Топливная система современного автомобиля — 5 важных конструктивных элементов

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

Устройство и основные конструктивные элементы

По конструкции всю топливную систему можно разделить на такие элементы:

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

ТНВД. Устройство и принцип работы

Топливный насос высокого давления 5 предназначен для точного дозирования топлива и его подачи к инжекторам 4 при необходимом давлении и в определенное время. В рядных двигателях этот насос расположен на боковой стороне двигателя, на верхней половине его картера. В V-образных двигателях он устанавливается в разделение цилиндров. Существует много типов ГПУ. В частности, на относительно маломощных дизельных двигателях, предназначенных для автомобилей, как правило, устанавливается распределитель типа HPF с одним поршневым распределителем. Однако мощные многоцилиндровые дизельные двигатели чаще оснащаются многопоршневыми насосами. Пример такого инжекторного насоса для шестицилиндрового V-образного дизеля показан на рисунке.

Насос состоит из корпуса 5 с крышками, шести насосных секций, привода насосной секции и механизма вращения поршня. Каждая секция насоса включает поршень 8, возвратную пружину 11 с опорными шайбами, выпускной клапан 3 с седлом, пружину и фиксатор, а также ниппель 2 и другие вспомогательные направляющие и крепежные элементы. Механизм привода насосных секций состоит из распределительного вала 7 и роликовых толкателей 6 с регулировочными болтами. Поршневой механизм вращения состоит из штыревых втулок 10 с зубчатыми кольцами и зубчатой рейки 9 с втулками и ограничивающим винтом. Вдоль секций в корпус насоса пробурены два продольных канала 1 и 4, которые соединены между собой поперечными каналами. Каждый поршень устанавливается очень точно на футеровку, что обеспечивает высокое давление при минимальных потерях топлива через прорези.

Рис. Топливный насос высокого давления: 1, 4 – продольные каналы; 2 – всасывание; 3 – выпускной клапан; 5 – корпус насоса; 6 – роликовый толкатель; 7 – распределительный вал; 8 – поршень; 9 – зубчатая рейка; 10 – вращающаяся втулка; 11 – возвратная пружина

Насос работает следующим образом. Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала двигателя через зубчатую передачу (угловая скорость распределительного вала в 2 раза меньше скорости коленчатого вала). Вращающийся распределительный вал перемещает роликовые толкатели 6 со своими кулачками, которые поднимают поршни вверх.

Обратный ход штоков и поршней обеспечивается возвратными пружинами. Канал 4 поставляется с топливом из топливного насоса, предварительно очищенным в фильтре тонкой очистки.

Когда поршень находится в нижнем положении, топливо из канала 4 поступает в полость, созданную над поршнем. При движении поршня вверх впускное отверстие закрывается, и топливо под высоким давлением поступает через выхлопной клапан, фитинг и топливный трубопровод высокого давления к насадке.

Впрыск топлива происходит до тех пор, пока полость плунжера соединена с каналом сброса 1 осевыми, радиальными и винтовыми канавками в плунжере. При постоянном ходе плунжера, определяемом высотой плеча кулачка, количество топлива, подаваемого на форсунку, регулируется поворотом плунжера с помощью стойки и вращающейся втулки с зубчатым кольцом. Резьбовая канавка в плунжере выполнена таким образом, чтобы она изменяла расстояние от края отверстия для ответвления, связанного с каналом 7, до края режущей кромки шнековой канавки. В то же время изменяется и длина рабочего хода поршня, во время которого впрыскивается топливо.

Чтобы топливо, подаваемое в цилиндры, успевало сгореть вовремя, а двигатель развивал максимальную мощность, необходимо с увеличением частоты вращения коленчатого вала слегка увеличить угол опережения впрыска топлива.

Этот угол регулируется специальной центробежной муфтой, которая установлена в корпусе насоса и перемещает распределительный вал насоса на определенный угол пропорционально скорости вращения коленчатого вала в направлении вращения.

Типы систем подачи топлива в двигатель

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

По типу топлива:

• бензиновые;
• дизельные.

Это интересно: Сцепление Kia Spectra – надежность и легкость

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

Бензиновые в свою очередь разделяются на:

• карбюраторные;
• инжекторы.

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

Топливная система карбюраторных двигателей

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

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

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

Бывают три вида топливной смеси:

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

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

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

Это интересно: Ремонт пластмассовых бамперов: 4 вида повреждений и 7 методов их устранения

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

Особенности топливной системы инжекторного двигателя

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

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

Схема топливной системы дизельного двигателя

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

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

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

Устройство топливной системы

Большинство систем подачи горючего имеет схожее устройство. В основном классическая схема будет состоять из таких элементов:

• Топливный резервуар или бак. В нем хранится горючее. Современные автомобили получают не просто металлическую емкость, к которой подходит магистраль. Он имеет достаточно сложное устройство с несколькими компонентами, которые обеспечивают максимально эффективное сохранение бензина или дизтоплива. В эту систему входит адсорбер, фильтр, датчик уровня и во многих моделях авто насос.
• Топливная магистраль. Обычно это гибкий резиновый шланг, который соединяет топливный нагнетатель с другими узлами системы. Во многих машинах трубопровод частично гибкий, а частично жесткий (эта часть состоит из металлических труб). Мягкая трубка составляет магистраль с низким напором горючего. В металлической части магистрали бензин или солярка имеет большое давление. Также автомобильный топливопровод можно условно разделить на два контура. Первый отвечает за питание мотора свежей порцией горючего, и называется подачей. По второму контуру (обратка) система будет сливать излишек бензина/солярки обратно в бензобак. Причем такая конструкция может быть не только у современных ТС, но и у тех, которые имеют карбюраторный тип приготовления ВТС.
• Бензонасос. Назначение этого устройства в том, чтобы обеспечивать постоянную перекачку рабочей среды из резервуара к распылителям или в камеру, в которой происходит приготовление ВТС. В зависимости от того, какой вид мотора установлен в машине, этот механизм может иметь электрический или механический привод. Электронасос управляется электронным блоком управления, и является неотъемлемой частью системы впрыска ДВС (инжекторный мотор). Механический насос используется в старых автомобилях, в которых на моторе установлен карбюратор. В основном бензиновый ДВС оснащается одним топливным насосом, но встречаются также модификации инжекторных ТС с подкачивающим насосом (в вариантах, в схему которых входит топливная рампа). Дизельный мотор оснащается двумя насосами один – ТНВД. Он создает высокое давление в магистрали (подробно устройство и принцип работы устройства рассказывается отдельно). Второй подкачивает топливо, благодаря чему основному нагнетателю легче работать. Насосы, создающие высокое давление в дизелях, работают от плунжерной пары (о том, что это такое, рассказывается здесь).
• Топливный очиститель. Чертеж большинства топливных систем будет насчитывать минимум два фильтра. Первый обеспечивает грубую очистку, и устанавливается в бензобаке. Второй предназначен для более тонкой очистки топлива. Эта деталь устанавливается перед входом в топливную рампу, топливный насос высокого давления или перед карбюратором. Эти элементы являются расходными материалами и нуждаются в периодической замене.
• В дизельных моторах также используется аппаратура, обеспечивающая подогрев солярки, прежде чем она попадет в цилиндр. Ее наличие обусловлено тем, что у дизтоплива при низких температурах вязкость высокая, и насосу становится сложнее справляться со своей задачей, а в некоторых случаях он не способен качать топливо в магистраль. Но для таких агрегатов также актуально наличие свечей накала. О том, чем они отличаются от свечей зажигания, и зачем они нужны, читайте отдельно.