам, двигатель, соответственно, набирает обороты.

В случае отпускания педали происходит закрывание дроссельной заслонки, а значит, содержание смеси значительно снижается. В этом случае двигатель сбрасывает обороты.

Стоит отметить, что уровень бензина в поплавковой камере расположен ниже маркера выходного отверстия распылителя. Именно это предотвращает риск протекания топливной смеси при неработающем двигателе, даже если автомобиль находится наклонно.

Современные конструкции карбюраторов способны обеспечивать создание топливно-воздушной смеси в правильных пропорциях при всех рабочих режимах двигателя, что обеспечивает максимально корректную его работу.

Работа системы питания двигателя

Если вкратце рассмотреть работу системы питания двигателя, то выглядит она сле­ду­ю­щим образом.

Топливо (в данном случае бензин) за счет разрежения воздуха, создаваемого в системе при движении поршня от ВМТ к НМТ, а также с помощью топливного насоса, поступает в карбюратор автомобиля, проходя через фильтры. Топливный насос подает бензин из бака. Топливные насосы подразделяются на электрические и механические. Механические топ­лив­ные насосы устанавливаются на автомобилях с карбюраторными силовыми агрегатами. Автомобили, оборудованные электронным впрыском, оснащены электрическим насосом. В карбюраторе пары бензина смешиваюется с поступающим воздухом, образуя топливно-воздушную смесь, которая и направляется в цилиндр. После совершения рабочего цикла (сгорания смеси), поршень, двигаясь вверх, выдавливает отработавшие газы через выпускной клапан, которые в конечном итоге выпускаются в атмосферу.

Работа системы питания двигателя с системой впрыска (инжекторной) происходит аналогичным образом.

Рабочие режимы системы питания двигателя

В зависимости от дорожных условий и целей водитель может использовать разные режимы езды. Им соответствуют и определенные рабочие режимы системы питания двигателя, каждому из которых принадлежит топливно-воздушная смесь особого состава. Для каждого режима работа системы питания двигателя будет иметь свои особенности.

1. Качество смеси будет богатым при запуске холодного мотора. Потребление воздуха при этом минимальное. В данном режиме возможность движения категорически ис­клю­ча­ет­ся. В противном случае это вызовет повышенное потребление топлива и износ деталей двигателя.
2. Состав смеси будет достаточно обогащенным при использовании «холостого хода», который применяется во время движения «накатом» или работе включенного мотора в прогретом состоянии.
3. Состав смеси будет обедненным при передвижении с частичными нагрузками.
4. Состав смеси также будет обогащенным в режиме полных нагрузок при езде на вы­со­кой скорости.
5. Состав смести будет обогащенным, максимально приближенным к богатому, при езде в условиях резкого ускорения.

Выбор рабочих условий системы питания двигателя должен быть оправдан пот­реб­ностью движения в определенном режиме.

Основы топливной системы

Схема системы питания карбюраторного двигателя построена на следующих основных действиях:

• подача горючего;
• фильтрация его и последующее складирование;
• воздухоочистка;
• подготовка топливно-воздушной смеси;
• запуск состава в цилиндры мотора

Система поступления и циркуляции топлива напрямую реагирует на качественную и количественную составляющую поступаемого бензина в проекции рабочих режимов ДВС.

Классический вариант топливной системы включает такие составляющие компоненты, как:

• бак с горючим (хранение бензина);
• топливный насос (образование необходимого давления, подача горючего в принудительном порядке);
• топливопровод (совокупность трубок, магистралей, шлангов для циркуляции топливной смеси);
• фильтры (воздушный и топливные);
• карбюратор (подготовка и образование топливно-воздушного состава)

Принцип работы системы питания для карбюраторных двигателей достаточно простой. Топливо, содержащееся в емкости, на старте своей циркуляции подвергается фильтрации. Одновременно в работу вступает топливный насос, заставляющий бензин двигаться по топливной магистрали к карбюратору. Там начинается приготовление топливно-воздушного состава необходимых пропорций, только после этого она попадает к рабочим цилиндрам ДВС.

Далее более подробно будут рассматриваться устройство и эксплуатационные показатели каждого элемента системы топлива карбюраторного мотора.

Лекция 4

4.1 Назначение системы питания карбюраторного двигателя. Общее устройство и работа системы питания.

4.2 Определение понятий «горючая смесь», «рабочая смесь», «состав горючей смеси», «коэффициент избытка воздуха».

4.3 Режимы работы двигателя и составы горючей смеси на этих режимах.

4.4 Системы впрыска бензина. Их преимущества по сравнению с карбюраторными системами питания.

4.5 Общее устройство и работа систем распределенного впрыска топлива.

Содержание лекции

4.1 Назначение системы питания карбюраторного двигателя. Общее устройство и работа системы питания

Система питания карбюраторного двигателя предназначена для приготовления в определенной пропорции из топлива и воздуха горючей смеси, подачи ее в цилиндры двигателя и отвода из них отработавших газов.

В систему питания двигателя автомобиля входят топливный бак, топливопроводы от бака к фильтру-отстойнику и к топливному насосу, карбюратор, воздушный фильтр, приемные трубы, глушитель, выпускная труба глушителя. В систему питания входят также фильтр тонкой очистки топлива, установленный между топливным насосом и карбюратором, впускной трубопровод, на котором укреплен карбюратор, и выпускной трубопровод.

Во время работы двигателя топливо из бака после предварительной очистки в фильтре-отстойнике насосом подается к карбюратору. При такте впуска в цилиндре двигателя создается разрежение, передающееся в карбюратор и в установленный на нем воздушный фильтр. Очищенный воздух проходит в смесительную камеру, где из жиклеров подается топливо. Испаряющееся топливо перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Из карбюратора по впускному трубопроводу горючая смесь поступает в цилиндры двигателя. Газы, образовавшиеся после быстрого сгорания рабочей смеси в цилиндре, расширяются, давят на поршень, и он опускается вниз, совершая рабочий ход. После рабочего хода отработавшие газы через открытый выпускной клапан вытесняются поршнем в выпускной трубопровод. Затем они поступают в приемные трубы глушителя, выпускную трубу и в атмосферу. Топливо наливают в бак через горловину, закрываемую крышкой. Количество топлива, находящегося в баке, контролируют при помощи датчика и указателя уровня топлива. Принципиальная схема системы питания карбюраторного двигателя показана на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Принципиальная схема системы питания карбюраторного автомобильного двигателя

1 – воздухоочиститель; 2 – глушитель шума впуска; 3 – карбюратор; 4 – впускной трубопровод;

5 – фильтр тонкой очистки топлива; 6 – топливный насос; 7 – топливопровод;

8 – топливный фильтр отстойник; 9 – топливный бак; 10 – глушитель шума выпуска

4.2 Определение понятий «горючая смесь», «рабочая смесь», «состав горючей смеси», «коэффициент избытка воздуха»

Смесь топлива с воздухом называется горючей смесью. Горючая смесь, попадая в цилиндр, смешивается с остаточными газами, которые не были удалены при такте выпуска. Образовавшаяся смесь называется рабочей.

Состав горючей смеси характеризуется определенным соотношением масс топлива и воздуха. Для полного сгорания 1 кг бензина теоретически необходимо 14,9 кг воздуха (обычно принимают 15 кг). Однако количество воздуха, действительно расходуемого на приготовление горючей смеси, может быть больше или меньше теоретически необходимого. Поэтому состав горючей смеси принято характеризовать коэффициентом избытка воздуха, обозначаемым буквой α. Коэффициент представляет собой отношение действительного количества воздуха Lд, участвующего в процессе сгорания бензина, к теоретически необходимому количеству воздуха Lт, т.е. α =Lд / Lт .

Если в сгорании 1 кг бензина действительно участвует 15 кг воздуха, т. е. столько, сколько теоретически необходимо, то α = 15/15 = 1, и такую смесь называют нормальной. Горючую смесь, для которой α < 1, называют богатой, так как она содержит воздуха меньше теоретически необходимого Количества. Горючую смесь с коэффициентом α > 1 называют бедной, так как в ней содержится воздуха больше теоретически необходимого количества.

4.3 Режимы работы двигателя и составы горючей смеси на этих режимах

Основными режимами при работе автомобильного двигателя являются пуск двигателя, холостой ход и малые нагрузки, средние нагрузки, полные нагрузки, резкие переходы с малых нагрузок на большие. При пуске двигателя необходима очень богатая смесь (α = 0,2…0,6), так как частота вращения коленчатою вала мала, топливо плохо испаряется, а часть его конденсируется на холодных стенках цилиндра.

Работа двигателя в режимах холостого хода и малой нагрузке возможна при α = 0,7…0,8. Горючая смесь, поступающая в цилиндры двигателя, загрязняется остаточными газами, поэтому обогащение смеси улучшает ее воспламеняемость и способствует устойчивой работе двигателя.

Автомобильный двигатель большую часть времени работает при режиме средних нагрузок, т.е. с не полностью открытой дроссельной заслонкой. Для этого режима необходима обедненная смесь с коэффициентом избытка воздуха α = 1,05…1,15 (экономическая смесь), обеспечивающая экономичную работу двигателя.

4.4 Системы впрыска бензина. Их преимущества по сравнению с карбюраторными системами питания

Первые системы впрыска были механическими, а не электронными, и некоторые из них (например, высокоэффективная система BOSCH) были чрезвычайно остроумными и хорошо работали. Впервые же система механического впрыска топлива была разработана компанией Daimler Benz, а первый серийный автомобиль с впрыском бензина был выпущен еще в 1954 г. Основными преимуществами системы впрыска по сравнению с карбюраторными системами являются следующие:

— отсутствие дополнительного сопротивления потоку воздуха на впуске, имеющему место в карбюраторе, что обеспечивает повышение наполнения цилиндров и литровой мощности двигателя;

— более точное распределение топлива по отдельным цилиндрам;

— значительно более высокая степень оптимизации состава горючей смеси на всех режимах работы двигателя с учетом его состояния, что приводит к улучшению топливной экономичности и снижению токсичности отработавших газов.

Хотя в конце концов оказалось, что лучше для этой цели использовать электронику, которая дает возможность сделать систему компактнее, надежнее и более адаптируемой к требованиям различных двигателей. Некоторые из первых систем электронного впрыска представляли собой карбюратор, из которого удаляли все «пассивные» топливные системы и устанавливали одну или две форсунки. Такие системы получили название «центральный (одноточечный) впрыск».

В настоящее время наибольшее распространение получили системы распределенного (многоточечного) электронного впрыска. На изучении этих систем питания необходимо остановиться более подробно.

4.5 Общее устройство и работа систем распределенного впрыска топлива

В системе центрального впрыска подача смеси и ее распределение по цилиндрам осуществляются внутри впускного коллектора.