Sistema de combustible per a vehicles

Cap cotxe amb motor de combustió interna sota el capó conduirà si el seu dipòsit de combustible està buit. Però el combustible d’aquest dipòsit no només és. Encara s’ha de lliurar als cilindres. Per a això, s'ha creat el sistema de combustible del motor. Considerem quines funcions té, en què es diferencia el vehicle d'una unitat de gasolina de la versió amb què funciona un motor dièsel. Vegem també quins són els desenvolupaments moderns que augmenten l'eficiència de subministrament i barreja de combustible amb aire.

Què és el sistema de combustible del motor

El sistema de combustible farà referència a l’equip que permet que el motor funcioni de forma autònoma a causa de la combustió de la mescla aire-combustible comprimida als cilindres. Segons el model de cotxe, el tipus de motor i altres factors, un sistema de combustible pot ser molt diferent d’un altre, però tots tenen el mateix principi de funcionament: subministren combustible a les unitats corresponents, el mesclen amb l’aire i garanteixen un subministrament ininterromput de barreja als cilindres.

El propi sistema de subministrament de combustible no proporciona un funcionament autònom de la unitat de potència, independentment del seu tipus. Necessàriament està sincronitzat amb el sistema d’encesa. El cotxe es pot equipar amb una de les diverses modificacions que garanteixen l’encesa oportuna del VTS. Es descriuen detalls sobre les varietats i el principi de funcionament del SZ al cotxe en una altra ressenya... El sistema també funciona conjuntament amb el sistema d’admissió del motor de combustió interna, que es descriu detalladament. aquí.

És cert que el treball esmentat anteriorment del vehicle fa referència a les unitats de gasolina. El motor dièsel funciona d’una altra manera. En resum, no té un sistema d’encesa. El gasoil s’encén al cilindre a causa de l’aire calent a causa de l’alta compressió. Quan el pistó completa la seva carrera de compressió, la porció d’aire del cilindre s’escalfa molt. En aquest moment s’injecta gasoil i s’encén el BTC.

Finalitat del sistema de combustible

Qualsevol motor que crema VTS està equipat amb un vehicle, els diversos elements del qual proporcionen les accions següents al cotxe:

1. Proporcionar emmagatzematge de combustible en un tanc separat;
2. Pren combustible del dipòsit de combustible;
3. Neteja del medi ambient de partícules estranyes;
4. Subministrament de combustible a la unitat en què es barreja amb l'aire;
5. Polvorització de VTS en un cilindre de treball;
6. Retorn de combustible en cas d'excés.

El vehicle està dissenyat de manera que la mescla combustible s’administra al cilindre de treball en el moment en què la combustió del VTS serà més eficaç i s’eliminarà la màxima eficiència del motor. Com que cada mode del motor requereix un moment i una intensitat diferents de subministrament de combustible, els enginyers han desenvolupat sistemes que s’adapten a la velocitat del motor i a la seva càrrega.

Dispositiu del sistema de combustible

La majoria dels sistemes de subministrament de combustible tenen un disseny similar. Bàsicament, l’esquema clàssic constarà dels elements següents:

• Dipòsit o dipòsit de combustible. Emmagatzema combustible. Els cotxes moderns aconsegueixen alguna cosa més que un contenidor metàl·lic al qual s’adapta la carretera. Té un dispositiu força complex amb diversos components que garanteixen l’emmagatzematge més eficient de gasolina o dièsel. Aquest sistema inclou adsorber, filtre, sensor de nivell i en molts models una bomba de cotxe.
• Línia de combustible. Normalment es tracta d’una mànega de goma flexible que connecta la bomba de combustible amb altres components del sistema. En moltes màquines, la canonada és parcialment flexible i parcialment rígida (aquesta part està formada per canonades metàl·liques). El tub tou constitueix la línia de combustible de baixa pressió. A la part metàl·lica de la línia, la gasolina o el gasoil tenen molta pressió. A més, una línia de combustible per a automòbils es pot dividir condicionalment en dos circuits. El primer s’encarrega d’alimentar el motor amb una nova porció de combustible i s’anomena alimentació. Al segon circuit (retorn), el sistema buidarà l'excés de gasolina / dièsel al dipòsit de gasolina. A més, aquest disseny no només es pot aplicar en vehicles moderns, sinó també en aquells que tenen un tipus de carburador de preparació VTS.
• Bomba de gasolina. L’objectiu d’aquest dispositiu és garantir un bombament constant del medi de treball des del dipòsit fins als polvoritzadors o cap a la cambra on es prepara el VTS. Depenent del tipus de motor instal·lat al cotxe, aquest mecanisme es pot accionar elèctricament o mecànicament. La bomba elèctrica està controlada per una unitat de control electrònic i forma part del sistema d’injecció ICE (motor d’injecció). Una bomba mecànica s’utilitza en cotxes antics en què s’instal·la un carburador al motor. Bàsicament, un motor de combustió interna de gasolina està equipat amb una bomba de combustible, però també hi ha modificacions dels vehicles d'injecció amb una bomba de reforç (en versions que inclouen un rail de combustible). El motor dièsel està equipat amb dues bombes, una és una bomba de combustible d'alta pressió. Crea alta pressió a la línia (el dispositiu i el principi de funcionament del dispositiu es descriuen detalladament per separat). La segona bomba de combustible, cosa que facilita el funcionament del sobrealimentador principal. Les bombes que generen alta pressió als motors dièsel són alimentades per un parell d’èmbol (el que es descriu a aquí).
• Netejador de combustible. La majoria dels sistemes de combustible tindran un mínim de dos filtres. El primer proporciona una neteja aproximada i s’instal·la al dipòsit de gasolina. El segon està dissenyat per a una purificació més fina del combustible. Aquesta peça s’instal·la davant de l’entrada del carril del combustible, de la bomba de combustible d’alta pressió o davant del carburador. Aquests articles són consumibles i s’han de substituir periòdicament.
• Els motors dièsel també utilitzen equips per escalfar el combustible dièsel abans que entri al cilindre. La seva presència es deu al fet que el combustible dièsel té una viscositat elevada a baixes temperatures i que la bomba compleix la seva tasca amb més dificultat i, en alguns casos, no és capaç de bombar combustible a la línia. Però per a aquestes unitats, també és rellevant la presència de bujies incandescents. Obteniu informació sobre com es diferencien de les bugies i per què es necessiten. per separat.

Depenent del tipus de sistema, el seu disseny pot incloure altres equips que proporcionin un millor subministrament de combustible.

Com funciona el sistema de combustible d'un cotxe?

Com que hi ha una gran varietat de vehicles, cadascun d'ells té el seu propi mode de funcionament. Però els principis clau no són diferents. Quan el conductor gira la clau del pany d’encesa (si s’instal·la un injector al motor de combustió interna), s’escolta un feble brunzit que surt del costat del dipòsit de gasolina. Es va activar la bomba de gasolina. Augmenta la pressió a la canonada. Si el cotxe està carburat, a la versió clàssica la bomba de combustible és mecànica i, fins que la unitat no comenci a girar, el sobrealimentador no funcionarà.

Quan el motor d’arrencada gira el disc del volant, tots els sistemes del motor s’obliguen a engegar-se de manera síncrona. A mesura que els pistons es mouen als cilindres, les vàlvules d’admissió de la culata s’obren. A causa del buit, la cambra del cilindre comença a omplir-se d'aire al col·lector d'admissió. En aquest moment, s’injecta gasolina al corrent d’aire que passa. Per a això, s’utilitza un broc (llegiu sobre com funciona i funciona aquest element) aquí).

Quan es tanquen les vàlvules de distribució, s’aplica una espurna a la barreja d’aire comprimit / combustible. Aquesta descàrrega encén el BTS, durant el qual s’allibera una gran quantitat d’energia, que empeny el pistó al centre mort inferior. Es produeixen processos idèntics en cilindres adjacents i el motor comença a funcionar de forma autònoma.

Aquest principi esquemàtic de funcionament és típic de la majoria dels cotxes moderns. Però al cotxe es poden utilitzar altres modificacions dels sistemes de combustible. Considerem quines són les seves diferències.

Tipus de sistemes d’injecció

Tots els sistemes d'injecció es poden dividir aproximadament en dos:

• Una varietat per a motors de combustió interna de gasolina;
• Varietat per a motors de combustió interna dièsel.

Però fins i tot en aquestes categories, hi ha diversos tipus de vehicles que injectaran combustible a la seva manera a l’aire que va a les cambres del cilindre. A continuació, es mostren les diferències clau entre cada tipus de vehicle.

Sistemes de combustible per a motors de gasolina

En la història de la indústria de l'automòbil, els motors de gasolina (com a unitats principals de vehicles de motor) van aparèixer abans que els motors dièsel. Atès que es necessita aire als cilindres per encendre la gasolina (sense oxigen, no s’encén cap substància), els enginyers han desenvolupat una unitat mecànica en què la gasolina es barreja amb l’aire sota la influència de processos físics naturals. Depèn de la manera com es realitzi aquest procés si el combustible es crema completament o no.

Inicialment, es va crear una unitat especial per a això, que estava situada el més a prop possible del motor al col·lector d'admissió. Es tracta d’un carburador. Amb el pas del temps, va quedar clar que les característiques d’aquest equip depenen directament de les característiques geomètriques de la via d’admissió i dels cilindres, per tant, aquests motors no sempre podien proporcionar un equilibri ideal entre el consum de combustible i l’alta eficiència.

A principis dels anys 50 del segle passat, va aparèixer un analògic d'injecció que proporcionava una injecció forçada de combustible al flux d'aire que passava pel col·lector. Considerem les diferències entre aquestes dues modificacions del sistema.

Sistema de subministrament de combustible per carburador

El motor del carburador és fàcil de distingir del motor d'injecció. Per sobre de la culata hi haurà una "paella" plana que forma part del sistema d'admissió i hi ha un filtre d'aire. Aquest element es munta directament al carburador. Un carburador és un dispositiu de diverses cambres. Alguns contenen gasolina, mentre que altres estan buits, és a dir, funcionen com a canals d’aire pels quals entra un flux d’aire fresc al col·lector.

S'instal·la una vàlvula d'acceleració al carburador. De fet, aquest és l’únic regulador d’aquest motor que determina la quantitat d’aire que entra als cilindres. Aquest element es connecta mitjançant un tub flexible al distribuïdor d’encesa (per obtenir més informació sobre el distribuïdor, llegiu en un altre article) per corregir el SPL a causa del buit. Els cotxes clàssics feien servir un sol dispositiu. Als cotxes esportius, es podria instal·lar un carburador per cilindre (o un per a dos testos), cosa que augmentava significativament la potència del motor de combustió interna.

El subministrament de combustible es produeix a causa de la succió de petites porcions de gasolina quan el flux d’aire passa pels dolls de combustible (es descriu la seva estructura i finalitat aquí). La gasolina és aspirada al corrent i, a causa d’un forat prim al broquet, la porció es distribueix en petites partícules.

A més, aquest flux de VTS entra al canal del col·lector d'admissió en el qual es va formar un buit a causa de la vàlvula d'admissió oberta i el pistó cap avall. La bomba de combustible d’aquest sistema es necessita exclusivament per bombar gasolina a la cavitat corresponent del carburador (cambra de combustible). La peculiaritat d’aquesta disposició és que la bomba de combustible té un acoblament rígid amb els mecanismes de la unitat de potència (depèn del tipus de motor, però en molts models és accionada per un arbre de lleves).

Per tal que la cambra de combustible del carburador no desbordi i la gasolina no caigui de manera incontrolada a les cavitats adjacents, alguns dispositius estan equipats amb una línia de retorn. Assegura que l'excés de gas es drena de nou al dipòsit de gasolina.

Sistema d'injecció de combustible (sistema d'injecció de combustible)

La injecció mono s'ha desenvolupat com a alternativa al carburador clàssic. Es tracta d’un sistema amb atomització forçada de gasolina (la presència d’un broquet permet dividir una porció de combustible en partícules més petites). De fet, es tracta del mateix carburador, només hi ha instal·lat un injector al col·lector d'admissió en lloc del dispositiu anterior. Ja està controlat per un microprocessador, que també controla el sistema d’encesa electrònic (llegiu-ne detalladament aquí).

En aquest disseny, la bomba de combustible ja és elèctrica i genera una pressió alta que pot arribar a diversos bar (aquesta característica depèn del dispositiu d’injecció). Un vehicle d’aquest tipus amb l’ajuda de l’electrònica pot canviar la quantitat de flux que entra al flux d’aire fresc (canviar la composició del VTS, fer-lo esgotar o enriquir), a causa del qual tots els injectors són molt més econòmics que els motors de carburador amb un volum idèntic .

Posteriorment, l'injector va evolucionar cap a altres modificacions que no només augmenten l'eficiència de la polvorització de gasolina, sinó que també són capaços d'adaptar-se a diferents modes de funcionament de la unitat. Es descriuen detalls sobre els tipus de sistemes d'injecció en un article separat... Aquests són els principals vehicles amb atomització forçada de la gasolina:

1. Monoinjecció. Ja hem revisat breument les seves característiques.
2. Injecció distribuïda. En resum, la seva diferència respecte a la modificació anterior és que no es fa servir un, sinó diversos broquets per polvoritzar. Ja estan instal·lats en canonades separades del col·lector d'admissió. La seva ubicació depèn del tipus de motor. A les modernes centrals elèctriques, els polvoritzadors s’instal·len el més a prop possible de les vàlvules d’entrada d’obertura. L’element atomitzador individual minimitza la pèrdua de gasolina durant el funcionament del sistema d’admissió. En el disseny d’aquest tipus de vehicles hi ha un carril de combustible (un petit tanc allargat que actua com un dipòsit en el qual la gasolina es troba a pressió). Aquest mòdul permet al sistema distribuir el combustible uniformement entre els injectors sense vibracions. En motors avançats, s'utilitza un tipus de vehicle de bateria més complex. Es tracta d’un carril de combustible, sobre el qual necessàriament hi ha una vàlvula que controla la pressió del sistema perquè no rebenti (la bomba d’injecció és capaç de crear una pressió crítica per a les canonades, ja que el parell d’èmbols funciona des d’una connexió rígida fins la unitat de potència). Com funciona, llegeix per separat... Els motors amb injecció multipunt tenen l’etiqueta MPI (la injecció multipunt es descriu amb detall aquí)
3. Injecció directa. Aquest tipus pertany als sistemes de polvorització de gasolina de diversos punts. La seva peculiaritat és que els injectors no es troben al col·lector d’admissió, sinó directament a la culata. Aquesta disposició permet als fabricants d'automòbils equipar el motor de combustió interna amb un sistema que apaga diversos cilindres en funció de la càrrega de la unitat. Gràcies a això, fins i tot un motor molt gran pot demostrar una eficiència decent, per descomptat, si el conductor utilitza aquest sistema correctament.

L'essència del funcionament dels motors d'injecció es manté inalterada. Amb l'ajuda d'una bomba, es treu gasolina del tanc. El mateix mecanisme o bomba d'injecció crea la pressió necessària per a una efectiva atomització. Segons el disseny del sistema d’admissió, en el moment adequat, es subministra una petita porció de combustible ruixada a través del broquet (es forma una boira de combustible, a causa de la qual el BTC crema molt més eficientment).

La majoria dels vehicles moderns estan equipats amb una rampa i un regulador de pressió. En aquesta versió, les fluctuacions en el subministrament de gasolina es redueixen i es distribueixen uniformement entre els injectors. El funcionament de tot el sistema està controlat per una unitat de control electrònic d’acord amb els algoritmes incrustats al microprocessador.

Sistemes de combustible dièsel

Els sistemes de combustible dels motors dièsel són d'injecció exclusiva directa. La raó rau en el principi d’encesa HTS. En aquesta modificació dels motors, no hi ha cap sistema d’encesa com a tal. El disseny de la unitat implica la compressió d’aire al cilindre fins a tal punt que s’escalfa fins a diversos centenars de graus. Quan el pistó arriba al punt mort superior, el sistema de combustible ruixa combustible dièsel al cilindre. Sota la influència de l’alta temperatura, s’encén una barreja d’aire i gasoil que allibera l’energia necessària per al moviment del pistó.

Una altra característica dels motors dièsel és que, en comparació amb els anàlegs de gasolina, la seva compressió és molt més gran, per tant, el sistema de combustible ha de crear una pressió extremadament alta de gasoil al ferrocarril. Per a això, només s'utilitza una bomba de combustible d'alta pressió que funciona sobre la base d'un parell d'èmbol. Un mal funcionament d’aquest element evitarà que el motor funcioni.

El disseny d’aquest vehicle inclourà dues bombes de combustible. Simplement es bombeja el gasoil al principal i el principal crea la pressió necessària. El dispositiu i l'acció més eficaç és el sistema de combustible Common Rail. Se la descriu detalladament en un altre article.

Aquí teniu un petit vídeo sobre quin tipus de sistema es tracta:

Explorant Common Rail. Injectores dièsel.

Com podeu veure, els cotxes moderns estan equipats amb sistemes de combustible millors i més eficients. No obstant això, aquests desenvolupaments tenen un inconvenient significatiu. Tot i que funcionen de forma molt fiable, en cas d’avaries, la seva reparació és molt més cara que el manteniment de les contraparts del carburador.

Possibilitats dels sistemes de combustible moderns

Tot i les dificultats amb la reparació i l’elevat cost de components individuals dels sistemes de combustible moderns, els fabricants d’automòbils es veuen obligats a implementar aquests desenvolupaments en els seus models per diversos motius.

1. En primer lloc, aquests vehicles són capaços de proporcionar un estalvi de combustible decent en comparació amb els ICE del carburador del mateix volum. Al mateix temps, la potència del motor no es sacrifica, però en la majoria de models, al contrari, hi ha un augment de les característiques de potència en comparació amb modificacions menys productives, però amb els mateixos volums.
2. En segon lloc, els sistemes de combustible moderns permeten ajustar el consum de combustible a la càrrega de la unitat de potència.
3. En tercer lloc, reduint la quantitat de combustible cremat, és més probable que el vehicle compleixi uns estàndards ambientals elevats.
4. En quart lloc, l'ús de l'electrònica permet no només donar ordres als actuadors, sinó controlar tots els processos que tenen lloc a l'interior de la unitat de potència. Els dispositius mecànics també són força eficaços, perquè les màquines de carburadors encara no s’han deixat d’utilitzar, però no són capaces de canviar els modes de subministrament de combustible.

Per tant, com hem vist, els vehicles moderns permeten no només la conducció del cotxe, sinó també l’aprofitament total de cada gota de combustible, cosa que proporciona al conductor el plaer del funcionament dinàmic de la unitat de potència.

En conclusió, un petit vídeo sobre el funcionament de diferents sistemes de combustible:

Quins són els tipus d'injecció en un motor de gasolina i dièsel, en què es diferencien i quina injecció és millor

Preguntes i respostes:

Com funciona el sistema de combustible? Dipòsit de combustible (dipòsit de gasolina), bomba de combustible, línia de combustible (baixa o alta pressió), polvoritzadors (broquets i, en models més antics, carburador).

Quin és el sistema de combustible d'un cotxe? Es tracta d'un sistema que proporciona l'emmagatzematge del subministrament de combustible, la seva neteja i el bombeig des del dipòsit de gas fins al motor per barrejar-lo amb l'aire.

Quin tipus de sistemes de combustible hi ha? Carburador, mono injecció (un broquet segons el principi del carburador), injecció distribuïda (injector). La injecció distribuïda també inclou la injecció directa.