Подача воздуха в двигатель устройство и схема работы

Интернет-магазин Легион - Автодата

Впускная или система впуска двигателя внутреннего сгорания — для чего нужна и как работает

В процессе развития двигателя внутреннего сгорания появилась впускная система. Система впуска современного двигателя необходима для подвода воздуха к цилиндрам и образования там рабочей смеси.

Впускная система состоит из: воздухозаборника, воздушного фильтра, дроссельной заслонки, впускного коллектора. Ещё в системе присутствуют: соединительные патрубки и на некоторых двигателях — впускные заслонки.

Устройство впускной системы на примере двигателя К4М:


1 — воздухозаборный патрубок; 2 — глушители шума впуска; 3 — корпус воздушного фильтра; 4 — блок дроссельной заслонки; 5 — впускной коллектор; 6 — подкладка корпусов форсунок; 7 — забор воздуха.

Воздухозаборник — нужен для забора воздуха и подачи его к двигателю. Процесс забора происходит благодаря давлению, которое создается потоком встречного воздуха или благодаря разрежению, которое создается движением поршней в цилиндрах.

[3]

Воздушный фильтр выполняет роль очистителя поступающего воздуха от всяческих частиц. Сам элемент фильтра изготовляется из спецбумаги и имеет определенный срок службы. Воздушные фильтры могут иметь разную конструкцию — бывают цилиндрические, панельные, бескаркасные.

Дроссельная заслонка увеличивает или уменьшает подачу воздуха, в зависимости от величины поступающего топлива. Приводится в действие педалью газа, а на современных моторах работает с помощью электродвигателя.

Впускные заслонки имеют место быть на движках с непосредственным впрыском топлива. Они крепятся на одном валу, который приводится в движение электрическим или вакуумным приводом.

Впускной коллектор выполняет роль распределителя воздуха по цилиндрам двигателя.

Как работает система впуска

Система работает по причине разного давления между атмосферным и давлением в цилиндрах двигателя, которое возникает на такте впуска. Объем цилиндра и поступающего воздуха пропорционален. Дроссельная заслонка регулирует величину воздуха, необходимую для конкретного режима работы мотора.

Как работает система впуска:


A — поток воздуха; B — поток отработавших газов; 1 — дроссельная заслонка (только на бензиновых двигателях); 2 — клапан рециркуляции отработавших газов; 3 — поступающие по системе рециркуляции отработавшие газы; 4 — воздух или топливо-воздушная смесь; 5 — впускной клапан.

На двигателях, где установлены впускные заслонки, может быть несколько видов смесеобразования — это послойное, стехиометрическое гомогенное и бедное гомогенное.

Смесеобразование послойное — дроссельная заслонка в основном полностью открыта, а заслонки впускные закрыты. Рабочая смесь на этом режиме бедная, она применяется при работе двигателя на средних и малых оборотах и при нагрузках.

Стехиометрическое гомогенное смесеобразование — заслонки впускные открыты, а дроссельная заслонка открыта от требуемого крутящего момента. Это смесеобразование применяется при больших нагрузках и высоких оборотах двигателя.

Смесеобразование бедное гомогенное — заслонки впускные закрыты, дроссельная заслонка открыта, а режим работы двигателя, так называемый промежуточный.

Система подготовки воздуха и наддув двигателей

Система подготовки воздуха включает в себя воздушный фильтр и впускной трубопровод. Она может быть с наддувом или без него. Воздух поступает через заборную трубу в воздушный фильтр и далее через впускной трубопровод в цилиндры двигателя.

Воздушный фильтр (рис. 9.17) состоит из корпуса 3, крышки / и сменного фильтрующего элемента 2, состоящего из двух перфорированных стальных кожухов и гофрированного картона между ними.

Очистка воздуха в фильтре двухступенчатая. Первая очистка воздуха — моноциклон, состоит из заслонки за патрубком 5, обеспечивающей вращение воздушного потока вокруг фильтрующего элемента 2, таким образом очищая воздух от пыли, которая собирается в бункере. Пылесборный бункер образован крышкой 1 и съемной заглушкой. Патрубок 7 предназначен для отсоса пыли из корпуса фильтра. Вторая ступень очистки — фильтрующий элемент 2. Воздух поступает в фильтр через патрубок 5, очищается в нем и выходит через патрубок 6.

Рис. 9.17. Воздушный фильтр: / — крышка; 2 — фильтрующий элемент; 3 — корпус; 4 — кронштейн; 5, 6 и 7 — патрубки

Наддув двигателей осуществляется с целью принудительного увеличения массы воздушного заряда, подаваемого в цилиндры двигателя. Это, в свою очередь, позволяет увеличить цикловую подачу топлива, а значит, выделить большее количество теплоты при сгорании и развить большую мощность двигателя. Однако наддув увеличивает тепловую и механическую напряженность деталей кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов.

Наддув может осуществляться с помощью механического насоса, приводимого в действие от коленчатого вала, или газовой турбиной (турбонаддув), когда для привода насоса используется кинетическая энергия отработавших газов.

Механический наддув применяется редко, так как в этом случае возрастают потери развиваемой на коленчатом валу мощности, которая расходуется на привод механического насоса. Газотурбинный наддув наиболее распространен. На рис. 9.18 показан турбокомпрессор (насос) ТКР-7, который устанавливается на двигатели автомобилей марок «КамАЗ», «ЗИЛ», «ГАЗ». На валу ротора установлены насосное 1 и турбинное 5 колеса. Вал вращается во втулках. В спиральных каналах корпуса подшипников и корпуса турбины расположены диффузор компрессора и направляющее устройство 2, которые служат для направления потока газов и повышения КПД турбокомпрессора. За насосным колесом уплотнение обеспечивает крышка и уплотнительное кольцо 8. За турбинным колесом установлен тепловой экран 6.

Рис. 9.18. Турбокомпрессор (а) и схема его работы (б): 1 — насосное колесо; 2 — направляющее устройство; 3 — фиксатор; 4 — корпус турбины; 5 — турбинное колесо; 6 — тепловой экран; 7 — корпус турбокомпрессора; 8 — уплотнительное кольцо; 9 — корпус насосного колеса; 10 — вал; И, 12 — впускной и выпускной клапаны

Отработавшие газы из цилиндра через выпускной клапан 12 поступают к турбинному колесу 5 и вращают его вместе с валом с частотой вращения 15—100 тыс. мин -1 . Установленное на другом конце вала насосное колесо 1 нагнетает воздух через впускной клапан 11 в цилиндр.

Система питания дизельного двигателя

Варианты впрыска топлива в камеру сгорания дизеля.


Разделенная (а) и неразделенные (б, в) камеры сгорания:


а — вихревая (фирма «Перкинс»);


б — дельтавидная (двигатель Д-245);


в — тороидальная (двигатель КамАЗ);


1 — вставка вихревой камеры;


2 — головка цилиндров;


3 — форсунка;


А — полость вихревой камеры;


Б — полость в поршне

Существует два варианта процесса смесеобразования в дизелях, обусловленных формой камеры сгорания. В первом варианте топливо впрыскивается в предварительную камеру (предкамеру), а во втором варианте впрыск топлива осуществляется непосредственно в камеру сгорания, выполненную в поршне.


Двигатели, выполненные по первому варианту, называются дизелями с разделенной камерой сгорания и обозначаются IDI (In Direct Injection), а выполненные по второму варианту — дизелями с непосредственным впрыскомDI (Direct Injection). Дизели с разделенной камерой сгорания мягче работают и меньше шумят. Тем не менее, двигатели с непосредственным впрыском все более широко используются на автомобилях, потому что их топливная экономичность примерно на 20 % выше.


Основной функциональной задачей систем питания двигателей обоих типов является подача точного количества топлива в соответствующий цилиндр и в точно определенное время. В высокооборотных дизелях легковых автомобилей процесс впрыска занимает всего тысячную долю секунды, и при этом впрыскивается только небольшая доза топлива.

Схема системы питания дизеля:


1 — топливный бак;


2 — подкачивающий насос;


3 — топливный фильтр;


4 — топливный насос высокого давления;


5 — форсунка;


6 — сливная магистраль

biz >› Блог › Устройство дизельного двигателя – основные детали

Такие движки обладают как рядом преимуществ, так и рядом недостатков. К первым можно отнести: принцип его работы идеально подходит для тяжелых грузовиков; он более экономичен по сравнению с бензиновым силовым агрегатом. Недостатки: сам процесс сгорания топлива равносилен взрыву, что уже само по себе не может быть достоинством; топливная аппаратура имеет достаточно сложную конструкцию, поэтому, если она выйдет из строя, вам хорошенько придется повозиться; развиваемая скорость будет меньше, чем при работе на бензиновых моторах.

Устройство дизельного двигателя представлено следующим образом. Начинается все с впускного клапана, посредством которого воздух может попасть в рабочие цилиндры. Поршень создает необходимое давление, чтобы попадаемый воздух нагрелся до требуемой температуры, а коленчатый вал воспринимает усилие, поступающее от поршня, и преобразует его в крутящий момент. Вот вкратце так и выглядит работа дизельного двигателя.

В разделенных камерах сгорания подача топлива осуществляется в отдельную камеру, которая посредством специального канала связана с цилиндром. Обеспечивается отличное перемешивание топлива с воздухом, только после этого оно уже подается в рабочее пространство, что способствует более качественному сгоранию смеси. Это повышает чистоту выбросов, долговечность мотора и мощность авто.

Схема работы дизельного двигателя бывает двухтактной и четырехтактной. В первом случае работа происходит следующим образом: во время рабочего хода поршень передвигается вниз, при этом открываются выпускные отверстия в цилиндре и из него выходят выхлопные газы. В это же время (иногда чуть позже) открывают ход впускные окна, осуществляется продувка воздухом. Далее поршень начинает движение вверх, все окна закрываются, и происходит процесс сжатия воздуха. Перед тем, как поршень достиг ВМТ (высшая мертвая точка), топливо распыляется из форсунки, происходит взрыв, и весь процесс повторяется заново.

Устройство современного дизельного двигателя оснащено компьютерным управлением подачи топлива. Эта система позволяет осуществлять впрыскивание горючей смеси в цилиндры дозированными порциями. Данный момент является весьма важным для дизельных силовых агрегатов, так как при такой подаче давление, возникающее в камере сгорания, нарастает плавно без возникновения разного рода «рывков», а это как нельзя лучше способствует мягкой и бесшумной работе силового агрегата.

[1]

Зачем в двигателях нужен наддув: их виды и принцип работы

Борьба за повышение мощности двигателей велась всегда. Способов её повышения много. Можно увеличить размеры цилиндров, их число и обороты двигателя. Все эти способы приводят к увеличению размеров и массы двигателя, увеличению нагрузок на его детали.

Есть более эффективный способ увеличения мощности двигателя. Идея проста: чем больше молекул кислорода удастся затолкать в цилиндр двигателя, тем больше топлива можно там сжечь и следовательно получить большую мощность без увеличения размеров и веса двигателя. Этот способ называется наддув.

В обычном двигателе горючая смесь подается в цилиндры при давлении меньшем атмосферного. Сказывается наличие помех на пути потока (воздушный фильтр, дроссельная заслонка, повороты и шероховатость стенок впускных каналов). При наддуве давление на входе в цилиндр (перед впускным клапаном) значительно повышается.

Какие виды наддувов применяются на авто

На автомобилях используют два способа наддува: механический наддув и турбонаддув.

Механический наддув применяется на автомобилях еще с тридцатых годов двадцатого века. Представляет собой компрессор (объемный или центробежный) с приводом через шестерни от коленчатого вала двигателя. Хорошо подает воздух, начиная с минимальных оборотов двигателя. Но для работы компрессора используется мощность двигателя, уменьшая его суммарный КПД.

Объемный компрессор по принципу действия похож на масляный насос с шестернями наружного зацепления: в корпусе вращаются два трехзубых ротора, соединенные между собой.

Механический наддув — компрессор

Центробежный нагнетатель – это колесо с лопастями расположенное внутри корпуса. Воздух поступает по ости колеса, лопастями отбрасывается к стенкам корпуса и через отверстие в нем подается в цилиндры двигателя. Хорошо работает на высоких оборотах, следовательно, привод – через редуктор.

Турбонаддув часто можно встретить на современных автомобилях. Для повышения давления на впуске двигателя используется остаточная энергия выхлопных газов. Агрегат, называемый турбокомпрессором, это турбина и компрессор, насаженные на одну ось.

Турбонаддув — принцип работы

Отработанные газы, подаются на лопатки турбинного колеса и раскручивают его. Следовательно, начинает вращаться компрессорное колесо, подавая воздух в цилиндры двигателя. КПД двигателя растет – полнее используется энергия, полученная при сгорании топлива. Применение турбонаддува позволяет поднять мощность двигателя на 40 – 60%.

О минусах применения турбокомпрессора

Скорость вращения вала турбокомпрессора достигает 200 000 об/мин, что повышает его чувствительность к качеству смазочного масла.

Кроме того, турбокомпрессорам присуще явление, называемое «турбояма». Двигатель с запаздыванием откликается на нажатие педали акселератора. Причина в том, что турбокомпрессору в силу его инерционности, нужно время для увеличения оборотов и повышения подачи воздуха.

Для борьбы с этим недостатком на двигатель устанавливают параллельно два турбокомпрессора, большой и маленький.

Схема двухступенчатого турбонаддува:


1 — охладитель наддувочного воздуха; 2 — перепускной клапан наддува (bypass); 3 — турбокомпрессор ступени высокого давления; 4 — турбокомпрессор ступени низкого давления; 5 — перепускной клапан отработавших газов (wastegate).

Маленький раскручивается быстрее и подаваемого им воздуха хватает до вступления в работу большой турбины. Более эффективный способ – установить на турбину направляющий аппарат, лопасти которого, поворачиваясь, изменяют угол поступления потока выхлопных газов, тем самым регулируют скорость вращения турбины.

Подача воздуха в двигатель: устройство и схема работы

Система питания двигателя воздухом предназначена для забора воздуха из атмосферы, очистки от пыли и распределения его по цилиндрам двигателя.

Система питания двигателя воздухом (рис. 50) состоит из; воздухоочистителя, уплотнителя, колпака воздухозаборника, впускных коллекторов, патрубков и труб, соединяющих воздухозаборник с воздухоочистителем и воздухоочиститель с впускными коллекторами, индикатора засоренности.

Уплотнитель представляет собой гофрированный резиновый патрубок, в который вставлен нажимной диск, служащий опорой для распорной пружины. Последняя обеспечивает герметичность соединения уплотнителя с переходником.

Воздухоочиститель сухого типа, двухступенчатый, предназначен для очистки поступающего в двигатель воздуха от пыли: (рис. 51).

Он состоит из корпуса с пылеотбойником, крышки, предварительного очистителя, надеваемого на фильтрующий элемент. Герметичность соединения крышки с корпусом обеспечивается уплотнительным кольцом 8. Крышка крепится к корпусу тягами. Корпус воздухоочистителя изготовлен из листовой освинцованной стали толщиной 1,2 мм. Очистка воздуха в воздухоочистителе двухступенчатая. Первая ступень очистки — моноциклон, имеющий пылеотбойник, обеспечивающий вращение воздушного потока вокруг фильтрующего элемента и очистку воздуха от крупной пыли, которая собирается в бункере. Пылеотборный бункер образован крышкой и съемной заглушкой.

Рис. 50. Система питания двигателя воздухом:


1 — воздухозаборник; 2 — труба; 3 — уплотнитель; 4 — воздухоочиститель

Вторая ступень очистки — фильтрующий элемент, состоящий из наружного и внутреннего кожухов. Кожухи изготовлены из перфорированной стали и гофрированного фильтрующего картона, соединены по торцам металлическими крышками, которые приклеены специальным клеем. Фильтрующий элемент плотно прижат к днищу корпуса и уплотнен двумя торцевыми резиновыми кольцами. Крепится фильтрующий элемент в корпусе па шпильке самостопорящейся гайкой.

Предварительно очищенный в первой ступени воздух поступает во вторую ступень со сменным картонным фильтрующим элементом, где, проникая через поры картона, оставляет на его поверхности мелкие частицы пыли.

Видео (кликните для воспроизведения).

Рис. 51. Воздухоочиститель:


1 — пылеотбойник; 2 — тяга; 3 — предварительный очиститель; 4 — гайка крепления фильтрующего элемента; 5 — заглушка; 6 — стягивающие шнурка предварительного очистителя; 7 — крышка; 8 — уплотнительное кольцо; 9 — корпус; 10 — фильтрующий элемент

Для повышения эффективности очистки воздуха, поступающего в двигатель, на фильтрующий элемент надевается предварительный очиститель-оболочка из нетканого фильтровального полотна.

Очищенный воздух через патрубок поступает во впускные коллекторы и далее в цилиндры двигателя.

Индикатор (рис. 52) регистрирует загрязненность воздухоочистителя. Он состоит из корпуса, красного барабана, пружины н штуцера. По мере засоренности воздухоочистителя повышается вакуум во впускных коллекторах двигателя и при достижении разрежения 0,007 МПа (0,07 кгс/см2) индикатор срабатывает, т. е. красный барабан закрывает окно индикатора, сигнализируя о необходимости очистки или замены картонного фильтрующего элемента.

Устанавливается индикатор в кабине слева над панелью приборов.

На автомобилях ранних выпусков устанавливался воздухоочиститель другой конструкции, а индикатор засоренности его размещался на левом впускном коллекторе.

Впускные коллекторы предназначены для распределения воздуха по цилиндрам двигателя. Коллекторы отлиты из алюминиевого сплава и крепятся на боковых поверхностях головок цилиндров со стороны развала при помощи болтов через уплотнительные паронитовые прокладки. Каждый впускной коллектор имеет резьбовое отверстие, предназначенное для установки свечи термостата (рис. 53).

[2]

Система подачи воздуха в двигатель или «дыхание» вашей машины

Принципиальное устройство

Система подачи воздуха включает в себя:

— дроссельный патрубок с регулятором холостого хода и датчиком положения дроссельной заслонки

Воздушный фильтр располагается над двигателем в моторном отсеке. Дроссельный патрубок системы подачи воздуха закреплен на ресивере. Он отвечает за дозировку количества воздуха поданного во впускную трубу. Дроссельная заслонка, соединённая с педалью акселератора отвечает за подачу воздуха непосредственно в двигатель. В собранном виде дроссельный патрубок в своем составе имеет датчик положения дроссельной заслонки и регулятор холостого хода. Регулятор холостого хода отвечает за дозировку подачи воздуха в двигатель. Если регулятор холостого хода начнет работать некорректно, то двигатель будет работать с завышенными оборотами или наоборот – заглохнет.

Ремонт элементов системы подачи воздуха

Ремонт системы подачи воздуха чаще всего заключается в замене неисправных деталей, и, в большинстве случаев может быть выполнен без демонтажа всей системы.

Лучше всего ремонт доверить профессионалам сервис-центра, однако, если ремонт проведен своими силами стоит проверить некоторые мелочи:

— Дроссельная заслонка должна быть полностью закрыта при полностью отпущенной педали акселератора.

— Трос привода дроссельной заслонки должен быть натянут, провисания троса не допускаются.

— Дроссельная заслонка должна быть полностью открыта при полностью нажатой педали акселератора (дополнительные люфты не допускаются).

Дизельная, инжекторная, карбюраторная системы питания ДВС

Система питания современного автомобиля

Двигатель внутреннего сгорания (далее – ДВС) не зря считается сердцем автомобиля. Именно производимый им крутящий момент является первоисточником всех механических и электрических процессов, происходящих в транспортном средстве. Однако мотор не может существовать обособленно от обслуживающих его систем – смазки, питания, охлаждения и выпуска газов. Наиболее значимую роль при функционировании ДВС играет система питания двигателя (или топливная система).

Функции, устройство и принцип функционирования

Каждый автомобиль характеризуется таким понятием, как «запас хода». Он определяется расстоянием, которое автомобиль способен преодолеть на полном топливном баке без дополнительных заправок. На данный показатель оказывают влияние самые различные факторы: сезонные, погодные и природные условия движения, характер дорожного покрытия, степень загруженности автомобиля, индивидуальные особенности водителя при управлении транспортным средством и т.д.). Однако главенствующую роль в определении «аппетита» автомобиля играет система питания и ее правильная работа.


Система питания выполняет функции:

  1. подачи топлива, его очистки и хранения;
  2. очистки воздуха;
  3. приготовления специальной горючей смеси;
  4. подачи смеси в цилиндры ДВС.

Классическая система питания автомобиля состоит из следующих структурных элементов:


  • топливного бака, предназначенного для хранения горючего;
  • топливного насоса, выполняющего функции создания давления в системе и принудительной подачи топлива;
  • топливопроводов – специальных металлических трубок и резиновых шлангов для транспортировки горючего из топливного бака к ДВС (а излишков топлива – в обратном направлении);
  • фильтра (или фильтров) очистки топлива;
  • воздушного фильтра (для очистки воздуха от примесей);
  • устройства приготовления топливно-воздушной смеси.

Система питания имеет достаточно простой принцип работы: под воздействием специального топливного насоса горючее из бака, предварительно пройдя процедуру очистки топливным фильтром, по топливопроводам подается к устройству, предназначенному для приготовления топливно-воздушной смеси. И уже затем смесь подается в цилиндры двигателя.

Варианты системы питания

Основными видами горючего для ДВС являются бензин и дизельное топливо («солярка»). Газ (метан) так же относится к видам современного топлива, но, несмотря на широкую применяемость, пока не получил актуальности.


Вид топлива является одним из критериев классификации систем питания ДВС.

В этой связи выделяют силовые агрегаты:

  1. бензиновые;
  2. дизельные;
  3. основанные на газообразном топливе.

Но наиболее признанной среди специалистов является типология систем питания двигателя по способу подачи топлива и приготовления топливно-воздушной смеси. Следуя данному принципу классификации, различаются, во-первых, система питания карбюраторного двигателя, во-вторых, система питания с впрыском топлива (или инжекторного двигателя).

Карбюратор

Карбюраторная система основана на действии технически сложного устройства – карбюратора. Карбюратор – это прибор, осуществляющий приготовление смеси топлива и воздуха в необходимых пропорциях. Несмотря на разнообразие видов, в автомобильной практике наибольшее применение получил поплавковый всасывающий карбюратор, принципиальная схема которого включает:

  • поплавковую камеру и поплавок;
  • распылитель, диффузор и смесительную камеру;
  • воздушную и дроссельную заслонки;
  • топливные и воздушные каналы с соответствующими жиклерами.

Подготовка топливно-воздушной смеси в карбюраторе осуществляется по пассивной схеме. Движение поршня в такте впуска (первом такте) создает в цилиндре разряженное пространство, в которое и устремляется воздух, проходя через воздушный фильтр и сквозь карбюратор. Именно здесь и происходит формирование горючей смеси: в смесительной камере, в диффузоре топливо, вырывающееся из распылителя, дробится воздушным потоком и смешивается с ним. Наконец, через впускной коллектор и впускные клапаны горючая смесь подается в конкретный цилиндр двигателя, где в необходимый момент и воспламеняется искрой от свечи зажигания.


Таким образом, система питания карбюраторного двигателя представляет собой преимущественно механический способ приготовления топливно-воздушной смеси.

Впрыск топлива

Эпоха карбюратора сменяется эпохой инжекторного двигателя, система питания которого основана на впрыске топлива. Ее основными элементами являются: электрический топливный насос (расположенный, как правило, в топливном баке), форсунки (или форсунка), блок управления ДВС (так называемые «мозги»).

Принцип работы указанной системы питания сводится к распылению топлива через форсунки под давлением, создаваемым топливным насосом. Качество смеси варьируется в зависимости от режима работы двигателя и контролируется блоком управления.


Важным компонентом такой системы является форсунка. Типология инжекторных двигателей основывается именно на количестве используемых форсунок и места их расположения.


Так, специалисты склонны выделять следующие варианты инжектора:

  1. с распределенным впрыском;
  2. с центральным впрыском.

Система распределенного впрыска предполагает использование форсунок по количеству цилиндров двигателя, где каждый цилиндр обслуживает собственная форсунка, участвующая в подготовке горючей смеси. Система центрального впрыска располагает только одной форсункой на все цилиндры, расположенной в коллекторе.

Особенности дизельного двигателя

Как бы особняком стоит принцип действия, на котором основывается система питания дизельного двигателя. Здесь топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры в распыленном виде, где и происходит процесс смесеобразования (смешивания с воздухом) с последующим воспламенением от сжатия горючей смеси поршнем.


В зависимости от способа впрыска топлива, дизельный силовой агрегат представлен тремя основными вариантами:

  • с непосредственным впрыском;
  • с вихрекамерным впрыском;
  • с предкамерным впрыском.

Вихрекамерный и предкамерный варианты предполагают впрыск топлива в специальную предварительную камеру цилиндра, где оно частично воспламеняется, а затем перемещается в основную камеру или собственно цилиндр. Здесь горючее, смешиваясь с воздухом, окончательно сгорает. Непосредственный же впрыск предполагает доставку топлива сразу же в камеру сгорания с последующим его смешиванием с воздухом и т.д.


Еще одна особенность, которой отличается система питания дизельного двигателя, заключается в принципе возгорания горючей смеси. Это происходит не от свечи зажигания (как у бензинового двигателя), а от давления, создаваемого поршнем цилиндра, то есть путем самовоспламенения. Иными словами, в этом случае нет необходимости применять свечи зажигания.

Однако холодный двигатель не сможет обеспечить должный уровень температуры, требуемый для воспламенения смеси. И использованием свечей накаливания позволит осуществить необходимый подогрев камер сгорания.

Режимы работы системы питания

В зависимости от целей и дорожных условий водитель может применять различные режимы движения. Им соответствуют и определенные режимы работы системы питания, каждому из которых присуща топливно-воздушная смесь особого качества.

  1. Состав смеси будет богатым при запуске холодного двигателя. При этом потребление воздуха минимально. В таком режиме категорически исключается возможность движения. В противном случае это приведет к повышенному потреблению горючего и износу деталей силового агрегата.
  2. Состав смеси будет обогащенным при использовании режима «холостого хода», который применяется при движении «накатом» или работе заведенного двигателя в прогретом состоянии.
  3. Состав смеси будет обедненным при движении с частичными нагрузками (например, по равнинной дороге со средней скоростью на повышенной передаче).
  4. Состав смеси будет обогащенным в режиме полных нагрузок при движении автомобиля на высокой скорости.
  5. Состав смеси будет обогащенным, приближенным к богатому, при движении в условиях резкого ускорения (например, при обгоне).

Выбор условий работы системы питания, таким образом, должен быть оправдан необходимостью движения в определенном режиме.


» alt=»»>

Неисправности и сервисное обслуживание

В процессе эксплуатации транспортного средства топливная система автомобиля испытывает нагрузки, приводящие к ее нестабильному функционированию или выходу из строя. Наиболее распространенными считаются следующие неисправности.

Недостаточное поступление (или отсутствие поступления) горючего в цилиндры двигателя

Некачественное топливо, длительный срок службы, воздействие окружающей среды приводят к загрязнению и засорению топливопроводов, бака, фильтров (воздушного и топливного) и технологических отверстий устройства приготовления горючей смеси, а также поломке топливного насоса. Система потребует ремонта, который будет заключаться в своевременной замене фильтрующих элементов, периодической (раз в два-три года) прочистке топливного бака, карбюратора или форсунок инжектора и замене или ремонте насоса.

Потеря мощности ДВС

Неисправность топливной системы в данном случае определяется нарушением регулировки качества и количества горючей смеси, поступающей в цилиндры. Ликвидация неисправности связана с необходимостью проведения диагностики устройства приготовления горючей смеси.

Утечка горючего

Утечка горючего – явление весьма опасное и категорически не допустимое. Данная неисправность включена в «Перечень неисправностей…», с которыми запрещается движение автомобиля. Причины проблем кроются в потере герметичности узлами и агрегатами топливной системы. Ликвидация неисправности заключается либо в замене поврежденных элементов системы, либо в подтягивании креплений топливопроводов.

Таким образом, система питания является важным элементом ДВС современного автомобиля и отвечает за своевременную и бесперебойную подачу топлива к силовому агрегату.

Устройство, назначение и работа турбокомпрессора. Турбина с изменяемой геометрией

Мощность, развиваемая двигателем внутреннего сгорания, зависит от количества топлива и воздуха, поступающего в двигатель. Мощность двигателя возможно повысить за счет увеличения объема этих составляющих.

Но увеличение подачи топлива бессмысленно, если не увеличивается поступление воздуха, необходимого для его сгорания. Поэтому воздух, поступающий в цилиндры двигателя, приходится сжимать. Система принудительной подачи воздуха может работать, используя энергию отработанных газов или с применением механического привода.

Турбокомпрессор или турбонагнетатель — устройство, предназначенное для нагнетания воздуха в двигатель с помощью энергии выхлопных газов. Основные части турбокомпрессора — турбина и центробежный насос, которые связывает между собой общая жесткая ось. Эти элементы вращаются со скоростью — около 100.000 об/мин, приводя в действие компрессор.

Устройство турбокомпрессора

Устройство турбокомпрессора:


1 — корпус компрессора; 2 — вал ротора; 3 — корпус турбины; 4 — турбинное колесо; 5 — уплотнительные кольца; 6 — подшипники скольжения; 7 — корпус подшипников; 8 — компрессорное колесо.

Турбинное колесо вращается в корпусе, имеющем специальную форму. Оно выполняет функцию передачи энергии отработавших газов компрессору. Турбинное колесо и корпус турбины изготавливают из жаропрочных материалов (керамика, сплавы).

Компрессорное колесо засасывает воздух, сжимает его и затем нагнетает его в цилиндры двигателя. Оно также находится в специальном корпусе.

Компрессорное и турбинное колеса установлены на валу ротора. Вращение вала происходит в подшипниках скольжения. Используются подшипники плавающего типа, то есть зазор имеют со стороны корпуса и вала. Моторное масло для смазки подшипников поступает через каналы в корпусе подшипников. Для герметизации на валу устанавливаются уплотнительные кольца.

Для лучшего охлаждения турбонагнетателей в некоторых бензиновых двигателях применяется дополнительное жидкостное охлаждение.

Для охлаждения сжимаемого воздуха предназначен интеркулер — радиатор жидкостного или воздушного типа. За счет охлаждения увеличивается плотность и соответственно давление воздуха.

В управлении системой турбонаддува основным элементом является регулятор давления. Это перепускной клапан, который ограничивает поток отработавших газов, перенаправляя часть его мимо турбинного колеса, обеспечивая нормальное давление наддува.

Принцип работы

В своей работе турбокомпрессор использует энергию отработавших газов. Эта энергия вращает турбинное колесо. Затем это вращение через вал ротора передается компрессорному колесу. Компрессорное колесо нагнетает воздух в систему, предварительно сжав его. Охлажденный в интеркулере воздух подается в цилиндры двигателя.

Принцип работы турбокомпрессора

Хотя у турбокомпрессора нет жесткой связи с валом двигателя, эффективность работы турбонаддува зависит от частоты его вращения. Чем больше число оборотов двигателя, тем сильнее поток отработавших газов. Соответственно увеличивается скорость вращения турбины и количество поступающего в цилиндры воздуха.

При работе системы турбонаддува возникают некоторые негативные моменты.

  1. Задерживается увеличение мощности при резком надавливании на педаль газа («турбояма»).
  2. После выхода из «турбоямы» резко повышается давление наддува («турбоподхват»).

Явление «турбоямы» обусловлено инерционностью системы. Это влечет за собой несоответствие между производительностью турбокомпрессора и требуемой мощностью двигателя. Для решения этой проблемы существуют следующие способы:

  • использование турбины с изменяемой геометрией;
  • применение двух параллельных или последовательных компрессоров;
  • комбинированный наддув.

Турбина с изменяемой геометрией оптимизирует поток отработавших газов, изменяя площадь входного канала. Широко применяется в дизельных двигателях.

Турбина с изменяемой геометрией:


1 — направляющие лопатки; 2 — кольцо; 3 — рычаг; 4 — тяга вакуумного привода; 5 — турбинное колесо.

Параллельно работающие турбокомпрессоры применяют для мощных V-образных двигателей (по одному на ряд цилиндров). Эта схема помогает решить проблему за счет того, что у двух маленьких турбин инерция меньше, чем у одной большой.

Установка 2-х последовательных турбин позволяет достичь максимальной производительности, используя разные компрессоры при разных оборотах двигателя.

При комбинированном наддуве применяется и механический, и турбонаддув. При работе двигателя на низких оборотах работает механический нагнетатель. При увеличении оборотов включается турбокомпрессор, а механический нагнетатель останавливается.

Преимущества и недостатки применения турбонаддува

1. Турбокомпрессор широко используется ввиду простоты конструкции и хороших эксплуатационных параметров. Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя на 20-35%. Двигатель, вырабатывая повышенные крутящие моменты на средних и высоких оборотах, увеличивает скорость и экономичность автомобиля.

2. Турбокомпрессор в большинстве случаев не может быть причиной неисправностей двигателя, так как его работа зависит от работоспособности газораспределительной, воздушной и топливной систем.

3. Двигатель с турбокомпрессором имеет меньший выброс вредных газов в атмосферу, так как вырабатываются дополнительные выхлопные газы в двигатель. У сгораемого топлива становится меньше отходов.

4. Происходит экономия топлива на 5-20%. В небольших двигателях энергия сжигаемого топлива используется эффективней, увеличивается КПД.

5. На высокогорных дорогах такие двигатели работают более стабильно и с меньшими потерями мощности, чем их атмосферные аналоги.

6. Турбокомпрессор сам по себе является глушителем шума в системе выпуска.

Как работает турбина — видео:

О недостатках

У турбированных двигателей кроме возникновения явлений «турбояма» и «турбоподхват» есть и другие недостатки.

Видео (кликните для воспроизведения).

Обслуживание их дороже в сравнении с «классическими». При эксплуатации приходится применять моторное масло специального назначения — его приходится регулярно менять. Двигатель с турбокомпрессором перед пуском должен несколько минут проработать на холостых оборотах. Также сразу не рекомендуется глушить мотор до остывания турбины.

Источники




  1. Соколов, Г. А. Введение в регрессионный анализ и планирование регрессионных экспериментов в экономике / Г.А. Соколов, Р.В. Сагитов. — М.: ИНФРА-М, 2010. — 208 c.



  2. Устройство автомобиля ЗИЛ-5301 «Бычок» (комплект из 25 плакатов). — М.: Третий Рим, 2010. — 114 c.



  3. Фурман, Я.А. Комплекснозначные и гиперкомплексные системы в задачах обработки многомерных сигналов / Я.А. Фурман. — Москва: Наука, 2004. — 118 c.
  4. Сизов, М. П. Автомобили Iveco Daily с 2000 года выпуска. Том 2. Руководство по ремонту (рулевое управление, тормозная система, электрические схемы, электронные системы управления) / М.П. Сизов, Д.И. Евсеев. — М.: Диез, 2015. — 416 c.

Подача воздуха в двигатель устройство и схема работы

Оценка 5 проголосовавших: 1

Здравствуйте, я Юрий Злобин. Уже более 8 лет работаю автослесарем. Являюсь специалистом своего дела и хочу научить посетителей сайта решать их проблемы.



Все материалы для данного ресурса тщательно собраны и переработаны для того чтобы донести как можно доступнее всю необходимую информацию. Однако чтобы применить ее, всегда необходима консультация у профессионалов.


ВНИМАНИЕ !!!
Если Вы не видите наших видео роликов , значит у Вас включен блокиратор ADBlock




Интернет-магазин Легион - Автодата