Как улучшить подачу воздуха в двигатель

Система питания дизельного двигателя внутреннего сгорания

Назначение

Система питания в дизеле — это целый комплекс специальных устройств. Основной ее задачей является не только поступление топлива в инжекторные форсунки, но и обеспечение высокого давления при подаче. Система питания выполняет и другие важные функции:

• дозирование точно определенного количества топлива, учитывая нагрузку на двигатель в разные режимы работы;
• обеспечение эффективного впрыска топлива в фиксированный промежуток времени с необходимой интенсивностью;
• распыление и равномерное распределение горючего по всему пространству камеры сгорания в цилиндрах;
• предварительная фильтрация дизельного топлива перед подачей в насосы системы питания.

Система питания обеспечивает подачу очищенного топлива, а ТНВД (топливный насос высокого давления) дизельного двигателя сжимает его до нужного давления. Форсунки подают дизельное топливо в мелко распыленном виде в камеру сгорания

Схема устройства системы питания

В качестве примера приведена схема дизельного двигателя ЗMЗ-5143.10, устанавливаемого на автомобилях УАЗ с электрическим топливным насосом.

Основные элементы системы

Система питания дизельного двигателя состоит из основных и дополнительных элементов. Основные элементы — это: топливный бак, фильтры грубой и тонкой очистки дизельного топлива, топливоподкачивающий насос, ТНВД, инжекторные форсунки (через которые происходит впрыск топлива), трубопровод низкого давления, магистраль высокого давления и воздушный фильтр.

Дополнительные элементы могут быть различны. Среди них встречаются электрические насосы, выпуск отработавших газов, фильтры сажи и глушители. Система питания дизельного двигателя подразделяется на две группы в зависимости от устанавливаемой топливной аппаратуры: дизельная аппаратура топливоподводящая и воздухоподводящая.

В топливоподводящей аппаратуре, как правило, ТНВД и форсунки реализованы как отдельные устройства. Топливо подается в двигатель по магистралям высокого и низкого давления. В магистрали высокого давления ТНВД увеличивает давления для подачи и впрыска необходимой порции топлива в рабочую камеру сгорания.

Кроме ТНВД, в дизельном двигателе предусмотрен топливоподкачивающий насос. Он обеспечивает подачу топлива из топливного бака и пропускает горючее через фильтры тонкой и грубой очистки. Давление, создаваемое этим насосом, позволяет осуществить подачу топливо по трубопроводу низкого давления в ТНВД.

ТНВД дизельного двигателя осуществляет подачу топлива к инжекторным форсункам под высоким давлением. Подача зависит от порядка работы цилиндров дизельного мотора.

Дизельные форсунки расположены в головке блока цилиндров. Их основная задача — точное распыление горючего в камере сгорания. Предусмотрена также и дренажная система, которая выводит избытки подаваемого топлива и воздуха посредством отдельных трубопроводов. Форсунки бывают открытого и закрытого типов, но закрытый тип используется чаще. Сопла такой форсунки — это отверстие, закрываемое запорной иглой. Ключевой элемент форсунки — распылитель. Он получает одно или несколько сопловых отверстий, которые образуют факел в момент впрыска топлива.

Существует и система питания нераздельного типа, в котором ТНВД и инжекторная форсунка в своей совокупности представляют устройство насос-форсунка. Срок службы таких двигателей невелик, а создаваемый шум часто превышает заданные нормы.

Особенности системы питания турбодизеля

Система турбонаддува применяется как в дизельных, так и в бензиновых двигателях. Она предназначена для повышения их мощности без увеличения объема камеры сгорания. Топливоподводящая система в турбированных дизелях остается практически без изменений, а система подачи воздуха претерпевает существенные изменения.

Наддув происходит при помощи турбокомпрессора. Турбина потребляет энергию, выделяемую отработавшими газами. Воздух в турбокомпрессоре сжимается, охлаждается и подается в камеру сгорания дизельного двигателя. Величина этого давления классифицирует компрессоры по степени наддува (низкий, средний, высокий).

Завихритель воздуха на инжектор своими руками

В этой статье Вы узнаете как сделать завихритель воздуха на инжектор своими руками. Все результаты начальный промежуточный и конечный были измерены на автомобиле Holden VL Turbo при разгоне от 0 до 100км/ч. Конечный результат уменьшение время разгона до 100 км/ч на 0.55 секунды. Затраты 30%, в России можно обойтись и 300 рублями.

Статья была написана иностранным другом по тюнингу, чем Мы ему и благодарны!

Начнём, автомобиль для тюнинга Holden VL Turbo 6-ти цилиндровый двигатель объёмом 3-и литра с турбиной. Цель данного тюнинга заключалось в увеличении мощности двигателя при минимальных затратах и путём доработки системы впуска двигателя. А так же возможность сделать тюнинг своими руками.

Рассмотрим простую схему….если давление в самом конце системы подачи воздуха больше, чем в начале, значит поток воздуха не может пройти спокойна какой то узел системы. В результате получается дефицит воздуха в камере сгорания, а ещё в школе нас учили, что чем больше воздуха, тем быстрее и объёмнее протекает процесс горения, а это, в нашем случае, увеличение мощности двигателя. Ещё одним не мало важным параметром является температура подаваемого воздуха в камеру сгорания. Чем больше температура тем воздух менее плотнее, а значит и содержит меньше кислорода и опять же по предыдущей схеме уменьшается мощность двигателя. В итоге нужно подать как можно прохладнее воздух, для увеличения количество кислорода в нём.

Стоковая система Holden VL Turbo

Тестируем

Теперь задача убрать все места которые мешают прямой подачи воздуха. Замеры собранным манометром показали вот такие данные:

1. Впускной патрубок: 3.5
2. Нижняя часть коробки воздушного фильтр: 4
3. Фильтр: 1
4. Верхняя часть коробки воздушного фильтр: 2
5. Датчик воздуха: 14.5
6. Гофра: 4.5
7. Непосредственно возле турбины: 29.5

Единица измерения- изменение столбика жидкости в сосуде.

А ещё была замерена температура воздуха с помощью цифрового температурного датчика. В нижней части коробки воздушного фильтр температура 30 градусов. Но спустя некоторое время она возросла до 50, что ни есть хорошо и это при температуре окружающей среды 15 градусов.

И так исходные данные:

Пиковое давление: 29.5 Пиковая температура: 50°C Разгон 0-100 км/ч: 8.0 сек

Доработка

Результат:

2. В результате повторного замера, задача в снижении сопротивления в верхней чати коробки воздушного фильтра пропала. 7 единиц давления мы имеем в низу коробки. Выход нашёлся один, в нижней части коробки воздушного фильтра было сделано отверстие диаметром 100мм. вставлен патрубок такого же диаметра, загнутый под 90 градусов и выведен в колёсную арку. В переднюю часть авто воздухозаборник не был выведен в связи с опасностью попадание инородных предметов, тем более две из трёх перегородок грубой очистки были сняты. А разместив в арке получаем неплохой приток воздуха на скорости и более-менее неплохую защиту от попадания грязи. Начало воздухозаборного патрубка был увеличен путём нагрева и растягивания конусным предметом. Результат: давление уменьшилось с начальных 4 до 1 единицы, а температура воздуха уменьшилась с 50°C до 20°C. Разгон от 0 до 100км/ч уменьшился до 7.6 секунд. Затраты 150 рублей за патрубок.

3. Замена гофрированного патрубка от датчика кислорода к турбине, потери 4.5 единиц. Как раз в гофре идёт сильные завихрения потока воздуха, в чём и проявляется увеличения сопротивления на 26%. Цена обычного патрубка, такого же диаметра 150 рублей. Результат: давление уменьшилось на 4 единицы. Разгон от 0 до 100км/ч уменьшился до 7.45 секунд. Затраты на новый патрубок так же 150 рублей.

Подведение итогов:

Бюджет 300 рублей

Уменьшение сопротивления на половину. Уменьшение температуры воздуха.

выигрышное время 0.55 секунды при разгоне от 0 до 100км/ч. Показание теста на стенде выросли на всех участках кривой одинаково, а значит прирост как на малых, так и на больших оборотах, при минимальных затратах.

Дизель и его особенности

Принцип работы топливной системы дизеля отличается от бензиновой, что сказывается и на особенностях функционирования системы подачи топлива.

Коснемся только отличий, касающихся топливной составляющей. Первое из них – это то, что у дизеля смесеобразование внутреннее. То есть, компоненты смеси подаются в цилиндры по отдельности и смешиваются они уже там. А второе отличие заключается в том, что воспламенение смеси производится от сжатия, поэтому давление в цилиндрах дизеля (компрессия) почти вдвое выше, чем у бензинового агрегата. И оба этих отличия вносят свои коррективы в устройство топливной системы дизеля.

Как ранее указывалось, система состоит из двух основных составляющих – воздушной и топливной. Дизеля это тоже касается.

Относительно воздушной части, то она мало отличается от бензиновой. Единственное, у дизеля используется более хороший фильтр, поскольку этот мотор очень чувствителен к чистоте воздуха.

Топливная составляющая тоже частично похожа на инжекторную, хотя есть и некоторые особые элементы. Всего же в конструкцию входит:

• бак;
• магистрали (низкого и высокого давления, подающие и сливные);
• два фильтрующих элемента (грубой и тонкой очистки);
• топливоподкачивающий насос (обычно входит в конструкцию ТНВД);
• топливный насос высокого давления (ТНВД);
• форсунки;

Топливная система дизельного двигателя

Ранее вся система питания была полностью механической, сейчас же все больше в конструкции появляется электронных частей. Но чтобы было понятнее, рассмотрим все на примере механической системы.

Топливо находится в баке, откуда за счет работы топливоподкачивающей помпы по подающей магистрали низкого давления подается в фильтрующий элемент грубой очистки.

После этого фильтра по той же магистрали подается во второй фильтр – тонкой очистки. И только после этого топливо подается в ТНВД.

Основными рабочими элементами этого насоса являются плунжерные пары, состоящие из поршня и гильзы. Сам насос работает от коленвала и внутри его установлен кулачковый вал. Именно этот вал приводит в действие плунжерную пару, и за счет их работы значительно повышается давление топлива.

После ТНВД дизтопливо по подающим магистралям, но уже высокого давления подается на форсунки.

Схема системы питания

Схема системы питания дизельного двигателя включает в себя основные компоненты, в число которых входят:

• Бак для топлива;
• Фильтры очистки топлива (грубой и тонкой);
• Насос топливный, подкачивающий;
• Насос топливный, создающий высокое давление (ТНВД);
• Форсунки;
• Трубопровод для перекачки топлива под низким давлением;
• Трубопровод высокого давления;
• Фильтр воздушный

Схема топливной системы имеет вспомогательные компоненты, к которым можно отнести электрические насосы, детали выпуска отработанных газов, фильтры очистки от сажи, глушители и т.п. Общее устройство системы питания предполагает деление топливной аппаратуры на две группы:

• Аппаратура, подводящая топливо;
• Аппаратура, подводящая воздух.

Топливная аппаратура дизельных двигателей может иметь различное устройство, система разделённого типа, на сегодняшний день является наиболее распространенной. Для этой системы характерно разделение ТНВД и форсунок на отдельно функционирующие устройства.

Топливо проходит путь по путепроводам высокого и низкого давления. Проверка шлангов подачи топлива является обязательным условием эксплуатации силовой установки.

Хранение, фильтрация и подача к ТНВД происходит при невысоком давлении. После чего, топливный насос поднимает давление в системе для правильного дозирования и подачи порции топлива в камеру сгорания в нужный момент.

Систему питания дизельного мотора обслуживает два насоса:

• Насос, создающий высокое давление;
• Насос, подкачки топлива.

Насос подкачки топлива осуществляет подачу солярки из бака к фильтрам грубой и тонкой очистки и дальше к насосу, создающему высокое давление. Этот путь жидкость проходит с относительно невысоким показателем давления.

Проходя ТНВД, давление топлива нагнетается до высокого уровня. Порядок работы цилиндров определяет подачу рабочей смеси. Насос, создающий высокое давление имеет несколько секций, каждая из которых отвечает за определённый цилиндр двигателя.

Устройство системы питания дизельного двигателя, осуществляющего два такта, может иметь неразделённый тип. Для таких систем применяется специальное устройство, насос-форсунка. Это своего рода объединение топливного насоса, создающего высокое давление и форсунки в один прибор.

Конструктивный принцип работы системы питания дизельного двигателя, получившего наибольшее распространение, предусматривает расположение форсунок в головке блока цилиндров. Основная задача такого расположения, точное распыление топлива в камере сгорания. К ТНВД, поступает большой объём солярки, её излишки отводятся обратно в бензобак по дренажным трубам.

Форсунки могут быть двух типов:

• Закрытого типа;
• Открытого типа.

Более широкое применение имеют форсунки закрытого типа. В устройстве таких форсунок есть специальная запорная игла, которая закрывает отверстие подачи топлива. Поэтому, полость форсунки соединяется с камерой сгорания только при открытии отверстия и впрыске жидкости.

Топливные баки

Топливные баки, поступившие в ремонт, могут иметь вмятины, разрывы, трещины в стенках или в местах крепления заливной горловины и штуцеров, нарушения крепления перегородок к стенкам.

Перед ремонтом бак очищают и моют снаружи, удаляя грязь и ржавчину; внутреннюю полость промывают моющими растворами и горячей водой. После этого проверяют герметичность бака. Для этого закрывают все отверстия заглушками, а к штуцеру сливного крана или пробки подсоединяют шланг и погружают бак в ванну с водой. При избыточном давлении в баке (до 0,05 МПа) наблюдают за выделением пузырьков воздуха, указывающих места трещин или нарушений герметичности.

Незначительные трещины в стенках баков обезжиривают, флюсуют 25%-ным раствором хлористого цинка и запаивают оловянисто-свинцовым (ПОС-40) или серебряным (ПСр-45) припоем. Большие трещины и пробоины ремонтируют наложением заплат, засверлив концы трещины, чтобы предотвратить ее дальнейшее распространение. Заплаты закрепляют на поврежденных местах пайкой или газовой сваркой.

Большие вмятины на стенках баков устраняют следующим образом: против вмятины на противоположной стороне бака вырезают окно, обеспечивающее возможность работы молотком и оправкой внутри бака; после правки поврежденной стенки вырезанное окно заделывают. Вмятины можно устранять также путем подачи сжатого воздуха в бак. Герметичность отремонтированных баков проверяют.

Как увеличить подачу воздуха в двигатель: доступные способы

Как видно, от количества и качества поступающего в цилиндры воздуха напрямую будет зависеть и мощность силового агрегата. В целях получения улучшенной отдачи от ДВС многие автолюбители стремятся увеличить подачу воздуха в агрегат. Как правило, такая необходимость возникает в процессе тюнинга двигателя, после проведения каких-либо доработок и т.д.

Далее мы рассмотрим несколько возможных способов,  которые при этом не предполагают кардинальных переделок (например, доработка каналов ГБЦ, замена турбины на более производительную и т.п.)

Самым простым и бюджетным решением является установка фильтра нулевого сопротивления (нулевика). Хотя общий прирост мощности от такого решения небольшой, но на спортивных и специально подготовленных авто установка нулевика в комплексе с другими усовершенствованиями волне оправдана.

Однако этого не скажешь о гражданских авто со «стоковым» ДВС. В этом случае получается скорее вред, чем польза, так как фильтры нулевого сопротивления быстрее загрязняются и хуже очищают воздух, что может сказаться на ресурсе мотора. При этом никакого прироста мощности фактически не наблюдается.

Еще одним способом подать в мотор больше воздуха является доработка элементов заводской системы. Речь идет о воздухозаборнике, патрубках, верхней крышке корпуса воздушного фильтра.

В самом начале необходимо измерить сопротивление воздуха на входе и после выхода из корпуса фильтра, после чего  проводятся работы в целях уменьшения такого сопротивления.

Также следует отметить, что иногда на профильных форумах встречается информация об электрическом вентиляторе во впуск (динамический вентилятор, завихритель воздуха, система динамического наддува, электрический турбонагнетатель и т.п.). В свое время на рынке выделялись производители Кamann, Simota и ряд других.

Если коротко, так называемая электротурбина на впуске позволяет добиться подачи охлажденного воздуха во впускной коллектор без каких-либо существенных доработок, что особенно актуально для атмомоторов. В результате в двигатель начинает поступать охлажденный, а не теплый воздух, увеличивается объем воздуха и т.д.

Устройство представляет собой патрубок, в котором устанавливается  крыльчатка. Во время работы крыльчатка вращается, создавая спиралеподобные завихрения воздуха. По заверениям производителей такой воздух более холодный и лучше проникает в камеры сгорания.

В результате улучшается общий процесс смесеобразования, мощность двигателя растет, повышается эластичность во время работы ДВС на разных режимах, автомобиль демонстрирует улучшенные динамические характеристики.

Однако как показывает практика, особой пользы после установки таких решений нет. Более того, высокая стоимость на отметке около 300-400 у.е. и вовсе ставит целесообразность подобных экспериментов под большое сомнение.

Еще в списке возможных решений для увеличения подачи воздуха можно отметить так называемый «холодный впуск». Подобное решение фактически предполагает вынос воздухозаборника из подкапотного пространства наружу, что позволяет снизить температуру поступающего воздуха и повысить его плотность.

В продаже встречаются готовые комплекты как для определенных моделей авто, так и универсальные. К преимуществам холодного впуска можно отнести увеличение мощности двигателя, снижение риска возникновения детонации, улучшение реакций на нажатие педали газа, незначительное уменьшение расхода топлива.

При этом существенно повышается вероятность попадания воды во впуск и гидроудара, а также намного быстрее загрязняется воздушный фильтр. Дело в том, что воздухозаборник ставится в «окна», которые отдельно делаются в бампере, в передней фаре и т.д.

Ремонт инжектора своими руками

На сегодняшний день инжекторными системами питания мотора оснащается больше половины всех выпускаемых автомобилей. Если быть точнее, то порядка 75-80 машин из сотни имеют в своей конструкции инжектор. Неисправности данного узла встречаются нередко, поэтому вопрос его ремонта всегда актуален и интересен к рассмотрению в сфере автомобилистов. Среди читателей нашего ресурса также есть ценители инжекторных систем, вследствие этого в сегодняшнем материале будет детально рассмотрен ремонт инжектора, способы его диагностики и настройки. Интересно? Тогда обязательно опускайтесь ниже по странице.

Карбюраторный двигатель

Карбюраторный двигатель — это отдельный вид двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с наружным формированием смеси. В карбюраторном двигателе внутреннего сгорания горючая смесь по коллектору проходит в цилиндры двигателя и вырабатывается в карбюраторе.

Карбюратор — конструкция в системе питания двигателей внутреннего сгорания, которая служит для перемешивания бензина с воздухом, образовывает горючую смесь и корректирует ее потребление. На сегодняшний день карбюраторные системы заменяются инжекторными.

Смесь представляет собой пары бензина смешанные с воздухом. Когда она проходит в цилиндры двигателя происходит перемешивание с отработанными газами и образование рабочей смеси, которая в конкретный момент поджигается системой зажигания. Поджигание смеси производится благодаря тому, что бензин поступает в газообразном виде и имеется достаточное количество воздуха для горения.

Карбюраторные двигатели подразделяются на четырехтактные и двухтактные. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя складывается из четырех тактов, они состоят из четырех полуоборотов коленчатого вала; двухтактные же состоят из двух полуоборотов коленчатого вала. Двухтактные двигатели наиболее легкие и получили свое применение в мотоциклах, мотокультиваторах, бензопилах и в других аппаратах.

Двигатели этого типа делятся на два подтипа:

Нужен ли ремонт системы питания карбюраторного двигателя?

Весьма важно регулярно следить за состоянием всех элементов вышеописанной системы. За герметичностью корпуса воздушного фильтра, топливопровода и трубопровода, по которому осуществляется впуск горючего и выпуск отработанных газов

Кроме того, необходимо промывать все воздушные фильтры и сам карбюратор минимум 2 раза в год.

Если же появились какие-либо признаки нарушения работы, то прежде, чем начинать ремонт системы питания карбюраторного двигателя, необходимо убедиться, действительно ли дело в ней.

С этой целью осуществляется ее проверка, в случае, когда двигатель не работает, следует оценить количество топлива, находящееся в бензобаке, а также в каком состоянии находятся прокладки, расположенные под пробкой наливной горловины

Еще следует обратить внимание, насколько плотны соединения карбюратора, топливного насоса, воздушного фильтра, трубопроводов, глушителя, а также как надежно закреплен топливный бак, тройники, штуцеры и топливопровод. В случае, когда двигатель находится в рабочем состоянии, проверьте, нет ли течи в местах соединения топливного бака, топливопроводов и самого карбюратора

Главная →

Обслуживание и Ремонт → Двигатель →

2 Нагнетатель воздуха – как влить силы в двигатель?

С развитием автомобилестроения возникали и различные способы компрессии воздуха. Многие разработки уверенно дошли и до наших дней. Итак, разберемся, какие способы наддува существуют:

1. Механический – «отец» нагнетателей, возникший практически сразу же после появления ДВЗ. В действие такой наддув приводится коленвалом мотора.
2. Электрический – более современный вариант турбонаддува, в котором излишнее давление в цилиндрах создает электрический компрессор.
3. Турбонаддув – нагнетатель в такой системе работает от давления выхлопных газов и компрессора.
4. Комбинированный наддув – совмещение различных систем, чаще всего механической и турбо.

Как правило, такие системы серийно на автомобили не устанавливаются, что дает автолюбителям множество возможностей для тюнинга своими руками.

Топливные насосы

Топливные насосы ремонтируют в случае снижения подачи, давления или отсутствия разрежения у всасывающего патрубка. Насос разбирают и все детали промывают в керосине или бензине, после чего осматривают для выявления трещин и обломов корпусов, негерметичности всасывающего и нагнетательного клапанов, проворачивания в посадочных местах или осевого смещения патрубков верхнего корпуса, разрывов, отслоений и затвердений мембраны насоса, вытянутости краев отверстия под тягу мембраны. При проверке рычаг ручного привода и пружина рычага должны быть работоспособными. Фильтр насоса должен быть чистым, без разрывов сетки, уплотнительная кромка по всему периметру не должна иметь неровностей.

Упругость пружины мембраны проверяют под нагрузкой. Пружины и мембраны, не удовлетворяющие техническим требованиям, заменяют.

Корпус топливного насоса, изготовленный из цинкового сплава, может иметь такие повреждения, как износ отверстий под ось рычага привода, срывы резьбы под винты крепления крышки, коробление плоскостей разъема крышки и корпуса. Изношенные отверстия под ось рычага привода развертывают до большего диаметра с установкой втулки. Сорванную резьбу в отверстиях восстанавливают, нарезая резьбу большего размера. Коробление плоскости прилегания крышки устраняют притиранием на плите шлифовальной шкуркой или пастой.

У рычага привода мембраны насоса изнашивается отверстие, в которое устанавливается опорный палец, и рабочая поверхность, соприкасающаяся с эксцентриком. Изношенное отверстие развертывают до большего диаметра, а рабочую поверхность наплавляют и подвергают механической обработке по шаблону.

Изношенные текстолитовые пластинчатые клапаны насоса ремонтируют торцеванием их поверхности при шлифовании на притирочной плите. При ремонте клапанов проверяют упругость их пружин. После ремонта и сборки насос должен быть подвергнут испытанию на приборе модели 577Б.