Виды топливных систем бензиновых и дизельных двигателей

Топливная система является наиболее важной частью автомобиля и служит для доставки топлива из бака в камеру сгорания двигателя. Он состоит из ряда компонентов для транспортировки, фильтрации, дозирования, подготовки и отвода топлива. В этой статье мы подробно рассмотрим системы подачи топлива бензиновых и дизельных двигателей и выясним, что такое линия возврата топлива и зачем она нужна.

Состав и функции системы подачи топлива

Функция любой топливной системы заключается в доставке определенного количества топлива из бака в камеру сгорания в определенное время. Функционально он разделен на две основные системы:

• транспортировка топлива, его фильтрация и нагнетание давления в системе — осуществляется механическим и гидравлическим оборудованием;
• Расчет количества и времени впрыска топлива и его распределения по цилиндрам — это выполняется электронными устройствами.

Топливная система автомобиля

Топливная система состоит из следующих компонентов:

• Бак — это герметичная емкость для хранения топлива.
• Трубопроводы (подача и возврат) — линии и гибкие шланги, по которым транспортируется топливо.
• Фильтры (грубой и тонкой очистки) — выполняют очистку от механических примесей.
• Регулятор давления — необходим для обеспечения заданного уровня давления.
• Насос — обычно погружной, приводимый в действие электродвигателем.
• HPI — для систем прямого впрыска (дизельные двигатели).
• Топливные форсунки.

Виды питания бензиновых двигателей

В зависимости от типа бензинового двигателя различают топливные системы:

• карбюратор;
• инжектор.

Они отличаются по конструкции и рабочим параметрам.

Карбюраторные

Работа системы карбюратора основана на следующем принципе:

1. Насос всасывает топливо из бака. Насос всасывает топливо в бак под низким давлением, достаточным для того, чтобы топливо попало в бак.
2. Топливо фильтруется по мере прохождения через систему труб.
3. В специальной камере (карбюраторе) топливо смешивается с воздухом.
4. Полученная смесь поступает непосредственно в цилиндры двигателя, где происходит ее сгорание.

Инжекторные

Топливная система инжекторного двигателя характеризуется тем, что она имеет систему впрыска, которая обязательно нагнетает топливо в камеру сгорания. Какое давление создает насос в системе впрыска топлива, зависит от системы впрыска:

• С индивидуальными форсунками для каждого цилиндра (диффузный впрыск). Давление, создаваемое насосом в топливной рейке, составляет от 2,5 бар до 4 бар.
• с одной форсункой (моновпрыск), которая подает топливо во все цилиндры двигателя. Простая схема, которая практически не используется в конструкции современных автомобилей из-за низкой топливной эффективности.
• Прямой впрыск. Форсунки установлены в головке блока цилиндров, что позволяет осуществлять прямой впрыск в цилиндры. В этом случае рабочее давление составляет примерно 155 бар.

Топливная система двигателя с бензиновым впрыском:

1. Насос подает бензин в топливную рейку через фильтры.
2. Регулятор на рампе обеспечивает заданный уровень давления топлива.
3. Форсунки, установленные на рампе, впрыскивают топливо в цилиндры.
4. При впрыске бензина в цилиндры также впрыскивается воздух, и образуется топливно-воздушная смесь.

Схема, устройство и принцип работы для дизельного двигателя

Схема топливной системы Common Rail

Топливные системы дизельных двигателей имеют свои особенности. Различают три различных типа систем:

• Общий рельс (или аккумулятор);
• С насос-форсунками;
• Сплит.

Common rail

Наиболее распространенной топливной системой для дизельных двигателей является система Common Rail. Он соответствует более высоким экологическим стандартам. Это достигается за счет того, что процесс впрыска дизельного топлива не зависит от режима работы двигателя.

В системе питания дизельного двигателя Common Rail имеется два основных контура:

1. Секция низкого давления — состоит из топливного бака, насоса низкого давления, трубопроводов и фильтра.
2. Секция высокого давления состоит из топливного насоса высокого давления (ТНВД), трубопроводов, рампы (аккумулятора) и форсунок.

Принцип работы системы подачи дизельного топлива заключается в следующем:

1. Насос низкого давления закачивает дизельное топливо из топливного бака в трубопровод.
2. Пройдя через фильтры грубой и тонкой очистки по трубопроводу, дизельное топливо подается на насос высокого давления.
3. Насос высокого давления питает форсунки, которые впрыскивают топливо в цилиндры.
4. Одновременно с впрыском топлива подается воздух.

Разделенная и насос-форсунка

Инжекторный насос

Раздельная топливная система состоит из топливного бака, трубопроводов, клапана впрыска и форсунок. Насос и форсунки соединены длинными трубопроводами, рассчитанными на высокое давление. Сплит-система широко используется в отечественной автомобильной промышленности благодаря своей низкой стоимости и простоте конструкции.

Насос-инжектор, с другой стороны, представляет собой устройство, которое одновременно создает давление и впрыскивает топливо. Он расположен в головке цилиндра и приводится в действие кулачковым механизмом. Прямая и обратная магистрали выполнены в виде каналов, расположенных непосредственно в головке цилиндра.

Рабочее давление при таком расположении составляет до 2 200 бар.

Существенным недостатком этого метода является зависимость давления от режима работы двигателя.

Линия возврата топлива (“обратка”)

Топливные системы

Обычно топливный насос имеет постоянную производительность, т.е. перекачивает топливо под постоянным давлением из бака в топливную рейку. В свою очередь, двигатель, в зависимости от нагрузки, работает на разных оборотах и потребляет разное количество топлива. Поэтому необходимо контролировать давление и количество топлива в топливной рейке.

Это осуществляется регулятором давления топлива, который сбрасывает излишки топлива обратно в бак через обратный трубопровод, известный как «линия возврата топлива». В настоящее время существует два типа топливных систем, которые отличаются наличием или отсутствием линии возврата топлива.

1. Топливная система с обратной магистралью. Топливо, не впрыснутое инжектором, является избыточным и возвращается в бак через регулятор, который расположен на топливной рейке и возвратной линии. Таким образом, в топливном коллекторе поддерживается постоянное давление.
2. Топливная система без обратной линии. Регулятор давления топлива в этих системах обычно устанавливается в модуле погружного топливного насоса. Избыток топлива из насоса возвращается в бак по короткому обратному трубопроводу. В топливную рейку поступает только то количество топлива, которое впрыскивается форсунками. Преимуществами этой системы являются более низкие затраты и меньший нагрев топлива в баке.

Полезное видео

Подробнее о топливной системе с форсунками читайте в видео ниже:

В целом, основные компоненты топливной системы одинаковы для большинства моделей автомобилей одной категории. С другой стороны, практические характеристики могут варьироваться в зависимости от технических особенностей конкретного двигателя.