Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как работает система питания бензинового двигателя


Система питания топливом бензинового (карбюраторного) двигателя

Система питания топливом бензинового двигателя ⭐ предназначена для размещения и очистки топлива, а также приготовления горючей смеси определенного состава и подачи ее в цилиндры в необходимом количестве в соответствии с режимом работы двигателя (за исключением двигателей с непосредственным впрыском, система питания которых обеспечивает поступление бензина в камеру сгорания в необходимом количестве и под достаточным давлением).

Бензин, как и дизельное топливо, является продуктом перегонки нефти и состоит из различных углеводородов. Число атомов углерода, входящих в молекулы бензина, составляет 5 — 12. В отличие от дизелей в бензиновых двигателях топливо не должно интенсивно окисляться в процессе сжатия, так как это может привести к детонации (взрыву), что отрицательно скажется на работоспособности, экономичности и мощности двигателя. Детонационная стойкость бензина оценивается октановым числом. Чем больше оно, тем выше детонационная стойкость топлива и допустимая степень сжатия. У современных бензинов октановое число составляет 72—98. Кроме антидетонационной стойкости бензин должен также обладать низкой коррозионной активностью, малой токсичностью и стабильностью.

Поиск (исходя из экологических соображений) альтернатив бензину как основному топливу для ДВС привел к созданию этанолового топлива, состоящего в основном из этилового спирта, который может быть получен из биомассы растительного происхождения. Различают чистый этанол (международное обозначение — Е100), содержащий исключительно этиловый спирт; и смесь этанола с бензином (чаще всего 85 % этанола с 15 % бензина; обозначение — Е85). По своим свойствам этаноловое топливо приближается к высокооктановому бензину и даже превосходит его по октановому числу (более 100) и теплотворной способности. Поэтому данный вид топлива может с успехом применяться вместо бензина. Единственный недостаток чистого этанола — его высокая коррозионная активность, требующая дополнительной защиты от коррозии топливной аппаратуры.

К агрегатам и узлам системы питания топливом бензинового двигателя предъявляются высокие требования, основные из которых:

  • герметичность
  • точность дозирования топлива
  • надежность
  • удобство в обслуживании

В настоящее время существуют два основных способа приготовления горючей смеси. Первый из них связан с использованием специального устройства — карбюратора, в котором воздух смешивается с бензином в определенной пропорции. В основу второго способа положен принудительный впрыск бензина во впускной коллектор двигателя через специальные форсунки (инжекторы). Такие двигатели часто называют инжекторными.

Независимо от способа приготовления горючей смеси ее основным показателем является соотношение между массой топлива и воздуха. Смесь при ее воспламенении должна сгорать очень быстро и полностью. Этого можно достичь лишь при хорошем смешении в определенной пропорции воздуха и паров бензина. Качество горючей смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха а, который представляет собой отношение действительной массы воздуха, приходящейся на 1 кг топлива в данной смеси, к теоретически необходимой, обеспечивающей полное сгорание 1 кг топлива. Если на 1 кг топлива приходится 14,8 кг воздуха, то такая смесь называется нормальной (а = 1). Если воздуха несколько больше (до 17,0 кг), смесь обедненная, и а = 1,10… 1,15. Когда воздуха больше 18 кг и а > 1,2, смесь называют бедной. Уменьшение доли воздуха в смеси (или увеличение доли топлива) называют ее обогащением. При а = 0,85… 0,90 смесь обогащенная, а при а < 0,85 — богатая.

Когда в цилиндры двигателя поступает смесь нормального состава, он работает устойчиво со средними показателями мощности и экономичности. При работе на обедненной смеси мощность двигателя несколько снижается, но заметно повышается его экономичность. На бедной смеси двигатель работает неустойчиво, его мощность падает, а удельный расход топлива возрастает, поэтому чрезмерное обеднение смеси нежелательно. При поступлении в цилиндры обогащенной смеси двигатель развивает наибольшую мощность, но и расход топлива также увеличивается. При работе на богатой смеси бензин сгорает неполностью, что приводит к снижению мощности двигателя, росту расхода топлива и появлению копоти в выпускном тракте.

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.

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.

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.

Видео: Система питания двигателя. Инжектор

бензиновый двигатель | Британика

Бензиновый двигатель , любой из класса двигателей внутреннего сгорания, которые вырабатывают энергию при сжигании летучего жидкого топлива (бензин или смесь бензина, такого как этанол) с зажиганием, инициируемым электрической искрой. Бензиновые двигатели могут быть изготовлены в соответствии с требованиями практически любого возможного применения силовой установки, наиболее важными из которых являются пассажирские автомобили, небольшие грузовые автомобили и автобусы, самолеты общего назначения, подвесные и малые бортовые морские агрегаты, стационарные насосные установки среднего размера, осветительные установки, станки и электроинструменты.Четырехтактные бензиновые двигатели используются для подавляющего большинства автомобилей, легких грузовиков, мотоциклов среднего и большого размера и газонокосилок. Двухтактные бензиновые двигатели встречаются реже, но они используются для небольших подвесных лодочных двигателей и во многих портативных инструментах для ландшафтного дизайна, таких как цепные пилы, ножницы для живой изгороди и воздуходувки.

Поперечное сечение V-образного двигателя. Encyclopædia Britannica, Inc.

Типы двигателей

Бензиновые двигатели могут быть сгруппированы в несколько типов в зависимости от нескольких критериев, включая их применение, метод управления подачей топлива, зажигание, расположение поршня и цилиндра или ротора, число тактов за цикл, систему охлаждения, а также тип и расположение клапана.В этом разделе они описаны в контексте двух основных типов двигателей: поршневые и цилиндровые двигатели и роторные двигатели. В поршнево-цилиндровом двигателе давление, создаваемое сгоранием бензина, создает силу на головке поршня, которая перемещает длину цилиндра при возвратно-поступательном или возвратно-поступательном движении. Эта сила отталкивает поршень от головки цилиндра и выполняет работу. Роторный двигатель, также называемый двигателем Ванкеля, не имеет обычных цилиндров, оснащенных поршневыми поршнями.Вместо этого давление газа действует на поверхности ротора, заставляя ротор вращаться и, таким образом, выполнять работу.

бензиновых двигателей Типы бензиновых двигателей включают (A) двигатели с противоположным поршнем, (B) роторные двигатели Ванкеля, (C) рядные двигатели и (D) двигатели V-8. Encyclopædia Britannica, Inc.

Большинство бензиновых двигателей поршневого и цилиндрового типа. Основные компоненты поршнево-цилиндрового двигателя показаны на рисунке. Почти все двигатели этого типа следуют либо четырехтактному циклу, либо двухтактному циклу.

Типичное поршнево-цилиндровое расположение бензинового двигателя. Encyclopædia Britannica, Inc.

Четырехтактный цикл

Из различных методов восстановления энергии от процесса сгорания наиболее важным на сегодняшний день был четырехтактный цикл, концепция, впервые разработанная в конце 19-го века. Четырехтактный цикл показан на рисунке. При открытом впускном клапане поршень сначала опускается на такт впуска. Воспламеняющаяся смесь паров бензина и воздуха втягивается в цилиндр созданным таким образом парциальным вакуумом.Смесь сжимается при подъеме поршня на такте сжатия с закрытыми обоими клапанами. По мере приближения к концу хода заряд зажигается электрической искрой. Затем следует рабочий ход с обоими клапанами, все еще закрытыми, и давление газа из-за расширения сгоревшего газа, нажимающего на головку поршня или головку. Во время такта выпуска восходящий поршень нагнетает отработанные продукты сгорания через открытый выпускной клапан. Затем цикл повторяется. Таким образом, каждый цикл требует четырех ходов поршня - впуск, сжатие, мощность и выпуск - и двух оборотов коленчатого вала.

Двигатель внутреннего сгорания : четырехтактный цикл Двигатель внутреннего сгорания проходит четыре такта: впуск, сжатие, сгорание (мощность) и выпуск. Когда поршень движется во время каждого хода, он поворачивает коленчатый вал. Encyclopædia Britannica, Inc. Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Недостаток четырехтактного цикла состоит в том, что совершается только вдвое меньше рабочих тактов, чем в двухтактном цикле (, см. Ниже ), и от двигателя данного размера можно ожидать только половину такой мощности при заданная рабочая скорость.Четырехтактный цикл, однако, обеспечивает более положительную очистку от выхлопных газов (очистку) и перегрузку цилиндров, уменьшая потерю свежего заряда в выхлопе.

Как работает бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель также называют бензиновым двигателем во многих частях мира. Слово «бензин» - это то, что британцы используют для описания бензинового двигателя. Они имеют в виду то же самое, что некоторые люди могут не понять, если они из Америки.

Бензиновый двигатель - это самый распространенный тип двигателя, встречающийся в автомобилях, которыми люди управляют каждый день. Он использует процесс внутреннего сгорания, который включает в себя смешивание бензина и воздуха внутри камер цилиндров, а затем их воспламенение для выработки тепловой энергии.

Это тип энергии, который позволяет автомобилю ускоряться в соответствии с требованиями, которые вы предъявляете к нему в качестве водителя. Здесь мы рассмотрим, как работает двигатель, а также немного о его истории.

Связанные: 5 частей двигателя и их функции

Четырехтактный цикл бензинового двигателя

Помимо термина «бензиновый двигатель», другим способом описания этого типа двигателя является термин «Четырехтактный двигатель.» Это название существует, потому что бензиновый двигатель имеет четыре различных этапа, которые он проходит для процесса внутреннего сгорания.

Эти шаги называются штрихами. Ниже приводятся четыре такта двигателя.

Ход № 1

Первый ход двигателя - впуск наружного воздуха. Двигателю нужен этот воздух как часть смеси воздуха и топлива.

Впускной клапан сначала откроется, чтобы впустить воздух внутрь. Поршень в верхней части цилиндра движется вниз. Это создает силу, которая всасывает воздух в цилиндр.

Ход №2

Второй ход - это сжатие смеси.Когда воздух поступает в цилиндр и смешивается с топливом, сила движущихся поршней вызывает сжатие смеси.

Между тем выпускной клапан и впускной клапан остаются закрытыми. Важно, чтобы они оставались такими, иначе драгоценные газы и жидкости могут вырваться и разрушить весь процесс горения.

Ход №3

Третий ход - это само сгорание, также называемое силовым ходом. Именно здесь смесь воздуха и топлива будет воспламеняться от искры, создаваемой свечой зажигания.

Если зажигание прошло успешно, взрыв толкает поршень вниз, где он поворачивает коленчатый вал.

См. Также: Что такое Hemi Engine?

Ход № 4

Четвертый ход относится к выпуску. Поскольку топливо горит в камере сгорания, оно генерирует распыленные частицы, которые более известны как выхлопные газы.

Поршень выталкивает эти выбросы из камеры сгорания через отверстие выпускного клапана.

Вот хорошая анимация, показывающая, как выглядит четырехтактный процесс:

История бензинового двигателя

Николаус Отто изобрел бензиновый двигатель и этот четырехтактный процесс.Он был немецким инженером, который запатентовал это изобретение и назвал его циклом Отто.

Некоторым людям легче запомнить его как четырехтактный цикл или бензиновый цикл, потому что они более тесно связаны с процессом сгорания в бензиновом двигателе. В конце концов, дизельный двигатель использует термин «дизельный цикл» для описания процесса сгорания.

Но цикл Отто уникален по своей терминологии. Первый такт официально назывался «такт всасывания», второй такт назывался «такт сжатия», третий - «силовой», а четвертый - тактом выпуска.

Связанные: дизельный двигатель с бензиновым двигателем Сравнение

В первые годы существования бензиновых двигателей был компонент под названием «карбюратор», который отвечал за смешивание воздуха с бензином. Однако эта более старая технология карбюратора была в конечном итоге заменена системой впрыска топлива, которая электронным образом связана с блоком управления двигателем транспортного средства.

Это позволяет лучше рассчитать и точный поток топлива в камеру сгорания.В результате может быть достигнута экономия топлива, чтобы вы могли увеличить расход бензина и сэкономить на топливе.

В то же время выделяется меньше выбросов углерода. Поскольку мы живем в эпоху экологичности, система впрыска топлива очень помогает этому.

Бензиновый двигатель - Energy Education

Движущаяся схема встроенного четырехмоторного двигателя. Поршни серого цвета, коленчатый вал зеленого цвета, а блок прозрачный. [1]

Бензиновый двигатель - это тип теплового двигателя, особенно внутреннего сгорания, работающий на бензине. Эти двигатели являются наиболее распространенными способами заставить автомобили двигаться. Хотя турбины могут приводиться в движение бензином, бензиновый двигатель относится конкретно к поршневым бензиновым двигателям.

Бензиновые двигатели являются большой причиной того, что мир берет столько нефти из земли для переработки в нефтепродукты, такие как бензин.Во всем мире транспортировка составляет примерно 18% от нашего основного потребления энергии, а бензин - чуть меньше половины этого. [2] Это означает, что бензиновые двигатели используют примерно 8% всей первичной энергии в мире.

Анатомия двигателя

Блок

Блок является основой двигателя. Это большой металлический блок, обычно алюминиевый или стальной (Формула 1 использует магниевый сплав) с отверстиями для цилиндров.

цилиндров

Цилиндры двигателя - то, где работа сделана.Топливо впрыскивается в цилиндры, где оно зажигается свечами зажигания, которые перемещают поршни, выполняя работу.

Поршни

Поршни

- это устройства, которые скользят вверх и вниз внутри цилиндров. Их работа состоит в том, чтобы скользить внутрь и наружу, соединенный с коленчатым валом, чтобы превратить сжигаемый бензин в работу.

Свечи зажигания

Работа свечи зажигания состоит в том, чтобы зажечь топливо внутри цилиндра. Быстрое расширение топлива из-за выделяемого тепла воздействует на поршень, отодвигая его от свечи зажигания.

Распредвал

основной артикул

Распределительный вал - это устройство, которое управляет синхронизацией двигателя. Работа распределительного вала состоит в том, чтобы регулировать, когда топливо поступает в двигатель, а когда выпускается выхлоп.

Форсунки

Цель топливной форсунки - распыление топлива. Это значит превратить жидкое топливо в туман, который резко увеличивает площадь его поверхности. Это позволяет топливу сгорать быстрее, давая больший импульс поршню.

Коленчатый вал

основной артикул

Коленчатый вал - это клей, который соединяет детали двигателя. Его целью является превращение линейного (вверх и вниз) движения поршней во вращательное движение. Один конец коленчатого вала прикреплен к распределительному валу с помощью ремня ГРМ. Другой конец соединен с маховиком, который регулирует мощность, выходящую из двигателя, что-то вроде сетевого фильтра для вашего компьютера.

Маховик

Маховик - это устройство управления питанием двигателя.Это связано с муфтой, которая связана с коробкой передач. Чтобы узнать больше о том, как двигатель передает мощность на колеса, нажмите здесь.

для дальнейшего чтения

Рекомендации

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.