Топливный фильтр — часть системы «Топливная система». В учебном бензиновом примере выбран распределённый впрыск во впускные каналы. При непосредственном впрыске бензин подаётся в цилиндр. У дизеля своя система высокого давления.
Доставка
Насос подаёт топливо из бака через очистку.
Дозирование
Блок управления задаёт время открытия форсунки.
Смешивание
Распылённый бензин смешивается с воздухом.
Топливный фильтр в модели «Топливная система»
Бумажная штора в стальном корпусе задерживает частицы крупнее 8–10 мкм. Бензин идёт снаружи внутрь и выходит через центральную трубку.
Признаки неисправности
Машина не тянет на трассе и в подъём, дёргается на высоких оборотах, а на холостых всё нормально.
Неисправности, связанные с деталью
Слабый бензонасос. Признаки: на холостых и в городе машина едет нормально. При разгоне в пол, на подъёме или на трассе — рывки, провалы, двигатель может заглохнуть. Насос в баке воет громче обычного. Что происходит внутри: изношены щётки и коллектор мотора, турбинка разбита. Насос даёт втрое меньше топлива: когда расход растёт, давление падает до 1–2 бар. Блок удлиняет импульсы, но после +25 % коррекция кончается — смесь бедная. Что проверить: давление манометром на рампе на холостых и при перегазовке (норма 3,5–4 бар и не должно падать), производительность насоса за 30 с в мерную ёмкость, ток насоса и напряжение на разъёме под нагрузкой.
Забит топливный фильтр. Признаки: машина не тянет на высоких оборотах и в подъём, на трассе дёргается. На холостых и в городе всё почти как обычно. Что происходит внутри: бумажная штора забита ржавчиной и грязью из бака. При малом расходе потеря давления незаметна, а при 30 л/ч фильтр «съедает» больше 2 бар. Что проверить: пробег фильтра (обычно 30–60 тыс. км, в модуле насоса — дольше), давление на рампе под нагрузкой. Фильтр меняют, бак при сильной грязи промывают.
Как двигатель получает ровно столько бензина, сколько нужно
Для полного сгорания на 1 кг бензина нужно 14,7 кг воздуха. Блок управления знает, сколько воздуха вошло в цилиндр, и открывает форсунку ровно на столько, чтобы получить эту пропорцию.
Насос и давление. Электронасос в баке гонит бензин через фильтр к рампе. Регулятор держит постоянное давление около 3,8 бар, чтобы через открытую форсунку за миллисекунду проходило одно и то же количество.
Время = количество. Форсунка 2,5 мг/мс: на холостых нужно около 4 мг на цикл — импульс 2,5 мс, при полной нагрузке около 33 мг — 14 мс. Ещё 0,7 мс уходит на то, чтобы игла успела подняться.
Порядок 1-3-4-2. Каждый цилиндр получает один впрыск за 720° коленвала, обычно перед открытием впускного клапана. Импульсы идут в порядке работы цилиндров.
Непосредственный впрыск. ТНВД поднимает давление обычно до 50–200 бар, у новых двигателей до 350 бар. Бензин впрыскивается прямо в цилиндр за 0,5–3 мс, испаряется и охлаждает заряд — можно больше сжатия и меньше расход.
Упрощения модели
Двигатель показан упрощённо: без рубашки охлаждения, ремня ГРМ и датчиков. Разрезан только цилиндр 1, остальные форсунки видны снаружи.
Ход иглы форсунки увеличен в 100 раз, движение двигателя замедлено в 60 раз, а короткий впрыск в модели виден не меньше 45° поворота коленвала (на графике — настоящая длительность). Трасса от бака до двигателя короче настоящей (около 3 м).
Масса воздуха задана нагрузкой, а не датчиком расхода воздуха. Коррекция по лямбда-зонду и прогреву не моделируется, кроме общего предела коррекции 25 %.
Расход на 100 км пересчитан для 4-й передачи (1000 об/мин ≈ 30 км/ч). Система показана безвозвратной, с регулятором в модуле насоса; у многих машин есть обратная магистраль.
Связанные узлы и детали
Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.