Система питания двигателя

В состав системы питания входят элементы следующих систем:

– система подачи топлива, включающая в себя топливный бак, модуль электрического топливного насоса, топливный фильтр, трубопроводы, шланги, топливную рампу с форсунками;

– система воздухоподачи, в которую входят воздушный фильтр, воздухоподводящий рукав, дроссельный узел;

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

Функциональное назначение системы подачи топлива – обеспечение подачи необходимого количества топлива в каждый цилиндр двигателя на всех рабочих режимах. В этой системе функции смесеобразования и дозирования подачи топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя разделены: форсунки осуществляют дозированный впрыск топлива во впускную трубу (ресивер), а необходимое в каждый момент работы двигателя количество воздуха подается системой, состоящей из дроссельного узла и регулятора холостого хода. Такой способ управления дает возможность обеспечивать оптимальный состав подачи горючей смеси в двигатель, что позволяет получить максимальную мощность при минимально возможном расходе топлива и низкой токсичности отработавших газов. Управляет системой впрыска топлива и системой зажигания электронный блок управления двигателем, непрерывно контролирующий с помощью соответствующих датчиков нагрузку двигателя, скорость движения автомобиля, тепловое состояние двигателя, оптимальность процесса сгорания в цилиндрах двигателя.

Особенностью системы впрыска автомобиля KIA Spectra является синхронность срабатывания форсунок в соответствии с фазами газораспределения (блок управления двигателем получает информацию от датчика фазы). Контроллер включает форсунки последовательно, а не попарно, как в системах асинхронного впрыска. Каждая форсунка включается через 720° поворота коленчатого вала. Однако в режимах пуска и динамических режимах работы двигателя используется асинхронный метод подачи топлива без синхронизации с вращением коленчатого вала.

Основным датчиком для системы впрыска топлива является датчик концентрации кислорода в отработавших газах (лямбда-зонд). Он установлен в промежуточной трубе системы выпуска отработавших газов двигателя и совместно с блоком управления двигателем и форсунками образует контур управления составом топливовоздушной смеси, подаваемой в двигатель. 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 (топливо : воздух), обеспечивающего наиболее эффективную работу каталитического нейтрализатора отработавших газов, блок управления с помощью форсунок изменяет состав смеси.

Топливный бак установлен под полом кузова в его задней части и прикреплен к панели пола двумя кронштейнами.

Наливная труба соединена с баком бензостойким шлангом, закрепленным на патрубках хомутами. В пробке наливной трубы расположен воздушный впускной клапан. Для того чтобы пары топлива не попадали в атмосферу, бак соединен трубопроводом с адсорбером. Для предотвращения нагрева от системы выпуска отработавших газов двигателя на бак установлен термоэкран. В отверстии в верхней части бака установлен топливный модуль 1. К боковой части топливного бака крепится двухходовой клапан 2 системы улавливания паров топлива.

ЗАМЕТКА Так выглядит кронштейн крепления топливного бака к панели пола.

Топливопроводы системы питания комбинированные в виде соединенных между собой стальных трубопроводов и резиновых шлангов.

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.

Топливный модуль погружного типа, с электроприводом, роторного типа. Насос 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. Он обеспечивает подачу топлива из бака через топливную магистраль в топливную рампу под давлением около 300 кПа (примерно 265 кПа в режиме холостого хода).

Топливный модуль включает в себя...

...электрический топливный насос 1, фильтр топливоприемника 2...

...регулятор давления топлива, поддерживающий постоянное давление топлива в центральном канале топливной рампы на всех режимах работы двигателя и не допускающий превышения давления в топливной рампе свыше 300 кПа...

...и датчик указателя уровня топлива.

Топливный фильтр тонкой очистки – полнопоточный. Фильтр неразборный, имеет стальной корпус с бумажным фильтрующим элементом.

Топливная рампа представляет собой литую пустотелую деталь с отверстиями для установки форсунок и подводящего штуцера для присоединения топливопровода высокого давления. Форсунки уплотнены в гнездах резиновыми кольцами и закреплены пружинными фиксаторами. Форсунки в сборе с рампой вставлены в отверстия ресивера и закреплены двумя болтами.

Форсунки своими распылителями входят в отверстия впускной трубы (ресивера). В них форсунки уплотнены резиновыми кольцами. Форсунка предназначена для дозированного впрыска топлива в цилиндр двигателя и представляет собой высокоточный электромеханический клапан (рисунок 5.12). Топливо под давлением поступает из рампы через фильтр 7 по каналам внутри корпуса форсунки к запорному клапану. Пружина 4 поджимает иглу 12 к конусному отверстию пластины 2 распылителя, удерживая клапан в закрытом положении. Напряжение, подаваемое от блока управления двигателем через штекерный вывод 6 на обмотку 5 электромагнита, создает в ней магнитное поле, втягивающее сердечник 9 вместе с иглой 12 внутрь электромагнита. Конусное кольцевое отверстие в пластине 2 открывается, и топливо впрыскивается через диффузор корпуса 3 распылителя во впускной канал головки блока цилиндров и далее в цилиндр двигателя. После прекращения поступления электрического импульса пружина 4 возвращает сердечник 9 и иглу 12 в исходное состояние – клапан запирается. Количество топлива, впрыскиваемое форсункой, зависит от длительности электрического импульса.

рисунок 5.12. Форсунка системы впрыска топлива: 1 – уплотнительное кольцо; 2 – пластина распылителя; 3 – корпус распылителя; 4 – пружина; 5 – обмотка электромагнита; 6 – штекерный вывод обмотки электромагнита; 7 – топливный фильтр; 8 – корпус электромагнита; 9 – сердечник; 10 – дистанционная втулка; 11 – седло клапана; 12 – игла запорного клапана

Воздушный фильтр установлен в передней левой части моторного отсека на трех опорах.

Фильтрующий элемент воздушного фильтра – бумажный, плоский, с большой площадью фильтрующей поверхности. Фильтр соединен резиновым гофрированным воздухоподводящим рукавом с дроссельным узлом. Во входное отверстие фильтра вставлен резиновый гофрированный воздухоподводящий рукав воздуховода, который закреплен на верхней поперечине рамки радиатора.

Глушитель шума впуска соединен с воздуховодом через воздухоподводящий рукав.

Дроссельный узел, представляющий собой регулирующее устройство, служит для изменения количества основного воздуха, подаваемого во впускную систему двигателя. Он установлен на входном фланце ресивера в его передней части. На патрубок дроссельного узла надет формованный резиновый патрубок, закрепленный червячным хомутом и соединяющий дроссельный узел с воздушным фильтром.

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. Кроме того, в канале дроссельного узла выполнено отверстие для подвода дополнительного воздуха к регулятору холостого хода.

В процессе эксплуатации дроссельный узел не требует обслуживания и регулировки.

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.

Блок управления двигателем, обработав сигналы от датчиков, определяет необходимость открытия клапана регулятора и передает импульсы на штекерный вывод обмотки статора регулятора. 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.

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

В системе улавливания паров топлива установлен угольный адсорбер для фильтрации паров топлива. Он установлен в моторном отсеке и соединен трубопроводами с топливным баком и электромагнитным клапаном продувки адсорбера.

В моторном отсеке расположен электромагнитный клапан продувки адсорбера, который по импульсам 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 диффузора дроссельного узла в полость адсорбера при открывании электромагнитного 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 и передается по управляющему трубопроводу.

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.

Двухходовой клапан закреплен на топливном баке и служит для ограничения переполнения бака парами топлива.