- Система харчування карбюраторного двигуна
- Робота системи харчування двигуна
- Система харчування інжекторного двигуна
Система харчування двигуна автомобіля призначена для подачі, очищення і зберігання палива, очищення повітря, виготовлення горючої суміші і пуску її в циліндри двигуна. Якість і обсяг цієї суміші при різних робочих режимах мотора має бути різним, що також знаходиться в компетенції системи харчування двигуна. Так як ми будемо розглядати роботу бензинових моторів, як паливо у нас завжди буде виступати бензин. Залежно від типу пристрою, що виконує підготовку паливо-повітряної суміші, силові агрегати можуть бути карбюраторними, інжекторними або обладнані моновриску. Для забезпечення економічної та надійної роботи мотора, бензин повинен відрізнятися достатньою детонаційної стійкістю і хорошою испаряемостью. 
Детонацією (див. детонація двигуна ) Називається дуже швидке згоряння палива, схоже на вибух. Робота мотора з детонацією недопустима, тому що супроводжується ударної навантаженням на поршневі пальці, корінні і шатунні підшипники, місцевим нагріванням складових, димним випуском, прогоранням клапанів і поршнів, збільшенням паливного витрати, зменшенням потужності двигуна. На появу детонації також впливають навантаження і швидкісний режим мотора, випередження запалювання, нагарообразование на голівці циліндрів і поршні (див. робота поршня ). Антидетонаційні властивості бензинового палива оцінюються октановим величиною. Бензин порівнюють із сумішшю наступних палив: ізооктан, гептан. Гептан сильно детонує - через це для нього октанове число умовно приймають рівне нулю. Друге паливо, ізооктан, слабо детонує - октанове число для нього умовно приймають в 100 одиниць.
Октановим числом палива є процентна кількість изооктана в такій суміші з гептаном, яка за своєю детонаційної стійкості рівноцінна застосовується паливу. Наприклад, якщо суміш, що складається з 24% гептана і 76% изооктана (за обсягом), по детонаційними якостям відповідає перевіряється бензиновому паливу, то октанове число цього бензину дорівнюватиме 76. Чим більше октанове число палива, тим вище його стійкість до детонації.
Система харчування карбюраторного двигуна
Почнемо з системи живлення карбюраторного двигуна. Раніше ми з'ясували, що в циліндр надходить робоча суміш (або утворюється там), а після її згорання утворилися там гази виводяться з нього назовні. Тепер розглянемо, як і за рахунок чого утворюється робоча суміш і куди виводяться продукти згоряння.
Принципова схема системи живлення карбюраторного двигуна (см. пристрій двигуна автомобіля ) Представлена нижче.
Складові системи харчування карбюраторного двигуна:
- паливний бак;
- паливний насос;
- топлівопроводи;
- фільтри очищення палива;
- повітряний фільтр;
- інжектор або карбюратор.
Паливний бак - це металева ємність, здатна вміщати від 40 до 80 літрів, найчастіше монтується в задню частину автомобіля (див. паливний бак автомобіля ). Бензобак наповнюється паливом через горловину, з передбаченої трубкою для виходу повітря в процесі заправки. Деякі автомобілі мають бензобак, в нижній частині якого знаходиться зливний отвір, що дозволяє повністю очистити паливний бак від бензину і небажаних складових - сміття, води.
Бензин, залитий в паливний бак автомобіля, проходить попередньо очистку через сітчастий фільтр, який встановлений на топлівозаборнік всередині бака. В бензобаку також знаходиться датчик рівня палива (спеціальний поплавець з реостатом), дані якого відображаються на щитку приладів.
Паливний насос відповідає за подачу палива в систему уприскування, а також підтримує необхідний робочий тиск в паливній системі (див. паливний насос двигуна ). Даний механізм встановлюється в паливному баку і оснащений електричним приводом. У разі необхідності може застосовуватися додатковий (підкачує) насос. У паливному баку разом з паливним насосом встановлюється спеціальний датчик рівня палива. У конструкції датчика лежить потенціометр і поплавок. Переміщення поплавця при зміні наповненості паливного бака призводить до зміни місця розташування потенціометра. У свою чергу, це призводить до збільшення опору в ланцюзі і зниження напруги на покажчик паливного запасу.
Очищення надходить палива відбувається в паливному фільтрі. Сучасні автомобілі мають паливний фільтр з вбудованим редукційним клапаном, який регулює робочий тиск в паливній системі. Всі надлишки палива по зливному паливопроводу відводяться від клапана. На силових агрегатах з безпосереднім паливним уприскуванням редукційний клапан не встановлюється в паливному фільтрі.
Щоб очистити паливо від різних механічних домішок, використовують фільтри тонкого і грубого очищення. Фільтри-відстійники, призначені для грубої очистки, виконують відділення палива від великих механічних домішок і води. Фільтр-відстійник складається з основного корпусу, фільтруючого елемента і відстійника. Фільтруючий елемент - це конструкція, зібрана з тонких пластин, товщиною 0,14 мм. Ці пластини мають отвори і виступи величиною 0,05 мм. Комплект пластин встановлено на стрижень і за допомогою пружини притискається до корпусу. Зібрані пластини мають щілини між собою, через які проходить паливо. Вода і великі механічні домішки накопичуються на дні відстійника і через отвір пробки видаляються.
Паливний фільтр системи палива дизельних силових агрегатів (див. пристрій дизельного двигуна ) Має трохи іншу конструкцію, але суть роботи залишається аналогічною. З певною періодичністю виконується заміна цього фільтра в зборі або виключно в його фільтрує складової.
Щоб очистити паливо від дрібних механічних домішок, використовують фільтри тонкого очищення. Цей різновид фільтрів складається з основного корпусу, фільтруючого керамічного або сітчастого елемента і склянки-відстійника. Фільтруючий керамічний елемент - пористий матеріал, який забезпечує лабіринтове рух палива. Кріплення фільтру - гвинт і скоба.
Топлівопроводи з'єднують прилади всієї паливної системи і виготовляються з латунних, сталевих і мідних трубок.
В системі живлення двигуна паливо циркулює по топливопроводам. Топлівопроводи бувають подають і зливні. В подає топливопроводе підтримується постійний робочий тиск. За зливного паливопроводу все надлишки палива відходять в бак для палива.
Повітряний фільтр призначений для очищення від пилу надходить в карбюратор повітря. Пил містить найдрібніші кристали кварцу, які осідають на змазаних деталях, що в подальшому призводить до їх зносу. За способом очищення повітря, повітряні фільтри діляться на сухі і інерційно-масляні. Інерційно-масляний фільтр в своїй конструкції має корпус з масляною ванною, фільтруючий елемент, виготовлений з синтетичного матеріалу і повітрозабірник.
При роботі двигуна проходить через кільцеву щілину у внутрішній частині корпусу повітря стикається з масляною поверхнею і різко змінює траєкторію свого руху. В результаті цього великі частки пилу, що знаходяться в повітрі, залишаються на масляній поверхні. Після цього повітря потрапляє в фільтруючий елемент, в якому відбувається його очищення від найдрібніших частинок пилу і потрапляє в карбюратор. Завдяки цій системі повітря проходить подвійне очищення. При сильному засміченні фільтр промивається.
Сухий повітряний фільтр складається з корпусу, фільтруючого елемента з пористого картону і повітрозабірника. У разі необхідності фільтруючий елемент можна замінити.
Карбюратор (див. пристрій карбюратора ) - прилад, службовець для приготування горючої суміші з повітря і легкого рідкого палива, для живлення карбюраторних моторів. Розпилюється паливо в карбюраторі перемішується з повітрям і потім подається в циліндри.
Система харчування інжекторного двигуна служить для утворення паливно-повітряної суміші за допомогою паливного вприскування.
Робота системи харчування двигуна
Якщо коротко розглянути роботу системи живлення двигуна, то виглядає вона таким чином.
Паливо (в даному випадку бензин) за рахунок розрідження повітря, створюваного в системі при русі поршня від ВМТ до НМТ, а також за допомогою паливного насоса, надходить в карбюратор автомобіля, проходячи через фільтри. Паливний насос подає бензин з бака. Паливні насоси підрозділяються на електричні і механічні. Механічні паливні насоси встановлюються на автомобілях з карбюраторними силовими агрегатами. Автомобілі, обладнані електронним уприскуванням, оснащені електричним насосом. У карбюраторі пари бензину смешіваюется з вступникам повітрям, утворюючи паливно-повітряну суміш, яка і направляється в циліндр. Після скоєння робочого циклу (згоряння суміші), поршень, рухаючись вгору, видавлює відпрацьовані гази через випускний клапан, які в кінцевому підсумку випускаються в атмосферу.
Робота системи харчування двигуна з системою впорскування (инжекторной) відбувається аналогічним чином.
Робочі режими системи харчування двигуна
Залежно від дорожніх умов і цілей водій може використовувати різні режими їзди. Їм відповідають і певні робочі режими системи харчування двигуна, кожному з яких належить паливно-повітряна суміш особливого складу. Для кожного режиму робота системи живлення двигуна буде мати свої особливості.
- Якість суміші буде багатим при запуску холодного двигуна. Споживання повітря при цьому мінімальне. В даному режимі можливість руху категорично виключається. В іншому випадку це викличе підвищене споживання палива і знос деталей двигуна.
- Склад суміші буде досить збагаченим при використанні «холостого ходу», який застосовується під час руху «накатом» або роботі включеного мотора в прогрітому стані.
- Склад суміші буде збідненим при пересуванні з частковими навантаженнями.
- Склад суміші також буде збагаченим в режимі повних навантажень при їзді на високій швидкості.
- Склад змести буде збагаченим, максимально наближеним до багатого, при їзді в умовах різкого прискорення.
Вибір робочих умов системи харчування двигуна повинен бути виправданий потребою руху в певному режимі.
Система харчування інжекторного двигуна
Так в наш час в автомобілях набула поширення модель інжекторних (вприськових) двигунів, тому нам також необхідно розглянути систему харчування інжекторного двигуна. Відмінною особливістю інжекторних двигунів стала відсутність карбюратора, який замінений новими, сучасними елементами системи живлення двигуна. Перевага її ще в тому, що водій, натискаючи педаль газу, регулює тільки потік повітря, що надходить в циліндри, а склад і якість утворюється робочої суміші контролює вбудований в систему бортовий комп'ютер.
Сам принцип роботи бортового комп'ютера системи харчування інжекторного двигуна представлений нижче.
Тут змінений сам процес отримання паливно-повітряної суміші. Так, паливний насос замість механічного - став електричним і розміщений безпосередньо в паливному баку автомобіля. Крім того, він подає паливо в систему відразу під високим тиском. Паливо надходить в паливну рампу, в якій розташовані форсунки. Через них бензин впорскується безпосередньо в певний циліндр в заданий час, де змішується вже з повітрям. Яка кількість палива потрібно подати в конкретний циліндр і в потрібний час - визначає цей самий бортовий комп'ютер. На це впливає обсяг надійшов повітря, температура його і двигуна, швидкість обертання коленвала і т.д. Зчитуючи всі ці показники, програма в комп'ютері обчислює інтервал часу, при якому спрацьовує клапан на кожній форсунці, що відкриває доступ бензину під тиском в циліндри двигуна. Так здійснюється автоматично контроль подачі палива в системі живлення інжекторного двигуна. Якщо ДВС отримав назву «серця» автомобіля, то тут ми зіткнулися з його «мозком».
Плюси подібних систем очевидні: економія витрат, зниження токсичності, збільшення терміну експлуатації двигуна і більш раціональне його використання в процесі роботи. Але є і мінус - це ускладнення конструкції самої системи харчування інжекторного двигуна за рахунок збільшення електронних пристроїв, які бувають дуже «примхливі» при перепадах температур, збільшеної вологості і значних коливаннях при тривалій їзді по нерівній місцевості (бездоріжжю). Однак конструктори і тут знайшли способи мінімізувати ризик виникнення несправностей в таких ситуаціях.
Пристрій системи живлення інжекторного двигуна представлено нижче.
Тут видно сині стрілки, що показують напрямок виведення відпрацьованих газів. Таким чином, від пристрою системи харчування інжекторного двигуна ми дійшли до системи випуску відпрацьованих газів. Що вона собою являє? Повертаємося знову до циліндра двигуна. Після скоєння робочого ходу поршня настає такт випуску при русі поршня від НМТ до ВМТ. При цьому відкривається випускний клапан, і гази виводяться з циліндра. Весь цей процес супроводжується гучним шумом, а самі гази - високою швидкістю виведення, температурою і токсичністю. Для комплексного вирішення всіх цих проблем в автомобілі і передбачена система випуску відпрацьованих газів. Гази з циліндра через випускний колектор потрапляють в нейтралізатор, що виконує роль фільтра, а потім в глушник. Всередині глушника є кілька послідовно з'єднаних камер з отворами. Вся конструкція ця виглядає як змійовик. Потік газів, проходячи через камери, постійно змінюючи напрямок, глушиться, тобто зменшується шум і їх температура. Після чого через вихлопну трубу автомобіля вони виводяться в атмосферу.
Як завершення знайомства з системою харчування інжекторного двигуна і випуску відпрацьованих газів варто згадати про такий нюанс. Ми з'ясували, що при відсутності подачі повітря або палива двигун автомобіля не заведеться або затихне при перериванні подачі одного з компонентів. Але, якщо перекрити випуск відпрацьованих газів - результат буде той же. Двигун затихне, тому що не буде створюватися розрядження повітря в циліндрі. А значить ні новий потік повітря, ні паливо надходити в нього не будуть. Це знайшло своє застосування в промислових силових установках на виробництві, коли потрібно аварійно зупинити роботу ДВС. Перекриття вихлопної труби надійно це гарантує.
:
Паливний бак автомобіля
:
Пристрій легкового автомобіля