РЕЖИМЫ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ
В зависимости от целей и дорожных условий водитель может применять различные режимы движения. Им соответствуют и определенные режимы работы системы питания, каждому из которых присуща топливно-воздушная смесь особого качества.
- Состав смеси будет богатым при запуске холодного двигателя. При этом потребление воздуха минимально. В таком режиме категорически исключается возможность движения. В противном случае это приведет к повышенному потреблению горючего и износу деталей силового агрегата.
- Состав смеси будет обогащенным при использовании режима «холостого хода», который применяется при движении «накатом» или работе заведенного двигателя в прогретом состоянии.
- Состав смеси будет обедненным при движении с частичными нагрузками (например, по равнинной дороге со средней скоростью на повышенной передаче).
- Состав смеси будет обогащенным в режиме полных нагрузок при движении автомобиля на высокой скорости.
- Состав смеси будет обогащенным, приближенным к богатому, при движении в условиях резкого ускорения (например, при обгоне).
Выбор условий работы системы питания, таким образом, должен быть оправдан необходимостью движения в определенном режиме.
Неисправности топливных систем с впрыском бензина во впускной трубопровод
Приведем перечень наиболее часто встречающихся неисправностей систем впрыска и основных причин их возникновения.
Холодный двигатель не запускается или запускается с трудом. Основные причины: недостаточное давление топлива, отсутствие давления; неисправность пусковой форсунки или ее цепи (для автомобилей с пусковой форсункой); неисправность в цепи датчика охлаждающей жидкости; отсутствие или слабый сигнал от датчика частоты вращения коленчатого вала; неисправность потенциометра дроссельной заслонки; загрязнение форсунок; повышенное сопротивление со стороны выпускной системы; подсос воздуха во впускной коллектор.
Горячий двигатель запускается с трудом или не запускается. Основные причины: быстрое падение давления топлива после выключения двигателя; несанкционированная работа пусковой форсунки (при ее наличии); неисправность в цепи датчика охлаждающей жидкости; неисправность в цепи расходомера воздуха или датчика абсолютного давления.
Двигатель запускается и глохнет или неустойчиво работает в режиме холостого хода. Основные причины: подсос воздуха во впускной коллектор; неисправность системы холостого хода; неисправность в цепи датчика температуры охлаждающей жидкости; несоответствие давления топлива заданному; неисправность в цепи расходомера воздуха или датчика абсолютного давления.
Чрезмерно высокая частота вращения коленчатого вала в режиме холостого хода. Основные причины: подсос воздуха во впускной коллектор (системы с датчиком абсолютного давления и системы с расходомером воздуха и λ-регулированием); неправильная работа системы холостого хода; неисправность в цепи датчика положения дроссельной заслонки.
«Провалы» при ускорении. Основные причины: недостаточное давление или производительность топливного насоса; неисправность расходомера воздуха; неисправность в цепи датчика положения дроссельной заслонки; загрязнение форсунок.
Подергивание автомобиля и пропуски воспламенения под нагрузкой. Основные причины: недостаточное давление или производительность топливного насоса; неисправность в цепи расходомера воздуха или датчика абсолютного давления; неисправность в цепи датчика дроссельной заслонки; загрязнение форсунок.
Двигатель не развивает полной мощности. Основные причины: недостаточное давление или производительность топливного насоса; неисправность в цепи расходомера воздуха или датчика абсолютного давления; неисправность в цепи датчика дроссельной заслонки; повышенное сопротивление выпускной системы; загрязнение форсунок.
Повышенное содержание оксида углерода и (или) повышенный расход топлива. Основные причины: повышенное давление топлива; неисправность в цепи кислородного датчика; неисправность в цепи расходомера воздуха или датчика абсолютного давления; неисправность в цепи датчика температуры охлаждающей жидкости; разрыв диафрагмы регулятора давления топлива (системы многоточечного впрыска); повышенное сопротивление выпускной системы.
Воспламенение дизельного топлива.
Поршень сжимает воздух в камере сгорания. Поршневая группа позволяет создать компрессию в камере сгорания выше 25 вар. Если это происходит. Температура сжимаемого воздуха поднимается до 700- 900 градусов по цельсию.
Нагрев воздуха в камере сгорания
Нагрев воздуха происходит. Из а того , что при сжатии уменьшаются расстояния между молекулами воздуха . Молекулы находятся в постоянном движении. И чем меньше между ними расстояние. тем чаще они сталкиваются друг с другом. В результате выделяется большое количество кинетической энергии. Которая переходит в тепловую. Чем сильнее давление на воздух тем меньше расстояние между молекулами. Те выше поднимается температура сжимаемого воздуха.
Как происходит воспламенение.
Сжатый воздух нагрет до температуры 700-900 градусов. В момент когда поршень начинает подходить к верхней мертвой точке. Форсунка впрыскивает топливо под давлением. Топливо распыляется на мелкие капли. Капля от движения начинает испаряться и вокруг неё образуется облако пара. Температура воспламенения дизельного топлива составляет 350 градусов по Цельсию. То есть при температуре сжатого воздуха даже в 500 градусов. Пары топлива гарантированно самовоспламеняются. И от горения начинают расширяться. Создаётся давление в цилиндре. К моменту когда поршень подойдет к верхней мертвой точке. Топливо воспламенится все полностью и создаст максимальное давление в камере сгорания. Это давление и будет совершать работу двигателя. По мере удаления поршня от верхней мертвой точки топливо догорает. Создавая тем самым дополнительное давление на поршень.
Качество сгорания топлива во многом определяет давление с которым происходит впрыск топлива в камеру сгорания. Чем быстрее и эффективнее сгорает топливо тем выше создаваемое им давление. Чем выше давление распыления в форсунках. Тем капли мельче и быстрее движутся. Соответственно быстрее сгорают. Поэтому при одном и том же объёме камеры сгорания можно достичь повышение мощности двигателя за счет увеличения давления впрыска топлива.
Типы систем питания
Различают следующие виды систем питания двигателя, отличающиеся местом образования смеси:
- внутри двигательных цилиндров;
- 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.
Как устроена система центральной подачи ТС
Система моно впрыска имеет удобную и понятную конструкцию. Она может состоять из следующих элементов:
- центральной форсунки для впрыска топлива;
- дроссельной заслонки;
- электрического сервопривода;
- датчиков входа;
- блока управления электронного типа;
- регулятора давления
Центральная форсунка
Основное назначение форсунки является обеспечение впрыска топлива. Это небольшой магнитный клапан, который открывается при помощи электромагнитных импульсов, отправляемых блоком управления. Сама форсунка состоит из катушки, возвратной пружины, сопла для распыления топлива и запорного клапана.
Дроссельная заслонка
Заслонка используется для регулировки нужного объема воздушной массы, которая поступает в камеру. Заслонка может регулироваться механическим или электрическим приводом.
Сервопривод
Электрический сервопривод заслонки обеспечивает стабильную величину холостого хода, что достигается путем принудительного воздействия (открытия) дроссельной заслонки.
Регулятор давления
Основное назначение регулятора – поддерживать нужное давление внутри системы – 0,1 МПа, а также препятствовать образованию воздушных пробок в камере сгорания после выключения двигателя. Отсутствие воздушных пробок – залог легкого пуска двигателя.
Блок управления
Блок позволяет управлять системой центрального впрыска через центральную форсунку и сервопривод. Устройство блока состоит из процессора и блока памяти, который содержит информацию обо всех важных характеристиках впрыска топлива при различных оборотах мотора.
Датчики входа
Датчики фиксируют происходящие изменения в работе всех основных и вспомогательных элементов ДВС. К датчикам входа относятся датчики впрыска, температуры воздуха и жидкости-хладагента, оборотов мотора, уровня кислорода, выключения электрического сервопривода.
Каждый из датчиков предназначен для выполнения своей функции.
Так при помощи датчиков для измерения температуры воздуха и исходного положения заслонки можно посчитать необходимый объем воздуха, который будет подан в систему топливного впрыска.
Температура воздуха измеряется потому, что именно от нее зависит плотность воздушной массы, а, следовательно, и ее вес на единицу объема. Чем воздух холоднее, тем он тяжелее и плотнее. Датчик для измерения температуры устанавливается под центральной форсункой.
Датчик измерения положения заслонки передает данные о том, какое количество воздуха должно быть подано через дроссельную заслонку. Он устанавливается на приводной оси заслонки.
Регулировка объема воздушной массы происходит за счет установки определенного положения заслонки, благодаря чему изменяется площадь проходного канала. Чем больше угол открытия заслонки, тем больше воздуха попадет в цилиндр двигателя.
Если по какой-либо причине оба вышеупомянутых датчика вышли из строя, их функции будут выполнять датчики измерения оборотов и температуры охлаждающей жидкости (тосол или антифриз).
Подача, а затем воспламенение топливной смеси происходит на основании электронных сигналов, поданных датчиком момента впрыска.
При холостом ходе двигателя датчик выключения сервопривода обеспечивает бесперебойную работу системы впрыска, подавая в замкнутом состоянии (свидетельствующем о режиме ХХ), соответствующий сигнал на сервопривод заслонки, выставляя ее на требуемый угол.
Кислородный датчик – датчик, замеряющий уровень кислорода, поддерживает необходимый уровень и соотношение всех компонентов ТВС. Зачастую он устанавливается непосредственно в коллекторе выпускной системы или перед нейтрализатором (каталитическим).
Техническое обслуживание тормозной системы мотоцикла
Теперь давайте перейдем к тормозной системе мототехники. В большинстве мотоциклов тормозная система по-своему устройство очень похожа на автомобильную. Только все намного проще и легче обслуживать. Во-первых, обслуживать тормозную систему мотобайка можно в одиночку, когда для той же прокачки тормозной системы автомобиля может понадобится помощник. Особенно если в систему попал воздух.
Единственное отличие тормозной системы мотоцикла от автомобиля, в том, что передние и задние тормоза полностью независимы друг от друга. Это означает что как правило в мототехнике, два главных тормозных цилиндров.
То есть по сути у мотоциклов две разные тормозные системы. Одним тормозом мы управляем с помощью ручки на руле. Другим с помощью ножной педали.
Каждый мотоциклист должен время от времени проверять тормозные колодки байка, чтобы вовремя заметить их износ. Как только вы увидели, что тормозные колодки байка износились то установите новые.
Помните, что тормозные колодки мотоцикла намного тоньше автомобильных. Поэтому при проверке толщины колодок в байке не забудьте, что тонкие колодки не означают что они должны быть заменены. Будьте внимательны.
К сожалению, во многих байках визуально не получится проверить уровень тормозной жидкости. Поэтому время от времени вам понадобится откручивать защитную крышку бачка тормозной жидкости для того чтобы контролировать уровень жидкости. Особенно если речь идет о байках, которые оснащены металлическим резервуаром тормозной жидкости. Да, некоторые мотоциклы оснащаются пластиковой емкостью тормозной жидкости. Но как правило бачок не прозрачный и вам будет не легко определить уровень жидкости в нем.
Поэтому естественно, чтобы точно знать пришла ли пора менять или доливать тормозную жидкость в мотоцикл, вам нужно открутить крышку.
Будьте осторожны при откручивании, чтобы в тормозную систему не попала грязь.
Обратите внимание что перед осмотром уровня жидкости тормозной системы вы также должны выровнять байк по центру установив его на подножку. Также не забудьте периодически менять тормозную жидкость в байке. Рекомендуется менять ее каждые 10,000-12,000 км или 1 раз в год
Рекомендуется менять ее каждые 10,000-12,000 км или 1 раз в год
Также не забудьте периодически менять тормозную жидкость в байке. Рекомендуется менять ее каждые 10,000-12,000 км или 1 раз в год.
После замены тормозной жидкости также предстоит прокачать всю тормозную систему, чтобы стравить из нее воздух. Но в отличие от автомобиля сделать вы это сможете без посторонней помощи.
Кроме того, помните, что мотоциклы не имеют усилителя тормозной системы. Поэтому вы легко можете почувствовать, когда уровень тормозной системы упадет ниже минимальных значений. В этом случае тормоза будут работать очень плохо.
Системы питания дизельных двигателей
И дизельные системы модернизируются. Если раннее она была механической, то сейчас и дизеля оснащаются электронным управлением. В ней используются те же датчики и блок управления, что и в бензиновом моторе.
Сейчас на автомобилях применяется три типа дизельных впрысков:
- С распределительным ТНВД.
- Common Rail.
- Насос-форсунки.
Как и в бензиновых моторах, конструкция дизельного впрыска состоит из исполнительной и управляющей частей.
Многие элементы исполнительной части те же, что и у инжекторов – бак, топливопроводы, фильтрующие элементы. Но есть и узлы, которые не встречаются на бензиновых моторах – топливоподкачивающий насос, ТНВД, магистрали для транспортировки топлива под высоким давлением.
В механических системах дизелей применялись рядные ТНВД, у которых давление топлива для каждой форсунки создавала своя отдельная плунжерная пара. Такие насосы отличались высокой надежностью, но были громоздкими. Момент впрыска и количество впрыскиваемого дизтоплива регулировалось насосом.
В двигателях, оснащаемых распределительным ТНВД, в конструкции насоса используется только одна плунжерная пара, которая качает топливо для форсунок. Этот узел отличается компактными размерами, но ресурс его ниже, чем рядных. Применяется такая система только на легковом автотранспорте.
Common Rail считается одной из самых эффективных дизельных систем впрыска двигателя. Общая концепция ее во многом позаимствована у инжектора с раздельной подачей.
В таком дизеле моментом начала подачи и количеством топлива «заведует» электронная составляющая. Задача насоса высокого давления — только нагнетание дизтоплива и создание высокого давления. Причем дизтопливо подается не сразу на форсунки, а в рампу, соединяющую форсунки.
Насос-форсунки – еще один тип дизельного впрыска. В этой конструкции ТНВД отсутствует, а плунжерные пары, создающие давление дизтоплива, входят в устройство форсунок. Такое конструктивное решение позволяет создавать самые высокие значения давления топлива среди существующих разновидностей впрыска на дизельных агрегатах.
Напоследок отметим, что здесь приводится информация по видам впрыска двигателей обобщенно. Чтобы разобраться с конструкцией и особенностями указанных типов, их рассматривают по отдельности.
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.
Изменение степени сжатия – как улучшить показатели?
В наше время инженеры нашли альтернативный способ повысить давление в камере сгорания – это установка турбо-нагнетателя. Установка данного устройства приводит к увеличению давления в камере внутреннего сгорания, при этом объемы самой камеры изменять не нужно. Появление подобных устройств привело к существенному увеличению мощности, вплоть до 50 % от изначальных цифр. Достоинством нагнетателей является возможность их установки своими руками, хотя лучше всего поручить эту задачу специалистам.
Принцип работы нагнетателей всех типов сводится к одному простому действию, которое понятно даже детям. Мы знаем, что мотор автомобиля работает благодаря постоянному сгоранию топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя. Производители устанавливают оптимальное соотношение поступающих в цилиндры топлива и воздуха – последний попадает в камеру сгорания благодаря созданию разреженной атмосферы на такте впуска. Нагнетатели же позволяют в тот же объем камеры сгорания подать на впуске больше горючего и воздуха. Соответственно, увеличивается количество энергии при сгорании, растет мощность агрегата.
Быстрее прогорают поршни, изнашиваются клапаны, выходит из строя система охлаждения. Причем если турбонаддув можно установить своими руками, то ликвидировать последствия этого эксперимента далеко не всегда возможно даже в хорошей автомастерской. В особо неудачных случаях модернизации авто его «сердце» может попросту взорваться. Вряд ли нужно объяснять, что страховая компания откажется выплачивать вам какие-либо компенсации по этому прецеденту, возложив всю ответственность исключительно на вас.
В дизельных двигателях отсутствует дроссельная заслонка, в результате этого появилась возможность лучше и эффективней наполнять цилиндры независимо от оборотов. На очень многих современных автомобилях устанавливают такое устройство, как интеркулер. Он позволяет увеличить массу наполнения в цилиндрах на 20 %, что и поднимает мощность двигателя.
Увеличенное давление степени сжатия дизельного двигателя не всегда носит положительный характер и не всегда поднимает его мощность. Рабочая степень сжатия может находиться уже возле своего предела детонации для данного типа топлива, и дальнейшие её увеличение способно снизить мощность и время работы двигателя. В современных автомобилях давление в камере сгорания постоянно находится под управлением и контролем электроники, которая быстро реагирует на изменения работы в двигателе. Прежде, чем выполнить какие-либо операции по увеличению параметров современного «железного коня», обязательно проконсультируйтесь со специалистами.
Мнение эксперта
Руслан Константинов
Эксперт по автомобильной тематике. Окончил ИжГТУ имени М.Т. Калашникова по специальности «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». Опыт профессионального ремонта автомобилей более 10 лет.
Для большинства дизельных двигателей степень сжатия находится в пределе от 18/22 к 1. Подобные характеристики обеспечивают максимальный КПД силовой установки, а если степень сжатия будет увеличена хотя бы на один процент, мощность поднимается минимум на 2%. Кроме использования турбонаддува повысить эти показатели можно и другими способами.• Система Common Rail.Современная система, которая используется на большинстве современных автомобилей с дизельной силовой установкой. Принцип заключается в том, что топливная смесь подаётся в камеры сгорания всегда с одинаковым давлением независимо от количества оборотов двигателя и мощности. Если в обычной системе сжатие происходит во впускном коллекторе, то в common rail в момент впрыска топлива в камеру. Благодаря этой системе производительность возрастает на 30%, однако эта цифра может отличаться в зависимости от давления впрыска топлива.• Чип-тюнинг.Не менее востребованный способ повышения мощности это чип тюнинг. Принцип доработки заключается в изменении характеристик давления в топливной системе за счёт изменения параметров электронного блока управления двигателем. Чип повышает производительность и КПД мотора, а также отслеживает время подачи топлива в цилиндры. К тому же чип тюнинг позволяет снизить расход топлива и сделать эксплуатацию более экономичной.Чтобы выполнить чип тюнинг самостоятельно, потребуется специальное оборудование, знания и опыт. Установка доработанного контроллера обязательно подразумевает тонкую настройку под конкретный двигатель, также предварительно необходимо провести диагностику. Поэтому для получения гарантированного результата лучше обратиться к профессионалам.
