Как работает инжекторная система впрыска бензинового двигателя: Системы впрыска бензиновых двигателей

Содержание

Система питания инжекторного двигателя: характеристика, устройство

Система питания инжекторного двигателя современного автомобиля — это сложнейший «организм», состоящий из датчиков, исполнительных устройств и самого главного — блока управления. Не зря в народе его называют «мозги». Именно блок управления контролирует работу всей системы впрыска топлива.

С его помощью происходит нормальное функционирование двигателя, регулировка угла опережения зажигания, момента впрыска топливовоздушной смеси и многих других параметров.

Описание

За многолетнюю историю автомобилестроения появилось несколько типов впрыска топлива. И конструкции инжекторной системы бензинового двигателя различаются, причём существенно. Дизель достаточно схож в системе впрыска с инжектором.

Но есть огромные отличия в конструкции отдельных механизмов — степень сжатия в дизельном моторе во много раз выше. В целом же первые конструкции инжекторных систем очень сильно были похожи на дизельные.

Центральный впрыск топлива

Моновпрыск — это самый простой механизм. Второе название — центральный впрыск. И он же был первым в истории. Массовое применение получил в США в начале 2 половины ХХ века. Как работает центральный впрыск? Простота — это именно то, что понравилось не только автовладельцам, но и производителям. Конструкция очень схожа с карбюратором, только вместо него применяется форсунка.

Она устанавливается на впускном коллекторе — одна на все цилиндры двигателя, независимо от их общего количества. Топливо поступает в коллектор постоянно, как и воздух. В результате происходит образование топливовоздушной смеси, которая распределяется по цилиндрам.

Плюсы и минусы

Преимущества, которыми обладает центральная система впрыска:

  • простота и дешевизна конструкции;
  • для смены режимов работы достаточно провести регулировку одной форсунки;
  • при смене карбюратора на инжектор (моновпрыск) существенных изменений в систему питания не производится.

К недостаткам относится то, что не выходит достигнуть высоких показаний экологичности. Поэтому на сегодняшний день автомобили с моновпрыском нельзя встретить в продаже и эксплуатации в развитых странах Америки, Европы и Азии. Разве что в странах третьего мира они будут беспрепятственно колесить по дорогам.

И самое большое неудобство — это то, что при выходе из строя форсунки двигатель останавливается и запустить его невозможно.

Распределённый впрыск топливной смеси

В таких системах количество форсунок равно числу цилиндров. Все форсунки находятся на впускном коллекторе, топливовоздушная смесь подаётся при помощи общей для всех топливной рампы. В ней происходит смешивание бензина и воздуха. Режимы работы форсунок:

  1. Фазированный впрыск — самые современные системы работают именно с его использованием. Количество форсунок и цилиндров одинаковое, открытие и закрытие электроклапанов происходит в зависимости от того, какой такт проходит двигатель. Наилучшим режимом работы мотора считается такой, при котором открытие форсунки происходит непосредственно перед началом такта впуска. И двигатель работает устойчиво, и достигается высокая экономия бензина. Преимущества такой топливной системы очевидны.
  2. Одновременный впрыск топливовоздушной смеси — открытие форсунок не зависит от такта. Они все открываются одновременно, несмотря на то, что находятся на впускных коллекторах «своих» цилиндров. Это несколько модернизированный моновпрыск, несмотря на то, что форсунок несколько, управление ими происходит так, будто установлена всего одна. В общем, такие конструкции надёжны и работа их стабильна, но по характеристикам уступают более современным конструкциям.
  3. Попарно-параллельный впрыск топливной смеси немного отличается от предыдущего. Главное отличие — открываются не все форсунки разом, а парами. Одна пара открывается перед впуском, вторая — перед выпуском. Именно так обычно работает впрыск. Из употребления такие системы вышли давно, но, например, если выходит из строя датчик фаз, современные инжекторы переходят в аварийный режим (попарно-параллельный впрыск происходит вместо фазированного, так как без параметров этого датчика работа невозможна).
  4. Системы непосредственного впрыска топлива имеют высокую стоимость, но и надёжность у них завидная. Экономичность и мощность двигателя на высоком уровне, регулировка подачи топливовоздушной смеси максимально точная. Мотор может быстро изменить режим работы. Электромагнитные форсунки устанавливаются в ГБЦ, смесь распыляется непосредственно в камеру сгорания цилиндра (отсюда и название системы).

В конструкции отсутствует впускной коллектор и клапан. Реализация конструкции довольно сложная, так как в ГБЦ на каждый цилиндр есть отверстия под свечи, клапаны (2 или 4, в зависимости от типа мотора). Элементарно не хватает места для установки форсунки.

Изначально такие системы впрыска устанавливались на габаритные и мощные двигатели, на бюджетных их не встретить. И ремонт таких систем выливается в круглую сумму.

Система датчиков инжекторных двигателей

Без этих компонентов работа системы впрыска топлива невозможна. Именно датчики сообщают блоку управления всю информацию, которая необходима для работы исполнительных устройств в нормальном режиме. Неисправности системы питания инжекторного двигателя по большей части вызывают именно датчики, так как они могут неверно производить замеры.

  1. Датчик расхода воздуха устанавливается после воздушного фильтра, так как в конструкции имеется дорогостоящая платиновая нить, которая при попадании мелких посторонних частиц может засоряться, отчего показания окажутся неверными. Датчик считает, какое количество воздуха проходит через него. Понятно, что взвесить воздух не представляется возможным, да и объем его измерить проблематично. Суть работы заключается в том, что внутри пластиковой трубки находится платиновая нить. Она нагревается до рабочей температуры (более 600º, именно это значение закладывается в ЭБУ). Поток воздуха охлаждает нить, блок управления фиксирует температуру и, исходя из этого, вычисляет количество воздуха.
  2. Датчик абсолютного давления необходим для более точного снятия показаний о количестве потребляемого двигателем воздуха. Состоит из 2 камер, одна из которых герметична и внутри у неё вакуум. Вторая камера соединена с впускным коллектором. В последнем при впуске разрежение. Между камерами устанавливается диафрагма с пьезоэлементом, который вырабатывает небольшое напряжение во время изменения давления. Это значение напряжения поступает на вход блока управления.
  3. Датчик положения коленвала располагается рядом со шкивом генератора. Если присмотреться, то можно увидеть, что на шкиве есть зубья, причём они расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. Суммарное число зубьев — 60, оси соседних расположены на расстоянии 6º. Но если присмотреться ещё внимательнее, то можно увидеть, что 2-х не хватает. Этот промежуток необходим, чтобы датчик фиксировал положение коленвала максимально точно. Датчик вырабатывает напряжение, которое тем больше, чем выше частота вращения.
  4. Датчик фаз (распредвала) работает на эффекте Холла. В конструкции есть диск с вырезанным сегментом и катушка. При вращении диска вырабатывается напряжение. Но в момент, когда прорезь находится над чувствительным элементом, напряжение снижается до 0. В этот момент первый цилиндр находится в ВМТ на такте сжатия. Благодаря датчику фаз точно подаётся искра на свечу и открывается своевременно форсунка.
  5. Датчик детонации расположен на блоке ДВС между 2 и 3 цилиндрами (чётко посередине). Работает на пьезоэффекте — при наличии вибрации происходит генерирование напряжения. Чем сильнее вибрация, тем выше уровень сигнала. Блок управления при помощи датчика изменяет угол опережения зажигания.
  6. Датчик дроссельной заслонки представляет собой переменный резистор, на который подаётся напряжение 5 В. В зависимости от того, в каком положении находится заслонка, напряжение уменьшается. Иногда случаются поломки — в начальном положении показания датчика прыгают. Стирается резистивный слой, ремонт невозможен, эффективнее установить новый.
  7. Датчик температуры ОЖ, от него зависит качество воспламенения топливовоздушной смеси. С его помощью не только происходит коррекция угла опережения зажигания, но и включение электровентилятора.
  8. Лямбда-зонд расположен в системе выпуска отработанных газов. В современных системах, которые удовлетворяют последним экологическим стандартам, можно встретить 2 датчика кислорода. Лямбда-зонд отслеживает количество кислорода в выхлопных газах. У него есть внешняя часть и внутренняя. За счёт напыления из драгметалла можно оценить количество кислорода в выхлопных газах. Внешняя часть датчика «дышит» чистым воздухом. Показания передаются на блок управления и сравниваются. Эффективные замеры возможны только при достижении высоких температур (свыше 400º), поэтому часто устанавливают подогреватель, чтобы даже в момент начала работы двигателя не наблюдалось перебоев.

Исполнительные механизмы инжекторных систем

По названию видно, что эти устройства выполняют то, что им скажет блок управления. Все сигналы от датчиков анализируются, сравниваются с топливной картой (огромной схемой работы при тех или иных условиях), после чего подаётся команда на исполнительный механизм. Следующие исполнительные механизмы входят в состав инжекторной системы:

  1. Электрический бензонасос, установленный в баке. Он нагнетает в рампу бензин под давлением около 3,5 Мпа. Вот какое давление в топливной системе должно быть, при нем распыление смеси окажется наиболее качественным. При повышении оборотов коленвала увеличивается расход бензина, нужно его больше нагнетать в рампу, чтобы удерживать давление на уровне. В нижней части насосов устанавливается фильтр, который нужно менять хотя бы раз в 30000 км пробега.
  2. Электромагнитные форсунки устанавливаются в рампе и предназначены для подачи топливовоздушной смеси в камеры сгорания. Чем дольше открыт клапан форсунки, тем больше смеси поступит в камеру сгорания — именно такой принцип дозирования лежит в основе.
  3. Дроссельный механизм приводится в движение педалью из салона. Но в последние годы набирает популярность электронная педаль газа. Это означает, что вместо тросика используется потенциометр на педали и небольшой электродвигатель на дроссельной заслонке.
  4. Регулятор холостого хода предназначен для контроля количества воздуха, поступающего в топливную рампу при полностью закрытой дроссельной заслонке. На карбюраторных моторах аналогичную функцию выполняет «подсос». Несмотря на то, что топливная система отличается, суть работы остаётся той же — подача смеси и её сгорание.
  5. Модуль зажигания — короб, в котором находится 4 высоковольтные катушки. Хорошая конструкция, но крайне ненадёжная — высоковольтные провода имеют свойство портиться. Намного эффективнее окажется использование для каждой свечи отдельной катушки, выполненной в виде наконечника.

Работа двигателя с инжекторной системой впрыска

А теперь можно рассмотреть и принцип работы системы питания инжекторного двигателя. При включении зажигания происходит переход в рабочий режим всех механизмов и устройств. Первым делом насос нагнетает бензин в рампу до минимального давления, которого хватит для запуска.

А дальше все ждут, когда провернётся коленвал, и с его датчика пойдёт сигнал на блок управления о положении поршней в цилиндрах. Одновременно с этим датчик фаз выдаёт сигнал о том, какой такт совершается. После анализа данных блок управления даёт команду на форсунки (в зависимости от того, в каком цилиндре происходит впуск).

При вращении коленвала постоянно снимаются данные с датчиков и, исходя из них, происходит открывание нужных электромагнитных форсунок на определённый промежуток времени. Смесь воспламеняется, отработанные газы выходят через выпускной коллектор. По тому, какое содержание кислорода в них, можно судить о качестве сгорания топлива.

Если содержание кислорода большое, то смесь сгорает не до конца. Блок управления производит корректировку угла опережения зажигания, чтобы добиться наилучших показаний.

Но вот во время прогрева некоторые датчики не влияют на работу системы управления. Это датчики расхода воздуха, детонации и абсолютного давления. При достижении рабочей температуры включаются они в работу. Причина — во время прогрева невозможно соблюсти все условия, в частности, соотношение бензина и воздуха. Уровень СО в выхлопных газах тоже будет зашкаливать, поэтому контроль всех этих параметров не следует производить.

Причины и устранение неисправностей системы впрыска инжекторного двигателя

Механизм впрыска является элементом топливной системы автомобиля, которая образует топливно-воздушную смесь. В современных автомобилях используется инжекторная система подачи топлива с непосредственным впрыском в цилиндр двигателя. Рассмотрим основные причины неисправности в работе инжектора и варианты их устранения.

Двигатель не запускается

  1. Причины неисправности могут крыться в неполадках электрического топливного насоса, необходимо проверить подачу напряжения к насосу и электрические контакты на достаточную проводимость.
  2. Также возможной причиной может быть отсутствие сигнала от датчиков частоты вращения вала и датчика Холла, соответственно для устранения следует проверить электрические провода, опросить запоминающее устройство для определения неисправностей.
  3. Дефекты предохранителя, реле топливного насоса и дефект клапанных форсунок.

Холодный двигатель плохо запускается или работает неровно.

Скорее всего дело в дефекте датчика температуры. Для исправления нужно проверить датчик температуры охлаждающей жидкости и впускного воздуха.


Двигатель глохнет.

  1. Временные нарушения электрического соединения топливного насоса. Надлежит проверить штекерные разъемы и соединения электрических проводов к топливному насосу, осмотреть предохранитель и места контактов у реле топливного насоса. Потребуется очистить или заменить контакты.
  2. Низкая производительность топливного насоса.
  3. Засор топливного фильтра. Для устранения нужно заменить топливный фильтр.
  4. Дефекты топливного насоса и клапанной форсунки.

Неисправности в работе двигателя на холостом ходу и при переходных процессах.

  1. Негерметичность впускной системы. Для устранения необходимо проверить места уплотнений и соединений во впускной системе.
  2. Негерметичность системы питания. Следует осмотреть все места в зоне двигателя и топливного насоса и подтянуть все соединения.
  3. Неисправность датчика температуры. Необходимо проверить датчик температуры охлаждающей жидкости и впускного воздуха.

Горячий двигатель не запускается.

  1. Источник проблемы может крыться в высоком давлении топлива в системе. Нужно проверить давление топлива и при необходимости заменить регулятор давления.
  2. Возвратный топливопровод между регулятором давления и топливным баком засорен или пережат. Для устранения неработоспособности топливопровод необходимо очистить или заменить.

Двигатель работает после выключения зажигания.

Скорее всего проблема в негерметичном клапане форсунки, который необходимо проверить.

Инжекторная система питания бензинового двигателя

Главная » Блог » Инжекторная система питания бензинового двигателя

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.

Компоненты системы питания инжекторного двигателя и разновидности конструкций

Система питания инжекторного двигателя современного автомобиля — это сложнейший «организм», состоящий из датчиков, исполнительных устройств и самого главного — блока управления. Не зря в народе его называют «мозги». Именно блок управления контролирует работу всей системы впрыска топлива.

С его помощью происходит нормальное функционирование двигателя, регулировка угла опережения зажигания, момента впрыска топливовоздушной смеси и многих других параметров.

Описание

За многолетнюю историю автомобилестроения появилось несколько типов впрыска топлива. И конструкции инжекторной системы бензинового двигателя различаются, причём существенно. Дизель достаточно схож в системе впрыска с инжектором.

Но есть огромные отличия в конструкции отдельных механизмов — степень сжатия в дизельном моторе во много раз выше. В целом же первые конструкции инжекторных систем очень сильно были похожи на дизельные.

Центральный впрыск топлива

Моновпрыск — это самый простой механизм. Второе название — центральный впрыск. И он же был первым в истории. Массовое применение получил в США в начале 2 половины ХХ века. Как работает центральный впрыск? Простота — это именно то, что понравилось не только автовладельцам, но и производителям. Конструкция очень схожа с карбюратором, только вместо него применяется форсунка.

Она устанавливается на впускном коллекторе — одна на все цилиндры двигателя, независимо от их общего количества. Топливо поступает в коллектор постоянно, как и воздух. В результате происходит образование топливовоздушной смеси, которая распределяется по цилиндрам.

Плюсы и минусы

Преимущества, которыми обладает центральная система впрыска:

  • простота и дешевизна конструкции;
  • для смены режимов работы достаточно провести регулировку одной форсунки;
  • при смене карбюратора на инжектор (моновпрыск) существенных изменений в систему питания не производится.

К недостаткам относится то, что не выходит достигнуть высоких показаний экологичности. Поэтому на сегодняшний день автомобили с моновпрыском нельзя встретить в продаже и эксплуатации в развитых странах Америки, Европы и Азии. Разве что в странах третьего мира они будут беспрепятственно колесить по дорогам.

И самое большое неудобство — это то, что при выходе из строя форсунки двигатель останавливается и запустить его невозможно.

Распределённый впрыск топливной смеси

В таких системах количество форсунок равно числу цилиндров. Все форсунки находятся на впускном коллекторе, топливовоздушная смесь подаётся при помощи общей для всех топливной рампы. В ней происходит смешивание бензина и воздуха. Режимы работы форсунок:

  1. Фазированный впрыск — самые современные системы работают именно с его использованием. Количество форсунок и цилиндров одинаковое, открытие и закрытие электроклапанов происходит в зависимости от того, какой такт проходит двигатель. Наилучшим режимом работы мотора считается такой, при котором открытие форсунки происходит непосредственно перед началом такта впуска. И двигатель работает устойчиво, и достигается высокая экономия бензина. Преимущества такой топливной системы очевидны.
  2. Одновременный впрыск топливовоздушной смеси — открытие форсунок не зависит от такта. Они все открываются одновременно, несмотря на то, что находятся на впускных коллекторах «своих» цилиндров. Это несколько модернизированный моновпрыск, несмотря на то, что форсунок несколько, управление ими происходит так, будто установлена всего одна. В общем, такие конструкции надёжны и работа их стабильна, но по характеристикам уступают более современным конструкциям.
  3. Попарно-параллельный впрыск топливной смеси немного отличается от предыдущего. Главное отличие — открываются не все форсунки разом, а парами. Одна пара открывается перед впуском, вторая — перед выпуском. Именно так обычно работает впрыск. Из употребления такие системы вышли давно, но, например, если выходит из строя датчик фаз, современные инжекторы переходят в аварийный режим (попарно-параллельный впрыск происходит вместо фазированного, так как без параметров этого датчика работа невозможна).
  4. Системы непосредственного впрыска топлива имеют высокую стоимость, но и надёжность у них завидная. Экономичность и мощность двигателя на высоком уровне, регулировка подачи топливовоздушной смеси максимально точная. Мотор может быстро изменить режим работы. Электромагнитные форсунки устанавливаются в ГБЦ, смесь распыляется непосредственно в камеру сгорания цилиндра (отсюда и название системы).

В конструкции отсутствует впускной коллектор и клапан. Реализация конструкции довольно сложная, так как в ГБЦ на каждый цилиндр есть отверстия под свечи, клапаны (2 или 4, в зависимости от типа мотора). Элементарно не хватает места для установки форсунки.

Изначально такие системы впрыска устанавливались на габаритные и мощные двигатели, на бюджетных их не встретить. И ремонт таких систем выливается в круглую сумму.

Система датчиков инжекторных двигателей

Без этих компонентов работа системы впрыска топлива невозможна. Именно датчики сообщают блоку управления всю информацию, которая необходима для работы исполнительных устройств в нормальном режиме. Неисправности системы питания инжекторного двигателя по большей части вызывают именно датчики, так как они могут неверно производить замеры.

  1. Датчик расхода воздуха устанавливается после воздушного фильтра, так как в конструкции имеется дорогостоящая платиновая нить, которая при попадании мелких посторонних частиц может засоряться, отчего показания окажутся неверными. Датчик считает, какое количество воздуха проходит через него. Понятно, что взвесить воздух не представляется возможным, да и объем его измерить проблематично. Суть работы заключается в том, что внутри пластиковой трубки находится платиновая нить. Она нагревается до рабочей температуры (более 600º, именно это значение закладывается в ЭБУ). Поток воздуха охлаждает нить, блок управления фиксирует температуру и, исходя из этого, вычисляет количество воздуха.
  2. Датчик абсолютного давления необходим для более точного снятия показаний о количестве потребляемого двигателем воздуха. Состоит из 2 камер, одна из которых герметична и внутри у неё вакуум. Вторая камера соединена с впускным коллектором. В последнем при впуске разрежение. Между камерами устанавливается диафрагма с пьезоэлементом, который вырабатывает небольшое напряжение во время изменения давления. Это значение напряжения поступает на вход блока управления.
  3. Датчик положения коленвала располагается рядом со шкивом генератора. Если присмотреться, то можно увидеть, что на шкиве есть зубья, причём они расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. Суммарное число зубьев — 60, оси соседних расположены на расстоянии 6º. Но если присмотреться ещё внимательнее, то можно увидеть, что 2-х не хватает. Этот промежуток необходим, чтобы датчик фиксировал положение коленвала максимально точно. Датчик вырабатывает напряжение, которое тем больше, чем выше частота вращения.
  4. Датчик фаз (распредвала) работает на эффекте Холла. В конструкции есть диск с вырезанным сегментом и катушка. При вращении диска вырабатывается напряжение. Но в момент, когда прорезь находится над чувствительным элементом, напряжение снижается до 0. В этот момент первый цилиндр находится в ВМТ на такте сжатия. Благодаря датчику фаз точно подаётся искра на свечу и открывается своевременно форсунка.
  5. Датчик детонации расположен на блоке ДВС между 2 и 3 цилиндрами (чётко посередине). Работает на пьезоэффекте — при наличии вибрации происходит генерирование напряжения. Чем сильнее вибрация, тем выше уровень сигнала. Блок управления при помощи датчика изменяет угол опережения зажигания.
  6. Датчик дроссельной заслонки представляет собой переменный резистор, на который подаётся напряжение 5 В. В зависимости от того, в каком положении находится заслонка, напряжение уменьшается. Иногда случаются поломки — в начальном положении показания датчика прыгают. Стирается резистивный слой, ремонт невозможен, эффективнее установить новый.
  7. Датчик температуры ОЖ, от него зависит качество воспламенения топливовоздушной смеси. С его помощью не только происходит коррекция угла опережения зажигания, но и включение электровентилятора.
  8. Лямбда-зонд расположен в системе выпуска отработанных газов. В современных системах, которые удовлетворяют последним экологическим стандартам, можно встретить 2 датчика кислорода. Лямбда-зонд отслеживает количество кислорода в выхлопных газах. У него есть внешняя часть и внутренняя. За счёт напыления из драгметалла можно оценить количество кислорода в выхлопных газах. Внешняя часть датчика «дышит» чистым воздухом. Показания передаются на блок управления и сравниваются. Эффективные замеры возможны только при достижении высоких температур (свыше 400º), поэтому часто устанавливают подогреватель, чтобы даже в момент начала работы двигателя не наблюдалось перебоев.

Исполнительные механизмы инжекторных систем

По названию видно, что эти устройства выполняют то, что им скажет блок управления. Все сигналы от датчиков анализируются, сравниваются с топливной картой (огромной схемой работы при тех или иных условиях), после чего подаётся команда на исполнительный механизм. Следующие исполнительные механизмы входят в состав инжекторной системы:

  1. Электрический бензонасос, установленный в баке. Он нагнетает в рампу бензин под давлением около 3,5 Мпа. Вот какое давление в топливной системе должно быть, при нем распыление смеси окажется наиболее качественным. При повышении оборотов коленвала увеличивается расход бензина, нужно его больше нагнетать в рампу, чтобы удерживать давление на уровне. В нижней части насосов устанавливается фильтр, который нужно менять хотя бы раз в 30000 км пробега.
  2. Электромагнитные форсунки устанавливаются в рампе и предназначены для подачи топливовоздушной смеси в камеры сгорания. Чем дольше открыт клапан форсунки, тем больше смеси поступит в камеру сгорания — именно такой принцип дозирования лежит в основе.
  3. Дроссельный механизм приводится в движение педалью из салона. Но в последние годы набирает популярность электронная педаль газа. Это означает, что вместо тросика используется потенциометр на педали и небольшой электродвигатель на дроссельной заслонке.
  4. Регулятор холостого хода предназначен для контроля количества воздуха, поступающего в топливную рампу при полностью закрытой дроссельной заслонке. На карбюраторных моторах аналогичную функцию выполняет «подсос». Несмотря на то, что топливная система отличается, суть работы остаётся той же — подача смеси и её сгорание.
  5. Модуль зажигания — короб, в котором находится 4 высоковольтные катушки. Хорошая конструкция, но крайне ненадёжная — высоковольтные провода имеют свойство портиться. Намного эффективнее окажется использование для каждой свечи отдельной катушки, выполненной в виде наконечника.

Работа двигателя с инжекторной системой впрыска

А теперь можно рассмотреть и принцип работы системы питания инжекторного двигателя. При включении зажигания происходит переход в рабочий режим всех механизмов и устройств. Первым делом насос нагнетает бензин в рампу до минимального давления, которого хватит для запуска.

А дальше все ждут, когда провернётся коленвал, и с его датчика пойдёт сигнал на блок управления о положении поршней в цилиндрах. Одновременно с этим датчик фаз выдаёт сигнал о том, какой такт совершается. После анализа данных блок управления даёт команду на форсунки (в зависимости от того, в каком цилиндре происходит впуск).

При вращении коленвала постоянно снимаются данные с датчиков и, исходя из них, происходит открывание нужных электромагнитных форсунок на определённый промежуток времени. Смесь воспламеняется, отработанные газы выходят через выпускной коллектор. По тому, какое содержание кислорода в них, можно судить о качестве сгорания топлива.

Если содержание кислорода большое, то смесь сгорает не до конца. Блок управления производит корректировку угла опережения зажигания, чтобы добиться наилучших показаний.

Но вот во время прогрева некоторые датчики не влияют на работу системы управления. Это датчики расхода воздуха, детонации и абсолютного давления. При достижении рабочей температуры включаются они в работу. Причина — во время прогрева невозможно соблюсти все условия, в частности, соотношение бензина и воздуха. Уровень СО в выхлопных газах тоже будет зашкаливать, поэтому контроль всех этих параметров не следует производить.

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.

Инжекторная система — что это и как она работает

Сейчас практически на любом бензиновом моторе легкового автомобиля, используется инжекторная система питания, которая пришла на смену карбюратору. Инжектор благодаря ряду рабочих характеристик превосходит карбюраторную систему, поэтому он является более востребованным.

Немного истории

Активно устанавливаться такая система питания на автомобилях стала со средины 80-х годов, когда начали вводиться нормы экологичности выбросов. Сама идея инжекторной системы впрыска топлива появилась значительно раньше, еще в 30-х годах. Но тогда основная задача крылась не в экологичном выхлопе, а повышении мощности.

Первые инжекторные системы применялись в боевой авиации. На то время, это была полностью механическая конструкция, которая вполне неплохо выполняла свои функции. С появлением реактивных двигателей, инжекторы практически перестали использоваться в военной авиатехнике. На автомобилях же механический инжектор особо распространения не получил, поскольку он не мог полноценно выполнять возложенные функции. Дело в том, что режимы двигателя автомобиля меняются значительно чаще, чем у самолета, и механическая система не успевала своевременно подстраиваться под работу мотора. В этом плане карбюратор выигрывал.

Но активное развитие электроники дало «вторую жизнь» инжекторной системе. И немаловажную роль в этом сыграла борьба за уменьшение выброса вредных веществ. В поисках замены карбюратору, который уже не соответствовал нормативам экологии, конструкторы вернулись к инжекторной системе впрыска топлива, но кардинально пересмотрели ее работу и конструкцию.

Что такое инжектор и чем он хорош

Инжектор дословно переводится как «впрыскивание», поэтому второе название его – система впрыска с помощью специальной форсунки. Если в карбюраторе топливо подмешивалось к воздуху за счет разрежения, создаваемого в цилиндрах мотора, то в инжекторном моторе бензин подается принудительно. Это самое кардинальное различие между карбюратором и инжектором.

Достоинствами инжекторного двигателя, относительно карбюраторных, такие:

  1. Экономичность расхода;
  2. Лучший выход мощности;
  3. Меньшее количество вредных веществ в выхлопных газах;
  4. Легкость пуска мотора при любых условиях.

И достигнуть этого всего удалось благодаря тому, что бензин подается порционно, в соответствии с режимом работы мотора. Из-за такой особенности в цилиндры мотора поступает топливовоздушная смесь в оптимальных пропорциях. В результате, практически на всех режимах работы силовой установки в цилиндрах происходит максимально возможное сгорание топлива с меньшим содержанием вредных веществ и повышенным выходом мощности.

Видео: Принцип работы системы питания инжекторного двигателя

Первые инжекторы, которые массово начали использовать на бензиновых моторах все еще были механическими, но у них уже начал появляться некоторые электронные 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 три типа инжекторных систем впрыска, различающихся по типу подачи топлива:

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

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.

2. Распределенная

Распределенный впрыск топлива

Распределенная система – на данный момент самая оптимальная и используется на множестве автомобилей. У такого типа  инжекторных двигателей 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.

3. Непосредственная

Система непосредственного впрыска топлива

Система непосредственного впрыска 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 сложная по конструкции и очень требовательна к качеству бензина.

Конструкция и принцип работы инжектора

Поскольку система распределенного впрыска – самая распространенная, то на именно на ее примере рассмотрим конструкцию и принцип работы инжектора.

Условно эту систему можно разделить на две части – механическую и электронную. Первую дополнительно можно назвать исполнительной, поскольку благодаря ей обеспечивается подача компонентов топливовоздушной смеси в цилиндры. Электронная же часть обеспечивает контроль и управление системой.

Механическая составляющая инжектора

Система питания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

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.

Видео: Инжектор

Что касается назначения каждого из них, то все просто. 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, соединенной со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.

Раньше форсунки были полностью механическими, и срабатывали они от давления топлива. При достижении определенного значения давления топливо, преодолевая усилие пружины форсунки, открывало клапан подачи и впрыскивалось через распылитель.

Устройство электромагнитной форсунки

Современная форсунка – электромагнитная. В ее основе лежит обычный соленоид, то есть проволочная обмотка и якорь. 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.

Электронная составляющая

Основным элементом электронной части инжекторной системы подачи топлива является электронный блок, состоящий из контролера 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:

  1. Лямбда-зонд . Это датчик, который определяет остатки несгоревшего воздуха в выхлопных газах. На основе показаний лямбда-зонда ЭБУ оценивает как соблюдается смесеобразование в необходимых пропорциях. Устанавливается в выпускной системе авто.
  2. Датчик массового расхода воздуха (аббр. ДМРВ). Этим датчиком определяется количество проходящего через дроссельный узел воздуха при всасывании его цилиндрами. Расположен в корпусе воздушного фильтрующего элемента;
  3. Датчик положения дроссельной заслонки (аббр. ДПДЗ). Этот датчик подает сигнал о положении педали акселератора. Установлен в дроссельном узле;
  4. Датчик температуры силовой установки. На основе показаний этого элемента регулируется состав смеси в зависимости от температуры мотора. Располагается возле термостата;
  5. Датчик положения коленчатого вала (аббр. ДПКВ). На основе показаний этого датчика определяется цилиндр, в который необходимо подать порцию топлива, время подачи бензина, и искрообразование. Установлен возле шкива коленчатого вала;
  6. Датчик детонации. Необходим для выявления образования детонационного сгорания и принятия мер для его устранения. Расположен на блоке цилиндров;
  7. Датчик скорости. Нужен для создания импульсов, по которым высчитывается скорость движения авто. На основе его показаний делается корректировка топливной смеси. Установлен на коробке передач;
  8. Датчик фаз. Он предназначен для определения углового положения распредвала. На некоторых автомобилях может отсутствовать. При наличии этого датчика в двигателе выполняется фазированный впрыск, то есть, импульс на открытие поступает только для конкретной форсунки. Если этого датчика нет, то форсунки работают в парном режиме, когда сигнал на открытие подается сразу на две форсунки. Установлен в головке блока;

Теперь коротко от том, как все работает. Элекробензонасос заполняет всю систему топливом. Контролер получает показания от все 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.

Что касается подачи топлива, то 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.

Схема системы впрыска топлива

Система впрыска топлива применяется для дозированной подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания в строго определенный момент времени. От характеристик данной системы зависит мощность, экономичность и экологический класс двигателя автомобиля. Системы впрыска могут иметь различную конструкцию и варианты исполнения, что характеризует их эффективность и сферу применения.

Краткая история появления

Инжекторная система подачи топлива начала активно внедряться в 70-х годах, явившись реакцией на возросший уровень выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Она была заимствована в авиастроении и являлась экологически более безопасной альтернативой карбюраторному двигателю. Последний был оснащен механической системой подачи топлива, при которой топливо поступало в камеру сгорания за счет разницы давлений.

Первая система впрыска была практически полностью механической и отличалась малой эффективностью. Причиной этого был недостаточный уровень технического прогресса, который не мог полностью раскрыть ее потенциал. Ситуация изменилась в конце 90-х годов с развитием электронных систем управления работой двигателя. Электронный блок управления стал контролировать количество впрыскиваемого топлива в цилиндры и процентное соотношение компонентов топливовоздушной смеси.

Виды систем впрыска бензиновых двигателей

Существует несколько основных видов систем впрыска топлива, которые отличаются способом образования топливовоздушной смеси.

Моновпрыск, или центральный впрыск

Схема с центральным впрыском предусматривает наличие одной форсунки, которая расположена во впускном коллекторе. Такие системы впрыска можно найти только на старых легковых автомобилях. Она состоит из следующих элементов:

  • Регулятор давления — обеспечивает постоянную величину рабочего давления 0,1 МПа и предотвращает появление воздушных пробок в топливной системе.
  • Форсунка впрыска — осуществляет импульсную подачу бензина во впускной коллектор двигателя.
  • Дроссельная заслонка — выполняет регулирование объема подаваемого воздуха. Может иметь механический или электрический привод.
  • Блок управления — состоит из микропроцессора и блока памяти, который содержит эталонные данные характеристики впрыска топлива.
  • Датчики положения коленчатого вала двигателя, положения дроссельной заслонки, температуры и т.д.

Системы впрыска бензина с одной форсункой работают по следующей схеме:

  • Двигатель запущен.
  • Датчики считывают и передают информацию о состоянии системы в блок управления.
  • Полученные данные сравниваются с эталонной характеристикой, и, на основе этой информации, блок управления рассчитывает момент и длительность открытия форсунки.
  • На электромагнитную катушку направляется сигнал об открытии форсунки, что приводит к подаче топлива во впускной коллектор, где он смешивается с воздухом.
  • Смесь топлива и воздуха подается в цилиндры.

Распределенный впрыск (MPI)

Система с распределенным впрыском состоит из аналогичных элементов, но в такой конструкции предусмотрены отдельные форсунки для каждого цилиндра, которые могут открываться одновременно, попарно или по одной. Смешение воздуха и бензина происходит также во впускном коллекторе, но, в отличие от моновпрыска, подача топлива осуществляется только во впускные тракты соответствующих цилиндров.

Схема работы системы с распределенным впрыском

Управление осуществляется электроникой (KE-Jetronic, L-Jetronic). Это универсальные системы впрыска топлива Bosch, получившие широкое распространение.

Принцип действия распределенного впрыска:

  • В двигатель подается воздух.
  • При помощи ряда датчиков определяется объем воздуха, его температура, скорость вращения коленчатого вала, а также параметры положения дроссельной заслонки.
  • На основе полученных данных электронный блок управления определяет объем топлива, оптимальный для поступившего количества воздуха.
  • Подается сигнал, и соответствующие форсунки открываются на требуемый промежуток времени.

Непосредственный впрыск топлива (GDI)

Система предусматривает подачу бензина отдельными форсунками напрямую в камеры сгорания каждого цилиндра под высоким давлением, куда одновременно подается воздух. Эта система впрыска обеспечивает наиболее точную концентрацию топливовоздушной смеси, независимо от режима работы мотора. При этом смесь сгорает практически полностью, благодаря чему уменьшается объем вредных выбросов в атмосферу.

Разные системы и типы впрыска топлива.

Рассмотрим кратко некоторые схемы.

Топливный инжектор — это не что иное, как автоматический контролируемый клапан. Топливные форсунки являются частью механической системы, которая впрыскивает топливо в камеры сгорания через определенный интервал. Топливные инжекторы способны открываться и закрываться много раз в течение одной секунды. В последние годы, использованные ранее для доставки топлива карбюраторы, были практически заменены инжекторами.

  • Дроссельно-заслонный инжектор.

Корпус дроссельной заслонки является самым простым типом впрыска. Как и карбюраторы, дроссельно-заслонный инжектор расположен на верхней части двигателя. Такие инжекторы очень сильно напоминают карбюраторы, кроме их работы. Как и карбюраторы, они не имеют миску топлива или жиклеры. В том виде форсунки передают его непосредственно в камеры сгорания.

  • Система непрерывного впрыска.

Как и предполагает название, существует непрерывный поток топлива из форсунок. Вход его в цилиндры или трубки контролируется с помощью впускных клапанов. Существует непрерывный поток топлива при переменной ставке в непрерывной инъекции.

  • Центральный порт впрыска (ИПЦ).

Эта схема использует особый тип арматуры, так называемые ‘тарелки клапанов’. Тарелками клапанов являются клапаны, используемые для управления входа и выброса топлива к цилиндру. Это распыляет горючее на каждый прием с помощью трубки, прикрепленной к центральному инжектору.

  • Мульти-порт или многоточечный впрыск топлива — схема работы.

Один из более продвинутых схем впрыска топлива в наше время называется ‘многоточечный или мульти-порт впрыска’. Это динамический тип впрыска, в котором содержится отдельная форсунка для каждого цилиндра. В мульти-порт системе впрыска топлива все форсунки распыляют его одновременно без каких-либо задержек. Одновременный многоточечный впрыск — это одна из самых продвинутых механических настроек, которая позволяет горючему в цилиндре мгновенно воспламеняться. Следовательно, с многоточечным впрыском топлива водитель получит быстрый отклик.

Современные схемы впрыска топлива являются довольно сложными компьютеризированными механическими системами, которые сводятся не только к топливным форсункам. Весь процесс контролируется с помощью компьютера. И различные детали реагируют в соответствии с данными инструкциями. Существует ряд датчиков, которые адаптируется с помощью посыла важной информации компьютером. Существуют различные датчики, которые контролируют расход топлива, уровень кислорода и другие.

Хотя эта схема топливной системы более сложная, но работа ее разных частей очень уточненная. Она помогает контролировать уровень кислорода и расход топлива, что поможет избежать ненужного расхода горючего в двигателе. Топливная форсунка дает вашему авто потенциал для выполнения задач с высокой степенью точности.

Для разных топливных систем зачастую приходит необходимость для промывки специальным оборудованием.

Сущность схемы непосредственного впрыска в камеру сгорания

Для человека, который не обладает техническим складом ума, разобраться в данном вопросе – задача чрезвычайно сложная. Но все же знание отличий данной модификации двигателя от инжекторной или карбюраторной необходимо. Впервые двигатели с непосредственным впрыском применялись в модели Mercedes-Benz 1954 года выпуска, но большую популярность данная модификация приобрела благодаря компании Mitsubishi под названием Gasoline Direct Injection.

И с тех пор данная конструкция применяется многими известными брендами, такими как:

При этом каждая из фирм использует свое название для рассматриваемой системы. Но принцип действия остается одним и тем же.

Росту популярности системы впрыска топлива способствуют показатели ее экономичности и экологичности, так как при ее использовании значительно сокращается выброс вредных веществ в атмосферу.

Основные особенности системы впрыска топлива

Основной принцип работы данной системы состоит в том, что топливо непосредственно впрыскивается в цилиндры двигателя. Для работы системы обычно необходимо наличие двух топливных насосов:

  1. первый располагается в баке с бензином,
  2. второй – на двигателе.

Причем второй является насосом высокого давления, иногда выдающим более 100 бар. Это необходимое условие работы, так как топливо поступает в цилиндр на такте сжатия. Высокое давление является основной причиной особого строения форсунок, которые выполняются в виде уплотнительных тефлоновых колец.

Данная топливная система, в отличие от системы с обычным впрыском, является системой с внутренним смесеобразованием с послойным или однородным образованием топливовоздушной массы. Способ смесеобразования изменяется с изменением нагрузки двигателя. Разберемся в работе двигателя при послойном и однородном образовании топливовоздушной смеси.

Работа при послойном образовании топливной смеси

Из-за особенностей строения коллектора (наличия заслонок, которые закрывают низы) перекрывается доступ к низу. На такте впуска воздух поступает в верхнюю часть цилиндра, после некоторого вращения коленчатого вала на такте сжатия происходит впрыск топлива, который и требует большого давления насоса. Далее полученная смесь сносится при помощи воздушного вихря на свечу. В момент подачи искры бензин уже будет хорошо перемешан с воздухом, что способствует качественному сгоранию. При этом воздушная прослойка создает своеобразную оболочку, которая снижает потери и повышает коэффициент полезного действия, тем самым уменьшая расход топлива.

Следует отметить, что работа при послойном впрыске топлива является наиболее перспективным направлением, так как в этом режиме можно достичь наиболее оптимального сгорания топлива.

Однородное образование топливной смеси

В данном случае происходящие процессы понять еще легче. Топливо и необходимый для сгорания воздух почти одновременно попадают в цилиндр двигателя на такте впуска. Еще до достижения поршнем верхней мертвой точки топливовоздушная смесь находится в смешанном состоянии. Образование высококачественной смеси происходит благодаря высокому давлению впрыска. Система переключается с одного режима работы на другой благодаря анализу поступающих данных. Это в результате и приводит к повышению экономичности двигателя.

Основные недостатки впрыска топлива

Все преимущества системы с непосредственным впрыском топлива достигаются только при использовании бензина, качество которого соответствует определенным критериям. В них и следует разобраться. Требования к октановому числу у системы больших особенностей не имеют. Хорошее охлаждение топливовоздушной смеси достигается и при использовании бензинов, имеющих октановые числа от 92 до 95.

Наиболее жесткие требования выдвигаются именно к очистке бензина, его составу, содержанию свинца, серы и грязи. Серы быть вообще не должно, так как ее наличие приведет к скорому износу топливной аппаратуры и выходу из строя электроники. К числу недостатков также следует отнести увеличение стоимости системы. Это вызвано усложнением конструкции, которое в свою очередь приводит к увеличению себестоимости компонентов.

Итоги

Анализируя вышеприведенную информацию, можно с уверенностью сказать, что система с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания является более перспективной и современной, чем впрыск с распределением. Она позволяет существенно повышать экономичность двигателя за счет высокого качества топливовоздушной смеси. Основным недостатком системы является наличие высоких требований к качеству бензина, большая стоимость ремонта и обслуживания. А при использовании бензина низкого качества потребность в более частом ремонте и обслуживании сильно возрастает.

Инжектор или впрыск (от английского inject — «впрыск») топлива — система дозированной подачи топлива в цилиндры двигателя. (схема системы впрыска топлива)Существует много разновидностей впрыска — механический, моновпрыск, распределенный, непосредственный. Мы будем рассматривать только относительно современные электронные системы распределенной подачи топлива, на основе ЭСУД (электронной системы управления двигателем) рассчитывающей подачу топлива на основе сигналов установленных на двигателе датчиков.
На рисунке схематично показан принцип многоточечного распределенного впрыска. Подача воздуха (2) регулируется дроссельной заслонкой (3) и перед разделением на 4 потока накапливается в ресивере (4). Ресивер необходим для правильного измерения массового расхода воздуха (т.к измеряется общий массовый расход (MAF) или давление в ресивере (MAP). Последний должен быть достаточного объема для исключения воздушного «голодания» цилиндров при большом потреблении воздуха и сглаживания пульсаций на пуске. Форсунки (5) устанавливаются в канал в непосредственной близости от впускных клапанов.

Схема системы впрыска топлива (СНВТ) (Gasoline Direct Injection (GDI)) — Инжекторная система подачи топлива для бензиновых двигателей внутреннего сгорания с непосредственным впрыском топлива, у которой форсунки расположены в головке блока цилиндров и впрыск топлива происходит непосредственно в цилиндры. Топливо подается под большим давлением в камеру сгорания каждого цилиндра в противоположность стандартной системе распределённого впрыска топлива, где впрыск производится во впускной коллектор.

Такие двигатели более экономичны (до 20% экономии), отвечают более высоким экологическим стандартам, однако и более требовательны к качеству топлива. Источник

Распределенный или точечный (то есть, когда на каждый цилиндр работает своя форсунка) схема системы впрыска топлива делится на три типа:
Одновременный , когда за один рабочий цикл двигателя все 4 форсунки отрабатывают два раза одновременно. Диаграмма работы:

Попарно-параллельный или групповой, когда за один рабочий такт двигателя форсунки отрабатывают парами (1-4 и 2-3) параллельно два раза за рабочий такт. Диаграмма работы:

Фазированный или последовательный, когда за один рабочий такт двигателя каждая форсунка отрабатывает по одному разу в соответствии с фазой впрыска.
Естественно, что время впрыска во всех системах различно, при этом количество поданного в цилиндры за один рабочий такт топлива примерно одинаково. Диаграмма работы:

На диаграммах работы желтым обозначен впуск, черным — впрыск топлива, молнией — зажигание. В системах впрыска Bosch MP7.0H используется несколько другой алгоритм фазированного впрыска, вместо привычного 1-3-4-2 топливо подается последовательно 1-2-3-4.

Суммарное время схема системы впрыска топлива на одновременном и попарно-параллельном способе одинаково, на фазированном — в два раза выше, т.к за 1 цикл одновременного и попарно-параллельного впрыска форсунка включается 2 раза, а на фазированном — 1, поэтому время ее работы увеличено в 2 раза.

I. Датчики

Итак, начнем с информации, необходимой ЭБУ (Электронному блоку управления) для управления впрыском и зажиганием, т.н «Определяющие параметры»

Положение коленвала Датчик положения коленвала (ДПКВ)
Частота вращения коленвала Датчик положения коленвала (ДПКВ)
Массовый расход воздуха Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)
Температура охлаждающей жидкости Датчик температуры ОЖ (ДТОЖ)
Положение дросселя Датчик положения дроссельной зсалонки (ДПДЗ)
Напряжение питания бортовой сети автомобиля
Скорость движения автомобиля Датчик скорости (ДС)
Наличие детонации Датчик детонации (ДД)
Включение кондиционера
Содержание О2 в отработанных газах Датчик кислорода (ДК)
Положение (фаза) распредвала Датчик фазы (ДФ)
Контроль вибрации двигателя Датчик неровной дороги

Для функционирования ЭСУД не обязательно наличие всех датчиков. Комплектации зависят от системы впрыска, от норм токсичности и пр. В программе управления

есть флаги комплектации, которые информируют ПО о наличии или отсутствии каких-либо датчиков. В таблице серым выделены основные датчики, необходимые для работы (исключение составляют системы впрыска на «классику», где не используется датчик детонации).
Датчик кислорода используется только в системах с катализатором под нормы токсичности Евро-2 и Евро-3 (в Евро-3 используется два датчика кислорода (ДК) — до катализатора и после него). Датчик фазы нужен для более точного расчета времени впрыска в системах с фазированным впрыском.
ДПКВ служит для общей синхронизации системы, расчета оборотов двигателя и положения КВ в определенные моменты времени. ДПКВ — полярный датчик. При неправильном включении двигатель заводится не будет. При аварии датчика работа системы невозможна. Это единственный «жизненно важный» в системе датчик, при котором движение автомобиля невозможно. Аварии всех остальных датчиков позволяют своим ходом добраться до автосервиса.
ДМРВ служит для расчета циклового наполнения цилиндров. Измеряется массовый расход воздуха, который потом пересчитывается программой в цилиндровое цикловое наполнение. При аварии датчика его показания игнорируются, расчет идет по аварийным таблицам.
ДТОЖ служит для определения коррекции топливоподачи и зажигания по температуре и управления электровентилятором. При аварии датчика его показания игнорируются, температура берется из таблицы в зависимости от времени работы двигателя. Внимание! Сигнал ДТОЖ подается только на ЭБУ, для индикации на панели используется другой датчик.
ДПДЗ служит для расчета фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия ДЗ, оборотов двигателя и циклового наполнения.
Датчик детонации служит для контроля за детонацией. При обнаружении последней ЭБУ включает алгоритм гашения детонации, оперативно корректируя УОЗ. В первых ЭСУД применялся резонансный ДД, пришедший с системы GM. Сейчас повсеместно используются широкополосные ДД.
Напряжение бортовой сети автомобиля — по нему определяется степень коррекции работы электромагнитных клапанов форсунок и времени накопления в модуле зажигания (МЗ).
Датчик скорости автомобиля используется при расчетах блокировки/возобновления топливоподачи при движении. Этот сигнал так же подается на приборную панель для расчета пробега. 6000 сигналов с ДС примерно соответствуют 1 км. пробега автомобиля.
Датчик фазы служит для точной синхронизации по времени впрыска в системах с фазированным (последовательным) впрыском. При аварии или отсутствие датчика система переходит на попарно — параллельную (групповую) систему подачи топлива.
Запрос на включение кондиционера служит для информации ЭБУ о том, что необходимо подготовить двигатель к включению кондиционера (появлению нагрузки на двигатель) — изменить обороты ХХ и принцип регулирования ХХ.
Датчик неровной дороги (раньше применяется довольно редко, сейчас все чаще, в связи с вводом норм токсичности Евро-3) служит для оценки уровня вибраций автомобиля при детектировании пропусков воспламенения, с его помощью оценивается правильность работы зажигания (служит для оценки уровня вибраций автомобиля. Это необходимо для правильной работы системы детектирования пропусков воспламенения, чтобы определить причину неравномерности.)

II. Исполнительные механизмы

Про результатам опроса определенных в программе датчиков, программа ЭБУ осуществляет управление исполнительными механизмами (ИМ).

Топливоподача Форсунки
Бензонасос
Система зажигания Модуль зажигания
Регулировка холостого хода регулятор холостого хода (РХХ)
Диагностика Лампа Check Engine (CE)
Вывод данных через колодку диагностики
Вентилятор системы охлаждения
Функции маршрутного компьютера Сигнал на тахометр
Сигнал расхода топлива
Муфта компрессора кондиционера
Система улавливания паров бензина (Евро-2;3) Клапан СУПБ (или «адсорбер»)

Форсунка – прецензионный электромагнитный (встречаются пьезоэлектрические) клапан с нормированной производительностью. Служит для впрыска вычисленного для данного режима движения количества топлива.
Бензонасос предназначен для нагнетания топлива в топливную рампу. Давление в топливной рампе поддерживается вакуумно-механическим регулятором давления. В некоторых системах регулятор давления топлива (РДТ) совмещен с бензонасосом. Исправный бензонасос без регулирования (с пережатой обраткой) должен создавать в магистрали давление не менее 5 атм. Рабочее давление на ХХ должно быть около 2,2-2,4 атм, на ХХ со снятым вакуумом — 3 атм. Бензонасос, совмещенный с РДТ, используемый в системах с безсливной рампой — 3,8 атм.
Модуль зажигания – электронное устройство управления искрообразованием. Содержит в себе два независимых канала для поджига смеси в 1-4 и 2-3 цилиндрах. То есть реализуется принцип «холостой искры». В последних модификациях низковольтные элементы МЗ помещены в ЭБУ, а для получения высокого напряжения используются либо выносная двухканальная катушка зажигания, либо катушки зажигания непосредственно на свече.
Регулятор холостого хода служит (совместно с УОЗ — регулированием) для поддержании заданных оборотов ХХ. Представляет собой прецизионный шаговый двигатель, регулирующий обводной канал воздуха в корпусе дроссельной заслонки, для обеспечения двигателя воздухом, необходимым для поддержания ХХ (7-12 кг./час) при закрытой дроссельной заслонке.
Вентилятор системы охлаждения управляется ЭБУ по сигналам ДТОЖ. Разница между включением/выключением как правило 4-5 грд.С.
Сигнал на тахометр выдается на приборную панель для индикации текущих оборотов двигателя.
Сигнал расхода топлива выдается на маршрутный компьютер — 16000 импульсов на 1 расчетный литр израсходованного топлива. Данные эти приблизительные, т.к рассчитываются они на основе суммарного времени открытия форсунок с учетом некоторого эмпирического коэффициента, который необходим для компенсации погрешностей измерения, вызванных работой форсунок в нелином участке диапазона, асинхронной топливоподачей и другими факторами. Как показывает практика, сигнал расхода топлива более — менее соответствует истине на системах с ДК.
Адсорбер, он же СУПБ является элементом замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Нормами Евро-2 не предусмотрен контакт вентиляции бензобака с атмосферой, пары бензина должны собираться (адсорбироваться) и при продувке посылаться в цилиндры на дожиг.
Управление муфтой кондиционера служит для включения кондиционера после обработки сигнала на запрос включения кондиционера, т.е когда система готова к этому.

III. Электронный блок управления

ЭБУ (электронный блок управления) – по сути специализированный микрокомпьютер, обрабатывающий данные, поступающие с датчиков и по определенному алгоритму управляющий исполнительными механизмами.
Сама программа хранится в микросхеме ПЗУ, английское название микросхемы — CHIP (чип), отсюда и пошло название ЧИП-ТЮНИНГ, то есть изменение программы управления двигателем. Содержимое «чипа» — обычно делится на две функциональные части — собственно программа, осуществляющая обработку данных и математические расчеты и блок калибровок. Калибровки — набор (массив) фиксированных данных (переменных) для работы программы управления.
Сам чип-тюнинг делится, соответственно два направления: рекалибровку переменных программы и на изменение алгоритмов обработки калибровок. Часто эти направления смешиваются, но цель у них одна — улучшение эксплуатационных характеристик управляемого двигателя. Следует иметь ввиду, что для правильной работы любой программы необходимо наличие полностью исправных датчиков и ИМ. Тюнинговые прошивки, как правило, более точно настроены но и более требовательны к состоянию датчиков и ИМ. При «затюнивании» неисправности можно получить прямо противоположный ожидаемому эффект. Поэтому любой чип-тюнинг должен производиться на полностью продиагностированном авто, к которому нет никаких замечаний. Самый «правильный», но самый сложный и дорогой чип-тюнинг — это настройка программы на конкретное авто и конкретного водителя.

Последние разработки в области систем управления двигателем — это новые контроллеры Bosch MP7.0H и Bosch M7.9.7. В отличие от предыдущих систем, здесь используется так называемая ‘моментная’ математическая модель двигателя, такие системы намного сложнее калибруются и более ‘капризны’ в случае изменения физических параметров двигателя (рабочий объем, геометрия, впуск-выпуск). В последнем случае требуется калибровка самой матмодели (которая включает несколько сотен калибровок), что практически невозможно без специального оборудования и методик. Несмотря на это можно утверждать, что в настоящее время данные системы успешно поддаются чип-тюнингу.

“>

Инжекторная система подачи топлива и ее работа

Инжекторная система подачи топлива в автомобилях стала массово распространяться с 80-х годов минувшего века. В их двигателях горючее в результате сжатия посредством форсунок-инжекторов под давлением впрыскивается в цилиндр или в коллектор впуска.

Инжекторная система подачи топлива

Чем хороша инжекторная система подачи топлива?

Время показало ее преимущества в сравнении с моторами, где топливо подается посредством карбюратора. Инжекторная схема мотора имеет немалые достоинства:

  1. Расход горючего в двигателях внутреннего сгорания меньше, что подтверждается инжекторной системой подачи топлива ВАЗ 2109;
  2. ДВС запускается проще, улучшаются его эксплуатационный режим;
  3. Система впрыска регулируется автоматически с помощью датчика кислорода;
  4. Отработанные газы содержат меньше углеводородов;
  5. При одинаковых объемах карбюраторного и инжекторного мотора у последнего мощность выше примерно на 10 %;
  6. В 2016 году производители автомобилей полностью отказались от карбюраторов в легковых и малых грузовых машинах.

Как работает инжектор?

Чтобы понять, как подается топливная смесь в инжекторный двигатель, необходимо представить себе устройство инжектора.

Обычно он состоит из:

  • Электробензонасоса;
  • Контроллера или электронного блока управления;
  • Регулятора давления;
  • Различных датчиков;
  • Собственно инжектора или форсунок.

Схема устройства инжекторной системы подачи топлива

Принцип работы инжектора достаточно прост. Контроллер анализирует поступающую от датчиков информацию и запускает бензонасос. Тот закачивает топливо в систему. С помощью регулятора давления обеспечиваются нужные параметры давления во впускном коллекторе и в инжекторах. Эти элементы хорошо работают в инжекторной системе подачи топлива ВАЗ 2107. Учитываются данные о положении и скорости вращения коленвала, расходе воздуха и другие. Электроника принимает решение о запуске двигателя и о том, как должен работать инжектор.

Принцип работы его основывается на четкой работе контроллера, который включает электромагнитный клапан форсунки с иглой. Он обеспечивает хорошее функционирование систем зажигания, подачи топлива, диагностики, охлаждения двигателя и других. В результате впрыск происходит точно в нужный момент. При этом топливовоздушная эмульсия подается в нужном количестве и составе.

Какими бывают инжекторы?

От форсунок в решающей степени зависит подача топлива в инжекторном двигателе. Долгое время весьма распространенной была система моновпрыска, при которой через одну форсунку можно осуществлять впрыск во все цилиндры. Определенное время она существовала наряду с многоточечным впрыском.

Эти виды инжекторов развивались по-разному. Моновпрыск не соответствовал Евро-3, быстро устарел и встречается не часто. Сегодня доминирует более совершенная система, с помощью которой осуществляется распределенный впрыск топлива.

Здесь на коллектор впуска цилиндра ставится отдельная форсунка или посредством нее топливная смесь попадает непосредственно в камеру сгорания. Распределенный впрыск топливной смеси может быть:

  • Одновременным;
  • Попарно-параллельным;
  • Фазированным или последовательным.

Особого внимания требуют машины, на которые ставятся несовершенные инжекторные системы подачи топлива. «Газель» является одним из примеров тому. Замена карбюраторного двигателя на инжекторный порой не уменьшала большой расход топлива.

Особенности устройства инжекторного двигателя

Для того чтобы грамотно эксплуатировать автомобиль, у которого имеется система питания бензинового двигателя с впрыском топлива, необходимо иметь представление о его работе. Особенно когда речь идет об отечественных автомобилях, инжекторной системе подачи топлива ВАЗ 2114 и других машин.

Без этого будет сложно самому понимать и устранять возможные неисправности машины. Усвоив особенности конструкции, принцип работы, устройство инжекторного двигателя можно разобраться в неисправности и даже устранить ее, не обращаясь на СТО.

Инжекторным двигателем управляет контроллер. В отечественных машинах его обычно размещают справа под приборной панелью. Задача этого прибора — непрерывно обрабатывать информацию о состоянии мотора и обеспечивать надежную работу его систем. Блок управления включает различные реле, форсунки, датчики.

С помощью встроенной системы диагностики происходит распознавание неполадки в двигателе, сигнализируя контрольной лампой, хранит коды диагностики неисправностей. Она располагает тремя запоминающими устройствами, позволяющими оперативно анализировать техническое состояние за разные периоды времени.

Принципиальной особенностью двигателя является наличие форсунок, которые обеспечивают дозированный впрыск топливовоздушной смеси во впускную трубу после получения команды от управляющего блока. При этом необходимый воздух подается при помощи дроссельного узла и регулятора холостого хода. Форсунки крепятся к рампе, которая установлена на впускной трубе.

Форсунка представляет собой электромеханический клапан, который при помощи пружины запирается иглой. Когда от блока управления подается на обмотку электромагнита форсунки импульс, игла поднимается, открывая сопло распылителя. Через него смесь подается во впускную трубу мотора. Форсунки требуют постоянного контроля. Малейшее их засорение может негативно сказаться на работе двигателя.

Устройство электромагнитной форсунки бензинового двигателя

Также важной частью этого двигателя является нейтрализатор, который преобразует вредные компоненты отработанных газов.

Основные системы

Сегодня большинство легковых автомобилей имеют инжекторный двигатель. Устройство его помимо блока управления и нейтрализатора предполагает наличие некоторых других важных систем. Среди них системы зажигания, подачи топлива и улавливания паров бензина.

Первая предусматривает наличие расположенного в топливном баке двухступенчатого электробензонасоса, фильтра для очистки топлива, топливопроводов и форсунок вместе с регулятором давления топлива. Фильтр расположен на топливной магистрали между топливной рампой и бензонасосом.

Например, в инжекторной системе подачи топлива ВАЗ 2110 не предполагаются наличия обычной катушки зажигания и распылителя в системе зажигания. В ней используется модуль и две катушки зажигания. Управляется она контроллером. Искра образуется одновременно в двух цилиндрах методом «холостой искры». Система не нуждается в обслуживании и регулировках.

Пары бензина улавливаются при помощи угольного адсорбера, устанавливаемого в моторном отсеке и соединенным с бензобаком и патрубком дросселя трубопроводами. Сверху этого устройства смонтирован электромагнитный клапан. При неработающем двигателе он закрыт.

Когда мотор запускается, он открывается. Блок управления посылает сигнал, воздухом продувается адсорбер. Бензиновые пары попадают в дроссельный патрубок, после чего сжигаются в цилиндрах.

Зачем нужны датчики?

Работа инжектора невозможна без наличия различных датчиков, которые сообщают контроллеру необходимую информацию. Работа датчиков инжекторного двигателя позволяет контролировать параметры работы мотора, предупредить его поломки.

Так, эти приборы различного назначения подают информацию:

  • О частоте, направлении вращения и положении коленвала;
  • Объеме всасываемого воздуха и его температуре;
  • О нагреве охлаждающей жидкости, что позволяет управлять впрыском и зажиганием;
  • О степени открытости дроссельной заслонки позволяет определить нагрузку двигателя;
  • О наличии кислорода в выхлопных газах, что помогает корректировать время впрыска и зажигание;
  • О появлении детонации, что предупреждает поломки мотора;
  • О состоянии распредвала для обеспечения синхронного впрыска.

В двигатель могут устанавливаться и другие датчики, обеспечивающие его надежную работу. Они помогают четко выявить причину, почему нет подачи топлива в двигатель.

Главные плюсы и минусы двигателей с непосредственным впрыском топлива. Системы впрыска топлива в двигатель Виды впрыска топлива бензиновых двигателей

Материал из Энциклопедия журнала «За рулем»

Схема двигателя Volkswagen FSI с непосредственным впрыском бензина

Первые системы впрыска бензина непосредственно в цилиндры двигателя появились еще в первой половине ХХ в. и использовались на авиационных двигателях. Попытки применения непосредственного впрыска в бензиновых двигателях автомобилей были прекращены в 40-е годы ХХ в., потому что такие двигатели получались дорогостоящими, неэкономичными и сильно дымили на режимах большой мощности. Впрыскивание бензина непосредственно в цилиндры связано с определенными трудностями. Форсунки для непосредственного впрыска бензина работают в более сложных условиях, чем те, что установлены во впускном трубопроводе. Головка блока, в которую должны устанавливаться такие форсунки, получается более сложной и дорогой. Время, отводимое на процесс смесеобразования при непосредственном впрыске, существенно уменьшается, а значит, для хорошего смесеобразования необходимо подавать бензин под большим давлением.
Со всеми этими трудностями удалось справиться специалистам компании Mitsubishi , которая впервые применила систему непосредственного впрыска бензина на автомобильных двигателях. Первый серийный автомобиль Mitsubishi Galant с двигателем 1,8 GDI (Gasoline Direct Injection — непосредственный впрыск бензина) появился в 1996 г.
Преимущества системы непосредственного впрыска заключаются в основном в улучшении топливной экономичности, а также и некоторого повышения мощности. Первое объясняется способностью двигателя с системой непосредственного впрыска работать на очень бедных смесях. Повышение мощности обусловлено в основном тем, что организация процесса подачи топлива в цилиндры двигателя позволяет повысить степень сжатия до 12,5 (в обычных двигателях, работающих на бензине, редко удается установить степень сжатия свыше 10 из-за наступления детонации).

Форсунка двигателя GDI может работать в двух режимах, обеспечивая мощный (а) или компактный (б) факел распыленного бензина

В двигателе GDI топливный насос обеспечивает давление 5 МПа. Электромагнитная форсунка, установленная в головке блока цилиндров, впрыскивает бензин непосредственно в цилиндр двигателя и может работать в двух режимах. В зависимости от подаваемого электрического сигнала она может впрыскивать топливо или мощным коническим факелом, или компактной струей.

Поршень двигателя с непосредственным впрыском бензина имеет специальную форму (процесс сгорания над поршнем)

Днище поршня имеет специальную форму в виде сферической выемки. Такая форма позволяет закрутить поступающий воздух, направить впрыскиваемое топливо к свече зажигания, установленной по центру камеры сгорания. Впускной трубопровод расположен не сбоку, а вертикально сверху. Он не имеет резких изгибов, и поэтому воздух поступает с высокой скоростью.

В работе двигателя с системой непосредственного впрыска можно выделить три различных режима:
1) режим работы на сверхбедных 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 ускорений со скоростью порядка 100–120 км/ч. На этом режиме используется очень бедная горючая смесь с коэффициентом избытка воздуха более 2,7. В обычных условиях такая смесь не может воспламениться от искры, поэтому форсунка впрыскивает топливо компактным факелом в конце такта сжатия (как в дизеле). Сферическая выемка в поршне направляет струю топлива к электродам свечи зажигания, где высокая концентрация паров бензина обеспечивает возможность воспламенения смеси.
Второй режим используется при движении автомобиля с высокой скоростью и при резких ускорениях, когда необходимо получить высокую мощность. Такой режим движения требует стехиометрического состава смеси. Смесь такого состава легко воспламеняется, но у двигателя GDI повышена степень сжатия, и для того чтобы не наступала детонация, форсунка впрыскивает топливо мощным факелом. Мелко распыленное топливо заполняет цилиндр и, испаряясь, охлаждает поверхности цилиндра, снижая вероятность появления детонации.
Третий режим необходим для получения большого крутящего момента при резком нажатии педали «газа», когда двигатель работает на малых оборотах. Этот режим работы двигателя отличается тем, что в течение одного цикла форсунка срабатывает два раза. Во время такта впуска в цилиндр для его охлаждения мощным факелом впрыскивается сверхбедная смесь (α=4,1). В конце такта сжатия форсунка еще раз впрыскивает топливо, но компактным факелом. При этом смесь в цилиндре обогащается и детонация не наступает.
По сравнению с обычным двигателем с системой питания с распределенным впрыском бензина, двигатель с системой GDI примерно на 10 % экономичнее и выбрасывает в атмосферу на 20 % меньше углекислого газа. Повышение мощности двигателя доходит до 10 %. Однако, как показала эксплуатация автомобилей с двигателями такого типа, они очень чувствительны к содержанию серы в бензине. Оригинальный процесс непосредственного впрыска бензина разработала компания Orbital. В этом процессе в цилиндры двигателя впрыскивается бензин, заранее смешанный с воздухом с помощью специальной форсунки. Форсунка компании Orbital состоит из двух жиклеров, топливного и воздушного.

Работа форсунки Orbital

Воздух к воздушным жиклерам поступает в сжатом виде от специального компрессора при давлении 0,65 МПа. Давление топлива составляет 0,8 МПа. Сначала срабатывает топливный жиклер, а затем в нужный момент и воздушный, поэтому в цилиндр, мощным факелом впрыскивается топливно-воздушная смесь в виде аэрозоля.
Форсунка, установленная в головке цилиндра рядом со свечой зажигания, впрыскивает топливно-воздушную струю непосредственно на электроды свечи зажигания, что обеспечивает ее хорошее воспламенение.

Конструктивные особенности двигателя с непосредственным впрыском бензина Audi 2.0 FSI

На чтение 5 мин.

В этой статье вы найдете всю главную информацию об такой части дорожного транспортного средства как система впрыска топлива. Начинайте читать уже сейчас!

В представленной нами статье вы легко сможете найти ответы на такие довольно распространенные вопросы:

  • Что собой представляет и как работает система впрыска?
  • Основные типы схем впрыскивания;
  • Каким бывает впрыск топлива, и какое влияние он оказывает на характеристики двигателя?

Что собой представляет и как работает система впрыска топлива?

Современные автомобили оснащены различными системами подачи бензина. Система впрыска горючего или как ее еще называют инжекторной, обеспечивает подачу бензиновой смеси. На современных двигателях система впрыска полностью вытеснила карбюраторную схему питания. Несмотря на это, среди автомобилистов и по сей день нет единственного мнения о том, какая же из них лучше, потому как каждая из них имеет свои достоинства и недостатки. Прежде чем разбираться с принципом работы и типами систем впрыска топлива необходимо разобраться с ее элементами. Итак, система впрыска горючего состоит из таких основных элементов:

  • Дроссельная заслонка;
  • Ресивер;
  • Четыре форсунки;
  • Канал.

Теперь рассмотрим принцип работы системы подачи топлива в двигатель. Подача воздуха регулируется при помощи дроссельной заслонки, и прежде чем разделиться на четыре потока накапливается в ресивере. Ресивер нужен для правильного расчета массовых затрат воздуха, потому как проводится измерение общих массовых затрат или давления в ресивере. Ресивер должен быть достаточного размера для того, чтобы исключить возможность возникновения воздушного голодания цилиндров во время большого потребления воздуха, а также сглаживания пульсации на пуске. Четыре форсунки располагаются в канале в непосредственной близости от впускных клапанов.


Система впрыска топлива применяется как на бензиновых, так и на дизельных двигателях. К тому же, конструкция и принцип работы подачи бензина дизельных и бензиновых двигателей имеют значительные различия. На бензиновых двигателях при помощи подачи топлива образовывается однородная топливовоздушная смесь, принудительно воспламеняющаяся от искр. На дизельных двигателях подача топливной смеси проходит под высоким давлением, доза топливной смеси смешивается с горячим воздухом и практически сразу воспламеняется. Давление определяет размер порции впрыскиваемой топливной смеси, а значит, и мощность двигателя. Поэтому мощность двигателя прямо пропорционально зависит от давления. То есть чем больше давления подачи топлива, чем больше будет мощность двигателя. Схема топливной смеси является составной частью транспортного средства. Главным рабочим «органом» абсолютно каждой схемы впрыскивания является форсунка.

Система впрыскивания топлива на бензиновых двигателях

Зависимо от метода образования топливовоздушной смеси различают такие системы центрального впрыскивания, непосредственного и распределенного типа. Система распределенного и центрального впрыскивания является схемой предварительного впрыскивания. То есть впрыскивание в них проходит, не доходя к камере сгорания, которая находится во впускном коллекторе.

Центральное впрыскивание (или моновпрыск) проходит при помощи одной-единственной форсунки, которая устанавливается во впускном коллекторе. На сегодняшний момент система такого типа не производится, но еще встречается на легковых машинах. Такой тип достаточно простой и надежный, но имеет повышенные затраты горючего и низкие экологические показатели.

Распределительное впрыскивание горючего — это подача топливной смеси во впускной коллектор через отдельную для каждого цилиндра топливную форсунку. Образовывается топливовоздушная смесь во впускном коллекторе. Она является самой распространенной схемой впрыскивания топливной смеси на бензиновых двигателях. Первым и основным преимуществом распределенного типа является экономичность. К тому же, из-за более полного сгорания топлива за одни цикл машины с таким типом впрыскивания приносят меньше вреда окружающей среде вредными выбросами. При точном дозировании топливной смеси риск возникновения непредвиденных сбоев в функционировании на экстремальных режимах сводится практически к нулю. Недостаток этого типа системы впрыскивания заключается в довольно сложной и полностью зависящей от электроники конструкции. Из-за большого количества компонентов ремонт и диагностика этого типа возможна исключительно в условиях автомобильного сервисного центра.


Один из самых перспективных типов подачи горючего является непосредственная система впрыска топлива. Подача смеси проходит непосредственно в камеру сгорания всех цилиндров. Схема подачи дает возможность создавать оптимальный состав топливовоздушной смеси во время функционирования всех режимов работы двигателя, увеличить уровень сжатия, экономичность топлива, увеличение мощности, а также понижение вредных выбросов. Недостаток этого типа впрыскивания заключается в сложной конструкции, а также высоких эксплуатационных требований. Для того чтобы снизить уровень выброса твердых частиц в атмосферу вместе с отработанными газами используется комбинированное впрыскивание, которое объединяет схему непосредственной и распределенной подачей бензина на единственном двигателе внутреннего сгорания.

Впрыск топлива в двигатель может иметь электронное или механическое управление. Самым лучшим считается электронное управление, которое обеспечивает значительную экономию горючей смеси, а также сокращение вредных выбросов. Впрыскивание топливной смеси в схеме может проходить импульсно или непрерывно. Самым перспективным и экономичным считается импульсный впрыск горючей смеси, который использует все современные типы. В двигателе эта схема обычно объединяется с зажиганием и образовывает объединенную схему подачи горючей смеси и зажигания. Согласование функционирования схем подачи топлива обеспечивается благодаря схеме управления двигателем.

Надеемся, что данная статья помогла вам найти решение в проблемах и вы нашли ответы на все вопросы, которые относятся к этой теме. Соблюдайте правила дорожного движения и будьте бдительны во время поездок!

В случае с системой впрыска топлива Ваш двигатель все ещё ​сосёт, но вместо того, чтобы полагаться только на всасываемое количество топлива, система впрыска топлива стреляет точно правильное количество топлива в камеру сгорания. Системы впрыска топлива прошли уже несколько ступеней эволюции, в них была добавлена электроника — это, пожалуй, было самым большим шагом в развитии этой системы. Но идея таких систем осталась та же: электрически активируемый клапан (инжектор) распыляет отмеренное количество топлива в двигатель. На самом деле основное различие между карбюратором и инжектором именно в электронном управлении ЭБУ — именно бортовой компьютер подаёт точно нужное количество топлива в камеру сгорания двигателя.

Давайте посмотрим, как работает система впрыска топлива и инжектор в частности.

Так выглядит система впрыска топлива

Если сердце автомобиля — это его двигатель, то его мозг — это блок управления двигателем (ЭБУ). Он оптимизирует работу двигателя с помощью датчиков, чтобы решить, как управлять некоторыми приводами в двигателе. Прежде всего, компьютер отвечает за 4 основные задачи:

  1. управляет топливной смесью,
  2. контролирует обороты холостого хода ,
  3. несёт ответственность за угол опережения зажигания,
  4. управляет фазами газораспределения.

Прежде чем мы поговорим о том, как ЭБУ осуществляет свои задачи, давайте о самом главном — проследим путь бензина от бензобака до двигателя — это и есть работа системы впрыска топлива. Первоначально после того, как капля бензина покидает стенки бензобака, она всасывается с помощью электрического топливного насоса в двигатель. Электрический топливный насос, как правило, состоит из непосредственно насоса, а также фильтра и передающего устройства.

Регулятор давления топлива в конце топливной направляющей с вакуумным питанием гарантирует, что давление топлива будет постоянным по отношению к давлению всасывания. Для бензинового двигателя давление топлива, как правило, составляет порядка 2-3,5 атмосферы (200-350 кПа, 35-50 PSI (фунтов на квадратный дюйм)). Топливные форсунки инжектора подключены к двигателю, но их клапаны остаются закрытыми до тех пор, пока ЭБУ не разрешит отправить топливо в цилиндры.

Но что же происходит, когда двигателю требуется топливо? Здесь в работу вступает инжектор . Обычно инжекторы имеют два контакта: один вывод подключен к аккумулятору через реле зажигания, а другой контакт проходит в ЭБУ. ЭБУ посылает пульсирующие сигналы в инжектор. За счёт магнита, на который и подаются такие пульсирующие сигналы, открывается клапан инжектора, и в его сопло подаётся некоторое количество топлива. Поскольку в инжекторе очень высокое давление (значение приведено выше), открывшийся клапан направляет топливо с высокой скоростью в сопло распылителя инжектора. Продолжительность, с которой открыт клапан инжектора, влияет на то, какое количество топлива подаётся в цилиндр, а продолжительность эта, соответственно зависит от ширины импульса (т.е. от того, сколько времени ЭБУ посылает сигнал к инжектору).

Когда клапан открывается, топливная форсунка передаёт топливо через распылительный наконечник, который, распыляя, превращает жидкое топливо в туман, непосредственно в цилиндр. Такая система называется системой с непосредственным впрыском . Но распылённое топливо может подаваться не сразу в цилиндры, а сначала в впускные коллекторы.


Как работает инжектор

Но как ЭБУ определяет, сколько на данный момент топлива нужно подать в двигатель? Когда водитель нажимает педаль акселератора, то на самом деле он открывает дроссельную заслонку на величину нажима педали, через которую в двигатель подаётся воздух. Таким образом, мы с уверенностью можем назвать педаль газа «регулятором подачи воздуха» в двигатель. Так вот, компьютер автомобиля руководствуется в том числе величиной открытия дроссельной заслонки, но не ограничивается этим показателем — он считывает информацию с множества датчиков, и давайте узнаем о них всех!

Датчик массового расхода воздуха

Перво-наперво датчик массового расхода воздуха (MAF) определяет, сколько воздуха входит в корпус дроссельной заслонки и посылает эту информацию в ЭБУ. ЭБУ использует эту информацию, чтобы решить, сколько топлива впрыснуть в цилиндры, чтобы держать смесь в идеальных пропорциях.

Датчик положения дроссельной заслонки

Компьютер постоянно использует этот датчик, чтобы проверить положение дроссельной заслонки и узнать таким образом, сколько воздуха проходит через воздухозаборник для того, чтобы регулировать импульс, отправленный к форсункам, гарантируя, что соответствующее воздуху количество топлива входит в систему.

Кислородный датчик

Кроме того, ЭБУ использует датчик O2, чтобы выяснить, сколько кислорода содержится в выхлопных газах автомобиля. Содержание кислорода в выхлопных газах обеспечивает индикацию того, насколько хорошо топливо сгорает. Используя связанные данные от двух датчиков: кислородного и массового расхода воздуха, ЭБУ также контролирует насыщенность топливо-воздушной смеси, подаваемой в камеру сгорания цилиндров двигателя.

Датчик положения коленвала

Это, пожалуй, главный датчик системы впрыска топлива — именно от него ЭБУ узнаёт о количестве оборотов двигателя в данный момент времени и корректирует количество подаваемого топлива в зависимости от числа оборотов и, конечно же, положения педали газа.

Это три основных датчика, которые прямо и динамически влияют на количество подаваемого в инжектор и в последующем в двигатель топлива. Но есть ещё ряд датчиков:

  • Датчик напряжения в электрической сети машины — нужен для того, чтобы ЭБУ понимал, насколько разряжен аккумулятор и требуется ли повысить обороты, чтобы зарядить его.
  • Датчик температуры охлаждающей жидкости — ЭБУ повышает количество оборотов, если двигатель холодный и наоборот, если двигатель прогрелся.

Основным назначением системы впрыска (иное название — инжекторная система) является обеспечение своевременной подачи топлива в рабочие цилиндры ДВС.

В настоящее время подобная система активно используется на дизельных и бензиновых двигателях внутреннего сгорания. Важно понимать, что для каждого типа двигателя система впрыска будет в значительной мере отличаться.

Фото: rsbp (flickr.com/photos/rsbp/)

Так в бензиновых ДВС процесс впрыска способствует образованию топливовоздушной смеси, после чего происходит ее принудительное воспламенение от искры.

В дизельных же ДВС подача топлива осуществляется под высоким давлением, когда одна часть топливной смеси соединяется с горячим сжатым воздухом и почти моментально самовоспламеняется.

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

Как уже было сказано ранее в бензиновых двигателях и дизелях применяются различные виды систем впрыска, которые мы и рассмотрим обзорно в этой статье, а детально разберем в последующих публикациях.

Виды систем впрыска на бензиновых ДВС

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

Центральный впрыск

Подача топлива в системе центрального впрыска происходит за счет топливной форсунки, которая расположена во впускном коллекторе. Поскольку форсунка всего одна, то эту систему впрыска называют еще — моновпрыск.

Системы этого вида на сегодняшний день утратили свою актуальность, поэтому в новых моделях автомобилей они не предусмотрены, впрочем, в некоторых старых моделях некоторых автомобильных марок их можно встретить.

К преимуществам моно впрыска можно отнести надежность и простоту использования. Недостатками подобной системы являются низкий уровень экологичности двигателя и высокий расход топлива .

Распределенный впрыск

Система многоточечного впрыска предусматривает подачу горючего отдельно на каждый цилиндр, оснащенный собственной топливной форсункой. При этом ТВС образуется только во впускном коллекторе.

В настоящее время большинство бензиновых двигателей оснащено системой распределенной подачи топлива. Преимуществами подобной системы являются высокая экологичность, оптимальный расход топлива, умеренные требования к качеству потребляемого топлива.

Непосредственный впрыск

Одна из наиболее совершенных и прогрессивных систем впрыска. Принцип работы подобной системы заключается в прямой подаче (впрыске) топлива в камеру сгорания цилиндров.

Система непосредственной подачи топлива позволяет получать качественный состав ТВС на всех этапах работы ДВС с целью улучшения процесса сгорания горючей смеси, увеличения рабочей мощности двигателя, снижения уровня отработанных газов.

К недостаткам данной системы впрыска можно отнести сложную конструкцию и высокие требования к качеству топлива .

Комбинированный впрыск

Система данного типа объединила в себе две системы — непосредственный и распределенный впрыск. Зачастую она применяется для уменьшения выбросов токсичных элементов и отработанных газов, благодаря чему достигается высокие показатели экологичности двигателя.

Все системы подачи топлива, пнименяемые на бензиновых ДВС могут быть оснащены механическими или электронными устройствами управления, из которых последняя наиболее совершенна, поскольку обеспечивает наилучшие показатели экономичности и экологичности двигателя.

Подача топлива в подобных системах может осуществляться непрерывно или дискретно (импульсно). По мнению специалистов, импульсная подача топлива является наиболее целесообразной и эффективной и на сегодняшний день применяется во всех современных двигателях.

Виды систем впрыска дизельных ДВС

На современных дизельных двигателях применяются такие системы впрыска, как система насос-форсунки, система Сommon Rail, система с рядным или распределительным ТНВД (топливным насосом высокого давления).

Наиболее востребованные и считаются наиболее прогрессивными из них системы: Сommon Rail и насос-форсунки, о которых ниже поговорим чуть подробнее.

ТНВД является центральным элементом любой топливной системы дизельного двигателя.

В дизелях подача горючей смеси может осуществляться как в предварительную камеру, так и напрямую в камеру сгорания (непосредственный впрыск).

На сегодняшний день предпочтение отдается системе непосредственного впрыска, которую отличает повышенный уровень шума и менее плавная работа двигателя, по сравнению с впрыском в предварительную камеру, но при этом обеспечивается гораздо более важный показатель — экономичность.

Система впрыска насос-форсунки

Подобная система применяется для подачи и впрыска топливной смеси под высоким давлением центральным устройством — насос-форсунками.

По названию можно догадаться, что ключевой особенностью данной системы является то, что в единственном устройстве (насос-форсунке) объединены сразу две функции: создание давления и впрыск.

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

Система впрыска Сommon Rail (аккумуляторный впрыск)

Это более совершенная система подачи ТС для большинства дизельных двигателей. Ее название пошло от основного конструктивного элемента — топливной рампы, общей для всех форсунок. Сommon Rail в переводе с английского как раз и означает — общая рампа.

В такой системе топливо подается к топливным форсункам от рампы, которую еще называют аккумулятором высокого давления, из-за чего у системы появилось и второе название — аккумуляторная система впрыска.

В системе Сommon Rail предусмотрено проведение трех этапов впрыска — предварительного, основного и дополнительного. Это позволяет уменьшить шум и вибрации двигателя, сделать более эффективными процесс самовоспламенения топлива, уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.

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

Система впрыска топлива применяется для дозированной подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания в строго определенный момент времени. От характеристик данной системы зависит мощность, экономичность и . Системы впрыска могут иметь различную конструкцию и варианты исполнения, что характеризует их эффективность и сферу применения.

Краткая история появления

Инжекторная система подачи топлива начала активно внедряться в 70-х годах, явившись реакцией на возросший уровень выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Она была заимствована в авиастроении и являлась экологически более безопасной альтернативой карбюраторному двигателю. Последний был оснащен механической системой подачи топлива, при которой топливо поступало в камеру сгорания за счет разницы давлений.

Первая система впрыска была практически полностью механической и отличалась малой эффективностью. Причиной этого был недостаточный уровень технического прогресса, который не мог полностью раскрыть ее потенциал. Ситуация изменилась в конце 90-х годов с развитием электронных систем управления работой двигателя. Электронный блок управления стал контролировать количество впрыскиваемого топлива в цилиндры и процентное соотношение компонентов топливовоздушной смеси.

Виды систем впрыска бензиновых двигателей

Существует несколько основных видов систем впрыска топлива, которые отличаются способом образования топливовоздушной смеси.

Моновпрыск, или центральный впрыск

Схема работы системы моновпрыска

Схема с центральным впрыском предусматривает наличие одной , которая расположена во впускном коллекторе. Такие системы впрыска можно найти только на старых легковых автомобилях. Она состоит из следующих элементов:

  • Регулятор давления — обеспечивает постоянную величину рабочего давления 0,1 МПа и предотвращает появление воздушных пробок в .
  • Форсунка впрыска — осуществляет импульсную подачу бензина во впускной коллектор двигателя.
  • — выполняет регулирование объема подаваемого воздуха. Может иметь механический или электрический привод.
  • Блок управления — состоит из микропроцессора и блока памяти, который содержит эталонные данные характеристики впрыска топлива.
  • Датчики положения коленчатого вала двигателя, положения дроссельной заслонки, температуры и т.д.

Системы впрыска бензина с одной форсункой работают по следующей схеме:

  • Двигатель запущен.
  • Датчики считывают и передают информацию о состоянии системы в блок управления.
  • Полученные данные сравниваются с эталонной характеристикой, и, на основе этой информации, блок управления рассчитывает момент и длительность открытия форсунки.
  • На электромагнитную катушку направляется сигнал об открытии форсунки, что приводит к подаче топлива во впускной коллектор, где он смешивается с воздухом.
  • Смесь топлива и воздуха подается в цилиндры.

Распределенный впрыск (MPI)

Система с распределенным впрыском состоит из аналогичных элементов, но в такой конструкции предусмотрены отдельные форсунки для каждого цилиндра, которые могут открываться одновременно, попарно или по одной. Смешение воздуха и бензина происходит также во впускном коллекторе, но, в отличие от моновпрыска, подача топлива осуществляется только во впускные тракты соответствующих цилиндров.


Схема работы системы с распределенным впрыском

Управление осуществляется электроникой (KE-Jetronic, L-Jetronic). Это универсальные системы впрыска топлива Bosch, получившие широкое распространение.

Принцип действия распределенного впрыска:

  • В двигатель подается воздух.
  • При помощи ряда датчиков определяется объем воздуха, его температура, скорость вращения коленчатого вала, а также параметры положения дроссельной заслонки.
  • На основе полученных данных электронный блок управления определяет объем топлива, оптимальный для поступившего количества воздуха.
  • Подается сигнал, и соответствующие форсунки открываются на требуемый промежуток времени.

Непосредственный впрыск топлива (GDI)

Система предусматривает подачу бензина отдельными форсунками напрямую в камеры сгорания каждого цилиндра под высоким давлением, куда одновременно подается воздух. Эта система впрыска обеспечивает наиболее точную концентрацию топливовоздушной смеси, независимо от режима работы мотора. При этом смесь сгорает практически полностью, благодаря чему уменьшается объем вредных выбросов в атмосферу.


Схема работы системы непосредственного впрыска

Такая система впрыска имеет сложную конструкцию и восприимчива к качеству топлива, что делает ее дорогостоящей в производстве и эксплуатации. Поскольку форсунки работают в более агрессивных условиях, для корректной работы такой системы необходимо обеспечение высокого давления топлива, которое должно быть не менее 5 МПа.

Конструктивно система непосредственного впрыска включает в себя:

  • Топливный насос высокого давления.
  • Регулятор давления топлива.
  • Топливная рампа.
  • Предохранительный клапан (установлен на топливной рампе для защиты элементов системы от повышения давления больше допустимого уровня).
  • Датчик высокого давления.
  • Форсунки.

Электронная система впрыска такого типа от компании Bosch получила наименование MED-Motronic. Принцип ее действия зависит от вида смесеобразования:

  • Послойное — реализуется на малых и средних оборотах двигателя. Воздух подается в камеру сгорания на большой скорости. Топливо впрыскивается по направлению к и, смешиваясь на этом пути с воздухом, воспламеняется.
  • Стехиометрическое. При нажатии на педаль газа происходит открытие дроссельной заслонки и осуществляется впрыск топлива одновременно с подачей воздуха, после чего смесь воспламеняется и полностью сгорает.
  • Гомогенное. В цилиндрах провоцируется интенсивное движение воздуха, при этом на такте впуска происходит впрыск бензина.

В бензиновом двигателе — наиболее перспективное направление в эволюции систем впрыска. Впервые он был реализован в 1996 году на легковых автомобилях Mitsubishi Galant, и сегодня его устанавливают на свои автомобили большинство крупнейших автопроизводителей.

Принцип работы инжектора. Механический инжектор принцип работы

страница 7/7
Дата 29.01.2018
Размер 106.98 Kb.
Название файла Система питания двигателя автомобиля.docx
Тип Лабораторная работа

            7

Система питания инжекторного двигателя

Так в наше время в автомобилях получила распространение модель инжекторных (впрысковых) двигателей, поэтому нам также необходимо рассмотреть систему питания инжекторного двигателя. Отличительной особенностью инжекторных двигателей стало отсутствие карбюратора, который заменен новыми, современными элементами системы питания двигателя. Преимущество ее еще в том, что водитель, надавливая педаль газа, регулирует только поток воздуха, поступающий в цилиндры, а состав и качество образующейся рабочей смеси контролирует встроенный в систему бортовой компьютер.

Сам принцип работы бортового компьютера системы питания инжекторного двигателя представлен ниже.

Здесь изменен сам процесс получения топливно-воздушной смеси. Так, топливный насос вместо механического – стал электрическим и размещен непосредственно в топливном баке автомобиля. Кроме того, он подает топливо в систему сразу под высоким давлением. Топливо поступает в топливную рампу, в которой расположены форсунки. Через них бензин впрыскивается непосредственно в определенный цилиндр в заданное время, где смешивается уже с воздухом. Какое количество топлива нужно подать в конкретный цилиндр и в нужное время — определяет этот самый бортовой компьютер. На это влияет объем поступившего воздуха, температура его и двигателя, скорость вращения коленвала и т.д. Считывая все эти показатели, программа в компьютере вычисляет интервал времени, при котором срабатывает клапан на каждой форсунке, открывающий доступ бензина под давлением в цилиндры двигателя. Так осуществляется автоматически контроль подачи топлива в системе питания инжекторного двигателя. Если ДВС получил название «сердца» автомобиля, то здесь мы столкнулись с его «мозгом».

Плюсы подобных систем очевидны: экономия расхода, снижение токсичности, увеличение срока эксплуатации двигателя и более рациональное его использование в процессе работы. Но есть и минус – это усложнение конструкции самой системы питания инжекторного двигателя за счет увеличения электронных устройств, которые бывают очень «капризны» при перепадах температур, увеличенной влажности и значительных колебаниях при длительной езде по неровной местности (бездорожью). Однако конструкторы и здесь нашли способы минимизировать риск возникновения неисправностей в таких ситуациях.

Устройство системы питания инжекторного двигателя представлено ниже.

Здесь видны синие стрелки, показывающие направление вывода отработавших газов. Таким образом, от устройства системы питания инжекторного двигателя мы дошли до системы выпуска отработавших газов. Что она из себя представляет? Возвращаемся опять к цилиндру двигателя. После совершения рабочего хода поршня наступает такт выпуска при движении поршня от НМТ к ВМТ. При этом открывается выпускной клапан, и газы выводятся из цилиндра. Весь этот процесс сопровождается громким шумом, а сами газы — высокой скоростью вывода, температурой и токсичностью. Для комплексного решения всех этих проблем в автомобиле и предусмотрена система выпуска отработавших газов. Газы из цилиндра через выпускной коллектор попадают в нейтрализатор, выполняющий роль фильтра, а затем в глушитель. В глушителе имеется несколько последовательно соединенных камер с отверстиями. Вся конструкция эта выглядит как змеевик. Поток газов, проходя через камеры, постоянно меняя направление, глушится, то есть уменьшается шум и их температура. После чего через выхлопную трубу автомобиля они выводятся в атмосферу.

В качестве завершения знакомства с системой питания инжекторного двигателя и выпуска отработавших газов стоит упомянуть о таком нюансе. Мы выяснили, что при отсутствии подачи воздуха или топлива двигатель автомобиля не заведется или заглохнет при прерывании подачи одного из компонентов. Но, если перекрыть выпуск отработавших газов – результат будет тот же. Двигатель заглохнет, так как не будет создаваться разряжение воздуха в цилиндре. А значит ни новый поток воздуха, ни топливо поступать в него не будут. Это нашло свое применение в промышленных силовых установках на производстве, когда требуется аварийно остановить работу ДВС. Перекрытие выхлопной трубы надежно это гарантирует. Федерального государственного бюджетного образовательногоОктановым числомТопливный бакВоздушный фильтрРабота системы питания двигателяРабочие режимы системы питания двигателяПоделитесь с Вашими друзьями:

            7

Непосредственный впрыск

Инжекторные автомобили с такими системами можно считать наиболее экологичными. Основная цель внедрения этого способа впрыска заключается в улучшении качества смеси горючего и незначительном увеличении КПД двигателя транспортного средства. Основные достоинства такого решения заключаются в следующем:

Закройте топливный клапан до инжектора. Откройте контрольный клапан топлива, чтобы получить показания. 5. Убедитесь, что клапан управления топливом к манометру закрыт, чтобы не повредить манометр в случае резкого избыточного давления. Установите наиболее подходящую напорную трубу для испытания форсунок. С небольшой силой приступить к работе с рычагом ручного насоса.

Используя плоскую отвертку и ключ. следуя приведенным выше шагам. давление открытия откалибровано. 6. Извлеките инжектор из трубы высокого давления и из испытательной камеры. Понял это. ручной насос работает до тех пор, пока инжектор не достигнет давления открытия. Как только инжектор удаляется, испытания проводятся с другими форсунками. Тогда. мы проверяем это давление, когда мы работаем с ручным насосом, а манометр показывает примерно давление открытия 350 бар. до 380 бар. Затем его накачивают в несколько раз выше давления открытия, чтобы проверить, оптимально ли качество спрея. до давления 350 бар.

  • тщательное распыление эмульсии;
  • образование высококачественной смеси;
  • эффективное использование эмульсии на различных этапах работы ДВС.

Исходя из этих преимуществ, можно говорить о том, что такие системы экономят топливо. Особенно это заметно при спокойной езде в городских условиях. Если сравнивать два автомобиля с одинаковым объемом двигателя, но разными системами впрыска, например, непосредственный и многоточечный, то заметно лучшие динамические характеристики будут у непосредственной системы. Отработанные газы менее токсичны, а взятая литровая мощность будет несколько выше за счет охлаждения воздуха и того, что давление в топливной системе несколько увеличено.

Но стоит обратить внимание на чувствительность непосредственных систем впрыска к качеству горючего. Если брать во внимание стандарты России и Украины, то содержание серы должно быть не выше 500 мг на 1 литр горючего

В это же время европейские стандарты подразумевают содержание этого элемента 150, 50 и даже 10 мг на литр бензина или дизеля.

Если вкратце рассматривать данную систему, то она выглядит следующим образом: форсунки располагаются в Исходя из этого, впрыск осуществляется непосредственно в цилиндры. Стоит заметить, что данная инжекторная система подходит для многих бензиновых двигателей. Как было отмечено выше, используется высокое давление в топливной системе, под которым подается эмульсия непосредственно в камеру сгорания, минуя впускной коллектор.

Выбор оптимальной системы подачи топлива

Размышляя какая разница между инжектором и карбюратором, многие автомобилисты приходят к выводу что электронная система гораздо надёжнее. Однако переоборудование любого автомобиля экономически невыгодно и приведёт только к излишним затратам. Решение о выборе более экономичной системы актуально при покупке машины. Разобраться чем отличаются инжектор и карбюратор довольно просто, и такие знания обязательно пригодятся.

Карбюратор уже отслужил свой срок на рынке современных автомобилей. Несмотря на его преимущества, применение инжектора наиболее эффективно и отвечает всем экологическим требованиям. Карбюраторные двигатели используются в основном на старых машинах, но такая технология отлично себя зарекомендовала и не нуждается в доработке. Применение инжектора имеет немалые преимущества и эта система установлена без возможности выбора в любой новой машине.

Система впрыска топлива езда на обедненной смеси

Немного выше мы с вами рассмотрели непосредственный впрыск, который впервые был использован на автомобилях марки «Митсубиси», которая имела аббревиатуру GDI. Давайте вкратце рассмотрим один из основных режимов – работу на обедненной смеси. Суть ее заключается в том, что транспортное средство в этом случае работает при небольших нагрузках и умеренных скоростях до 120 километров в час. Впрыск топлива осуществляется факелом в заключительном этапе сжатия. Отражаясь от поршня, горючее смешивается с воздухом и попадает в зону свечки зажигания. Получается так, что в камере смесь значительно обедняется, тем не менее ее заряд в районе свечи зажигания можно считать оптимальным. Этого хватает для его воспламенения, после этого загорается и остальная эмульсия. По сути, такая система впрыска топлива обеспечивает нормальную работу ДВС даже при соотношении воздух/топливо – 40:1.

Это весьма эффективный подход, позволяющий значительно экономить горючее

Но стоит обратить внимание, что остро встал вопрос нейтрализации отработанных газов. Дело в том, что катализатор неэффективен, так как образуется оксид азота

В этом случае используется рециркуляция отработанных газов. Специальная система ERG позволяет разбавить эмульсию отработанными газами. Это несколько снижает температуру горения и нейтрализует образование оксидов. Тем не менее такой подход не позволят увеличивать нагрузку на двигатель. Для частичного разрешения проблемы используется накопительный катализатор. Последний крайне чувствителен к горючему с высоким содержанием серы. По этой причине требуется периодическая проверка топливной системы.

Однородное смесеобразование и 2-стадийный режим

Мощностной режим (однородное смесеобразование) – идеальное решение для агрессивной езды в городских условиях, обгонов, а также движения по скоростным трассам и шоссе. В этом случае используется конический факел, он менее экономичный по сравнению с предыдущим вариантом. Впрыск осуществляется на такте впуска, а образованная эмульсия обычно имеет соотношение 14,7:1, то есть близкое к стехиометрическому. По сути, данная система автоматической подачи топлива точно такая же, как и распределительная.

Двухстадийный режим подразумевает впрыск топлива на такте сжатия, а также пуска. Основная задача – резкое повышение двигателя. Ярким примером эффективной работы такой системы является движение на малых оборотах и резкое нажатие на акселератор. В таком случае вероятность детонации значительно возрастает. По этой простой причине вместо одного этапа впрыск проходит в два.

На первом этапе впрыскивается небольшое количество горючего на такте впуска. Это позволяет несколько понизить температуру воздуха в цилиндре. Можно говорить о том, что в цилиндре будет находиться сверхбедная смесь в соотношении 60:1, следовательно, детонация невозможна как таковая. На заключительном этапе такта сжатия осуществляется впрыск струи горючего, которая доводит эмульсию до богатой в соотношении примерно 12:1. Сегодня можно говорить о том, что такая топливная система двигателя введена только для транспортных средств европейского рынка. Обусловлено это тем, что Японии не присущи большие скорости, следовательно, нет высоких нагрузок на двигатель. В Европе же большое количество скоростных шоссе и автобанов, поэтому водители привыкли ездить быстро, а это большая нагрузка на ДВС.

Устройство карбюратора

Карбюратор – представляет собой простейший вид устройства для подачи и распыления бензина. Процесс смешивания топлива с воздухом выполняется механически, а регулировка подачи смеси требует тщательной настройки. Карбюраторная система благодаря использованию простых механизмов легка в обслуживании. Опытный автомобилист может выполнить подобный ремонт самостоятельно, что даёт определённые преимущества в эксплуатации. Для таких операций нетрудно приобрести ремкомплект, а все работы проводятся штатным инструментом, имеющимся в машине.

Находится карбюратор на впускном коллекторе, а его конструкция состоит из поплавковой и смесительной камер. Для подачи топлива служит трубка распылителя, соединяющая камеры между собой. В поплавковую камеру с помощью бензонасоса подаётся топливо, а стабильную подачу бензина обеспечивает игольчатый фильтр и поплавок. Смесительная камера называется ещё воздушной и состоит из диффузора, распылителя и дроссельной заслонки. При движении поршней создаётся разрежение, обеспечивающее всасывание атмосферного воздуха и бензина. Такое смешение и обеспечивает стабильную работу двигателя.

Особенности топливного оборудования

Автомобиль всегда являлся объектом внимания защитников экологии. Отработанные газы выпускаются непосредственно в атмосферу, что чревато ее загрязнением. Диагностика топливной системы показала, что количество выбросов при неверном смесеобразовании увеличивается в разы. По этой простой причине было принято решение устанавливать каталитический нейтрализатор. Однако это устройство показывало хорошие результаты только при качественной эмульсии, а в случае каких-либо отклонений его эффективность значительно падала. Было принято решение заменить карбюратор на более точную систему впрыска, которой являлся инжектор. Первые варианты включали в себя большое количество механических составляющих и, согласно исследованиям, такая система становилась все хуже по мере эксплуатации ТС. Это было вполне закономерно, так как важные узлы и рабочие органы загрязнялись и выходили из строя.

Программист, подающий электромагнитный клапан инжектора с мощностью, активирует распылитель. После отсоединения блока питания впрыск завершен. Доза впрыскиваемого топлива пропорциональна до активации электромагнитного клапана; тем не менее, он не зависит от частоты вращения двигателя или инъекционного насоса.

Схема работы инжектора

Это влияет на снижение расхода топлива, обеспечивает более тихую работу двигателя и более низкое содержание опасных веществ в выхлопных газах. Их основным преимуществом является короткое время переключения, прибл. 0, 1 мс. Это ок. в десять раз быстрее, чем с соленоидными форсунками. В результате, начало инъекции может быть свободно скорректировано, а также объем дозы топлива, и может выполняться многофазная инъекция. Инерция соленоидных инжекторов позволила сделать одну начальную инъекцию, чтобы отключить шум горения.

Для того чтобы система впрыска смогла сама себя корректировать, был создан электронный блок управления (ЭБУ). Наряду с вмонтированным лямба-зондом, который расположен перед каталитическим нейтрализатором, это давало хорошие показатели. Можно с уверенностью говорить о том, что цены на топливо сегодня довольно высокие, а инжектор хорош как раз тем, что позволяет экономить бензин или дизель. Помимо этого есть следующие плюсы:

Группа пьезоэлектрических элементов используется в качестве элемента, управляющего работой инжектора. Благодаря такой быстрой активации интервалы между инъекциями могут быть сокращены, что облегчает оптимизацию работы двигателя. Количество топлива, включая небольшую дозу первоначальной инъекции, измеряется очень точно, что отражается на снижении расхода топлива. Прежде чем бензин может гореть в поршневом двигателе, его необходимо испарить и смешать с кислородом в нужных количествах. Этот процесс осуществляется либо карбюратором, либо системой впрыска высокого давления.

  1. Увеличение эксплуатационных характеристик мотора. В частности увеличенная мощность на 5-10%.
  2. Улучшение динамических показателей транспортного средства. Инжектор более чувствителен к изменению нагрузок и сам корректирует состав эмульсии.
  3. Оптимальная топливно-воздушная смесь уменьшает количество и токсичность отработанных газов.
  4. Инжекторная система легко запускается независимо от погодных условий, что является существенным достоинством перед карбюраторными двигателями.

Как работает впрыск топлива?

Когда дело доходит до производительности двигателя, есть несколько вещей, более важных, чем подача топлива. Весь воздух, который вы можете силой втянуть в цилиндры, ничего не сделает без соответствующего количества топлива для сжигания. По мере развития двигателей в течение двадцатого века настал момент, когда карбюраторы стали самым слабым звеном трансмиссии с точки зрения эффективности и надежности. Впрыск топлива с тех пор стал стандартной функцией каждого нового автомобиля.

Топливные форсунки распыляют газ, обеспечивая более равномерное и последовательное зажигание в камере сгорания. В отличие от карбюраторов, которые используют вакуум, создаваемый двигателем для всасывания топлива в цилиндры, системы впрыска топлива точно доставляют постоянный объем топлива. В современных автомобилях используются электронные системы впрыска топлива, которые контролируются ЭБУ.

Рост впрыска топлива был столь же предсказуем, как и рост популярности самих автомобилей. На рубеже 20-го века для транспортного средства было невероятно двигаться со скоростью 60 миль в час.На рубеже 21-го века люди стенали из-за того, что движение по шоссе составляло всего 60 миль в час. Сегодняшние автомобили более надежны и более приспособлены к комфорту и безопасности пассажиров, чем кто-либо мог представить столетие назад.

Чем заменил впрыск топлива?

Системы впрыска топлива предлагались как модернизация карбюраторов, когда они впервые появились, и оставались в этой роли до 1980-х годов, когда они стали стандартным оборудованием на каждом новом автомобиле.Впрыск топлива имеет ряд преимуществ по сравнению с карбюратором, но в конечном итоге карбюратор погубила стоимость производства.

Некоторое время карбюраторы были самым простым и дешевым способом для производителей автомобилей подавать топливо в цилиндры своих двигателей. Серия нехватки нефти в 1970-х годах вынудила правительство регулировать экономию топлива в транспортных средствах. Когда от производителей потребовалось разработать более эффективные конструкции карбюраторов и изготовить более сложные детали, стоимость производства автомобилей с карбюраторами стала достаточно высокой, и впрыск топлива стал более экономичным решением.

Для потребителей это была действительно отличная новость. Автомобили с системой впрыска топлива ездят более стабильно и значительно реже требуют обслуживания и настройки. Выбросы также легче контролировать, а экономия топлива повышается за счет более эффективной подачи топлива. Существует ряд различных систем впрыска топлива, но все они могут быть разделены на две категории: механический впрыск топлива и электронный впрыск топлива.

Электронный впрыск топлива (EFI)

Электронный впрыск топлива позволяет чрезвычайно точно контролировать количество топлива, впрыскиваемого в цилиндры.Для этого необходимо выполнить довольно простой процесс:

  1. Топливо выходит из топливного бака через топливный насос . Он проходит по топливопроводам к двигателю.

  2. Регулятор давления топлива сужает поток топлива и пропускает только рассчитанное количество топлива в форсунки.

  3. Регулятор давления топлива знает, сколько топлива должно пройти к форсункам, по сигналу от датчика массового расхода воздуха (MAF).Этот датчик отслеживает, сколько воздуха поступает в двигатель в любой момент времени. Общий объем воздуха, поступающего в двигатель, вместе с оптимальным соотношением воздух / топливо, определенным производителем, дает электронному блоку управления (ЭБУ) достаточно информации для расчета точного количества топлива, необходимого двигателю.

  4. Сами топливные форсунки открываются, чтобы впустить распыленный газ непосредственно в камеру сгорания или в корпус дроссельной заслонки.

Механический впрыск топлива

Механический впрыск топлива был разработан до EFI и проложил путь для развития технологии EFI.Основное различие между двумя системами заключается в том, что в механических системах впрыска топлива используются механические устройства для дозирования правильного количества топлива в двигатель. Эти системы должны быть настроены для оптимальной работы, как карбюраторы, но также должны подавать топливо через форсунки.

Помимо большей точности, эти системы не сильно отличались от своих карбюраторных аналогов. Однако они были чрезвычайно полезны для авиационных двигателей. Карбюраторы плохо справляются с гравитацией.Чтобы справиться с перегрузками, создаваемыми самолетами, была разработана система впрыска топлива. Без впрыска топлива из-за нехватки топлива многие авиационные двигатели остановились бы во время сложных маневров.

Впрыск топлива будущего

В дальнейшем впрыск топлива будет становиться все более точным и обеспечивать повышение эффективности и безопасности. Каждый год двигатели имеют больше лошадиных сил и производят меньше отходов в расчете на одну лошадиную силу.

Что делает впрыск топлива?

Держим машину в дороге

В этой статье мы будем говорить про это применительно к автомобильным двигателям и как.Чтобы двигатель работал эффективно и плавно, необходимо обеспечить правильную смесь воздуха и топлива и автоматически адаптируется к диапазону требований двигателя. Это может быть карбюратором или системой впрыска топлива.

В то время как автомобиль отечественного производства обычно работает на карбюраторной системе. В этом сценарии есть поплавковая камера с резервуаром. С системой впрыска топлива топливная форсунка подает жидкое топливо во всасываемый воздух и зависит от подачи топлива непрерывно.Система впрыска топлива — это подача топлива в двигатель внутреннего сгорания с помощью инжектора. Мы используем впрыск топлива во всех дизельных двигателях, таких как 18-колесные и немецкие автомобили, иначе говоря, впрыск топлива — это по сути карбюратор.

Как работают системы впрыска топлива?

В системе впрыска топлива есть специальный насос, подает в двигатель топливо под давлением из топливного бака. В топливо находится под давлением и распределяется по каждому цилиндру индивидуально.В зависимости от конкретной системы он подает топливо во впускной коллектор. или входной порт с помощью инжектора.

Работает почти так же, как водяной шланг и форсунка, но с топливом вместо воды. Система впрыска топлива гарантирует, что топливо представляет собой мелкий туман, а не порыв топлива. Затем топливо и воздух смешиваются, когда воздух проходит через впускной коллектор, и затем смесь перемещается в камеру сгорания .

Нужен ли впрыск топлива?

Для двигателя, который спроектирован и настроить на основе системы впрыска топлива, да, впрыск топлива необходим.Если форсунки не работают должным образом, автомобиль не вращается, или иногда вообще не запускается.

Поэтому рекомендуется частое обслуживание уполномоченным опытным механиком по системе впрыска топлива. Единственным исключением из этого правила является то, что автомобиль работает идеально без проблем, таких как резкий холостой ход, торможение, плохое ускорение или высокий уровень выбросов. Если он не сломан, не связывайтесь с ним! Тем не менее, вы должны следовать рекомендациям дилера и производителя для проверки опытным механиком или дилером.

Впрыск топлива лучше карбюраторного?

Для автолюбителей споры между впрыском топлива или карбюратором, что лучше, являются извечными спорами, как и споры о том, что было раньше, курица или яйцо. Есть автолюбители «старой школы», которые считают, что карбюраторный двигатель работает лучше, чем система впрыска топлива. Точно так же есть автолюбители, которые либо изменились со временем, либо родились в мире с системой впрыска топлива, чтобы полагать, что система впрыска топлива — лучший выбор.

В чем преимущество впрыска топлива?

Существует множество преимуществ впрыска топлива, некоторые из которых изменили мыслительный процесс автолюбителей «старой школы», чтобы отдать должное системе впрыска топлива. Вот некоторые из этих преимуществ:

Меньше расход топлива

Топливо система впрыска требует меньшего расхода топлива, чем двигатель, который является карбюраторным из-за «новой школы», известной как изощренность электронная система, которая контролирует соотношение воздух / топливо и регулирует его автоматически для поддержания оптимальных условий.

Превосходный запуск

Главное преимущество впрыска топлива систем — это их способность запускаться легче независимо от погоды или горячий.

Мощный

Поскольку впрыск топлива с управлением коробкой передач, двигатели с системой впрыска топлива обычно обеспечивают более высокую мощность и крутящий момент, чем карбюраторный двигатель, поскольку он может оптимизировать соотношение воздух-топливо и момент зажигания.

Повышенная надежность

Двигатели с системой впрыска топлива существенно надежнее карбюраторного двигателя.Система впрыска топлива есть менее подвержен обледенению и таким проблемам, как случайная остановка двигателя, смазка пропитанные свечи зажигания, и это устраняет другие проблемы, характерные для карбюраторных двигатели.

Каковы признаки неисправной топливной форсунки?

Ниже приведены индикаторы, которые мы должен иметь автомобиль с топливом система впрыска проверена опытным механиком:

  • Проблемы с запуском
  • Неровные холостые обороты
  • Тесты на выбросы не пройдены
  • Плохая работа на дороге
  • Двигатель не достигает полных оборотов
  • Используется больше топлива, чем обычно
  • Бакены и скачки при различных нагрузках на дроссельную заслонку
  • Выхлопная труба выходит дым, создающий загрязнение
  • Стук двигателя

Независимо от того, предпочитает ли автолюбитель карбюраторная система или система впрыска топлива, система впрыска топлива захватила мир автомобилестроения.Только передний привод заменил задний привод, который автолюбители «старой школы» предпочитают задний, потому что у автомобиля больше мощности «вставай и езжай».

В мире автогонок, где раньше не было ничего, кроме карбюраторной системы и заднего привода на трассе, новые автомобили постепенно проникли в систему. Хотя кузов автомобиля может выглядеть одинаково, то, что находится под капотом и под задней частью, определенно изменилось. По вопросам ремонта топливной форсунки в Атаскадеро, Калифорния, звоните сегодня по телефону (805) 466-3236.

Что он делает и как его поддерживать?

Раскрытие информации: мы можем получать небольшую комиссию от компаний, упомянутых в этом сообщении, через партнерские ссылки на продукты. Это не требует дополнительных затрат. Все товары подбираются самостоятельно.

Если вы ищете новую машину, вам может быть интересно, что это за аббревиатуры. Как работает впрыск топлива? Что такое клапан рециркуляции ОГ? Как мне обслуживать мою систему впрыска топлива? Не волнуйся! Мы ответим на все ваши вопросы о технологии, которая используется в вашем двигателе.

Система впрыска топлива — это часть двигателя, которая подает нужное количество топлива в каждый цилиндр, когда это необходимо. Как это произошло? Топливные форсунки — это клапаны в вашем двигателе, которые открываются и закрываются, обеспечивая подачу газа в цилиндры в точное время. Этот процесс занимает миллисекунды, поэтому вы можете себе представить, насколько сложно вычислить эти точные измерения! Как они это делают? Есть два метода: системы прямого впрыска и системы впрыска через порт. Мы подробно обсудим оба метода ниже.

Доставка топлива — наиболее сложный аспект современной автомобильной системы. Вначале топливо подается в двигатель через карбюратор. Этот карбюратор с трудом подает в двигатель нужное количество топливно-воздушной смеси. Все изменилось быстро и лучше, когда была введена система впрыска топлива.

В современных автомобилях используются топливные форсунки для подачи нужного количества топливовоздушной смеси. Функция топливной форсунки — подавать нужное количество топлива в нужный момент и в подходящем состоянии.Инжектор производит меньше выбросов, что значительно увеличивает расход топлива.

Как работает подача топлива в двигатель

Топливная система автомобиля предназначена для хранения и подачи топлива в двигатель. Это делается с помощью ряда операций и процессов. Во-первых, топливо, хранящееся в баке, всасывается топливным насосом. Топливо поступает в разные части, а затем в топливную форсунку, где топливо затем смешивается с воздухом, вызывая взрывы и приводя в действие двигатель.Важно, чтобы топливо, подаваемое в камеру сгорания, было нужного количества.

Есть много факторов, которые могут повлиять на подачу топлива, например, подача топлива должна содержать примерно одинаковое количество воздуха. Старая система (одиночные карбюраторы), использовавшаяся в старых автомобилях, должна была снабжать топливом определенное количество цилиндров. Это создало множество проблем до внедрения топливных форсунок.

Это означает, что цилиндр, расположенный ближе к карбюратору, имеет большее преимущество перед другими цилиндрами, в то время как дальний цилиндр получает небольшую подачу топлива.Это имеет серьезный недостаток с точки зрения расхода топлива. Для решения этой проблемы необходимо разработать более эффективный метод подачи топлива, и именно так была разработана система впрыска топлива.

Как топливный насос перекачивает газ

Когда бензин достигает ваших топливных форсунок, он должен сначала подняться до них. Вот почему используются топливные насосы или насосы. Пока вы не запустите двигатель, бензин в баке сохраняется. Затем насос начинает подавать топливо под давлением по трубопроводам с высокой скоростью.

В современных бензиновых автомобилях и грузовиках обычно используются электрические топливные насосы. Механически насос приводится в действие валом или распредвалом. Чем быстрее вращается двигатель, тем быстрее перекачивается насос для удовлетворения большей потребности двигателя в топливе. Механические насосы все еще используются на дизельных двигателях.

Электрические топливные насосы требуют электричества и приводятся в действие блоком управления двигателем. Некоторые из них размещаются внутри вашего бензобака (где топливо охлаждает их), а другие прикреплены к раме автомобиля за пределами бака.Это обеспечивает большую точность и эффективность. Внутренний насос иногда используется для подачи топлива к внешнему насосу, и в этом случае требуется внутренний насос.

Целью топливного насоса является подача топлива по топливопроводам в двигатель. Подача газа в двигатель осуществлялась разными способами, но карбюрация была среди них.

Что такое топливная форсунка?

Топливная форсунка является неотъемлемой частью автомобиля, которая прямо или косвенно помогает подавать топливо в систему сгорания двигателя.

Датчики двигателя

Чтобы обеспечить точное количество топлива для каждого рабочего состояния, блок управления электронным двигателем (ЭБУ) должен контролировать множество входных датчиков. Вот несколько примеров:

  • Датчик массового расхода воздуха — показывает ЭБУ, сколько воздуха поступает в двигатель.
  • Датчик кислорода — измеряет количество кислорода в выхлопных газах и отправляет сигнал в ЭБУ, который интерпретирует его и при необходимости корректирует топливную смесь.
  • Датчик положения дроссельной заслонки — ЭБУ отслеживает положение дроссельной заслонки (которое определяет, сколько воздуха попадает в двигатель), что позволяет ему быстро реагировать на изменения, увеличивая или уменьшая расход топлива по мере необходимости.
  • Датчик температуры охлаждающей жидкости — Когда ЭБУ определяет, что двигатель достиг оптимальной рабочей температуры, он добавляет термостат охлаждающей жидкости для предотвращения перегрева.
  • Датчик напряжения — ЭБУ может повысить скорость холостого хода, если напряжение падает, поскольку он контролирует напряжение системы в автомобиле. (Это предполагает высокую электрическую нагрузку.)
  • Датчик абсолютного давления в коллекторе — контролирует давление воздуха во впускном коллекторе.
  • Количество воздуха, поступающего в двигатель, является отличным показателем того, какую мощность он создает и чем ниже давление в коллекторе.Это больше воздуха попадает в двигатель, поэтому это измерение измеряет, сколько мощности создается.
  • Датчик частоты вращения двигателя — измеряется и отображается частота вращения двигателя.

Существует два основных типа управления для многопортовых систем: все форсунки могут открываться одновременно, или каждая из них может открываться непосредственно перед тем, как открывается впускной клапан их цилиндра (это известно как последовательный многоточечный впрыск топлива) .

Преимущество последовательного впрыска топлива заключается в том, что он позволяет быстрее реагировать, если водитель выполняет быструю регулировку, поскольку системе нужно только дождаться открытия следующего впускного клапана, а не до тех пор, пока двигатель не совершит еще один оборот.

Что случилось с карбюратором?

Система впрыска топлива — одна из тех идей, на которые требуется ответ: почему это не произошло раньше?

Система впрыска топлива в современном автомобиле работает следующим образом: бензин распыляется под высоким давлением, смешивается со свежим воздухом, когда он проходит через впускной коллектор, и вводится в камеру сгорания каждого цилиндра.

Термин «электронная» — это ключевой компонент современной электронной системы впрыска топлива.

Современные бензиновые двигатели работают на компьютере, кислородном датчике, форсунках, топливном насосе и регуляторах давления, чтобы гарантировать подачу топлива в камеру сгорания в правильном соотношении.

Не слишком ли велика скорость подачи топлива? Компьютер регулирует продолжительность открытия форсунки.

Традиционные карбюраторы не могут этого добиться. Если смесь была неправильной — ее погасили. Обычно это приводило к высоким выбросам, низкой топливной эффективности, пропускам зажигания в двигателях, повреждению клапанов и сокращению срока службы двигателя.Теперь вы понимаете, почему ваша газонокосилка перестает работать каждую весну.

Если соотношение топлива и воздуха в системе впрыска неправильное, компьютер корректирует его. Загорается индикатор проверки двигателя. Что, если он не подлежит ремонту?

Системы впрыска топлива приводят к сокращению расхода топлива, большей мощности, повышенной надежности и огромному потенциалу в будущем по сравнению с карбюраторами.

История и развитие

1870-е — 1920-е годы: ранние системы

В 1872 году Джордж Б. Брайтон получил патент на двигатель внутреннего сгорания, в котором использовалась изобретенная им система пневматического впрыска топлива: впрыск воздушного потока.Рудольф Дизель скопировал технику впрыска воздушным потоком Брайтона для дизельного двигателя в 1894 году, но значительно улучшил ее. Что наиболее важно, компания Diesel увеличила давление УВВ с 4–5 кПа / см2 (390–490 кПа) до 65 кПа / см2 (6 400 кПа).

Йоханнес Шпиль создал первую коллекторную систему впрыска на заводе Hallesche Maschinenfabrik в 1884 году. В начале 1890-х годов Герберт Акройд Стюарт изобрел систему непрямого впрыска топлива, в которой использовался «рывковый насос» для дозирования топлива под высоким давлением в инжектор.Этот метод использовался на двигателе Akroyd и был усовершенствован Bosch и Clessie Cummins для использования на дизельных двигателях.

Deutz AG начала серийное производство стационарных четырехтактных двигателей Otto с впрыском коллектора в 1898 году. Восемь лет спустя компания Grade оборудовала свои двухтактные двигатели впрыском коллектора, а также Antoinette 8V Леона Левавассера (первый в мире двигатель V8 любого типа. , запатентованный Левавассером в 1902 году), а авиационные двигатели Райта также были оснащены впрыском в коллектор.В 1916 году Отто Мадер создал первый в мире бензиновый двухтактный авиационный двигатель с прямым впрыском топлива.

Двигатель Хессельмана, созданный шведским инженером Йонасом Хессельманом в 1925 году, является одним из первых двигателей прямого впрыска бензина. Используется метод послойного заряда; топливо впрыскивается ближе к концу такта сжатия, а затем поджигается свечой зажигания. Они могут работать на самых разных видах топлива.

Изобретение Prosper l’Orange во Франции системы впрыска в камеру предварительного сгорания помогло производителям дизельных двигателей преодолеть проблемы с впрыском воздушного потока и позволило им с 1920-х годов создавать небольшие двигатели для использования в автомобилях.MAN был первым, кто продемонстрировал дизельный двигатель с непосредственным впрыском для грузовых автомобилей в 1924 году.

1930-е — 1950-е годы: первый серийный бензин с прямым впрыском

В известных авиационных двигателях времен Второй мировой войны, таких как Junkers Jumo 210, Daimler-Benz DB 601, BMW 801 и Швецов АШ-82ФН (М-82ФН), применялся непосредственный впрыск бензина. Системы впрыска дизельного топлива Bosch, Deckel’s, Junkers и l’Orange были адаптированы для двигателей с прямым впрыском бензина.

Rolls-Royce Merlin и Wright R-3350 использовали одноточечный впрыск в более поздних моделях, также известный как «Карбюратор давления».«Во время Второй мировой войны у Mitsubishi было два бензиновых авиационных двигателя с непосредственным впрыском топлива: Mitsubishi Kinsei и Mitsubishi Kasei.

Первый бензиновый двигатель с непосредственным впрыском был создан Bosch и дебютировал на Goliath GP700 для Goliath в 1952 году. По сути, это был дизельный насос прямого впрыска высокого давления со специально смазываемым приводом, регулируемым вакуумом за впускным дроссельным клапаном. .

Двигатель гоночного автомобиля Mercedes-Benz W196 Formula 1 1954 года был разработан компанией Bosch и имел непосредственный впрыск от двигателей военных летательных аппаратов.Mercedes-Benz 300SL 1955 года выпуска, первый легковой автомобиль с четырехтактным двигателем Отто с прямым впрыском, последовал за этим успехом на гоночных трассах. Позже для более популярных применений впрыска топлива предпочтение было отдано более дешевому впрыску через коллектор.

1950-е — 1980-е: серийные системы впрыска коллектора

В 1950-х годах несколько производителей двигателей представили свои системы впрыска коллектора для циклов Отто, включая Rochester Products Division компании General Motors, Bosch и Lucas Industries.Дополнительные системы впрыска в коллекторе были разработаны в 1960-х годах, включая системы Hilborn, Kugelfischer и SPICA.

Электроектор, созданный Bendix и проданный на рынок AMC в 1957 году, был первой коммерчески доступной системой впрыска в коллектор с электронным управлением. Из-за первоначальных трудностей с Electrojector, он был установлен только на предсерийных автомобилях, в результате чего было продано лишь несколько автомобилей. В холодную погоду механизм EFI Рамблера работал хорошо, но запускался с трудом.

Компания Chrysler разработала Electrojector для моделей 300D, DeSoto Adventurer, Dodge D-500 и Plymouth Fury 1958 года, возможно, первых серийных автомобилей с системой EFI. Компания Bosch приобрела патенты на Электроекторы и впоследствии интегрировала их в свою технологию Bosch D-Jetronic. Буква «D» в D-Jetronic означает «druckfühlergesteuert», что означает «контролируется датчиком давления». В 1967 году VW 1600TL / E стал первым автомобилем, в котором использовалась система управления подачей топлива D-Jetronic.Эта настройка скорости / плотности использовала частоту вращения двигателя и плотность воздуха во впускном коллекторе для расчета массового расхода воздуха и, следовательно, потребности в топливе.

В 1974 году Bosch заменил технологию D-Jetronic системами K-Jetronic и L-Jetronic, но некоторые модели (например, Volvo 164) продолжали использовать D-Jetronic в течение некоторого времени. L-Jetronic использует механический расходомер воздуха (L для Luft, по-немецки «воздух»), который генерирует сигнал, пропорциональный объемному расходу. Для расчета массового расхода в этом методе потребовались дополнительные датчики.После этого L-Jetronic стал широко использоваться по всей Европе; однако вскоре его начали использовать японские автомобили.

1979 — 1990-е годы

В 1979 году была запущена Bosch Motronic как первая цифровая система управления двигателем (блок управления двигателем). В 1980 году Motorola (ныне NXP Semiconductors) представила свой цифровой ЭБУ EEC-III. [40] В EEC-III используется одноточечная система впрыска.

На протяжении 1970-х и 1980-х годов постепенно вводился коллекторный впрыск, при этом лидировали рынки Германии, Франции и США, а рынки Великобритании и Содружества отставали.С начала 1990-х годов почти все легковые автомобили с бензиновым двигателем, продаваемые в странах первого мира, оснащались электронным впрыском в коллектор.

В развивающихся странах карбюратор по-прежнему используется в автомобилях, не имеющих средств контроля выбросов, и отсутствует инфраструктура для диагностики и ремонта. В этих странах системы впрыска топлива также заменяются карбюраторами по мере продвижения к правилам выбросов, которые логически сопоставимы с теми, которые действуют в Европе, Японии, Австралии и Северной Америке.

1990+

В 1995 году компания Mitsubishi впервые разработала систему непосредственного впрыска бензина Common Rail для легковых автомобилей. Впервые он был использован в 1997 году. После этого на автомобильном рынке был представлен дизельный двигатель с непосредственным впрыском Common-Rail, при этом Fiat 1.9 JTD стал первым двигателем массового рынка. В начале 2000-х годов несколько производителей автомобилей попытались внедрить принципы стратифицированного заряда в свои бензиновые двигатели с прямым впрыском, чтобы снизить расход топлива.

С другой стороны, дизельные автомобили лишь незначительно улучшили свои характеристики и экономию топлива.Точнее говоря, доработки были минимальными и не оправдывали повышенной сложности систем очистки выхлопных газов. В результате почти все производители автомобилей с середины 2010-х годов перешли на обычную гомогенную смесь в бензиновых двигателях с прямым впрыском. Некоторые производители автомобилей продолжают использовать коллекторный впрыск в некоторых автомобилях эконом-класса и высокопроизводительных моделях до начала 2020-х годов.

Автомобильные производители используют систему непосредственного впрыска Common-Rail с 1997 года.Volkswagen был единственной компанией, которая использовала систему Pumpe-Düse в начале 2000-х годов, однако с 2010 года они также использовали прямой впрыск Common-Rail.

Как работает впрыск топлива?

Топливная форсунка представляет собой клапан с электронным управлением, который включает в себя некоторый чувствительный механизм, который определяет и контролирует количество топлива, которое должно поступать в цилиндр для сгорания. Форсунка может открываться и закрываться для подачи нужного количества топлива.

Для подачи нужного количества топлива система управления двигателем оснащена множеством датчиков.Есть два типа систем впрыска топлива, которые обычно используются в современных автомобилях.

Непрямой впрыск

Большинство современных автомобилей оснащены системой непрямого впрыска. Конкретный насос перекачивает топливо под давлением из бака в моторный отсек, которое распределяется индивидуально по каждому цилиндру. В зависимости от системы двигателя топливо впрыскивается либо во впускной канал, либо во впускной коллектор. Воздух смешивается с топливом, проходящим через впускное отверстие / коллектор, затем попадает в камеру.Некоторые автомобили имеют более двух форсунок, причем их форсунки питают каждый цилиндр.

Прямой впрыск

Топливная система с непосредственным впрыском является наиболее распространенной и эффективной системой подачи топлива в двигатель. Хотя эта система более распространена в дизельных двигателях, при непосредственном впрыске топливо впрыскивается непосредственно в камеры сгорания. Сейчас используется в бензиновых двигателях. Эта система также известна как бензин с прямым впрыском (DIG), наука, лежащая в основе этой системы, проста. Система воспламеняется, когда распыленное топливо впрыскивается в камеру сгорания.

Категории впрыска топлива

Мы можем разделить их на две категории: электронный впрыск топлива и механический впрыск топлива.

Электронный впрыск топлива (EFI)

Электронная система впрыска — это автоматизированная система, управляемая микропроцессорным блоком управления, также известным как электронный блок управления (ЭБУ), который представляет собой мини-компьютер. Датчики, установленные на двигателе, снабжают этот мини-компьютер всей необходимой информацией, такой как температура в воздухозаборнике, давление воздуха, частота вращения двигателя и положение акселератора.

Вся информация предоставляется, чтобы помочь системе обеспечить точное количество необходимого топлива. Датчик сигнализирует о включении / выключении клапана, чтобы открыть и закрыть впускной порт. Весь этот процесс происходит за считанные секунды. Электронная система работает при более низком давлении по сравнению с механической системой.

Давление воздуха на впуске, температура двигателя, частота вращения коленчатого вала и положение акселератора контролируются датчиками. ЭБУ получает информацию обо всех этих вещах в режиме реального времени через несколько соединений.

Механический впрыск топлива

Метод впрыска топлива здесь в чем-то похож на карбюраторы, использовавшиеся в прошлом, так как многие люди до сих пор используют его с карбюраторными двигателями. В то время как карбюраторные системы забирают топливо под низким давлением из бака, эти системы механических топливных форсунок перекачивают топливо под высоким давлением из бака, именно так механические топливные форсунки работают на базовом уровне.

Механическая система впрыска топлива работает по простой схеме. Топливо из бака под высоким давлением подается в топливный аккумулятор.Оттуда топливо проходит через распределитель топлива, который обеспечивает каждую форсунку, откуда оно попадает во впускное отверстие.

Заслонка регулирует воздушный поток в результате реакции педали акселератора. По мере увеличения воздушного потока увеличивается распределение топлива по форсункам, чтобы поддерживать правильную балансировку воздушно-топливной смеси. Многие производители автомобилей использовали механический впрыск топлива на спортивных автомобилях и спортивных седанах. Весь этот процесс происходит за считанные секунды.

Впрыск топлива будущего

Преимущества прямого впрыска топлива многочисленны, но одно из самых важных — это его точность.Система впрыска топлива стала более сложной, что обеспечивает повышенную эффективность и безопасность. Двигатели вырабатывают больше лошадиных сил с каждым годом, с меньшими потерями на каждую произведенную лошадиную силу.

Впрыск дизельного топлива

Система впрыска бензина в автомобилях с бензиновым двигателем всегда является косвенной, при этом бензин впрыскивается во впускной коллектор или впускное отверстие, а не прямо в камеры сгорания. Это гарантирует, что топливо надлежащим образом соединяется с воздухом перед тем, как попасть в камеру.

Прямой впрыск — это еще один способ впрыска топлива дизельными двигателями непосредственно в цилиндр, уже заполненный сжатым воздухом. В этом типе прямого впрыска дизельное топливо впрыскивается в специально сформированную камеру предварительного сгорания с крошечным проходом, ведущим от нее к головке блока цилиндров.

Цилиндр втягивает только воздух. Поскольку он нагревается за счет сжатия, распыленное топливо впрыскивается в конце такта сжатия и самовоспламеняется.

Обслуживание топливной форсунки

Техническое обслуживание системы впрыска топлива — один из важнейших способов достижения лучших топливных характеристик и увеличения срока службы двигателя.Если автовладелец пренебрегает обслуживанием и обслуживанием двигателя, например заменой масла и заменой фильтра, есть вероятность, что форсунки пострадают.

Существует несколько методов очистки и обслуживания системы впрыска топлива. Очистители могут использоваться для удаления загрязнений из системы путем заливки присадок непосредственно в топливный бак. Добавки проходят через систему, где в конечном итоге попадают в форсунки для удаления примесей.

Признаки отказа системы впрыска топлива

Существует несколько причин, по которым система впрыска топлива в вашем автомобиле может не работать должным образом.Вы могли заметить, что автомобиль испытывает трудности с запуском и ускорением. Конечный результат в целом один и тот же: недостаточное количество бензина, поступающего в цилиндры. Это может снизить мощность и эффективность двигателя. Остановка и возгорание являются возможными последствиями неэффективного сгорания, вызванного неправильным впрыском топлива. После эксплуатации автомобиля вы можете почувствовать сильный запах бензина в моторном отсеке из-за неэффективного сгорания, вызванного неправильным впрыском топлива.

Что вызывает неисправность системы впрыска топлива?

Когда топливные форсунки двигателя начинают выходить из строя, это обычно происходит из-за их неисправности.У них могут возникнуть проблемы с электричеством или, что гораздо чаще, они могут засориться. Инжектор может не открываться и закрываться правильно из-за проблем с электричеством. Засорение мешает точной подаче топлива из топливной форсунки.

Засорение может быть вызвано попаданием посторонних предметов в бензин, что может указывать на проблему с топливной системой в целом. Скорее всего, виноват топливный фильтр, обычно расположенный в баке или вдоль топливопровода, и его следует заменить, если вы заменяете топливную форсунку.

Вы можете нанять местный гараж, чтобы проверить топливные форсунки в вашей машине. С помощью этого оборудования можно рассчитать выходное давление каждой форсунки. Любой инжектор, давление в котором слишком далеко от правильного для вашего автомобиля, необходимо заменить. Поскольку топливные форсунки обычно со временем изнашиваются, вы можете заменить их все сразу, как группу.

Заключение

Изобретение топливной форсунки сделало проблему подачи именно правильного количества топлива для сгорания несложной задачей.Они также способствовали повышению эффективности, улучшили переходную реакцию дроссельной заслонки и очень помогли во время холодного запуска, поскольку они позволяют дополнительному топливу течь в течение короткого периода времени, чего нельзя было сделать с карбюраторными двигателями.

Функция форсунки — подавать распыленное топливо так, чтобы оно сгорало полностью и равномерно. Вы можете подумать, что это простой процесс, но он сложен, чтобы все процессы работали без сбоев. Ваши форсунки прямо или косвенно подают топливо в двигатель, где оно может сгореть.Чтобы получить топливо до этой точки, нужно много шагов, и это привело к появлению технологии впрыска топлива.

Педаль газа связана с дроссельной заслонкой, которая регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель. В результате педаль газа — это просто форма вращения педалей воздуха.

Дроссельная заслонка открывается шире, когда вы нажимаете на газ, и пропускает больше воздуха. В результате того, что дроссельная заслонка открыта, блок управления двигателем (ЭБУ, который управляет всеми электронными компонентами вашего двигателя) увеличивает расход топлива в ожидании поступления дополнительного воздуха в двигатель.

Очень важно увеличить поток топлива, как только открывается дроссельная заслонка; в противном случае при первом нажатии на педаль газа могут возникнуть колебания, поскольку некоторое количество воздуха достигает цилиндров без достаточного количества бензина.

Масса воздуха, поступающего в двигатель, и количество кислорода в выхлопе измеряются датчиками. ЭБУ корректирует эти данные для точной настройки подачи топлива, обеспечивая правильное соотношение воздуха и топлива.

Электронная система впрыска топлива (EFI)

Задача электронной системы впрыска топлива — регулировать и оптимизировать соотношение топливо / воздух, поступающее в двигатель транспортного средства.Впрыск топлива в последнее время стал основной системой подачи топлива, используемой в автомобильных бензиновых двигателях. В этом посте будет обсуждаться, что такое система электронного впрыска топлива (EFI), ее архитектура, типы, принцип работы, применение, преимущества и недостатки.

Что такое электронная система впрыска топлива (EFI)

Система, направленная на оптимизацию соотношения топливо / воздух, поступающего в двигатель транспортного средства, называется электронной системой впрыска топлива. Система EFI почти полностью заменила использование карбюраторов.

Рис. 1 — Введение в электронную систему впрыска топлива

Карбюраторы хороши с точки зрения производительности, но из-за их неопределенной природы они не могут развить большую мощность, увеличить расход топлива на твердом топливе и пройти испытание на выбросы выхлопных газов. все с той же настройкой, у них также было много механических частей, которые со временем могли стать липкими. Это означает, что они требовали более интенсивного обслуживания, а восстановление карбюратора часто являлось частью планового технического обслуживания.

OEM-производители обращались к EFI для решения своих сложных проблем с выбросами.Первоначальный EFI состоял в основном из карбюраторов, управляемых процессором, подключенных к датчику кислорода и датчику положения дроссельной заслонки, и все они были подключены к электронному блоку управления.

Электронная система впрыска топлива состоит из электронных компонентов и датчиков. Он должен быть чистым и хорошо откалиброванным, чтобы повысить мощность и эффективность двигателя, а также сократить потребление газа.

Рис. 2 — Топливный инжектор (a) Двухколесный (b) Четырехколесный

Типы впрыска топлива

Чтобы лучше понять концепцию, мы сначала должны понять типы впрыска топлива.Типы впрыска топлива, используемые в новых автомобилях:

  • Одноточечный впрыск или дроссельный впрыск
  • Портовый или многоточечный впрыск
  • Последовательный впрыск топлива
  • Прямой впрыск

Одноточечный впрыск или дроссельный впрыск

Первым и простым видом впрыска топлива был одноточечный впрыск. Здесь карбюратор заменен одной или двумя форсунками топливных форсунок в корпусе дроссельной заслонки, который является горловиной впускного коллектора двигателя.

Одноточечный впрыск был ступенькой к более сложной многоточечной системе для некоторых производителей. Они экономичны и просты в обслуживании.

Портовый или многоточечный впрыск топлива

При многоточечном впрыске топлива отдельная форсунка предназначена для каждого цилиндра, прямо за его впускным отверстием, из-за чего система также называется системой впрыска через порт. Когда пары топлива выбрасываются близко к впускному отверстию, это обеспечивает полное всасывание топлива в цилиндр.

Основным преимуществом является то, что расходомер MPFI более точен, чем конструкции TBI. Это лучше при достижении желаемого соотношения топливо / воздух и улучшении всех связанных аспектов. Кроме того, это почти исключает возможность конденсации или скопления топлива во впускном коллекторе. TBI и карбюраторы сконструированы таким образом, что впускной коллектор отводит тепло двигателя, которое является мерой испарения жидкого топлива.

В двигателях, оборудованных MPFI, впускной коллектор может быть изготовлен из более легкого материала, даже из пластика.Система MPFI приводит к повышенной экономии топлива. Стандартные металлические впускные коллекторы должны быть расположены наверху двигателя для отвода тепла, но в случае MPFI их можно расположить более творчески, предоставляя инженерам гибкость при проектировании.

Рис. 3 — (a) Одноточечный или дроссельный корпус (b) Портовый или многоточечный (c) Система прямого впрыска топлива в двигатель

Последовательный впрыск топлива

Последовательный впрыск топлива, также известный как Последовательный впрыск топлива через порт (SPFI) или впрыск по времени — это тип многопортового впрыска.Хотя MPFI имеет несколько форсунок, все они распыляют топливо одновременно или группами. Это может привести к «зависанию» топлива в порте до 150 миллисекунд во время работы двигателя на холостом ходу.

Может показаться, что это не так уж много, но этого ограничения достаточно, чтобы инженеры устранили его, т.е.последовательный впрыск топлива запускает каждую форсунку отдельно. Они в основном синхронизируются по времени, как свечи зажигания, и распыляют топливо непосредственно перед или при открытии впускного клапана.Хотя это кажется незначительным шагом, улучшения эффективности и выбросов достигаются в исключительно малых дозах.

Прямой впрыск

Прямой впрыск впрыскивает топливо прямо в камеры сгорания, мимо клапанов. Система прямого впрыска широко используется в дизельных двигателях и начинает появляться в конструкциях бензиновых двигателей, иногда называемых DIG для бензина с прямым впрыском. Дозирование топлива по-прежнему более точное, чем в другой системе впрыска.

Система прямого впрыска предоставляет инженерам дополнительную переменную, позволяющую точно влиять на то, как происходит сгорание в цилиндрах.Дисциплина проектирования двигателя тщательно исследует, как топливно-воздушная смесь вращается в цилиндрах и как взрыв распространяется от точки воспламенения. Прямой впрыск может использоваться в двигателях с низким уровнем выбросов на обедненной смеси.

Архитектура электронной системы впрыска топлива

Компоненты электронной системы впрыска топлива включают:

  • Датчики
  • Электронный блок управления (ЭБУ)
  • Световой индикатор «Проверьте двигатель» / «Скоро сервисное обслуживание двигателя»
  • Топливные форсунки
  • Топливный насос

Рис.4 — Принципиальная схема электронной системы впрыска топлива

Датчики

Датчики установлены во многих точках двигателя, и их функция заключается в отправке информации в ЭБУ. Используются следующие датчики:

  • Датчик температуры двигателя
  • Датчик температуры всасывания
  • Датчик температуры выхлопных газов
  • Датчик частоты вращения двигателя
  • Датчик положения дроссельной заслонки
  • Датчик, который отвечает за измерение концентрации топлива в топливе / воздухе смесь

Приводы — это компоненты, которые получают информацию от ЭБУ и действуют в системе питания, изменяя объем топлива, которое получает двигатель.

Он использует следующие исполнительные механизмы:

  • Топливная форсунка
  • Свеча зажигания
  • Дроссельная заслонка

Электронный блок управления

Электронный блок управления отвечает за измерение датчиков и оценку действий для каждый привод с учетом ограничений по времени. Блок-схема системы впрыска топлива показана на рис. 3. Временные ограничения системы накладываются характеристиками двигателя внутреннего сгорания, которым необходимо управлять.

Определяется, что поворот двигателя на 360 ° совершается каждые 5 микросекунд при 12000 об / мин. Привод дроссельной заслонки рассматривает положение 0 ° как импульс в 1 миллисекунду и 90 ° как за импульс в 2 миллисекунды в течение периода 25 миллисекунд. Принимая во внимание эти временные ограничения, считывание датчиков и расчет времени срабатывания исполнительных механизмов следует обрабатывать не более чем за 15 миллисекунд.

Индикатор «Проверьте двигатель» / Индикатор «Скоро обслуживание двигателя»

Индикатор «Проверьте двигатель» (или индикатор «Скоро выполните обслуживание двигателя») на консоли загорится во время сканирования и гаснет, когда все датчики работают.

Топливная форсунка

Помогает впрыскивать топливо во впускные каналы двигателя.

Топливный насос

Он помогает перекачивать бензин из топливного бака автомобиля в двигатель и распределять топливо в систему впрыска топлива под более высоким давлением.

Как работает система EFI

Система впрыска топлива состоит из множества датчиков, расположенных вокруг вашего автомобиля, как показано на рис. 5. Каждый раз, когда вы заводите автомобиль, электронный блок управления (ECU) сканирует каждый из них. этих датчиков, чтобы проверить их работоспособность.

Индикатор «Check Engine» (или индикатор «Service Engine Soon») на консоли загорается во время сканирования и гаснет, когда все датчики работают.

Рис. 5 — Блок-схема электронной системы впрыска топлива

Датчики непрерывно определяют значения многих параметров, таких как давление воздуха, температура воздуха, угол дроссельной заслонки, плотность воздуха, температура топлива, давление топлива, давление масла, температура охлаждающей жидкости, температура выхлопных газов, угол поворота коленчатого вала, синхронизация, частота вращения двигателя, скорость и т. д.

Все эти данные обрабатываются через ЭБУ (электронный блок управления), чтобы установить количество времени, в течение которого топливные форсунки открыты и впрыскивают топливо во впускные отверстия двигателя. Форсунки обычно открываются только на несколько миллисекунд за раз. Форсунка состоит из форсунки и клапана. Мощность для впрыска топлива исходит от топливного насоса или резервуара под давлением, расположенного далеко в задней части источника топлива. Топливо, проходящее через систему, распыляется путем принудительной прокачки его через маленькую форсунку под очень высоким давлением.

Приложения электронной системы впрыска топлива

Приложения включают:

  • Система EFI включает в себя современную программу управления выбросами, расходом топлива и требованиями к производительности
  • Система также включает технологию Smart Ignition для управления система зажигания, предоставляя производителям оборудования гибкость для достижения лучшего в своем классе расхода топлива

Преимущества электронной системы впрыска топлива

Преимущества:

  • Повышение объемного КПД двигателя
  • Прямой впрыск топлива в цилиндр исключает смачивание коллектора
  • Хорошее распыление топлива даже на низкой скорости, поскольку распыление не зависит от скорости вращения коленчатого вала
  • Меньшая детонация благодаря улучшенному распылению и испарению
  • Исключается образование льда на дроссельной заслонке
  • Можно использовать топливо с низкой летучестью как дистрибьютор не зависит от парообразования
  • Поскольку изменение соотношения топливо / воздух практически незначительно, это приводит к хорошей производительности двигателя
  • Высота двигателя может быть меньше, поскольку положение узла впрыска не столь критично

Недостатки электронного топлива Система впрыска

К недостаткам можно отнести:

  • Высокая стоимость обслуживания
  • Сложность в обслуживании
  • Возможность выхода из строя некоторых датчиков
  Читайте также:
Система SCADA - Компоненты, Архитектура аппаратного и программного обеспечения, Типы
Встроенная система - характеристики, типы, преимущества и преимущества. Недостатки
Глобальная система позиционирования (GPS) - архитектура, приложения, преимущества
  

EFi против MPFi против GDi: как работает технология электронного впрыска топлива?

EFi, MPFi, GDi —

EFi означает электронный впрыск топлива (EFi), тогда как MPFi или MPi означает многоточечный впрыск топлива, а GDi означает прямой впрыск бензина.Все это типы систем впрыска топлива, которые в основном используются в бензиновых или бензиновых двигателях. Все эти термины относятся к системам бензинового впрыска нового поколения.

Ранее в более старых двигателях использовался простой впрыск топлива (Fi), который заменял карбюратор для устранения некоторых его недостатков. Карбюратор, будучи механическим устройством, просто не мог полностью контролировать точное соотношение воздух-топливо для удовлетворения растущих требований к лучшему контролю за выбросами.

Таким образом, она была заменена на технологию впрыска топлива первого поколения.В этом методе бензиновое топливо распыляется путем нагнетания его через инжектор, в отличие от его всасывания, создаваемого трубкой Вентури в карбюраторе, который нагнетает бензин через свои отверстия. Таким образом, существует фундаментальная разница между карбюратором предыдущего поколения и системой впрыска топлива (EFi) нового поколения.

Ранее система впрыска топлива первого поколения отличалась простой конструкцией, состоящей из инжектора и механического топливного насоса. В основном топливный насос обеспечивал давление, достаточное для гидромеханического открытия форсунки.Позже эта система была модернизирована и теперь включает в себя инжектор с электрическим приводом от ЭБУ, который представляет собой систему электронного впрыска топлива первого поколения или EFi.

Система впрыска дроссельной заслонки (TBI) —

Система впрыска дроссельной заслонки также известна как система центрального впрыска топлива. Он состоит из топливной форсунки с электрическим управлением, расположенной над дроссельной заслонкой (дроссельной заслонкой) и распыляющей топливо в корпус дроссельной заслонки.

EFi 1-го поколения — Система впрыска дроссельной заслонки — TBI

Одноточечный впрыск топлива —

Одноточечный впрыск топлива — это система впрыска топлива второго поколения, в которой используется впрыск топлива с электронным управлением (EFi).Кроме того, он точно регулировал время впрыска с помощью ЭБУ, датчиков и исполнительных механизмов. В нем использовался инжектор «общий для всех цилиндров», который подавал бензин в распыленной форме.

EFi 2-го поколения — одноточечная система впрыска — впрыск в коллекторе

Однако инженеры переместили ее с ее более раннего положения в корпусе дроссельной заслонки на впускной коллектор. Здесь бензин смешивается с поступающим воздухом. Затем топливовоздушная смесь (называемая зарядом) поступает в каждый цилиндр. Следовательно, эту систему также называют «впрыском в коллектор», поскольку впрыск бензина происходит во впускной коллектор.

Многоточечный впрыск топлива (MPFi) —

Кроме того, производители разработали систему впрыска в коллектор, включающую инжектор «один на каждый цилиндр», который обеспечивает четыре инжектора в четырехцилиндровом двигателе. Инженеры назвали эту передовую технологию с электронным управлением «последовательным впрыском топлива», также известным как многопортовый / многоточечный впрыск топлива или, сокращенно, MPFi / MPi.

EFi 3-го поколения — многоточечный впрыск топлива — MPFi

MPFi использует отдельный инжектор для каждого цилиндра для подачи правильного количества топлива через «топливную рампу» в соответствии с «Порядком зажигания» или в «определенной последовательности».Кроме того, система MPFi обеспечивает дополнительную точность, изменяя количество топлива и время впрыска, управляя каждой форсункой отдельно. Таким образом, улучшаются характеристики и эффективно контролируются выбросы.

Данная технология состоит из следующих частей:

1. Форсунки
2. Топливный насос
3. Топливная рейка
4. Датчик давления топлива
5. Блок управления двигателем
6. Регулятор давления топлива
7. Различные датчики — датчик положения кривошипа / кулачка, датчик давления в коллекторе, датчик кислорода

# Прямой впрыск бензина (GDI) —

Прямой впрыск бензина (GDI) также известен как Прямой впрыск бензина / Прямой впрыск с искровым зажиганием (SIDI) / Стратифицированный впрыск топлива (FSI), который является новейшей технологией EFi.Кроме того, в нем используются специальные форсунки, распыляющие бензин под очень высоким давлением. В отличие от системы MPFi, этот инжектор впрыскивает бензин прямо в камеру сгорания, как и дизельные двигатели.

EFi 4-го поколения — непосредственный впрыск бензина — GDi

Сложная «система управления двигателем» (EMS) точно контролирует смешивание воздуха и топлива. Смешивание воздуха и бензина происходит внутри камеры сгорания, а не во впускном коллекторе. Таким образом, этот метод обеспечивает больший контроль над процессом горения.Кроме того, он также обеспечивает несколько режимов сгорания, которые включают сверхбедное соотношение воздух-топливо. В настоящее время двигатели нового поколения используют GDI в сочетании с турбонагнетателем, что улучшает характеристики двигателя.

Преимущества впрыска топлива в бензиновых двигателях: —

1. Более плавная и надежная реакция двигателя
2. Устранение дросселирования и более легкий запуск из холодного состояния
3. Улучшенная работа двигателя даже при экстремальных температурах окружающей среды
4. Более плавная работа двигателя на холостом ходу и работе
5.Повышенная топливная эффективность
6. Снижение выбросов CO2

Для получения дополнительной информации щелкните здесь.

Подробнее: Как работает технология CRDi? >>

О компании CarBikeTech

CarBikeTech — технический блог. Его члены имеют опыт работы в автомобильной сфере более 20 лет. CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.

Посмотреть все сообщения CarBikeTech

Понимание системы впрыска топлива вашего автомобиля

Способ подачи топлива в камеры сгорания двигателя за последние годы сильно изменился.Раньше он приходил через что-то, называемое карбюратором, относительно простой, но неэффективный и темпераментный компонент.

В 1990-х годах эта система была быстро заменена впрыском топлива, системой, которая могла соответствовать жестким новым стандартам выбросов, введенным в то время, при одновременном повышении производительности двигателя.

В первые дни впрыск топлива был дорогим и ассоциировался с автомобилями премиум-класса, но теперь в каждой машине есть впрыск.

В целом это надежно, но все же стоит знать, как система работает, где она находится и как определить, когда она работает.Здесь мы ответим на эти и другие вопросы…

Что такое система впрыска топлива?

Заманчиво сказать, что это именно то, что подразумевает название, за исключением того, что существуют разные типы систем, включая прямые и косвенные.

В конечном итоге они делают то же самое: впрыскивают точно откалиброванный топливный спрей в камеры сгорания двигателя или близко к ним, именно тогда, когда это необходимо. И бензиновые, и дизельные двигатели используют системы впрыска топлива.

Зачем он нужен двигателю?

Без какой-либо системы подачи топлива, будь то карбюратор или система впрыска, двигатель не работал бы.

Прелесть системы впрыска топлива в том, что она намного более управляема, чем старый карбюратор. Отчасти поэтому современные двигатели стали намного более эффективными (чистыми, экономичными и мощными), чем были раньше.

Как выглядит система впрыска?

Чтобы увидеть его, придется избавиться от значительной части движка, потому что он состоит из нескольких отдельных компонентов:

  • Модуль подачи топлива, в состав которого входят электрический топливный насос высокого давления и топливный фильтр.
  • Регулятор всасываемого воздуха, чтобы убедиться в том, что количество воздуха в двигателе идеально.
  • Электронный блок управления и датчики для обеспечения того, чтобы система впрыскивала точно нужное количество топлива во всасываемый воздушный поток.
  • Топливные форсунки, установленные на топливораспределительной рампе для подачи топлива в двигатель.

Как работает система впрыска?

Модуль подачи топлива подает топливо под давлением к форсункам, по одной на цилиндр. Количество топлива, которое достигает форсунки, точно контролируется ЭБУ, который учитывает температуру воздуха, положение дроссельной заслонки, скорость двигателя, крутящий момент двигателя и данные о выхлопе, собранные с датчиков внутри и вокруг двигателя, чтобы регулировать подачу на каждом такте впуска.

Воздух поступает через впускной коллектор и втягивается в двигатель через впускной клапан или клапаны.

Однако то, как топливо и воздух вводятся и смешиваются друг с другом, различается в зависимости от того, какая система впрыска топлива используется.

В большинстве бензиновых двигателей используется так называемая система непрямого впрыска топлива, при которой топливо впрыскивается во впускной коллектор — систему труб, по которым поступающий воздух направляется в двигатель. Здесь топливо и воздух смешиваются перед тем, как попасть в камеру сгорания.

В системах прямого впрыска топлива, таких как дизельные двигатели и, все чаще, бензиновые двигатели, топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания под чрезвычайно высоким давлением и непосредственно в входящий воздушный поток.

Это гораздо более эффективный метод, чем непрямой впрыск топлива, который увеличивает мощность и экономичность, а также снижает выбросы.

Раньше системы впрыска приводились в действие механически, но современные системы полностью электронные, что в результате делает их более надежными и эффективными.

Как работает бензиновый двигатель

(Обновлено 21 июля 2020 г.)

Бензиновый двигатель также называют бензиновым двигателем во многих частях мира. Слово «бензин» — это то, что британцы используют для описания бензинового двигателя. Они означают то же самое, что некоторые люди могут не осознавать, если они из Америки.

Бензиновый двигатель — это наиболее распространенный тип двигателя в транспортных средствах, которыми люди управляют каждый день. Он использует процесс внутреннего сгорания, который включает смешивание бензина и воздуха внутри камер цилиндров, а затем их зажигание для выработки тепловой энергии.

Это тип энергии, который позволяет автомобилю ускоряться в соответствии с требованиями, которые вы предъявляете к нему как к водителю. Здесь мы рассмотрим, как работает движок, а также немного его истории.

Связанные: 5 частей двигателя и их функции

Четырехтактный цикл бензинового двигателя

Помимо термина «бензиновый двигатель», этот тип двигателя можно описать еще одним термином « четырехтактный двигатель ». Это название существует потому, что у бензинового двигателя есть четыре различных этапа, которые он проходит для возникновения процесса внутреннего сгорания.

Эти шаги называются штрихами. Ниже показано, что влекут за собой четыре такта двигателя.

Ход # 1

Первый ход двигателя — это всасывание наружного воздуха. Этот воздух нужен двигателю в составе топливовоздушной смеси.

Впускной клапан сначала откроется, чтобы воздух попал внутрь. Поршень в верхней части цилиндра движется вниз. Это создает силу, которая всасывает воздух в цилиндр.

Ход # 2

Второй ход — сжатие смеси.Когда воздух входит в цилиндр и смешивается с топливом, сила движущихся поршней заставляет смесь сжиматься.

Между тем выпускной и впускной клапаны остаются закрытыми. Важно, чтобы они оставались такими, иначе драгоценные газы и жидкости могут улетучиться и испортить весь процесс сгорания.

Ход # 3

Третий ход — это сам процесс сгорания, также называемый рабочим ходом. Именно здесь смесь воздуха и топлива будет фактически воспламеняться от искры, генерируемой свечой зажигания.

При успешном зажигании взрыв толкает поршень вниз в том месте, где он вращает коленчатый вал.

См. Также: Что такое двигатель Hemi?

Ход # 4

Четвертый ход относится к выхлопу. Когда топливо горит в камере сгорания, оно генерирует распыленные частицы, более известные как выхлопные газы.

Поршень выталкивает эти выбросы из камеры сгорания через отверстие выпускного клапана.

Вот хорошая анимация, показывающая, как выглядит четырехтактный процесс:

История бензинового двигателя

Николаус Отто изобрел бензиновый двигатель и этот четырехтактный процесс.Он был немецким инженером, который запатентовал это изобретение и назвал его циклом Отто.

Некоторым людям легче запомнить его как четырехтактный или бензиновый цикл, потому что они более тесно связаны с процессом сгорания в бензиновом двигателе. В конце концов, в дизельном двигателе для описания процесса сгорания используется термин «дизельный цикл».

Но цикл Отто уникален своей терминологией поглаживания. Первый ход официально назывался «ходом всасывания», второй ход назывался «ходом сжатия», третий — «рабочим ходом», а четвертый — «ходом выпуска».”

Связано: Сравнение дизельного двигателя и бензинового двигателя

В первые дни бензиновых двигателей был компонент, называемый« карбюратор », который отвечал за смешивание воздуха с бензином. Однако эта старая карбюраторная технология была в конечном итоге заменена системой впрыска топлива, которая электронно связана с блоком управления двигателем транспортного средства.

Это позволяет лучше рассчитывать и точнее расход топлива в камеру сгорания.В результате может быть достигнута топливная эффективность, позволяющая увеличить расход топлива и сэкономить деньги на топливе.

В то же время происходит меньше выбросов углерода. Поскольку мы живем в эпоху экологичности, система впрыска топлива делает многое для этого.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *