Система питания двигателя внутреннего сгорания воздухом

Инжекторная система питания

Система питания двигателя внутреннего сгорания воздухом

На всех современных автомобилях с бензиновыми моторами используется инжекторная система подачи топлива, поскольку она является более совершенной, чем карбюраторная, несмотря на то, что она конструктивно более сложная.

Инжекторный двигатель – не новь, но широкое распространение он получил только после развития электронных технологий. Все потому, что механически организовать управление системой, обладающей высокой точностью работы было очень сложно. Но с появлением микропроцессоров это стало вполне возможно.

Инжекторная система отличается тем, что бензин подается строго заданными порциями принудительно в коллектор (цилиндр).

Устройство ДВС

Основным достоинством, которым обладает инжекторная система питания, является соблюдение оптимальных пропорций составных элементов горючей смеси на разных режимах работы силовой установки. Благодаря этому достигается лучший выход мощности и экономичное потребление бензина.

Устройство системы

Инжекторная система подачи топлива состоит из электронной и механической составляющих. Первая контролирует параметры работы силового агрегата и на их основе подает сигналы для срабатывания исполнительной (механической) части.

К электронной составляющей относится микроконтроллер (электронный блок управления) и большое количество следящих датчиков:

  • лямбда-зонд;
  • положения коленвала;
  • массового расхода воздуха;
  • положения дроссельной заслонки;
  • детонации;
  • температуры ОЖ;
  • давления воздуха во впускном коллекторе.

Датчики системы инжектора

На некоторых авто могут иметься еще несколько дополнительных датчиков. У всех у них одна задача – определять параметры работы силового агрегата и передавать их на ЭБУ

Что касается механической части, то в ее состав входят такие элементы:

  • бак;
  • электрический топливный насос;
  • топливные магистрали;
  • фильтр;
  • регулятор давления;
  • топливная рампа;
  • форсунки.

Простая инжекторная система подачи топлива

Как все работает

Теперь рассмотрим принцип работы инжекторного двигателя отдельно по каждой составляющей. С электронной частью, в целом, все просто. Датчики собирают информацию о скорости вращения коленчатого вала, воздуха (поступившего в цилиндры, а также остаточной его части в отработанных газах), положения дросселя (связанного с педалью акселератора), температуры ОЖ. Эти данные датчики передают постоянно на электронный блок, благодаря чему и достигается высокая точность дозировки бензина.

Поступающую с датчиков информацию ЭБУ сравнивает с данными, внесенными в картах, и уже на основе этого сравнения и ряда расчетов осуществляет управление исполнительной частью.В электронный блок внесены так называемые карты с оптимальными параметрами работы силовой установки (к примеру, на такие условия нужно подать столько-то бензина, на другие – столько-то).

Первый инжекторный двигатель Toyota 1973 года

Чтобы было понятнее, рассмотрим более подробно алгоритм работы электронного блока, но по упрощенной схеме, поскольку в действительности при расчете используется очень большое количество данных. В целом, все это направлено на высчитывание временной длины электрического импульса, который подается на форсунки.

Поскольку схема – упрощенная, то предположим, что электронный блок ведет расчеты только по нескольким параметрам, а именно базовой временной длине импульса и двум коэффициентам – температуры ОЖ и уровне кислорода в выхлопных газах. Для получения результата ЭБУ использует формулу, в которой все имеющиеся данные перемножаются.

Для получения базовой длины импульса, микроконтроллер берет два параметра – скорость вращения коленчатого вала и нагрузку, которая может высчитываться по давлению в коллекторе.

К примеру, обороты двигателя составляют 3000, а нагрузка 4. Микроконтроллер берет эти данные и сравнивает с таблицей, внесенной в карту. В данном случае получаем базовую временную длину импульса 12 миллисекунд.

Но для расчетов нужно также учесть коэффициенты, для чего берутся показания с датчиков температуры ОЖ и лямбда-зонда. К примеру, температура составляется 100 град, а уровень кислорода в отработанных газах составляет 3. ЭБУ берет эти данные и сравнивает с еще несколькими таблицами. Предположим, что температурный коэффициент составляет 0,8, а кислородный – 1,0.

Получив все необходимые данные электронный блок проводит расчет. В нашем случае 12 множиться на 0,8 и на 1,0. В результате получаем, что импульс должен составлять 9,6 миллисекунды.

Описанный алгоритм – очень упрощенный, на деле же при расчетах может учитываться не один десяток параметров и показателей.

Поскольку данные поступают на электронный блок постоянно, то система практически мгновенно реагирует на изменение параметров работы мотора и подстраивается под них, обеспечивая оптимальное смесеобразование.

Стоит отметить, что электронный блок управляет не только подачей топлива, в его задачу входит также регулировка угла зажигания для обеспечения оптимальной работы мотора.

Теперь о механической части. Здесь все очень просто: насос, установленный в баке, закачивает в систему бензин, причем под давлением, чтобы обеспечить принудительную подачу. Давление должно быть определенным, поэтому в схему включен регулятор.

По магистралям бензин подается на рампу, которая соединяет между собой все форсунки. Подающийся от ЭБУ электрический импульс приводит к открытию форсунок, а поскольку бензин находится под давлением, то он через открывшийся канал просто впрыскивается.

Виды и типы инжекторов

Инжекторы бывают двух видов:

  1. С одноточечным впрыском. Такая система является устаревшей и на автомобилях уже не используется. Суть ее в том, что форсунка только одна, установленная во впускном коллекторе. Такая конструкция не обеспечивала равномерного распределения топлива по цилиндрам, поэтому ее работа была сходной с карбюраторной системой.
  2. Многоточечный впрыск. На современных авто используется именно этот тип. Здесь для каждого цилиндра предусмотрена своя форсунка, поэтому такая система отличается высокой точностью дозировки. Устанавливаться форсунки могут как во впускной коллектор, так и в сам цилиндр (инжекторная система непосредственного впрыска).

На многоточечной инжекторной системе подачи топлива может использовать несколько типов впрыска:

  1. Одновременный. В этом типе импульс от ЭБУ поступает сразу на все форсунки, и они открываются вместе. Сейчас такой впрыск не используется.
  2. Парный, он же попарно-параллельный. В этом типе форсунки работают парами. Интересно, что только одна из них подает топливо непосредственно в такте впуска, у второй же такт не совпадает. Но поскольку двигатель – 4-тактный, с клапанной системой газораспределения, то несовпадение впрыска по такту на работоспособность мотора влияния не оказывает.
  3. Фазированный. В этом типе ЭБУ подает сигналы на открытие для каждой форсунки отдельно, поэтому впрыск происходит с совпадением по такту.

Примечательно, что современная инжекторная система подачи топлива может использовать несколько типов впрыска. Так, в обычном режиме используется фазированный впрыск, но в случае перехода на аварийное функционирование (к примеру, один из датчиков отказал), инжекторный двигатель переходит на парный впрыск.

Обратная связь с датчиками

Одним из основных датчиков, на показаниях которого ЭБУ регулирует время открытия форсунок, является лямбда-зонд, установленный в выпускной системе. Этот датчик определяет остаточное (не сгоревшее) количество воздуха в газах.

Эволюция датчика лямбда-зонд от Bosch

Благодаря этому датчику обеспечивается так называемая «обратная связь». Суть ее заключается вот в чем: ЭБУ провел все расчеты и подал импульс на форсунки. Топливо поступило, смешалось с воздухом и сгорело.

Образовавшиеся выхлопные газы с не сгоревшими частицами смеси выводится из цилиндров по системе отвода выхлопных газов, в которую установлен лямбда-зонд. На основе его показаний ЭБУ определяет, правильно ли были проведены все расчеты и при надобности вносит корректировки для получения оптимального состава.

То есть, на основе уже проведенного этапа подачи и сгорания топлива микроконтроллер делает расчеты для следующего.

Стоит отметить, что в процессе работы силовой установки существуют определенные режимы, при которых показания кислородного датчика будут некорректными, что может нарушить работу мотора или требуется смесь с определенным составом. При таких режимах ЭБУ игнорирует информацию с лямбда-зонда, а сигналы на подачу бензина он отправляет, исходя из заложенной в карты информации.

Читайте также  Определение процесса расширения в четырехтактном двигателе

На разных режимах обратная связь работает так:

  • Запуск мотора. Чтобы двигатель смог завестись, нужна обогащенная горючая смесь с увеличенным процентным содержанием топлива. И электронный блок это обеспечивает, причем для этого он использует заданные данные, и информацию от кислородного датчика он не использует;
  • Прогрев. Чтобы инжекторный двигатель быстрее набрал рабочую температуру ЭБУ устанавливает повышенные обороты мотора. При этом он постоянно контролирует его температуру, и по мере прогрева корректирует состав горючей смеси, постепенно ее обедняя до тех пор, пока состав ее не станет оптимальным. В этом режиме электронный блок продолжает использовать заданные в картах данные, все еще не используя показания лямбда-зонда;
  • Холостой ход. При этом режиме двигатель уже полностью прогрет, а температура выхлопных газов – высокая, поэтому условия для корректной работы лямбда-зонда соблюдаются. ЭБУ уже начинает использовать показания кислородного датчика, что позволяет установить стехиометрический состав смеси. При таком составе обеспечивается наибольший выход мощности силовой установки;
  • Движение с плавным изменением оборотов мотора. Для достижения экономичного расхода топлива при максимальном выходе мощности, нужна смесь со стехиометрическим составом, поэтому при таком режиме ЭБУ регулирует подачу бензина на основе показания лямбда-зонда;
  • Резкое увеличение оборотов. Чтобы инжекторный двигатель нормально отреагировал на такое действие, нужна несколько обогащенная смесь. Чтобы ее обеспечить, ЭБУ использует данные карт, а не показания лямбда-зонда;
  • Торможение мотором. Поскольку этот режим не требует выхода мощности от мотора, то достаточно, чтобы смесь просто не давала остановиться силовой установке, а для этого подойдет и обедненная смесь. Для ее проявления показаний лямбда-зонда не нужно, поэтому ЭБУ их не использует.

Как видно, лямбда-зонд хоть и очень важен для работы системы, но информация с него используется далеко не всегда.

Напоследок отметим, что инжектор хоть и конструктивно сложная система и включает множество элементов, поломка которых сразу же сказывается на функционировании силовой установки, но она обеспечивает более рациональный расход бензина, а также повышает экологичность автомобиля. Поэтому альтернативы этой системе питания пока нет.

Источник: http://autoleek.ru/sistemy-dvigatelja/sistema-vpryska/inzhektornaya-sistema.html

Двигатель: система питания двигателя

Система питания двигателя внутреннего сгорания воздухом

Любой автомобиль состоит из многочисленных систем и агрегатов, в число которых входит и «сердце» авто – двигатель внутреннего сгорания. Чаще всего на автомобилях устанавливают именно ДВС, несмотря на то, что данные моторы относительно несовершенны, в частности они довольно шумные, обладают несколько меньшим ресурсом в отличите от некоторые других типов двигателей, а также оказывают негативное воздействие на окружающую среду своими выбросами.

ДВС созданы для преобразования химической энергии топлива, в качестве которой обычно выступает углеводородное топливо (оно может быть жидким или газообразным), что сгорает в рабочей зоне, в механическую работу.

Основные типы ДВС

Существует несколько основных типов ДВС. Так, есть поршневые двигатели, которые, в свою очередь, тоже подразделяются на несколько видов. У поршневых ДВС в качестве камеры сгорания используется цилиндр – именно тут тепловая энергия топлива преобразуется в механическую энергию, а она потом превращается во вращательную. Поршневые двигатели могут быть бензиновыми, дизельными, газовыми и газодизельными.

Помимо поршневых двигателей, существуют роторно-поршневые и газотурбинные ДВС. Интерес представляет ДВС с впрыском воды – это комбинированный двигатель, в котором совмещены поршневая и лопаточная машины. Ещё один вид ДВС – RCV, у которого система газораспределения реализована за счёт вращения цилиндра.

Одним из недостатков ДВС является то, что данный тип мотора способен производить высокую мощность только в узком диапазоне оборотов. Именно поэтому неотъемлемыми «атрибутами» ДВС являются трансмиссия и стартёр. Тем не менее, как уже упоминалось выше, ДВС являются одними из наиболее часто используемых двигателей.

Как правило, в автомобилях используют четырёхтактовые ДВС, получившие такое название потому, что их работу можно разделить на четыре равные по времени части.

Двигатель состоит из различных механизмов и систем, в том числе и системы питания двигателя.

Система питания двигателя

Для чего вообще нужна система питания двигателя? Она отвечает за подачу топлива из бака, фильтрацию, образование горючей смеси, а также подачу последней в цилиндры. В уже прошедшем столетии наиболее часто используемой была карбюраторная система подачи смеси топлива.

Потом появилась улучшенная система питания двигателя, при которой смесь топлива подаётся впрыском с помощью одной форсунки – благодаря этому производители смогли сократить расход топлива.

Однако сейчас обычно применяется инжекторная система подачи топлива, которая предусматривает подачу топлива под давлением непосредственно в впускной коллектор.

Перечисленные выше системы питания двигателя похожи – различаются же они способами смесеобразования. В целом, в топливной системе присутствует топливный бак, где хранится топливо, — это компактная ёмкость, у которой имеется устройство забора топлива, то есть насос, в редких случаях могут присутствовать и грубые элементы фильтрации.

Также в системе питания двигателя есть топливопроводы – это комплекс трубок и шлангов, которые нужны для того, чтобы переместить топливо к устройству смесеобразования.

В качестве устройства смесеобразования может выступать карбюратор, моновпрыск или инжектор – данное устройство необходимо для соединения самого топлива с воздухом.

У инжекторных систем питания двигателей имеется и блок управления инжектором, который представляет собой электронное устройство, назначение которого – управление работой топливных форсунок, а также датчиков контроля с клапанами отсечки.

Чтобы топливо поступило в топливопровод, необходим так называемый топливный насос (как правило, используется погружной насос). Это электродвигатель, который соединён с жидкостным насосом. Стоит отметить, что иногда топливный насос крепится к самому двигателю (по крайней мере, в более старых моделях) и приводится в действие с помощью вращения промежуточного вала.

Наконец, в систему питания двигателя могут входить дополнительные элементы как тонкой, так и грубой очистки, а устанавливаются они в цепь подачи топлива.

Принцип работы системы питания двигателя

Как именно работает система питания двигателя? Сначала в движение приходит насос – он высасывает топливо из бака и передаёт его в устройство смесеобразования по топливопроводу, где установлены фильтры очистки, благодаря чему в устройство смесеобразования топливо поступает очищенным.

В карбюраторе топливо начинает свой путь в поплавковой камере, откуда оно впоследствии поступает в камеру смесеобразования через калиброванные жиклеры. Там оно смешивается с воздухом, а затем поступает в впускной коллектор, проходя через дроссельную заслонку. Через некоторое время впускной клапан открывается, и топливо подаётся в цилиндр.

Немного иной принцип работы у системы моновпрыска – здесь топливо сначала подаётся на форсунку, управляемую электронным блоком. В камеру смесеобразования топливо попадает после открытия форсунка, что происходит в определённый срок. В камере смесеобразования, как и в карбюраторной системе, происходит смешение топлива с воздухом, а остальные процессы те же, что и в карбюраторе.

В инжекторной системе питания двигателя, как и в предыдущей, топливо поступает к форсункам – ими управляет блок управления. Форсунки соединяются между собой при помощи топливопровода, при этом в нём всегда есть топливо. Отметим, что в топливных системах имеется также и обратный топливопровод, благодаря которому излишки топлива сливаются в бак.

Если же сравнивать систему питания двигателя, работающего на дизеле, с бензиновой, то можно сказать, что они очень похожи. Однако в системе питания дизельного двигателя впрыск топлива осуществляется сразу в камеру сгорания цилиндра, и смесеобразование происходит непосредственно в цилиндре. Подача топлива в данной системе происходит под большим давлением, для чего используется насос высокого давления.

Источник: http://www.avtodor.su/articles-dvigatel-sistema-pitaniya-dvigatelya

Cистема питания двигателя воздухом

Система питания двигателя воздухом обеспечивает забор воздуха из атмосферы, очистку его от пыли и распределение очищенного воздуха по цилиндрам двигателя.

По конструкции системы питания воздухом двигателей автомобилей КамАЗ-5320, КамАЗ-4310 и Урал-4320 в основном аналогичны. Они состоят из воздушного фильтра.

, уплотнителя, воздухозаборника, впускных коллекторов, эжектора, индикатора, патрубков и трубопроводов, соединяющих воздухозаборник, фильтр, впускные коллекторы и эжектор отсоса пыли. На рис. 1 представлена система питания двигателя воздухом автомобиля КамАЗ-5320; на рис.

2 конструкция воздушного фильтра системы питания воздухом двигателей автомобилей КамАЗ-5320 и КамАЗ-4310, на которых воздушный фильтр установлен сзади кабины.

Незначительное конструктивное отличие в системах питания двигателей воздухом автомобилей КамАЗ-5320 и КамАЗ-4310 имеют системы забора воздуха. У автомобиля КамАЗ-5320 эта система включает в себя воздухозаборник, трубу воздухозаборника и входную трубу воздухоочистителя, соединенных между собой уплотнителем; у автомобиля КамАЗ-4310 она состоит из воздухозаборника, трубы воздухозаборника, переходника трубы и уплотнителя, соединяющего между собой воздушный фильтр с переходником.

Читайте также  Ресурс двигателя на метане

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 1. Система питания воздухом двигателя автомобиля КамАЗ-5320:
1 — воздушный фильтр; 2 — входная труба к воздушному фильтру; 3 — уплотнитель; 4 — кронштейн кабины; 5 — труба воздухозаборника; 6 — хомут; 7 — воздухозаборник с сеткой; 8 — выходная труба из воздушного фильтра; 9 — патрубок отбора пыли

На автомобиле Урал-4320 в системе питания двигателя воздухом изменены конструкция корпуса фильтра, деталей его установки и крепления, а также системы забора воздуха вследствие установки воздушного фильтра на двигателе под капотом кабины.

Уплотнитель представляет собой гофрированный резиновый патрубок, внутрь которого вставлен нажимной диск, служащий опорой для распорной пружины. Последняя обеспечивает герметичность соединения уплотнителя 3 с трубой 5 воздухозаборника (КамАЗ-5320) или с переходником (КамАЗ-4310).

Эжектор обеспечивает отсос пыли из воздушного фильтра за счет энергии выхлопных газов. Он представляет из себя трубку диаметром 30 мм, один конец которой установлен внутри выхлоп-лого патрубка глушителя в зоне максимального разрежения, другой конец соединен с патрубком 9 отбора пыли с воздушного фильтра. Эжектор снабжен заслонкой с рубашкой, имеющей два положения: «Открыто» и «Закрыто». Заслонка закрывается только при преодолении бродов.

Рис. 2. Воздушный фильтр системы питания воздухом двигателей автомобилей КамАЗ-5320 и КамАЗ-4310:
1 — корпус; 2 — патрубок отбора пыли; 3 — фильтрующий элемент; 4 — гайка; 5 — крышка; 6 — застежка; 7 — верхняя крышка; 8 — входной патрубок; 9— выходной патрубок

Индикатор сигнализирует о необходимости обслуживания воздушного фильтра. По мере засорения последнего возрастает разрежение во впускных коллекторах, снижающее мощность двигателя и ухудшающее его работу. По достижении предельно допустимой засоренности воздушного фильтра, что соответствует разрежению во впускных коллекторах 700 мм вод. ст., срабатывает индикатор, установленный на левом впускном коллекторе двигателя.

Воздушный фильтр сухого типа, двухступенчатый, с автоматическим отсосом пыли обеспечивает очистку поступающего в двигатель воздуха от пыли. Он состоит из корпуса, внутри которого на входе патрубка прикреплена инерционная решетка, фильтрующего элемента и крышки. Герметичность соединения крышки с корпусом обеспечивается уплотнительным кольцом.

Фильтрующий элемент состоит из наружного и внутреннего кожухов, изготовленных из перфорированной стали, и гофрированного фильтрующего картона, установленного внутри кожухов. К торцевым частям кожухов и фильтрующего картона приклеены специальным клеем металлические крышки. В корпусе фильтрующий элемент крепится гайкой.

Впускные коллекторы служат для распределения воздуха по цилиндрам. Через паронитовые прокладки они крепятся на боковых поверхностях головок цилиндров двигателя и соединяются между собой переходником. Стыки соединений уплотнены резиновой прокладкой.

Работа системы питания двигателя воздухом заключается в следующем. При пуске и работе двигателя воздух под воздействием разрежения, создаваемого в цилиндрах, засасывается через воздухозаборник, одновременно проходя предварительную очистку в сетке воздухозаборника, и через трубу воздухозаборника поступает в воздушный фильтр.

Очистка воздуха в воздушном фильтре двухступенчатая. Первая ступень очистки воздуха осуществляется вследствие резкого изменения направления потока воздуха в инерционной решетке фильтра, где крупные частицы пыли отделяются и через патрубок отбора пыли под действием разрежения эжектора выбрасываются с выпускными газами в атмосферу.

Вторая ступень очистки воздуха производится в картонном фильтрующем элементе.

В систему питания дизельного двигателя воздухом входят воздушный фильтр, впускные трубопроводы, а у двигателей с наддувом — также и турбокомпрессор, нагнетающий воздух в цилиндры двигателя.

Воздушный фильтр должен обеспечивать тщательную очистку воздуха от пыли и других загрязнений. В настоящее время у дизельных двигателей применяют два типа воздушных фильтров: инерционно-масляные и сухие со сменным бумажным патроном.

На двигателях ЯМЗ-236 установлены инерционно-масляные воздушные фильтры. Такой фильтр состоит из стального штампованного корпуса, в верхней части которого находится фильтрующий капроновый элемент, а в нижней — масляная ванна. При работе двигателя воздух под действием разрежения поступает в корпус и движется вначале сверху вниз между его стенками и фильтрующим элементом.

Затем кольцевой отражатель над масляной ванной меняет направление его движения, и воздух проходит вверх через капроновый элемент. Меняя направление движения, воздух теряет тяжелые частички пыли, которые оседают на смоченных маслом поверхностях, а затем попадают в масляную ванну. В фильтрующем элементе воздух дополнительно очищается, оставляя в нем более мелкие частицы пыли.

Ударяясь о крышку, воздух еще раз меняет направление своего движения и поступает в центральный патрубок, по которому проходит во впускной трубопровод двигателя.

Инерционно-масляные фильтры, применяемые на двигателях Ярославского моторного завода, имеют двухслойную капроновую набивку. Первый слой имеет большую высоту, но меньшую плотность, второй (внутренний) слой, расположенный вплотную к первому, меньше по высоте, но обладает большей плотностью.

Двухслойная система дает возможность последовательно улучшать очистку воздуха. Капроновое волокно фильтрующего элемента смачивается маслом, увлекаемым воздухом, при его быстром движении над масляной ванной.

На автомобилях Минского автозавода с двигателями ЯМЗ-238 применяют воздушные фильтры сухого типа, вынесенные из подкапотного пространства.

У автомобилей КамАЗ в систему питания двигателя воздухом входят колпак для отбора воздуха из атмосферы; труба воздухозаборника; воздухозаборник, выполненный в виде гофрированного резинового патрубка; воздушный фильтр, патрубки и трубы, соединяющие воздухозаборник с воздушным фильтром; впускные трубопроводы и устройство для отсоса пыли из воздушного фильтра.

Воздушный фильтр двухступенчатый сухого типа со стальным штампованным корпусом большого объема. Поступая в корпус, имеющий инерционную решетку, воздух меняет направление своего движения, при этом из него выпадают крупные частицы пыли.

Пройдя первую ступень очистки, воздух попадает в сменный фильтрующий элемент из гофрированного картона, где подвергается более тщательной очистке. После второй ступени очистки воздух направляется в выходную трубу и далее во впускной трубопровод двигателя.

Корпус фильтра очищается от пыли, которая отсасывается через патрубок, под действием разрежения, создаваемого в нем благодаря подсоединению его к выпускной системе двигателя.

Рис. 3. Система питания воздухом двигателей автомобилей КамАЗ:
1 — воздушный фильтр; 2 — входная труба; 3 — впускной трубопровод двигателя; 4 — индикатор; 5 — воздухозаборник; б — труба воздухозаборника; 7 — колпак; 8 — выходная труба; 9 — патрубок отсоса пыли

Засорение фильтрующего патрона увеличивает сопротивление прохождению воздуха во впускную систему двигателя и соответственно увеличивает разрежение в ней. Чтобы своевременно можно было заметить вызванное этим понижение эффективности работы двигателя, на левом впускном трубопроводе двигателя установлен индикатор 4 разрежения, сигнализирующий о засоренности воздушного фильтра.

Рис. 4. Схема установки впускных трубопроводов и воздушного фильтра двигателя ЯМЗ-236

Впускные трубопроводы у V-образных двигателей расположены в развале между цилиндрами. Они выполнены раздельно для правого и левого ряда цилиндров и объединены соединительным патрубком, на верхний фланец которого устанавливают воздушный фильтр. Крепятся впускные трубопроводы к головкам цилиндров болтами, а места соединений герметизируются уплотнительными прокладками.

Схема установки впускных трубопроводов показана на рис. 4.

Турбокомпрессор используют для значительного повышения мощности двигателя, без увеличения его рабочего объема, используя нагнетание воздуха в цилиндры при помощи турбокомпрессора. Применение турбокомпрессора позволяет увеличить наполнение цилиндров свежим воздухом и соответственно повысить количество впрыскиваемого топлива. При сгорании больших порций топлива выделяется большее количество тепла, превращаемого затем в полезную работу. Соответственно растет и мощность двигателя.

Турбокомпрессор состоит из одноступенчатого центробежного компрессора, нагнетающего воздух, и радиальной центростремительной турбины, приводящей его во вращение и использующей энергию отработавших газов.

Схема турбокомпрессора показана па рис. 5. В турбину поступают отработавшие газы из цилиндров двигателя под большим давлением. Через сопловой венец газы направляются на лопатки рабочего колеса турбины, приводя его во вращение. Рабочее колесо турбины установлено на одном валу с рабочим колесом компрессора. При вращении рабочего колеса, имеющего лопатки, засасываемый компрессором воздух нагнетается во впускной трубопровод двигателя.

Рис. 5. Турбокомпрессор:
1 — рабочее колесо турбины; 2 — рабочее колесо компрессора; I — выход отработавших газов из турбины; II — вход отработавших газон в турбину; III — поступление воздуха в компрессор; IV — выход нагнетаемого воздуха из компрессора во впускной трубопровод двигателя

Рабочее колесо турбины изготовлено из жаропрочного сплава, корпус турбины — из жаропрочного чугуна, а сопловой венец— из жаростойкой стали. Рабочее колесо и некоторые другие детали компрессора выполнены из алюминиевых сплавов.

Читайте также  Двигатель внутреннего сгорания принцип работы

Вал, на котором установлены рабочие колеса турбины и компрессора, вращается в подшипниках скольжения, выполненных из специальной бронзы. От осевых перемещений вал турбокомпрессора удерживается упорным подшипником, установленным со стороны компрессора, т. е.

в зоне наименьшего нагрева, благодаря чему исключается опасность заклинивания вала вследствие теплового расширения. По обоим концам вала расположены уплотнительные кольца из специального чугуна, создающие хорошее уплотнение и предотвращающие вытекание смазки.

Для защиты турбокомпрессора от поломок необходимо предохранять его от попадания посторонних предметов, которые могут быть засосаны вместе с воздухом. С этой целью входное отверстие для воздуха защищено стальной сеткой.

Таблица 1. Техническая характеристика турбокомпрессоров

Основное преимущество турбонаддува заключается в значительных повышениях мощности и крутящего момента в диапазоне рабочих режимов двигателя.

Кроме того, благодаря использованию энергии отработавших газов снижается удельный расход топлива и повышается топливная экономичность двигателей. Однако при работе двигателя с малой нагрузкой энергия отработавших газов недостаточна для привода турбокомпрессора.

Таким образом, на режимах работы с низкой частотой вращения вала турбонагнетатель не оказывает положительного влияния на полезную отдачу двигателя.

Применяют дизельные двигатели с турбокаддувом главным образом на большегрузных автомобилях-самосвалах, часто работающих на режимах полной нагрузки. Эффективность применения турбонаддува можно проследить на примере двигателя ЯМЗ-238Н, устанавливаемого на автомобиле-самосвале МоАЗ-522А. Без турбонаддува двигатель ЯМЗ-238 развивает мощность 240 л. с. Установка турбокомпрессора позволила повысить его мощность до 300 л. с.

Рекламные предложения:

Читать далее: Техническое обслуживание системы питания двигателя воздухом

Категория: — Автомобили Камаз Урал

→ Справочник → Статьи → Форум

Источник: http://stroy-technics.ru/article/cistema-pitaniya-dvigatelya-vozdukhom

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Система питания двигателя внутреннего сгорания воздухом

Современный двигатель внутреннего сгорания далеко ушел от своих прародителей. Он стал крупнее, мощнее, экологичнее, но при этом принцип работы, устройство двигателя автомобиля, а также основные его элементы остались неизменными.

Двигатели внутреннего сгорания, массово применяемые на автомобилях, относятся к типу поршневых. Название свое этот тип ДВС получил благодаря принципу работы. Внутри двигателя находится рабочая камера, называемая цилиндром. В ней сгорает рабочая смесь. При сгорании смеси топлива и воздуха в камере увеличивается давление, которое воспринимает поршень. Перемещаясь, поршень преобразует полученную энергию в механическую работу.

Как устроен ДВС

Первые поршневые моторы имели лишь один цилиндр небольшого диаметра. В процессе развития для увеличения мощности сначала увеличивали диаметр цилиндра, а потом и их количество. Постепенно двигатели внутреннего сгорания приняли привычный нам вид. Мотор современного автомобиля может иметь до 12 цилиндров.

Современный ДВС состоит из нескольких механизмов и вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

  1. КШМ — кривошипно-шатунный механизм.
  2. ГРМ   — механизм регулировки фаз газораспределения.
  3. Система смазки.
  4. Система охлаждения.
  5. Система подачи топлива.
  6. Выхлопная система.

Также к системам ДВС относятся электрические системы пуска и управления двигателем.

КШМ — кривошипно-шатунный механизм

КШМ — основной механизм поршневого мотора. Он выполняет главную работу — преобразует тепловую энергию в механическую. Состоит механизм из следующих частей:

  • Блок цилиндров.
  • Головка блока цилиндров.
  • Поршни с пальцами, кольцами и шатунами.
  • Коленчатый вал с маховиком.

ГРМ — газораспределительный механизм

Чтобы в цилиндр поступало нужное количество топлива и воздуха, а продукты сгорания вовремя удалялись из рабочей камеры, в ДВС предусмотрен механизм, называемый газораспределительным. Он отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная горючая смесь и удаляются выхлопные газы. К деталям ГРМ относятся:

  • Распределительный вал.
  • Впускные и выпускные клапаны с пружинами и направляющими втулками.
  • Детали привода клапанов.
  • Элементы привода ГРМ.

ГРМ приводится от коленчатого вала двигателя автомобиля. С помощью цепи или ремня вращение передается на распределительный вал, который посредством кулачков или коромысел через толкатели нажимает на впускной или выпускной клапан и по очереди открывает и закрывает их

Статья в тему:  Проверка вариатора перед покупкой авто

В зависимости от конструкции и количества клапанов на двигатель может быть установлен один или два распределительных вала на каждый ряд цилиндров. При двухвальной системе каждый вал отвечает за работу своего ряда клапанов — впускных или выпускных. Одновальная конструкция имеет английское название SOHC (Single OverHead Camshaft). Систему с двумя валами называют DOHC (Double Overhead Camshaft).

Система охлаждения двигателя

Во время работы мотора его детали соприкасаются с раскаленными газами, которые образуются при сгорании топливо-воздушной смеси. Чтобы детали двигателя внутреннего сгорания не разрушались из-за чрезмерного расширения при нагреве, их необходимо охлаждать. Охладить мотор автомобиля можно с помощью воздуха или жидкости. Современные моторы имеют, как правило, жидкостную схему охлаждения, которую образуют следующие части:

  • Рубашка охлаждения двигателя
  • Насос (помпа)
  • Термостат
  • Радиатор
  • Вентилятор
  • Расширительный бачок

Рубашку охлаждения двигателей внутреннего сгорания образуют полости внутри БЦ и ГБЦ, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Она отбирает избыточное тепло у деталей двигателя и относит его к радиатору. Циркуляцию обеспечивает насос, привод которого осуществляется с помощью ремня от коленчатого вала.

Термостат обеспечивает необходимый температурный режим двигателя автомобиля, перенаправляя поток жидкости в радиатор либо в обход него. Радиатор, в свою очередь, призван охлаждать нагретую жидкость. Вентилятор усиливает набегающий поток воздуха, тем самым увеличивая эффективность охлаждения. Расширительный бачок необходим современным моторам, так как применяемые охлаждающие жидкости сильно расширяются при нагреве и требуют дополнительного объема.

Система смазки ДВС

В любом моторе есть множество трущихся деталей, которые необходимо постоянно смазывать, чтобы уменьшить потери мощности на трение и избежать повышенного износа и заклинивания. Для этого существует система смазки. Попутно с ее помощью решается еще несколько задач: защита деталей двигателя внутреннего сгорания от коррозии, дополнительное охлаждение деталей мотора, а также удаление продуктов износа из мест соприкосновения трущихся частей. Систему смазки двигателя автомобиля образуют:

  • Масляный картер (поддон).
  • Насос подачи масла.
  • Масляный фильтр с редукционным клапаном.
  • Маслопроводы.
  • Масляный щуп (индикатор уровня масла).
  • Указатель давления в системе.
  • Маслоналивная горловина.

Статья в тему:  Подбор лучших свечей зажигания

Насос забирает масло из масляного картера и подает его в маслопроводы и каналы, расположенные в БЦ и ГБЦ. По ним масло поступает в места соприкосновения трущихся поверхностей.

Система питания

Система подачи для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры и от сжатия отличаются друг от друга, хотя и имеют ряд общих элементов. Общими являются:

  • Топливный бак.
  • Датчик уровня топлива.
  • Фильтры очистки топлива — грубой и тонкой.
  • Топливные трубопроводы.
  • Впускной коллектор.
  • Воздушные патрубки.
  • Воздушный фильтр.

В обеих системах имеются топливные насосы, топливные рампы, форсунки подачи топлива, но в силу различных физических свойств бензина и дизельного топлива конструкция их имеет существенные различия. Сам принцип подачи одинаков: топливо из бака с помощью насоса через фильтры подается в топливную рампу, из которой попадает в форсунки.

Но если в большинстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания форсунки подают его во впускной коллектор мотора автомобиля, то в дизельных оно подается непосредственно в цилиндр, и уже там смешивается с воздухом.

Детали, обеспечивающие очистку воздуха и поступление его цилиндры — воздушный фильтр и патрубки — тоже относятся к топливной системе.

Система выпуска

Система выпуска предназначена для отвода отработанных газов из цилиндров двигателя автомобиля. Основные детали, ее составляющие:

  • Выпускной коллектор.
  • Приемная труба глушителя.
  • Резонатор.
  • Глушитель.
  • Выхлопная труба.

В современных двигателях внутреннего сгорания выхлопная конструкция дополнена устройствами нейтрализации вредных выбросов. Она состоит из каталитического нейтрализатора и датчиков, сообщающихся с блоком управления двигателем. Выхлопные газы из выпускного коллектора через приемную трубу попадают в каталитический нейтрализатор, затем через резонатор в глушитель. Далее через выхлопную трубу они выбрасываются в атмосферу.

В заключение необходимо упомянуть системы пуска и управления двигателем автомобиля. Они являются важной частью двигателя, но их необходимо рассматривать вместе с электрической системой автомобиля, что выходит за рамки этой статьи, рассматривающей внутреннее устройство двигателя.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях:

Источник: https://auto-self.ru/ustroystvo-dvigatelya-vnutrennego-sgoraniya/