1.4.Топливная система

Топливная система автомобиля состоит из:

• топливный бак;

• топливный насос;

• датчик указателя запаса топлива;

• топливный фильтр;

• топливопроводы;

• система впрыска.

Схематичное устройство топливной системы представлено на рисунке ниже:

1 – кронштейн крепления шлангов; 2 – электробензонасос; 3 – наливная труба; 4 – топливный бак; 5 – отводящая трубка топливной рампы; 6 – подводящая трубка топливной рампы; 7 – форсунка; 8 – топливная рампа; 9 – регулятор давления топлива; 10 – кронштейн крепления топливного фильтра; 11 – топливный фильтр; 12 – топливные шланги; 13 – топливные трубки

Принцип работы:

1 – штуцер для контроля давления топлива; 2 – рампа форсунок; 3 – кронштейн; 4 – регулятор давления топлива; 5 – электробензонасос; 6 – топливный фильтр; 7 – сливной топливопровод; 8 – подающий топливопровод; 9 – форсунки

Электробензонасос, установленный в топливном баке, подает топливо через магистральный топливный фильтр и линию подачи топлива на рампу форсунок.

Регулятор давления топлива поддерживает постоянный перепад давления между впускной трубой и нагнетающей магистралью рампы. Давление топлива, подаваемого на форсунки, находится в пределах 300±6 кПа при неработающем двигателе. Избыток топлива сверх потребного форсункам возвращается в топливный бак по отдельной линии слива.

1 — форсунки; 2 — пробка штуцера для контроля давления топлива; 3 — рампа форсунок; 4 — кронштейн крепления топливных трубок; 5 — регулятор давления топлива; 6 — адсорбер с электромагнитным клапаном; 7 — шланг для отсоса паров бензина из адсорбера; 8 — дроссельный узел; 9 — двухходовой клапан; 10 — гравитационный клапан; 11 — предохранительный клапан; 12 — сепаратор; 13 — шланг сепаратора; 14 — пробка топливного бака; 15 — наливная труба; 16 — шланг наливной трубы; 17 — топливный фильтр; 18 — топливный бак; 19 — электробензонасос; 20 — сливной топливопровод; 21 — подающий топливопровод.

В системе впрыска с обратной связью применяется система улавливания паров топлива. Она состоит из адсорбера, установленного в моторном отсеке, сепаратора, клапанов и соединительных шлангов. Пары топлива из бака частично конденсируются в сепараторе, конденсат сливается обратно в бак. Оставшиеся пары проходят через гравитационный и двухходовой клапаны. Гравитационный клапан предотвращает вытекание топлива из бака при опрокидывании автомобиля, а двухходовой препятствует чрезмерному повышению или понижению давления в топливном баке.

Затем пары топлива попадают в адсорбер, где поглощаются активированным углем. Второй штуцер адсорбера соединен шлангом с дроссельным узлом, а третий — с атмосферой. Однако на выключенном двигателе третий штуцер перекрыт электромагнитным клапаном, так что в этом случае адсорбер не сообщается с атмосферой. При запуске двигателя контроллер системы впрыска начинает подавать управляющие импульсы на клапан с частотой 16 Гц. Клапан сообщает полость адсорбера с атмосферой и происходит продувка сорбента: пары бензина отсасываются через шланг в ресивер. Чем больше расход воздуха двигателем, тем больше длительность управляющих импульсов и тем интенсивнее продувка. В системе впрыска без обратной связи система улавливания паров топлива состоит из сепаратора с двухходовым обратным клапаном.

Топливный бак предназначен для хранения запаса топлива, необходимого для работы двигателя. Топливный бак в легковом автомобиле обычно располагается в задней части на днище кузова. Емкость топливного бака обеспечивает в среднем 500 км пробега конкретного автомобиля. Топливный бак изолирован от атмосферы. Вентиляцию топливного бака производит система улавливания паров бензина.

Основные компоненты топливного бака:

• Корпус топливного бака

• Подводящая трубка(трубка возврата топлива)

• Отводящая трубка(трубка подачи топлива к топливному фильтру)

• Наливная горловина с крышкой

• Трубка подачи паров топлива к адсорберу

• Фильтр грубой очистки

• Топливный насос

В топливном баке вместе с насосом устанавливается датчик указателя запаса топлива. Конструкция датчика включает поплавок и потенциометр. Перемещение поплавка при изменении уровня топлива в баке приводит к изменению положения потенциометра. Это, в свою очередь, приводит к повышению сопротивления в цепи и уменьшению напряжения на указателе запаса топлива.

Топливный насос подает топливо в систему впрыска и поддерживает рабочее давление в топливной системе.

Топливный насос может иметь электрический привод или же механический привод. Механический привод бензонасосов устарел и применялся на двигателях, оснащённых карбюратором. В современных, инжекторных двигателях(с впрыском топлива) применяется электро-бензонасосы.

Все электронасосы представляют собой цилиндрический корпус, в котором находятся: электродвигатель, насосная секция, шариковые обратный и предохранительный клапаны и, как правило, сетчатый фильтр.

Электробензонасосы делятся на погружные(установленные в бензобаке) и навесные(установленные снаружи).

Электробензонасос подвесного типа:

1- нагнетательный патрубок, 2- обратный клапан, 3- корпус, 4- сетчатый фильтр, 5- всасывающий патрубок, 6- клеммы, 7- коллектор, 8- электродвигатель, 9- насосная секция, 10- предохранительный клапан.

Подвесные электробензонасосы крепятся под кузовом или в нижней части моторного отсека, как правило, таким образом, чтобы бензин мог поступать в них самотёком. Подвесные насосы имеют герметичное исполнение.

Электробензонасос погружного типа:

а — топливозаборник с насосом; б — внешний вид насоса.

Погружные находятся внутри бензобака и встроены в топливозаборник.

В связи с тем, что насос постоянно погружен в топливе, не существует отдельной системы его смазки, так как само топливо выступает в роли и охлаждающей жидкости, и в роли смазки.

1 — сетчатый фильтр; 2 — корпус насоса; 3 — обратный клапан(checkvalve); 4 — демпфер давления; 5 — накидная гайка обратной резьбы; 6 — подающий шланг(от насоса); 7 — поплавок датчика уровня топлива(в виде стержня); 8 — уплотнительная прокладка; 9 — возвратный шланг(в бак); 10 — держатель насоса; 11 — электробензонасос

Погружной насос (11) вместе с поплавком датчика уровня топлива (7) находятся в топливном баке и связаны в единое целое бензошлангами (6, 9) и проводами. Следует также учесть, что бензонасос закреплен в держателе (10), который в свою очередь прикреплен обратной стороной на дне бака.

Для отсоединения держателя необходимо нажать на «ушки» держателя, расположенные слева и справа от насоса (обведены красным). Вся эта конструкция прикреплена к баку накидной гайкой обратной резьбы(5).

Ниже показано, какие выходы есть у бензонасоса.

Топливный фильтр предназначен для улавливания частиц, которые могут привести к нарушению работы системы впрыска.

Топливный фильтр установлен под днищем кузова возле топливного бака. Фильтр встроен в подающую магистраль между электробензонасосом и топливной рампой. Фильтр имеет стальной корпус с резьбовыми штуцерами с обоих концов. Фильтрующий элемент изготавливается из бумаги.

Топливная рампа

Топливная рампа служит для подачи топлива к форсункам и закреплена на впускной трубе.

Топливо заполняет топливную рампу и равномерно распределяется на все форсунки. На топливной рампе кроме форсунок располагаются регулятор давления топлива и штуцер контроля давления в топливной системе. Размеры и конструктивное исполнение рампы устраняют локальные пульсации давления топлива вследствие резонансов при работе форсунок.

1 – шланг от топливного фильтра тонкой очистки; 2 – топливная рампа; 3 – форсунка; 4 – регулятор давления; 5 – шланг слива топлива

Топливная рампа, представляющая собой пустотелую трубчатую деталь с отверстиями для установки форсунок, регулятора давления топлива и наконечника топливопровода высокого давления, служит для подачи топлива к форсункам и закреплена на впускной трубе. Форсунки, регулятор давления и наконечник топливопровода уплотнены в гнездах резиновыми кольцами. Рампа с форсунками в сборе вставлена хвостовиками форсунок в отверстия впускной трубы и закреплена двумя болтами.

Ещё раз взглянем на устройство рампы, хотя, как мне кажется, её устройство понятно.

1 – рампа форсунок; 2 – регулятор давления; 3 – вакуумный шланг; 4 – впускная труба; 5 – форсунка; 6 – защелка форсунки

Регулятор давления топлива, установленный на топливной рампе, поддерживает постоянное давление топлива в центральном канале рампы на всех режимах работы двигателя.

Регулирование давления топлива, подаваемого в форсунки, основано на принципе слежения за значением перепада давления в рампе и впускной трубе, которое при любых условиях должно составлять не менее 265 кПа (2,65 кгс/см²). Подача электрического топливного насоса больше, чем это необходимо для обеспечения работоспособности системы. Поэтому при работе двигателя с помощью регулятора давления часть топлива постоянно сливается через обратный трубопровод в топливный бак. В зависимости от разрежения во впускной трубе регулятор давления уменьшает или увеличивает слив излишнего топлива, поддерживая постоянное давление в рампе.

Разрежение — это уменьшение давления. В том же объеме находится меньше обычного воздуха или тот же объем воздуха находится в большем объеме. Во впускном коллекторе разрежение появляется вследствие того, что поршень уходит к НМТ. Объём, в котором находится воздух увеличивается и появляется разрежение.

Регулятор давления представляет собой замкнутую полость, разделенную диафрагмой на вакуумную и топливную камеры.

Вакуумная камера сообщается через вакуумный шланг с впускной трубой двигателя. Регулятор давления топлива связан с задроссельным пространством не просто так. Это нужно для регулировки давления в зависимости от нагрузки. Нет нагрузки (или небольшая) → заслонка закрыта (прикрыта) → разрежение велико → давление топлива снижено. И наоборот.

 Топливная камера сообщается через канал в корпусе регулятора с полостью топливной рампы. Во время работы двигателя под действием пружины клапан регулятора закрыт, если перепад давления во впускной трубе и топливной рампе не более 0,27 МПа. Обратного слива топлива нет–давление в топливопроводе начинает повышаться. При перепаде давления свыше 265 кПа (2,65 кгс/см²) диафрагма регулятора прогибается и между клапаном и его седлом образуется зазор, через который в другой канал регулятора, соединенный со сливным трубопроводом, сливается излишнее топливо – давление снижается.

При увеличении нагрузки двигателя, работающего при большом открытии дроссельной заслонки, расход топлива увеличивается и давление в топливной рампе падает. Одновременно с этим уменьшается разрежение во впускной трубе.

Пружина прижимает клапан регулятора давления к седлу, слив топлива в топливный бак прекращается – давление повышается. Эти процессы повторяются непрерывно, в результате чего в топливной рампе поддерживается постоянное давление.

1 — корпус; 2 — крышка; 3 — патрубок для вакуумного шланга; 4 — диафрагма; 5 — клапан; А — топливная полость; Б — вакуумная полость/

Регулятор давления топлива состоит из клапана 5 с диафрагмой 4, поджатого пружиной к седлу в корпусе регулятора. На работающем двигателе регулятор давления топлива поддерживает давление в топливной рампе форсунок. На диафрагму регулятора с одной стороны действует давление топлива, а с другой — давление (разрежение) во впускной трубе. При уменьшении давления во впускной трубе (дроссельная заслонка закрывается) клапан регулятора открывается при меньшем давлении топлива, перепуская избыточное топливо по сливной магистрали обратно в бензобак. Давление топлива в топливной рампе понижается. При увеличении давления во впускной трубе (при открывании дроссельной заслонки) клапан регулятора открывается уже при большем давлении топлива и давление топлива в рампе повышается.

Форсунка или инжектор (от англ. inject — впрыскивать) – распылитель, используемый на современных автомобилях для распыления топлива во впускной трубопровод или непосредственно в цилиндры двигателя. Хорошо работающая форсунка дает конусообразную форму распыления топлива. В двигателях внутреннего сгорания распыление топлива происходит за счет создаваемого высокого давления на входе в форсунку.

Топливная форсунка содержит корпус клапана с обмоткой и электрическим соединением, седло клапана с диском, снабженным одним или несколькими распылительными отверстиями, и подвижную иглу клапана с якорем соленоида.

1 — сетчатый фильтр; 2 — электрический разъем;  3 — пружина; 4 — обмотка возбуждения; 5 — якорь электромагнита;  6 — корпус форсунки; 7 — игла форсунки; 8 — уплотнение;  9 — сопло форсунки.

Работа электромагнитной форсунки, изображённой выше, осуществляется следующим образом: В соответствии с заложенным алгоритмом электронный блок управления обеспечивает в нужный момент подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана. При этом создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло. Производится впрыск топлива. С исчезновением напряжения, пружина возвращает иглу форсунки на седло. Фильтр в топливоподающем устройстве(Сетчатый фильтр 1) защищает форсунку от загрязнений.

1 – впускной клапан; 2 – форсунка; 3 – штепсельный разъем; 4 – фиксатор; 5 – рампа форсунок; 6 – уплотнительные кольца; 7 – впускная труба.

Форсунки закреплены на рампе с помощью пружинных фиксаторов 4. Верхний и нижний концы форсунок герметизируются уплотнительными кольцами 6, которые всегда надо заменять новыми при снятии и установке форсунок.