Паливна система бензинових і дизельних двигунів

Паливна система — найважливіша частина автомобіля, яка служить для подачі палива з бака в камеру згоряння двигуна. Вона складається з безлічі елементів, призначених для транспортування, фільтрації, обліку, підготовки і відведення палива. У статті докладніше розглянемо паливні системи бензинових і дизельних двигунів, а також дізнаємося, що таке лінія повернення палива ( «обратка») і навіщо вона потрібна.

Склад і принцип роботи

Головна функція будь-паливної системи — це подача необхідної кількості палива з бака в камеру згоряння в певний момент часу. Функціонально вона поділяється на дві основні системи:

  • транспортування палива, його фільтрація та створення тиску в системі — виконується механічними і гідравлічними пристроями;
  • розрахунок кількості і моменту вприскування палива, а також розподіл його по циліндрах — здійснюється електронними пристроями.

Паливна система автомобіля

До складу паливної системи входять наступні елементи:

  • Бак — герметична ємність для зберігання палива.
  • Трубопроводи (прямий і зворотний) — трубки і гнучкі шланги, по яких здійснюється транспортування палива.
  • Фільтри (грубої і тонкої очистки) — виконують очистку від механічних забруднень.
  • Регулятор тиску — необхідний для забезпечення заданого рівня тиску.
  • Насос — як правило, погружной, що приводиться в рух електродвигуном.
  • ТНВД — для систем безпосереднього уприскування (дизельних двигунів).
  • Паливні форсунки.

Види паливних систем бензинових двигунів

Залежно від типу двигуна внутрішнього згоряння, розрізняють карбюраторну і інжекторних паливні системи. Вони мають відмінності в конструкції і робочих параметрах.

карбюраторний двигун

Робота карбюраторної системи здійснюється за наступним принципом:

  • Насос всмоктує паливо з бака. При цьому він забезпечує невисокий тиск, достатній лише для подачі палива.
  • Рухаючись по трубопроводу, паливо проходить фільтрацію.
  • У спеціальній камері (карбюраторі) пальне змішується з повітрям.
  • Готова суміш подається безпосередньо в циліндри двигуна, де вона згорає.

інжекторний двигун

Паливна система інжекторного двигуна відрізняється тим, що має систему уприскування, примусово нагнітаючу паливо в камеру згоряння. Насос такої паливної системи створює більш високий тиск, залежне від типу уприскування:

  • З індивідуальними форсунками для кожного циліндра (розподілене уприскування). Створюване насосом тиск у паливній рампі становить від 2,5 бар до 4 бар.
  • З одного споживання газу (моновприск), що подає паливо для всіх циліндрів двигуна. Проста схема, яка в сучасному автомобілебудуванні практично не використовується через низьку економічності.
  • Безпосередній впорскування. Форсунки встановлені в голівці блоку циліндрів, що дозволяє виконувати прямий впорскування палива в циліндри. В цьому випадку робочий тиск складе близько 155 бар.

Схема роботи паливної системи інжекторного бензинового двигуна:

  • Насос через фільтри подає бензин в паливну рампу.
  • Регулятор на рампі забезпечує заданий рівень тиску палива.
  • Форсунки, встановлені на рампі, впорскують паливо в циліндри.
  • У момент подачі бензину в циліндри подається і повітря, утворюється топливовоздушная суміш.

Схема харчування дизельного двигуна

Схема паливної системи common rail

Системи подачі дизельного палива мають свої особливості. Розрізняють три типи конструкцій:

  • Сommon rail (або акумуляторна);
  • З насос-форсунками;
  • Розділені.

Common rail

Найбільш популярна паливна система для дизельного двигуна — акумуляторна (або common rail). Вона відповідає більш високим екологічним стандартам. Це забезпечується завдяки незалежності процесів впорскування дизеля від режимів роботи двигуна.

Конструктивно система харчування дизеля common rail має два основних контура:

  • Ділянка низького тиску — складається з паливного бака, насоса низького тиску, трубопроводів і фільтра.
  • Ділянка високого тиску — складається з паливного насоса високого тиску (ТНВД), трубопроводу, рампи (акумулятора) і форсунок.

Принцип роботи паливної системи дизеля є таку послідовність:

  • Насос низького тиску нагнітає дизель з паливного бака в трубопровід.
  • Проходячи по трубопроводу через фільтри грубого і тонкого очищення дизель подається в насос високого тиску.
  • ТНВД п
    одає паливо в форсунки, за допомогою яких відбувається вприскування в циліндри.
  • Одночасно з уприскуванням палива відбувається подача повітря.

Розділена схема харчування і насос-форсунка

Насос-форсунка

Розділена паливна система складається з паливного бака, трубопроводів, ТНВД і форсунок. При цьому насос і форсунки з’єднані довгими трубопроводами, розрахованими на високий тиск. Розділена схема активно застосовується у вітчизняному автомобілебудуванні, оскільки відрізняється низькою вартістю і простотою конструкції.

У свою чергу, насос-форсунка — пристрій, одночасно створює потрібний рівень тиску і виробляють впорскування палива. Вона розташовується в головці блоку циліндрів і приводиться в дію кулачковим механізмом. Пряма і зворотна магістралі при цьому реалізовані як канали, що знаходяться безпосередньо в голівці блоку. Робочий тиск при такій схемі становить до 2200 бар. Цей спосіб має істотний недолік — він характеризується залежністю тиску від режиму роботи двигуна.

Лінія повернення палива (зворотна магістраль)

паливні системи

Як правило, паливний насос має постійну продуктивність, тобто закачує паливо з бака в рампу під постійним тиском. Двигун же працює на різних режимах, споживаючи різну кількість палива, в залежності від його навантаження. Таким чином, виникає необхідність контролювати тиск і кількість палива в паливній рампі. Цим займається регулятор тиску палива, який зливає надлишки палива назад в бак через лінію повернення палива, так звану «обратку». На даний момент існує два види паливних систем, що відрізняються наявністю або відсутністю лінії повернення палива (зворотної магістралі).

  • Система подачі палива з лінією повернення. Паливо, яке не було впорснути форсункою, є надмірною і воно повертається назад в бак через регулятор, який розташований на паливній рампі, і лінію повернення. Таким чином в паливному колекторі підтримується постійний тиск.
  • Паливна система без лінії повернення. Регулятор тиску палива в таких системах зазвичай встановлюється в модулі погружного паливного насоса. Надмірне паливо, що подається насосом, повертається назад в бак через коротку лінію повернення. При цьому в паливну рампу подається тільки ту кількість палива, яке впорскується форсунками. Дана система має такі переваги — менша вартість і менший підігрів палива в баку.

Як правило, основні елементи паливної системи однакові для більшості моделей автомобілів, що знаходяться в одній категорії. З іншого боку, практичні характеристики можуть змінюватися, в залежності від технічних особливостей конкретного двигуна.