車両燃料システム

ページ内容

エンジン燃料システムとは
燃料系統の目的
燃料系装置
車の燃料システムはどのように機能しますか？
注入システムの種類
- ガソリンエンジンの燃料システム
  - キャブレター燃料供給システム
  - 燃料噴射システム（燃料噴射システム）
- ディーゼル燃料システム
現代の燃料システムの可能性
質問と回答：

ボンネットの下に内燃エンジンを搭載した車は、燃料タンクが空の場合は運転できません。しかし、このタンクの燃料だけではありません。それはまだシリンダーに届けられる必要があります。このために、エンジンの燃料システムが作成されました。それがどのような機能を持っているか、ガソリンユニットの車両がディーゼルエンジンが動作するバージョンとどのように異なるかを考えてみましょう。また、燃料の供給と空気との混合の効率を高める最新の開発がどのように存在するかを見てみましょう。

エンジン燃料システムとは

燃料システムとは、シリンダー内で圧縮された混合気の燃焼により、エンジンが自律的に作動することを可能にする装置を指します。車種、エンジンの種類、その他の要因によって、燃料システムは大きく異なる場合がありますが、すべて同じ動作原理を持っています。対応するユニットに燃料を供給し、空気と混合して、途切れることなく燃料を供給します。シリンダーへの混合。

燃料供給システム自体は、そのタイプに関係なく、パワーユニットの自律的な動作を提供しません。それは必然的に点火システムと同期しています。車は、VTSのタイムリーな点火を確実にするいくつかの変更のXNUMXつを装備することができます。車内でのSZの種類と動作原理の詳細を説明します 別のレビューで..。このシステムは、詳細に説明されている内燃機関の吸気システムとも連動します。 ここで.

確かに、車両の前述の作業はガソリンユニットに関係しています。ディーゼルエンジンは別の方法で動作します。要するに、それは点火システムを持っていません。ディーゼル燃料は、高圧縮による熱風によりシリンダー内で点火します。ピストンが圧縮行程を完了すると、シリンダー内の空気の一部が非常に高温になります。このとき、ディーゼル燃料が噴射され、BTCが点灯します。

燃料系統の目的

VTSを燃焼させるエンジンには車両が装備されており、そのさまざまな要素が車内で次のアクションを提供します。

別のタンクに燃料を貯蔵する。
燃料タンクから燃料を取ります。
異物から環境をきれいにする;
空気と混合されるユニットへの燃料供給。
作動中のシリンダーにVTSをスプレーする。
超過した場合の燃料の返却。

車両は、VTSの燃焼が最も効果的になる瞬間に可燃性混合気が作動シリンダーに供給され、最大効率がモーターから取り除かれるように設計されています。エンジンの各モードは異なる瞬間と燃料供給速度を必要とするため、エンジニアはエンジンの速度とその負荷に適応するシステムを開発しました。

燃料系装置

ほとんどの燃料供給システムは同様の設計になっています。基本的に、古典的なスキームは次の要素で構成されます。

燃料タンクまたはタンク。燃料を蓄えます。現代の自動車は、高速道路が適合する単なる金属製の容器以上のものを受け取ります。ガソリンまたはディーゼル燃料の最も効率的な貯蔵を保証するいくつかのコンポーネントを備えたかなり複雑なデバイスを備えています。このシステムには以下が含まれます 吸着剤、フィルター、レベルセンサー、および多くのモデルでカーポンプ。
燃料ライン。これは通常、燃料ポンプをシステム内の他のコンポーネントに接続する柔軟なゴム製ホースです。多くの機械では、配管は部分的に柔軟性があり、部分的に剛性があります（この部分は金属パイプで構成されています）。ソフトチューブは低圧燃料ラインを構成します。ラインの金属部分では、ガソリンまたはディーゼル燃料に大きな圧力がかかります。また、自動車の燃料ラインは条件付きでXNUMXつの回路に分割できます。 XNUMXつ目は、エンジンに新しい燃料を供給する役割を果たし、フィードと呼ばれます。 XNUMX番目の回路（リターン）では、システムは余分なガソリン/ディーゼル燃料をガスタンクに排出します。さらに、そのような設計は、現代の車両だけでなく、キャブレタータイプのVTS準備を備えた車両にも適用できます。
ガソリンポンプ。この装置の目的は、リザーバーから噴霧器またはVTSが準備されているチャンバーへの作動媒体の一定のポンピングを確実にすることです。車に搭載されているモーターの種類に応じて、このメカニズムは電気的または機械的に駆動できます。電動ポンプは電子制御ユニットによって制御され、ICE噴射システム（噴射モーター）の不可欠な部分です。機械式ポンプは、キャブレターがモーターに取り付けられている古い車で使用されます。基本的に、ガソリン内燃エンジンには燃料ポンプがXNUMXつ装備されていますが、ブースターポンプを備えた噴射車の改造もあります（燃料レールを含むバージョン）。ディーゼルエンジンにはXNUMXつのポンプが装備されており、XNUMXつは高圧燃料ポンプです。ライン内に高圧が発生します（デバイスとデバイスの動作原理が詳細に説明されています） 別々に）。 XNUMX番目のポンプは燃料を送り、メインのスーパーチャージャーを操作しやすくします。ディーゼルエンジンで高圧を生成するポンプは、プランジャーペアによって駆動されます（これは何ですか、説明されています ここで).
燃料クリーナー。ほとんどの燃料システムには、最低XNUMXつのフィルターがあります。 XNUMXつ目は大まかな洗浄を提供し、ガスタンクに取り付けられます。 XNUMXつ目は、より細かい燃料浄化のために設計されています。この部品は、燃料レール、高圧燃料ポンプの入口の前、またはキャブレターの前に取り付けられています。これらのアイテムは消耗品であり、定期的に交換する必要があります。
ディーゼルエンジンはまた、ディーゼル燃料がシリンダーに入る前にそれを加熱するための装置を使用します。その存在は、ディーゼル燃料は低温で高粘度であり、ポンプがそのタスクに対処するのがより困難になり、場合によっては燃料をラインにポンプで送ることができないという事実によるものです。しかし、そのようなユニットの場合、グロープラグの存在も関係します。それらがスパークプラグとどのように異なるか、そしてなぜそれらが必要なのかについて読んでください。 別々に.

システムのタイプに応じて、その設計には、燃料供給のより細かい作業を提供する他の機器が含まれる場合があります。

車の燃料システムはどのように機能しますか？

車両は多種多様であるため、それぞれに独自の操作モードがあります。しかし、主要な原則に違いはありません。ドライバーがイグニッションロックのキーを回すと（内燃エンジンにインジェクターが取り付けられている場合）、ガスタンクの側面からかすかなハム音が聞こえます。ガソリンポンプが作動した。それはパイプラインに圧力をかけます。車がキャブレター付きの場合、クラシックバージョンでは燃料ポンプは機械式であり、ユニットが回転し始めるまで、スーパーチャージャーは機能しません。

スターターがフライホイールディスクを回すと、すべてのモーターシステムが強制的に同期して始動します。ピストンがシリンダー内を移動すると、シリンダーヘッドの吸気バルブが開きます。真空のため、シリンダーチャンバーはインテークマニホールド内の空気で満たされ始めます。このとき、ガソリンは通過する空気流に噴射されます。このために、ノズルが使用されます（この要素がどのように機能し、機能するかについては、以下をお読みください ここで).

タイミングバルブが閉じると、圧縮空気と燃料の混合物に火花が発生します。この放電によりBTSが点火し、その間に大量のエネルギーが放出され、ピストンが下死点に押し出されます。隣接するシリンダーで同じプロセスが発生し、モーターが自律的に動作し始めます。

この概略的な動作原理は、ほとんどの現代の自動車に典型的です。しかし、燃料システムの他の変更は車で使用することができます。それらの違いを考えてみましょう。

注入システムの種類

すべての注入システムは、大きくXNUMXつに分けることができます。

ガソリン内燃エンジン用のさまざまなもの。
ディーゼル内燃エンジンの多様性。

しかし、これらのカテゴリーでも、シリンダーチャンバーに向かう空気に独自の方法で燃料を噴射するいくつかのタイプの車両があります。各車種の主な違いは次のとおりです。

ガソリンエンジンの燃料システム

自動車産業の歴史において、ガソリンエンジン（自動車の主要ユニットとして）はディーゼルエンジンの前に登場しました。シリンダー内のガソリンを点火するには空気が必要であるため（酸素がないと、単一の物質が点火することはありません）、エンジニアは自然の物理的プロセスの影響下でガソリンを空気と混合する機械ユニットを開発しました。燃料が完全に燃え尽きるかどうかは、このプロセスがどれだけうまく実行されるかによって異なります。

当初、このために特別なユニットが作成されました。これは、インテークマニホールドのエンジンのできるだけ近くに配置されていました。これはキャブレターです。時が経つにつれ、この装置の特性は吸気管とシリンダーの幾何学的特徴に直接依存することが明らかになりました。そのため、このようなエンジンが燃料消費と高効率の理想的なバランスを提供できるとは限りません。

前世紀の50年代初頭に、マニフォールドを通過する空気流に燃料を強制的に計量噴射する噴射アナログが登場しました。これらXNUMXつのシステム変更の違いを考えてみましょう。

キャブレター燃料供給システム

キャブレターエンジンは、噴射エンジンと簡単に区別できます。シリンダーヘッドの上には、吸気システムの一部である平らな「パン」があり、その中にエアフィルターがあります。このエレメントはキャブレターに直接取り付けられています。キャブレターはマルチチャンバーデバイスです。ガソリンを含むものもあれば、空のものもあります。つまり、新鮮な空気の流れがコレクターに入る空気ダクトとして機能します。

キャブレターにはスロットルバルブが取り付けられています。実際、これはシリンダーに入る空気の量を決定するそのようなエンジンの唯一のレギュレーターです。このエレメントは、フレキシブルチューブを介して点火ディストリビューターに接続されています（ディストリビューターの詳細については、以下を参照してください）。 別の記事で）真空によるSPLを修正します。クラシックカーはXNUMXつのデバイスを使用していました。スポーツカーでは、シリンダーごとにXNUMXつのキャブレター（またはXNUMXつのポットにXNUMXつ）を取り付けることができ、これにより内燃エンジンの出力が大幅に向上しました。

燃料は、空気の流れが燃料ジェットを通過するときにガソリンのごく一部が吸引されるために供給されます（その構造と目的について説明されています） ここで）。ガソリンが流れに吸い込まれ、ノズルに薄い穴があるため、その部分は小さな粒子に分配されます。

さらに、このVTSフローは、インテークバルブが開いてピストンが下向きに移動することにより真空が形成されたインテークマニホールドトラクトに入ります。このようなシステムの燃料ポンプは、ガソリンをキャブレターの対応するキャビティ（燃料チャンバー）に送り込むためにのみ必要です。この配置の特徴は、燃料ポンプがパワーユニットのメカニズムとしっかりと結合していることです（エンジンのタイプによって異なりますが、多くのモデルではカムシャフトによって駆動されます）。

キャブレターの燃料室がオーバーフローしたり、ガソリンが制御不能に隣接する空洞に落下したりしないように、一部のデバイスにはリターンラインが装備されています。それは余分なガスがガスタンクに戻されることを確実にします。

燃料噴射システム（燃料噴射システム）

モノラルインジェクションは、古典的なキャブレターの代替品として開発されました。これはガソリンを強制的に噴霧するシステムです（ノズルの存在により、燃料の一部をより小さな粒子に分割することができます）。実際、これは同じキャブレターですが、以前のデバイスの代わりに、XNUMXつのインジェクターがインテークマニホールドに取り付けられています。それはすでにマイクロプロセッサによって制御されており、マイクロプロセッサは電子点火システムも制御します（詳細はこちらをご覧ください） ここで).

このバージョンでは、燃料ポンプはすでに電気であり、数バールに達する可能性のある高圧を生成します（この特性は噴射装置によって異なります）。電子機器の助けを借りたそのような車両は、新鮮な空気の流れに入る流れの量を変えることができます（VTSの組成を変える-それを枯渇または濃縮させる）、それによりすべてのインジェクターは同じ体積のキャブレターエンジンよりもはるかに経済的です。

その後、インジェクターは、ガソリンスプレーの効率を高めるだけでなく、ユニットのさまざまな動作モードに適応できる他の変更に進化しました。注入システムの種類に関する詳細が説明されています 別の記事で..。ガソリンを強制噴霧する主な車両は次のとおりです。

モノインジェクション。すでにその機能を簡単に確認しました。
分散注入。つまり、以前の変更との違いは、スプレーにXNUMXつではなく、複数のノズルが使用されていることです。それらはすでにインテークマニホールドの別々のパイプに取り付けられています。それらの位置は、モーターのタイプによって異なります。現代の発電所では、噴霧器は開口部の入口バルブのできるだけ近くに設置されています。個々の噴霧要素は、吸気システムの操作中のガソリンの損失を最小限に抑えます。これらのタイプの車両の設計には、燃料レール（ガソリンが加圧されているリザーバーとして機能する細長い小さなタンク）があります。このモジュールにより、システムは振動することなくインジェクター全体に燃料を均等に分配できます。高度なモーターでは、より複雑なバッテリータイプの車両が使用されます。これは燃料レールであり、破裂しないようにシステム内の圧力を制御するバルブが必ず存在します（プランジャーペアは固定接続からパワーユニット）。それがどのように機能するか、読んでください 別々に..。マルチポイントインジェクションを備えたモーターにはMPIというラベルが付いています（マルチポイントインジェクションについて詳しく説明します） ここで)
直接噴射。このタイプは、マルチポイントガソリンスプレーシステムに属しています。その特徴は、インジェクターがインテークマニホールドに配置されているのではなく、シリンダーヘッドに直接配置されていることです。この配置により、自動車メーカーは、ユニットの負荷に応じて複数のシリンダーをオフにするシステムを内燃エンジンに装備することができます。このおかげで、ドライバーがこのシステムを正しく使用すれば、非常に大きなエンジンでもまともな効率を発揮できます。

インジェクションモーターの動作の本質は変わりません。ポンプの助けを借りて、ガソリンはタンクから取り出されます。同じメカニズムまたは噴射ポンプが、効果的な噴霧に必要な圧力を生成します。吸気システムの設計に応じて、適切なタイミングで、ノズルから噴霧された燃料のごく一部が供給されます（燃料霧が形成されるため、BTCははるかに効率的に燃焼します）。

最近のほとんどの車両には、ランプと圧力調整器が装備されています。このバージョンでは、ガソリンの供給の変動が減少し、インジェクター全体に均等に分散されます。システム全体の動作は、マイクロプロセッサに組み込まれているアルゴリズムに従って、電子制御ユニットによって制御されます。

ディーゼル燃料システム

ディーゼルエンジンの燃料システムは、もっぱら直接噴射です。その理由は、HTS点火の原理にあります。このようなモーターの改造では、点火システム自体はありません。ユニットの設計は、シリンダー内の空気が数百度まで加熱される程度に圧縮されることを意味します。ピストンが上死点に達すると、燃料システムはディーゼル燃料をシリンダーに噴霧します。高温の影響下で、空気とディーゼル燃料の混合物が発火し、ピストンの動きに必要なエネルギーを放出します。

ディーゼルエンジンのもうXNUMXつの特徴は、ガソリンエンジンと比較して圧縮率がはるかに高いため、燃料システムがレール内に非常に高い圧力のディーゼル燃料を生成する必要があることです。このために、プランジャーペアに基づいて動作する高圧燃料ポンプのみが使用されます。このエレメントが故障すると、モーターが作動しなくなります。

この車両の設計には、XNUMXつの燃料ポンプが含まれます。ディーゼル燃料をメイン燃料にポンプアップするだけで、メイン燃料が必要な圧力を生成します。最も効果的な装置とアクションは、コモンレール燃料システムです。彼女は詳細に説明されています 別の記事で.

これは、それがどのようなシステムであるかについての短いビデオです：

コモンレールの探索。ディーゼルインジェクター。

Изучаем Common Rail. Дизельные форсунки.

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ご覧のとおり、現代の自動車には、より優れた、より効率的な燃料システムが装備されています。ただし、これらの開発には重大な欠点があります。それらは十分に確実に機能しますが、故障した場合、それらの修理はキャブレターの対応物にサービスを提供するよりもはるかに費用がかかります。

現代の燃料システムの可能性

現代の燃料システムの個々のコンポーネントの修理と高コストの難しさにもかかわらず、自動車メーカーはいくつかの理由でモデルにこれらの開発を実装することを余儀なくされています。

第一に、これらの車両は、同じ容量のキャブレターICEと比較してまともな燃費を提供することができます。同時に、エンジン出力は犠牲になりませんが、ほとんどのモデルでは、逆に、生産性の低い変更と比較して、同じボリュームで出力特性の増加が観察されます。
第二に、最新の燃料システムは、パワーユニットの負荷に合わせて燃料消費量を調整することを可能にします。
第三に、燃焼する燃料の量を減らすことにより、車両は高い環境基準を満たす可能性が高くなります。
第四に、電子機器の使用により、アクチュエータにコマンドを与えるだけでなく、パワーユニット内で行われるプロセス全体を制御することが可能になります。キャブレターマシンはまだ使用されていないため、機械装置も非常に効果的ですが、燃料供給のモードを変更することはできません。

そのため、これまで見てきたように、現代の車両は、車が運転できるだけでなく、燃料のすべての滴の可能性を最大限に活用することを可能にし、パワーユニットの動的な操作からドライバーに喜びを与えます。

結論-さまざまな燃料システムの操作に関する短いビデオ：

ガソリンエンジンとディーゼルエンジンの噴射の種類、それらの違い、およびどちらの噴射が優れているか

Какие бывают виды впрыска в бензиновом и дизельном двигателе, чем отличаются и какой впрыск лучше