Горивни системи на бензинови и дизелови двигатели

Енергийната система осигурява основната функция на електроцентралата - доставката на енергия от резервоара за гориво към двигателя с вътрешно горене (ICE), който я преобразува в механично движение. Важно е да го развиете така, че двигателят винаги да получава бензин или дизелово гориво в точното количество, нито повече, нито по-малко, във всички най-разнообразни режими на работа. И ако е възможно, запазете параметрите си възможно най-дълго, без да губите точността на работата.

Предназначение и работа на горивната система

В разширен план функциите на системата са разделени на транспортни и дозиращи. Оборудването за първия включва:

• резервоар за гориво, където се съхранява запас от бензин или дизелово гориво;
• бустерни помпи с различно изходящо налягане;
• филтрационна система за грубо и фино почистване с или без утаители;
• горивопроводи от гъвкави и твърди маркучи и тръбопроводи с подходящи фитинги;
• допълнителни устройства за вентилация, улавяне на парите и безопасност при аварии.

Дозирането на необходимото количество гориво се извършва от системи с различни нива на сложност, включително:

• карбуратори в остарели двигатели;
• блокове за управление на двигателя със система от сензори и изпълнителни механизми;
• инжектори за гориво;
• помпи за високо налягане с дозиращи функции;
• механично и хидравлично управление.

Захранването с гориво е тясно свързано с осигуряването на двигателя с въздух, но все пак това са различни системи, така че връзката между тях се осъществява само чрез електронни контролери и всмукателния колектор.

Организация на доставката на бензин

Две системи са коренно различни, които отговарят за правилния състав на работната смес - карбуратор, където скоростта на подаване на бензин се определя от скоростта на въздушния поток, засмукан от буталата, и впръскване под налягане, където системата само следи режимите на въздушния поток и двигателя, като самостоятелно дозира горивото.

карбуратор

Доставката на бензин с помощта на карбуратори вече е остаряла, тъй като с него е невъзможно да се спазват екологичните стандарти. Дори използването на електронни или вакуумни системи в карбураторите не помогна. Сега тези устройства не се използват.

Принципът на работа на карбуратора беше да премине през неговите дифузори въздушен поток, насочен към всмукателния колектор. Специално профилирано стесняване на дифузорите доведе до намаляване на налягането във въздушната струя спрямо атмосферното налягане. Заради образувалия се спад е подаден бензин от пръскачките. Количеството му беше ограничено от създаването на горивна емулсия в състав, определен от комбинацията от гориво и въздушни струи.

Карбураторите се управляват чрез малки промени в налягането в зависимост от дебита, само нивото на горивото в поплавъчната камера е постоянно, което се поддържа чрез изпомпване и затваряне на входния спирателен вентил. В карбураторите имаше много системи, всяка от които отговаряше за собствения си режим на двигателя, от стартиране до номинална мощност. Всичко това проработи, но качеството на дозиране в крайна сметка стана незадоволително. Беше невъзможно прецизно регулиране на сместа, което беше необходимо за нововъзникващите каталитични конвертори на отработените газове.

Впръскване на гориво

Инжектирането с фиксирано налягане има основни предимства. Създава се от монтирана в резервоара електрическа помпа с вграден или дистанционен регулатор и се поддържа с необходимата точност. Стойността му е от порядъка на няколко атмосфери.

Бензинът се подава към двигателя чрез инжектори, които са соленоидни клапани с пулверизатори. Те се отварят, когато получат сигнал от електронната система за управление на двигателя (ECM) и след изчислено време се затварят, освобождавайки точно толкова гориво, колкото е необходимо за един цикъл на двигателя.

Първоначално е използвана единична дюза, разположена на мястото на карбуратора. Такава система се нарича централна или единична инжекция. Не всички недостатъци са отстранени, така че по-модерните конструкции имат отделни дюзи за всеки цилиндър.

Системите за разпределено и директно (директно) впръскване се разделят според местоположението на дюзите. В първия случай инжекторите подават гориво към всмукателния колектор, близо до клапана. В тази зона температурата се повишава. Късият път до горивната камера не позволява кондензацията на бензина, което беше проблем при еднократно впръскване. Освен това стана възможно да се фазира потока, освобождавайки бензина стриктно в момента, в който се отвори всмукателният клапан на определен цилиндър.

Системата за директно впръскване работи още по-ефективно. Когато дюзите са разположени в главите и директно вкарани в горивната камера, е възможно да се използват най-съвременните методи за многократно впръскване в един или два цикъла, послойно запалване и сложно завихряне на сместа. Това повишава ефективността, но създава проблеми с надеждността, които водят до по-високи разходи за части и възли. По-специално се нуждаем от помпа за високо налягане (горивна помпа за високо налягане), специални дюзи и гарантиране, че всмукателният тракт се почиства от замърсители от системата за рециркулация, тъй като сега бензинът не се подава към всмукателния отвор.

Горивна апаратура за дизелови двигатели

Работата с компресионно запалване HFO има свои специфики, свързани с трудностите на финото разпръскване и високата дизелова компресия. Следователно горивното оборудване има малко общо с бензиновите двигатели.

Отделна инжекционна помпа и единични инжектори

Високото налягане, необходимо за висококачествено впръскване в силно компресиран горещ въздух, се създава от горивни помпи с високо налягане. Според класическата схема към нейните бутала, т.е. бутални двойки, направени с минимални хлабини, горивото се подава от бустерна помпа след цялостно почистване. Буталата се задвижват от двигателя чрез разпределителен вал. Същата помпа извършва дозиране чрез завъртане на буталата чрез зъбна рейка, свързана с педала, а моментът на впръскване се определя благодарение на синхронизацията с газоразпределителните валове и наличието на допълнителни автоматични регулатори.

Всяка двойка бутала е свързана чрез горивопровод с високо налягане към инжектори, които са прости пружинни клапани, отведени в горивните камери. За да се опрости дизайна, понякога се използват така наречените помпи-инжектори, които комбинират функциите на горивни помпи с високо налягане и пръскачки поради силовото задвижване от гърбиците на разпределителния вал. Имат собствени бутала и клапани.

Главен инжекцион тип Common Rail

Принципът на електронното управление на дюзите, свързани към обща линия за високо налягане, стана по-съвършен. Всеки от тях има електрохидравличен или пиезоелектрически вентил, който се отваря и затваря по команда на електронния блок. Ролята на инжекционната помпа се свежда само до поддържане на необходимото налягане в релсата, което с този принцип може да бъде доведено до 2000 атмосфери или повече. Това направи възможно по-точно управление на двигателя и вписването му в новите стандарти за токсичност.

Приложение на тръбопроводи за връщане на гориво

В допълнение към директното подаване на гориво към двигателното отделение, понякога се използва и обратен дренаж чрез отделен обратен тръбопровод. Това има различни цели, от улесняване на регулирането на налягането в различни точки на системата до организиране на непрекъсната циркулация на горивото. Напоследък обратният поток в резервоара се използва рядко, обикновено е необходим само за решаване на локални проблеми, например за управление на хидравликата на дюзите за директно впръскване.