Топливная система автомобиля
Для работы двигателя необходимо топливо, которое должно в определенные моменты подаваться в цилиндры — эту задачу решают топливные системы (или системы подачи топлива). О том, как устроены топливные системы и какие отличительные черты имеют системы подачи топлива различных двигателей — читайте в этой статье.
Назначение и общее устройство топливной системы
Топливная система автомобиля (или система подачи топлива) — система, предназначенная для подачи топлива (бензина или дизельного топлива) из топливного бака в двигатель (точнее – в карбюратор или форсунки). Также эта система обеспечивает хранение топлива и его очистку перед подачей в двигатель.
Независимо от типа, любая топливная система содержит несколько основных компонентов:
— Топливный бак;
— Система топливопроводов;
— Топливный насос;
— Топливный фильтр (или фильтры);
— Устройство образования топливно-воздушной смеси или устройства впрыска топлива в цилиндры.
Топливный бак. Это резервуар для хранения топлива. Бак современных автомобилей — это довольно сложная система, которая содержит несколько компонентов: непосредственно резервуар, горловина для заливки топлива, датчик уровня топлива, топливный насос (однако во многих системах насос устанавливается в моторном отсеке) и другие. С баком также сообщается система улавливания паров топлива, которая содержит сепаратор, топливопроводы, адсорбер и несколько клапанов.
Топливопроводы. Это трубки, которые осуществляют подачу топлива от одних компонентов к другим. Подача топлива из бака осуществляется подающим топливопроводом, а возврат излишков топлива из карбюратора, форсунок или ТНВД (в дизельном двигателе) производится через сливные трубопроводы.
Топливный насос. Это устройство, которое подает топливо из бака к двигателю. В системах впрыска топлива насос создает высокое давление. В дизельных моторах два насоса — низкого и высокого давления (подкачивающий насос может быть и в инжекторных двигателях). Сегодня чаще всего применяются электрические насосы, однако в дизелях используются традиционные механические плунжерные ТНВД.
Топливные фильтры. Обычно их два — грубой и тонкой очистки. Фильтр грубой очистки — это просто несколько тонких металлических сеточек, установленных в топливном баке. Фильтр тонкой очистки устроен более сложно, он устанавливается перед карбюратором, рампой или ТНВД. Фильтры обеспечивают очистку топлива от разнообразных загрязнений, пыли и посторонних твердых частиц.
Устройство образования топливно-воздушной смеси — это карбюратор, в который подается бензин и воздух, где они смешиваются и через дроссельную заслонку подаются во впускной коллектор двигателя. В инжекторных и дизельных двигателях воздух подается отдельным дроссельным узлом, а образование горючей смеси происходит непосредственно в цилиндре.
Устройства впрыска топлива. Это форсунки в дизельных и инжекторных бензиновых двигателях. Однако в дизельных моторах (а также и в инжекторах с непосредственным впрыском) форсунки установлены непосредственно в головках цилиндров, а в инжекторных моторах — во впускных коллекторах.
Также в топливную систему современных автомобилей входит блок управления, который осуществляет управление подачей топлива, образованием топливно-воздушной смеси и изменением режимов работы двигателя в зависимости от нагрузки и других условий. Блок управления работает на основе показаний от многочисленных датчиков, установленных в различных узлах двигателя и других систем автомобиля.
На сегодняшний день существует два основных типа топливных систем — бензиновых и дизельных двигателей. О каждой из них нужно рассказать более подробно.
Топливные системы бензиновых двигателей
Исторически бензиновые двигатели внутреннего сгорания были первыми, и уже в конце XIX века были разработаны первые топливные системы на основе карбюраторов. Однако с 1950-х годов в автомобилях стали использоваться иные системы — инжекторные, которые к сегодняшнему дню устанавливаются практически на всех новых легковых автомобилях.
Таким образом, можно выделить два принципиально разных типа систем подачи топлива бензиновых двигателей:
Они имеют отличия в устройстве и принципе работы.
Карбюраторная система подачи топлива
Главная особенность топливной системы этого типа — наличие карбюратора, в котором производится смешивание воздуха и топлива, то есть образование топливно-воздушной смеси. Карбюратор устанавливается на впускном коллекторе двигателя, к нему подводится топливо, которое распыляется с помощью жиклера и смешивается с воздухом. Образовавшаяся смесь через дроссельную заслонку подается в коллектор (а через него — к цилиндрам), а управлением положения заслонки осуществляется управление работой двигателя.
В системе подачи топлива карбюраторных двигателей бензонасос создает малое давление, которое необходимо лишь для закачки топлива из бака в карбюратор, а подача горючей смеси в цилиндр осуществляется «самотеком» из-за понижения давления в цилиндре при опускании поршня.
Инжекторная система подачи топлива (система впрыска топлива)
Система подачи топлива инжекторных двигателей имеет следующие принципиальные отличия от топливной системы карбюраторных моторов:
— Топливо из бака подается на топливную рампу, к которой подключены форсунки;
— Воздух в камеры сгорания подается через дроссельный узел;
— Топливный насос создает достаточно высокое давление, которое необходимо для обеспечения впрыска топлива форсунками в камеры сгорания.
Также в системах впрыска обязательно присутствует блок управления, который как раз и управляем впрыском, в зависимости от режима работы обеспечивает необходимый состав топливно-воздушной смеси и т.д.
Существует два основных типа инжекторных двигателей:
— Моновпрыск (одна форсунка на все цилиндры, сейчас почти не используется);
— Распределенный впрыск (индивидуальная форсунка для каждого цилиндра, существует несколько разновидностей, отличающихся режимом работы форсунок).
Принцип работы топливной системы инжекторного двигателя прост. Топливо из бака с помощью насоса подается на топливную рампу, в которой топливо всегда находится под постоянным высоким давлением (давление устанавливается регулятором давления). С рампой сообщаются форсунки, через которые топливо в определенные промежутки времени распыляется в камере сгорания. Одновременно с подачей топлива в камеру сгорания поступает и воздух — здесь происходит образование топливно-воздушной смеси. Форсунки управляются блоком управления, информация о режимах работы всей системы поступает от множества датчиков.
Топливные системы дизельных двигателей
Система подачи топлива дизельного двигателя имеет следующие особенности:
— Подача топлива в камеры сгорания осуществляется форсунками под высоким давлением (за счет которого происходит воспламенение топливно-воздушной смеси);
— Давление создается специальным топливным насосом высокого давления (ТНВД).
Таким образом, в топливной системе дизеля присутствует два насоса — низкого и высокого давления. Насос низкого давления (часто его называют подкачивающим насосом) обеспечивает подачу топлива к ТНВД, а ТНВД — подачу топлива в форсунки.
Принцип работы топливной системы дизельного двигателя сводится к следующему: топливо с помощью подкачивающего насоса подается к ТНВД (попутно проходя через фильтр тонкой очистки), откуда под высоким давлением поступает в установленные в головках цилиндров форсунки. Форсунки в определенные моменты открываются и распыляют топливо в камере сгорания, в которые через отдельный клапан (или клапаны) подается очищенный воздух. Излишки топлива от ТНВД и форсунок через трубки отлива топлива возвращаются в топливный бак.
Другие статьи
#Омывающие жидкости
29.09.2023 | Статьи о запасных частях
Зима и лето, два полюса, между которыми меняется весь наш мир. И в этом мире существуют омывающие жидкости — помощники, которые обеспечивают нашу безопасность на дороге. В этой статье мы окунемся в мир омывающих жидкостей и узнаем, какие они бывают, от чего зависит их температура замерзания и как их правильно выбрать.
#Рассухариватель клапанов
21.06.2023 | Статьи о запасных частях
Замена клапанов двигателя внутреннего сгорания затрудняется необходимостью съема сухарей — для этой операции используются специальные рассухариватели клапанов. Все об этом инструменте, его существующих типах, конструкции и принципе действия, а также о его выборе и применении читайте в данной статье.
#Переключатель света с регулировкой шкалы
14.06.2023 | Статьи о запасных частях
Во многих отечественных автомобилях ранних выпусков широко использовались центральные переключатели света с реостатом, позволяющим регулировать яркость подсветки приборов. Все о данных устройствах, их существующих типах, конструкции, работе, а также об их правильном выборе и замене читайте в статье.
#Пластина распределителя зажигания
07.06.2023 | Статьи о запасных частях
Одной из основных деталей распределителя зажигания является опорная пластина, отвечающая за функционирование прерывателя. Все о пластинах прерывателя, их существующих типах и конструктивных особенностях, а также о подборе, замене и регулировках данных компонентов подробно рассказано в данной статье.
Система отопления и охлаждения салона автомобиля: как устроена, как работает
В первых автомобилях не было системы отопления салона, людям приходилось ездить в специальных накидках.
Но требования к комфорту и безопасности движения изменились. Сейчас система отопления позволяет создать в салоне комфортные условия в холодное время года. Большинство современных автомобилей оснащены кондиционерами и системами климат-контроля, в них комфортно и в летнюю жару. Воздух должен циркулировать в салоне, даже если снаружи комфортная температура и подогрев или отопление не требуются.
Рассказываем, как устроена система вентиляции, отопления и кондиционирования в автомобиле.
Рассылка Т—Ж для автомобилистов
Советы, как не переплатить за машину, в вашей почте дважды в месяц. Бесплатно
Подписаться
Подписываясь, вы принимаете условия передачи данных и политику конфиденциальности
Как устроена климатическая установка в автомобиле
У нас уже были статьи, так или иначе связанные с системой отопления, охлаждения и вентиляции. Вот они:
- Как работает система охлаждения двигателя автомобиля.
- Как обслужить автомобильный кондиционер.
- Зачем нужен салонный фильтр в автомобиле.
Поэтому здесь мы не будем рассказывать, как все устроено, и сосредоточимся на том, что происходит непосредственно в салоне. Вот что есть в системе вентиляции.
Нагревательный элемент. Обычно его называют радиатором печки или радиатором отопителя. Он работает так же , как батарея в вашей квартире. Радиатор печки соединен с системой охлаждения двигателя двумя патрубками. Жидкость в системе нагревается, когда двигатель работает, и отдает тепло воздуху в салоне. Сразу после запуска мотора по системе циркулирует холодная жидкость и радиатор печки не нагревается. В салоне автомобиля будет холодно, пока мотор не прогреется.
Система обогрева нужна не только для комфорта пассажиров. Если она не работает, стекла будут запотевать в сырую погоду или обмерзать зимой, безопасно водить машину не получится.
Отопитель салона — один из множества радиаторов в машине. Фото: Velimir Zeland / Shutterstock
Вентилятор нужен для циркуляции воздуха в салоне автомобиля. Любой салон не герметичен, но если закрыть окна и выключить вентилятор, станет очень душно. Мозг человека плохо работает при недостатке кислорода — реакция водителя замедлится, возрастет риск попасть в ДТП. Также вентилятор гонит воздух через отопитель и испаритель кондиционера, так салон прогревается и охлаждается лучше.
У всех современных автомобилей вентилятор выглядит примерно одинаково, самое заметное различие — форма лопастей. Фото: Aleksandr Kondratov / Shutterstock
Испаритель кондиционера. Если в машине есть кондиционер, то в системе вентиляции есть испаритель. Он похож на радиатор печки, но нужен для охлаждения воздуха. Конструкция испарителя такая же , это тоже радиатор. Он часть системы кондиционирования, по нему циркулирует хладагент.
Испаритель кондиционера легко перепутать с радиатором печки, они выглядят одинаково. Но испаритель обычно более грязный: там регулярно скапливается конденсат, а на нем лучше задерживается пыль. Фото: Setta Sornnoi / Shutterstock
Электрический обогреватель. Некоторые автопроизводители ставят в систему вентиляции электрический элемент для обогрева. В машинах с бензиновым двигателем он встречается редко, а вот для дизелей обычно входит в стандартное оснащение.
Функционально он повторяет радиатор печки, только работает от бортовой электросети и нагревается намного быстрее. Для дизеля это более актуально, ведь такой мотор прогревается дольше бензинового. При этом радиатор печки в системе все равно есть.
Электрический элемент обогрева салона дизельной BMW в кузове E90. Фото: laga.se
Система клапанов и заслонок. Воздух по салону автомобиля распределяется через воздушные каналы. Специальные заслонки перекрывают каналы, чтобы направить поток в нужную зону. Привод заслонок может быть механическим или электронным.
Также у большинства машин есть отдельная заслонка рециркуляции воздуха. Когда она открыта, воздух поступает с улицы, когда закрыта — из салона автомобиля. Это нужно, например, если вы хотите быстрее прогреть или охладить салон. А еще эта заслонка помогает избежать неприятных запахов в салоне, если приходится ехать за старым грузовиком или мимо свалки.
Панель управления. Даже в самых простых машинах есть три регулировки: скорости вращения вентилятора, направления воздушного потока и температуры. В России найти автомобиль без печки почти невозможно, но они существуют, в редких версиях для жарких стран может быть установлен только кондиционер.
Кнопка включения кондиционера обозначается знаком снежинки или буквами A/C — Air Conditioner. Если в машине он есть, будет и отдельная кнопка. Фото: Mohamed Ali Gabr / Shutterstock
Что такое климат-контроль
В минимальной комплектации регулировать направление и интенсивность обдува придется вручную. На блоке управления печкой есть переключатели режимов, обычно они механически связаны с заслонками.
Когда водитель поворачивает регулятор, через тросиковый или другой механический привод поворачивается заслонка. Так воздух в системе меняет направление. Чтобы получить комфортную температуру, приходится постоянно регулировать работу вентилятора и выбирать направление потока воздуха.
Более продвинутый вариант управления называют климат-контролем. В машине с такой опцией можно выставить нужную температуру на табло — и автоматика будет ее поддерживать, а еще регулировать направление воздушных потоков и скорость работы вентилятора. Автопроизводители придумывают различные названия для этой системы, но отличить ее легко. Если есть цифровая индикация температуры в градусах и кнопка Auto — перед вами машина с климат-контролем.
Для работы такой системы в салон устанавливают дополнительные датчики. Они могут быть встроены в панель управления климат-контроля или располагаться на торпедо. Блок управления климат-контролем собирает данные о температуре в салоне и на улице, а также об интенсивности солнечного излучения. Все это нужно, чтобы управлять заслонками и вентилятором и поддерживать таким образом заданную температуру.
Заслонки поворачивают электромоторчики, у них нет механической связи с панелью управления. Система сама определяет, как интенсивно дуть и куда направлять воздух. Также водитель может отключить автоматический режим и настроить все это вручную.
Конструкция радиаторов отопления и испарителей кондиционера не зависит от наличия или отсутствия климат-контроля. Но может отличаться вентилятор и сам узел с заслонками, а также их моторчики и приводы. Поэтому дооснастить машину климат-контролем сложно, в большинстве случаев придется менять всю систему вентиляции.
Продвинутые системы климат-контроля могут поддерживать разную температуру для водителя и пассажиров. Такие системы бывают:
- Двухзонными — температура регулируется для водителя и переднего пассажира, салон разделяется на левую и правую стороны. Температура воздуха для заднего ряда такая же , как для передних кресел.
- Трехзонными — для заднего ряда можно отдельно регулировать температуру, а в некоторых случаях и силу обдува.
- Четырехзонными — температура отдельно регулируется для водителя и трех пассажиров.
Чем больше зон с отдельным блоком управления, тем сложнее система. В ней будет больше заслонок и воздуховодов. Ремонт системы климат-контроля стоит дорого, не все автопроизводители поставляют мелкие запчасти отдельно. Если одна из заслонок сломается, придется менять блок климат-контроля целиком или искать деталь на разборке.
Климат-контроль может быть раздельным. На этом фото — двухзонный, с его помощью можно выставить разную температуру для водителя и пассажира. Фото: GoBros / Shutterstock
Похоже на климат-контроль, но это не он: нет кнопки Auto. Фото: Best Auto Photo / Shutterstock
Что может сломаться в системе
Начнем с материалов, которые мы уже публиковали:
- Почему автомобильная печка плохо греет: 9 причин.
- 7 причин, почему автомобильный кондиционер не охлаждает.
А здесь мы напишем об общих проблемах — и о чем-то расскажем подробнее.
Вентилятор может не включаться вообще или работать шумно. Причина неисправности может быть и в электросистеме автомобиля, и в самом вентиляторе. Крыльчатка вентилятора вращается на одном или двух подшипниках, они могут износиться. Починить вентилятор удается не всегда, обычно эта деталь поставляется целиком.
В некоторых случаях достаточно почистить вентилятор. В него может попадать листва и другой мусор, а на лопастях скапливается пыль и грязь. После чистки вентилятор еще долго может не потребовать замены. Иногда добраться до него довольно сложно: у большинства машин придется снимать торпедо — полностью или частично.
В редких случаях вентилятор может сломаться от грязи или посторонних предметов. Иногда его достаточно почистить. Фото: romarti / Shutterstock
Заслонки и воздушные клапаны. Обычно эти детали сделаны из пластика и со временем могут сломаться. Такую поломку легко определить: одно или несколько направлений воздушного потока не будут работать. Но чтобы добраться до неисправности, машину придется серьезно разобрать. Обычно вентилятор, его корпус и регулирующие заслонки находятся глубоко под торпедо автомобиля.
Не все автопроизводители поставляют элементы системы вентиляции отдельно — может оказаться, что ради небольшой пластиковой детали или маленького электромоторчика придется купить весь модуль в сборе.
Радиатор печки и испаритель кондиционера. У этих деталей одна проблема: они могут потерять герметичность. Горячая охлаждающая жидкость из радиатора печки может протекать в салон автомобиля, это опасно. Повреждение испарителя кондиционера принесет меньше проблем: из системы просто выйдет весь хладагент. В любом случае придется сначала проверить всю систему и найти место протечки. Такую работу лучше поручить сервису.
Если из дефлекторов идет неприятный запах, радиатор и испаритель желательно промыть. Их соты накапливают грязь, даже если с салонным фильтром все в порядке. Может помочь специальный баллончик для обслуживания системы кондиционирования, такие часто продают в магазинах запчастей. Но при сильных и старых загрязнениях так чистить систему нет смысла. Придется снимать деталь и промывать ее отдельно, а после — заправлять систему кондиционирования.
Большая белая деталь в центре фото — корпус отопителя. В нем находится вентилятор и управляющие заслонки. Фото: Setta Sornnoi / Shutterstock
Запомнить
- Система вентиляции в машине не нуждается в профилактике и обслуживании, достаточно регулярно менять салонный фильтр и иногда чистить вентилятор салона.
- Радиатор отопления — часть системы охлаждения двигателя автомобиля. Он может внезапно сломаться и сильно навредить. Машину с протекающей печкой лучше не эксплуатировать.
- Неисправная система кондиционирования не навредит автомобилю, но уменьшит комфорт от поездки. А если долго тянуть с ремонтом, он может обойтись дороже.
Новости, которые касаются всех, — в нашем телеграм-канале. Подписывайтесь, чтобы быть в курсе происходящего: @tinkoffjournal
https://www.autoopt.ru/articles/products/3479996