Система питания двигателя (топливная система)

Элементы системы питания двигaтeля: 1 -воздушный фильтр; 2 -гофрированный шланг подвода воздуха к дроссельному узлу; Э - тоn ивный бак; 4 - адсорбер; 5 -нaливная труба; 6 - вeнтиляционная трубка; 7 - тonивный модуль; 8 - регулятор холocror хода; 9 - топливный фильтр; 10 - впускной кол; 11 - регулятор давления тonива; 12 -топливная рампа; 13 - форсунки; 14 - клапан рециркуляции; 15 - дроссельный узел; 16 - клапан продувки адсорбер

В состав системы питания входят элементы следующих систем:

– подачи топлива, включающей в себя топливный бак, электробензонасос, топливный фильтр, регулятор давления топлива, трубопроводы и топливную рампу с форсунками;

– воздухоподачи, в которую входят воздушный фильтр, дроссельный узел, регулятор холостого хода;

– улавливания паров топлива, состоящей из адсорбера, клапана продувки адсорбера и соединительных трубопроводов.

Система улавливания паров горючего описана в отдельном подразделе (см. «Система улавливания паров горючего»), так как она служит только для выполнения экологических требований по снижению токсичности.

Функциональное назначение системы подачи топлива — обеспечение подачи необходимого количества топлива в двигатель на всех рабочих режимах. Двигатель оборудован электронной системой управления с распределенным впрыском топлива. В системе распределенного впрыска функции смесеобразования и дозирования подачи топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя разделены: воздух подается системой воздухоподачи, состоящей из дроссельного узла и регулятора холостого хода, а необходимое в каждый момент работы двигателя количество топлива впрыскивается форсунками во впускную трубу. Такой способ управления дает возможность обеспечивать оптимальный состав горючей смеси в каждый конкретный момент работы двигателя, что позволяет получить максимальную мощность при минимально возможном расходе топлива и низкой токсичности отработавших газов. Управляет системой впрыска топлива (и системой зажигания тоже) электронный блок, непрерывно контролирующий с помощью соответствующих датчиков нагрузку двигателя, скорость движения автомобиля, тепловое состояние двигателя, оптимальность процесса сгорания в цилиндрах двигателя.

Система улавливания паров горючего предотвращает выход из системы питания в атмосферу паров топлива, неблагоприятно влияющих на экологию окружающей среды.

В системе применен метод поглощения паров угольным адсорбером. Он установлен на основании кузова справа сзади и соединен трубопроводами с топливным баком и впускной трубой. На кронштейне, установленном на впускной трубе, расположен электромагнитный клапан продувки адсорбера, который по сигналам блока управления двигателем переключает режимы работы системы.

Пары топлива из топливного бака по трубопроводу постоянно отводятся и накапливаются в адсорбере, заполненном активированным углем (адсорбентом) При работе двигателя происходит регенерация (восстановление) адсорбента продувкой адсорбера свежим воздухом, поступающим в систему под действием разрежения, передаваемого по трубопроводу из впускной трубы в полость адсорбера при открывании клапана. Величина открытия клапана, а следовательно, и интенсивность продувки адсорбера зависят от угла поворота дроссельной заслонки и определяются разрежением, которое возникает в полости впускной трубы работающего двигателя.

Пары топлива из адсорбера по трубопроводу поступают во впускную трубу двигателя и сгорают в цилиндрах.

Неисправности системы улавливания паров топлива влекут за собой нестабильность холостого хода, остановку двигателя, повышенную токсичность отработавших газов и ухудшение ходовых качеств автомобиля.

рисунок - 5.21 Схема контура управления составом топливовоздушной смеси: 1 – датчик концентрации кислорода в отработавших газах (лямбда-зонд); 2 – выпускной коллектор; 3 – двигатель; 4 – форсунка; 5 – блок управления двигателем; 6 – каталитический нейтрализатор отработавших газов

Основным датчиком для обеспечения оптимального процесса сгорания является датчик концентрации кислорода в отработавших газах (лямбда-зонд) Он установлен в выпускном коллекторе двигателя и совместно с электронным блоком и форсунками образует контур корректировки состава топливовоздушной смеси, подаваемой в двигатель ( рисунок - 5.21) По сигналам датчика блок управления двигателем определяет количество несгоревшего кислорода в отработавших газах и соответственно оценивает оптимальность состава топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя в каждый момент времени. Зафиксировав отклонение состава от оптимального 1:14 (соответственно топливо и воздух), обеспечивающего наиболее эффективную работу каталитического нейтрализатора отработавших газов, блок управления с помощью форсунок изменяет состав смеси. В результате контур управления составом топливовоздушной смеси является замкнутым.

Топливный бак сварной, штампованный, установлен под полом кузова в его задней части и прикреплен четырьмя болтами. Для того чтобы пары топлива не попадали в атмосферу, бак соединен трубопроводом с адсорбером. Во фланцевое отверстие в верхней части бака установлен электрический топливный насос. Из насоса топливо подается в топливный фильтр, установленный в подкапотном пространстве на щите передка, и оттуда поступает в топливную рампу двигателя, закрепленную на впускной трубе. Из топливной рампы топливо впрыскивается форсунками во впускную трубу.

Топливопроводы системы питания представляют собой трубки, соединяющие между собой различные элементы системы.

Запрещается заменять стальные трубопроводы шлангами, медными или алюминиевыми трубками, так как только стальные трубопроводы удовлетворяют условиям работы при повышенном давлении и вибрации. Шланги системы питания изготовлены по особой технологии из маслобензостойких материалов. Применение шлангов, отличающихся по конструкции от рекомендованных, может привести к отказу системы питания, а в некоторых случаях и к пожару. В соединениях трубопроводов с элементами системы питания применяют круглые уплотнительные кольца. Использование уплотнений другой конструкции запрещено

Топливный модуль: 1 -корпус модуля; 2 - крышка модуля; 3 -разъём жryта проводов cиcrемы управления двигателем; 4 -штyцер сливной мaгистрали; 5 -штуцер нaгнeтательной мaгистрали.; 6 - дaтчик указателя уровня топлива; 7 -поплавок датчика указателя уровня тoплмва; 8 -peзиcтор контрольной лампы резерва топлива

Модуль топливного насоса включает в себя электрический насос и датчик указателя уровня топлива.

Модуль топливного насоса обеспечивает подачу топлива и установлен в топливном баке, что снижает возможность образования паровых пробок, так как топливо подается под давлением, а не под действием разрежения.

Топливный насос погружной, роторного типа, с электроприводом. Насос неразборной конструкции ремонту не подлежит, при выходе из строя его надо заменить.

Топливный фильтр тонкой очистки — полнопоточный, размещается в крепеже, закреплённом на щите передка в моторном отсеке (рисунок слева). Фильтр неразборный, корпус изготовлен из стали, внутри бумажный фильтрующий элемент.

Топливная рампа 2 ( рисунок - 5.22) представляет собой литую пустотелую деталь с отверстиями для установки форсунок 3, с фланцем для установки регулятора давления топлива и со штуцером для присоединения топливопровода высокого давления. Форсунки уплотнены в отверстиях рампы и в гнездах впускной трубы резиновыми кольцами 4 и закреплены пружинными фиксаторами 1. На фланце рампы двумя винтами прикреплен регулятор 5 давления топлива, к которому присоединен трубопровод слива топлива. Рампа с форсунками и регулятором в сборе вставлена хвостовиками форсунок в отверстия впускной трубы и закреплена двумя болтами.

рисунок - 5.22. Топливная рампа: 1 – фиксатор форсунки; 2 – рампа; 3 – форсунка; 4 – уплотнительное кольцо форсунки; 5 – регулятор давления топлива

Форсунки ( рисунок - 5.23) прикреплены к рампе, из которой к ним подается топливо, а своими распылителями входят в отверстия впускной трубы. В отверстиях рампы и впускной трубы форсунки уплотнены резиновыми уплотнительными кольцами 1 и 3. Форсунка предназначена для дозированного впрыска топлива в цилиндр двигателя и представляет собой высокоточный электромеханический клапан. Топливо под давлением поступает из рампы по каналам внутри корпуса форсунки к запорному клапану. Пружина поджимает иглу запорного клапана к конусному отверстию пластины распылителя, удерживая клапан в закрытом положении. Напряжение, подаваемое от блока управления двигателем через штекерные выводы 2 на обмотку электромагнита форсунки, создает в ней магнитное поле, втягивающее сердечник вместе с иглой запорного клапана внутрь электромагнита. Конусное кольцевое отверстие в пластине распылителя открывается, и топливо впрыскивается через диффузор корпуса распылителя во впускной канал головки блока цилиндров и далее в цилиндр двигателя. После прекращения поступления электрического импульса пружина возвращает сердечник и иглу запорного клапана в исходное состояние — клапан запирается. Количество топлива, впрыскиваемое форсункой, зависит от длительности электрического импульса.

рисунок - 5.23. Форсунка системы впрыска топлива: 1 – нижнее уплотнительное кольцо; 2 – штекерные выводы обмотки электромагнита; 3 – верхнее уплотнительное кольцо

Регулятор давления топлива, устанавливаемый на топливной рампе, поддерживает постоянное давление топлива в центральном канале рампы на всех режимах работы двигателя. Регулирование давления топлива, подаваемого в форсунки, основано на принципе слежения за значением перепада давления в рампе и впускной трубе, которое при любых условиях должно составлять не менее 300 кПа (3,0 кгс/см2) Подача электрического топливного насоса больше, чем это необходимо для обеспечения работоспособности системы. Поэтому при работе двигателя с помощью регулятора давления часть топлива постоянно сливается через обратный трубопровод в топливный бак. В зависимости от разрежения во впускной трубе регулятор давления уменьшает или увеличивает слив излишнего топлива, поддерживая постоянное давление в рампе.

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

Вакуумная камера сообщается через вакуумный шланг с впускной трубой двигателя, топливная — через канал в корпусе регулятора с полостью топливной рампы. Во время работы двигателя под действием пружины клапан регулятора закрыт, если перепад давления во впускной трубе и топливной рампе не более 0,3 МПа. Обратного слива топлива нет — давление в топливопроводе начинает повышаться. При перепаде давления свыше 300 кПа (3,0 кгс/см2) диафрагма регулятора прогибается и между клапаном и его седлом образуется зазор, через который в другой канал регулятора, соединенный со сливным трубопроводом, сливается излишнее топливо — давление снижается. При увеличении нагрузки двигателя, работающего при большом открытии дроссельной заслонки, расход топлива увеличивается и давление в топливной рампе падает. Одновременно с этим уменьшается разрежение во впускной трубе. Пружина прижимает клапан регулятора давления к седлу, слив топлива в топливный бак прекращается — давление повышается. Эти процессы повторяются непрерывно, в результате чего в топливной рампе поддерживается постоянное давление.

Элементы подвода воздуха к дроссельному узлу: 1 -резонатор; 2 - воздухозаборник; 3 -воздушный фильтр; 4 -тройник резонатора

Воздушный фильтр установлен в правой передней части моторного отсека на брызговике двигателя. Нижний патрубок фильтра вставлен в воздуховод глушителя шума впуска, установленного под правым передним крылом.

Фильтр соединен резиновым гофрированным воздухоподводящим рукавом с дроссельным узлом.

Фильтрующий элемент воздушного фильтра бумажный, плоский, с большой площадью фильтрующей поверхности.

Дроссельный узел представляет собой простейшее регулирующее устройство и служит для изменения количества основного воздуха, подаваемого во впускную систему двигателя. Он установлен на входном фланце впускной трубы. На входной патрубок дроссельного узла надет формованный резиновый рукав, закрепленный хомутом и соединяющий дроссельный узел с воздушным фильтром.

В корпусе дроссельного узла выполнено отверстие для подвода дополнительного воздуха к регулятору холостого хода.

рисунок - 5.24 Дроссельный узел: 1 – датчик положения дроссельной заслонки; 2 – регулятор холостого хода; 3 – дроссельная заслонка; 4 – сектор привода дроссельной заслонки; 5 – корпус дроссельного узла

В корпусе 5 ( рисунок - 5.24) установлена поворачивающаяся на оси заслонка 3. На одном конце оси установлен датчик 1 положения дроссельной заслонки системы управления двигателем, на другом — сектор 4, к которому присоединен трос привода дроссельной заслонки. На корпусе 5 закреплен регулятор 2 холостого хода, дозирующий поток воздуха при закрытой дроссельной заслонке.

В воздушном фильтре нет устройства сезонной регулировки, поэтому дроссельный узел оборудован системой подогрева, предотвращающей обледенение дроссельной заслонки в холодное время года и соединенной с системой охлаждения двигателя шлангами.

В процессе эксплуатации дроссельный узел не требует обслуживания и регулировки, следите лишь за состоянием резиновых уплотнений, чтобы избежать подсоса воздуха.

Регулятор холостого хода поддерживает заданную частоту вращения холостого хода двигателя при полностью закрытой дроссельной заслонке во время его пуска, прогрева и при изменении нагрузки при включении вспомогательного оборудования.

Регулятор изменяет количество дополнительного воздуха, подаваемого во впускную систему помимо дроссельной заслонки, и представляет собой электромеханический клапан, прикрепленный двумя болтами к фланцу корпуса дроссельного узла. Выполненные во фланце дроссельного узла каналы и седло клапана регулятора образуют систему подачи дополнительного воздуха, минуя дроссельную заслонку.

рисунок - 5.25 . Регулятор холостого хода: 1 – клапан; 2 – корпус регулятора; 3 – обмотка статора; 4 – ходовой винт; 5 – штекерный вывод обмотки статора; 6 – шариковый подшипник; 7 – корпус обмотки статора; 8 – ротор; 9 – пружина

Блок управления двигателем, обработав сигналы от датчиков, определяет необходимость открытия клапана 1 ( рисунок - 5.25) регулятора и передает импульсы на штекерный вывод 5 обмотки 3 статора регулятора. При каждом управляющем импульсе ротор 8 поворачивается на определенный угол, перемещая с помощью ходового винта 4 клапан 1 относительно седла. Во впускную трубу через каналы в дроссельном узле поступает дополнительный воздух. Определяя разрежение во впускной трубе двигателя, блок управления стремится поддерживать его на заданном уровне, периодически открывая и закрывая клапан регулятора холостого хода. Это дает возможность обеспечить подачу постоянного количества дополнительного воздуха для поддержания постоянной частоты вращения холостого хода. Изменяя величину открытия и закрытия клапана регулятора, блок управления компенсирует значительное увеличение или уменьшение количества подаваемого воздуха, вызванное его подсосом через негерметичную впускную систему или, напротив, засорением воздушного фильтра.

Включение дополнительных агрегатов вызывает увеличение нагрузки двигателя, сопровождающееся снижением частоты вращения холостого хода и изменением разрежения во впускной трубе, что также компенсируется блоком управления с помощью регулятора.