Принцип работы инжекторного двигателя: Инжекторный двигатель

Устройство инжектора и принцип работы инжектора на автомобилях

На сегодняшний день инжекторный (или, говоря по-научному, впрысковый) двигатель практически полностью заменил устаревшие карбюраторные двигатели. Инжекторный двигатель существенно улучшает эксплуатационные и мощностные показатели автомобиля (динамика разгона, экологические характеристики, расход топлива).

Содержание статьи:

Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие основные преимущества:

• Точное дозирование топлива и, следовательно, более экономный его расход;
• Снижение токсичности выхлопных газов. Достигается за счет оптимальности топливно-воздушной смеси и применения датчиков параметров выхлопных газов;
• Увеличение мощности двигателя примерно на 7-10% за счет улучшения наполнения цилиндров, оптимальной установки угла опережения зажигания, соответствующего рабочему режиму двигателя;
• Улучшение динамических свойств автомобиля. Система впрыска незамедлительно реагирует на любые изменения нагрузки, корректируя параметры топливно-воздушной смеси;
• Легкость пуска независимо от погодных условий.

Виды инжекторных систем

Первые инжекторы, которые массово начали использовать на бензиновых моторах все еще были механическими, но у них уже начал появляться некоторые электрические элементы, способствовавшие лучшей работе мотора.

Современная же инжекторная система включает в себя большое количество электронных элементов, а вся работа системы контролируется контроллером, он же электронный блок управления.

Всего существует 3 типа инжекторных систем, различающихся по типу подачи топлива:

1. Центральная;
2. Распределенная;
3. Непосредственная.

Центральная (моновпрыск) инжекторная система

Центральная инжекторная система сейчас уже является устаревшей. Суть ее в том, что топливо впрыскивается в одном месте – на входе во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом и распределяется по цилиндрам.

В данном случае, ее работа очень схожа с карбюратором, с единственной лишь разницей, что топливо подается под давлением. Это обеспечивает его распыление и более лучшее смешивание с воздухом. Но ряд факторов мог повлиять на равномерную наполняемость цилиндров.

Центральная система отличалась простотой конструкции и быстрым реагированием на изменение рабочих параметров силовой установки. Но полноценно выполнять свои функции она не могла Из-за разности наполнения цилиндров не удавалось добиться нужного сгорания топлива в цилиндрах.

Распределенная (мультивпрыск) инжекторная система

Распределенная система – на данный момент самая оптимальная и используется на множестве автомобилей. У этого инжектора топливо подается отдельно для каждого цилиндра, хоть и впрыскивается оно тоже во впускной коллектор. Чтобы обеспечить раздельную подачу, элементы, которыми подается топливо, установлены рядом с головкой блока, и бензин подается в зону работы клапанов.

Благодаря такой конструкции, удается добиться соблюдения пропорций топливовоздушной смеси для обеспечения нужного горения. Автомобили с такой системой являются более экономичными, но при этом выход мощности – больше, да и окружающую среду они загрязняют меньше.

К недостаткам распределенной системы относится более сложная конструкция и чувствительность к качеству топлива.

Система непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска – разновидность распределенной и на данный момент самая совершенная. Она отличается тем, что топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, где уже и происходит смешивание его с воздухом. Эта система по принципу работы очень схожа с дизельной. Она позволяет еще больше снизить потребление бензина и обеспечивает больший выход мощности, но она очень сложная по конструкции и очень требовательна к качеству бензина.

Виды электронных форсунок

Существует классификация электронных форсунок, основывающихся на способе впрыска топлива. Выделяют такие три разновидности:

• Электромагнитная. Зачастую характерна для бензиновых ДВС (и с прямым впрыском тоже). Конструкцию нельзя назвать очень сложной, а основными составляющими её частями выступают клапан с иголкой (электромагнитный), сопло. Контроль за работой указанной форсунки выполняется с помощью ЭБУ, обеспечивающего на обмотке клапана напряжение в наиболее подходящий для этого момент.
• Электрогидравлическая. По большей части используют на дизельных движках. Являет собой электромагнитный клапан, дополненный камерой управления, а также сливным и впускным дросселями. Рабочий принцип этой разновидности форсунок основывается на участии давления самой топливной смеси в любой момент работы. За деятельностью электрогидравлической форсунки следит ЭБУ, именно он отправляет рабочие сигналы электромагнитному клапану.
• Пьезоэлектрическая. Считается наиболее удачным устройством среди всех представленных, но может работать только на дизельных агрегатах с системой впрыска Common Rail. Основное преимущество этого типа — быстрота реакции, что гарантирует многократную подачу топлива за один полный цикл. В основе работы пьезоэлемента — гидравлический принцип действия (как и в предыдущем варианте), предусматривающий срабатывание поршня толкателя за счёт увеличения длины пъезоэлемента под воздействием электрического сигнала ЭБУ. Количество подаваемого за один раз топлива определяется продолжительностью такого воздействия и давлением топливной смеси в топливной рампе.

Принцип работы инжектора

Принцип работы инжектора на автомобилях можно условно поделить на 2 части — механическую составляющую и электронную.

К механической части инжектора относится:

• топливный бак;
• электрический бензонасос;
• фильтр очистки бензина;
• топливопроводы высокого давления;
• топливная рампа;
• форсунки;
• дроссельный узел;
• воздушный фильтр.

Конечно, это не полный список составных частей. В систему могут быть включены дополнительные элементы, выполняющие те или иные функции, все зависит от конструктивного исполнения силового агрегата и системы питания. Но указанные элементы являются основными для любого двигателя с инжектором распределенного впрыска.

Бак является емкостью для бензина, где он хранится и подается в систему. Электробензонасос располагается в баке, то есть забор топлива производится непосредственно им, причем этот элемент обеспечивает подачу топлива под давлением.

Далее в систему установлен топливный фильтр, обеспечивающий очистку бензина от сторонних примесей. Поскольку бензин находится под давлением, то передвигается он по топливопроводу высокого давления.

Для предотвращения превышения давления, в систему входит регулятор давления. От фильтра, через него по топливопроводам бензин движется в топливную рампу, соединенную со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.

Современная форсунка – электромагнитная, в ее основе лежит соленоид. При подаче электрического импульса, который поступает от ЭБУ, в обмотке образуется магнитное поле, воздействующее на сердечник, заставляя его переместиться, преодолев усилие пружины, и открыть канал подачи. А поскольку бензин подается в форсунку под давлением, то через открывшийся канал и распылитель бензин поступает в коллектор.

С другой стороны через воздушный фильтр в систему засасывается воздух. В патрубке, по котором движется воздух, установлен дроссельный узел с заслонкой. Именно на эту заслонку и воздействует водитель, нажимая на педаль акселератора. При этом он просто регулирует количество воздуха, подаваемого в цилиндры, а вот на дозировку топлива водитель вообще никакого воздействия не имеет.

Основным элементом электронной части является электронный блок, состоящий из контроллера и блока памяти. В конструкцию также входит большое количество датчиков, на основе показаний которых ЭБУ выполняет управление системой.

Для своей работы ЭБУ использует показания датчиков:

• Лямбда-зонд, устанавливается в выпускной системе авто, определяет остатки несгоревшего воздуха в выхлопных газах;
• Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), расположен в корпусе воздушного фильтрующего элемента, определяет количество проходящего через дроссельный узел воздуха при всасывании его цилиндрами;
• Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), установлен в дроссельном узле, подает сигнал о положении педали акселератора;
• Датчик температуры силовой установки, располагается возле термостата, регулирует состав смеси в зависимости от температуры мотора;
• Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ), установлен возле шкива коленчатого вала;
• Датчик детонации, расположен на блоке цилиндров;
• Датчик скорости, установлен на коробке передач;
• Датчик фаз,предназначен для определения углового положения распредвала, установлен в головке блока.

Элекробензонасос заполняет всю систему топливом. Контролер получает показания от всех датчиков, сравнивает их с данными, занесенными в блок памяти. При несовпадении показаний, он корректирует работу системы питания двигателя так, чтобы добиться максимального совпадения получаемых данных с занесенными в блок памяти.

На основе данных от датчиков, контролером высчитывается время открытия форсунок, чтобы обеспечить оптимальное количество подаваемого бензина для создания топливовоздушной смеси в необходимой пропорции.

При поломке какого-то из датчиков, контролер переходит в аварийный режим. То есть, он берет усредненное значение показаний неисправного датчика и использует их для работы. При этом возможно изменение функционирование мотора – увеличивается расход, падает мощность, появляются перебои в работы. Но это не касается ДПКВ, при его поломке, двигатель функционировать не может.

Преимущества инжектора и его недостатки

Если бы в этой системе не было преимуществ, инжекторы не получили бы столь широкое распространение. Надежность инжектора многие могут оспорить, ведь автомобилисты нередко сталкиваются с проблемами и неизлечимыми болезнями системы. Тем не менее, в технологии намного больше плюсов, которые привлекают покупателей и дарят определенные выгоды в поездке.

+ Преимущества	— Недостатки
реальное понижение расхода топлива — инжектор может экономить, благодаря интеллектуальному управлению подачей топлива;	чистка форсунок — если вы заливаете не слишком качественный бензин или не меняете вовремя фильтры топлива, форсунки будут забиваться и перестанут распылять бензин;
полное сгорание бензина — при правильных настройках инжектор обеспечивает полное сгорание топлива и определенную интенсивность поездки;	прошивка «мозгов» в нужных режимах — на старых машинах иногда получается достичь невероятных результатов от перепрошивки, ведь технологии движутся вперед;
более выразительная динамика двигателя — водителю не приходится долгое время ожидать реакции при нажатии педали газа;	замена бортового компьютера на более функциональный вариант ЭБУ для вашей модели автомобиля с подходящими настройками;
возможность смены прошивки — с помощью простой процедуры чип-тюнинга можно полностью изменить параметры авто;	регулярная смена фильтров, как воздушного, так и топливного, с целью обеспечения нормальной работы инжектора;
технологичность и современность — машина с инжектором зачастую выбрасывает в атмосферу значительно меньше вредных веществ;	использование качественного топлива в соответствии с предписанными производителем нормами и подходящим октановым числом;
устойчивая работа в любых условиях — для хорошей работы инжектора не требуется ручное управление заслонкой воздуха, двигатель хорошо заводится в мороз.	регулярный сервис, своевременное обращение внимания на определенные недостатки работы автомобиля.

Несмотря на то, что инжектор дороже в обслуживании и более прихотлив к качеству бензина, его надежность и возможность широкой настройки параметров опережает на сотни шагов вперед карбюратор. В конце концов, за определенный пробег два типа мотора могут выйти одинаково в цене, только карбюратору нужно будет чаще уделять внимание, а инжектор сделать один раз и надолго.

И напоследок представляем вашему вниманию видео для более полного понимания принципа работы инжектора.

Принцип работы инжекторного двигателя

Автор admin На чтение 6 мин. Просмотров 595

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) основан на сгорании небольшого количества топлива в ограниченном объеме. При этом высвобождающаяся энергия преобразуется за счет движения поршней в механическую энергию. Дозированное количество топлива обеспечивается карбюратором или специальным устройством – инжектором. Двигатели с такими устройствами называются инжекторными. Рабочий принцип инжекторного двигателя прост – подача в нужный момент времени нужного количества топлива в нужное место.

Как работает ДВС

Чтобы ясно понимать различие между двумя типами силовых устройств, необходимо предварительно коснуться того, как вообще работает ДВС. Существует несколько отличающихся типов, из которых самыми распространенными будут:

1. бензиновые;
2. дизельные;
3. газодизельные;
4. газовые;
5. роторные.

Принцип работы мотора лучше всего можно понять на примере бензинового двигателя. Самый популярный из них – четырехтактный. Это означает, что весь цикл преобразования энергии, образующейся при сгорании топлива, в механическую осуществляется за четыре такта.
Устройство двигателя таково, что последовательность выполнения тактов следующая:

• впуск – заполнение цилиндров топливом:
• сжатие – подготовка топлива к сгоранию;
• рабочий ход – преобразование энергии сгорания в механическую;
• выпуск – удаление продуктов сгорания топлива.

Для обеспечения работы двигателя у каждого из них своя задача. Во время первого такта поршень опускается из верхнего положения до крайнего нижнего, открывается клапан (впускной) и цилиндр начинает заполняться топливно-воздушной смесью. Во втором такте клапана закрыты, а движение поршня происходит от нижнего положения к верхнему, смесь в цилиндре сжимается. Когда он доходит до верхнего положения, на свече проскакивает искра и поджигается смесь.

При ее сгорании образуется повышенное давление, которое заставляет двигаться поршень от верхнего положения к нижнему. После его достижения под действием инерции вращения коленвала поршень начинает двигаться опять вверх, при этом срабатывает выпускной клапан, продукты сгорания топлива выводятся наружу из цилиндра. Когда поршень дойдет до верхнего положения, закрывается выпускной, но зато открывается впускной клапан и весь цикл работы повторяется.

Все описанное выше можно увидеть на видео

О карбюраторе, его достоинствах и недостатках

Здесь необходимо сделать небольшое дополнение. Раз мы рассматриваем бензиновый мотор, то в нем подача бензина в цилиндры двигателя возможна различными способами. Исторически первой была разработана подача и дозировка бензина при помощи карбюратора. Это специальное устройство, которое обеспечивает необходимое количество топливно-воздушной смеси (ТВС) в цилиндрах.

Топливно-воздушной называется смесь воздуха и паров бензина. Она приготавливается в карбюраторе, специальном устройстве, для их смешивания в нужной пропорции, зависящей от режима работы двигателя. Будучи достаточно простым по своему устройству, карбюратор длительное время успешно работал с бензиновым мотором.
Однако по мере развития автомобиля выявились недостатки, с которыми в сложившихся к тому времени условиях уже было трудно мириться разработчикам двигателя. В первую очередь это касалось:

• топливной экономичности. Карбюратор не обеспечивал экономного расходования бензина при внезапном изменении режима движения машины;
• экологической безопасности. Содержание в отработанных газах токсичных веществ было достаточно высоким;
• недостаточной мощности двигателя из-за несоответствия ТВС режиму движения автомобиля и его текущему состоянию.

Чтобы избавиться от отмеченных недостатков был реализован иной принцип подачи топлива в мотор – с помощью инжектора.

Про инжекторные моторы

У них есть еще одно название – впрысковые двигатели что, в общем-то, никоим образом не изменяет сути происходящих явлений. По выполняемой работе впрыск напоминает принцип, реализуемый в работе дизеля. В двигатель в нужный момент через форсунки инжектора впрыскивается строго дозированное количество топлива, и оно поджигается искрой со свечи, хотя при работе дизеля свеча не используется.

Весь цикл четырехтактного ДВС, рассмотренный ранее, остается неизменным. Основное отличие в том, что карбюратор готовит ТВС за пределами двигателя, и она потом поступает в цилиндры, а у инжекторного двигателя последних моделей бензин впрыскивается непосредственно в цилиндр.

Как это происходит, можно в деталях увидеть на видео

Подобное устройство мотора позволяет решить те проблемы, которые возникают при работе карбюратора. Использование инжектора обеспечивает по сравнению с карбюраторным вариантом следующие преимущества мотору:

• повышение мощности на 7-10%;
• улучшение показателей топливной экономичности;
• снижение уровня токсичных веществ в составе выхлопных газов;
• обеспечение оптимального количества топлива, зависящее от режима движения автомашины.

Это только основные достоинства, которые позволяет получить инжекторный двигатель. Однако у каждого достоинства есть и свои недостатки. Если карбюраторный мотор чисто механический и его можно отремонтировать практически в любых условиях, то для управления инжекторным требуется сложная электроника и целая система датчиков, из-за чего работы (регламентные и ремонтные) необходимо проводить в условиях сервисного центра.

Устройство впрыска

Если посмотреть, как выглядит устройство ДВС с впрыском вместо карбюратора, то можно выделить:

• контроллер впрыска – электронное устройство, содержащее программу для работы всех составных узлов системы;
• форсунки. Их может быть как несколько, так и одна, в зависимости от используемой системы впрыска;
• датчик расхода воздуха, определяющий наполнение цилиндров в зависимости от такта. Сначала определяется общее потребление, а потом программно пересчитывается необходимое количество для каждого цилиндра;
• датчик дроссельной заслонки (ее положения), устанавливающий текущее состояние движения и нагрузку на двигатель;
• датчик температуры, контролирующий степень нагрева охлаждающей жидкости, по его данным корректируется работа двигателя и при необходимости начинается работа вентилятора обдува;
• датчик фактического нахождения коленчатого вала обеспечивающий синхронизацию работы всех составных узлов системы;
• датчик кислорода, определяющий его содержание в выхлопных газах;
• датчик детонации контролирующий возникновение последней, для ее устранения по его сигналам меняется значение опережения зажигания.

Вот примерно так выглядит в общих чертах система, обеспечивающая впрыск топлива, принцип работы должен быть вполне понятен из ее состава и назначения отдельных элементов.

Виды впрысковых систем

Несмотря на достаточно простое описание работы инжекторного мотора, приведенное ранее, существует несколько разновидностей, осуществляющий подобный принцип работы.

Одноточечный впрыск

Это самый простой вариант реализации принципа впрыска. Он практически совместим с любым карбюраторным двигателем, разница заключается в применении впрыска вместо карбюратора. Если карбюратор во впускной коллектор подает ТВС, то при одноточечном впрыске во впускной коллектор впрыскивается через форсунку бензин.

Как и в случае с карбюраторным мотором, при такте впуск двигатель всасывает готовую топливно-воздушную смесь, и его работа практически не отличается от работы обычного двигателя. Преимуществом такого мотора будет лучшая экономичность.

Многоточечный впрыск

Представляет дальнейший этап совершенствования инжекторных моторов. Топливо по сигналам от контроллера подается к каждому цилиндру, но тоже во впускной коллектор, т.е. ТВС готовится вне цилиндра и уже в готовом виде поступает в цилиндр.
В таком варианте реализации принципа инжекторного двигателя возможно обеспечить многие из преимуществ, присущие впрысковому двигателю и отмеченные ранее.

Непосредственный впрыск

Является следующим этапом развития инжекторных двигателей. Впрыск топлива выполняется прямо в камеру сгорания, чем обеспечивается наилучшая эффективность работы ДВС. Итогом такого подхода является получение максимальной мощности, минимального расхода топлива и наилучших показателей экологической безопасности.

Инжекторный ДВС является следующим этапом в развитии бензинового мотора, значительно улучшающий его показатели. В моторах, использующих систему впрыска топлива, возрастает мощность, а также экономическая эффективность их работы, они отличаются значительно меньшим отрицательным влиянием на окружающую среду.

Мне нравится1Не нравится

Что еще стоит почитать

Инжекторная система питания

На всех современных автомобилях с бензиновыми моторами используется инжекторная система подачи топлива, поскольку она является более совершенной, чем карбюраторная, несмотря на то, что она конструктивно более сложная.

Инжекторный двигатель – не новь, но широкое распространение он получил только после развития электронных технологий. Все потому, что механически организовать управление системой, обладающей высокой точностью работы было очень сложно. Но с появлением микропроцессоров это стало вполне возможно.

Инжекторная система отличается тем, что бензин подается строго заданными порциями принудительно в коллектор (цилиндр).

Устройство ДВС

Основным достоинством, которым обладает инжекторная система питания, является соблюдение оптимальных пропорций составных элементов горючей смеси на разных режимах работы силовой установки. Благодаря этому достигается лучший выход мощности и экономичное потребление бензина.

Устройство системы

Инжекторная система подачи топлива состоит из электронной и механической составляющих. Первая контролирует параметры работы силового агрегата и на их основе подает сигналы для срабатывания исполнительной (механической) части.

К электронной составляющей относится микроконтроллер (электронный блок управления) и большое количество следящих датчиков:

• лямбда-зонд;
• положения коленвала;
• массового расхода воздуха;
• положения дроссельной заслонки;
• детонации;
• температуры ОЖ;
• давления воздуха во впускном коллекторе.

Датчики системы инжектора

На некоторых авто могут иметься еще несколько дополнительных датчиков. У всех у них одна задача – определять параметры работы силового агрегата и передавать их на ЭБУ

Что касается механической части, то в ее состав входят такие элементы:

• бак;
• электрический топливный насос;
• топливные магистрали;
• фильтр;
• регулятор давления;
• топливная рампа;
• форсунки.

Простая инжекторная система подачи топлива

Как все работает

Теперь рассмотрим принцип работы инжекторного двигателя отдельно по каждой составляющей. С электронной частью, в целом, все просто. Датчики собирают информацию о скорости вращения коленчатого вала, воздуха (поступившего в цилиндры, а также остаточной его части в отработанных газах), положения дросселя (связанного с педалью акселератора), температуры ОЖ. Эти данные датчики передают постоянно на электронный блок, благодаря чему и достигается высокая точность дозировки бензина.

Поступающую с датчиков информацию ЭБУ сравнивает с данными, внесенными в картах, и уже на основе этого сравнения и ряда расчетов осуществляет управление исполнительной частью.В электронный блок внесены так называемые карты с оптимальными параметрами работы силовой установки (к примеру, на такие условия нужно подать столько-то бензина, на другие – столько-то).

Первый инжекторный двигатель Toyota 1973 года

Чтобы было понятнее, рассмотрим более подробно алгоритм работы электронного блока, но по упрощенной схеме, поскольку в действительности при расчете используется очень большое количество данных. В целом, все это направлено на высчитывание временной длины электрического импульса, который подается на форсунки.

Поскольку схема – упрощенная, то предположим, что электронный блок ведет расчеты только по нескольким параметрам, а именно базовой временной длине импульса и двум коэффициентам – температуры ОЖ и уровне кислорода в выхлопных газах. Для получения результата ЭБУ использует формулу, в которой все имеющиеся данные перемножаются.

Для получения базовой длины импульса, микроконтроллер берет два параметра – скорость вращения коленчатого вала и нагрузку, которая может высчитываться по давлению в коллекторе.

К примеру, обороты двигателя составляют 3000, а нагрузка 4. Микроконтроллер берет эти данные и сравнивает с таблицей, внесенной в карту. В данном случае получаем базовую временную длину импульса 12 миллисекунд.

Но для расчетов нужно также учесть коэффициенты, для чего берутся показания с датчиков температуры ОЖ и лямбда-зонда. К примеру, температура составляется 100 град, а уровень кислорода в отработанных газах составляет 3. ЭБУ берет эти данные и сравнивает с еще несколькими таблицами. Предположим, что температурный коэффициент составляет 0,8, а кислородный – 1,0.

Получив все необходимые данные электронный блок проводит расчет. В нашем случае 12 множиться на 0,8 и на 1,0. В результате получаем, что импульс должен составлять 9,6 миллисекунды.

Описанный алгоритм – очень упрощенный, на деле же при расчетах может учитываться не один десяток параметров и показателей.

Поскольку данные поступают на электронный блок постоянно, то система практически мгновенно реагирует на изменение параметров работы мотора и подстраивается под них, обеспечивая оптимальное смесеобразование.

Стоит отметить, что электронный блок управляет не только подачей топлива, в его задачу входит также регулировка угла зажигания для обеспечения оптимальной работы мотора.

Теперь о механической части. Здесь все очень просто: насос, установленный в баке, закачивает в систему бензин, причем под давлением, чтобы обеспечить принудительную подачу. Давление должно быть определенным, поэтому в схему включен регулятор.

По магистралям бензин подается на рампу, которая соединяет между собой все форсунки. Подающийся от ЭБУ электрический импульс приводит к открытию форсунок, а поскольку бензин находится под давлением, то он через открывшийся канал просто впрыскивается.

Виды и типы инжекторов

Инжекторы бывают двух видов:

1. С одноточечным впрыском. Такая система является устаревшей и на автомобилях уже не используется. Суть ее в том, что форсунка только одна, установленная во впускном коллекторе. Такая конструкция не обеспечивала равномерного распределения топлива по цилиндрам, поэтому ее работа была сходной с карбюраторной системой.
2. Многоточечный впрыск. На современных авто используется именно этот тип. Здесь для каждого цилиндра предусмотрена своя форсунка, поэтому такая система отличается высокой точностью дозировки. Устанавливаться форсунки могут как во впускной коллектор, так и в сам цилиндр (инжекторная система непосредственного впрыска).

На многоточечной инжекторной системе подачи топлива может использовать несколько типов впрыска:

1. Одновременный. В этом типе импульс от ЭБУ поступает сразу на все форсунки, и они открываются вместе. Сейчас такой впрыск не используется.
2. Парный, он же попарно-параллельный. В этом типе форсунки работают парами. Интересно, что только одна из них подает топливо непосредственно в такте впуска, у второй же такт не совпадает. Но поскольку двигатель – 4-тактный, с клапанной системой газораспределения, то несовпадение впрыска по такту на работоспособность мотора влияния не оказывает.
3. Фазированный. В этом типе ЭБУ подает сигналы на открытие для каждой форсунки отдельно, поэтому впрыск происходит с совпадением по такту.

Примечательно, что современная инжекторная система подачи топлива может использовать несколько типов впрыска. Так, в обычном режиме используется фазированный впрыск, но в случае перехода на аварийное функционирование (к примеру, один из датчиков отказал), инжекторный двигатель переходит на парный впрыск.

Обратная связь с датчиками

Одним из основных датчиков, на показаниях которого ЭБУ регулирует время открытия форсунок, является лямбда-зонд, установленный в выпускной системе. Этот датчик определяет остаточное (не сгоревшее) количество воздуха в газах.

Эволюция датчика лямбда-зонд от Bosch

Благодаря этому датчику обеспечивается так называемая «обратная связь». Суть ее заключается вот в чем: ЭБУ провел все расчеты и подал импульс на форсунки. Топливо поступило, смешалось с воздухом и сгорело. Образовавшиеся выхлопные газы с не сгоревшими частицами смеси выводится из цилиндров по системе отвода выхлопных газов, в которую установлен лямбда-зонд. На основе его показаний ЭБУ определяет, правильно ли были проведены все расчеты и при надобности вносит корректировки для получения оптимального состава. То есть, на основе уже проведенного этапа подачи и сгорания топлива микроконтроллер делает расчеты для следующего.

Стоит отметить, что в процессе работы силовой установки существуют определенные режимы, при которых показания кислородного датчика будут некорректными, что может нарушить работу мотора или требуется смесь с определенным составом. При таких режимах ЭБУ игнорирует информацию с лямбда-зонда, а сигналы на подачу бензина он отправляет, исходя из заложенной в карты информации.

На разных режимах обратная связь работает так:

• Запуск мотора. Чтобы двигатель смог завестись, нужна обогащенная горючая смесь с увеличенным процентным содержанием топлива. И электронный блок это обеспечивает, причем для этого он использует заданные данные, и информацию от кислородного датчика он не использует;
• Прогрев. Чтобы инжекторный двигатель быстрее набрал рабочую температуру ЭБУ устанавливает повышенные обороты мотора. При этом он постоянно контролирует его температуру, и по мере прогрева корректирует состав горючей смеси, постепенно ее обедняя до тех пор, пока состав ее не станет оптимальным. В этом режиме электронный блок продолжает использовать заданные в картах данные, все еще не используя показания лямбда-зонда;
• Холостой ход. При этом режиме двигатель уже полностью прогрет, а температура выхлопных газов – высокая, поэтому условия для корректной работы лямбда-зонда соблюдаются. ЭБУ уже начинает использовать показания кислородного датчика, что позволяет установить стехиометрический состав смеси. При таком составе обеспечивается наибольший выход мощности силовой установки;
• Движение с плавным изменением оборотов мотора. Для достижения экономичного расхода топлива при максимальном выходе мощности, нужна смесь со стехиометрическим составом, поэтому при таком режиме ЭБУ регулирует подачу бензина на основе показания лямбда-зонда;
• Резкое увеличение оборотов. Чтобы инжекторный двигатель нормально отреагировал на такое действие, нужна несколько обогащенная смесь. Чтобы ее обеспечить, ЭБУ использует данные карт, а не показания лямбда-зонда;
• Торможение мотором. Поскольку этот режим не требует выхода мощности от мотора, то достаточно, чтобы смесь просто не давала остановиться силовой установке, а для этого подойдет и обедненная смесь. Для ее проявления показаний лямбда-зонда не нужно, поэтому ЭБУ их не использует.

Как видно, лямбда-зонд хоть и очень важен для работы системы, но информация с него используется далеко не всегда.

Напоследок отметим, что инжектор хоть и конструктивно сложная система и включает множество элементов, поломка которых сразу же сказывается на функционировании силовой установки, но она обеспечивает более рациональный расход бензина, а также повышает экологичность автомобиля. Поэтому альтернативы этой системе питания пока нет.

Устройство автомобиля: инжектор

Споры о преимуществах инжекторного двигателя над карбюраторным, давно не актуальны – инжекторные системы воцарились на рынке, а новый автомобиль с карбюратором теперь попросту не найти. И все же не лишним будет разобраться, что же такое «инжектор», и чем обеспечено его тотальное господство на рынке легкового автотранспорта?

История инжектора

Впервые о замене карбюратора принципиально новой системой задумались ещё в самом начале 20-го века авиационные инженеры. Перепробовав все известные типы карбюраторов, они уже к сороковым годам прошлого века пришли с готовой к серийному производству системой инжектора, под давлением подающей топливо в камеру сгорания независимо от гравитации (что важно для самолётов) и точно в требуемом количестве (что позволяет получать меньший расход топлива, большую мощность и снижение уровня вибраций).

К концу второй мировой войны инжекторный двигатель с механическим впрыском можно было встретить на истребителях и бомбардировщиках Германии, Японии, Великобритании, СССР и США.

Кстати, тогда же появилась и столь знакомая многим современным автолюбителям процедура, как промывка инжектора — легендарный японский истребитель А6М «Зеро» требовал чистки форсунок после каждого вылета.

Затем автопроизводители оценили возможности применения впрыска для увеличения мощности двигателя при сохранении его экономичности: в 1940 году итальянцы из Alfa Romeo на своём купе 6C тестируют экспериментальную систему электронного впрыска, а Mercedes-Benz в 1954 году запускает в серию своё легендарное купе 300SL «Крыло Чайки», где была установлена механическая система прямого впрыска топлива.

Впрочем, никто из них не был пионером в создании «инжектора» – те или иные технические решения, примененные в этих автомобилях, отрабатывались на множестве экспериментальных конструкций, начиная с французских двигателей Леона Левассера с механическим впрыском образца 1902 года.

В России же системами инжекторного впрыска на автомобильной технике занимались и в Центральном научно-исследовательском автомобильном и автомоторном институте «НАМИ» и на Горьковском автомобильном заводе. Впрочем, некоторое отставание в области электронных компонентов не позволило удачно развернуть производство электронных систем впрыска в шестидесятых годах. Механический же впрыск в СССР, к сожалению, массово не вышел за рамки авиационных и дизельных двигателей.

Схема работы инжектора

Схема инжектора и закономерности его работы, пожалуй, даже проще для понимания, чем принципы работы карбюратора. Если карбюратор – это изящное техническое воплощение целого ряда физических законов в металле, то даже самая современная система инжектора таит в себе всего-лишь насос, подающий топливо сначала в находящуюся под небольшим давлением систему топливных каналов (топливную рампу), а потом (через электрический клапан) в сопло форсунки. Сопло, в свою очередь, распыляет топливо, которое смешивается с воздухом внутри впускного коллектора и через впускной клапан попадает в цилиндр уже в виде топливо-воздушной смеси. Собственно, терминами «инжектор» и «форсунка» сейчас чаще всего обозначают устройство, совмещающее в одном корпусе сопло-распылитель и электрический клапан.

Для понимания принципов работы инжекторного двигателя можно представить себе обычный цикл работы цилиндра четырёхтактного двигателя. При установке на нём карбюратора можно вполне налить топлива в сам карбюратор и отключить его от топливной системы вовсе – двигатель сможет завестись сам, так как топливно-воздушная смесь формируется в карбюраторе под действием втягивающего потока воздуха, который «засасывает» с собой смесь, и она уже готовой попадает во впускной коллектор. Не нужно ни давления, ни особого управления – схема проста и характеризуется тем, что топливная смесь формируется ещё до попадания к впуску в цилиндр.

В схеме с применением инжекторных форсунок смесь «готовится» непосредственно во впускном коллекторе (а в случае прямого впрыска – вообще в самой камере сгорания). В точно заданный системой управления момент открывается электроклапан, разделяющий топливную систему и впускной коллектор. Под давлением, созданным бензонасосом, инжектор распыляет топливную смесь в количестве, строго необходимом для поддержания близкого к стехиометрическому (читай-оптимальному) составу смеси. При этом воздух в коллектор на большей части нетурбированных автомобилей попадает под воздействием разряжения, созданного цилиндром – что позволяет, зная текущую его температуру, точно понимать, сколько топлива можно сжечь, имея данный объем воздуха.

Минус схемы инжектора в том, что смесь получается не настолько гомогенной (однородной и хорошо перемешанной), как на дорогих спортивных карбюраторах, а система управления форсунками требует точной настройки для оптимальной синхронизации работы топливных форсунок, впускных клапанов и цилиндров. Но плюсов системы всё же оказывается больше:

• растёт экономичность и одновременно мощность за счёт точной дозировки топлива в зависимости от текущей потребности и ситуации.
• равномернее распределяется топливо и между цилиндрами (мы не берем сейчас многокарбюраторные системы и ранние инжекторы с одной форсункой на несколько цилиндров),
• автоматизируются процессы настройки двигателя в зависимости от условий эксплуатации,
• понижается уровень вредных выбросов в атмосферу,
• расширяются возможности для тюнинга двигателя
• облегчается диагностика двигателя (с учетом использования электронных технических средств)
• сборка и настройка инжекторных двигателей в производстве обходится дешевле, чем сборка и настройка карбюраторных систем

С точки зрения водителя, автомобиль с инжекторной системой впрыска, как правило, быстрее реагирует на изменение положения педали газа, легче заводится в условиях, отличных от идеальных, потребляет меньше топлива и обладает более высокой мощностью по сравнению с аналогичным двигателем с карбюраторной системой питания.

Кстати, возможность выбирать – карбюратор или инжектор, когда-то была: на раннем этапе развития систем впрыска применялся в основном центральный (моно, одноточечный, Single-Point injection, SPi) впрыск, форсунка легко ставилась на место карбюратора как опция и работала одновременно на все цилиндры двигателя. Система была проста, надёжна и предполагала расположение форсунки вне зоны высоких температур.

При такой схеме не требовалось сложной электроники или механики для синхронизации работы форсунок на нескольких цилиндрах, но за это приходилось платить отсутствием той универсальности, которую дают более современные системы с распределенным, или многоточечным (Multi-Point Injection, MPi), впрыском.

В итоге именно распределенный впрыск получил наибольшее распространение и сейчас эволюционировал во множество подвидов, как то непосредственный впрыск в камеру сгорания (Direct Fuel injection, DFI) и несколько подвидов обычного распределенного впрыска в зависимости от времени открытия форсунок:

• при параллельном, или одновременном, впрыске (SMPI) все форсунки в двигателе срабатывают одновременно и независимо от тактов цилиндров, дважды за цикл впрыскивая топливо во впуск соответствующего цилиндра. При данном способе впрыска, часто встречавшемся на автомобилях 90-х годов, форсунки нужны в основном для более точной – по сравнению с центральным впрыском — дозировки топлива. Тем не менее, время между впрыском и попаданием топлива в цилиндр для разных цилиндров оказывается разным (пусть мы и говорим о миллисекундах), что сказывается на неравномерности смеси от цилиндра к цилиндру.
• при попарно-параллельном – форсунки делятся на группы, срабатывающие в разное время. Таким образом, точка срабатывания форсунки приближается к оптимальному времени впрыска топлива для подготовки смеси – что позволяет сократить разницу в качестве смеси в цилиндрах. За цикл работы двигателя топливо впрыскивается дважды, как и при одновременном впрыске – более того, на время пуска двигатель с попарно-параллельной схемой впрыска переходит в режим одновременного впрыска.
• при фазированном впрыске или (CIFI) – каждая форсунка управляется независимо от остальных и открывается точно перед тактом впуска. Именно эта система в данный момент является наиболее распространенной, так как позволяет обеспечить точное управление каждой форсункой и использовать оптимальное для каждого цилиндра время впрыска.

Отдельно следует отметить, что система инжекторного впрыска сама по себе универсальна и используется не только для бензиновых автомобилей. Механический впрыск на дизельных двигателях появился едва ли не раньше, чем на бензиновых – с двадцатых годов двадцатого века и поныне только на модельных дизелях и некоторых тракторных моторах используется схема, отличная от инжекторного впрыска.

Например, для дизельных силовых агрегатов крайне распространена прогрессивная система прямого впрыска Common Rail (она же известна как TDI, VCDi, CDI, TCDi, i-DTEC, CRDi – в зависимости от производителя), фактически превращающая топливную рампу в замкнутый аккумулятор для хранения топлива под более высоким, по сравнению с другими системами впрыска, давлением. В результате форсунки подают топливо с ещё большим давлением, что положительно сказывается, в частности, на расходе топлива. Но между прочим, впервые эта «современная» система была применена на британских двигателях для подводных лодок Vickers в 1916 году и в дальнейшем развивалась в основном по пути повышения давления в топливном аккумуляторе.

Система управления инжектора

Системы, координирующие действия каждой отдельной форсунки- инжектора двигателя, бывают как механическими, так и электронными. Собственно, первые массовые системы впрыска на легковых автомобилях появились в пятидесятых годах двадцатого века и довольно долгое время были исключительно механическими (как, например, целое семейство систем Bosch D-Jetronic).

Но по-настоящему эпоха инжекторного впрыска началась только с распространением микроконтроллеров — стоимость их разработки, производства и настройки гораздо ниже в сравнении с аналогичными процессами для механических систем с теми же функциональными возможностями.

Сегодня система управления инжекторным двигателем далеко ушла от алгоритмов работы первых механических систем. Соблазн относительно недорого использовать возможность оперативного изменения дозировки и времени подачи топлива на каждый отдельный инжектор двигателя (форсунку – ведь именно так переводится слово «инжектор») сделал своё – микроконтроллер сейчас собирает данные со множества дополнительных датчиков (от температурных и ДМРВ(Датчик Массового Расхода Воздуха) до датчиков включения кондиционера и отслеживания неровностей дороги). В зависимости от результата анализа этих данных контроллер выдаёт указания целому ряду устройств помимо, собственно, связки «бензонасос-инжектор» — системе зажигания, регулятору холостого хода, системе охлаждения и тому же кондиционеру.

Промывка инжектора

Есть целый ряд проблем, характерных именно для инжекторных двигателей. Это могут быть проблемы, общие для всех типов двигателей, а могут появляться и проблемы с электронными датчиками, вышедшими из строя по разным причинам.
Но главная проблема даже самого надежного инжекторного двигателя в России — сбои из-за засорения системы топливоподачи.

Троение, не связанное с состоянием свечей зажигания, катушек и высоковольтных проводов, трудности запуска зимой, заметное ухудшение приемистости двигателя, разница в нагаре на свечах зажигания из разных цилиндров, повышенный расход топлива и неполное сгорание смеси – всё это действительно может указывать в том числе и на закоксовывание форсунок.

Большая часть операций с системой впрыска инжекторного двигателя, с точки зрения многих официальных производителей, сводится к замене неразборных форсунок новыми, но существуют и методики чистки, охотно предлагаемые различными автосервисами.

Их условно можно разделить на два типа – промывку инжектора и ультразвуковую чистку форсунок. И та, и другая операция выполняется как со снятием топливных форсунок, так и прямо на двигателе.

У каждого способа свои нюансы, но следует помнить, что при промывке форсунок жидкостью без снятия их с двигателя после завершения процедуры рекомендуется заменить свечи и масло (и соответствующий фильтр) в двигателе, предварительно промыв его — что делает операцию весьма накладной. Кроме того, следует учитывать, что ввиду наличия в форсунках сеточки-уловителя, промывка некоторых форсунок может быть возможна только в направлении, обратном обычному распылению.

При снятии форсунок с двигателя замене подлежат уплотнительные резиновые прокладки этих форсунок. При этом для самой чистки потребуется специальный промывочный стенд либо самодельные приспособления, которые заставят форсунку открыть клапан для промывки.

В любом случае есть серьёзный риск повреждения двигателя в результате неверных действий. А в случае обслуживания дизельных двигателей следует учитывать еще и возможность наличия в системе серьёзного остаточного давления.

И все же нельзя сказать, что диагностика и обслуживание инжекторного двигателя существенно сложнее диагностики и обслуживания карбюраторного.

Конечно, для обслуживания карбюраторного двигателя не нужен сканер ошибок или бортовой компьютер. В нем не присутствует того количества датчиков и подсистем, которое мы встречаем в системе управления инжекторным двигателем.

С другой стороны – при наличии нужного оборудования компьютер инжекторного двигателя тут же объясняет, где искать неисправность – и для этого не надо вызывать опытного специалиста-диагноста, а достаточно подключить бортовой компьютер или OBD-сканер.

На ряд же неисправностей, не улавливаемых сканером, существует управа в виде внимательного отношения к собственному авто – изменение поведения автомобиля на дороге, смена звучания двигателя, сбои в работе отдельных систем или внезапно проснувшийся аппетит – всё это указывает на возникшие проблемы и необходимость диагностики. А еще, самый страшный враг «инжектора» — некачественное топливо. Так что внимательно стоит отнестись и к выбору заправочной станции.

Автор

Дмитрий Лонь, корреспондент MotorPage.ru

Издание

MotorPage.Ru

Инжекторный двигатель: принцип работы инжектора, неисправности

Инжекторный двигатель – агрегат, укомплектованный системой электронного впрыска топлива, управляемый электронным блоком управления. Массовый переход на инжектор к концу 80-х годов вполне оправдан: впрысковые моторы более экологичны, экономичны, по ходу работы состав и количество смеси корректируется согласно нагрузкам двигателя ЭБУ.

Главные отличия карбюратора от электронного впрыска

Электронный инжекторный двигатель кардинально различается от карбюраторного. В карбюраторном моторе смесеобразование внешнее (готовится в карбюраторе), а инжекторные форсунки впрыскивают топливо, либо в коллектор перед впускным клапаном, либо в цилиндр непосредственно.

Карбюратор – на 80% механическое устройство, если не считать экономайзера принудительного холостого хода (когда двигатель отключается при отпущенной педали газа на ходу), и электронного подсоса (для запуска и прогрева двигателя, смесь подается обогащенной).

Инжектор является дозатором, который способен в разное время и в течение разного времени впрыскивать топливо.

Если взять два одинаковых двигателя, на одном из которых топливная система будет инжекторная, а на втором карбюраторная, у второго мощность будет выше на 15-20%.

Разновидности инжектора

На сегодняшний день используется электронный распределенный непосредственный впрыск. Переходным этапом инжектирования был моновпрыск (центральный) с одной форсункой. Моновпрыск использовался очень мало, так как недостатков было больше, чем достоинств. Скоро его заменил распределенный впрыск.

Распределенный электронный впрыск топлива предполагает наличие форсунок, по одной на каждый цилиндр. Воздух в цилиндры попадает через впускной коллектор и дозируется дроссельной заслонкой.

Непосредственный впрыск напоминает дизельную топливную систему, так как форсунки вмонтированы прямо в цилиндры, от чего и происходит название.

Устройство инжекторного двигателя

Простейший инжектор состоит из следующих компонентов:

• ЭБУ (электронный блок управления),
• электрический бензонасос,
• топливная рампа и датчик давления топлива,
• электронные форсунки,
• впускной коллектор с дроссельной заслонкой,
• датчики: температуры ОЖ, детонации, расхода воздуха, положения дросселя, положения коленчатого вала, наличия кислорода в выпускном коллекторе.

Как вышеуказанные компоненты взаимодействуют между собой, на примере запуска двигателя: при повороте ключа в замке зажигания включается бортовая сеть, электробензонасос начинает подкачку топлива.

После следующего поворота срабатывает датчик положения коленвала, чтобы поджечь своевременно смесь. Топливо через рампу попадает в форсунки. Отношение топлива к воздуху, угол зажигания и момент подачи топлива определяется блоком управления, который основывается на данных датчиков температуры ОЖ, ДМРВ и ДПДЗ.

Во время работы инжекторного двигателя все датчики фиксируют изменения в двигателе, о чем постоянно сообщают блоку управления.

В программе блока управления «зашита» целая сетка, называемая топливной картой. Топливная карта позволяет корректировать смесь по следующим параметрам:

1. момент открытия форсунки;
2. время, при котором игла форсунки открыта;
3. количество топлива;
4. угол зажигания.

Под каждый режим работы (запуск, холостой ход, слабые нагрузки, средний режим, и режим максимальных оборотов) запрограммированы свои параметры, указанные выше. Это одно из главных отличий от карбюратора, так как имеется возможность широкой настройки топливной системы программируемым способом.

Достоинства и недостатки двигателя с электронным впрыском

Из плюсов можно выделить:

• широкие возможности настройки двигателя под свои потребности (максимальная мощность, или максимальная экономичность),
• весь процесс работы двигателя управляется электроникой,
• компьютерная диагностика,
• экологичность.

Недостатки:

• стоимость ремонта и обслуживания,
• уязвимость электроники,
• зависимость от стабильного напряжения бортовой сети.

Основные неисправности

Из-за того, что инжектор – это цепочка сложных электронных систем, некоторые из деталей имеют свойство изнашиваться, а именно:

Электронные датчики, такие как ДМРВ, лямбда-зонд (датчик выявления кислорода в выхлопной трубе), датчик температуры охлаждающей жидкости — часто выходят из строя в силу своей работ в агрессивной среде

Топливные форсунки, особенно непосредственного впрыска, уязвимы к загрязнению, вследствие чего мотор начинает троить. Но чистка форсунок требуется не так часто, как чистка карбюратора

Выход из строя форсунки из-за западания иглы, что приводит к гидроудару (несжимаемая жидкость в виде топлива не сгорает, из-за чего поршень давит на шатун, когда тот стремится вверх, результат — пробитие блока цилиндров).

Рекомендации по эксплуатации инжекторного двигателя

Инжекторная система питания долговечна, но требуется соблюдать следующие меры:

• Раз в год производить чистку форсунок (добавкой моющей присадки в топливо),
• Каждые 10 000 км менять топливный фильтр,
• Сократить на 30-50% диапазон замены воздушного фильтра,
• Обрабатывать средством для контактов провода датчиков двигателя,
• Обеспечить герметизацию ЭБУ.

А также раз в 20 000 км надо чистить дроссельную заслонку, регулятор холостого хода и впускной коллектор.

Принцип работы инжекторного двигателя автомобиля, сравнение с карбюраторным

Принцип работы инжекторного двигателя автомобиля, сравнение с карбюраторным

У этого поста — 1 комментарий.

Содержание статьи:

Современный ритм движения и растущие потребности в комфортном управление автомобилем на передовой рубеж вывели инжекторный (впрысковый) тип двигателя. Он практически вытеснил устаревшую систему карбюраторов. Инжекторный двигатель кардинальным образом улучшил не просто эксплуатационные качества автомобиля, но и изменил показатели мощности (расход топлива, динамику в отношении разгона, экологические характеристики).

Инжекторный двигатель – это двигатель, имеющий инжекторную подачу топлива. Система подобного типа полностью заменила карбюраторную систему и предназначена для всех современных двигателей, использующих бензин.

Инжекторный двигатель – принципы работы.

В сравнении с карбюраторным двигателем, было выявлено, что двигатель с инжектором способен продолжительное время поддерживать высочайшие экологические стандарты, причем без дополнительных ручных регулировок. Это стало возможно лишь из-за самонастройки кислородного датчика по поступающим к нему данным.

И все же, постараемся четко себе представить, как работает инжекторный двигатель. В двигатель инжекторного типа подача топливо в воздушный поток осуществляется с помощью специальных форсунок. Они могут располагаться на выпускном коллекторе, и в этом случае речь идет о системе «Моновпрыск». Если форсунки расположены либо непосредственно во впускном коллекторе каждого цилиндра либо неподалеку от него, принято вести речь о системе «распределенного впрыска». Синонимом этого названия стало «многоточечный коллекторный впрыск». Третий вариант, когда форсунки находятся в головке цилиндров. При подобном расположении впрыск происходит напрямую в камеру сгорания, соответственно система называется « прямой впрыск».

Подача топлива к форсункам в обязательном порядке осуществляется только под давлением. Бортовой компьютер автомобиля в определенный момент времени подает импульс тока, который служит сигналом для открытия форсунок. Объем впрыснутого тока определяет длительность импульса. В свою очередь параметры для длительности подачи тока берутся из данных, поступающих с датчиков, которые и отвечают за контроль над параметрами двигателя. К основным параметрам можно отнести температуру и обороты двигателя, информация о разрежении в задроссельном пространстве и об угле под которым открыта дроссельная заслонка. Не стоит забывать и о контроле над расходом воздуха.

Вот что получает автомобиль, если на нем установлен инжекторный двигатель (сравнение ведется с карбюратором).

1. Осуществляется точная дозировка топлива. Как следствие, расход топлива более экономный, что в свою очередь приводит к снижению токсичности у выхлопных газов.

2. Мощность двигателя возрастает в среднем на 7-10%. Это происходит из-за улучшения наполнения цилиндров. К тому же устанавливается оптимальный угол опережения зажигания, что полностью соответствует рабочему движению двигателя.

3. Динамические свойства автомобиля значительно улучшаются. Вкратце это выглядит так. Система впрыска практически моментально реагирует на малейшие изменения в нагрузке и корректирует параметры топливно–воздушной массы.

4. Автомобиль с легкостью заводится при любых погодных условиях.

Другие похожие статьи:

Устройство системы питания инжекторного двигателя

Система подачи топлива инжекторного двигателя получила распространение в современных автомобилях и имеет ряд преимуществ перед топливной системой карбюраторного двигателя. В этой статье мы рассмотрим устройство инжектора и узнаем, как работает система подачи топлива инжекторного двигателя и электронная система питания.

Устройство инжектора

Основная задача системы питания инжекторного двигателя заключается в обеспечении подачи оптимального количества бензина в двигатель при разных режимах работы. Подача бензина в двигатель осуществляется с помощью форсунок, которые установлены во впускном трубопроводе.

Устройство системы питания инжектора:

1. Электробензонасос – устанавливается в модуле, который располагается в топливном баке. Модуль также включает в себя такие дополнительные элементы, как топливный фильтр, датчик уровня бензина и завихритель.

Электробензонасос предназначен для нагнетания бензина из топливного бака в подающий топливопровод. Управление электробензонасосом осуществляется с помощью контроллера через реле.

2. Топливный фильтр – предназначен для очистки топлива от грязи и примесей, которые могут привести к неравномерной работе двигателя, неустойчивой работе инжектора, загрязнению форсунок. В инжекторных системах к качеству топлива предъявляются высокие требования.

3. Топливопроводы – служат для подачи топлива от бензонасоса к рампе и обратно от рампы в топливный бак. Соответственно существует прямой и обратный топливопроводы.

4. Рампа форсунок с топливными форсунками – конструкция рампы обеспечивает равномерное распределение топлива по форсункам. На топливной рампе располагаются форсунки, регулятор давления топлива и штуцер контроля давления в топливной системе инжектора.

5. Регулятор давления топлива – предназначен для поддержания оптимального перепада давления, который способствует тому, что количество впрыскивания топлива зависит только от длительности впрыска. Излишки топлива регулятор подает обратно в бак.

Как работает система питания инжекторного двигателя?

Для стабильной работы двигателя необходимо обеспечить сбалансированное поступление топливовоздушной смеси в камеру сгорания. Приготовление топливовоздушной смеси происходит в впускном трубопроводе, благодаря смешиванию бензина с воздухом. Контроллер с помощью управляющего импульса открывает клапан форсунки и путем изменения длительности импульса регулирует состав топливовоздушной смеси.
Регулятор давления топлива поддерживает перепад давления топлива постоянным, соответственно количество топлива, что подается пропорционально времени, при котором форсунки находятся в открытом состоянии. Контроллер поддерживает оптимальное соотношение топливовоздушной смеси путем изменения длительности импульсов. Если длительность импульса увеличивается – смесь обогащается, если уменьшается – смесь обедняется.

СИСТЕМА ВПРЫСКА

: КОМПОНЕНТЫ, ВИДЫ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

«Топливная форсунка — это механическое устройство с электронным управлением, которое отвечает за распыление (впрыск) нужного количества топлива в двигатель, чтобы создать подходящую воздушно-топливную смесь для оптимального сгорания».

Технология была создана в начале 20 века и впервые реализована на дизельных двигателях. К последней трети 20-го века он также стал популярным среди обычных бензиновых двигателей.

Электронный блок управления (ЭБУ в системе управления двигателем) определяет точное количество и конкретное время требуемой дозы бензина (бензина) для каждого цикла, собирая информацию от различных датчиков двигателя. Таким образом, ЭБУ отправляет управляющий электрический сигнал правильной продолжительности и времени на катушку топливной форсунки. Таким образом открывается форсунка, через которую бензин проходит в двигатель.

На один вывод катушки форсунки напрямую подается напряжение 12 В, которое контролируется ЭБУ, а другой вывод катушки форсунки открыт.Когда ЭБУ определяет точное количество топлива и время его впрыска, активирует соответствующую форсунку, переключая другую клемму на массу (массу, т. Е. Отрицательный полюс).

КОМПОНЕНТЫ

Целью системы впрыска топлива является дозирование, распыление и распределение топлива по воздушной массе в цилиндре. В то же время он должен поддерживать требуемое соотношение воздух-топливо в соответствии с нагрузкой и скоростью двигателя.

* Насосные элементы:

Для перемещения топлива из топливного бака в цилиндр.

* Дозирующие элементы:

Для измерения подачи топлива со скоростью, необходимой для регулирования скорости и нагрузки на двигателе

* Контроль дозирования:

Для регулировки нормы дозирования элементов при изменении нагрузки и частоты вращения двигателя.

* Контроль смеси:

Для регулировки соотношения топлива и воздуха в зависимости от нагрузки и скорости.

* Раздаточные элементы:

Для равномерного распределения отмеренного топлива между цилиндрами.

* Контроль времени:

Для фиксации запуска и остановки процесса смешения топлива с воздухом.

ВИДЫ ТОПЛИВНЫХ ИНЖЕКТОРОВ

1. Верхняя подача — Топливо поступает сверху и выходит снизу.

2. Боковая подача — Топливо попадает сбоку на штуцере форсунки внутри топливной рампы.

3. Форсунки корпуса дроссельной заслонки — (TBI) Расположены непосредственно в корпусе дроссельной заслонки.

ВИДЫ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

1.Одноточечный впрыск топлива в корпус дроссельной заслонки ИЛИ

Также называемый одинарным портом, это был самый ранний тип впрыска топлива, появившийся на рынке. Все автомобили имеют впускной коллектор, через который в двигатель сначала поступает чистый воздух. TBFI работает путем добавления правильного количества топлива в воздух перед его распределением по отдельным цилиндрам. Преимущество TBFI в том, что он недорогой и простой в обслуживании. Если у вас когда-нибудь возникнет проблема с инжектором, вам нужно заменить только один.Кроме того, поскольку этот инжектор имеет довольно высокий расход, его не так просто засорить.

Технически системы дроссельной заслонки очень прочные и требуют меньшего обслуживания. При этом впрыск дроссельной заслонки сегодня используется редко. Транспортные средства, которые все еще используют его, достаточно стары, поэтому обслуживание будет более серьезной проблемой, чем это было бы с более новым автомобилем с меньшим пробегом.

Еще один недостаток TBFI — неточность. Если вы отпустите педаль акселератора, в воздушной смеси, поступающей в ваши цилиндры, по-прежнему будет много топлива.Это может привести к небольшой задержке перед замедлением или, в некоторых автомобилях, к выбрасыванию несгоревшего топлива через выхлопную трубу. Это означает, что системы TBFI не так экономичны, как современные системы.

2. Многопортовый впрыск

Многоточечный впрыск просто перемещал форсунки дальше вниз по направлению к цилиндрам. Чистый воздух поступает в первичный коллектор и направляется к каждому цилиндру. Инжектор расположен в конце этого порта, прямо перед тем, как он всасывается через клапан в ваш цилиндр.

Преимущество этой системы в том, что топливо распределяется более точно, при этом каждый цилиндр получает свою собственную струю топлива. Каждая форсунка меньше и точнее, что позволяет снизить расход топлива. Обратной стороной является то, что все форсунки распыляют одновременно, а цилиндры срабатывают один за другим. Это означает, что у вас может быть остаток топлива между периодами впуска или у вас может возникнуть возгорание цилиндра до того, как форсунка сможет подать дополнительное топливо.

Многопортовые системы

отлично работают, когда вы путешествуете с постоянной скоростью.Но когда вы быстро ускоряетесь или убираете ногу с дроссельной заслонки, такая конструкция снижает либо экономию топлива, либо производительность.

3. Последовательный впрыск

Системы последовательной подачи топлива очень похожи на многопортовые системы. При этом есть одно ключевое отличие. Последовательная подача топлива — раз. Вместо того, чтобы все форсунки срабатывали одновременно, они подают топливо одна за другой. Время согласовано с вашими цилиндрами, что позволяет двигателю смешивать топливо прямо перед тем, как клапан открывается, чтобы всасывать его.Такая конструкция позволяет повысить экономию топлива и производительность.

Поскольку топливо остается в порту только на короткое время, последовательные форсунки имеют тенденцию служить дольше и оставаться более чистыми, чем другие системы. Благодаря этим преимуществам на сегодняшний день наиболее распространенным типом впрыска топлива в транспортных средствах являются последовательные системы.

Единственным небольшим недостатком этой платформы является то, что она оставляет меньше места для ошибок. Топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндр только через мгновение после открытия форсунки.Если он грязный, забитый или не реагирует, ваш двигатель будет испытывать нехватку топлива. Форсунки должны работать на максимальной мощности, иначе ваш автомобиль начнет работать с неровностями.

4. Прямой впрыск

Если вы начали замечать закономерность, вы, вероятно, догадались, что такое прямая инъекция. В этой системе топливо впрыскивается прямо в цилиндр, полностью минуя воздухозаборник. Производители автомобилей премиум-класса, такие как Audi и BMW, хотят убедить вас, что прямой впрыск является новейшим и лучшим вариантом.Что касается характеристик бензиновых автомобилей, они абсолютно правы! Но эта технология далеко не нова. Он использовался в авиационных двигателях со времен Второй мировой войны, и почти все дизельные автомобили имеют непосредственный впрыск, потому что топливо намного гуще и тяжелее.

В дизельных двигателях прямой впрыск очень надежен. Доставка топлива может потребовать много злоупотреблений, а проблемы с обслуживанием сведены к минимуму.

В бензиновых двигателях непосредственный впрыск применяется почти исключительно в транспортных средствах с высокими характеристиками.Поскольку эти автомобили работают с очень точными параметрами, особенно важно поддерживать в рабочем состоянии вашу систему подачи топлива. Несмотря на то, что автомобиль будет продолжать работать в течение долгого времени, если им пренебречь, его характеристики быстро снизятся.

СПОСОБЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Есть два способа впрыска топлива в системе воспламенения от сжатия

1. Нагнетание воздушным дутьем
2. Безвоздушное или твердое нагнетание

1. Нагнетание воздушным дутьем

Этот метод первоначально использовался в больших стационарных и судовых двигателях.Но сейчас он устарел. В этом методе воздух сначала сжимается до очень высокого давления. Затем впрыскивается струя этого воздуха, увлекая за собой топливо в цилиндры. Скорость впрыска топлива регулируется изменением давления воздуха. Воздух высокого давления требует многоступенчатого компрессора, чтобы баллоны с воздухом оставались заряженными. Топливо воспламеняется из-за высокой температуры воздуха, вызванной сильным сжатием. Компрессор потребляет около 10% мощности, развиваемой двигателем, что снижает полезную мощность двигателя.2. Этот метод используется для всех типов малых и больших дизельных двигателей. Его можно разделить на две системы

1. Индивидуальная насосная система: в этой системе каждый цилиндр имеет свой индивидуальный насос высокого давления и измерительный блок.

2. Система Common Rail: в этой системе топливо перекачивается многоцилиндровым насосом в Common Rail, давление в рампе регулируется предохранительным клапаном. Отмеренное количество топлива подается в каждый цилиндр от общей магистрали.

Это все о системе впрыска топлива.Если у вас есть какие-либо вопросы относительно этой статьи, задавайте их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, не забудьте поделиться ею в социальных сетях. Подпишитесь на наш сайт для получения более информативных статей. Спасибо, что прочитали.

ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

Форсунки управляются блоком управления двигателем (ЭБУ). Во-первых, ЭБУ получает информацию о состоянии двигателя и требованиях с помощью различных внутренних датчиков. После определения состояния и требований двигателя топливо забирается из топливного бака, транспортируется по топливопроводам и затем нагнетается топливными насосами.Правильное давление проверяется регулятором давления топлива. Во многих случаях топливо также разделяется с помощью топливной рампы, чтобы питать различные цилиндры двигателя. Наконец, инжекторам приказывают впрыснуть необходимое для сгорания топливо.

Точная требуемая топливно-воздушная смесь зависит от двигателя, используемого топлива и текущих требований двигателя (мощность, экономия топлива, уровни выбросов выхлопных газов и т. Д.).

(автомобильный мир)

Принцип электронного впрыска топлива

Принцип электронного впрыска топлива

Принцип действия обычного автомобильного двигателя с впрыском топлива

---

Принцип, используемый большинством автомобилей для регулирования топливных форсунок, следующий:

Одноканальная многоточечная система или «одновременный впрыск»

Цель:

Только один драйвер / транзистор запускает все форсунки одновременно.

Это также означает: Все форсунки параллельно соединены друг с другом электроникой.

Форсунка впрыскивает относительно большое количество топлива. Поэтому время открытия короткие, но частота включения и выключения последовательностей высока. Частый Последовательность включения и выключения форсунки / форсунок вызывает турбулентность. Турбулентность вместе с высоким коэффициентом дезинтеграции / распыления топлива улучшит действие стадии газожидкостной смеси. Мы сейчас говорим о многоточечной системе! Тогда все форсунки открываются и закрываются одновременно.Нельзя синхронизировать каждый цилиндр, так что каждая форсунка распыляет впускное отверстие, когда оно открыто — для этого нужна последовательная система.

Каждая форсунка находится под давлением топлива, и время открытия очень короткое. Открытие время составляет от 1 до 10 мс в зависимости от производителя вашей системы и нагрузка на двигатель. Время закрытия форсунки составляет от 50 до 100 мс (на холостом ходу).

Термины «время открытия» и «время закрытия» находятся здесь (и в соответствующих документы с этого веб-сайта), эквивалентные характеристикам электрического сигнала, а не время открытия или закрытия клапана топливной форсунки.Собственно, можно рассматривать как ширина импульса и фактическое время открытия одинаковы, но позвольте мне объяснить проблему более подробно. деталь: эффективное время открытия топливной форсунки или интервал, в течение которого форсунка впрыскивает топливо, происходит через некоторое время после электрического импульса. Причина такого поведения зависит от от электрической индукции в катушке форсунки и механической инерции. Задержка составляет примерно 1 мс, а время, необходимое для начала движения клапана, называется мертвым временем или временем задержки.Когда электрический импульс закончится, клапан начнет закрываться, но, опять же, требуется время. до закрытия клапана. Хотя у этого времени в основном такая же продолжительность, как у мертвых временной интервал, но имеет тенденцию быть короче. Производители топливных форсунок гарантируют однако эти задержки не влияют на линейность. Задержки (или время задержки) варьируются в зависимости от производителя, но масса топлива на единицу всегда соответствует электрическому вариации сигнала линейной функцией. Это только при очень коротком времени открытия в качестве инжектора. может быть нелинейным.Подробнее о линейности форсунок ниже.

Частота открытия форсунок зависит от оборотов двигателя. Так что если скорость / об / мин увеличивается, частота делать то же самое. Время работы также зависит от нагрузка на двигатель, как я уже сказал. Нет никакой связи между частотой и время открытия. Вместо этого они работают совершенно независимо друг от друга.

Когда топливо представляет собой этанол, каждую форсунку необходимо открывать дольше обычного.Этот вопрос быть легкой проблемой для топливного компьютера двигателя, но дополнительное количество топлива слишком далеко от обычных вариаций бензина различного качества, поэтому компьютер вскоре достигает предел, и этот предел также различается в зависимости от производителя топливного компьютера.

Это просто ограничение электроники, не более того, но есть объяснение таким образом, чтобы устроить здесь такую ​​систему, и это действительно для безопасности. Когда компьютер достигает предела того, что, по его мнению, является слишком большим количеством топлива, интерпретирует компьютер, что это, вероятно, утечка топлива.Это ненормально и, следовательно, также горит светодиод неисправности двигателя.

По идее, такая индикация может предотвратить аварию — пожар.

В Интернете ходили слухи, что продлевать открытие нельзя. время форсунки, потому что импульсы попадают друг в друга, когда двигатель достигает определенной скорости. Интерпретируйте рисунок ниже; вы легко можете это понять. Фактически, расстояния между каждым промежутком / интервалом больше.Если мы начнем с двигатель на холостом ходу и посмотрите, как долго впускной клапан может быть открыт, а затем холостой скорость около 800 об / мин — это будет около 13 об / сек. Впускной порт открывать половину оборота коленвала каждые два круга, 1 / (13×2) секунды — это 38 мс. Время закрытия или интервал до следующего импульса будет 38×3 = 114 мс. Было бы у нас есть последовательная система, если у каждого инжектора есть 38 мс для впрыска нужного количество топлива. Сравните затем с многоточечной системой, в которой время открытия на холостом ходу около 2 мс! Для последовательной системы все форсунки рассчитаны по времени, а открытие время чуть больше, скажем 3 мс.Вместе со временем закрытия у нас есть 3 мс плюс время закрытия 114 мс. Таким образом, одна форсунка открыта на 2,5% от максимального времени, в течение которого может быть открытым.

Если выбрать скорость 10000 об / мин, то получится 167 об / сек. Время впускной клапан открыт, тогда становится 3 мСм, а интервал составляет 9 мСм. Инжектор может затем оставаться открытым 25% максимального времени только во время такта впуска. Было бы производитель двигателя не рассчитывает на превышение габаритов при нагрузке на двигатель. а скорость максимальная? Предположим, что форсунка открыта на 50% максимум. нагрузка.Тогда еще есть место, чтобы удвоить топливо, если вы захотите тюнингуйте двигатель! Вместо настройки мы увеличиваем длительность импульса на 40%. для инжектора, который открыт 50% от максимального времени, поэтому общее время будет 70%, а затем еще 30% времени, чтобы выжать из трима (при максимальной нагрузке). Я думаю, что есть место, как вы думаете?

Дело в том, что там недостаточно хороших с линейным изменением.

При использовании низкоэнергетического топлива возникает небольшая проблема.

Кривая, применимая к бензину, не применима ко всем низкоэнергетическим видам топлива. Если твой компьютер открывает дроссельную заслонку для нового топлива, как это было для бензина, будет ли двигатель либо разбогатеть, либо похудеть, по крайней мере, на короткое время, прежде чем компьютер отрегулирует дозировка. Лямбда-зонд знает, что двигатель получил неправильное количество топлива, и система перезагрузится.

Однако при использовании этанола или E85 можно считать с линейным изменением. В компьютер может открываться для топлива, как для бензина — тогда он работает нормально, таким образом, следуйте тому же графику (отображение), что и бензин.Некоторые проблемы остаются — и который применяет настройки, когда лямбда-контроль отключен.

Отображение обычно достаточно хорошее, если вы имеете дело с обычными грузовые автомобили, но насколько большим должно быть расширение импульса, намного больше сложно предсказать — это зависит от линейности топливной форсунки или вернее; наклон графика линейности. Если увеличить пульс длина на 30%, поэтому это не значит, что расход топлива увеличится на 30%.Может быть, количество увеличится только на 25%, а может быть, увеличение идет в сторону 40% …

Важно понимать, что топливная форсунка имеет запаздывание, мертвая время до его открытия. Синий инжектор имеет мертвое время 0,8 мс, но как только он открывается, действует линейно почти сразу. На нелинейной части обычно присутствуют время открытия двигателя на холостом ходу, поэтому на него можно не обращать внимания. Ширина импульса ниже 0,8 мс не повлияет на форсунки в приведенном выше примере.Линейность изменяется, если напряжение питания изменяется, но топливный компьютер может довольно легко это компенсировать. С моими схемами IPE можно решить, какие удлинение импульса, которое наилучшим образом соответствует линейности форсунки, через один или два потенциометры. Хотя, импульсную линейность тоже можно изменить, но следует обычно держатся как можно выше.

На этом изображении показано нечто среднее между обычной многоточечной системой и последовательной система. Один канал — это два канала — два многоточечных канала… или вы можете также рассматривайте это как разделение на группы. Двигатель V8 может иметь такую ​​конфигурацию, в котором два водителя используют одну половину форсунок.

Однако это изображение не показывает принцип для V8.

---

РАЗЛИЧНЫЕ СИСТЕМЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Одноточечный впрыск или впрыск дроссельной заслонки (TBI)

Самый ранний и простой тип впрыска топлива, одноточечный, просто заменяет карбюратор с одной или двумя форсунками в корпусе дроссельной заслонки, который горловина впускного коллектора двигателя.Для некоторых автопроизводителей одноточечный инъекция была ступенькой к более сложной многоточечной системе. Хотя не такой же точный, как и последующие системы, TBI измеряет топливо лучше, чем карбюраторные, они дешевле и проще в обслуживании.

Канальный или многоточечный впрыск топлива (MPFI)

Многоточечный впрыск топлива предусматривает отдельную форсунку для каждого цилиндра, прямо за входным портом, поэтому систему иногда называют портовой инъекция.Стрельба паров топлива так близко к впускному отверстию почти гарантирует что он будет полностью втянут в цилиндр. Главное преимущество в том, что MPFI расходует топливо более точно, чем конструкции TBI, что позволяет лучше достичь желаемого количества воздуха / топлива соотношение и улучшение всех связанных аспектов. Кроме того, это практически исключает возможность это топливо будет конденсироваться или собираться во впускном коллекторе. С TBI и карбюраторами, впускной коллектор должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло от двигателя, чтобы испарить жидкое топливо.В этом нет необходимости для двигателей, оснащенных MPFI, поэтому Впускной коллектор может быть выполнен из более легкого материала, даже из пластика. Инкрементальный Результатом является улучшение экономии топлива. Также там, где обычные металлические впускные коллекторы должны быть расположены наверху двигателя для отвода тепла, те, что используются в MPFI, могут быть размещены более креативно, предоставляя инженерам гибкость при проектировании.

Последовательный впрыск топлива (SFI)

Последовательный впрыск топлива, также называемый последовательным впрыском топлива в порт (SPFI) или синхронизированный впрыск — это тип многопортового впрыска.Хотя базовый MPFI использует несколько форсунок, все они распыляют топливо одновременно или группами. Как результат, топливо может «зависать» над портом до 150 миллисекунд, когда двигатель работает на холостом ходу. Это может показаться не таким уж большим, но этого недостатка достаточно, чтобы инженеры Решение этой проблемы: Последовательный впрыск топлива запускает каждую форсунку независимо. Как и свечи зажигания, они распыляют топливо непосредственно перед забором или во время его впуска. клапан открывается.Это кажется незначительным шагом, но эффективность и выбросы улучшаются. в очень малых дозах.

Прямой впрыск

Прямой впрыск продвигает концепцию впрыска топлива настолько далеко, насколько это возможно, впрыскивая топливо прямо в камеры сгорания, мимо клапанов. Чаще встречается в дизельном топливе двигателей, непосредственный впрыск начинает появляться в конструкциях бензиновых двигателей и в наши дни широко распространены, иногда их называют DIG для бензина с непосредственным впрыском.Опять же, дозирование топлива даже более точное, чем в других схемах впрыска, а прямой впрыск дает инженерам еще одну возможность точно влиять на как происходит горение в цилиндрах. Наука о конструкции двигателя внимательно изучает как топливно-воздушная смесь вращается в цилиндрах и как распространяется взрыв от точки возгорания. Такие вещи, как форма цилиндров и поршней; порт и расположение свечей зажигания; время, продолжительность и интенсивность искры; и количество искр свечи на цилиндр (возможно несколько) влияют на равномерность и полноту топлива. воспламенения в бензиновом двигателе.Прямая инъекция — еще один инструмент в этой дисциплине, который может использоваться в двигателях, работающих на обедненной смеси с низким уровнем выбросов.

Источник: Cars.com

Принцип работы и схема топливной форсунки

Электронная система впрыска топлива представляет собой серию топливных систем, в которых используются электромеханические детали для подачи топлива из бака в цилиндр с идеальным соотношением.

Одной из основных частей системы EFI является инжектор.Тогда каково определение инжектора? как работает инжектор на двигателе? проверьте содержимое ниже

Определение и функция топливной форсунки

Топливная форсунка — это клапан с электроуправлением, который используется для распыления топлива. В системе впрыска бензина форсунка действует как дверца для распыления топлива из топливных магистралей во впускной коллектор.

Инжектор выполняет не только функцию распылителя, но и распыляет топливо во впускном коллекторе. Когда топливо находится в распыленной форме, молекулы могут лучше смешиваться с воздухом.

Когда форсунка находится под напряжением, форсунка открывается, так что топливо под высоким давлением внутри форсунки может распыляться.

Тогда кто контролирует работоспособность инжектора? это работа ЭБУ. ЭБУ (электронный блок управления) будет регулировать открытие форсунки, и это так. Но ЭБУ нуждается в помощи ряда датчиков.

Итак, схема, датчик будет определять несколько состояний двигателя, таких как температура двигателя, температура всасываемого воздуха, период всасываемого воздуха и другие.Затем датчик отправит данные в ЭБУ, данные будут обрабатываться ЭБУ, а выходные данные будут отправлены для форсунок, находящихся под напряжением.

Дополнительно, Понимание системы впрыска топлива в бензиновом двигателе

Принцип работы инжектора

img от enginebasics.com

Форсунка работает с использованием электроэнергии, когда на форсунку подается напряжение, форсунка открывается, и топливо распыляется. Какова продолжительность подачи напряжения, влияющего на объем распыляемого топлива.

Форсунка состоит из трех основных компонентов;

Трубка — это основной корпус форсунки (цилиндрическая часть), здесь заканчивается топливо.

Соленоид — это магнитная катушка, которая может преобразовывать электрическую энергию в энергию движения. При этом напряжение от ЭБУ поступает на соленоид. На соленоидах электромагнитные силы возникают из-за протекания электричества через катушку.

Электромагнитная сила будет перемещать железный сердечник в середине катушки, это движение открывает сопло.

При этом форсунка представляет собой игольчатую деталь (конусообразную). В нормальных условиях (форсунка выключена) форсунка закрывает зазор трубки. Однако, когда сопло слегка жидкое, зазор трубки откроется.

Это вызывает разбрызгивание топлива.

Одна вещь, о которой нельзя забывать, это распыление топлива в виде распылителя.

Это происходит из-за того, что зазор в трубке очень мал и имеет круглую форму. При высоком давлении топлива топливо распыляется.

Тип топливной форсунки

Широко применяются три типа форсунок;

1.Инжектор пружинного типа

Этот тип также называется механическим инжектором, это вызвано его работой, которая не использует электрическую энергию, а вместо этого использует существующее давление топлива.

Основным компонентом этого инжектора является пружина. В выключенном инжекторе пружина толкает насадку вниз и закрывает трубку. Однако при самопроизвольном повышении давления топлива форсунка открывается автоматически.

Но открытие сопла также очень мало, потому что пружина все еще удерживается.

Поскольку он работает только тогда, когда давление топлива повышается самопроизвольно, давление топлива в этой системе впрыска не может поддерживаться непрерывно. Давление топлива будет увеличиваться только при достижении угла опережения зажигания.

Итак, как контролировать тайминг и продолжительность форсунки?

Это работа от ТНВД. Насос самопроизвольно поднимает давление по достижении тайминга, в то время как продолжительность регулируется топливным баллоном внутри насоса, и объем может изменяться в зависимости от открытия педали газа.

Этот тип широко применяется в обычных дизельных двигателях

2. Электромагнитный инжектор

Электромагнитный инжектор работает на электромагнитных принципах, как описано выше. Где электрические силы будут преобразованы в механические движения через магнитную катушку.

Отличие от первого типа, соленоидный тип имеет стабильное давление топлива (постоянно). Это потому, что инжектор управляется ЭБУ.

Этот тип широко применяется в бензиновых двигателях EFI, а также в дизельных системах впрыска Common Rail.

3. Форсунка Pizeo

Топливный инжектор Pizeo — это инжектор, в котором используется материал кусочков пизео. Ломтик пизео — это материал, который может изменять свой объем под напряжением.

В этом случае в инжектор помещаются тысячи ломтиков пизео. Когда ЭБУ подает напряжение, этот кусок пизео сдуется. Сдув будет совершать минимальное движение, и это движение используется для перемещения сопла так, чтобы зазор сопла был открыт.

Этот тип относительно новый, поэтому пока мало разработчиков используют эту модель.

инжектор | Определение, использование и принцип

Инжектор , устройство для впрыска жидкого топлива в двигатель внутреннего сгорания. Этот термин также используется для описания устройства для впрыска питательной воды в бойлер.

четырехтактный дизельный двигатель

Типичная последовательность событий цикла в четырехтактном дизельном двигателе включает единственный впускной клапан, форсунку для впрыска топлива и выпускной клапан, как показано здесь. Впрыскиваемое топливо воспламеняется в результате реакции на сжатый горячий воздух в цилиндре, что является более эффективным процессом, чем в двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием.

Encyclopædia Britannica, Inc.

В дизельных двигателях для правильного сгорания топливо должно быть в сильно распыленной форме. Обычно это достигается с помощью плунжера и цилиндра (впрыск твердого вещества), который нагнетает точно отмеренные количества жидкого топлива в камеры сгорания через распылительные форсунки. Иногда вместо поршня используется сжатый воздух (нагнетание воздуха). Эти форсунки широко используются в таком дизельном оборудовании, как железнодорожные локомотивы, грузовики, автобусы, землеройные машины, корабли и стационарные электростанции, а также иногда встречаются в двигателях с искровым зажиганием самолетов и грузовиков.

В инжекторах питательной воды котла используется высокоскоростная паровая струя, которая нагнетает воду в котел. Поскольку трудно было поверить, что пар из котла может нагнетать и сам себя, и питательную воду обратно в котел, введение (1859 г.) таких форсунок их изобретателем Анри Жиффаром вызвало большой интерес. Они могут использовать отработанный пар при атмосферном давлении для подачи питательной воды с расходом 1 мегапаскаль (150 фунтов на квадратный дюйм). Принцип аналогичен используемому в эжекторе.При смешивании с относительно холодной питательной водой пар конденсируется, передавая большую часть своего количества движения воде. Кинетическая энергия, связанная с результирующей высокой скоростью, преобразуется в давление в сходящемся-расширяющемся канале, доставляя воду в бойлер. Сейчас почти полностью заменены центробежными питательными насосами котлов, такие форсунки представляют прежде всего исторический интерес.

Инжектор

Инжектор пара Анри Жиффара.

Иллюстрация из Открытий и изобретений XIX века Роберта Рутледжа, Джордж Рутледж и сыновья, Лимитед, 1900

Устройство и принцип действия системы впрыска топлива.Система впрыска топлива

В каждой современной машине есть система подачи топлива. Его предназначение — подача топлива из бака в двигатель, его фильтрация, а также образование горючей смеси с последующим ее подачей в цилиндры в ДВС. Каковы взгляды СПТ и в чем их отличия — об этом мы расскажем ниже.

[Скрыть]

Общие

Как правило, большинство систем впрыска похожи друг на друга, принципиальное отличие может заключаться в смесеобразовании.

Основные элементы топливных систем, независимо от рассматриваемых бензиновых или дизельных двигателей:

1. Бак, в котором хранится топливо. Бак представляет собой емкость, оснащенную насосным устройством, а также фильтрующим элементом для очистки топлива от грязи.
2. Топливные магистрали представляют собой набор форсунок и шлангов, предназначенных для подачи топлива из бака в двигатель.
3. Узел смесительный агрегат, предназначенный для образования горючей смеси, а также ее дальнейшей передачи на цилиндры в соответствии с тактом работы силового агрегата.
4. Управляющий модуль. Применяется в инжекторных двигателях, это связано с необходимостью управления разными датчиками, клапанами и форсунками.
5. Сам насос. Как правило, в современных автомобилях используются погружные варианты. Такой насос представляет собой небольшой по размеру и мощности электродвигатель, подключенный к жидкостному насосу. Смазка устройства осуществляется за счет топлива. Если в бензобаке будет меньше пяти литров топлива, это может привести к поломке мотора.

СПТ на двигатель ЗМЗ-40911.10

Характеристики топливной аппаратуры

Чтобы выхлопные газы меньше загрязняли окружающую среду, автомобили оснащаются каталитическими нейтрализаторами. Но со временем стало ясно, что их использование целесообразно только в том случае, если в двигателе образуется качественная горючая смесь. То есть при отклонениях в образовании эмульсии эффективность использования катализатора значительно снижается, поэтому со временем производители автомобилей перешли с карбюраторов на инжекторы.Тем не менее их эффективность также была не особо высокой.

Для того, чтобы система автоматически настраивала показатели, в нее впоследствии был добавлен модуль управления. Если помимо каталитического нейтрализатора, а также кислородного датчика используется блок управления, он выдает неплохие индикаторы.

Какие преимущества характерны для таких систем:

1. Возможность увеличения рабочих характеристик Блок питания. При правильной эксплуатации мощность двигателя может быть выше 5% от заводской.
2. Улучшение динамических характеристик автомобиля. Электродвигатели форсунок достаточно чувствительны по отношению к изменению нагрузок, поэтому могут самостоятельно регулировать состав горючей смеси.
3. Горючая смесь, образованная в правильных пропорциях, сможет значительно снизить объем, а также токсичность выхлопных газов.
4. Инжекторные моторы, как показала практика, отлично запускаются при любых погодных условиях, в отличие от карбюраторов.Конечно, если речь идет о температуре -40 градусов (автор видео — Сергей Морозов).

Устройство системы подачи топлива форсунки

Предлагаем ознакомиться с устройством SPT форсунки. Все современные силовые агрегаты оснащены форсунками, их количество соответствует количеству установленных цилиндров, а вместе эти части соединяются при помощи аппарели. Само топливо находится под низким давлением, которое создается насосным устройством. Объем поступающего топлива зависит от того, как долго форсунка открыта, а это, в свою очередь, контролируется модулем управления.

Для настройки блока приема показаний с различных контроллеров и датчиков, расположенных в разных частях автомобиля, предлагаем ознакомиться с основными приборами:

1. Расходомер или ДМРВ. Его цель — определить источник воздуха в цилиндре двигателя. При возникновении проблем в системе его показания блок управления игнорирует, а обычные данные из таблицы использует для формирования смеси.
2. ДПДЗ — положения дроссельной заслонки. Его цель — отразить нагрузку на двигатель, которая возникает из-за положения дроссельной заслонки, оборотов двигателя, а также циклического наполнения.
3. Утка. Регулятор температуры антифриза в системе позволяет реализовать управление вентилятором, а также регулировать подачу топлива и зажигание. Разумеется, все это настраивает блок управления на базе Джтников.
4. ДПКВ — положение коленвала. Его назначение — синхронизировать работу ГТТ в целом. Устройство рассчитывает не только обороты силового агрегата, но и положение вала в определенной точке. Само по себе устройство относится к полярным контроллерам, соответственно его поломка приведет к невозможности эксплуатации автомобиля.
5. Лямбда-зонд или. Он используется для определения количества кислорода в выхлопных газах. Данные с этого устройства поступают в модуль управления, который на их основе регулирует горючую смесь (автор видео — avto-blogger.ru).

Типы систем впрыска на бензиновом двигателе

Что такое jetronics, какие бензиновые двигатели spt?

Предлагаем ознакомиться с вопросом разновидностей:

1. СПТ с центральным впрыском.Подача бензина в этом случае осуществляется за счет входных резервуаров. Поскольку насадка используется только одна, такие СПД еще называют Мумпрозами. В настоящее время такие СПД не актуальны, поэтому в более современных автомобилях они просто предусмотрены. К основным достоинствам таких систем можно отнести простоту эксплуатации, а также высокую надежность. Из минусов — это сниженная моторная среда, а также довольно большой расход топлива.
2. SPT с распределенным впрыском или k-jetronics.В таких узлах бензин подается отдельно в каждый цилиндр, который снабжен форсункой. Сама горючая смесь образуется во впускном коллекторе. На сегодняшний день такой СПТ оснащено большинство силовых агрегатов. К их основным достоинствам можно отнести достаточно высокую экологию, приемлемый расход бензина, а также умеренные требования к качеству потребляемого бензина.
3. С немедленным впрыском. Этот вариант считается одним из самых прогрессивных и совершенных.Принцип работы этого ПТ заключается в непосредственном впрыске бензина в цилиндр. Как показывают результаты многочисленных исследований, такие ПТА позволяют добиться наиболее оптимального и качественного состава топливовоздушной смеси. Причем на любом этапе работы силового агрегата, что позволяет значительно улучшить процесс сгорания смеси и во многом повысить КПД двигателя и его мощность. Ну и, конечно, уменьшить количество выхлопных газов.Но необходимо учитывать, что у таких СПД есть и свои недостатки, в частности, более сложная конструкция, а также высокие требования к качеству используемого бензина.
4. СПТ с комбинированным впрыском. Этот вариант, по сути, является результатом комбинации SPT с распределенным и прямым впрыском. Как правило, его используют для уменьшения количества выбрасываемых в атмосферу токсичных веществ, а также выхлопных газов. Соответственно, он используется для повышения экологических показателей двигателя.
5. Система L-jetronics все еще используется в бензиновых двигателях.Это парная система впрыска топлива.

Фотогалерея «Разновидности бензиновых систем»

Типы систем впрыска дизельных двигателей

Основные типы СПТ в дизельных двигателях:

1. Насос-форсунка. Такие СПД используются для подачи, а также дальнейшего нагнетания образовавшейся эмульсии под высоким давлением с помощью насос-форсунок. Основная особенность такого ПТ в том, что насосы-форсунки выполняют варианты создания давления, а также непосредственного нагнетания. У таких ПТТ тоже есть свои недостатки, в частности, речь идет о насосе, оснащенном специальным приводом постоянного типа от распределительного вала силового агрегата.Этот узел не отключается, соответственно он способствует повышенному износу конструкции в целом.
2. Именно из-за последнего недостатка большинство производителей предпочитают COMMON RAIL типа SPT. или аккумуляторный впрыск. Этот вариант считается более совершенным для многих дизельных агрегатов. Такое название СПТ получил в результате использования топливного каркаса — основного элемента конструкции. Пандус используется один на все форсунки. В этом случае подача топлива к форсункам осуществляется от самой аппарели, ее можно отнести к батарее повышенного давления.
   Подача топлива осуществляется в три этапа — предварительный, основной, а также дополнительный. Такое распределение дает возможность снизить шум и вибрацию при работе силового агрегата, сделать его работу более эффективной, в частности, речь идет о процессе воспламенения смеси. Кроме того, это также позволяет уменьшить количество вредных выбросов в окружающую среду.

Независимо от типа SPT, дизельные агрегаты также управляются с помощью электронных или механических устройств.В механических вариантах устройства контролируют уровень давления и объем компонентов смеси и момент впрыска. Что касается электронных опций: они позволяют обеспечить более эффективное управление силовым агрегатом.

Система прямого впрыска Топливо в бензиновых двигателях на сегодняшний день является самым передовым и современным решением. Главной особенностью немедленного впрыска можно считать то, что топливо подается непосредственно в цилиндры.

По этой причине эту систему также часто называют прямым впрыском топлива.В этой статье мы рассмотрим, как работает двигатель с непосредственным впрыском топлива, а также какие достоинства и недостатки имеет такая схема.

Читайте в этой статье

Прямой впрыск топлива: система прямого впрыска

Как было сказано выше, топливо в таком виде подается непосредственно в камеру сгорания двигателя. Это означает, что форсунки распылителя бензина не попадают, после чего топливно-воздушная смесь попадает насквозь в цилиндр и впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания.

Первые бензиновые двигатели с непосредственным впрыском стали. В дальнейшем схема получила широкое распространение, в результате чего сегодня с такой системой подачи топлива можно встретить линейку многих известных автопроизводителей.

Например, концерн Vag. представили ряд моделей Audi и Volkswagen с атмосферным и турбонаддувом, получившие непосредственный впрыск топлива. Также двигатели с прямым впрыском производят BMW, Ford, GM, Mercedes и многие другие.

Столь широкое распространение прямого впрыска топлива получено за счет высокой экономичности системы (около 10-15% по сравнению с распределенным впрыском), а также более полного сгорания рабочей смеси в цилиндрах и уменьшения уровень токсичности выхлопных газов.

Система прямого впрыска: особенности конструкции

Итак, в качестве примера возьмем двигатель FSI с его так называемым «послойным» впрыском. В состав системы входят:

• контур высокого давления;
• бензин;
• регулятор давления;
• рампа топливная;
• датчик высокого давления;
• форсунки;

Начнем с топливного насоса. Указанный насос создает высокое давление, под которым топливо подается на топливную рампу, а также на форсунки.Насос имеет плунжеры (в насосах роторного типа плунжеры могут быть как несколько, так и один) и привод от распредвала впускных клапанов.

РДТ (регулятор давления топлива) интегрирован в насос и отвечает за дозировку подачи топлива, которая соответствует впрыску форсунки. Топливная рампа (топливная рампа) нужна для того, чтобы распределять топливо по форсункам. Также наличие этого элемента позволяет избежать скачков давления (пульсации) топлива в контуре.

Кстати, в схеме используется специальный предохранитель, который стоит в граблях.Указанный клапан нужен для того, чтобы избежать слишком высокого давления топлива и тем самым защитить отдельные элементы системы. Рост давления может возникнуть из-за того, что топливо имеет свойство расширяться при нагревании.

Датчик высокого давления — это устройство, измеряющее давление в топливной рампе. Сигналы от датчика передаются на, который, в свою очередь, может изменять давление в топливной рампе.

Что касается инжектора впрыска, то элемент обеспечивает своевременную подачу и распыление топлива в камеру сгорания для создания необходимой топливной смеси.Обратите внимание, что описанные процессы протекают под контролем. В системе есть группа различных датчиков, электронный блок управления, а также исполнительные механизмы.

Если говорить о системе непосредственного впрыска, то вместе с датчиком высокого давления задействовано топливо :, ДПРВ, датчик температуры воздуха во впускном коллекторе, датчик температуры и т. Д.

Благодаря срабатыванию этих датчиков на компьютер поступает необходимая информация, после чего блок отправляет сигналы исполнительным механизмам.Это позволяет добиться слаженной и точной работы электромагнитных клапанов, форсунок, предохранительного клапана и ряда других элементов.

Как работает система прямого впрыска топлива

Основным преимуществом прямого впрыска является возможность получения различных типов перемешивающего пласта. Другими словами, такая силовая система способна гибко изменять состав рабочей топливной смеси с учетом режима работы двигателя, его температуры, нагрузки на двигатель и т. Д.

Смеси слоистые, стехиометрические и однородные. Именно такое перемешивание способствует наиболее эффективному потреблению топлива. Смесь всегда получается качественной независимо от режима работы двигателя, бензин сгорает полностью, двигатель становится мощнее, при этом снижается токсичность выхлопных газов.

• Послойное перемешивание активируется, когда нагрузка на двигатель низкая или средняя, ​​а обороты коленчатого вала малы.Если просто, то в таких режимах смесь несколько смещают в целях экономии. Стехиометрическое смешение предполагает приготовление такой смеси, которая легко воспламеняется, не слишком обогащается.
• Гомогенное перемешивание позволяет получить так называемую «мощную» смесь, которая необходима при больших нагрузках на двигатель. На обедненной гомогенной смеси, чтобы еще больше ожесточиться, силовой агрегат работает в переходных режимах.
• При включении режима послойной укладки дроссельная заслонка широко открыта, а приточные заслонки находятся в закрытом состоянии.В камеру сгорания воздух подается с большой скоростью, возникают завихрения воздушного потока. Впрыск топлива происходит ближе к окончанию такта сжатия, впрыск производится в районе свечи зажигания.

За короткое время, до появления искры на свече, образуется топливно-воздушная смесь, в которой коэффициент избытка воздуха составляет 1,5-3. Далее смесь воспламеняется от искры, пока вокруг зоны возгорания остается достаточное количество воздуха. Указанный воздух выполняет функцию температурного «изолятора».

Если рассматривать однородное стехиометрическое смесеобразование, то такой процесс происходит, когда впускные заслонки открыты, при этом дроссельная заслонка тоже открыта на тот или иной угол (зависит от степени нажатия на педаль акселератора).

В этом случае топливо впрыскивается на такте впуска, в результате чего получается однородная смесь. Избыточный воздух имеет коэффициент, близкий к единице. Такая смесь легко воспламеняется и полностью горит во всем объеме камеры сгорания.

Обедненная однородная смесь создается, когда дроссельная заслонка полностью открыта, а впускные заслонки закрыты.В этом случае в цилиндре активно движется воздух, и впрыск топлива приходится на такт впуска. ECD поддерживает избыток воздуха на уровне 1,5.

Дополнительно в чистый воздух можно добавлять отработанные газы. Это связано с работой. В результате выхлоп переключается на цилиндры без ущерба для мотора. Это снижает уровень выбросов вредных веществ в атмосферу.

Что в конце

Как видно, непосредственный впрыск позволяет добиться не только экономии топлива, но и хорошей отдачи от двигателя как в режимах малых, так и средних и высоких нагрузок.Другими словами, наличие прямого впрыска означает, что оптимальный состав смеси будет поддерживаться на всех режимах работы ОИ.

К недостаткам расхода непосредственного впрыска можно отнести разве что повышенную сложность при ремонте и цену запчастей, а также высокую чувствительность системы к качеству топлива и состоянию топливных и воздушных фильтров.

Читайте также

Устройство и схема работы инжектора.Плюсы и минусы инжектора по сравнению с карбюратором. Неисправности систем питания форсунок. Полезные советы.

Тюнинг топливной системы атмосферного и турбомотора. Производительность и потребляемая мощность топливного насоса, подбор топливных форсунок, регуляторов давления.

Основное назначение системы впрыска (другое название — система впрыска) — обеспечение своевременной подачи топлива в рабочие цилиндры ДВС.

В настоящее время подобная система активно применяется на дизельных и бензиновых двигателях.внутреннее сгорание. Важно понимать, что для каждого типа двигателя система впрыска будет сильно отличаться.

Фото: RSBP (Flickr.com/photos/rsbp/)

Т. Б. Бензин ДВС Процесс впрыска способствует образованию топливно-воздушной смеси, после чего происходит ее принудительное воспламенение.

В дизельном двигателе подача топлива осуществляется под высоким давлением, когда одна часть топливной смеси соединяется с горячим сжатым воздухом и практически мгновенно самораспространяется.

Система впрыска остается ключевой частью общей топливной системы любого автомобиля. Центральным рабочим элементом этой системы является топливная форсунка (форсунка).

Как уже было сказано ранее, в бензиновых и дизельных двигателях используются различные типы систем впрыска, которые мы рассмотрим визуально в этой статье, а подробно рассмотрим в последующих публикациях.

Типы систем впрыска на бензиновых двигателях

На бензиновых двигателях используются следующие системы подачи топлива — центральный впрыск (моновпрыск), распределенный впрыск (многоточечный), комбинированный впрыск и прямой впрыск.

Центральный впрыск

Подача топлива в систему центрального впрыска происходит за счет топливной форсунки, которая находится во впускном коллекторе. Так как форсунка всего одна, то эту систему впрыска еще называют — МоновПраш.

Системы этого вида сегодня утратили свою актуальность, поэтому в новых моделях автомобилей они не предусмотрены, однако в некоторых старых моделях некоторых автомобильных марок можно встретить.

К преимуществам моновпрыска можно отнести надежность и простоту использования.Недостатки такой системы — низкий уровень экологичности двигателя и большой расход топлива.

Распределенный впрыск

Система многоточечного впрыска предусматривает подачу топлива отдельно в каждый цилиндр, оборудованный своим впускным патрубком. В этом случае ретокс топлива образуется только во впускном коллекторе.

В настоящее время большинство бензиновых двигателей оснащено системой распределенной подачи топлива. Преимущества такой системы — высокая экологичность, оптимальный расход топлива, умеренные требования к качеству потребляемого топлива.

Прямой впрыск

Одна из самых современных и прогрессивных систем впрыска. Принцип работы такой системы — прямая подача (впрыск) топлива в камеру сгорания цилиндров.

Система прямой подачи топлива позволяет получить качественный состав ТВС на всех этапах работы двигателя с целью улучшения процесса сгорания горючей смеси, увеличения рабочей мощности двигателя, снижения уровня выхлопных газов.

К недостаткам данной системы впрыска можно отнести сложную конструкцию и высокое качество топлива.

Комбинированный впрыск

Система данного типа объединяет две системы — прямого и распределенного впрыска. Его часто используют для снижения выбросов токсичных элементов и отработавших газов, за счет чего достигаются высокие экологические показатели двигателя.

Все системы подачи топлива, заменяемые на бензиновых двигателях, могут быть оснащены механическими или электронными устройствами управления, из которых последнее является наиболее совершенным, поскольку обеспечивает наилучшие инженерные и экологические характеристики двигателя.

Подача топлива в таких системах может осуществляться непрерывно или дискретно (импульсная). По мнению специалистов, импульсная подача топлива наиболее целесообразна и эффективна и сегодня применяется во всех современных двигателях.

Типы систем впрыска дизельных двигателей

В современных дизельных двигателях системы впрыска используются как системная насосная система, система Common Rail, рядная система или распределительный насос (топливный насос высокого давления).

Самыми популярными и считаются наиболее прогрессивными системами: Common Rail и насосы-форсунки, о которых мы поговорим чуть подробнее ниже.

ТНВД — центральный элемент топливной системы любого дизельного двигателя.

В дизельных двигателях подача горючей смеси может осуществляться как в форкамеру, так и непосредственно в камеру сгорания (немедленный впрыск).

На сегодняшний день предпочтение отдается системе непосредственного впрыска, которая отличается повышенным уровнем шума и менее плавной работой двигателя по сравнению с впрыском в предварительную камеру, но дает гораздо более важный показатель — экономичность.

Насос-форсунка системы впрыска

Такая система используется для подачи и впрыска топливной смеси под высоким давлением центральным устройством — насосом форсунок.

По названию можно догадаться, что ключевая особенность этой системы заключается в том, что в одном устройстве (насос-форсунка) совмещены две функции: создание давления и впрыск.

Конструктивным недостатком данной системы является то, что насос снабжен приводом постоянного типа от распредвала двигателя (не выключен), что приводит к быстрому износу конструкции.Из-за этого производители все чаще делают выбор в пользу системы впрыска Common Rail.

Система впрыска Common Rail (перезаряжаемый впрыск)

Это более совершенная система TC для большинства дизельных двигателей. Свое название получил от основного элемента конструкции — топливной рампы, общей для всех форсунок. Common Rail в переводе с английского означает просто — общая рампа.

В такой системе топливо к топливным форсункам подается с аппарели, которую еще называют аккумуляторной батареей высокого давления, из-за чего система получила второе название — аккумуляторная система впрыска.

В системе Common Rail предусмотрено три стадии впрыска — предварительный, основной и дополнительный. Это позволяет снизить шум и вибрацию двигателя, сделать процесс воспламенения топлива более эффективным, уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.

Для управления системами впрыска на дизелях наличие механических и электронных устройств. Системы на механике позволяют контролировать рабочее давление, объем и момент впрыска топлива. Электронные системы обеспечивают более эффективное управление дизельным двигателем в целом.

Первые системы впрыска были механическими (рис. 2.61), а не электронными, и некоторые из них (например, высокоэффективная система Bosch) были чрезвычайно остроумными и работали хорошо. Впервые механическая система впрыска топлива была разработана на фирме Daimler Benz, а первый серийный автомобиль с впрыском бензина был выпущен в 1954 году. Основные преимущества системы впрыска по сравнению с карбюраторными системами заключаются в следующем:

Отсутствие дополнительного сопротивления воздушному потоку на впуске, имеющем место в карбюраторе, обеспечивающем увеличение наполнения цилиндров и литровой мощности двигателя;

Более точное распределение топлива по отдельным цилиндрам;

Значительно более высокая степень оптимизации состава горючей смеси на всех режимах работы двигателя с учетом его состояния, что приводит к улучшению экологичности топлива и снижению токсичности выхлопных газов.

Хотя в итоге оказалось, что для этой цели лучше использовать электронику, которая дает возможность сделать систему более компактной, надежной и более адаптируемой к требованиям различных двигателей. Одни из первых электронных систем впрыска представляли собой карбюратор, из которого сняли все «пассивные» топливные системы и установили одну-две форсунки. Такие системы получили название «Центральный (одноточечный) впрыск» (рис. 2.62 и 2.64).

Рис. 2.62. Центральный (одноточечный) узел впрыска

Рис.2.64. Схема центральной системы впрыска топлива: 1 — подача топлива;

Рис. 2.63. Электронный блок управления 2 — воздухозаборник; 3 — дроссельная заслонка четырехцилиндрового двигателя; 4 — впускной трубопровод; Valvetronic BMW 5 — форсунка; 6 — Двигатель

В настоящее время получены крупнейшие системы распределения (многоточечные) электронного впрыска. На изучении этих энергосистем необходимо остановиться подробнее.

Система питания с электронным распределенным впрыском бензина (тип Motronic)

В системе центрального впрыска подача смеси и ее распределение по цилиндрам осуществляется внутри впускного коллектора (рис.2.64).

Самая современная система впрыска топлива отличается тем, что на впускном тракте каждого цилиндра установлена ​​отдельная форсунка, которая в определенный момент впрыскивает дозируемую порцию бензина на впускной клапан соответствующего цилиндра. Бензин прибыл

В баллоне испаряется и перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Моторные тележки с такими системами питания имеют лучшую топливную экономичность и пони в премиальном содержании вредных веществ в выхлопных газах по сравнению с автомобилями от бюро двигателей.

Работой форсунок управляет электронный блок управления (ЭБУ) (рис. 2.63), который представляет собой специальный компьютер, который принимает и обрабатывает электрические сигналы от сенсорной системы, сравнивает их показания со значениями,

хранится в памяти компьютера, и выдается управление электрическими сигналами на электромагнитные клапаны форсунок и других исполнительных механизмов. К тому же ЭБУ постоянно диагностируется

Рис. 2.65. Схема системы впрыска топлива Motronic: 1 — подающий верх Liva; 2 — воздухозаборник; 3 — сальник поселка заслонки; 4 — патрубок подвода воды; 5 — форсунки; 6 — Двигатель

Система впрыска топлива и при поиске неисправностей в работе предупреждает водителя с помощью контрольной лампы, установленной в панели приборов.Серии записываются в память управления BLO и могут быть прочитаны при проведении диагностики.

Система с распределенным впрыском состоит из следующих компонентов:

Система подачи и очистки топлива;

Система подачи и очистки воздуха;

Система отвода и сжигания паров бензина;

Электронная часть с комплектом датчиков;

Система выпуска и дожигания отработавших газов.

Система подачи топлива состоит из прямого бака, электрического топливного насоса, топливного фильтра, трубопроводов и аппарелей верхней площадки, на которых установлены форсунки и регулятор давления топлива.

Рис. 2.66. Погружной электрический топливный насос; а — топливный коллектор с НАСО сом; б — внешний вид насоса и насосной части роторного типа топливного насоса с электроприводом; в передаче; р — ролик; д — пластинчатый; Д — Схема работы насосной секции роторного типа: 1 — корпус; 2 — зона всасывания; 3 — ротор; 4 — зона разгрузки; 5 — направление вращения

Рис. 2.67. Топливный пятицилиндровый двигатель с установленными на нем форсунками, регулятором давления и блоком регулирования давления

Электрооборудование Sonasos (обычно роликовое) может устанавливаться как внутри бензобака (рис.2.66) и снаружи. Бензонасос укомплектован электромагнитным реле. Бен Зин всасывает насосом из бака и одновременно промывает и охлаждает электродвигатель насоса. На выходе из насоса, есть обратный клапан, который не позволяет топлива от давления со стороны линии головы, когда топливный насос выключен. Предохранительный клапан служит для ограничения давления.

Поступающее от топливного насоса топливо под давлением не менее 280 кПа проходит через топливный фильтр тонкой очистки и попадает в топливную рампу.Фильтр имеет металлический корпус, заполненный бумажным фильтрующим элементом.

Пандус (рис. 2.67) представляет собой полую конструкцию, к которой крепятся форсунки и регулятор давления. Рампа крепится болтами к впускной трубе двигателя. На рампе также устанавливается штуцер, служащий для регулирования давления топлива. Фитинг закрывается резьбовой пробкой для защиты от загрязнения.

сопла (рис. 2.68) имеет металлический корпус, внутри которого расположен электромагнитный valveconsisting из электрической обмотки, сталь серого dehkin, пружин и отсечной иглы.В верхней части форсунки находится не большой сетчатый фильтр, предохраняющий форсунку распылителя (имеющую очень маленькие отверстия) от загрязнения. Резиновые кольца обеспечивают ненужное уплотнение между аппарелью, патрубком и местом посадки во входном трубопроводе. Фиксация насадки

Рампа

осуществляется с помощью специального зажима. На корпусе форсунки есть электрические контакты для

.

Рис. 2.68. Электромагнитные форсунки бензинового двигателя: слева — GM, справа — Bosch

Рис.2.69. Регулятор давления топлива: 1 — корпус; 2 — крышка; 3 — насадка для вакуумного шланга; 4 — мембрана; 5 — КЛАН; А — топливная полость; B — Вакуумная полость

Рис. 2.70. Трубы воздухозаборные пластиковые с ресивером и дроссельной заслонкой

сохраняющий электрический разъем. Регулировка количества топлива, впрыскиваемого форсункой, осуществляется изменением длительности электрического импульса, подаваемого на контакты форсунки.

Регулятор давления топлива (рис.2.69) используется для изменения давления в рампе в зависимости от вакуума во впускном трубопроводе. В стальном корпусе регулятора расположен подпружиненный игольчатый клапан, соединенный с диафрагмой. На диафрагме с одной стороны действует давление топлива в рампе, а с другой — разрежение во впускном трубопроводе. При увеличении разрежения во время прикрытия дроссельной заслонки клапан открывается, излишки топлива сливаются по сливному патрубку обратно в бак, а давление в рампе снижается.

В последнее время появились системы впрыска, в которых нет регулятора давления топлива. Например, на рампе автомобиля V8 NEW Range Rover. Регулятора давления нет, а состав горючей смеси обеспечивается только работой форсунок, получающих сигналы от электронного блока.

Система подачи и очистки воздуха состоит из воздушного фильтра со сменным фильтрующим элементом, дроссельной заслонки с заслонкой и регулятора холостого хода, смотровой веры и выпускного трубопровода (рис.2.70).

Ресивер должен иметь достаточно большой объем, чтобы сглаживать пульсации воздушного двигателя, поступающего в цилиндры.

Дроссельная заслонка крепится к ресиверу и служит для изменения количества ВОЗ Spirit в цилиндрах двигателя. Изменение количества воздуха осуществляется с помощью дроссельной заслонки, вращаемой в корпусе с помощью троса от педали «Газ». Датчик положения дроссельной заслонки установлен на датчике положения дроссельной заслонки и регуляторе холостого хода.В сопле дроссельной заслонки есть отверстия по случаю RA RAB, который используется системой улавливания паров бензина.

В последнее время конструкторы системы впрыска начинают применять электропривод, когда отсутствует механическая связь между педалью газа и дроссельной заслонкой (рис. 2.71). В таких конструкциях на педали «Газ» установлены датчики ее положения, а дроссель приводится во вращение шаговым электродвигателем с коробкой передач. Электрическая пружина вращает демпфер по сигналам ЭБУ, управляя работой двигателя.В таких конструкциях не только обеспечивается четкое выполнение команд водителя, но и можно воздействовать на двигатель, исправляя ошибки водителя, воздействовать на электронную систему поддержания устойчивости автомобиля и другие современные электронные системы безопасности. .

Рис. 2.71. Дроссель с электроникой Рис. 2.72. Индуктивные датчики с позиционным приводом проверяют возраст коленчатого вала и распределительную способность управления двигателем по proof

.

Вода

Датчик положения дроссельной заслонки это потенциометр, ползунок которого соединен с осью дроссельной заслонки.При повороте дроссельной заслонки изменяется электрическое сопротивление датчика и напряжение его питания, что является выходом спазбанда для ЭБУ. В системах электропривода управления дроссельной заслонкой используется не менее двух датчиков, чтобы компьютер определял направление движения заслонки.

Регулятор холостого хода служит для регулировки ротора коленчатого вала двигателя на холостом ходу путем изменения количества воздуха, проходящего в закрытую дроссельную заслонку. Регулятор состоит из шагового двигателя, управляемого ЭБУ, и конического клапана.В современных системах с более мощными компьютерами управления двигателем не стоят регуляторы холостого хода. Компьютер, анализируя сигналы от множества числовых датчиков, контролирует протяженность электрического тока электрических токов, поступающих в форсунки, и работу двигателя во всех режимах, в том числе на холостом ходу.

Между воздушным фильтром и впускным патрубком устанавливаются форсунки дат чик массовый расход топлива. Датчик изменяет частоту электрического сигнала, поступающего в ЭБУ, в зависимости от количества воздуха, проходящего через форсунку.Этот датчик поступает на ЭБУ и выдает электрический сигнал, соответствующий температуре проходящего воздуха. В первых электронных системах впрыска использовались датчики, оценивающие объем поступающего воздуха. Во впускном патрубке была установлена ​​заслонка, которая отклонялась на разные значения в зависимости от напора поступающего воздуха. Потенциометр был связан с барьером, который изменял сопротивление в зависимости от значения вращения клапана. Современные датчики массового расхода воздуха работают по принципу изменения электрического сопротивления нагретой проволоки или проводящей пленки при охлаждении входящим потоком воздуха.Управляющий компьютер, который также получает сигналы от температуры поступающего воздуха, может определять массу воздуха, поступившего в воздух.

Для правильного управления работой системы распределенного впрыска электронному BLU требуются сигналы от других датчиков. Последние: Датчик температуры охлаждающей жидкости, Датчик положения коленчатого вала, Датчик частоты вращения коленчатого вала, Мобильный датчик скорости, датчик детонации, датчик концентрации кислорода (установлен в приемной трубе системы выпуска выхлопных газов в системе обратной связи системы впрыска).

В качестве датчиков температуры в основном используются смеси прозвищ, которые изменяют электрическое сопротивление при изменении температуры. Датчики положения и скорости вращения коленчатого вала обычно выполняются индуктивного типа (рис. 2.72). Они вырабатывают импульсы электрического тока при вращении маховика с отметками на нем.

Фиг. 2.73. Схема работы адсорбера: 1 — отсос воздуха; 2 — дроссель; 3 — впускной коллектор двигателя; 4 — вентильная продувочная емкость с активированным углем; 5 — сигнал от ЭБУ; 6 — сосуд с активированным углем; 7 — окружающий воздух; 8 — Верхняя расправленная пара в топливном баке

Система питания с распределенным впрыском может быть последовательной или параллельной.В системе параллельного впрыска, в зависимости от количества цилиндров двигателя, срабатывают несколько форсунок одновременно. В системе с последовательным впрыском в нужный момент срабатывает только одна конкретная форсунка. Во втором случае ЭБУ должен получить информацию о моменте нахождения каждого поршня возле ВМТ в такте впуска. Для этого требуется не только датчик положения коленчатого вала, но также , определяющий положение распределительного вала. На современных автомобилях, как правило, шпаклеваны двигатели с последовательным впрыском.

Для топка паров бензина , которые испаряются из топливного бака, во всех системных темах впрыска используются специальные адсорберы с активированным углем (рис. 2.73). Активированный уголь, находящийся в специальной емкости, соединенной трубопроводами с топливным баком, хорошо поглощает пары бензина. Для удаления бензина из адсорбера он продувается воздухом и подключается к впускному патрубку двигателя, по порядку

Для одновременной работы двигателя продувка производится только по определению режимов работы двигателя, с помощью специальных клапанов, которые открываются и закрываются по команде ЭБУ.

В системах обратного впрыска используют датчика концентрации кислорода в выхлопных газах, которые устанавливаются в выхлопной системе с каталитическим нейтрализатором выхлопных газов.

Каталитический нейтрализатор (рис. 2.74;

Рис. 2.74. Каталитический нейтрализатор двухслойный трехкомпонентный Floor Gaza: 1 — датчик концентрации кислорода для замкнутого контура управления; 2 — монолитный блок-носитель; 3 — элемент MON HELF в виде проволочной сетки; 4 — Двухстворчатая теплоизоляция Nate Roller

2.75) устанавливается в выхлопной системе для снижения содержания вредных веществ в выхлопных газах. Нейтральный, участок содержит один катализатор восстановления (родий) и два окислительных (платиновый и палиевый) катализатор. Окислительные ката-лизысы способствуют окислению неферментирующих углеводородов (CH) в водяном паре,

Рис. 2.75. Нейтрализатор внешнего вида

и оксид углерода (CO) в диоксиде углерода. Катализатор семейства VOS восстанавливает вредные оксиды азота NOX в безвредном азоте.Поскольку эти нейтрализаторы снижают в выхлопных газах содержание трех вредных веществ, их называют трехкомпонентными.

Работа автомобильного двигателя на съеденном бензине приводит к выходу из строя дорогостоящего каталитического нейтрализатора. Поэтому в большинстве стран употребление съеденного бензина запрещено.

Трехкомпонентный каталитический нителификатор работает наиболее эффективно, если подается смесь стехиометрического состава, то есть с соотношением воздуха и топлива 14,7: 1 или с коэффициентом избытка воздуха, равным единице.Если воздуха в смеси слишком мало (то есть мало кислорода), то CH и CO не полностью окисляются (сгорают) до безопасного побочного продукта. Если воздуха слишком много, то можно обеспечить разложение N0x на кислород и азот. Поэтому появилось новое поколение двигателей, в которых смесь постоянно регулировалась для получения точного соответствия коэффициента превышения самолета SS = 1 с использованием дат концентрации кислорода (лямбда-зоны да) (рис. 2.77), заложенных в вытяжная система.

Рис. 2.76. Зависимость эффективности нейтрализатора от коэффициента избытка воздуха

Рис. 2.77. Устройство датчика концентрации кислорода: 1 — Уплотнение КО; 2 — металлический корпус с резьбой и шестигранником «под ключ»; 3 — Кий керамический изолятор; 4 — провода; 5 — уплотнительная манжета проволоки; 6 — Токовый контакт питания ТЭНа; 7 — внешний защитный экран с отверстиями для атмосферного воздуха; 8 — Токо съемник электрического сигнала; 9 — электронный обогреватель; 10 — керамический наконечник; 11 — Защитный экран из латуни для выхлопных газов

Этот датчик определяет количество кислорода в выхлопных газах, и его электрический сигнал использует компьютер, который соответственно изменяет количество верхнего Liva.Принцип работы датчика заключается в способности пропускать через себя жидкую суспензию. Если содержание кислорода на активных поверхностях датчика (одна из которых контактирует с атмосферой, а другая с выхлопными газами) существенно отличается, происходит резкое изменение напряжения на выходах датчика. Иногда встречаются две даты концентрации кислорода в кислороде: одна — до нейтрализатора, а другая — после.

Для эффективной работы катализатора и датчика концентрации кислорода на них должна быть этикетка с указанием определенной температуры.Минимальная температура, при которой задерживаются 90% вредных веществ, составляет около 300 «С. Также необходимо избегать перегрева нейтрализатора, так как это может повредить корпус и частично перекрыть проход для газов. работают с перебоями, затем несгоревшее топливо втаптывается в катализатор, резко повышая его температуру. Ино, гда может хватить нескольких минут работы двигателя с перебоями, чтобы полностью вывести нейтрализатор из строя.Поэтому электронные системы Современные двигатели должны определять перебои в работе и предотвратить их, а также серьезно предупредить водителя об этой же проблеме.Иногда для ускорения прогрева каталитического нейтрализатора после ПУ СКА Холодного двигателя используются электронагреватели. Круглые датчики концентрации, которые используются в настоящее время, почти все имеют нагревательные элементы. В современных двигателях с целью ограничения выбросов вредных веществ в атмосферу

РУ при прогреве двигателя предварительные каталитические тепловозы устанавливаются максимально близко к выхлопному коллектору (рис. 2.78) для обеспечения быстрого нагрева нейтрализатора до рабочей температуры.Датчики кислорода Устанавливаются до и после нейтрализатора.

Для улучшения экологических показателей двигателя необходимо не только с выступом нейтрализаторов выхлопных газов, но и для улучшения процессов, протекающих в двигателе. Содержание углеводородов удалось снизить за счет снижения

«Объемы щелей», такие как зазор между поршнем и стенкой цилиндра над верхним соответствующим кольцом и полости вокруг седла клапана.

Тщательное исследование потока горючей смеси внутри цилиндра на компьютере по методике Терное позволило обеспечить более полное сгорание и низкие уровни CO.Уровень NOX снижался с помощью системы рециркуляции выхлопных газов за счет бора системы градуировки газовой части и подачи его в воздушный поток на входе. Эти меры и быстрый и точный контроль работы двигателя в переходных режимах позволяют снизить вредные выбросы до минимума еще до катализатора. Для ускорения прогрева каталитического нейтрализатора и вывода его на рабочий режим также применяется метод вторичной обработки в выпускном коллекторе с помощью специального электронасоса.

Другим эффективным и правильным способом нейтрализации вредных продуктов в выхлопных газах является дожигание пламенем, основанное на способности горючих компонентов выхлопных газов (CH, CH, альдегиды) окисляться при высоких температурах. Выхлопные газы попадают в камеру шокового агента, имеющую эжектор, через который нагревается воздух от тепла лобемника. Горение происходит в камере

.

Рис. 2.78. Коллектор выпускной двигателя и для замка зажигания

с предварительным нейтрализатором свеча.

Прямой впрыск бензина

Первые системы впрыска бензина непосредственно в цилиндры двигателя появились в первой половине XX века. и используется в авиационных двигателях. Попытки применить непосредственный впрыск в бензиновых двигателях автомобилей были прекращены в 40-х годах XIX века, поскольку такие двигатели получались дорогими, неэкономичными и сильно дымящими на режимах большой мощности. Впрыск бензина прямо в цилиндры сопряжен с определенными трудностями. Форсунки для прямого впрыска бензина работают в более сложных условиях, чем установленные во впускном трубопроводе.Головка блока, в которую должны крепиться такие насадки, получается более сложной и дорогой. Время, отводимое на процесс перемешивания при непосредственном впрыске, значительно сокращается, а значит, для хорошего перемешивания необходимо подавать бензин до боли ШИМ.

Со всеми этими трудностями удалось справиться специалистам Mitsubishi, в Toraya впервые применили систему непосредственного впрыска бензина на автомобильных двигателях. Первый серийный автомобиль Mitsubishi. Галант с патроном 1.Двигатель 8 GDI (Gasoline Direct Injection — непосредственный впрыск бензина) появился в 1996 году (рис. 2.81). Сейчас магниты с непосредственным впрыском бензина производят Peugeot-Citroen, Renault, Toyota, Daimlerchrysler и другие производители (рис. 2.79; 2,80; 2,84).

Преимущества системы прямого впрыска заключаются в основном в повышении эффективности использования топлива, а также в некотором увеличении мощности. Первое объясняется способностью работы двигателя с системой непосредственного впрыска

Рис.2.79. Схема двигателя Volkswagen FSI с непосредственным впрыском бензина

Фиг. 2.80. В 2000 году PSA Peugeot-Citroen представила свой двухлитровый цилиндровый двигатель HPI с прямым впрыском бензина, который мог работать на плохих смесях

.

на очень плохих смесях. Увеличение мощности связано с тем, что организация процесса подачи топлива в цилиндры двигателя дает возможность повысить степень сжатия до 12,5 (в обычных бензиновых двигателях редко удается установить степень сжатия более 10 из-за до начала детонации).

В двигателе GDI топливный насос обеспечивает давление 5 МПа. Электромагнитная форсунка, установленная в блоке цилиндров, впрыскивает бензин непосредственно в цилиндр двигателя и может работать в двух режимах. Благодаря простоте подаваемого электрического сигнала он может впрыскивать топливо либо мощной конической горелкой, либо компактной струей (рис. 2.82). Дно поршня имеет особую форму в виде сферической выемки (рис. 2.83). Эта форма позволяет закручивать поступающий воздух, направлять впрыснутые предохранители в свечу зажигания, установленную в центре камеры сгорания.Впускной патрубок провода расположен не сбоку, а вертикальный

Рис. 2.81. Двигатель Mitsubishi GDI — на серийный Двигатель с системой не посредственного впрыска бензина

но сверху. У него нет резких изгибов, поэтому воздух поступает с большой скоростью.

Фиг. 2.82. Форсунка двигателя GDI может работать в двух режимах, обеспечивая мощный (а) или компактный (б) распыляемый бензиновый фонарь

В работе двигателя с системой непосредственного впрыска можно выделить три различных режима:

1) режим работы на сверхстенных смесях;

2) режим работы на стехиометрической смеси;

3) режим резких ускорений с малых оборотов;

Первый режим используется в том случае, когда автомобиль движется без резких ускинов со скоростью около 100-120 км / ч.В этом режиме используется очень плохая горючая смесь с коэффициентом избытка воздуха более 2,7. В нормальных условиях такая смесь не может воспламениться от искры, поэтому в форсунку впрыскивается топливо в пакет в конце такта сжатия (как в дизеле). Сферическая выемка в поршне на шуршащем потоке топлива к электродам свечи зажигания, где высокая концентрация паров бензина обеспечивает возможность перемешивания смеси.

Второй режим используется при движении автомобиля с высокой скоростью и с резкими ускорениями, когда вам нужно получить большую мощность.Такой режим движения требует стехиометрического состава смеси. Смесь такого состава легко воспламеняется, но двигатель GDI имеет повышенную степень

.

Сжатие, а чтобы не забрались де Тонация, форсунка впрыскивает топливо с помощью мощной горелки. Мелкодисперсное топливо заполняет цилиндр и, испаряясь, покрывает поверхность цилиндра, снижая вероятность детонации.

Третий режим нам нужен для получения большого крутящего момента при резком нажатии педали «Газ» при двигателе

бутылок на малых оборотах.Этот режим двигателя отличается тем, что за один цикл форсунка работает дважды. Во время впуска в цилиндр для

Рис. 2.83. Поршень двигателя с непосредственным впрыском бензина имеет особую форму (процесс сгорания над поршнем)

4. Заказ № 1031. 97

Рис. 2.84. Конструктивные особенности Двигатель с непосредственным впрыском Ben Zina Audi 2.0 FSI

его охлаждение мощным факелом нагнетается сверхстенной смесью (А = 4.1). По окончании такта сжатия форсунка еще раз впрыскивает горючее, но компактным факелом. При этом смесь в цилиндре обогащается и детонация не происходит.

По сравнению с обычным двигателем При силовой системе с распределенным бензином двигатель с системой GDI примерно на 10% экономичнее и выбрасывает в атмосферу на 20% меньше углекислого газа. Увеличенная мощность двигателя достигает 10%. Однако, как показала работа автомобилей с двигателями такого типа, они очень чувствительны к содержанию серы в бензине.

Оригинальный процесс впрыска бензина был разработан ORBITAL. При этом в цилиндры двигателя впрыскивается бензин, предварительно смешанный с воздухом с помощью специальной форсунки. Орбитальное сопло состоит из двух губок, топливной и воздушной.

Рис. 2.85. Форсунка орбитальная рабочая

Воздух в воздушные рубашки поступает в сжатом виде от специального компрессора под давлением 0,65 МПа. Давление топлива 0,8 МПа. Сначала срабатывает жир, а затем в нужный момент и воздух, поэтому топливно-воздушная смесь в виде аэрозоля (рис.2.85) впрыскивается в цилиндр.

Форсунка, установленная в головке блока цилиндров рядом со свечой зажигания, подающая топливо и воздушную струю непосредственно к электродам свечи зажигания, что обеспечивает ее хорошее зажигание.

В современных автомобилях на бензиновых электростанциях Принцип действия системы аналогичен применяемому на дизельных двигателях. В этих моторах он разделен на два — впускной и впрыскивающий. Первый обеспечивает подачу воздуха, а второй — топлива. Но в силу конструктивных и эксплуатационных особенностей работа впрыска существенно отличается от используемых дизелей.

Отметим, что разница в системах впрыска дизельных и бензиновых двигателей все больше стирается. Чтобы добиться наилучших качеств, конструкторы заимствуют конструктивные решения и применяют их в различных типах энергосистем.

Устройство и принцип работы системы впрыска

Второе название систем впрыска бензиновых двигателей — впрыск. Его главная особенность — точная дозировка топлива. Это достигается за счет использования в конструкции форсунок.Устройство впрыска двигателя включает в себя два компонента — исполнительный и управляющий.

В задачу исполнительной части входит подача бензина и его опрыскивание. Составных элементов в нем не так много:

1. Насос (электрический).
2. Фильтрующий элемент (тонкая очистка).
3. Подача топлива.
4. Пандус.
5. Сопло.

Но это только основные компоненты. Исполнительный элемент может включать в себя еще ряд дополнительных узлов и деталей — регулятор давления, систему слива излишков бензина, адсорбер.

В задачу этих элементов входит подготовка топлива и обеспечение его поступления в форсунки, чтобы осуществлялся их впрыск.

Принцип работы исполнительного компонента прост. При повороте ключа зажигания (на некоторых моделях — при открытии водительской двери) включается электронасос, который качает бензин и заправляет их другими элементами. Топливо очищается и топливопроводы попадают на аппарель, соединяющую форсунки. Из-за насоса топливо во всей системе находится под давлением.Но его стоимость ниже, чем на дизелях.

Открытие форсунок осуществляется за счет электрических импульсов, поступающих от управляющей части. Этот компонент системы впрыска топлива состоит из блока управления и целого набора устройств слежения — датчиков.

Эти датчики отслеживают показатели и параметры работы — скорость вращения коленчатого вала, количество подаваемого воздуха, температуру угля, положение дроссельной заслонки. Показания поступают на блок управления (ЭБУ).Он сравнивает эту информацию с данными, внесенными в память, на основе которых определяется длина электрических импульсов, подаваемых на форсунки.

Электроника, используемая в управляющей части системы впрыска топлива, нужна для расчета времени открытия форсунки в момент времени или другого режима работы силового агрегата.

Виды форсунок

Но учтите, что это общая конструкция системы питания бензинового мотора. Но форсунок разработано несколько, и каждый из них имеет свои конструктивные и рабочие особенности.

Системы впрыска двигателя используются на автомобилях:

• центральный;
Распределено
• человека;
• прямой.

Центральный впрыск считается первым инжектором. Его особенность — использование только одной форсунки, которая впрыскивает бензин во впускной коллектор одновременно для всех цилиндров. Изначально он был механическим и никакая электроника в конструкции не использовалась. Если рассматривать устройство механической форсунки, то она аналогична карбюраторной, с той лишь разницей, что вместо карбюратора использовалась форсунка механического привода.Со временем центральная картотека стала электронной.

Сейчас этот тип не используется из-за ряда недостатков, главный из которых — неравномерное распределение топлива по цилиндрам.

Распределенный впрыск на данный момент является самой распространенной системой. Конструкция этого типа инжектора описана выше. Его особенность в том, что топливо для каждого цилиндра дает своя форсунка.

В конструкции этого типа форсунки устанавливаются во впускной коллектор и располагаются рядом с GBC.Распределение топлива по цилиндрам позволяет обеспечить точную дозировку бензина.

Мгновенный впрыск в настоящее время является самым передовым типом бензина. В двух предыдущих типах бензин подавался в проходящий поток воздуха, а смесь стала выноситься еще во впускной коллектор. Такая же конструкция инжектора копирует систему впрыска дизеля.

В форсунке с непосредственной подачей форсунки форсунок расположены в камере сгорания. В результате компоненты топливовоздушной смеси здесь запускаются в цилиндры по отдельности, а уже в самой камере смешиваются.

Особенность данной форсунки в том, что для впрыска бензина требуются высокие показатели давления топлива. И на его создание предусмотрен еще один узел, добавленный к устройству исполнительной части — насос высокого давления.

Дизельные двигатели и системы питания

Модернизированы и дизельные системы. Если раньше он был механическим, то теперь дизель оснащен электронным управлением. В нем используются те же датчики и блок управления, что и в бензиновом моторе.

Сейчас на авто есть три типа впрыска дизеля:

1. С распределительным насосом.
2. ОБЩИЙ РЕЛЬС.
3. Насос-форсунка.

Как и в бензиновых двигателях, конструкция дизельного впрыска Состоит из исполнительного и управляющего блоков.

Многие элементы исполнительной части такие же, как и форсунки — бак, заправка, фильтрующие элементы. Но есть и узлы, которых нет на бензиновых двигателях — ТНВД, ТНВД, ТНВД для транспортировки.

В механических системах дизельных двигателей использовались рядные ТНВД, в которых давление топлива для каждой форсунки создавало свою отдельную плунжерную пару.Такие насосы отличались высокой надежностью, но были громоздкими. Момент впрыска и количество впрыскиваемого дизельного топлива регулировалось насосом.

В двигателях, оборудованных распределительным насосом, в конструкции насоса используется только одна плунжерная пара, качающая топливо для форсунок. Этот узел отличается компактными размерами, но его ресурс ниже, чем в рядке. Эта система используется только на легковых автомобилях.

COMMON RAIL считается одной из самых эффективных систем впрыска дизельного двигателя.Общая концепция во многом позаимствована у инжектора с раздельной подачей.

В таком дизеле момент подачи и количество топлива «Головы» электронная составляющая. Задача насоса высокого давления — только слив дизельного топлива и создание высокого давления. Причем дизельное топливо подается не сразу в форсунки, а в рампу, соединяющую форсунки.

Насос-форсунка — еще один вид дизельного впрыска. В данной конструкции нет ТНВД, а в форсунки включены плунжерные пары, создающие давление дизельного топлива.Такое конструктивное решение позволяет создать самые высокие значения давления топлива среди существующих видов впрыска на дизельных агрегатах.

Наконец, отметим, что здесь приводится информация о типах впрыска двигателя, которые можно обобщить. Чтобы разобраться в конструкции и особенностях указанных типов, их рассматривают отдельно.

Видео: Управление впрыском топлива

Основы прямого впрыска | HowStuffWorks

Непрофессионалу лабиринт шлангов, жгутов проводов, коллекторов и трубок под капотом автомобиля может показаться устрашающим.Но когда дело доходит до бензинового двигателя, просто знайте следующее: для работы ему нужны топливо, воздух (если быть точным, кислород) и искра.

Два наиболее важных различия между двигателем с прямым впрыском и стандартным бензиновым двигателем заключаются в том, как они подают топливо и как топливо смешивается с поступающим воздухом. Эти основные предпосылки имеют огромное значение для общей эффективности двигателя.

Прежде чем мы заглянем внутрь двигателя с непосредственным впрыском, давайте посмотрим на короткую секунду из жизни стандартного бензинового двигателя (для более полного взгляда на бензиновый двигатель см. Как работают автомобильные двигатели).Сначала топливо проходит через насос из топливного бака через топливопровод в топливные форсунки, которые установлены в двигателе. Форсунки распыляют бензин во впускной коллектор, где топливо и воздух смешиваются в мелкий туман. Через точно определенные промежутки времени открываются впускные клапаны, соответствующие различным цилиндрам двигателя. Когда впускной клапан цилиндра открывается, поршень в этом цилиндре опускается, всасывая топливно-воздушный туман из воздушного коллектора вверху в нижнюю камеру. Когда поршень снова поднимается вверх, он сжимает (сжимает) топливно-воздушную смесь, пока она не станет почти в девять раз плотнее, чем была вначале.Затем загорается свеча зажигания этого цилиндра, воспламеняя камеру до высокого давления и высокой энергии. Этот небольшой удар толкает поршень обратно вниз с огромной силой, заставляя его вращать коленчатый вал и, в конечном итоге, передавать мощность на колеса.

Понял? Довольно сложно, да? Это работает, но с инженерной точки зрения оставляет желать лучшего и довольно расточительно.

Однако с двигателем с прямым впрыском топливо пропускает ступеньку и добавляет немного эффективности.Вместо того, чтобы болтаться во впускном коллекторе, топливо впрыскивается прямо в камеру сгорания. С помощью современных компьютеров управления двигателем топливо сжигается именно там, где необходимо, и тогда, когда это необходимо [источник: Fueleconomy.gov].

Чтобы узнать больше о том, что делает двигатели с прямым впрыском топлива более эффективными, перейдите на следующую страницу.

Как работает топливная форсунка? Бензин и Дизель

Назначение топливной форсунки:

В основном, топливная форсунка предназначена для распыления топлива в распыленной или туманной форме, чтобы оно сгорело полностью и равномерно.Топливный насос высокого давления (FIP) подает дизельное топливо под давлением через линии высокого давления к впускному отверстию каждого инжектора. Однако обычные форсунки или форсунки первого поколения открываются под действием гидромеханического давления. Внутри обычного инжектора пружина удерживает игольчатый клапан в «закрытом» положении до тех пор, пока давление в линиях высокого давления не достигнет определенного значения. В дизельных двигателях DI и IDI более ранних поколений использовались обычные форсунки, как показано на диаграмме ниже.

Диаграмма поперечного сечения обычной дизельной форсунки

Принцип работы обычной топливной форсунки:

Игольчатый клапан точно управляется чувствительной к давлению пружиной.Он поднимается со своего седла, впрыскивая дизельное топливо в цилиндр в сильно распыленной или туманной форме. В момент падения давления игольчатый клапан возвращается на свое место, что приводит к остановке впрыска. Форсунка впрыска имеет чрезвычайно критические допуски. Зазор между его движущимися частями составляет всего 0,002 мм или 2 микрона.

Современный инжекторный блок нагнетает дизельное топливо через небольшое отверстие в форсунке размером всего 0,25 мм². Количество впрыскиваемого топлива может варьироваться от 1 мм³ до 350 мм³.Обычные форсунки открываются и закрываются гидромеханически. Они имеют среднее давление открытия сопла от 140 до 210 кг / см2. Современный агрегат Bosch распыляет дизельное топливо на скорости до 2000 км / ч. Bosch и Lucas — ведущие мировые производители дизельных форсунок.

Принцип работы бензинового инжектора:

Бензиновые форсунки нового поколения существенно отличаются по конструкции и размерам от обычных дизельных форсунок. Двигатель с непосредственным впрыском бензина (GDI) создает топливно-воздушную смесь внутри камеры сгорания.Открытие впускного клапана позволяет поступать только свежему воздуху. В то время как форсунки высокого давления впрыскивают бензин в камеру сгорания, это улучшает охлаждение камеры сгорания. Это обеспечивает более высокий КПД двигателя за счет более высокой степени сжатия, что, в свою очередь, увеличивает топливную экономичность и крутящий момент.

Бензиновый тип GDI (Фото любезно предоставлено Bosch)

Насос высокого давления подает топливо в топливную рампу высокого давления (также известную как Common Rail). Кроме того, электромагнитный инжектор высокого давления Bosch HDEV5 имеет номинальное давление в системе до 20 МПа и размер капли / SMD (средний диаметр по Заутеру) всего 15 мкм.Форсунки установлены на топливной рампе / общей топливной рампе. Кроме того, форсунки дозируют и распыляют топливо под высоким давлением и очень быстро. Кроме того, форсунки обеспечивают оптимальную смесь и впрыскивают бензин в камеру сгорания.

Для получения дополнительной информации прочтите о GDI.

Что такое блочный инжектор?

Кроме того, в системах впрыска топлива на дизельных двигателях CRDi используется «насос-форсунка» или «насос / форсунка». Он объединяет функции форсунки-форсунки и топливного насоса в единый блок.Эта конструкция состоит из отдельного насоса, назначенного для каждого цилиндра, а не из общего насоса, используемого для всех цилиндров в моделях предыдущего поколения.

Блочный инжектор (Изображение предоставлено Bosch)

В этой системе насос и форсунка объединены в единый компактный узел, который устанавливается непосредственно на головку блока цилиндров. Такая конструкция устраняет необходимость в топливопроводах высокого давления. Встроенные каналы, встроенные непосредственно в головку блока цилиндров, подают дизельное топливо. Таким образом, это помогает исключить потенциальные отказы утечек топливопровода.

Функционирование насос-форсунки:

При работе верхний распределительный вал приводит в действие топливный насос низкого давления. Затем он подает дизельное топливо в топливные каналы в головке блока цилиндров и во впускное отверстие всех форсунок. Для привода плунжерного насоса внутри форсунки используется общий распределительный вал. Эта конструкция может обеспечить более высокое давление впрыска до 2200 бар и точное время впрыска. Кроме того, он точно контролирует количество впрыскиваемого топлива. Кроме того, электромагнитный клапан работает как двухпозиционный переключатель для подачи топлива в форсунку.

Помпа двойного типа (Фото: VW)

Пьезоэлектрический инжектор:

Самым совершенным типом инжектора, несомненно, является «пьезоэлектрический инжектор». Он не только обеспечивает повышенную точность для двигателей последнего поколения CRDi, но также создает давление топлива до 3000 бар или 44 000 фунтов на квадратный дюйм. Кроме того, эти современные топливные форсунки работают по принципу «пьезо». Слово «пьезо» происходит от греческого слова «пьезеин», что означает сдавливание или надавливание.

Пьезо-тип (Фото любезно предоставлено Denso)

Пьезо-привод состоит из сотен керамических пластин, уложенных одна над другой в инжекторе.Будучи электрически заряженными, пьезокристаллы могут изменить свою структуру всего за несколько тысячных долей секунды, слегка расширившись. Это расширение штабеля приводит к его линейному перемещению. Затем он передается непосредственно на иглу инжектора без какой-либо механической связи между ними. В результате форсунки открываются / закрываются за несколько миллисекунд (тысячную долю секунды). Следовательно, он может впрыснуть крошечное количество топлива, весящее менее одной тысячной грамма, а также равномерно его распределить.

Пьезоэлектрические форсунки:

1. Очень высокая скорость работы
2. Чрезвычайно быстрое время отклика
3. Повторяемость движения клапана
4. Точное дозирование впрыскиваемого топлива
5. Повышенная частота — до семи впрысков на цикл сгорания

Пьезо-форсунки:

1. Оптимизировать сгорание топливовоздушной смеси.
2. Меньший расход топлива.
3. Уменьшить загрязнение, снизить выбросы.

Видео о работе топливной форсунки смотрите здесь:

О CarBikeTech

CarBikeTech — это технический блог.

No related posts.