Система питания двс: Система питания двигателя автомобиля

Содержание

Система питания двс


Система питания двигателя в современных автомобилях

Система питания автомобиля используется для подготовки топливной смеси. Она состоит из двух элементов: топлива и воздуха. Система питания двигателя выполняет сразу несколько задач: очищение элементов смеси, получение смеси и ее подача к элементам двигателя. В зависимости от используемой системы питания автомобиля различается состав горючей смеси.

Типы систем питания

Различают следующие виды систем питания двигателя, отличающиеся местом образования смеси:

  1. внутри двигательных цилиндров;
  2. вне двигательных цилиндров.

Топливная система автомобиля при образовании смеси за пределами цилиндра разделяется на:

  • топливную систему с карбюратором
  • с использованием одной форсунки (с моно впрыском)
  • инжекторную
Назначение и состав топливной смеси

Для бесперебойной работы двигателя автомобиля необходима определенная топливная смесь. Она состоит из воздуха и топлива, смешанных по определенной пропорции. Каждая из этих смесей характеризуется количеством воздуха, приходящегося на единицу топлива (бензина).

Для обогащенной смеси характерно наличие 13-15 частей воздуха, приходящихся на часть топлива. Такая смесь подается при средних нагрузках.

Богатая смесь содержит менее 13 частей воздуха. Применяется при больших нагрузках. Наблюдается увеличенный расход бензина.

У нормальной смеси характерно наличие 15 частей воздуха на часть топлива.
Обедненная смесь содержит 15-17 частей воздуха и применяется при средних нагрузках. Обеспечивается экономный расход топлива. Бедная смесь содержит более 17 частей воздуха.

Общее устройство системы питания

В системе питания двигателя имеются следующие основные части:

  • бак для топлива. Служит для хранения топлива, содержит насос для закачки топлива и иногда фильтр. Имеет компактные размеры
  • топливопровод. Это устройство обеспечивает поступление топлива в специальное смесеобразующее устройство. Состоит из различных шлангов и трубок
  • устройство смесеобразования. Предназначено для получения топливной смеси и подачи в двигатель. Такими устройствами могут быть инжекторная система, моновпрыск, карбюратор
  • блок управления (для инжекторов). Состоит из электронного блока, управляющего работой системы смешения и сигнализирующего о возникающих сбоях в работе
  • топливный насос. Необходим для поступления топлива в топливопровод
  • фильтры для очистки. Необходимы для получения чистых составляющих смеси
Карбюраторная система подачи топлива

Эта система отличительна тем, что смесеобразование происходит в специальном устройстве – карбюраторе. Из него смесь попадает в нужной концентрации в двигатель. Устройство системы питания двигателя содержит такие элементы: бак для топлива, очищающие фильтры для топлива, насос, фильтр для воздуха, два трубопровода: впускной и выпускной, карбюратор.

Схема системы питания двигателя реализуется так. В баке находится топливо, которое будет использоваться для подачи в двигатель внутреннего сгорания. Оно попадает в карбюратор через топливопровод. Процесс подачи может быть реализован с помощью насоса или естественным способом с помощью самотека.

Чтобы топливная подача осуществлялась в камеру карбюратора самотеком, то его (карбюратор) необходимо размещать ниже топливного бака. Такую схему не всегда можно реализовать в автомобиле. А вот использование насоса дает возможность не зависеть от положения бака относительно карбюратора.

Топливный фильтр очищает топливо. Благодаря ему из топлива удаляются механические частички и вода. Воздух попадает в камеру карбюратора через специальный фильтр для воздуха, очищающий его от частиц пыли. В камере происходит смешение двух очищенных составляющих смеси. Попадая в карбюратор, топливо поступает в поплавковую камеру. А после направляется в камеру смесеобразования, где соединяется с воздухом. Через дроссельную заслонку смесь поступает во впускной коллектор. Отсюда она направляется к цилиндрам.

После отработки смеси газы из цилиндров удаляются с помощью выпускного коллектора. Далее из коллектора они направляются в глушитель, который подавляет их шум. Из него они поступают в атмосферу.

Подробно об инжекторной системе

В конце прошлого столетия карбюраторные системы питания стали интенсивно заменяться новыми системами, работающими на инжекторах. И не просто так. Такое устройство системы питания двигателя обладало рядом преимуществ: меньшая зависимость от свойств окружающей среды, экономная и надежная работа, выхлопы менее токсичны. Но у них есть недостаток – это высокая чувствительность к качеству бензина. Если этого не соблюдать, то могут возникнуть неполадки в работе некоторых элементов системы.

«Инжектор» переводится с английского, как форсунка. Одноточечная (моновпрысковая) схема системы питания двигателя выглядит так: топливо подается на форсунку. Электронный блок подает на нее сигналы, и форсунка открывается в нужный момент. Топливо направляется в камеру смесеобразования. Далее все происходит как в карбюраторной системе: образуется смесь. Затем она проходит впускной клапан и попадает в цилиндры двигателя.

Устройство системы питания двигателя, организованное с помощью инжекторов, следующее. Эта система характеризуется наличием нескольких форсунок. Данные устройства получают сигналы от специального электронного блока и открываются. Все эти форсунки соединены друг с другом с помощью топливопровода. В нем всегда имеется в наличии топливо. Лишнее топливо удаляется по обратному топливопроводу назад в бак.

Электронасос подает топливо в рампу, где образуется избыточное давление. Блок управления направляет сигнал на форсунки, и, они открываются. Топливо впрыскивается во впускной коллектор. Воздух, проходя дроссельный узел, попадает туда же. Полученная смесь поступает в двигатель. Количество необходимой смеси регулируется с помощью открытия дроссельной заслонки. Как только такт впрыска заканчивается, форсунки снова закрываются, прекращается подача топлива.

Электронный блок является своеобразным «мозговым» элементом системы. Этот сложный механизм обрабатывает поступающие на него сигналы от различных датчиков. Так происходит управление всеми устройствами топливной системы. Такая схема системы питания двигателя дает возможность водителю во время узнать о сбоях в работе, так как блок управления сигнализирует о них с помощью специальной лампы и кодов ошибки. Данные коды позволяют специалистам быстро выявить неполадки. Для этого им достаточно подключить внешнее диагностическое устройство, которое сможет распознать возникшие проблемы и назвать их.

Также на эту тему вы можете почитать:

Поделитесь в социальных сетях

Alex S 11 октября, 2013

Опубликовано в: Полезные советы и устройство авто

Метки: Как устроен автомобиль

Система питания бензинового двигателя: характеристики, особенности, описание, предназначение

Система питания силового агрегата участвует непосредственно в образовании воздушно-топливной смеси. Система питания бензинового двигателя включает в себя достаточное количество элементов, которые имеют разные функции и предназначение.

Виды системы питания бензиновых двигателей

Среди всех возможных бензиновых двигателей различают две основополагающие системы питания силового агрегата — инжекторная и карбюраторная. Первой, оснащаются большинство современных транспортных средств. Вторая, считается морально устаревшей, но по сей день используется при эксплуатации старых автомобилей, таких как ВАЗ, Волги, Газоны и т.д.

Отличаются они пусковым механизмом закачки топлива во впускной коллектор и цилиндры. У карбюраторной системы — эту функцию выполняет карбюратор, а вот в инжекторе — электронная система впрыска топлива при помощи форсунок.

Элементы питания и их функции

Конструктивно сложилось так, что существует стандартный набор элементов топливной системы бензинового силового агрегата. Разницу составляет непосредственно система впрыска топлива в коллектор или цилиндры. Рассмотрим, все элементы инжекторного и карбюраторного моторов.

Топливный бак

Неотъемлемый элемент любого транспортного средства. Именно в нём храниться горючее, которое поступает в камеры сгорания. В зависимости от конструктивных особенностей автомобиля, объём топливного резервуара может быть разный. Изготавливается данный элемент из стали, нержавейки, алюминия или пластика.

Трубопроводы

Топливопроводы служат транспортной системой между топливным баком и системой впрыска. Обычно они изготавливаются из пластика или металла. На старых автомобилях можно встретить их медными. Для соединения с остальными элементами топливной системы могут использоваться переходники, соединители или прочие элементы.

Топливный фильтр

В связи с не особо качественным топливом, для фильтрации используется фильтр горючего. Располагаться этот элемент может в топливном баке, подкапотном пространстве или под автомобилем, вмонтированным в топливопроводы. Для каждой группы автомобилей используется разный элемент.

Каждый производитель автомобилей использует свои фильтры. Они бывают разные за формою и материалом. Наиболее распространенными считаются волокнистые или хлопчатобумажные. Эти элементы наиболее лучше задерживают сторонние элементы и воду, которые засоряют цилиндры и форсунки.

Некоторые автомобилисты устанавливают два разных фильтра в топливную систему для более эффективной защиты. Замену элемента рекомендуется проводить каждое второе техническое обслуживание.

Бензонасос

Бензонасос — это насос прогоняющий топливо по всей системе. Так, они бывают двух типов — электрический и механический. Многие бывалые автолюбители помнят, что на старых «Жигулях» и «Волгах» устанавливались бензонасосы механического действия с лапкой, которой можно было подкачать недостающее топливо для запуска. Располагался этот элемент на блоке цилиндров, зачастую с левой стороны.

Все современные бензиновые силовые агрегаты оснащаются электрическими бензиновыми насосами. Располагаются элементы, зачастую, непосредственно в топливном баке, но бывает и такое, что данный элемент находится в подкапотном пространстве.

Карбюратор

На старых транспортных средствах устанавливались карбюраторы. Это элемент, который при помощи механических действий подавал топливо в камеры сгорания. Для каждого производителя, они имели разную структуру и строение, но принцип работы оставался не сменным.

Наиболее запомнившимися для отечественного автолюбителя, стали карбюраторы ОЗОН и серии К для Жигулей и Волги.

Форсунки

Форсунки — часть топливной системы инжекторного бензинового силового агрегата, который выполняет функцию дозированной подачи бензина в камеры сгорания. По форме и видам, форсунки бывают разные, это индивидуально для каждого автомобиля.

Располагаются эти элементы на топливной рампе. Обслуживание форсунок стоит проводить регулярно, поскольку если они слишком засоряться, их уже вычистить может, не представится возможным и придётся менять детали полностью.

Вывод

Топливная система бензинового автомобиля имеет простую структуру и конструкцию. Так, топливо, которое храниться в баке, при помощи бензонасоса попадает в цилиндры. При этом, оно проходит очистку в фильтре и распределяется при помощи карбюратора или форсунок.

Система питания

Система питания двигателя служит для приготовления горючей смеси из паров топлива и воздуха в определенных пропорциях, подачи ее в цилиндры двигателя и отвода из них отработавших газов. За подачу топлива в цилиндры в современных автомобилях отвечает система впрыска топлива, основными элементами, которой являются форсунки.

Устройство системы питания

В систему питания карбюраторного двигателя входят: топлив­ный бак, фильтр-отстойник, топливопроводы, топливный насос, фильтр тонкой очистки топлива, карбюратор, воздухоочиститель, впускной трубо­провод, выпускной трубопровод, приемные трубы, глушитель, приборы контроля уровня топлива.

Работа система питания

При работе двигателя топливный насос засасывает топливо из топлив­ного бака и через фильтры подает в поплавковую камеру карбюратора. При такте впуска в цилиндре двигателя создается разрежение и воздух, пройдя через воздухоочиститель, поступает в карбюратор, где смешивается с парами топлива и в виде горючей смеси подается в цилиндр, и там, сме­шиваясь с остатками отработавших газов, образуется рабочая смесь. После совершения рабочего хода, отработавшие газы выталкиваются поршнем в выпускной трубопровод и по приемным трубам через глушитель в окру­жающую среду.

Системы питания и выпуска отработавших газов двигателя автомобиля:

1 — канал подвода воздуха к воздушному фильтру; 2 — воздушный фильтр; 3 — карбюратор; 4 — рукоятка ручного управления воздушной заслонкой; 5 — рукоятка ручного управления дроссельны­ми заслонками; 6 — педаль управления дроссельными заслонками; 7 — топливо проводы; 8 — фильтр-отстойник; 9 — глушитель; 10 — приемные трубы; 11 — выпускной трубопровод; 12 — фильтр тонкой очистки топлива; 13 — топливный насос; 14 — указатель уровня топлива; 15 — датчик указателя уровня топлива; 16 — топливный бак; 17— крышка горловины топливного бака; 18 — кран; 19 — выпускная труба глушителя.

Топливо. В качестве топлива в карбюраторных двигателях обычно ис­пользуют бензин, который получают в результате переработки нефти.

Требования, предъявляемые к бензинам:

• быстрое образование топливовоздушной смеси;

• скорость сгорания не более 40 м/с;

• минимальное коррозирующее воздействие на детали двигателя;

• минимальное отложение смолистых веществ в элементах системы питания;

• минимальное вредное воздействие на организм человека и окружаю­щую среду;

• способность длительное время сохранять свои свойства.

Автомобильные бензины в зависимости от количества легко испаряющихся фракций подразделяют на летние и зимние.

 Для автомобильных карбюраторных двигателей выпускают бензины А-76, АИ-92, АИ-98 и др. Буква «А» обозначает, что бензин автомобильный, цифра — наименьшее октановое число, характеризующее детонационную стойкость бензина. Наибольшей детонационной стойкостью обладает изооктан, (его стой­кость принимают за 100), наименьшей —  н-гептан (его стойкость равна 0). Октановое число, характеризующее детонационную стойкость бензи­на, — процентное содержание изооктана в такой смеси с н-гептаном, ко­торая по детонационной стойкости равноценна испытуемому топливу. Например, исследуемое топливо детонирует так же, как смесь 76 % изо­октана и 24 % н-гептана. Октановое число данного топлива равно 76. Октановое число определяется двумя методами: моторным и исследова­тельским. При определении октанового числа вторым методом в марки­ровке бензина добавляется буква «И». Октановое число определяет до­пустимую степень сжатия.

 

 

Топливный бак. На автомобиле устанавливают один или несколько топливных баков. Объем топливного бака должен обеспечивать 400—600 км пробега автомобиля без заправки. Топливный бак  состоит из двух сварных половинок, выполненных штамповкой из освинцованной стали. Внутри бака имеются перегородки, придающие жесткость конструкции и препятствующие образованию волн в топливе. В верхней части бака приварена наливная горловина, которая закрывается пробкой. Иногда для удобства заправки бака топливом используют выдвижную горловину с сетчатым фильтром. На верхней стенке бака крепится датчик указателя уровня топлива и топливо заборная трубка с сетчатым фильтром. В днище бака имеется резьбовое отверстие для слива отстоя и удаления механических примесей, которое закрыто пробкой. Наливную горловину бака закрывают плотно пробкой, в корпусе которой имеется два клапана — паровой и воздушный. Паровой клапан при повышении давления в баке открывается и выводит пар в окружающую среду. Воздушный клапан открывается, когда идет расход топлива и создается разрежение.

 

Топливные фильтры. Для очистки топлива от механических примесей применяют фильтры грубой и тонкой очистки. Фильтр-отстойник грубой очистки отделяет топливо от воды и крупных механических примесей. Фильтр-отстойник  состоит из корпуса, отстойника и фильтрующего элемента, который собран из пластин толщиной 0,14 мм. На пластинах имеются отверстия и выступы высотой 0,05 мм. Пакет пластин установлен на стержень и пружиной поджимается к корпусу. В собранном состоянии между пластинами имеются щели, через которые проходит топливо. Крупные механические примеси и вода собираются на дне отстойника и через отверстие пробки в днище периодически удаляются.

Топливный бак (а) и работа выпускного (б) и впускного (в) клапанов: 1— фильтр-отстойник; 2 — кронштейн крепления бака; 3 — хомут крепления бака; 4 — датчик указателя уровня топлива в баке; 5 — топливный бак; 6 — кран; 7 — пробка бака; 8 — горловина; 9 — облицовка пробки; 10 — резиновая прокладка; П — корпус пробки; 12 — выпускной клапан; 13 — пружина выпускного клапана; 14 — впускной клапан; 15 — рычаг пробки бака; 16 -пружина впускного клапана.

Фильтр-отстойник: 1 — топливо провод к топливному насосу; 2 — прокладка корпуса; 3 — корпус-крышка; 4 — топливо провод от топливного бака; 5 — прокладка фильтрующего элемента; 6 — фильтрующий элемент; 7— стойка; 8 — отстойник; 9— сливная пробка; 10 — стержень фильтрующего элемента; 11 — пружина; 12 — пластина фильтрующего элемента; 13 — отверстие в пластине для прохода очищенного топлива; 14 — выступы на пластине; 15 — отверстие в пластине для стоек; 16 — заглушка; 17 — болт крепления корпуса-крышки.

Фильтры тонкой очистки топлива с фильтрующими элементами: a — сетчатый; б — керамический; 1— корпус; 2— входное отверстие; 3— прокладка; 4— фильтрующий элемент; 5— съемный стакан-отстойник; 6 — пружина; 7— винт креплении стакана; 8— канал для отвода топлива.

Фильтр тонкой очистки. Для очистки топлива от мелких механических примесей применяют фильтры тонкой очистки , которые состоят из корпуса, стакана-отстойника и фильтрующего сетчатого или керамического элемента. Керамический фильтрующий элемент — пористый материал, обеспечивающий лабиринтное движение топлива. Фильтр удерживается скобой и винтом.
Топливо проводы соединяют приборы топливной системы и изготовляются из медных, латунных и стальных трубок.

Топливный насос системы питания

Топливный насос служит для подачи топлива через фильтры из бака в поплавковую камеру карбюратора. Применяют насосы диафрагменного типа с приводом от эксцентрика распределительного вала. Насос  состоит из корпуса, в котором крепится привод — двуплечий рычаг с пружиной, головки, где размещены впускные и нагнетательные клапаны с пружинами, и крышки. Между корпусом и головкой зажаты края диафрагмы. Шток диафрагмы к рычагу привода крепится шарнирно, что позволяет диафрагме работать с переменным ходом.
Когда двуплечий рычаг (коромысло) опускает диафрагму вниз, в полости над диафрагмой создается разрежение, за счет чего открывается впускной клапан и наддиафрагменная полость заполняется топливом. При сбегании рычага (толкателя) с эксцентрика диафрагма поднимается вверх под действием возвратной пружины. Над диафрагмой давление топлива повышается, впускной клапан закрывается, открывается нагнетательный клапан и топливо поступает через фильтр тонкой очистки в поплавковую камеру карбюратора. При смене фильтров поплавковую камеру заполняют топливом с помощью устройства для ручной подкачки. В случае выхода диафрагмы из строя (трещина, прорыв и т. п.) топливо поступает в нижнюю часть корпуса и вытекает через контрольное отверстие.

Воздушный фильтр служит для очистки воздуха, поступающего в карбюратор, от пыли. Пыль содержит мельчайшие кристаллы кварца, который, оседая на смазанных поверхностях деталей, вызывает их изнашивание.

Требования, предъявляемые к фильтрам:


• эффективность очистки воздуха от пыли;
• малое гидравлическое сопротивление;
• достаточная пылеемкость:
• надежность;
• удобство в обслуживании;
• технологичность конструкции.


По способу очистки воздуха фильтры делятся на инерционно-масляные и сухие.
Инерционно-масляный фильтр состоит из корпуса с масляной ванной, крышки, воздухозаборника и фильтрующего элемента из синтетического материала.
При работе двигателя воздух, проходя через кольцевую щель внутри корпуса и, соприкасаясь с поверхностью масла, резко изменяет направление движения. Вследствие этого крупные частицы пыли, находящиеся в воздухе, прилипают к поверхности масла. Далее воздух проходит через фильтрующий элемент, очищается от мелких частиц пыли и поступает в карбюратор. Таким образом, воздух проходит двухступенчатую очистку. При засорении фильтр промывают.
Воздушный фильтр сухого типа состоит из корпуса, крышки, воздухозаборника и фильтрующего элемента из пористого картона. При необходимости фильтрующий элемент меняют.

система питания двигателя, основные типы двс, система питания двигателя, принцип работы системы

Любой автомобиль состоит из многочисленных систем и агрегатов, в число которых входит и «сердце» авто – двигатель внутреннего сгорания. Чаще всего на автомобилях устанавливают именно ДВС, несмотря на то, что данные моторы относительно несовершенны, в частности они довольно шумные, обладают несколько меньшим ресурсом в отличите от некоторые других типов двигателей, а также оказывают негативное воздействие на окружающую среду своими выбросами.

ДВС созданы для преобразования химической энергии топлива, в качестве которой обычно выступает углеводородное топливо (оно может быть жидким или газообразным), что сгорает в рабочей зоне, в механическую работу.

Основные типы ДВС

Существует несколько основных типов ДВС. Так, есть поршневые двигатели, которые, в свою очередь, тоже подразделяются на несколько видов. У поршневых ДВС в качестве камеры сгорания используется цилиндр – именно тут тепловая энергия топлива преобразуется в механическую энергию, а она потом превращается во вращательную. Поршневые двигатели могут быть бензиновыми, дизельными, газовыми и газодизельными.

Помимо поршневых двигателей, существуют роторно-поршневые и газотурбинные ДВС. Интерес представляет ДВС с впрыском воды – это комбинированный двигатель, в котором совмещены поршневая и лопаточная машины. Ещё один вид ДВС – RCV, у которого система газораспределения реализована за счёт вращения цилиндра.

Одним из недостатков ДВС является то, что данный тип мотора способен производить высокую мощность только в узком диапазоне оборотов. Именно поэтому неотъемлемыми «атрибутами» ДВС являются трансмиссия и стартёр. Тем не менее, как уже упоминалось выше, ДВС являются одними из наиболее часто используемых двигателей.

Как правило, в автомобилях используют четырёхтактовые ДВС, получившие такое название потому, что их работу можно разделить на четыре равные по времени части.

Двигатель состоит из различных механизмов и систем, в том числе и системы питания двигателя.

Система питания двигателя

Для чего вообще нужна система питания двигателя? Она отвечает за подачу топлива из бака, фильтрацию, образование горючей смеси, а также подачу последней в цилиндры. В уже прошедшем столетии наиболее часто используемой была карбюраторная система подачи смеси топлива. Потом появилась улучшенная система питания двигателя, при которой смесь топлива подаётся впрыском с помощью одной форсунки – благодаря этому производители смогли сократить расход топлива. Однако сейчас обычно применяется инжекторная система подачи топлива, которая предусматривает подачу топлива под давлением непосредственно в впускной коллектор.

Перечисленные выше системы питания двигателя похожи – различаются же они способами смесеобразования. В целом, в топливной системе присутствует топливный бак, где хранится топливо, — это компактная ёмкость, у которой имеется устройство забора топлива, то есть насос, в редких случаях могут присутствовать и грубые элементы фильтрации.

Также в системе питания двигателя есть топливопроводы – это комплекс трубок и шлангов, которые нужны для того, чтобы переместить топливо к устройству смесеобразования. В качестве устройства смесеобразования может выступать карбюратор, моновпрыск или инжектор – данное устройство необходимо для соединения самого топлива с воздухом. У инжекторных систем питания двигателей имеется и блок управления инжектором, который представляет собой электронное устройство, назначение которого – управление работой топливных форсунок, а также датчиков контроля с клапанами отсечки.

Чтобы топливо поступило в топливопровод, необходим так называемый топливный насос (как правило, используется погружной насос). Это электродвигатель, который соединён с жидкостным насосом. Стоит отметить, что иногда топливный насос крепится к самому двигателю (по крайней мере, в более старых моделях) и приводится в действие с помощью вращения промежуточного вала.

Наконец, в систему питания двигателя могут входить дополнительные элементы как тонкой, так и грубой очистки, а устанавливаются они в цепь подачи топлива.

Принцип работы системы питания двигателя

Как именно работает система питания двигателя? Сначала в движение приходит насос – он высасывает топливо из бака и передаёт его в устройство смесеобразования по топливопроводу, где установлены фильтры очистки, благодаря чему в устройство смесеобразования топливо поступает очищенным.

В карбюраторе топливо начинает свой путь в поплавковой камере, откуда оно впоследствии поступает в камеру смесеобразования через калиброванные жиклеры. Там оно смешивается с воздухом, а затем поступает в впускной коллектор, проходя через дроссельную заслонку. Через некоторое время впускной клапан открывается, и топливо подаётся в цилиндр.

Немного иной принцип работы у системы моновпрыска – здесь топливо сначала подаётся на форсунку, управляемую электронным блоком. В камеру смесеобразования топливо попадает после открытия форсунка, что происходит в определённый срок. В камере смесеобразования, как и в карбюраторной системе, происходит смешение топлива с воздухом, а остальные процессы те же, что и в карбюраторе.

В инжекторной системе питания двигателя, как и в предыдущей, топливо поступает к форсункам – ими управляет блок управления. Форсунки соединяются между собой при помощи топливопровода, при этом в нём всегда есть топливо. Отметим, что в топливных системах имеется также и обратный топливопровод, благодаря которому излишки топлива сливаются в бак.

Если же сравнивать систему питания двигателя, работающего на дизеле, с бензиновой, то можно сказать, что они очень похожи. Однако в системе питания дизельного двигателя впрыск топлива осуществляется сразу в камеру сгорания цилиндра, и смесеобразование происходит непосредственно в цилиндре. Подача топлива в данной системе происходит под большим давлением, для чего используется насос высокого давления.

Система питания топливом бензинового (карбюраторного) двигателя

Система питания топливом бензинового двигателя ⭐ предназначена для размещения и очистки топлива, а также приготовления горючей смеси определенного состава и подачи ее в цилиндры в необходимом количестве в соответствии с режимом работы двигателя (за исключением двигателей с непосредственным впрыском, система питания которых обеспечивает поступление бензина в камеру сгорания в необходимом количестве и под достаточным давлением).

Бензин, как и дизельное топливо, является продуктом перегонки нефти и состоит из различных углеводородов. Число атомов углерода, входящих в молекулы бензина, составляет 5 — 12. В отличие от дизелей в бензиновых двигателях топливо не должно интенсивно окисляться в процессе сжатия, так как это может привести к детонации (взрыву), что отрицательно скажется на работоспособности, экономичности и мощности двигателя. Детонационная стойкость бензина оценивается октановым числом. Чем больше оно, тем выше детонационная стойкость топлива и допустимая степень сжатия. У современных бензинов октановое число составляет 72—98. Кроме антидетонационной стойкости бензин должен также обладать низкой коррозионной активностью, малой токсичностью и стабильностью.

Поиск (исходя из экологических соображений) альтернатив бензину как основному топливу для ДВС привел к созданию этанолового топлива, состоящего в основном из этилового спирта, который может быть получен из биомассы растительного происхождения. Различают чистый этанол (международное обозначение — Е100), содержащий исключительно этиловый спирт; и смесь этанола с бензином (чаще всего 85 % этанола с 15 % бензина; обозначение — Е85). По своим свойствам этаноловое топливо приближается к высокооктановому бензину и даже превосходит его по октановому числу (более 100) и теплотворной способности. Поэтому данный вид топлива может с успехом применяться вместо бензина. Единственный недостаток чистого этанола — его высокая коррозионная активность, требующая дополнительной защиты от коррозии топливной аппаратуры.

К агрегатам и узлам системы питания топливом бензинового двигателя предъявляются высокие требования, основные из которых:

  • герметичность
  • точность дозирования топлива
  • надежность
  • удобство в обслуживании

В настоящее время существуют два основных способа приготовления горючей смеси. Первый из них связан с использованием специального устройства — карбюратора, в котором воздух смешивается с бензином в определенной пропорции. В основу второго способа положен принудительный впрыск бензина во впускной коллектор двигателя через специальные форсунки (инжекторы). Такие двигатели часто называют инжекторными.

Независимо от способа приготовления горючей смеси ее основным показателем является соотношение между массой топлива и воздуха. Смесь при ее воспламенении должна сгорать очень быстро и полностью. Этого можно достичь лишь при хорошем смешении в определенной пропорции воздуха и паров бензина. Качество горючей смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха а, который представляет собой отношение действительной массы воздуха, приходящейся на 1 кг топлива в данной смеси, к теоретически необходимой, обеспечивающей полное сгорание 1 кг топлива. Если на 1 кг топлива приходится 14,8 кг воздуха, то такая смесь называется нормальной (а = 1). Если воздуха несколько больше (до 17,0 кг), смесь обедненная, и а = 1,10… 1,15. Когда воздуха больше 18 кг и а > 1,2, смесь называют бедной. Уменьшение доли воздуха в смеси (или увеличение доли топлива) называют ее обогащением. При а = 0,85… 0,90 смесь обогащенная, а при а < 0,85 — богатая.

Когда в цилиндры двигателя поступает смесь нормального состава, он работает устойчиво со средними показателями мощности и экономичности. При работе на обедненной смеси мощность двигателя несколько снижается, но заметно повышается его экономичность. На бедной смеси двигатель работает неустойчиво, его мощность падает, а удельный расход топлива возрастает, поэтому чрезмерное обеднение смеси нежелательно. При поступлении в цилиндры обогащенной смеси двигатель развивает наибольшую мощность, но и расход топлива также увеличивается. При работе на богатой смеси бензин сгорает неполностью, что приводит к снижению мощности двигателя, росту расхода топлива и появлению копоти в выпускном тракте.

Карбюраторные системы питания

Рассмотрим сначала карбюраторные системы питания, которые еще недавно были широко распространены. Они более просты и дешевы по сравнению с инжекторными, не требуют высококвалифицированного обслуживания в процессе эксплуатации и в ряде случаев более надежны.

Система питания топливом карбюраторного двигателя включает в себя топливный бак 1, фильтры грубой 2 и тонкой 4 очистки топлива, топливоподкачивающий насос 3, карбюратор 5, впускной трубопровод 7 и топливопроводы. При работе двигателя топливо из бака 1 с помощью насоса 3 подается через фильтры 2 и 4 к карбюратору. Там оно в определенной пропорции смешивается с воздухом, поступающим из атмосферы через воздухоочиститель 6. Образовавшаяся в карбюраторе горючая смесь по впускному коллектору 7 попадает в цилиндры двигателя.

Топливные баки в силовых установках с карбюраторными двигателями аналогичны бакам систем питания дизелей. Отличием баков для бензина является лишь их лучшая герметичность, не позволяющая бензину вытечь даже при опрокидывании ТС. Для сообщения с атмосферой в крышке наливной горловины бака обычно устанавливают два клапана — впускной и выпускной. Первый из них обеспечивает поступление в бак воздуха по мере расходования топлива, а второй, нагруженный более сильной пружиной, предназначен для сообщения бака с атмосферой, когда давление в нем выше атмосферного (например, при высокой температуре окружающего воздуха).

Фильтры карбюраторных двигателей аналогичны фильтрам, применяемым в системах питания дизелей. На грузовых автомобилях устанавливаются пластинчато-щелевые и сетчатые фильтры. Для тонкой очистки используют картон и пористые керамические элементы. Кроме специальных фильтров в отдельных агрегатах системы имеются дополнительные фильтрующие сетки.

Топливоподкачивающий насос служит для принудительной подачи бензина из бака в поплавковую камеру карбюратора. На карбюраторных двигателях обычно применяют насос диафрагменного типа с приводом от эксцентрика распределительного вала.

В зависимости от режима работы двигателя карбюратор позволяет готовить смесь нормального состава (а = 1), а также обедненную и обогащенную смеси. При малых и средних нагрузках, когда не требуется развивать максимальную мощность, следует готовить в карбюраторе и подавать в цилиндры обедненную смесь. При больших нагрузках (продолжительность их действия, как правило, невелика) необходимо готовить обогащенную смесь.

Рис. Схема системы питания топливом карбюраторного двигателя:
1 — топливный бак; 2 — фильтр трубой очистки топлива; 3 — топливоподкачивающий насос; 4 — фильтр тонкой очистки; 5 — карбюратор; 6 — воздухоочиститель; 7 — впускной коллектор

В общем случае в состав карбюратора входят главное дозирующее и пусковое устройства, системы холостого хода и принудительного холостого хода, экономайзер, ускорительный насос, балансировочное устройство и ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала (у грузовых автомобилей). Карбюратор может содержать также эконостат и высотный корректор.

Главное дозирующее устройство функционирует на всех основных режимах работы двигателя при наличии разрежения в диффузоре смесительной камеры. Основными составными частями устройства являются смесительная камера с диффузором, дроссельная заслонка, поплавковая камера, топливный жиклер и трубки распылителя.

Пусковое устройство предназначено для обеспечения пуска холодного двигателя, когда частота вращения проворачиваемого стартером коленчатого вала невелика и разрежение в диффузоре мало. В этом случае для надежного пуска необходимо подать в цилиндры сильно обогащенную смесь. Наиболее распространенным пусковым устройством является воздушная заслонка, устанавливаемая в приемном патрубке карбюратора.

Система холостого хода служит для обеспечения работы двигателя без нагрузки с малой частотой вращения коленчатого вала.

Система принудительного холостого хода позволяет экономить топливо во время движения в режиме торможения двигателем, т. е. тогда, когда водитель при включенной передаче отпускает педаль акселератора, связанную с дроссельной заслонкой карбюратора.

Экономайзер предназначен для автоматического обогащения смеси при работе двигателя с полной нагрузкой. В некоторых типах карбюраторов кроме экономайзера для обогащения смеси используют эконостат. Это устройство подает дополнительное количество топлива из поплавковой камеры в смесительную только при значительном разрежении в верхней части диффузора, что возможно лишь при полном открытии дроссельной заслонки.

Ускорительный насос обеспечивает принудительный впрыск в смесительную камеру дополнительных порций топлива при резком открытии дроссельной заслонки. Это улучшает приемистость двигателя и соответственно ТС. Если бы ускорительного насоса в карбюраторе не было, то при резком открытии заслонки, когда расход воздуха быстро растет, из-за инерционности топлива смесь в первый момент сильно обеднялась бы.

Балансировочное устройство служит для обеспечения стабильности работы карбюратора. Оно представляет собой трубку, соединяющую приемный патрубок карбюратора с воздушной полостью герметизированной (не сообщающейся с атмосферой) поплавковой камеры.

Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя устанавливается на карбюраторах грузовых автомобилей. Наиболее широко распространен ограничитель пневмоцентробежного типа.

Инжекторные топливные системы

Инжекторные топливные системы в настоящее время применяются гораздо чаще карбюраторных, особенно на бензиновых двигателях легковых автомобилей. Впрыск бензина во впускной коллектор инжекторного двигателя осуществляется с помощью специальных электромагнитных форсунок (инжекторов), установленных в головку блока цилиндров и управляемых по сигналу от электронного блока. При этом исключается необходимость в карбюраторе, так как горючая смесь образуется непосредственно во впускном коллекторе.

Различают одно- и многоточечные системы впрыска. В первом случае для подачи топлива используется только одна форсунка (с ее помощью готовится рабочая смесь для всех цилиндров двигателя). Во втором случае число форсунок соответствует числу цилиндров двигателя. Форсунки устанавливают в непосредственной близости от впускных клапанов. Топливо впрыскивают в мелко распыленной виде на наружные поверхности головок клапанов. Атмосферный воздух, увлекаемый в цилиндры вследствие разрежения в них во время впуска, смывает частицы топлива с головок клапанов и способствует их испарению. Таким образом, непосредственно у каждого цилиндра готовится топливовоздушная смесь.

В двигателе с многоточечным впрыском при подаче электропитания к электрическому топливному насосу 7 через замок 6 зажигания бензин из топливного бака 8 через фильтр 5 подается в топливную рампу 1 (рампу инжекторов), общую для всех электромагнитных форсунок. Давление в этой рампе регулируется с помощью регулятора 3, который в зависимости от разрежения во впускном патрубке 4 двигателя направляет часть топлива из рампы обратно в бак. Понятно, что все форсунки находятся под одним и тем же давлением, равным давлению топлива в рампе.

Когда требуется подать (впрыснуть) топливо, в обмотку электромагнита форсунки 2 от электронного блока системы впрыска в течение строго определенного промежутка времени подается электрический ток. Сердечник электромагнита, связанный с иглой форсунки, при этом втягивается, открывая путь топливу во впускной коллектор. Продолжительность подачи электрического тока, т. е. продолжительность впрыска топлива, регулируется электронным блоком. Программа электронного блока на каждом режиме работы двигателя обеспечивает оптимальную подачу топлива в цилиндры.

 

Рис. Схема системы питания топливом бензинового двигателя с многоточечным впрыском:
1 — топливная рампа; 2 — форсунки; 3 — регулятор давления; 4 — впускной патрубок двигателя; 5 — фильтр; 6 — замок зажигания; 7 — топливный насос; 8 — топливный бак

Для того чтобы идентифицировать режим работы двигателя и в соответствии с ним рассчитать продолжительность впрыска, в электронный блок подаются сигналы от различных датчиков. Они измеряют и преобразуют в электрические импульсы значения следующих параметров работы двигателя:

  • угол поворота дроссельной заслонки
  • степень разрежения во впускном коллекторе
  • частота вращения коленчатого вала
  • температура всасываемого воздуха и охлаждающей жидкости
  • концентрация кислорода в отработавших газах
  • атмосферное давление
  • напряжение аккумуляторной батареи
  • и др.

Двигатели с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд неоспоримых преимуществ перед карбюраторными двигателями:

  • топливо распределяется по цилиндрам более равномерно, что повышает экономичность двигателя и уменьшает его вибрацию, вследствие отсутствия карбюратора снижается сопротивление впускной системы и улучшается наполнение цилиндров
  • появляется возможность несколько повысить степень сжатия рабочей смеси, так как ее состав в цилиндрах более однородный
  • достигается оптимальная коррекция состава смеси при переходе с одного режима на другой
  • обеспечивается лучшая приемистость двигателя
  • в отработавших газах содержится меньше вредных веществ

Вместе с тем системы питания с впрыском бензина во впускной коллектор имеют ряд недостатков. Они сложны и поэтому относительно дорогостоящи. Обслуживание таких систем требует специальных диагностических приборов и приспособлений.

Наиболее перспективной системой питания топливом бензиновых двигателей в настоящее время считается довольно сложная система с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания, позволяющая двигателю длительное время работать на сильно обедненной смеси, что повышает его экономичность и экологические показатели. В то же время из-за существования ряда проблем системы непосредственного впрыска пока не получили широкого распространения.

Система питания

 

Форсунка (инжектор), является основным элементом системы впрыска.

Назначение форсунки

Дозированная подача топлива, распыление его в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси. Форсунки нашли свое применение в системах впрыска бензиновых и дизельных двигателей. На современных автомобилях устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыска.

Виды форсунок

Форсунки различаются в зависимости от способа осуществления впрыска топлива. Давайте рассмотрим основные виды форсунок:

  • Электромагнитные форсунки;
  • Электрогидравлические форсунки;
  • Пьезоэлектрические форсунки.
Устройство электромагнитной форсунки

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.

Электромагнитная форсунка нашла свое применение на бензиновых двигателях, в том числе оборудованных системой непосредственного впрыска. Электромагнитной форсунка имеет простую конструкцию, которая включает электромагнитный клапан с иглой и соплом.

Как работает электромагнитная форсунка

Работа электромагнитной форсунки осуществляется в соответствии с заложенным алгоритмом в электронный блок управления. Электронный блок в определенный момент подает напряжение на обмотку возбуждения клапана. Вследствие этого создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло форсунки, после чего производится впрыск топлива. Когда напряжение исчезает, пружина возвращает иглу форсунки обратно на седло.

Устройство электрогидравлической форсунки

1 — сопло форсунки; 2 – пружина; 3 — камера управления; 4 — сливной дроссель; 5 — якорь электромагнита; 6 — сливной канал; 7 — электрический разъем; 8 — обмотка возбуждения; 9 — штуцер подвода топлива; 10 — впускной дроссель; 11 – поршень; 12 — игла форсунки.

Электрогидравлическая форсунка применяется на дизельных двигателях. Электрогидравлическая форсунка включает электромагнитный клапан, камеру управления, впускной и сливной дроссели.

Как работает электрогидравлическая форсунка

Работа электрогидравлической форсунки основана на использовании давления топлива при впрыске. В обычном положении электромагнитный клапан закрыт и игла форсунки прижата к седлу силой давления топлива на поршень в камере управления. Давление топлива на иглу меньше давления на поршень, благодаря этому впрыск топлива не происходит.

Когда электронный блок управления дает команду на электромагнитный клапан, открывается сливной дроссель. Топливо вытекает из камеры управления через сливной дроссель в сливную магистраль. Впускной дроссель препятствует выравниванию давлений в камере управления и впускной магистрали, вследствие чего давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу форсунки не изменяется. Игла форсунки поднимается и происходит впрыск топлива.

Устройство пьезоэлектрической форсунки

1 — игла форсунки; 2 – уплотнение; 3 — пружина иглы; 4 — блок дросселей; 5 — переключающий клапан; 6 — пружина клапана; 7 — поршень клапана; 8 — поршень толкателя; 9 – пьезоэлектрический элемент; 10 — сливной канал; 11 — сетчатый фильтр; 12 — электрический разъем; 13 — нагнетательный канал.

Пьезофорсунка (пьезоэлектрическая форсунка) является самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива в современных автомобилях. Форсунка применяется на дизельных двигателях с системой впрыска Common Rail. Основные преимущества пьезоэлектрической форсунки в точности дозировки и быстроте срабатывания. Благодаря этому пьезофорсунка обеспечивает многократный впрыск на протяжении одного рабочего цикла.

Как работает пьезофорсунка (пьезоэлектрическая форсунка)

Работа пьезофорсунки основана на изменении длины пьезокристалла при подачи напряжения. Пьезоэлектрическая форсунка состоит из: корпуса, пьезоэлемента, толкателя, переключающего клапана и иглы.

Пьезофорсунка работает по гидравлическому принципу. В обычном положении игла прижата к седлу силой высокого давления топлива. Электронный блок подает электрический сигнал на пьезоэлемент и его длина увеличивается, воздействуя на поршень толкателя, открывает переключающий клапан и топливо поступает в сливную магистраль. Давление над иглой падает, и за счет давления в нижней части игла поднимается, что приводит к впрыску топлива. Количество впрыскиваемого топлива зависит от длительности воздействия на пьезоэлемент и давления топлива в топливной рампе.

Как работает двигатель внутреннего сгорания — x-engineer.org

Подавляющее большинство автомобилей (легковые и коммерческие), которые продаются сегодня, оснащены двигателями внутреннего сгорания . В этой статье мы расскажем, как работает четырехтактный двигатель внутреннего сгорания .

Двигатель внутреннего сгорания классифицируется как тепловой двигатель . Он называется внутренний , потому что сгорание топливовоздушной смеси происходит внутри двигателя, в камере сгорания, а некоторые сгоревшие газы являются частью нового цикла сгорания.

В основном двигатель внутреннего сгорания преобразует тепловую энергию горящей топливовоздушной смеси в механическую энергию . Он называется , 4 такта , потому что поршню требуется 4 хода для выполнения полного цикла сгорания. Полное название двигателя легкового автомобиля: 4-тактный поршневой двигатель внутреннего сгорания , сокращенно ICE (Двигатель внутреннего сгорания).

Теперь давайте посмотрим, какие компоненты являются основными компонентами ДВС.

Изображение: Детали двигателя внутреннего сгорания (DOHC)

Обозначение:
  1. распредвал выпускных клапанов
  2. ковш выпускного клапана
  3. свеча зажигания
  4. ковш впускного клапана
  5. впускной распредвал
  6. выпускной клапан
  7. впускной клапан
  8. ГБЦ
  9. поршень
  10. поршневой палец
  11. шатун
  12. блок двигателя
  13. коленчатый вал

ВМТ — верхняя мертвая точка

НМТ — нижняя мертвая точка

Головка блока цилиндров ( 8) обычно содержит распределительный вал (ы), клапаны, клапанные лопатки, возвратные пружины клапанов, свечи зажигания / накаливания и форсунки (для двигателей с прямым впрыском).Через головку блока цилиндров протекает охлаждающая жидкость двигателя.

Внутри блока цилиндров (12) мы можем найти поршень, шатун и коленчатый вал. Что касается головки блока цилиндров, то через блок цилиндров течет охлаждающая жидкость, которая помогает контролировать температуру двигателя.

Поршень перемещается внутри цилиндра из НМТ в ВМТ. Камера сгорания — это объем, создаваемый между поршнем, головкой блока цилиндров и блоком двигателя, когда поршень находится близко к ВМТ.

На рисунке 1 мы можем изучить полный набор механических компонентов ДВС.Некоторые компоненты неподвижны (например, головка блока цилиндров, блок цилиндров), а некоторые из них движутся. На рисунке ниже мы рассмотрим основную движущуюся часть ДВС, которая преобразует давление газа в цилиндре в механическую силу.

Изображение: Движущиеся части двигателя внутреннего сгорания

Обозначения:

  1. звездочка распределительного вала
  2. поршень
  3. коленчатый вал
  4. шатун
  5. клапан
  6. ковш клапана
  7. распредвал

Вращение синхронизированного вала распределительного вала составляет с вращением коленчатого вала через зубчатый ремень или цепь.Положение впускных и выпускных клапанов должно быть точно синхронизировано с положением поршня, чтобы циклы сгорания проходили соответствующим образом.

Полный цикл двигателя для 4-тактного ДВС имеет следующие фазы (такты):

  1. впуск
  2. сжатие
  3. мощность (расширение)
  4. выпуск

Ход — это движение поршня между двумя мертвыми центры (нижний и верхний).

Теперь, когда мы знаем, какие компоненты ДВС, мы можем изучить, что происходит на каждом такте цикла двигателя.В приведенной ниже таблице вы увидите положение поршня в начале каждого хода и подробную информацию о событиях, происходящих в цилиндре.

Ход 1 — ВПУСК

Такт впуска двигателя внутреннего сгорания

В начале такта впуска поршень близок к ВМТ. Впускной клапан открывается, поршень начинает двигаться в сторону НМТ. В цилиндр втягивается воздух (или топливовоздушная смесь). Этот ход называется ВПУСКОМ, потому что в двигатель попадает свежий воздух / смесь.Такт впуска заканчивается, когда поршень находится в НМТ.

Во время такта впуска двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается из-за инерции компонентов).

Ход 2 — СЖАТИЕ

Такт сжатия двигателя внутреннего сгорания

Такт сжатия начинается с поршня при НМТ после завершения такта впуска. Во время такта сжатия оба клапана, впускной и выпускной, закрываются, и поршни движутся в направлении ВМТ.Когда оба клапана закрыты, воздух / смесь сжимаются, достигая максимального давления, когда поршень находится близко к ВМТ.

До того, как поршень достигнет ВМТ (но очень близко к нему), во время такта сжатия:

  • для бензинового двигателя: генерируется искра
  • для дизельных двигателей: впрыскивается топливо

Во время такта сжатия двигатель потребляет энергии (коленчатый вал вращается за счет инерции компонентов) больше, чем такт впуска.

Ход 3 — МОЩНОСТЬ

Рабочий ход двигателя внутреннего сгорания

Рабочий ход начинается с поршня в ВМТ.Оба клапана, впускной и выпускной, по-прежнему закрыты. Сгорание топливовоздушной смеси начинается в конце такта сжатия, что приводит к значительному увеличению давления внутри цилиндра. Давление внутри цилиндра толкает поршень вниз по направлению к НМТ.

Только во время рабочего такта двигатель вырабатывает энергию.

Ход 4 — ВЫПУСК

Такт выпуска двигателя внутреннего сгорания

Такт выпуска начинается с поршня в НМТ после завершения рабочего такта.Во время этого хода выпускной клапан открыт. Движение поршня от НМТ к ВМТ выталкивает большую часть выхлопных газов из цилиндра в выхлопные трубы.

Во время такта выпуска двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается из-за инерции компонентов).

Как видите, для полного сгорания цикла (двигатель) поршень должен совершить 4 хода. Это означает, что на один цикл двигателя уходит за два полных оборота коленчатого вала (720 °).

Единственный ход, который производит крутящий момент (энергию), — это рабочий ход , все остальные потребляют энергию.

Линейное движение поршня преобразуется в вращательное движение коленчатого вала через шатун.

Для лучшего понимания мы суммируем исходное положение поршня, положение клапана и баланс энергии для каждого хода.

Энергетический баланс

84

Порядок хода Название хода Исходное положение поршня Состояние впускного клапана Состояние выпускного клапана 33
TDC Открыто Закрыто Потребляет
2 Сжатие BDC Закрыто Закрыто Потребляет
3 Мощность TDC Закрыто Закрыто Производит
4 Выхлоп BDC Закрыто Открыто Потребляет

На анимации ниже вы можете ясно увидеть, как работает двигатель внутреннего сгорания.Обратите внимание на положение поршня, положение клапана, момент зажигания и последовательность ходов.

Анимация двигателя внутреннего сгорания

В следующих статьях мы более подробно рассмотрим параметры, характеристики и компоненты двигателя внутреннего сгорания. Если у вас есть вопросы или комментарии по поводу этой статьи, используйте форму ниже для публикации.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Проверьте свои знания о двигателях внутреннего сгорания, пройдя тест ниже:

ВИКТОРИНА! (щелкните, чтобы открыть)

.Основы двигателя внутреннего сгорания

| Министерство энергетики

Двигатели внутреннего сгорания обеспечивают исключительную управляемость и долговечность, и от них в Соединенных Штатах полагается более 250 миллионов транспортных средств по шоссе. Наряду с бензином или дизельным топливом они также могут использовать возобновляемые или альтернативные виды топлива (например, природный газ, пропан, биодизель или этанол). Их также можно комбинировать с гибридными электрическими силовыми агрегатами для увеличения экономии топлива или подключаемыми гибридными электрическими системами для расширения ассортимента гибридных электромобилей.

Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Горение, также известное как горение, является основным химическим процессом высвобождения энергии из топливно-воздушной смеси. В двигателе внутреннего сгорания (ДВС) воспламенение и сгорание топлива происходит внутри самого двигателя. Затем двигатель частично преобразует энергию сгорания в работу. Двигатель состоит из неподвижного цилиндра и подвижного поршня. Расширяющиеся газы сгорания толкают поршень, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал.В конечном итоге, это движение приводит в движение колеса автомобиля через систему шестерен трансмиссии.

В настоящее время производятся два типа двигателей внутреннего сгорания: бензиновый двигатель с искровым зажиганием и дизельный двигатель с воспламенением от сжатия. Большинство из них представляют собой четырехтактные двигатели, что означает, что для завершения цикла требуется четыре хода поршня. Цикл включает четыре различных процесса: впуск, сжатие, сгорание, рабочий ход и выпуск.

Бензиновые двигатели с искровым зажиганием и дизельные двигатели с воспламенением от сжатия различаются по способу подачи и воспламенения топлива.В двигателе с искровым зажиганием топливо смешивается с воздухом, а затем вводится в цилиндр во время процесса впуска. После того, как поршень сжимает топливно-воздушную смесь, искра воспламеняет ее, вызывая возгорание. Расширение дымовых газов толкает поршень во время рабочего хода. В дизельном двигателе только воздух вводится в двигатель, а затем сжимается. Затем дизельные двигатели распыляют топливо в горячий сжатый воздух с подходящей дозированной скоростью, вызывая его возгорание.

Улучшение двигателей внутреннего сгорания

За последние 30 лет исследования и разработки помогли производителям снизить выбросы ДВС определенных загрязняющих веществ, таких как оксиды азота (NOx) и твердые частицы (PM), более чем на 99%, чтобы соответствовать стандартам выбросов EPA. .Исследования также привели к улучшению характеристик ДВС (мощность в лошадиных силах и время разгона 0-60 миль в час) и эффективности, помогая производителям поддерживать или увеличивать экономию топлива.

Узнайте больше о наших передовых исследованиях и разработках двигателей внутреннего сгорания, направленных на повышение энергоэффективности двигателей внутреннего сгорания с минимальными выбросами.

.

Двигатель внутреннего сгорания — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Анимация, показывающая работу четырехтактного двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, в котором сгорание или сгорание топлива происходит внутри. Есть много видов, но этот термин часто означает машину, которую изобрел Никлаус Отто. В этом виде огонь вызывает повышение давления внутри герметичного ящика (баллона). Давление толкает шток, который прикреплен к колесу. Шток толкает колесо и заставляет его вращаться.Вращающееся колесо прикреплено к другим колесам, например к четырем автомобильным колесам, с помощью ремня или цепи. Двигатель очень мощный и может заставить двигаться все колеса.

Двигателям требуется масло, чтобы они были скользкими, в противном случае движущиеся части могли скрежетать и слипаться. Части автомобильного двигателя имеют размер 0,01 миллиметра, а некоторые детали двигателя очень плотно прилегают друг к другу.

Внутреннее сгорание отличается от внешнего сгорания, когда огонь происходит вне двигателя, например, в паровом двигателе.

В настоящее время в большинстве дорожных транспортных средств используется двигатель внутреннего сгорания, и в большинстве из них используется четырехтактный двигатель.Другой тип двигателя внутреннего сгорания — двигатель Ванкеля.

Газовые турбины — это двигатели внутреннего сгорания, которые работают непрерывно, а не тактово. Ракетные двигатели и пушки — это двигатели внутреннего сгорания, но они не вращают колеса.

.

Двигатель внутреннего сгорания — BattleTechWiki

Пример двигателя внутреннего сгорания

Описание [править]

Во всех отношениях идентичен современному двигателю внутреннего сгорания , I.C.E. в BattleTech используется в основном для обычных транспортных средств и промышленных мехов. Его выходная мощность меньше, чем у термоядерного двигателя такой же массы, то есть I.C.E. должен быть тяжелее, чтобы иметь такую ​​же мощность двигателя, как у термоядерного двигателя.Фактически, у него самое высокое соотношение массы к номинальной из всех двигателей, доступных в TechManual. Двигатели внутреннего сгорания не могут приводить в действие энергетическое оружие без усилителей мощности, в отличие от термоядерных двигателей.

Спасительная благодать I.C.E. это его стоимость. Поскольку они значительно дешевле и проще в производстве, чем термоядерные двигатели, I.C.E. используется во многих обычных транспортных средствах, которые, как правило, составляют основу планетарного ополчения.

I.C.E. обычно более надежен, чем типичный двигатель Fusion / Fission, и если в него стреляют с боевой способностью, когда он установлен в роботе, класс двигателя, будучи поврежденным, не будет способствовать перегреву меха, на котором был получен этот урон.Однако это сопряжено с риском того, что двигатель или топливо, питающее его, может взорваться при ударе. [1] Однако одного удара по двигателю обычной боевой машины обычно достаточно, чтобы полностью обездвижить ее.

Многие I.C.E. могут использовать практически любой горючий материал в качестве жизнеспособного топлива. Стоит отметить, что из-за природы I.C.E они должны использоваться в среде с подходящей атмосферой, в отличие от топливных элементов или более дорогих двигателей термоядерного синтеза или деления.

Notes [править]

Двигатели внутреннего сгорания производятся на следующих планетах:

.

Двигатель внутреннего сгорания


2

Четкое представление о том, как образуются оксиды азота

12 марта 2018 г. — На протяжении десятилетий исследователи внутреннего сгорания и производители двигателей пытались понять, как эти газы образуются во время сгорания, чтобы найти способы их уменьшения. Теперь у исследователей есть …


Простой экономичный ракетный двигатель может сделать более дешевый и легкий космический корабль

Февраль18, 2020 — Исследователи разработали математическую модель, описывающую, как вращаются детонационные двигатели …


Под давлением, нетоксичный солевой пропеллент дает хорошие результаты

18 августа 2020 г. — В небольших космических аппаратах, таких как спутники CubeSat, перспективным является монотопливо на основе соли. Он может использоваться как в химических силовых установках большой тяги для быстрых, чувствительных ко времени маневров, так и …


Новые клапанные технологии обещают более дешевые и экологичные двигатели

Мар.21 февраля 2018 г. — Новые технологии надежно и по доступной цене повышают эффективность двигателей внутреннего сгорания более чем на 10 процентов. Запатентованная система открытия и закрытия клапанов позволила значительно снизить …


Вид изнутри сверхзвукового горения

15 марта 2018 г. — В сверхзвуковых двигателях сложно добиться нужной скорости потока, произвести нужное соотношение испаренного топлива и вызвать воспламенение в нужное время. На вихри действует ударная волна, и…


Новые возможности двигателя ускоряют передовые исследования автомобилей

21 декабря 2020 г. — В поисках усовершенствованных транспортных средств с более высокой энергоэффективностью и сверхнизкими выбросами исследователи ускоряют разработку исследовательского механизма, который дает ученым и инженерам беспрецедентный обзор …


Революционная новая ракетная двигательная установка

30 апреля 2020 г. — Исследователи разработали новую усовершенствованную ракетно-двигательную установку, которая когда-то считалась невозможной.Система, известная как вращающийся детонационный ракетный двигатель, позволит запускать в космос разгонные ракеты …


Научное машинное обучение открывает путь для разработки быстрых ракетных двигателей

16 апреля 2020 г. — Исследователи разрабатывают более быструю методику моделирования для конструкторов ракетных двигателей, чтобы проверить производительность в различных …


Инновационный клапанный механизм экономит 20% топлива

19 августа 2019 г. — Ученые разработали инновационную систему клапанов с электрогидравлическим приводом для двигателей внутреннего сгорания, которая позволяет совершенно бесплатно регулировать ход и синхронизацию, при этом…


Почему импульсные искры способствуют лучшему зажиганию

16 июля 2018 г. — Исследователи изучили механизмы, лежащие в основе средств улучшенного зажигания, помогающих открыть дверь к лучшим характеристикам во всех типах горения …


.

Измерение и анализ горения

  • Продукты
  • Приложения
  • Поддержка
  • О нас
  • Карьера
  • Обучение

EN

Бразилия английский французский язык Немецкий Итальянский русский словенский испанский язык
  • Настройки счета
  • Мои заказы
  • Выход
Результатов не найдено. Все результаты
  • Обзор
  • Системы сбора данных
    • СИРИУС®
    • SIRIUS® XHS
    • SBOX
    • R1DB / R2DB
    • R3
    • R4
    • R8
    • МИНИТАВРЫ
    • DEWE-43A
    • SIRIUS® MINI
  • Надежные системы сбора данных
    • SIRIUS® Водонепроницаемый
    • SBOX Водонепроницаемый
    • КРИПТОН
    • KRYPTON CPU
  • Системы сбора данных и управления
    • R8rt
    • ИОЛИТ
    • ИОЛИТ LX
    • ИОЛИТ
  • Интерфейсы передачи данных, датчики и исполнительные механизмы
    • CAN / CAN FD интерфейсы
    • Устройства GPS и IMU
    • Аэрокосмические интерфейсы
    • Видеокамеры
    • Токовые клещи и преобразователи
    • Акселерометры и датчики угла
    • Вибрационные шейкеры
  • Программное обеспечение DAQ
    • DewesoftX
    • Разработчик
    • Историк
  • Аксессуары
.

Система питания бензинового двигателя: характеристики, особенности, описание, предназначение

Система питания силового агрегата участвует непосредственно в образовании воздушно-топливной смеси. Система питания бензинового двигателя включает в себя достаточное количество элементов, которые имеют разные функции и предназначение.

Виды системы питания бензиновых двигателей

Среди всех возможных бензиновых двигателей различают две основополагающие системы питания силового агрегата — инжекторная и карбюраторная. Первой, оснащаются большинство современных транспортных средств. Вторая, считается морально устаревшей, но по сей день используется при эксплуатации старых автомобилей, таких как ВАЗ, Волги, Газоны и т.д.

Отличаются они пусковым механизмом закачки топлива во впускной коллектор и цилиндры. У карбюраторной системы — эту функцию выполняет карбюратор, а вот в инжекторе — электронная система впрыска топлива при помощи форсунок.

Элементы питания и их функции

Конструктивно сложилось так, что существует стандартный набор элементов топливной системы бензинового силового агрегата. Разницу составляет непосредственно система впрыска топлива в коллектор или цилиндры. Рассмотрим, все элементы инжекторного и карбюраторного моторов.

Топливный бак

Неотъемлемый элемент любого транспортного средства. Именно в нём храниться горючее, которое поступает в камеры сгорания. В зависимости от конструктивных особенностей автомобиля, объём топливного резервуара может быть разный. Изготавливается данный элемент из стали, нержавейки, алюминия или пластика.

Трубопроводы

Топливопроводы служат транспортной системой между топливным баком и системой впрыска. Обычно они изготавливаются из пластика или металла. На старых автомобилях можно встретить их медными. Для соединения с остальными элементами топливной системы могут использоваться переходники, соединители или прочие элементы.

Топливный фильтр

В связи с не особо качественным топливом, для фильтрации используется фильтр горючего. Располагаться этот элемент может в топливном баке, подкапотном пространстве или под автомобилем, вмонтированным в топливопроводы. Для каждой группы автомобилей используется разный элемент.

Каждый производитель автомобилей использует свои фильтры. Они бывают разные за формою и материалом. Наиболее распространенными считаются волокнистые или хлопчатобумажные. Эти элементы наиболее лучше задерживают сторонние элементы и воду, которые засоряют цилиндры и форсунки.

Некоторые автомобилисты устанавливают два разных фильтра в топливную систему для более эффективной защиты. Замену элемента рекомендуется проводить каждое второе техническое обслуживание.

Бензонасос

Бензонасос — это насос прогоняющий топливо по всей системе. Так, они бывают двух типов — электрический и механический. Многие бывалые автолюбители помнят, что на старых «Жигулях» и «Волгах» устанавливались бензонасосы механического действия с лапкой, которой можно было подкачать недостающее топливо для запуска. Располагался этот элемент на блоке цилиндров, зачастую с левой стороны.

Все современные бензиновые силовые агрегаты оснащаются электрическими бензиновыми насосами. Располагаются элементы, зачастую, непосредственно в топливном баке, но бывает и такое, что данный элемент находится в подкапотном пространстве.

Карбюратор

На старых транспортных средствах устанавливались карбюраторы. Это элемент, который при помощи механических действий подавал топливо в камеры сгорания. Для каждого производителя, они имели разную структуру и строение, но принцип работы оставался не сменным.

Наиболее запомнившимися для отечественного автолюбителя, стали карбюраторы ОЗОН и серии К для Жигулей и Волги.

Форсунки

Форсунки — часть топливной системы инжекторного бензинового силового агрегата, который выполняет функцию дозированной подачи бензина в камеры сгорания. По форме и видам, форсунки бывают разные, это индивидуально для каждого автомобиля.

Располагаются эти элементы на топливной рампе. Обслуживание форсунок стоит проводить регулярно, поскольку если они слишком засоряться, их уже вычистить может, не представится возможным и придётся менять детали полностью.

Вывод

Топливная система бензинового автомобиля имеет простую структуру и конструкцию. Так, топливо, которое храниться в баке, при помощи бензонасоса попадает в цилиндры. При этом, оно проходит очистку в фильтре и распределяется при помощи карбюратора или форсунок.

Система питания двигателя трактора

Производительность топливоподкачивающего насоса превышает подачу топлива на режиме максимальной мощности, что обеспечивает циркуляцию его во впускной полости насоса высокого давления и способствует охлаждению деталей насоса и удалению выделяющегося из топлива воздуха. Топливный насос в соответствии с порядком работы цилиндров подает по топливопроводам высокого давления к форсункам одинаковые порции топлива. Форсунки распыливают топливо на мельчайшие частицы, подают его под давлением в камеры сгорания цилиндров, где оно перемешивается с поступающим воздухом.

Топливный насос высокого давления имеет всережимный, механический регулятор частоты вращения коленчатого вала двигателя. Регулятор, воздействуя на механизм управления подачей топливного насоса, в зависимости от нагрузки автоматически поддерживает выбранный трактористом скоростной режим двигателя.

Автоматическая муфта опережения впрыска предназначена для изменения момента начала подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Применение муфты опережения значительно улучшает пусковые качества двигателя и повышает его экономичность на различных скоростных режимах.

Рис. 1. Диаграмма фаз газораспределения: 1 — начало открытия впускного клапана; 2 — конец закрытия впускного клапана; 3 — начало открытия выпускного клапана; 4 — конец закрытия выпускного клапана

Рис. 2. Топливная система двигателя: 1 — топливный бак; 2 — пробка бака; 3 — топливомерная линейка; 4 — фильтр; 5 — спускной кран; б — перегородка; 7 — расходный кран; 8 — ручной топливоподкачивающий насос; 9 — фильтр грубой очистки топлива; 10 — кран системы обогрева; 11 — топ-ливоподкачивающиЛ насос; 12 — автоматическая муфта опережения впрыска топлива; 13 — фильтр тонкой очистки топлива; 14 — топливный насос высокого давления; 15 — форсунки; а — топливопровод высокого давления; б — перепуск и слив топлива; в — топливопровод низкого давления

Ручной топливоподкачивающий насос необходим для прокачивания системы с целью заполнения ее топливом, а также удаления из нее воздуха.

Система очистки воздуха —сухая, двухступенчатая, комбинированная, Очистка и подача воздуха в цилиндры двигателя осуществляются при помощи следующих узлов: турбокомпрессора (рис. 3), воздухозаборника, воздухоочистителей, эжектора, а также соединительных трубопроводов и другой арматуры. Воздух, засасываемый двигателем, поступает через воздухозаборник всасывающей трубы в два параллельно работающих воздухоочистителя I ступени, где проходит предварительную очистку. Эжектор обеспечивает удаление частиц пыли из бункера воздухоочистителя. Окончательная очистка воздуха происходит в воздухоочистителях II ступени. Далее воздух поступает в турбокомпрессор, который под давлением 1,35—1,65 кгс/см2 (135—165 кПа) нагнетает его в цилиндры двигателя.

Рис. 3. Схема системы очистки и подачи воздуха: 1 — турбокомпрессор: 2 — воздухоочиститель II ступени; 3 — воздухозаборник; 4 — воздухоочиститель I ступени; 5 — выхлопная труба; а — атмосферный воздух: б — воздух, очищенный от пыли; в — отработавшие газы

Топливный насос высокого давления. Насос (рис. 4) состоит из насосных элементов, механизма привода плунжеров и механизма регулирования количества подаваемого топлива. Все механизмы расположены в корпусе. Корпус — литой из алюминиевого сплава, имеет восемь вертикальных каналов для размещения насосных элементов, два топливных горизонтальных канала, две опоры для рейки и три опоры для кулачкового вала.

Каждый насосный элемент состоит из двух пар деталей: плунжера со втулкой (гильзой) и нагнетательного клапана с седлом.

Рис. 4. Топливный насос высокого давления: 1 — нижняя крышка; 2 — указатель масла; 3 — крышка; 4 — прокладка крышки; 5 — болт; 6 — тарелка верхняя; 7 — зубчатый венец; 8 — стяжной винт зубчатого венца; 9 — установочный винт; Ю — шайба; 11 — пробка; 12 — ВЕертыш; 13 — шайба; 14 — штуцер; 15 — стяжной болт; 16 — упор клапана; П — шайба ниппеля; 18 — колпачковая гайка; 19 — ниппель; 20 — п[ у-жина клапана; 21 — гайка; 22 — шайба; 23 — нагнетательный клапан; 24 — прокладка; 25 — седло клапана; 26 — втулка плунжера; 27 — корпус насоса; 58 — рейка; 29— стопорный винт; 30, 42, 46 — прокладки; 31 — втулка; 32 — плунжер; 33 — пружина толкателя; 34 — тарелка нижняя; 35 — болт толкателя; 36 — контргайка; 37 — толкатель; 38— ось ролика; 39 — втулка ролика; 40 — ролик толкателя; 41 — стопорный винт; 43 — кулачковый вал; 44 — опора кулачкового вала; 45 — винт; 46 — прокладка

Эти детали тщательно изготовлены, подобраны и индивидуально подогнаны друг к другу. Нагнетательный клапан прижат к седлу пружиной, а седло клапана — к торцовой поверхности втулки штуцером, ввернутым в головку насоса. В гильзе имеются два окна: верхнее (впускное) и нижнее (перепускное), а в плунжере — осевой канал и боковое отверстие, соединяющее надплунжерное пространство с канавкой на плунжере. Кромка канавки имеет спиральную форму и называется отсечной.

Плунжер приводится в движение от кулачкового вала через роликовый толкатель. Пружина через нижнюю тарелку постоянно прижимает толкатель к кулачку. От проворота толкатель фиксируется осью ролика, выступы которой входят в пазы на расточках корпуса насоса. Ролик толкателя имеет «плавающую» втулку. В толкатель ввернут регулировочный болт, который служит для регулировки подачи топлива.

Поворотная втулка имеет пазы для соединения с хвостовиком плунжера. Зубчатый венец закреплен винтом на поворотной втулке и входит в зацепление с зубчатой рейкой. Выступающий из насоса конец рейки защищен колпачком, в который ввернут винт, ограничивающий ход рейки насоса. В головке насоса расположены два канала — подводящий и отводящий, заполненные топливом. Оба канала соединены между собой сверлением, служащим одновременно для выпуска воздуха из системы перед запуском двигателя.

При движении плунжера под действием пружины вниз открывается впускное окно гильзы, и надплунжерное пространство заполняется топливом, поступающим из канала в корпусе. При движении вверх плунжер вытесняет часть топлива обратно в канал. Это продолжается до тех пор, пока торцовая часть плунжера полностью не закроет впускное окно. При дальнейшем движении вверх давление топлива растет и передается нагнетательному клапану. Когда оно превысит усилие пружины, клапан открывается. Топливо под давлением поступает в штуцер и далее по трубопроводу высокого давления к форсунке.

Давление в трубопроводе продолжает расти, и в момент, когда оно на входе в форсунку станет достаточным для подъема ее иглы, топливо впрыскивается форсункой в цилиндр. Нагнетание продолжается до тех пор, пока отсечная кромка плунжера не совместится с перепускным окном гильзы, соединив надплунжерное пространство с отводящим каналом головки. В этот момент происходит отсечка подачи топлива. Давление в надплунжерном пространстве резко падает. Оставшееся в нем топливо перетекает по каналу в плунжере и боковому отверстию в нижнее окно гильзы, а затем отводится в канал головки. Одновременно нагнетательный клапан под действием пружины опускается в свое седло.

Регулятор частоты вращения коленчатого вала двигателя. Регулятор (рис. 5) расположен на заднем торце топливного насоса высокого давления. На конусе кулачкового вала насоса установлена ведущая шестерня. Вращение от вала насоса передается на шестерню через резиновые сухари. Ведомая шестерня выполнена как одно целое с валиком 30 и установлена на двух шарикоподшипниках в стакане. На валик напрессована державка грузов. На осях державки качаются грузы.

Грузы своими роликами упираются в торец муфты, которая через радиальноупорный подшипник и пяту передает усилие грузов силовому рычагу, подвешенному вместе с двуплечим рычагом на оси. Муфта в сборе с упорной пятой одним концом опирается на направляющую поверхность державки, а за второй конец подвешена на серьге, закрепленной на силовом рычаге. Пята регулятора связана общей осью с рычагом рейки, а через тягу — с рейкой топливного насоса. К верхней части рычага рейки присоединена пружина , а в нижнюю часть запрессован палец, который входит в паз кулисы. Вал рычага регулятора жестко связан с рычагом управления и рычагом пружины. За рычаг пружины двуплечий рычаг зацеплена пружина регулятора, усилие которой передается с двуплечего рычага на силовой рычаг через регулировочный винт. На силовом рычаге имеется регулировочный болт, который упирается в вал рычага регулятора. В нижней части силового рычага I находится корректирующее устройство, которое состоит из корректора, пружины, регулировочных шайб, корпуса и стопорного кольца.

Рис. 5. Схема регулятора частоты вращения коленчатого вала двигателя: 1 — рейка топливного насоса; 2 — тяга; 3 — пружина рычага рейки; 4 — болт ограничения максимальной частоты вращения; 5 — рычаг управления регулятором; 6 — болт ограничения минимальной частоты вращения; 7 — крышка смотрового люка; 8 — ось; 9 — двуплечий рычаг; 10 — пружина регулятора; 11 — винт двуплечего рычага; 12 — регулировочный болт; 13 — буферная пружина; 14 — корпус буферной пружины; 15 — серьга; 16 — корректор; 17 — силовой рычаг; 18 — рычаг рейки; 19 — скоба; 20 — винт подрегулировки мощности; 21 — кулиса; 22 — пята; 23 — пробка для слива масла; 24 — муфта; 25 — грузы; 26 — оси грузов; 27 — державка грузов; 28— резиновые сухари; 29 — ведущая шестерня; 30 — валик державки грузов; 31 — стакан; 32 — вал рычага; 33 — рычаг пружины

Подача топлива полностью выключается механизмом останова, состоящим из кулисы, скобы и возвратной пружины, расположенной снаружи регулятора под крышкой. Кулиса соединяется со скобой останова пружиной, которая находится внутри кулисы и предохраняет механизм регулятора от чрезмерных усилий при выключении подачи топлива. Во время работы двигателя кулиса прижата усилием возвратной пружины к регулировочному винту.

Рассмотрим положения деталей при различных режимах работы регулятора.

При пуске двигателя (рис. 6, а) скоба устанавливается в рабочее положение и рейка топливного насоса под действием пружины полностью вдвигается, обеспечивая пусковую подачу топлива. После пуска грузы регулятора под действием центробежных сил расходятся и, преодолевая сопротивление пружин, перемещают муфту с пятой. Рычаг рейки, имея опору в точке А, выдвигает рейку топливного насоса до тех пор, пока не установится подача, необходимая для работы двигателя на холостом ходу.

При работе двигателя под нагрузкой (рис. 6,б) требуемый скоростной режим работы двигателя устанавливается трактористом с помощью рычага управления регулятором. При повороте рычага в сторону топливного насоса в ту же сторону поворачивается и рычаг, растягивая пружину. При этом рейка вдвигается и увеличивается подача топлива. Частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается до тех пор, пока не уравновесятся центробежные силы грузов и усилие пружины, т. е. установится заданный трактористом скоростной режим работы двигателя, соответствующий имеющейся нагрузке. В случае увеличения нагрузки на двигатель при неизменном положении рычага управления частота вращения коленчатого вала уменьшается. Это вызывает снижение центробежных сил грузов и перемещение муфты под действием пружины в сторону насоса, соответствующее увеличению подачи топлива и мощности двигателя.

Увеличение подачи происходит до тех пор, пока болт регулировки подачи не упрется в вал рычага. При дальнейшем уменьшении частоты вращения положение рычага не изменяется. Если нагрузка на двигатель при этом растет, частота вращения коленчатого вала уменьшается, и двигатель может остановиться.

При уменьшении нагрузки и неизменном положении рычага управления происходит обратный процесс. Без нагрузки двигатель развивает максимальную частоту вращения коленчатого вала, если рычаг упирается в болт, а минимальную — при упоре рычага управления в болт.

При работе с корректором (рис. 6, б) уменьшение частоты вращения коленчатого вала под нагрузкой, после того как болт рычага встанет на упор в вал рычага, вызовет дополнительный вдвиг рейки. Мощность двигателя увеличивается. Это происходит за счет перемещения муфты в сторону насоса под действием пружины корректора. Величина этого перемещения зависит от хода корректора (выступания корректора над плоскостью рычага, а начало работы корректора и характер изменения мощности двигателя в зависимости от частоты вращения — от предварительного натяжения пружины и ее жесткости.

Рис. 6. Схема работы регулятора. а — при пуске двигателя; б — при работе под нагрузкой; в — при остановке двигателя

Для остановки двигателя необходимо повернуть скобу в положение, указанное на рис. 6, в. При этом кулиса, поворачиваясь вместе со скобой, увлекает за собой нижний конец рычага рейки. Рычаг рейки поворачивается вокруг оси Б и выдвигает рейку насоса в положение выключенной подачи топлива. После остановки двигателя и перевода скобы в рабочее положение детали регулятора под действием пружины перемещаются в исходное положение (рис. 6, а).

Автоматическая муфта опережения впрыска. На конической поверхности переднего конца кулачкового вала топливного насоса высокого давления при помощи шпонки и кольцевой гайки закреплена ведомая полумуфта (рис. 17).

Ведущая полумуфта устанавливается на ступицу ведомой и может поворачиваться на ней. Зубья ведущей полумуфты входят в прорези текстолитовой шайбы и муфты валика привода насоса, т. е. связывают ведущую полумуфту через шестерни распределения с коленчатым валом двигателя.

Вращение с ведущей полумуфты на ведомую передается через два груза. Грузы качаются на двух осях, запрессованных в ведомую полумуфту, в плоскости, перпендикулярной оси вращения муфты. Пальцы ведущей полумуфты упираются в профильные выступы на грузах и прижимаются к ним усилием двух пружин. Каждая из них установлена между осью и пальцем и упирается в площадки на пальце и оси. Усилие пружины стремится удержать грузы на упоре во втулку ведущей полумуфты. Весь механизм муфты закрыт корпусом, который навернут на резьбовую наружную поверхность ведомой полумуфты.

Рис. 7. Автоматическая муфта опережения впрыска топлива: 1 — ведомая полумуфта; 2 — ось грузов; 3 — уплотнительное кольцо; 4 — пружина; 5 — ведущая полумуфта; 6 — винт; 7 — втулка ведущей полумуфты; 8 — сальник; 9 — гайка крепления муфты; 10 — сальник; 11 — корпус; 12 — груз; 13 — пружинная шайба; 14 — шпонка; 15 — кулачковый вал топливного насоса

При вращении муфты под действием центробежной силы грузы расходятся, вследствии чего ведомая полумуфта поворачивается относительно ведущей в направлении движения кулачкового вала насоса, что вызывает увеличение угла опережения подачи топлива.

При уменьшении частоты вращения коленчатого вала, а следовательно, и вала топливного насоса грузы сходятся. Пружина поворачивает совместно с валиком насоса ведомую полумуфту относительно веду-ей полу муфты в сторону, противоположную вращению, что вызывает Шменьшение угла опережения впрыска топлива.

Топливоподкачивающий насос. Насос (рис. 8, а) состоит из корпуса поршня, пружин, штока, толкателя, всасывающего нагнетательного клапанов, ручного насоса. Топливоподкачиваю-щий насос крепится на боковой стенке топливного насоса высокого давления и приводится во вращение от эксцентрика кулачкового вала.

Привод поршня осуществляется толкателем через шток. Ролик толкателя вращается на плавающей оси, застопоренной двумя сухарями от продольного перемещения. Пружина прижимает толкатель к эксцентрику и упирается во втулку. В направляющей втулке перемещается шток. Шток и втулка являются прецизионной парой, которая исключает попадание топлива в корпус топливного насоса.

При работе топливоподкачивающего насоса (рис. 8, б) поршень совершает два хода: подготовительный и рабочий.

Во время подготовительного хода эксцентрик вала топливного насоса перемещает поршень вверх. Пружина сжимается. Топливо из полости через открытый нагнетательный клапан и канал III нагнетается в полость II под поршнем. Всасывающий клапан закрывается.

При рабочем ходе выступающая часть эксцентрика отходит от толкателя. Под действием сжатой пружины поршень перемещается в сторону полости II. В полости I создается разрежение, и она заполняется новой порцией топлива, а в полости// — давление, под действием которого топливо через канал III поступает к топливному фильтру тонкой очистки и далее к топливному насосу высокого давления. Если сопротивление фильтров увеличивается, то возрастает противодавление топлива в нагнетательной полости насоса. В результате этого пружина не может вернуть поршень в прежнее положение, уменьшается рабочий ход, а следовательно, и количество подаваемого топлива.

В правый вертикальный канал корпуса топливоподкачивающего насоса вворачивается корпус цилиндра ручного насоса. Подкачивающий насос с ручным приводом используется для удаления воздуха из топливной системы перед пуском двигателя, а также для заполнения топливом всей магистрали при техническом обслуживании топливной аппаратуры.

При ходе поршня ручного насоса вверх открывается всасывающий клапан и полость VI заполняется топливом. При этом нагнетательный клапан закрыт. При обратном ходе поршня нагнетательный клапан открывается, и топливо поступает в топливный фильтр тонкой очистки. При этом всасывающий клапан закрыт.

Ручной топливоподкачивающий насос. Насос (рис. 9, а) мембранного типа. Состоит из корпуса, крышки, мембраны, клапанов, рычага и рукоятки. Края мембраны зажаты между корпусом и крышкой, стянутых болтами. Центральная часть мембраны с двумя тарелками и прокладкой прижата к бурту головки болта гайкой. Хвостовик болта шариирно соединен с двуплечим рычагом, установленным в крышке насоса на оси. Рукоятка введена в зацепление с рычагом при помощи зубчатого соединения, позволяющего изменять угол между ними. В корпусе насоса имеются три гнезда для размещения клапанов и три канала.

Рис. 8. Топливоподкачивающий насос (о) и схема его работы (б): 1 — корпус; 2 — поршень; 3 — пру жина поршня; 4 — уплотнительна шайба; 5 — пробка; 6 — втулка штока: 7 — шток толкателя; 8 — пружина толкателя; 9 — толкатель поршня; 10 — стопорное кольцо толкателя; 11 — сухарь толкателя; 12 — ось ролика; 13 — ролик толкателя; 14 — нагнетательный клапан; 15 — пружина; 16 — уплотнительная шайба; 17 — пробка; 18 — корпус цилиндра ручного насоса; 19 — цилиндр ручного насоса; 20 — поршень ручного насоса; 21 — шток поршня; 22 — рукоятка; 23 — прокладка; 24 — втулка цилинд ра ручного насоса; 25 — всасывающие клапан насоса; 26 — седло клапана; 27 — эксцентрик кулачкового вала; I, II, VI — полости; III — канал: IV, V — трубопроводы

Рис. 9. Ручной топливоподкачивающий насос (а) и схема его работы (б): 1 — корпус: 2, 11, 22 — кольца; 3, 12, 21 — корпус клапана; 4 — всасывающий клапан; 5, 14, 20 — тарелка клапана; 6, 17, 23 — стопорное кольцо; 7 — болт мембраны; 8 — прокладка тарелки; 9, 37 — тарелка; 10 — мембрана; 13, 39 — пружинодержатель

При прокачивании топливной системы ручным топливоподкачи-вающим насосом мембрана перемещается в сторону крышки. В полости II образуется разрежение, под влиянием которого открывается всасывающий клапан, и топливо засасывается из канала I в полость II. Нагнетательный клапан закрыт. При обратном ходе мембраны этот клапан открывается, и топливо из полости II нагнетается в канал III и далее к фильтру грубой очистки. При этом всасывающий клапан закрыт.

С повышением давления в канале III на 0,6—0,8 кгс/см2 (60—80 кПа) включается в работу редукционный клапан, и часть топлива из канала III через каналы IV и I поступает в полость II.

При работе двигателя под влиянием разрежения, создаваемого топливоподкачивающим насосом, открываются клапаны, и топливо из канала I поступает в канал III через полость II.

Форсунка. Форсунка (рис. 10) закрытого типа. Все детали находятся в корпусе. К нижнему торцу корпуса форсунки присоединен гайкой корпус распылителя, внутри которого находится запорная игла. Игла и корпус распылителя составляют прецизионную пару.

Распылитель имеет четыре сопловых отверстия и фиксируется относительно корпуса двумя штифтами. Для прохода топлива на верхнем торце корпуса распылителя имеется кольцевая проточка, соединенная наклонными каналами с полостью между иглой и корпусом распылителя.

Нижний конец штанги с шариком упирается в хвостовик иглы распылителя. Сверху на штангу напрессована тарелка, в которую упирается пружина. Усилие предварительной затяжки пружины регулируется винтом, ввернутым в гайку пружины, которая фиксируется контргайкой. На гайку пружины навернут колпак с уплотнительной шайбой.

Топливо к форсунке подводится через штуцер, в который запрессована втулка, поджимающая сетчатый фильтр. Топливо, просочившееся через зазор между иглой и корпусом распылителя, отводится из форсунки через отверстия в регулировочном винте и колпаке.

Форсунка устанавливается в латунный стакан головки цилиндров и крепится скобой, лапки которой упираются на буртик колпака форсунки. Под торец гайки распылителя подкладывается медная гофрированная шайба, предотвращающая прорыв газов. Штуцер форсунки в пазу головки цилиндров уплотняется резиновым уплотнителем.

Топливо из насоса по трубопроводу поступает под давлением в наклонный канал корпуса распылителя и далее в полость между иглой и корпусом. Когда давление топлива, действующее на коническую поверхность иглы, достигает величины, достаточной для преодоления силы пружины, игла приподнимается, и топливо под давлением поступает через сопловые отверстия корпуса распылителя в камеру сгорания. После отсечки подачи топлива плунжером внутреннюю полость корпуса. Примеси осаждаются на наружной поверхности элемента. По выходному каналу очищенное топливо поступает к подкачивающему насосу. Для слива топлива служит пробка. Отверстие в крышке, закрытое пробкой, служит для выпуска воздуха из фильтра при заполнении его топливом.

Рис. 10. Форсунка; 1 — корпус форсунки; 2 — гайка распылителя; 3 — корпус распылителя; 4 — игла распылителя; 5 — шайба; б — штифт; 7 — штанга; 8 — тарелка пружины; 9 — пружина; 10 — регулировочный винт; 11 — гайка пружины; 12 — контргайка; 13 — колпак: 14 — шайба; 15 — штуцер; 16 — втулка; 17 — фильтр; 18 — уплотнитель штуцера; 19 — шарик

Топливные фильтры. Фильтр грубой очистки (рис. 11) состоит из корпуса, в котором на специальной розетке установлен фильтрующий элемент. Элемент представляет собой металлический каркас, на который навит хлопковый шнур. Фильтрующий элемент плотно зажимается торцами между крышкой и основанием корпуса. В крышке имеются сверления для входа и выхода топлива.

Топливо поступает через входное отверстие в корпус фильтра. Проходя через фильтрующий элемент, очищается и поступает во

Фильтр тонкой очистки топлива (рис. 12) состоит из корпуса с приваренным к нему металлическим стержнем, крышки и фильтрующего элемента. Элемент состоит из металлического каркаса, на котором сформирована фильтрующая масса.

Рис. 11. Фильтр грубой очистки топлива: 1 — пружинная шайба; 2 — болт; 3, 6 — прокладки; 4 — пробка; 5 — крышка; 7 — корпус; У — фильтрующий элемент; 9 — сливная пробка

Уплотнение между корпусом и крышкой обеспечивается прокладкой.

В крышке имеются три канала: для подвода топлива, выхода топлива и канал для слива топлива и удаления воздуха, попавшего в систему. В сливной канал ввернут жиклер.

Топливо поступает по входному каналу в корпус фильтра, проходит фильтрующий элемент и по выходному каналу поступает к топливному насосу высокого давления. Для слива топлива имеется сливная пробка, ввернутая в стержень корпуса.

Турбокомпрессор. Привод турбокомпрессора осуществляется за счет энергии отработавших газов двигателя. Турбокомпрессор состоит из одноступенчатого компрессора центробежного типа и радиальной центростремительной турбины. Компрессор и турбина имеют общие подшипниковый узел и вал ротора.

Основными деталями компрессора являются корпус, диффузор, крышка корпуса, колесо.

Корпус компрессора изготовлен из алюминиевого сплава в виде двух полуулиток — воздухосборников. Выходные патрубки соединены с впускными коллектора-М11 К торцу корпуса компрессора крепится подводящий патрубок с защитной сеткой.

Колесо компрессора — полуоткрытого типа с радиальными лопатками, отлито из алюминиевого сплава. Оно напрессовано на вал, зафиксировано призматической шпонкой и закреплено гайкой. Лопаточный диффузор установлен между корпусом и крышкой компрессора.

Основными деталями турбины являются корпус, колесо, сопловой венец, проставка корпуса и внутренний экран.

Корпус турбины изготовлен из жаропрочного чугуна. Рабочее колесо — полуоткрытого типа с радиальными лопатками, отлито из жаропрочного сплава. Колесо напрессовано на хвостовик вала и зафиксировано на нем штифтом. Сопловой венец запрессован в корпус турбины.

Подшипниковый узел состоит из корпуса, крышки корпуса, маслоотражателя, упорного фланца, упорной втулки и втулки.

Корпус подшипников имеет два фланца для соединения с корпусом турбины и крышкой корпуса компрессора, гнезда для установки и крепления крышки и упорного фланца, осевые расточки для установки бронзовых втулок, шайб и упорных колец.

В маслоотражателе имеются две кольцевые канавки для установки чугунных уплотнительных колец. На валу ротора напрессована стальная упорная втулка, которая в паре с бронзовым упорным фланцем является упорным подшипником ротора.

Воздухоочистители. Воздухоочиститель I ступени состоит из корпуса, в котором установлены трубы. В них находятся направляющие спирали (циклоны).

Рис. 12. Фильтр тонкой очистки топлива: 1 — сливная пробка; 2, 5, 9, 12, 15, 16 — прокладки; 3 — пружина; 4 — шайба; 6 — фильтрующий элемент; 7 — корпус; 8 — стержень; 10 — крышка; 11 — коническая пробка; 13 — жиклёр; 14 — болт

Воздух проходит между трубами и направляющими спиралями и получает вращательное движение. Частицы пыли под действием центробежных сил отделяются, от воздуха и опускаются вниз. На конической части циклонов скорость вращения частиц пыли увели чивается, и они, опускаясь, попадают в бункер. Под действием разрежения, создаваемого эжектором, частицы пыли выбрасываются из бункера вместе с отработавшими газами в выхлопную трубу.

Воздухоочиститель II ступени состоит из касет в виде гофрированных цилиндров из высокопористого картона, размещенных в корпусе. При прохождении воздуха через картон осуществляется окончательная очистка его от пыли.

Рис. 13. Воздухоочиститель II ступени: 1 — стяжка; 2 — корпус; 3,4 — кассеты; 5 — шпилька; 6 — диафрагма;, 7,8— прокладки; 9 — поддон

система питания двигателя, основные типы двс, система питания двигателя, принцип работы системы

Любой автомобиль состоит из многочисленных систем и агрегатов, в число которых входит и «сердце» авто – двигатель внутреннего сгорания. Чаще всего на автомобилях устанавливают именно ДВС, несмотря на то, что данные моторы относительно несовершенны, в частности они довольно шумные, обладают несколько меньшим ресурсом в отличите от некоторые других типов двигателей, а также оказывают негативное воздействие на окружающую среду своими выбросами.

ДВС созданы для преобразования химической энергии топлива, в качестве которой обычно выступает углеводородное топливо (оно может быть жидким или газообразным), что сгорает в рабочей зоне, в механическую работу.


Основные типы ДВС

Существует несколько основных типов ДВС. Так, есть поршневые двигатели, которые, в свою очередь, тоже подразделяются на несколько видов. У поршневых ДВС в качестве камеры сгорания используется цилиндр – именно тут тепловая энергия топлива преобразуется в механическую энергию, а она потом превращается во вращательную. Поршневые двигатели могут быть бензиновыми, дизельными, газовыми и газодизельными.

Помимо поршневых двигателей, существуют роторно-поршневые и газотурбинные ДВС. Интерес представляет ДВС с впрыском воды – это комбинированный двигатель, в котором совмещены поршневая и лопаточная машины. Ещё один вид ДВС – RCV, у которого система газораспределения реализована за счёт вращения цилиндра.

Одним из недостатков ДВС является то, что данный тип мотора способен производить высокую мощность только в узком диапазоне оборотов. Именно поэтому неотъемлемыми «атрибутами» ДВС являются трансмиссия и стартёр. Тем не менее, как уже упоминалось выше, ДВС являются одними из наиболее часто используемых двигателей.


Как правило, в автомобилях используют четырёхтактовые ДВС, получившие такое название потому, что их работу можно разделить на четыре равные по времени части.

Двигатель состоит из различных механизмов и систем, в том числе и системы питания двигателя.

Система питания двигателя

Для чего вообще нужна система питания двигателя? Она отвечает за подачу топлива из бака, фильтрацию, образование горючей смеси, а также подачу последней в цилиндры. В уже прошедшем столетии наиболее часто используемой была карбюраторная система подачи смеси топлива. Потом появилась улучшенная система питания двигателя, при которой смесь топлива подаётся впрыском с помощью одной форсунки – благодаря этому производители смогли сократить расход топлива. Однако сейчас обычно применяется инжекторная система подачи топлива, которая предусматривает подачу топлива под давлением непосредственно в впускной коллектор.

Перечисленные выше системы питания двигателя похожи – различаются же они способами смесеобразования. В целом, в топливной системе присутствует топливный бак, где хранится топливо, — это компактная ёмкость, у которой имеется устройство забора топлива, то есть насос, в редких случаях могут присутствовать и грубые элементы фильтрации.

Также в системе питания двигателя есть топливопроводы – это комплекс трубок и шлангов, которые нужны для того, чтобы переместить топливо к устройству смесеобразования. В качестве устройства смесеобразования может выступать карбюратор, моновпрыск или инжектор – данное устройство необходимо для соединения самого топлива с воздухом. У инжекторных систем питания двигателей имеется и блок управления инжектором, который представляет собой электронное устройство, назначение которого – управление работой топливных форсунок, а также датчиков контроля с клапанами отсечки.


Чтобы топливо поступило в топливопровод, необходим так называемый топливный насос (как правило, используется погружной насос). Это электродвигатель, который соединён с жидкостным насосом. Стоит отметить, что иногда топливный насос крепится к самому двигателю (по крайней мере, в более старых моделях) и приводится в действие с помощью вращения промежуточного вала.

Наконец, в систему питания двигателя могут входить дополнительные элементы как тонкой, так и грубой очистки, а устанавливаются они в цепь подачи топлива.


Принцип работы системы питания двигателя

Как именно работает система питания двигателя? Сначала в движение приходит насос – он высасывает топливо из бака и передаёт его в устройство смесеобразования по топливопроводу, где установлены фильтры очистки, благодаря чему в устройство смесеобразования топливо поступает очищенным.

В карбюраторе топливо начинает свой путь в поплавковой камере, откуда оно впоследствии поступает в камеру смесеобразования через калиброванные жиклеры. Там оно смешивается с воздухом, а затем поступает в впускной коллектор, проходя через дроссельную заслонку. Через некоторое время впускной клапан открывается, и топливо подаётся в цилиндр.

Немного иной принцип работы у системы моновпрыска – здесь топливо сначала подаётся на форсунку, управляемую электронным блоком. В камеру смесеобразования топливо попадает после открытия форсунка, что происходит в определённый срок. В камере смесеобразования, как и в карбюраторной системе, происходит смешение топлива с воздухом, а остальные процессы те же, что и в карбюраторе.


В инжекторной системе питания двигателя, как и в предыдущей, топливо поступает к форсункам – ими управляет блок управления. Форсунки соединяются между собой при помощи топливопровода, при этом в нём всегда есть топливо. Отметим, что в топливных системах имеется также и обратный топливопровод, благодаря которому излишки топлива сливаются в бак.

Если же сравнивать систему питания двигателя, работающего на дизеле, с бензиновой, то можно сказать, что они очень похожи. Однако в системе питания дизельного двигателя впрыск топлива осуществляется сразу в камеру сгорания цилиндра, и смесеобразование происходит непосредственно в цилиндре. Подача топлива в данной системе происходит под большим давлением, для чего используется насос высокого давления.

Система питания двигателя: устройство и техническое обслуживание

Двигатель является сердцем автомобиля. Именно ДВС вырабатывают крутящий момент, который есть не что иное, как первоисточник всех механических, а также электрических процессов, проходящих в автомобиле. Но двигатель не способен существовать без сопутствующих систем – это смазочная система, охлаждающая, выпуск отработанных газов, а также система питания. Именно последняя снабжает двигатель жидким топливом. Это может быть бензин, спирт, дизельное топливо, сжиженный газ, метан. Двигатели бывают разные, и питаются они тоже по-разному. Рассмотрим основные типы систем.

Устройство и функции

Любые автомобили имеют определенный запас хода. Это расстояние, которое машина способна проехать на полном баке без необходимости дозаправки. На это расстояние влияют сезонные факторы, погода, условия движения, тип дорожного покрытия, загруженность авто, манера вождения водителя. Главную роль в «аппетитах» машины играет система питания, а также правильность ее работы.

Можно выделить несколько основных функций этой системы. Вне зависимости от типа двигателя эта система выполняет функцию подачи, очистки и хранения горючего, очистки воздуха. Также она выполняет приготовление топливной смеси и подает ее в камеры сгорания.

Классическая система питания в автомобиле представляет собой несколько элементов. Это топливный бак – в нем хранится горючее. Насос необходим для создания давления в системе, а также для подачи бензина в принудительном порядке. Чтобы топливо могло добраться от бака к двигателю, в системе имеется топливопровод. Это металлические или пластиковые трубки, а также шланги из специальной резины. Еще система включает в себя фильтры – они очищают бензин.

Воздушный фильтр – это также часть любой топливной системы. Специальное устройство смешивает воздух и горючее в определенной пропорции.

Базовый принцип действия

Устройство системы питания двигателя в целом достаточно простое. Принцип действия также прост. Топливный насос подает бензин из бака. Предварительно жидкость проходит через несколько фильтров, а затем попадает на устройство, которое готовит смесь. Далее бензин попадает в цилиндры – в разных системах это осуществляется различными способами.

Виды систем

Среди основных видов топлива можно выделить бензин, дизель, а также сжиженный или природный газ. Соответственно, двигатель может быть бензиновым, дизельным или работающим на газу.

Среди специалистов признана типология автомобильных систем питания по способу подачи и по методу приготовления смеси. По данной классификации различают карбюраторные системы и впрысковые. Это моноинжектор и инжектор.

Карбюраторные

Система питания карбюраторного двигателя имеет достаточно простое устройство. В ней есть все вышеперечисленные элементы, и работает она примерно так, как уже описано выше. В качестве устройства, которое готовит смесь, в данном случае используется карбюратор.

Последний представляет собой достаточно сложный агрегат. Он служит для смешивания бензина с воздухом в определенных пропорциях. В истории автомобилестроения было много моделей и видов карбюраторов. Но наибольшей популярностью пользуются модели поплавкового типа со всасывающим принципом работы. Это многочисленные “Озоны”, “Солексы”, “Веберы” и другие.

Схема карбюратора следующая. Естественно, это принципиальное устройство. Все карбюраторы конструктивно отличаются друг от друга.

Агрегат состоит из поплавковой камеры и одного или двух поплавков. Внутрь данной камеры через игольчатый клапан подается топливо. Но это еще не все. Также в устройстве карбюратора имеются смесительные камеры. Их может быть одна или две. Существуют модели, где смесительных камер четыре и более. Здесь же имеется диффузор и распылитель. Поплавковые карбюраторы также оснащены воздушной и дроссельной заслонками. Карбюраторы изготавливают посредством литья. Внутри имеются каналы для прохода топлива и воздуха. В них установлены специальные дозирующие элементы – жиклеры.

Схема работы здесь пассивная. Когда поршень двигателя на такте впуска, в цилиндре создается разрежение. За счет разряжения в цилиндр поступает воздух. Последний проходит через фильтр, а также соответствующие жиклеры карбюратора. Далее в смесительной камере и диффузорах горючее, которое подается из распылителя, разбивается потоком воздуха на мелкие фракции. После этого оно смешивается с воздухом. Затем через впускной коллектор смесь подается в цилиндр.

Несмотря на то что карбюраторные двигатели считаются устаревшими, их еще очень активно используют. Некоторые энтузиасты дорабатывают или изобретают новые модели.

Впрысковые системы

Двигатели развивались, вместе с ними совершенствовались и системы питания. Вместо карбюраторов инженеры изобрели системы одноточечного и многоточечного впрыска. Работа системы питания двигателя такого типа уже заметно сложней. Но не всегда они более надежны.

Моновпрыск

Это не совсем инжектор. Это скорее карбюратор с форсункой и несколькими датчиками. Разница в том, что горючее во впускной коллектор подается не за счет разрежения, а посредством впрыска посредством форсунки – она одна на всей системе. Процессом управляет электроника – она получает информацию от двух-трех датчиков и на основании этого дозирует количество бензина.

Система проста – и это главный аргумент против карбюраторных аналогов. В топливной системе давление низкое, а это позволяет применять обыкновенные электрические бензонасосы. Управление через ЭБУ дает возможность вести постоянный контроль за количеством бензина и сохранять стехиометрическую смесь.

Электроника работает с несколькими датчиками. Это механизм, контролирующий угол открытия дроссельной заслонки, датчик положения коленчатого вала, лямбда-зонд, регулятор давления. В некоторых моделях имеется и регулятор холостого хода.

Эта система питания бензинового двигателя по информации от датчиков посылает сигнал, который открывает форсунку. Несмотря на то, что моновпрыск управляет электроникой, а устройство его достаточно простое, с ними бывает масса сложностей. Часто владельцы автомобилей сталкиваются с перерасходом горючего, с рывками автомобиля, с провалами. Нередко из-за того, что большинство таких систем очень старые, трудно отыскать запчасти и ремкомплекты к ним. Поэтому часто владельцы вынуждены возвращаться технологически назад и устанавливать карбюраторы, где электроники нет.

Даже качественное обслуживание системы питания двигателя этого типа часто не приносит результата. Ввиду возраста, низкого качества бензина эти системы имеют слабую жизнеспособность.

Системы распределенного и непосредственного впрыска

Чтобы реализовать данную систему, инженерам пришлось отказаться от одной форсунки и использовать отдельную для каждого цилиндра. Чтобы топливо распылялось качественно и смешивалось с воздухом в правильной пропорции, давление в системе повысили. Форсунки устанавливаются в коллектор после дроссельной заслонки, а направлены они к впускным клапанам.

Даная система питания инжекторного двигателя работает под управлением электроники. Здесь наблюдается базовый набор датчиков, как и в моновпрыске. Но есть и другие. Например, датчик массового расхода воздуха, детонации и температуры в коллекторах. Нажимая на педаль газа, водитель подает в систему воздух. ЭБУ за счет информации от датчиков открывает форсунки. ЭБУ также определяет количество, интенсивность и число циклов, которые произойдут за один впрыск.

Дизельные ДВС

Принцип работы дизельных ДВС стоит объяснить отдельно. Здесь тоже имеются форсунки. А дизельное топливо распыляется в цилиндры. В камерах сгорания осуществляется процесс образования смеси, где она затем воспламенится. В отличие от бензинового двигателя, в дизельном смесь горит не от искры, а от сжатия и высоких температур. Это и есть главная особенность данных ДВС. Таким образом достигается высокий крутящий момент и топливная экономичность. Обычно такие двигателя имеют малый расход топлива, а также высокую степень компрессии (данный параметр достигает 20-25 единиц). Если данный показатель будет ниже, мотор просто не заведется. В то же время бензиновый мотор может завестись даже с малой компрессией в восемь и менее единиц. Система питания дизельного двигателя может быть представлена в нескольких видах. Это непосредственный впрыск, вихрекамерный, предкамерный.

Вихрекамерные и предкамерные варианты подают горючее в специальную емкость в цилиндре, где она частично загорается. Затем порция топлива отправляется в основной цилиндр. В цилиндре горящий дизель смешивается с воздухом и догорает. Что касается непосредственного впрыска, то здесь топливо сразу же доставляется в цилиндр и затем смешивается с воздухом. Давление в топливной рампе может достигать двухсот и более бар. В это же время у бензиновых ДВС показатель — не более четырех.

Неисправности

В процессе эксплуатации автомобиля система подачи топлива работает под нагрузкой, которая может привести к нестабильному поведению машины или выходу из строя различных элементов топливной системы.

Недостаточно топлива

Это случается из-за некачественного горючего, длительного срока эксплуатации, воздействия среды. Все эти факторы ведут к загрязнениям в топливопроводе, в баках, в фильтрах. Также в случае с карбюраторами забиваются отверстия для подачи бензина. Нередко топливо не подается по причине поломки насоса. На машинах с моновпрыском могут быть сбои из-за электроники.

Для стабильной работы ДВС требуется регулярное техническое обслуживание системы питания двигателя. Оно подразумевает промывку форсунок, промывку моновпрыска или карбюратора. Необходимо периодически менять фильтры, а также ремкомплекты карбюратора.

Потеря мощности

Эта неисправность топливной системы связана с нарушением пропорций смеси, которая подается в камеры сгорания. В инжекторных машинах это случается по причине выхода из строя лямбда-зонда.

В карбюраторе может быть из-за неверно подобранных жиклеров. В результате двигатель работает на слишком богатой смеси.

Заключение

Существуют и другие неисправности топливной системы. Но в большинстве случаев они связаны и с иными системами в автомобиле. При должном обслуживании и замене фильтров современный двигатель не доставит владельцу проблем, конечно, если это не старый моновпрыск.

Глава 6.8 Система питания топливом автомобиля КамАЗ-740

6.8 СИСТЕМА ПИТАНИЯ ТОПЛИВОМ

Система питания топливом обеспечивает фильтрацию топлива и равномерное рас­пределение его по цилиндрам двигателя дозированными порциями в строго определенные моменты.

На двигателе применена система питания топливом разделенного типа, состоящая из топливного бака, топливопроводов низкого давления, фильтров грубой и тонкой очистки то­плива, топливопрокачивающего и топливоподкачивающего насосов, топливного насоса вы­сокого давления (ТНВД) с электромагнитом останова, топливопроводов высокого давления, форсунок, электромагнитного клапана и штифтовых свечей электрофакельного устройства (ЭФУ).

Топливный бак, фильтр грубой очистки топлива и топливопрокачивающий насос должны быть установлены на изделии, на котором применяется двигатель, все остальные элементы системы питания установлены непосредственно на двигателе.

Схема системы питания двигателя топливом показана на рисунке 42.

Рисунок 42. Система питания двигателя топливом:
1 — 8 — топливопроводы высокого давления; 9 — трубка топливная дренажная форсунок левых головок; 10 — форсунка; 11 — трубка топливная дренажная форсунок правых головок; 12 — трубка топливная отводящая ТНВД; 13 — трубка топливная отводящая; 14 — трубка топливная подводящая ТНВД; 15 — клапан электромагнитный ЭФУ; 16 — фильтр тонкой очистки топлива; 17 — свеча ЭФУ; 18 — насос топливоподкачивающий; 19 — трубка топливная к электромагнитному клапану; 20 — трубка топливная от электромагнитного клапана к свечам ЭФУ; 21 — ТНВД; 22 — тройник; 23 — клапан; 24 — клапан перепускной ТНВД; 25 — цилиндр пневматический останова двигателя; 26 — топливный бак; 27 — заправочная горловина с сетчатым фильтром; 28 — топливозаборная трубка с сетчатым фильтром; 29 — фильтр грубой очистки толлива; 30 — топливопрокачивающий насос.

Топливо из топливного бака 26 через фильтр грубой очистки 29 и топливопрокачи­вающий насос 30 подаётся топливоподкачивающим насосом 18, по топливной трубке 13 в фильтр тонкой очистки 16. Из фильтра тонкой очистки, по топливной трубке низкого давле­ния 14 топливо поступает в ТНВД 21, который в соответствии с порядком работы цилиндров распределяет топливо по топливопроводам 1-8 высокого давления к форсункам 10. Форсун­ки впрыскивают топливо в камеры сгорания. Избыточное топливо, а вместе с ним попавший в систему воздух через перепускной клапан 24 и клапан 23 отводится в топливный бак.

Форсунка типа 273 закрытой конструкции, с пятью распиливающими отверстиями и гидравлическим управлением подъема иглы распылителя показана на рисунке 43. Все детали форсунки собраны в корпусе 6. К нижнему торцу корпуса форсунки гайкой 2 через простав­ку 3 прижат корпус 1 распылителя, внутри которого находится игла 12. Корпус и игла рас­пылителя составляют прецизионную пару. Угловая фиксация корпуса распылителя относи­тельно проставки и проставки относительно корпуса форсунки осуществлена штифтами 4. На верхний конец иглы распылителя через штангу 5 оказывает давление пружина 11. Необ­ходимое натяжение этой пружины осуществляется набором регулировочных шайб 9, 10, ус­танавливаемых между пружиной и торцом внутренней полости корпуса форсунки.

Топливо к форсунке подается под высоким давлением через штуцер 8 со встроенным в него щелевым фильтром 13, далее по каналам корпуса 6. проставки 3 и корпуса распылителя 1 — в полость между корпусом распылителя и иглой 12 и, поднимая её, впрыскивается в ци­линдр двигателя.

Просочившееся через зазор между иглой и корпусом распылителя топливо отводится по каналам в корпусе форсунки и сливается в бак через дренажные трубки 9 и 11, показан­ные на рисунке 42. Форсунка установлена в головке цилиндра, зафиксирована скобами, ко­торые закреплены гайкой. Торец гайки распылителя уплотнен от прорыва газов гофрирован­ной медной прокладкой. Уплотнительное кольцо 7 (рисунок 43) предохраняет от попадания пыли и жидкостей полость между форсункой и головкой цилиндра.

Рисунок 43. Форсунка:
1 — корпус распылителя; 2 — гайка распылителя; 3 — проставка; 4 — штифты; 5 — штанга форсунки; 6 — корпус форсунки; 7 — уплотнительное кольцо; 8 — штуцер форсунки; 9, 10 — регулировочные шайбы; 11 — пружина форсунки; 12 — игла распылителя; 13 — щелевой фильтр.

ВНИМАНИЕ!

Проверку и регулировку форсунок, а также замену распылителей необходимо прово­дить в специализированной мастерской.

Категорически запрещается установка форсунок других моделей, кроме указанных в инструкции, ввиду возможности выхода из строя двигателя.

Топливный насос высокого давления (рисунок 44), предназначен для подачи в ци­линдры двигателя в определенные моменты строго дозированных порций топлива под высо­ким давлением.

Рисунок 44. Топливный насос высокого давления (ТНВД 337-20) с топливоподкачивающим насосом:
1 — корпус ТНВД; 2 — толкатель; 3 — пружина толкателя; 4 — поворотная втулка; 5 — рейка; 6 — корпус секции ТНВД; 7 — плунжер; 8 — втулка плунжера; 9 — кольцо уплотнительное; 10 — седло нагнетательного клапана; 11 — клапан нагнетательный; 12 — штуцер; 13 — насос топливоподкачивающий; 14 — сухарь; 15 — толкатель; 16 — шестерня регулятора ведущая; 17 — сухарь ведущей шестерни; 18 — фланец ведущей шестерни; 19 — эксцентрик топливоподкачивающего насоса; 20 — крышка регулятора задняя; 21 — крышка регулятора промежуточная; 22 — подшипник шестерни регулятора промежуточный; 23 — винт регулировки цикловой подачи топлива; 24 — корректор подачи топлива по давлению наддувочного воздуха; 25 — подшипник крышки регулятора; 26,44 — регулировочные прокладки; 27 — подшипник державки грузов; 28 — державка грузов; 29 — ось грузов; 30- упорный подшипник муфты регулятора; 31 — груз; 32 — муфта регулятора; 33 — возвратная пружина рычага останова; 34 — палец; 35 — прямой корректор; 36 — верхняя крышка регулятора; 37 — рычаг пружины регулятора; 38 — перепускной клапан; 39 — пробка рейки; 40 — втулка рейки; 41 — манжета; 42 — фланец ведомой полумуфты; 43 — полумуфта ведомая; 45 — подшипник кулачкового вала; 46 — кулачковый вал; 47 — втулка штока; 48 — шток толкателя; 49 — ролик.

На двигатель автомобильной комплектации устанавливается ТНВД модели 337-20 со всережимным регулятором.

На двигатель автобусной комплектации устанавливается ТНВД модели 337-71 с двух­режимным регулятором.

Диаметр плунжера ТНВД -11 мм, ход плунжера -13 мм, нагнетательный клапан — грибковый, перьевой диаметром 7 мм без разгрузки.

В корпусе ТНВД 1 установлены восемь секций, состоящих из корпуса 6, втулки плун­жера 8, плунжера 7, поворотной втулки 4, нагнетательного клапана 11 с седлом 10, прижа­тым к втулке плунжера штуцером 12. Плунжер совершает возвратно-поступательное движе­ние под действием кулачка вала 46 и пружины 3 толкателя. Толкатель 2 от проворачивания в корпусе зафиксирован сухарём 14. Кулачковый вал вращается в роликовых подшипниках 45. Наружные обоймы подшипников установлены в запрессованные в корпус насоса стальные кольца. От осевого перемещения кулачковый вал зафиксирован крышками. Натяг подшип­ников кулачкового вала регулируется прокладками 44 и должен составлять 0,05…0,15 мм.

Для изменения подачи топлива плунжер 7 поворачивается с помощью втулки 4, соеди­ненной через ось поводка с рейкой 5 насоса. Рейка перемещается в направляющих втулках 40. Отверстия под направляющие втулки в корпусе ТНВД со стороны привода закрыты пробками 39. С противоположной стороны насоса на задней крышке 20 регулятора располо­жен корректор подачи топлива по давлению наддувочного воздуха 24.

На переднем торце корпуса, в месте выхода топлива из насоса, установлен перепускной клапан 38, который обеспечивает давление перед впускными отверстиями плунжеров на ра­бочих режимах 0,13…0,19 МПа (1,3… 1,9 кгс/см2). Смазывание насоса циркуляционное, под давлением от общей смазочной системы двигателя.

Регулятор частоты вращения ТНВД мод. 337-20 (рисунок 45) всережимный, прямого действия, изменяет количество топлива, подаваемого в цилиндры в зависимости от нагрузки, поддерживая заданную частоту вращения коленчатого вала.

Рисунок 45. Регулятор ТНВД (вид сверху):
1 — корректор подачи топлива по давлению наддувочного воздуха; 2 — рычаг рейки; 3,11 — рейки; 4 — рычаг стартовой пружины; 5 — главная пружина регулятора; 6 — стартовая пружина; 7 — рычаг реек; 8 — рычаг регулятора; 9 — рычаг муфты грузов; 10 — ось; 12 — обратный корректор; 13 — винт регулировки цикловой подачи топлива; 14 — штифт.

Регулятор установлен в развале корпуса ТНВД. На кулачковом валу насоса установлена шестерня регулятора ведущая 16 (рисунок 44), вращение которой передается через резино­вые сухари 17. Ведомая шестерня выполнена заодно с державкой 28 грузов, вращающейся на двух шариковых подшипниках. При вращении державки грузы 31, качающиеся на осях 29, под действием центробежных сил расходятся и через упорный подшипник 30 перемещают муфту 32 регулятора, которая, упираясь в палец 34, в свою очередь, перемещает рычаги 2, 8 и 9 регулятора (рисунок 45), преодолевая усилие пружины 5. Рычаг 2 через штифт соединен с правой рейкой 3 топливного насоса. Правая рейка через рычаг реек 7 связана с левой рей­кой 11.

Схема работы регулятора частоты вращения показана на рисунке 46.

Рисунок 46. Схема работы регулятора частоты вращения:
1 — рейка ТНВД; 2 — рычаг муфты грузов; 3 — пружина обратного корректора; 4 — рычаг рейки; 5 — державка грузов; 6 — регулировочный болт подачи топлива; 7 — корректор подачи топлива по давлению наддувочного топлива; 8 — мембрана; 9 — рычаг регулятора; 10 — пружина прямого корректора; 11 — рычаг реек; 12 — рычаг пружины; 13 — пружина регулятора; 14 — рычаг стартовой пружины; 15 — стартовая пружина; 16 — рычаг управления регулятором.

Рычаг 16 управления регулятором жестко связан с рычагом 12. К рычагу 12 присоеди­нена пружина 13 регулятора, а к рычагам 14 и 11 — стартовая пружина 15.

Во время работы регулятора центробежные силы грузов уравновешены усилием пру­жины 13. При увеличении частоты вращения коленчатого вала грузы, преодолевая сопротив­ление пружины 13, перемещают рычаги 2, 4 и 9, а вместе с ними и рейки ТНВД — подача топ­лива уменьшается. При понижении частоты вращения коленчатого вала центробежная сила грузов уменьшается, и рычаги с рейкой ТНВД под действием усилия пружины перемещают­ся в обратном направлении — подача топлива и частота вращения коленчатого вала увеличи­ваются.

При упоре рычага 9 регулятора в болт 6 и частоте вращения коленчатого вала менее 1800 мин-1 пружина 10 прямого корректора перемещает рейки насоса (через рычаги 2 и 4) в сторону увеличения подачи топлива, обеспечивая требуемую величину максимального кру­тящего момента двигателя.

Пружина 3 обратного корректора при частоте вращения менее 1400 мин-1 перемещает рычаг 4 с рейками в сторону уменьшения подачи топлива, ограничивая максимальную дым­ность отработавших газов двигателя.

Подача топлива прекращается поворотом рычага 3 (рисунок 47) останова двигателя до упора в болт 5. Поворот рычага осуществляется усилием встроенной в электромагнит оста­нова двигателя 6 пружины при отключении удерживающей обмотки электромагнита от ис­точника питания (ключ замка выключателя приборов и стартера в фиксированном положе­нии «0»). При этом рычаг 3, преодолев усилия пружин 33 (рисунок 44) и 5 (рисунок 45), че­рез штифт 14 повернет рычаги 2,9 и 8, рейки переместятся до полного прекращения пода­чи топлива.

Рисунок 47. Крышка регулятора ТНВД:
1 — рычаг управления регулятором; 2 — болт ограничения минимальной частоты вращения; 3 — рычаг останова двигателя; 4 — болт регулировки пусковой подачи; 5 — болт ограничения хода рычага останова; 6 — цилиндр пневматический останова двигателя; 7 — болт ограничения максимальной частоты вращения.

При повороте ключа замка выключателя приборов и стартера в фиксированное поло­жение «I» подается питание на удерживающую обмотку электромагнита останова, а при дальнейшем повороте ключа в нефиксированное положение «II» питание подается и на втя­гивающую обмотку электромагнита, шток электромагнита, преодолевая усилие собственной пружины, выдвигается и освобождает рычаг 3 (рисунок 47). Рычаг 3 под действием пружины 33 (рисунок 44) возвращается в рабочее положение, а стартовая пружина 6 (рисунок 45) че­рез рычаг реек 7 вернет рейки ТНВД в положение, соответствующее максимальной подаче топлива, необходимой для пуска двигателя. При переводе ключа замка выключателя прибо­ров и стартера из нефиксированного положения «II» в фиксированное положение «I» втяги­вающая обмотка электромагнита отключается от источника питания и шток электромагнита останова остается в рабочем положении только за счет удерживающей обмотки.

ВНИМАНИЕ!

Проверку и регулировку ТНВД, а также замену плунжерных пар, уплотнительных колец секций ТНВД необходимо проводить в специализированной мастерской квалифициро­ванным специалистом.

КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ установка на двигатель 740.30-260 ТНВД дру­гих моделей во избежание ухудшения качества рабочего процесса двигателя, повышения токсичности и дымности отработавших газов, а также выхода двигателя из строя!

Корректор подачи топлива по давлению наддувочного воздуха (рисунок 48).

Рисунок 48. Корректор подачи топлива по давлению наддувочного воздуха:
1 — корпус корректора; 2 — золотник корректора; 3 — кольцо упорное; 4 — прокладка корпуса мембраны; 5 — шайба; 6 — болт; 7 — пружина корректора; 8 — корпус мембраны; 9 — кольцо уплотнительное; 10 — гайка; 11 — винт регулировочный; 12 — рычаг корректора; 13 — ось рычага; 14 — кольцо уплотнительное; 15 — винт регулировочный; 16 — гайка; 17 — втулка штока; 18 — гайка; 19 — шайба; 20 — болт; 21 — крышка мембраны; 22 — мембрана; 23 — тарелка; 24 — шток мембраны; 25 — тарелка пружины; 26 — поршень корректора; 27 — пружина поршня; 28 — гайка; 29 — шпилька; 30 — гайка; 31 — наконечник шпильки.

Корректор по давлению наддувочного воздуха уменьшает подачу топлива при сниже­нии давления наддувочного воздуха ниже 40… 45 кПа (0,4… 0,45 кгс/см2), тем самым осуще­ствляя тепловую защиту двигателя и ограничивая дымность отработавших газов. В корпусе корректора 1 установлен поршень 26 с золотником 2. На поршень действует пружина 27, за­фиксированная тарелкой 25 и кольцом 3. В поршень завернута и законтрена гайкой 28 шпилька 29 с наконечником 31, являющимся номинальным упором в регуляторе. Наконеч­ник контрится гайкой 30. На золотник 2 действует пружина 7, предварительное натяжение которой может меняться регулировочным винтом 11.

К корпусу корректора 1 через прокладку 4 прикреплен корпус мембраны 8. В него ус­тановлен узел мембраны со штоком (детали 24,16,17,23,22, 19, 18). Мембрана зажата меж­ду корпусом 8 и крышкой 21. В корпусе мембраны 8 на оси рычага 13 установлен рычаг кор­ректора 12, поворот которого ограничен регулировочным винтом 15.

Корректор подачи топлива не прямого действия; при изменении давления наддувочно­го воздуха в полости мембраны меняется положение золотника, который, в свою очередь, определяет положение поршня корректора.

В полость «А» между корпусом корректора 1 и поршнем 26 через резьбовое отверстие и жиклер 0,7 мм в корпусе корректора (на рисунке не показаны) подается масло под дав­лением из системы смазки двигателя. Поршень под действием этого давления, сжимая пру­жину 27, перемещается влево до тех пор, пока не откроются окна в поршне и золотнике и масло не пойдет на слив. При этом устанавливается постоянный расход масла через коррек­тор. При изменении положения золотника поршень перемещается вслед за ним (следящая система).

Через резьбовое отверстие крышки 21 в полость мембраны подводится воздух из впу­скного коллектора двигателя. При снижении давления воздуха ниже 0,04 МПа (0,4 кгс/см2) усилие пружины корректора 7, действующей на золотник становится больше усилия, созда­ваемого давлением наддувочного воздуха на мембрану и передающегося через шток мем­браны и рычаг корректора также на золотник. Золотник перемещается вправо до тех пор, по­ка не наступит равновесие сил, действующих на него. Вслед за золотником перемещается вправо и поршень со шпилькой 29 и наконечником 31, передвигая вправо упирающийся в него рычаг регулятора 8 (рисунок 45). Вслед за рычагом регулятора, под действием центро­бежных сил грузов, движутся рычаги 9,2 и 7 с рейками насоса в сторону уменьшения подачи топлива.

Регулировка корректора. Корректор имеет две внешние регулировки — винты 11 и 15 (рисунок 48). Винтом 11 изменяется предварительное натяжение пружины корректора 7, при этом меняется начало срабатывания корректора. Если необходимо увеличить значение дав­ления наддувочного воздуха, при котором начинает срабатывать корректор, то винт 11 заво­рачивают, увеличивая предварительное натяжение пружины 7.

Винтом 15 регулируется номинальная цикловая подача топлива. При выворачивании винта 15 подача топлива увеличивается.

Если возникла необходимость в снятии корректора, то предварительно необходимо за­мерить выступание наконечника шпильки 31 относительно заднего торца корпуса ТНВД, а после установки корректора на место восстановить величину этого выступания и законтрить наконечник гайкой 30.

Привод ТНВД показан на рисунке 49. Он состоит из вала привода ТНВД 6 с пакетами передних 7 и задних 8 компенсирующих пластин, полумуфты ведомой 2, фланца ведомой полумуфты 3, фланца центрирующего 4, полумуфты ведущей 9 и центрирующих втулок 5. Каждый пакет компенсирующих пластин состоит из 5-ти пластин толщиной 0,5 мм каждая.

Рисунок 49. Привод ТНВД:
1 — корпус ТНВД; 2 — полумуфта ведомая; 3 — фланец ведомой полумуфты; 4 — фланец центрирующий; 5 — втулка центрирующая; 6 — вал привода; 7, 8 — пакет компенсирующих пластин; 9 — ведущая полумуфта; 10 — болт стяжной; 11 — шпонка; 12 — гайка; 13 — болт ведомой полумуфты.

ВНИМАНИЕ!

Все болты в приводе ТНВД должны быть класса прочности R100 и затягиваться мо­ментом 65..75 Н м (6,5…7,5 кгс м). Затяжку всех болтов необходимо проконтролировать ди­намометрическим ключом. Перед установкой болтов проверить наличие центрирующих вту­лок. Деформация (изгиб) передних и задних компенсирующих пластин не допускается. Стяжной болт 10 ведущей полумуфты должен затягиваться в последнюю очередь.

Фильтр тонкой очистки топлива показан на рисунке 50. Он предназначен для окон­чательной очистки топлива от мелких частиц перед поступлением в ТНВД. Фильтр установ­лен в самой высокой точке системы питания топливом для сбора и удаления в бак воздуха вместе с частью топлива через клапан (рисунок 51), установленный на перепуске из фильт­ра.

Рисунок 50. Фильтр тонкой очистки топлива:
1 — крышка; 2 — болт; 3 — уплотнительная шайба; 4 — пробка; 5, 6 — прокладки; 7 — фильтрующий элемент; 8 — колпак; 9 — пружина фильтрующего элемента; 10 — пробка сливного отверстия; 11 — стержень.

ВНИМАНИЕ!

При замене фильтрующих элементов необходимо строго соблюдать правила обслужи­вания системы питания топливом. Не допускайте попадания загрязнений в систему и приме­няйте фильтрующие элементы только следующих моделей 740.1117040-01, 740.1117040-02, 740.1117040-04.

Клапан представлен на рисунке 51. При достижении давления в полости «А» подвода топлива 25…45 кПа (0,25…0,45 кгс/см2), происходит перемещение шарика 4 и перетекание топлива из полости «А» в полость «Б» через жиклер 5 клапана. При давлении 200… 240 кПа (2… 2,4 кгс/см2) обеспечивается полное открытие клапана и перепуск топлива в топливный бак через полость «Б”.

Рисунок 51. Клапан:
1 — гайка; 2 — корпус клапана; 3 — пружина; 4 — шарик; 5 — жиклер; 6 — крышка фильтра тонкой очистки топлива.

Насос топливоподкачивающий 13 (рисунок 44) поршневого типа предназначен для подачи топлива от бака через фильтры грубой и тонкой очистки и топливопрокачивающий насос к впускной полости ТНВД.

Насос установлен на задней крышке регулятора, привод его осуществляется от эксцен­трика 19, расположенного на заднем конце кулачкового вала ТНВД. В корпусе насоса раз­мещены поршень, пружина поршня, втулка штока 47 и шток 48 толкателя, впускной и нагне­тательный клапаны с пружинами. Эксцентрик 19 через ролик 49, толкатель 15 и шток 48 со­общает поршню топливоподкачивающего насоса возвратно-поступательное движение.

Схема работы насоса показана на рисунке 52. При опускании толкателя 9 поршень 1 под действием пружины 4 движется вниз. В полости «А» создается разрежение и впускной клапан 2, сжимая пружину 3, пропускает топливо в полость «А». Одновременно топливо, на­ходящееся в нагнетательной полости «В», вытесняется в магистраль «Г», при этом клапан 5 под действием пружины 6 закрывается, исключая перетекание топлива из полости «В» в по­лость «А».

При движении поршня 1 вверх, топливо, заполняющее полость «А», через нагнета­тельный клапан 5 поступает в полость «В» под поршнем, при этом впускной клапан закры­вается. При повышении давления в нагнетательной магистрали поршень не совершает пол­нот хода вслед за толкателем, а остается в положении, которое определяется равновесием силы давления топлива с одной стороны и усилия пружины — с другой.

Насос топливопрокачивающий 10 (рисунок 52) поршневого типа служит для запол­нения топливной системы топливом перед пуском двигателя и удаления из нее воздуха.

Рисунок 52. Схема работы топливоподкачивающего и топливопрокачивающего насосов:
1 — поршень; 2 — впускной клапан; 3,6 — пружины клапанов; 4 — пружина поршня; 5 — нагнетательный клапан; 7 — пружина толкателя; 8 — эксцентрик; 9 — толкатель; 10 — топливопрокачивающий насос; 11 — поршень; 12 — впускной клапан; 13 — нагнетательный клапан; 14 — пружины

Насос состоит из корпуса, поршня, цилиндра, впускного и нагнетательного клапанов.

Топливную систему следует прокачивать при помощи поршня насоса, предварительно расстопорив его поворотом против часовой стрелки.

При движении поршня 11 вверх в пространстве под ним создается разрежение. Впуск­ной клапан 12, сжимая пружину 14, открывается и топливо поступает в полость «Д» насоса. При движении поршня вниз впускной клапан закрывается и открывается нагнетательный клапан 13, топливо под давлением поступает в нагнетательную магистраль, обеспечивая уда­ление воздуха из топливной системы двигателя через клапан ФТОТ и перепускной клапан ТНВД.

После прокачивания системы необходимо опустить поршень и зафиксировать его по­воротом по часовой стрелке. При этом поршень прижмется к торцу цилиндра через резино­вую прокладку, уплотнив полость всасывания топливопрокачивающего насоса.

ВНИМАНИЕ! Не допускается пускать двигатель при незафиксированном поршне вви­ду возможности подсоса воздуха через уплотнение поршня.

Топливопроводы подразделяются на топливопроводы низкого давления — 0,4…2 МПа (4… 20 кгс/см2) и высокого давления более 20 МПа (200 кгс/см2).

Топливопроводы низкого давления изготовлены из стальной трубы сечением 10 1 мм с паянными наконечниками.

Топливопроводы высокого давления равной длины (l=595 мм), изготовлены из сталь­ных трубок внутренним диаметром 2+0,05 мм путем высадки на концах соединительных кону­сов с обжимными шайбами и накидными гайками для соединения со штуцерами ТНВД и форсунок.

Во избежание поломок от вибрации, топливопроводы закреплены скобами к впускным коллекторам.

Система питания газовых двигателей. Грузовые автомобили. Система питания

Система питания газовых двигателей

Переведя автомобиль на газовое топливо можно сэкономить более дорогой и дефицитный бензин. Газовое топливо более экологически чистое, от его сгорания выделяется меньше токсических веществ в атмосферу. Существенным недостатком газового топлива является его низкая объемная теплота сгорания.

Для газовых двигателей применяют сжиженные (нефтяные ) газы, которые находятся в баллонах под давлением до 1.57 МПа, и сжатые (природные), которые находятся под давление до 19.6 МПа. Газовое топливо храниться в емкостях из стали или алюминиевых сплавов. Сжиженное топливо получило более широкое применение в автомобилях. В газовых двигателях, также как и в двигателях работающих на жидком топливе, может быть осуществлено внешнее или внутреннее смесеобразование. Для работы на сжатых и сжиженных газах применяют автомобили с карбюраторными двигателями, однако некоторые двигатели специально приспосабливают для работы только на газовом топливе. Рабочий цикл двигателя, работающего на газовом топливе, такой же как и у двигателя работающего на бензине, однако работа узлов и агрегатов системы при этом существенно отличается.

В двигателях с внешним смесеобразованием без наддува, газ поступает к смесительным устройствам под давлением, приблизительно близким к атмосферному, в этом случае предотвращается утечка газа во внешнюю среду и проникновение воздуха в газопровод. При избыточном давлении происходит утечка газа, а в случае наличия разрежения в газопроводе, образуется горючая смесь из газа и воздуха, может привести к взрыву. В двигателях с любым смесеобразованием с наддувом газ подводится к газовому клапану под давлением, несколько превышающим давление наддува, также происходит в двигателях с внутренним смесеобразованием без наддува. В стационарных газовых двигателях для поддержания постоянного давление, перед смесительными органами устанавливают регулятор давления газа, который автоматически поддерживает нужное давление, для работы двигателя.

Для снижения давления газа перед смесительными устройствами, устанавливают редуктор. Этот прибор тоже регулирует давление газа и отличается от регуляторов давления газа, только более высокой степенью снижения давления газа. Встречаются одно, двух и многоступенчатые редукторы, в зависимости от числа элементов, в которых происходит последовательное снижение давления газа. Редуктор также препятствует поступлению газа к смесителю при неработающем двигателе.

Рассмотрим устройство и принцип работы системы питания на сжиженном газе на примере автомобилей семейства ЗИЛ.

Рис. Схема газобаллонной установки на сжиженном газе.

1 – карбюратор, 2 – трубопровод. 3 – трубопровод подвода газа из редуктора в смеситель, 4 – трубопровод подвода газа нахолостом ходу, 5 – манометр низкого давления, 6 – кран для слива отстоя или воды в холодное время года, 7 и 8 – трубопроводы для подвода и отвода жидкости из системы охлаждения, 9 – магистральный вентиль (в кабине водителя), 10 – заправочный вентиль для жидкого газа, 11 – указатель уровня газа в баллоне, 12 и 13 – расходные вентили жидкой и парообразной фаз газа, 14 – предохранительный клапан.

Сжиженный газ из баллона, через расходный вентиль 12, клапан – фильтр, испаритель и газовый фильтр поступает к редуктору. Редуктор регулирует давление и через трубопроводы подает его в смеситель. Воздух подается сверху, через патрубок газового смесителя, который вместе с поступившим в смеситель газом, образует газовоздушную смесь, поступающую потом через впускную трубу в цилиндры двигателя. Редуктор низкого давления .

Рис. Схема работы двухступенчатого редуктора.

А – при закрытом магистральном вентиле, б – во время пуска и работы двигателя, 1 и 10 – мембраны второй и первой ступеней, 2, 9 – пружины второй и первой ступеней, 3 – коническая пружина, 4 – обратный клапан, 5 – дроссельная заслонка, 6 и 8 – двухплечие рычаги второй и первой ступеней, 7 и 11 – клапаны второй и первой ступеней, 12 – мембрана разгрузочного устройства, 13 – дозатор-экономайзер, 14 и 19 – трубопроводы для газа, 15 – воздушный фильтр, 16 – смесительная камера, 17 – впускной трубопровод, 18 – вакуумный трубопровод, 20 – предохранительный клапан, I – первая ступень редуктора, II – вторая ступень редуктора, А – атмосферная полость, Б – вакуумная полость, В – полость экономайзерного устройства.

Каждая ступень, двухступенчатого мембранно – рычажного редуктора имеет клапаны 7 и 11, пружину 3, двуплечие рычаги 6 и 8, которые соединяют шарнирно мембрану с клапаном.

Клапан первой ступени находится в открытом положении под действием пружины 9 и мембраны 10, двуплечего рычага 8, давление в полости первой ступени I, остается постоянным и равным атмосферному при неработающем двигателе и закрытом расходном вентиле.

Клапан II, второй ступени, при неработающем двигателе, находится в закрытом положении и плотно прижат к седлу пружинами конической и цилиндрической через двуплечий рычаг 6.

Если включен электромагнитный клапан и открыт расходный вентиль газ поступает в полость первой ступени редуктора. Мембрана 1, преодолевает усилие пружины 3, прогибается и через рычаг 6, закрывает клапан 7. Давление газа в полости первой ступени регулируется изменением усилия пружины 2 в пределах гайки 0,16….0,18 МПа. Манометр, по которому контролируется уровень давления, расположен в кабине водителя.

Когда дроссельные заслонки полуоткрыты (рис. б), при запуске двигателя и его работе на средних нагрузках, под дроссельными заслонками создается вакуум, который передается в полость В экономайзера. Под вакуумом мембраны вакуумного разгрузочного устройства прогибается вниз и сжимает коническую пружину3, разгружая клапан 7 второй ступени. Клапан из первой ступени открывается, преодолевает сопротивление цилиндрической пружины 2 мембраны 1. Газ заполняет полость второй ступени, поступает в смеситель по трубопроводу 19.

При полном открытии дроссельных заслонок, вакуум в смесительной камере 16 становится достаточным для открытия обратного клапана 4 и газ начинает поступать дополнительно через дозатор – экомайзер 13.При увеличении подачи газа через воздухопровод 14 и 19, газовоздушная смесь обогащается и мощность двигателя увеличивается.

Газовый смеситель служит для получения горючей смеси в газобаллонных автомобилях. Существенным отличием такого автомобиля от карбюраторного является то, что подача топлива осуществляется в одинаковом с воздухом агрегатном состоянии, отсюда конструкция газового смесителя намного проще карбюратора. Такие смесители могут быть как отдельной конструкцией, так и выполненными совместно с карбюратором.

Наличие карбюратора-смесителя не говорит о том, что такой автомобиль не может работать на бензине.

Испаритель сжиженного газа предназначен для преобразования жидкого топлива в газообразное состояние. Изготавливается испаритель из алюминия и состоит из двух частей. Внутренние полости испарителя обогреваются за счет жидкости из системы охлаждения двигателя, которая подогревает газ движущийся по каналам.

Электромагнитный клапан – фильтр служит для очистки газа от механических примесей. Очищенный газ затем поступает через испаритель в редуктор и далее в смеситель.

Система питания на природном газе – это установка высокого давления. Баллоны соединены последовательно трубопроводами, заполняются такие баллоны на газозаправочных станциях, через наполнительный вентиль. Давление сжатого газа в баллонах и редукторе контролируют посредством манометров.

К недостаткам, автомобилей, работающих на газобаллоном топливе стоит отнести уменьшенную на величину массы баллонов грузоподъемность автомобилей, а также его повышенная пожароопасность.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Будущее двигателей внутреннего сгорания глазами Rolls-Royce Power Systems

Хотя мы считаем, что технология ДВС будет частично заменена новыми технологиями в 2030 году, отнесенными к категории «Электрифицированные и гибридные». Уровень замещения сильно зависит от приложения. В 2030 году ICE по-прежнему будет иметь большую долю во всех потребительских сегментах. Естественно, источник топлива играет важную роль. Свою роль уже сыграют жидкие и газообразные СО2-нейтральные виды топлива.С этой целью проводятся исследования клиентов, в которых рассматриваются варианты модернизации в новой конструкции машинных отделений и т. д., чтобы транспортные средства или суда не нужно было перепроектировать или утилизировать, когда двигательная технология требует изменений. Варианты модернизации могут включать в себя что угодно: от изменения типа топлива по сравнению с гибридными решениями до совершенно новых технологий.

Резюме и заключение

Учитывая мировую гонку за нулевыми выбросами, а также важный вклад и рычаги влияния наших отраслей, в этом техническом документе обсуждалось ожидаемое влияние Rolls-Royce Power Systems на основные рынки, особенно на двигатели внутреннего сгорания, в среднесрочной и долгосрочной перспективе.

Сегодняшнее применение на рынке внедорожной техники в судостроении, промышленности и энергетике в значительной степени зависит от ископаемого топлива и вносит значительный вклад в выбросы парниковых газов. Для достижения целей Парижского соглашения и ограничения роста глобальной температуры значительно ниже 2°C с целью достижения 1,5°C будут предприняты активные усилия по разработке новых технологий. Мы верим, что рынок преобразится в невиданных ранее масштабах, что приведет к существенному сокращению выбросов парниковых газов.

Мы оценили внешние факторы, специфику наших рынков и приложений, осуществимость технологии и жизнеспособность развертывания.Это приводит нас к выводу, что после сценария глобального потепления в соответствии с Парижским соглашением отраслевой портфель, который раньше почти полностью основывался на ДВС, работающем на ископаемом топливе, превратится в такой, где треть приложений будет электрическим / гибридным. К 2030 году две трети из них будут основаны на ДВС. Последние будут иметь равную долю между устойчивым и ископаемым топливом. Однако есть несколько критериев, в первую очередь нормативно-правовая база и доступность инфраструктуры, которые могут либо несколько изменить баланс, либо повлиять на сроки развертывания.

Завершая это ожидание, мы видим, что принцип ДВС как таковой по-прежнему будет играть важную роль в трансформации рынка в ближайшие годы и в будущем с нулевым уровнем выбросов, особенно если устойчивые виды топлива будут доступны, как предполагалось. Тем не менее, чисто электрические решения, основанные на технологиях аккумуляторов и топливных элементов, будут все чаще внедряться, когда/если требования приложений будут действительно удовлетворены. Чтобы добиться сокращения выбросов уже в этом десятилетии, наша цель состоит в том, чтобы стимулировать развитие ДВС как связующей технологии с использованием устойчивых видов топлива в дополнение к разработке электрифицированных решений и топливных элементов.

Для наших отраслей и других отраслей крайне важно, чтобы рыночная трансформация была обусловлена ​​твердой приверженностью отрасли, согласованной с регулирующими органами, и чтобы к ней подходили с глобальной точки зрения на сокращение выбросов парниковых газов «от скважины до колеса». Чтобы добиться сокращения выбросов уже в этом десятилетии, мы стремимся развивать ДВС как связующую технологию с использованием устойчивых видов топлива, в дополнение к разработке электрических решений, в т.ч. приложений на основе топливных элементов.

Автор хотел бы поблагодарить следующих коллег, которые помогли в подготовке официального документа: доктора Мартина Тейгелера, доктора Даниэля Чаттерджи, Томаса Бейли, доктора Петара Пелемиса, Норберта Весера, Тобиаса Остермайера, Лукаса Брукера, Питера Семлинга

Двигатель внутреннего сгорания – обзор

1 Введение

Спрос на энергию растет в связи с ростом населения, технологическим прогрессом и урбанизацией. Прогнозируется, что к 2100 году мировой спрос на энергию будет в пять раз выше, чем сегодня [1,2].Мы также наблюдаем постоянную тенденцию к росту цен на энергоносители. Государственные учреждения и исследователи изучают различные варианты восполнения надвигающегося энергетического дефицита, вызванного увеличением спроса на душу населения, ростом населения и необходимостью сдерживания выбросов парниковых газов (ПГ) от традиционных источников энергии. Среди этих вариантов биомасса уникальна тем, что она основана на углероде и обеспечивает топливо, сравнимое с ископаемым топливом [3]. Использование ресурсов биомассы для производства энергии уже стало очень значительным: в настоящее время биомасса обеспечивает примерно 13 % мировых поставок первичной энергии и более 75 % мировой возобновляемой энергии [4,5].Действительно, по оценкам, к 2050 году биоэнергетика может составлять 25–33% мирового энергоснабжения [4]. В недавнем отчете Мирового энергетического совета прогнозируется, что нынешнее расширение будет продолжаться в течение нескольких десятилетий [6]. Дальнейшее внедрение биомассы потребует эффективных путей преобразования и предотвращения конкуренции с продуктами питания и клетчаткой [7,8].

Пиролиз может преобразовывать биомассу из различных источников, включая сельскохозяйственные и лесные отходы, в жидкие, твердые и газообразные формы.Все три выходных фракции потенциально могут использоваться в качестве топлива (непосредственно или после модернизации) в различных типах первичных двигателей для транспорта, производства электроэнергии, комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) или комбинированного охлаждения тепла и электроэнергии (ПТЭЦ). Пиролизная жидкость (ЖЖ) перспективна для использования как в двигателях внутреннего, так и внешнего сгорания, особенно в двигателях внутреннего сгорания (ВДС) с воспламенением от сжатия (ВК). Твердый уголь полезен для отопления, совместного сжигания на угольных электростанциях, а также в качестве удобрения и кондиционера почвы, благодаря чему он также обеспечивает некоторое связывание атмосферного углерода.Уголь также можно использовать для производства синтез-газа с помощью методов газификации [2]. Пиролизный газ (PG) может использоваться в газовых котлах, газовых турбинах, двигателях с искровым зажиганием (SI) или двухтопливных двигателях. В недавних отчетах подчеркиваются возможности производства устойчивого топлива для двигателей внутреннего сгорания путем пиролиза биомассы [9,10]. Кроме того, британский фонд Carbon Trust определил пиролиз биомассы как интересный вариант для обеспечения будущего транспортного топлива [11].

Двигатели внутреннего сгорания, особенно двигатели внутреннего сгорания, широко используются во всем мире для различных энергетических услуг, таких как транспорт, судоходство, рыболовные суда, ирригация, производство электроэнергии, ТЭЦ и ТЭЦ.Скорее всего, они останутся популярными на десятилетия благодаря высокому КПД (как при полной, так и при частичной нагрузке) и вариациям масштаба (от очень малого до очень большого), высокому соотношению мощности и массы, низким капитальным и эксплуатационным затратам, расходу топлива. гибкость [12]. В 2005 году общий расчетный объем выбросов ПГ в мире составил 44 153 МтCO 2 экв. из которых 66,5% были связаны с энергетическими услугами. Доля транспорта, электроэнергии и тепла составляла только 39,2 % (от общего объема выбросов) и 59 % (от общего объема выбросов, связанных с энергетикой) [13], причем главными двигателями служили в основном двигатели внутреннего сгорания (включая газовые турбины) и паровые турбины.Поэтому очень большое сокращение выбросов ПГ возможно за счет замены ископаемого топлива, предназначенного для двигателей внутреннего сгорания, возобновляемыми альтернативами, такими как топливо из пиролиза биомассы.

Несмотря на то, что существует несколько обзоров методов пиролизной конверсии, параметров и вариантов продуктов [14–20], относительно немногие из них посвящены применению пиролизного топлива [21,22]. Кьярамонтиа и др. [22] рассмотрели использование быстрых PL в двигателях внутреннего и внешнего сгорания для выработки электроэнергии, но не рассмотрели использование PG в двигателях внутреннего сгорания.Пиролиз биомассы и его применение все еще находятся на ранних стадиях разработки [8,23]. Для ускорения прогресса важно консолидировать и распространять результаты передовых исследований. Таким образом, цель этого обзора состоит в том, чтобы представить текущее состояние и будущие перспективы исследований и разработок PL и PG в качестве альтернативных видов топлива в двигателях внутреннего сгорания для исследователей, занимающихся производством и модернизацией пиролизного топлива. Это исследование также заинтересует тех, кто занимается испытаниями и разработкой двигателей, включая производителей двигателей и компонентов.Конкретные цели заключаются в том, чтобы (i) описать основные методы пиролиза и типы реакторов, используемых для производства этого топлива; (ii) рассмотреть свойства PL по сравнению со стандартным ископаемым дизельным топливом; (iii) рассмотреть технический опыт, связанный с двигателями с воспламенением, работающими на сыром и модернизированном PL, по сравнению со стандартным дизельным топливом; (iv) рассмотреть техническую осуществимость использования PG в двигателях SI (и двухтопливных); и (v) рассмотреть методы повышения качества PL и оценить улучшенные свойства PL по сравнению с сырым PL.Также будут обсуждаться модификации двигателей внутреннего сгорания для использования пиролизного топлива.

Двигатели внутреннего сгорания с электроприводом: сравнительный анализ

  • Бадде-Мейвес, Х., Шультеа, Д., Коваль, Дж., Зауэр, Д. У., Хекке, Р. и Карден, Э. (2012). Динамический прием заряда свинцово-кислотных аккумуляторов: сравнение методов кондиционирования и испытаний. J. Источники питания , 207 , 30–36.

    Артикул Google ученый

  • Сераоло, М.(2000). Новые динамические модели свинцово-кислотных аккумуляторов. IEEE Trans. Энергетические системы 15 , 4 , 1184–1190.

    Артикул Google ученый

  • Эначе, Б. А., Константинеску, Л. М. и Лефтер, Э. (2014). Аспекты моделирования системы электростартера двигателя внутреннего сгорания. P рок. IEEE 6-й междунар. конф. Электроника, компьютеры и искусственный интеллект (ECAI), Бухарест, Румыния .

    Google ученый

  • Конгресс зеленых автомобилей (2017). http://www.greencarcongress. com/2006/09/bmw_introduces_.html

  • Хенг, ТК (2017). http://researchrepository.murdoch.edu. au/id/eprint/15562/2/02Whole.pdf

  • Карден Э., Шинн П., Босток П., Каннингем Дж., Шульц Э. и Кок Д. (2005). Требования к будущим автомобильным аккумуляторам – моментальный снимок. Дж. Источники питания 144 , 2 , 505–512.

    Артикул Google ученый

  • Лекен, Б. (2015). Электрификация автомобилей: негибридная история. IEEE Trans. Транспорт Электрификация 1 , 1 , 40–53.

    Артикул Google ученый

  • Пелхен, К., Швайгер, К. и Оттер, М. (2002). Моделирование и симуляция эффективности редукторов и планетарных редукторов. Проц. 2-й междунар. Modelica Conf., Оберпфаффенхофен, Германия .

    Google ученый

  • Перро, Д. Дж. и Калискан, В. (2004). Производство и управление автомобильной электроэнергией. IEEE Trans. Силовая электроника 19 , 3 , 618–630.

    Артикул Google ученый

  • Ризоуг, Н., Фельд, Г., Барбедетт, Б.и Садун, Р. (2011). Объединение аккумуляторов и суперконденсаторов для питания микрогибридного автомобиля. Проц. IEEE Vehicle Power and Propulsion Conf., Чикаго, Иллинойс, США.

    Google ученый

  • Шэн, К., Ян, Ю., Ли, Ю. и Юэ, З. (2014). Применение интеллектуальной системы старт-стоп двигателя в технологии экономии топлива транспортных средств. Проц. IEEE 6-й междунар. конф. Измерительные технологии и автоматизация мехатроники, Чжанцзяцзе, Китай .

    Google ученый

  • Пастырь, CM (1965). Проектирование первичных и вторичных элементов – Часть 2. Уравнение, описывающее разряд батареи. J. Электрохимическое общество , 112 , 657–664.

    Google ученый

  • Тремблей, О. и Дессен, Л. А. (2009). Экспериментальная проверка динамической модели батареи для приложений EV. Всемирный журнал электромобилей 3 , 2 , 289–298.

    Артикул Google ученый

  • Вильегас, Дж., Гао, Б., Сванкара, К., Торнтон, В. и Парра, Дж. (2011). Моделирование в реальном времени и управление электрическим нагнетателем для уменьшения габаритов двигателя. Проц. IEEE Vehicle Power and Propulsion Conf., Чикаго, Иллинойс, США. .

    Google ученый

  • Вразицл, М., Гаспаракл, И. и Калафати, К. (2008). Компьютерное моделирование крутящего момента ведущих колес автомобиля. Проц. IEEE 18-я международная конф. Электрические машины , Виламоура, Португалия.

    Google ученый

  • Стационарные поршневые двигатели внутреннего сгорания

    Нужно ли мне разрешение на установку дизельного двигателя, например генератора?
    Применимость разрешения будет зависеть в первую очередь от номинальной мощности двигателя и предполагаемого использования генератора. Чтобы установить неаварийный генератор мощностью более 300 тормозных л.с., вам потребуется получить разрешение на полет или внести поправки в существующее разрешение до принятия каких-либо контрактных обязательств, принятых Объектом.  Только аварийные генераторы , как правило, не требуют разрешения или изменения разрешения для установки; однако программы пикового бритья не считаются чрезвычайными ситуациями, и все же есть несколько положений, которые могут применяться независимо от того, требуется ли разрешение. Эти положения и факторы, используемые для определения применимости, более подробно обсуждаются ниже.

    Что такое стационарный поршневой двигатель внутреннего сгорания?
    Стационарные поршневые двигатели внутреннего сгорания (RICE) — это двигатели, которые используют расширение газов и возникающее в результате этого повышенное давление от сгорания топлива внутри ограниченного цилиндра (цилиндров) для перемещения одного или нескольких поршней вперед и назад для вращения вала и производят механическую энергию.Механическая энергия может использоваться непосредственно для оборудования, такого как насосы или компрессоры, или ее можно использовать для питания электрического генератора и производства электроэнергии.

    Стационарные поршневые двигатели внутреннего сгорания используют либо воспламенение от сжатия (CI), либо искровое зажигание (SI), чтобы вызвать сгорание в цилиндрах. CI RICE обычно работает на дизельном топливе, тогда как SI RICE обычно работает на более легком топливе (например, бензине, пропане, природном газе, биогазе и т. д.). RICE загрязняет воздух в результате сжигания топлива, обычно создавая более высокие уровни загрязнения, чем другие источники сгорания, такие как котлы, из-за более высокого давления внутри RICE и повторяющегося «периодического» сгорания, которое происходит с каждым циклом сгорания, который перемещает поршень ( с).

    Чтобы соответствовать определению стационарного RICE в соответствии с правилами Вермонта, двигатель должен оставаться на стационарном источнике в течение 12 месяцев подряд или в течение всего рабочего сезона на сезонных источниках. Федеральные правила отличаются тем, что, если двигатель установлен на шасси, предназначенном для перемещения либо собственным ходом, либо внешним источником питания, он считается не стационарным RICE, а скорее внедорожным двигателем.

    Как насчет двигателей для шоссейных и внедорожных транспортных средств на моем объекте?
    Дорожные транспортные средства (напр.грамм. грузовики, автобусы, легковые автомобили и мотоциклы), зарегистрированные для использования на дорогах общего пользования, подпадают под действие отдельных стандартов выбросов автотранспортных средств и не подпадают под действие каких-либо разрешений на полеты для стационарных источников, выдаваемых AQCD Вермонта, и не включаются в них. Внедорожные двигатели (например, локомотивы, морские суда, внедорожные транспортные средства для отдыха, оборудование для газонов и садов, а также внедорожное строительное оборудование, включая самосвалы, бульдозеры и переносные генераторы) также подпадают под действие отдельных норм выбросов, но их регулирование является более сложным. .Для любого стационарного источника в Вермонте, необходимого для получения разрешения на другие выбросы загрязнителей воздуха (см. VAPCR 5-401 для списка источников загрязнителей воздуха, требующих разрешений на выбросы в воздух), выбросы загрязнителей воздуха и использование топлива для любых внедорожных двигателей будут включены в разрешение на полет. Основная причина их включения в разрешение на использование воздуха связана с выбросами этих двигателей, которые, вероятно, происходят полностью из стационарного источника, в отличие от транспортных средств, которые выделяют выбросы на многие мили автомагистралей.

    Однако федеральное определение внедорожных двигателей включает положения, в которых говорится, что эти двигатели станут стационарными источниками в зависимости от того, как они используются. Если внедорожный двигатель остается неподвижным в одном и том же фиксированном месте в течение 12 месяцев подряд или в течение всего сезона эксплуатации у сезонных источников, он будет считаться стационарным двигателем. Компрессоры и генераторы часто используются таким образом.

    Выбросы внедорожных двигателей и использование топлива на Производственном объекте будут включены в регистрацию Производственного объекта и будут регулироваться в разрешении на полеты Производственного объекта. Однако если внедорожный двигатель не будет реклассифицирован как стационарный двигатель, разрешение не может любые новые стандарты выбросов для двигателя, поскольку внедорожные двигатели, уже подпадают под действие федеральных стандартов выбросов.

    Как регулируются стационарные RICE?
    Существует несколько факторов, которые могут повлиять на то, какие правила применяются к стационарным RICE, например:

    • Тормозная мощность двигателя,
    • при изготовлении или установке двигателя,
    • независимо от того, расположен ли двигатель в крупном источнике или в районе источника,
    • предполагаемое использование двигателя, в том числе когда/куда двигатель перемещается (если применимо),
    • и является ли двигатель двигателем с воспламенением от сжатия или с искровым зажиганием.Двигатели с искровым зажиганием далее подразделяются по силовому циклу (т. е. двухтактные и четырехтактные, а также «богатое горение» и «бедное горение»)
    • .

    Таким образом, перед установкой стационарного RICE вы должны уведомить отдел разрешений и проектирования AQCD, чтобы убедиться, что вы полностью осведомлены о своих обязательствах по соблюдению требований. Уведомление должно содержать следующую информацию: марка, модель, номинальная мощность двигателя, мощность генератора в кВт (если применимо), год выпуска двигателя и сертификация двигателя по выбросам.Эта информация доступна на паспортной табличке двигателя, прикрепленной к двигателю, в отличие от паспортной таблички генератора, которая прикреплена к компоненту генератора. К уведомлению должна быть приложена фотография заводской(ых) таблички(ей) двигателя, чтобы гарантировать, что вся информация будет точно зафиксирована и представлена. Если предполагается использование в качестве аварийного генератора, в уведомлении также должно быть указано, что аварийный генератор должен использоваться только для аварийного использования  и что вы знакомы с государственными и федеральными определениями, ограничивающими операции, разрешенные для аварийных генераторов.Генераторы, которые будут использоваться в неаварийных целях, включая большинство программ снижения пиковой нагрузки, как правило, требуют разрешения или изменения разрешения перед установкой.

    Что мне нужно сделать, чтобы получить разрешение на полет?
    Заявка на получение разрешения на строительство должна быть подана с соответствующим сбором за подачу заявки в AQCD. Разрешение должно быть выдано до того, как заявитель сможет начать строительство проекта. Это потребуется перед установкой или эксплуатацией неаварийного стационарного RICE на объекте.Дополнительную информацию см. на нашей веб-странице «Руководство по применению разрешения на строительство». В дополнение к информации, необходимой для подачи заявки на получение разрешения на строительство, пожалуйста, также представьте следующие спецификации и проекты оборудования.

    Спецификации и конструкции оборудования
    При подаче заявки на разрешение предоставьте следующую информацию в отдел разрешений и проектирования.

    • Производитель двигателя, номер модели, серийный номер(при наличии), Дата изготовления
    • Дата установки:
    • Использование двигателя (аварийное резервирование, основное питание, пиковая мощность, использование без генератора (поясните)):
    • Номинальная мощность двигателя (л.с.):
    • Номинальная мощность двигателя (непрерывная/основная/резервная):
    • Мощность генератора (кВт):
    • Рабочая скорость двигателя (об/мин):
    • Тип топлива (автомобильное дизельное топливо [прозрачное, без оттенка]/стандартное дизельное топливо [красного оттенка]/природный газ/пропан/бензин/другое):
    • Максимальный расход топлива при нагрузке 100 % (жидкое топливо [галлонов/ч]/газообразное топливо [куб. фут/ч]):
    • Конструкция двигателя: количество цилиндров
      • рабочий объем на цилиндр (куб. дюймы)
      • двухтактный или четырехтактный
      • с турбонаддувом, наддувом или без наддува?
      • с промежуточным или промежуточным охлаждением?
      • способ зажигания [искровой или компрессионный (дизельный цикл)]:
    • Сертифицирован ли двигатель на соответствие федеральным предельным значениям выбросов внедорожных двигателей 40 CFR Part 89 или Part 1039?
    • Если да, укажите уровень сертификации двигателя и год сертификации (т.год стандартов, по которым он сертифицирован):
    • Будет ли использоваться послойный заряд или замедление двигателя?
    • Будет ли двигатель использовать катализатор для очистки воздуха?
    • Будет ли двигатель оборудован уловителем дыма для снижения выбросов твердых частиц?
    • Производитель генератора, номер модели, серийный номер (при наличии)
    • Номинальная мощность генератора (кВт): основная мощность и/или мощность в режиме ожидания
    • Химия выхлопных газов (при наличии)

    Государственные правила для генераторов
    Исключение штата для аварийных генераторов применяется только к генераторам только для аварийного использования и только в том случае, если совокупная мощность этих двигателей-генераторов на всем объекте составляет менее 2000 л.с.Определение в штате Вермонт для аварийного использования допускает неограниченную работу во время чрезвычайных ситуаций, не зависящих от объекта, а также до 100 часов в год на плановые испытания и техническое обслуживание. Согласно определению, принятому только в штате Вермонт, аварийные события также включают работу в рамках программ ISO Новой Англии или местных энергетических компаний по реагированию на чрезвычайные ситуации. Эти программы используются для обеспечения надежности электросети в периоды чрезвычайно высокого спроса на электроэнергию и реализуются только после того, как также были реализованы отключения электроэнергии.Эти программы очень ограничены и не включают большинство программ пиковой нагрузки или сброса нагрузки, используемых для сокращения потребления электроэнергии, когда затраты на электроэнергию высоки, но надежность сети не находится под угрозой. Если у вас есть сомнения, вам следует обратиться в свою энергетическую компанию и в Отдел разрешений и проектирования AQCD, чтобы подтвердить, соответствует ли программа требованиям. Даже если ваш аварийный генератор имеет право на освобождение от разрешения, он не может быть освобожден от соблюдения минимальных стандартов выбросов. Если двигатель мощностью 450 л.с. или выше и установлен после 1 июля 2007 г., он должен как минимум соответствовать федеральному стандарту EPA Tier 2 на выбросы загрязняющих веществ внедорожных двигателей 40 CFR Part 89 или его эквиваленту.Это включает в себя двигатели, которые будут использоваться для аварийного резервного копирования. Эффект этого правила заключается в том, что многие старые двигатели, не соответствующие требованиям, не могут быть установлены в Вермонте. Большинству существующих аварийных генераторов, установленных до этой даты, было разрешено оставаться только для аварийного использования. Если ваш двигатель мощностью 450 л.с. или больше, вам необходимо будет предоставить документацию в Отдел разрешений и проектирования AQCD о том, что предлагаемый двигатель соответствует требованиям, прежде чем устанавливать двигатель.

    Федеральные правила для генераторов
    Федеральное агентство по охране окружающей среды США имеет два правила, касающихся загрязнения воздуха, которые могут применяться к вашему генератору.Один применяется к новым двигателям, а другой применяется к существующим двигателям. Оба позволяют аварийным генераторам работать неограниченное количество часов в аварийных ситуациях и до 100 часов в год для проверок технического обслуживания и проверки готовности, но оба имеют более строгие требования к работе в рамках программ реагирования на чрезвычайные ситуации.

    Точная применимость этих правил очень сложна для двигателей, установленных в переходный период 2005-2007 гг. Одно правило применяется к новым двигателям 2007 модельного года и новее, а также заказанным после 11 июля 2005 г., которые были изготовлены (не установлены) после 1 апреля 2006 г., а другое относится к существующим двигателям, установленным до 12 июня 2006 г.Применимость этих правил в переходный период не является беспрепятственной, и двигатель может подпадать под действие одного, обоих правил или ни одного из них.

    Краткое изложение этих правил представлено ниже. Поскольку Вермонт не делегировал эти правила, Агентство по охране окружающей среды США является исполнительным органом и несет ответственность за определение применимости и выполнения этих правил. Для получения дополнительной информации вам следует напрямую обратиться в Агентство по охране окружающей среды США и на их веб-сайт.

    Часть 60 Подчасть IIII
    Это правило применяется к более новым двигателям, включая аварийные генераторы, примерно 2007 модельного года и новее. За некоторыми исключениями, это правило для стационарных двигателей в основном указывает на стандарты выбросов для внедорожных двигателей, указанные в 40 CFR Part 89 и 1039. Его требования ложатся в первую очередь на производителя двигателей, которые должны производить соответствующие двигатели, отвечающие все более строгим стандартам выбросов для более новых моделей. годы.Стандарты выбросов варьируются в зависимости от года выпуска, размера двигателя и, в некоторых случаях, предполагаемого использования двигателя. В то время как большинство двигателей, произведенных после 2014 года, должны соответствовать стандартам выбросов Tier 4, которые требуют усовершенствованных средств контроля выбросов оксидов азота, состоящих из катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) и впрыска дизельной выхлопной жидкости (DEF) 1 , некоторые двигатели все еще производятся сегодня. к менее строгим стандартам выбросов, если они предназначены только для аварийного использования или для больших (> 750 л.с.) приложений, не связанных с генераторной установкой.Если двигатель сертифицирован для использования только в аварийных ситуациях , оператор должен ограничить его эксплуатацию только аварийным использованием . На табличке сертификации двигателей по выбросам будет указано, ограничены ли такие ограничения для двигателя. Перед покупкой любого двигателя убедитесь, что он предназначен только для аварийного использования. Такие двигатели ни в коем случае нельзя использовать или переоборудовать для неаварийной работы в любой момент в будущем. Независимо от уровня сертификации двигателя по выбросам оператор двигателя должен использовать только топливо ULSD и должен обслуживать двигатель в соответствии с рекомендациями производителя и в соответствии с передовыми методами контроля загрязнения воздуха для минимизации выбросов.

    Если вы планируете использовать биодизельное топливо, обратите внимание, что все из следующих условий должны быть выполнены:

    • Биодизельное топливо соответствует требованиям к топливу 40 CFR 60.4207(b),
    • Гарантия производителя двигателя на двигатель (включая системы контроля выбросов) включает использование биодизеля (или смеси биодизеля), используемого в двигателе, и
    • Биодизель соответствует стандарту ASTM D6751.

    1 Для стационарных двигателей, изготовленных и имеющих маркировку , используйте в аварийных ситуациях только . Подчасть IIII не требует, чтобы они соответствовали последним (Уровень 4) стандартам выбросов, установленным для внедорожных двигателей в 40 CFR Part 89 и 1039.Для таких стационарных аварийных двигателей разрешено использовать только двигатели с маркировкой , которые соответствуют Уровню 3 для двигателей мощностью менее 750 л.с. и Уровню 2 для двигателей мощностью более 750 л.с. Кроме того, внедорожные двигатели мощностью более 750 л.с. (560 кВт), которые не являются компонентом генераторной установки, могут соответствовать стандартам выбросов Tier 4 без необходимости использования катализатора селективного каталитического восстановления (SCR) и впрыска дизельного топлива. выхлопная жидкость (DEF).

    Часть 63 Подчасть ZZZZ
    Это правило применяется к существующим двигателям, установленным до 12 июня 2006 г., и его требования касаются в первую очередь объекта, эксплуатирующего двигатель.Требования варьируются в зависимости от размера и использования двигателя. Исключением являются аварийные генераторы в жилых/коммерческих/институциональных объектах, но не на промышленных объектах. Федеральное определение аварийной операции не соответствует определению штата и является предметом продолжающегося судебного разбирательства. В настоящее время двигатели , а не , предназначенные только для аварийного использования, могут эксплуатироваться в рамках программы реагирования на чрезвычайные ситуации ISO Новой Англии. Некоторые неаварийные операции разрешены, но такие операции не могут использоваться для снижения пиковых нагрузок или реагирования на неэкстренный спрос или для получения дохода для объекта, за исключением случаев, разрешенных в настоящее время в (f)(4)(ii), которые по-прежнему позволяют до 50 часов «местного» реагирования на запросы.Вам следует напрямую проконсультироваться с правилами и Агентством по охране окружающей среды, чтобы убедиться, что вы продолжаете соблюдать эти положения, если вы собираетесь использовать двигатель для каких-либо неаварийных программ или программ реагирования на запросы.

    Аварийные генераторы на промышленных объектах и ​​неаварийные двигатели мощностью менее 300 л.с. должны устанавливать счетчик наработанного времени (аварийные агрегаты), менять масло и фильтр каждые 500 часов (аварийные агрегаты) или 1000 часов (неаварийные агрегаты) работы, но не реже одного раза в год, проверяйте воздушный фильтр двигателя каждые 1000 часов работы, но не реже одного раза в год, проверяйте шланги и ремни двигателя каждые 500 часов, но не реже одного раза в год, и ведите соответствующие записи.В неаварийных двигателях мощностью 300 л.с. и выше должен быть установлен катализатор окисления для снижения выбросов окиси углерода, они должны использовать только топливо ULSD и должны обслуживать двигатель в соответствии с рекомендациями производителя и в соответствии с передовыми методами контроля загрязнения воздуха для минимизации выбросов, в том числе ограничение времени работы на холостом ходу.

    Какие еще разрешения или требования могут быть применимы к моему проекту?
    В отделе помощи окружающей среде Департамента охраны окружающей среды есть специалисты по разрешениям, которые могут оказать помощь в определении того, какие другие государственные разрешения или программы могут быть применимы к вашему проекту.Дополнительную информацию об этой услуге можно найти на следующем веб-сайте:  http://dec.vermont.gov/environmental-assistance/permits

    .

    Открытие крупнейшей в мире электростанции с двигателем внутреннего сгорания

    Имея 38 трехтопливных двигателей и общую мощность 573 МВт, IPP3 — электростанция, построенная недалеко от Аммана, Иордания, — в настоящее время является крупнейшей в мире электростанцией на базе двигателей внутреннего сгорания.

    Открытие объекта состоялось 29 апреля на церемонии, на которой присутствовал король Иордании Абдалла II ибн Аль-Хусейн.Электростанция была построена консорциумом по проектированию, закупкам и строительству под руководством Wärtsilä, которая установила электростанции мощностью 58 ГВт по всему миру, а также предлагает энергетические решения для морских рынков.

    IPP3 использует двигатель 50DF производства Wärtsilä. Установки будут работать на мазуте в качестве основного источника топлива до тех пор, пока не будет создана инфраструктура для подачи сжиженного природного газа, который будет использоваться позднее в этом году. Двигатели также могут работать на легком топливе в качестве резерва.

    Amman Asia Electric Power Co. (AAEPC) владеет электростанцией, которая была введена в эксплуатацию в конце прошлого года. Эксплуатационная гибкость станции позволила паротурбинным и газотурбинным установкам Jordan работать на более стабильной базовой нагрузке.

    «Запуская по одному двигателю за раз, завод может очень точно следовать спросу», — сказал Тэмин Ким, административный менеджер AAEPC.

    Согласно данным, предоставленным местным оператором энергосистемы, влияние на энергосистему Иордании было положительным.С тех пор, как ИЭС-3 и родственная ей электростанция ИЭС-4 мощностью 250 МВт были введены в эксплуатацию, на блоки приходится значительная часть ежедневных и сезонных колебаний нагрузки в стране.

    «Эти эмпирические данные показывают, как наши электростанции Smart Power Generation могут оптимизировать целые энергосистемы, обеспечивая столь необходимую гибкость. Использование [двигателей внутреннего сгорания] для пиковой нагрузки и газовых турбин для базовой нагрузки — идеальное сочетание для повышения общей эффективности сети», — сказал Упма Коул, менеджер по развитию бизнеса Wärtsilä.

    Компания Wärtsilä продемонстрировала значительный рост на Ближнем Востоке. Ранее на этой неделе компания объявила, что поставит двигатели для двух электростанций в Омане общей мощностью 104 МВт. Он также получил заказы из Саудовской Аравии и заявляет, что имеет около 7 ГВт установленной мощности в регионе.

    Аарон Ларсон , помощник редактора (@AaronL_Power, @POWERmagazine)

    Все о двигателе внутреннего сгорания

    Подписаться
    Apple | Гугл | Спотифай | Амазонка | Игрок.FM
    Castbox | Сшиватель | Подкаст Республики | RSS | Патреон


    Стенограмма подкаста

    Одной из технологий, которые помогли создать современный мир, является двигатель внутреннего сгорания. Без него мир сегодня был бы совсем другим.

    Тем не менее, это не была полностью сформированная технология. Он развивался постепенно в течение столетия. Чтобы довести его до состояния, при котором его можно было бы использовать в транспортных средствах, потребовалось множество инноваций.

    Узнайте больше о двигателе внутреннего сгорания, о том, как он был разработан, и обо всех проблемах, которые пришлось решать, в этом выпуске «Все везде ежедневно».


    Спонсором этого выпуска является Audible.com.

    Моя сегодняшняя аудиокнига — Мы уже там? Американское автомобильное прошлое, настоящее и беспилотный автомобиль Дэна Альберта

    В крестовых походах против автомобилей нет ничего нового. Его появление спровоцировало бои за уличное пространство, противопоставившие массы миллионерам, терроризирующим пешеходов.Когда у масс появились собственные автомобили, они тоже научились любить вождение.

    Во время Второй мировой войны Вашингтон национализировал Детройт, а послевоенные американцы восприняли автомобиль и страну как одно целое. Затем пришел энвайронментализм 1960-х и энергетический кризис 1970-х.

    Многие предсказывали и даже приветствовали смерть автомобиля. Но многие другие встали на его защиту. Они приняли культуру дальнобойщиков и взяли радиостанции Citizen Band, требуя достаточного количества бензина, чтобы держать свои большие лодки на плаву.С 1980-х годов автомобильная культура восторжествовала, и теперь мы проезжаем больше миль, чем когда-либо прежде.

    Вы можете получить бесплатную месячную пробную версию Audible и 2 бесплатные аудиокниги, перейдя на audibletrial.com/EverythingEverywhere или нажав на ссылку в примечаниях к шоу.


    Я думаю, что это хорошее место, чтобы начать обсуждение с определения того, что такое двигатель. Двигатель — это то, что преобразует сгорание в работу. Он отличается от двигателя, который преобразует электричество в работу. Несмотря на то, что эти термины часто используются взаимозаменяемо, двигатели и двигатели — это очень разные вещи.

    Первыми двигателями были паровые машины. Паровая машина была основана на выработке тепла с помощью дерева, угля или другого горючего вещества и кипящей воды. Затем пар вращал турбину, которая вращала кривошип, способный работать.

    Ключом к паровому двигателю было просто создание тепла для кипячения воды. То, что сжигалось для создания тепла, зависело от того, что было доступно и дешевле.

    Двигатель внутреннего сгорания работает иначе.Двигатель внутреннего сгорания основан на сгорании топлива и последующем расширении образующегося горячего газа. Горение должно быть заключено в пространство, чтобы захватить давление расширяющегося газа, или, другими словами, оно должно быть внутренним.

    По этой причине двигатель внутреннего сгорания сконструировать намного сложнее, чем паровой двигатель. Основы паровой машины были впервые созданы в Древней Греции. Однако двигатель внутреннего сгорания не был разработан до второй половины 19 века.

    Первый двигатель внутреннего сгорания был разработан бельгийским инженером Жаном Жозефом Этьеном Ленуаром в 1859 году. Его двигатель был довольно грубым, поскольку это был паровой двигатель, который был преобразован для сжигания угольного газа.

    Человеком, которого считают создателем современного двигателя внутреннего сгорания, был немецкий инженер Николаус Отто, который определил цикл Отто в 1877 году и построил первый многотактный двигатель.


    Что такое цикл Отто? Цикл Отто описывает четырехэтапный процесс сжигания топлива в двигателе.

    Я кратко объясню это здесь, потому что это основа всего будущего. Так работает типичный четырехтактный двигатель в большинстве автомобилей в мире. Существуют вариации этого процесса, и в небольших двигателях, таких как газонокосилки, используется двухтактный процесс. Но для целей этого эпизода я расскажу о четырехтактном процессе.

    Все это происходит в цилиндре с подвижным поршнем в нижней части цилиндра, с впускными отверстиями для топлива и воздуха и выпускным отверстием вверху, которое можно включать и выключать.

    Первый такт называется тактом впуска. Здесь поршень опускается, создавая всасывание, которое втягивает топливно-воздушную смесь через открытый впускной клапан.

    Второй такт — такт сжатия. Теперь, когда цилиндр заполнен топливно-воздушной смесью, впускной клапан закрыт, и поршень движется вверх, сжимая топливно-воздушную смесь. В этой фазе все клапаны закрыты.

    Третий такт — это такт сгорания. Искра воспламеняет сжатую топливно-воздушную смесь в цилиндре, создавая небольшой взрыв, и сила взрыва толкает цилиндр вниз.

    Четвертый такт — такт выпуска. В этом такте поршень возвращается в цилиндр, выталкивая выхлопные газы из выпускного клапана.

    Поршень, который толкается вверх и вниз, соединен с другими поршнями через коленчатый вал, что гарантирует, что когда один поршень опущен, другой поршень находится вверху. Вот почему двигатели всегда будут иметь четное количество поршней и цилиндров. Большинство автомобилей сегодня будут иметь 6- или 8-цилиндровые двигатели, но есть небольшие автомобили с 4 цилиндрами, а некоторые мощные автомобили высокого класса могут иметь даже 10 или 12 цилиндров.

    Коленчатый вал, который соединяет поршни, также является тем, что приводит в движение любую работу, которую должен выполнять двигатель. В случае с автомобилем это будет трансмиссия.

    Все, что я только что описал, не обязательно так сложно понять, по крайней мере, в теории. Тем не менее, это создает массу проблем, чтобы заставить его работать на практике.

    Если вы помните мой эпизод об электромобилях, паровые и электрические автомобили были так же популярны, как и автомобили с двигателем внутреннего сгорания примерно до 1910 года.Что в конечном итоге сделало автомобили с двигателями внутреннего сгорания доминирующими, так это решение многих проблем, которые сопровождали их.

    Итак, основываясь на том, что я только что описал с четырехтактным циклом, давайте рассмотрим все инженерные проблемы, которые необходимо решить.

    Первая — топливно-воздушная смесь, которая поступает в цилиндр. Вы не можете просто заполнить цилиндр кучей жидкого бензина. Жидкости плохо сжимаются. Его нужно поместить в туман и смешать с воздухом.Раньше для этого использовалось устройство, известное как карбюратор. Процесс смешивания воздуха и топлива называется карбюрацией. Сегодня большинство автомобилей будут делать то же самое, что и устройство, называемое топливной форсункой.

    Воздух должен поступать снаружи двигателя. Кроме того, воздух должен быть чистым, поэтому для удаления любых твердых частиц требуется воздушный фильтр. По этой же причине автомобиль глохнет, если он находится под водой. У некоторых специальных транспортных средств будет трубка, которая размещает воздухозаборник над крышей, чтобы они могли пересекать реки.

    После того, как топливно-воздушная смесь попала в цилиндр, ее необходимо воспламенить. Это делается с помощью свечи зажигания, которая позволяет электричеству создавать искру между зазором в верхней части свечи зажигания. Искра должна быть приурочена к максимальному сжатию топливно-воздушной смеси.

    Поршень и цилиндр сделаны из металла, а металлы не любят тереться друг о друга. Это означает, что вам нужна какая-то смазка между поршнем и цилиндром, где в дело вступает моторное масло.Без моторного масла трение между поршнем и цилиндром привело бы к их заклиниванию и заклиниванию всего двигателя.

    В ходе такта выпуска отходы от сгорания должны быть устранены, и они должны куда-то деваться. Это все как бы вылететь в выхлопную трубу. Некоторые автомобили будут иметь каталитический нейтрализатор, который преобразует определенные токсичные газы.

    Такт сгорания представляет собой небольшой взрыв, и взрывы шумные. Автомобили могут быть довольно шумными, но они будут создавать гораздо больше шума без устройства для уменьшения звука, называемого глушителем.Если вы когда-нибудь водили машину без глушителя, вы знаете, насколько громкой может быть машина. Глушитель — это акустическое устройство.

    Цикл — это процесс, который повторяется снова и снова. Вопрос в том, как запускается цикл? В очень старых автомобилях была рукоятка, которую нужно было физически повернуть, чтобы запустить цикл. В конце концов, это было перенесено на электродвигатель, называемый стартером.

    Электрический стартер, как и свеча зажигания, требует электрической системы для работы двигателя.Для этого требуется батарея для хранения электроэнергии, а также генератор для производства электроэнергии. Механическая энергия двигателя используется для выработки электроэнергии. В современных автомобилях это называется генератором переменного тока, потому что он создает переменный ток.

    Таким образом, это объясняет поступление топлива и воздуха, выход выхлопных газов и смазку поршня и цилиндров. Однако есть еще одна огромная проблема.

    Двигатели внутреннего сгорания на самом деле очень неэффективны. Эффективность определяется тем, сколько энергии топлива передается движению.Наиболее эффективные двигатели внутреннего сгорания имеют КПД всего 40 %, а у большинства автомобилей КПД может составлять около 20 %.

    Если только 20% энергии топлива преобразуется в работу, куда идет остальная часть? Он преобразуется в тепло.

    Жара — огромная проблема. Тепло заставляет металл расширяться, что на самом деле не очень хорошо, если есть движущиеся части, и это может привести к растрескиванию и деформации металла. Если вы когда-нибудь клали руку на двигатель или рядом с ним после того, как остановили машину, вы имеете представление о том, насколько она может нагреваться.

    Вы буквально можете приготовить еду на двигателе. В сети много видео, где люди готовят еду, завернутую в фольгу, на двигателе автомобиля. Если вы когда-либо оказывались в ситуации, похожей на отключение электроэнергии, и у вас не было возможности приготовить еду, это неэффективный, хотя и эффективный способ приготовления пищи.

    Это означает, что в двигатель должна быть встроена система охлаждения.

    В большинстве двигателей жидкость проходит через камеры в блоке цилиндров и отводит тепло. Затем жидкость проходит через устройство, называемое радиатором, которое имеет большую площадь поверхности, и воздух обдувается радиатором для охлаждения жидкости.


    Для всей системы охлаждения двигателя требуется жидкость, насос для перемещения жидкости, трубки и шланги для направления жидкости и, наконец, ремни для работы вентилятора.

    Все, о чем я только что рассказал, необходимо для работы двигателя. Если смазка, воздухозаборник, охлаждение, впрыск топлива или электрическая система выйдут из строя, то все просто остановится. Если вы владели автомобилем достаточно долго, есть большая вероятность, что одна или несколько из этих вещей пошли не так с вашей машиной.

    Чем больше вы думаете обо всей системе, она действительно кажется устройством Руба Голдберга… и я даже не затронул другие жизненно важные системы автомобиля, такие как трансмиссия, тормоза и подвеска.

    Тем не менее, за десятилетия инженеры очень хорошо научились заставлять все работать. Все эти части двигателя работали должным образом и сообща, что сделало возможным создание автомобиля с двигателем внутреннего сгорания.


    Ассоциированными продюсерами Everything Everywhere Daily являются Тор Томсен и Питер Беннетт.

    Сегодняшний обзор исходит от слушателя Ambiverbal на Apple Podcasts в США. Пишут:

    Гэри добился успеха

    В книге «Все повсюду ежедневно» Гэри занимается тем, что важнее всего для него… и, к счастью, для большого количества людей, интересующихся жизнью в мире, как исторической, так и современной. Избавившись от ненужного жира, Гэри создал информационно питательный подкаст, который можно потреблять каждый день всего за несколько минут.Пять звезд.

    Спасибо, Амбивербал! Вы будете рады узнать, что Everything Everywhere является частью сбалансированной медиа-диеты. Он содержит 100% рекомендуемой суточной нормы фактов и информации.

    Помните, что если вы оставите отзыв или зададите вопрос, вы также сможете прочитать его в сериале.

    Двигатели внутреннего сгорания

    Компания Gulf Coast Green Energy (GCGE) — первая компания, вырабатывающая электроэнергию с помощью двигателя внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) больше не нуждаются в капитальных затратах на радиатор, поскольку генератор Power+ TM охлаждает двигатель, используя тепло для выработки электроэнергии на месте.Другими словами, генератор Power+ TM становится радиатором… с окупаемостью. Для Cat 3516 это может снизить CapX на целых 75 000 долларов. Возможности улавливания отработанного тепла таких двигателей ошеломляют и предоставляют возможности как для повышения эффективности производства, так и для экономии средств для самых разных проектов двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

    Ниже приведен список возможных различных сценариев ICE, в которых может быть установлено оборудование для утилизации тепла для экономически эффективного решения для производства дешевой электроэнергии:

    • газификаторы
    • биомасса
    • Полигон Метан
    • газовые компрессоры
    • Насосные генераторные установки
    • комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ)

    Мы объединились с компанией по производству компрессоров природного газа в Южном Техасе, чтобы компенсировать энергию, используемую для нагнетательной скважины на месторождении газовых скважин.Мы используем отработанное тепло, доступное в охлаждающей воде рубашки двигателя, которая охлаждает двигатель. Мы фактически охлаждаем двигатель достаточно, чтобы обойти радиатор. Это реальное преимущество в летнее время для многих газокомпрессорных компаний в США, которым трудно охлаждать свои двигатели летом. Наша техническая команда впервые применила метод улавливания охлаждающей воды двигателя. Мы также производим энергию из выхлопных газов, которые просто уходят в атмосферу.

    Дополнительные проекты находятся в стадии разработки в Техасе и в США.Армия Южной Америки в Оклахоме будет вырабатывать электроэнергию из метана. Мы будем топить котел в обоих местах газом метаном, а горячая вода будет использоваться для выработки электроэнергии с помощью нашего генератора-утилизатора. Мы являемся отраслевыми партнерами программы EPA по распространению метана на свалках вместе со многими частными и муниципальными владельцами свалок. Так же, как и в случае с газовым компрессорным двигателем, мы вырабатываем электроэнергию на полигонных генераторных установках из охлаждающей воды рубашки охлаждения и выхлопных газов.

     

    Вот как генератор Power+ TM становится радиатором….с окупаемостью:

    • Отключение двигателя от системы охлаждения увеличивает полезную мощность на валу по отношению к двигателю – 5,4%
    • Добавить генератор Power+ TM  Выходная мощность от выхлопа + JW + газовое охлаждение = чистый прирост л.с. – 9,0 + 7,7% = 16,7%

    Генератор Power+ TM Охлаждение Эффект обеспечивает дополнительную мощность двигателя за счет:

    • Снижение охлаждающей нагрузки водяного контура рубашки охлаждения (JW) на 70–100 %, что также снижает температуру низкотемпературного радиатора промежуточного охладителя, увеличивая плотность наддувочного воздуха и эффективную мощность двигателя.
    • Эффект охлаждения
    • ORC на JW и снижение температуры промежуточного охладителя могут значительно уменьшить снижение мощности двигателя в условиях высокой температуры окружающей среды.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.