Принцип работы инжекторного двигателя: Nothing found for Articles Ustrojstvo Inzhektora %23Vidy — RallySale.ru Продажа спортивных автомобилей, гоночной техники и экипировки для автоспорта. Работа. Аренда и тюнинг машин

Содержание

Инжекторный двигатель: принцип работы инжектора, неисправности

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

Главные отличия карбюратора от электронного впрыска

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

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

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

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

Разновидности инжектора

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

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

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

Устройство инжекторного двигателя

Простейший инжектор состоит из следующих компонентов:

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

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

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

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

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

момент открытия форсунки;
время, при котором игла форсунки открыта;
количество топлива;
угол зажигания.

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

Достоинства и недостатки двигателя с электронным впрыском

Из плюсов можно выделить:

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

Недостатки:

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

Основные неисправности

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

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

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

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

Как работает инжекторный двигатель?

Инжекторный двигатель – это довольно сложный механизм, работа которого должна быть хорошо отлажена, чтобы получить от него максимальную производительность. В статье подробно рассмотрен принцип работы инжекторного двигателя.Инжекторный двигатель – это довольно сложный механизм, работа которого должна быть хорошо отлажена, чтобы получить от него максимальную производительность. В статье подробно рассмотрен принцип работы инжекторного двигателя.

Содержание статьи:

Прежде чем начать разговор об этом чуде техники, развеем некоторые мифы. Инжекторный двигатель работает по тому же принципу, что и дизельный, за исключением системы зажигания, однако, это не придает ему гораздо большей мощности, чем карбюраторному. Прибавка составит максимум 10%.

Центром всей системы является ЭБУ (электронный блок управления). Он носит много названий, «мозги», «компьютер» и так далее. По сути да, это компьютер, в который заложено огромное количество таблиц по составу смеси, времени впрыска топлива и прочего. Например, если обороты двигателя равны 1500, дроссельная заслонка открыта на 10 градусов, а расход воздуха составляет 23 кг, то в цилиндр будет поступать одно количество топлива. Если же вводные параметры изменяются, то и результат будет другим. Если с блоком управления возникают какие-то проблемы, например, слетает прошивка, то все идет прахом, двигатель либо начинает как попало работать, либо и вовсе перестает.

Датчики инжекторного двигателя

Все элементы можно поделить на исполнительные и датчики. Для начала мы рассмотрим датчики.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

Этот элемент устанавливается перед воздушным фильтром, прямо на входе. В основе его работы лежит принцип разницы показаний. Так, через две платиновые нити проходит электричество. В зависимости от температуры их сопротивление меняется. Одна из нитей надежно укрыта от потока воздуха, что делает ее сопротивление неизменным. Вторая же охлаждается потоком, и на основании разницы величин, по тем же таблицам, о которых сказано выше, ЭБУ рассчитывает количество воздуха.

Датчик абсолютного давлении и температуры двигателя (ДАД)

Он используется либо в качестве альтернативы, либо вместе с вышеописанным для более высокой точности снятия показаний. Если вкратце, в нем имеется две камеры, одна из которых герметична и имеет внутри абсолютный вакуум. Вторая же камера подсоединяется к впускному коллектору, где создается разрежение во время такта впуска. Между этими камерами имеется диафрагма, а так же пьезоэлементы. Они вырабатывают напряжение при движении диафрагмы. Далее сигнал идет на ЭБУ.

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

Если посмотреть на шкив коленвала инжекторного двигателя, то можно рассмотреть на нем гребенку. Она магнитная. По всему периметру установлены зубцы. Всего их должно быть 60 штук, через каждые 6 градусов. Но двух из них нет, они нужны для синхронизации. Датчик положение коленчатого вала имеет в своем составе намагниченный стальной сердечный, а так же медную обмотку. При прохождении зубцов в обмотке возникает индукционный ток, напряжение которого зависит от скорости вращения шкива.

Датчик фаз (ДФ)

Не все двигатели им оснащались раньше, но сейчас его можно встретить практически везде. Он работает по принципу датчика Холла, то есть имеет диск с катушкой, а так же прорезь. Как только прорезь попадает на датчик, выходное напряжение на нем нулевое. Этот момент означает верхнюю мертвую точку такта сжатия первого цилиндра. Нужно это для того, чтобы ЭБУ мог генерировать напряжение для зажигания в нужном цилиндре, а так же контролировать такты. Чтобы, например, форсунка не открылась во время рабочего хода.

Датчик детонации

Он устанавливается на блоке цилиндров инжекторного двигателя. Как только в двигателе возникает детонация, по блоку передается вибрация. Датчик представляет собой пьезоэлемент, который генерирует напряжение, чем сильнее вибрации, тем выше напряжение. Соответственно, ЭБУ на основании его показаний корректирует момент зажигания. Но об этом позже.

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)

По сути своей, это обычный потенциометр. Опорное напряжение на нем, как правило, составляет 5 вольт. Так вот, в зависимости от того, на какой угол отклоняется дроссельная заслонка, меняется напряжение на контрольном выводе. Все просто.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ)

Этот датчик нужен для определения температуры двигателя. Если на карбюраторном двигателе он нужен просто для включения и выключения электровентилятора, то здесь он представляет собой более сложное устройство. Это термосопротивление, величина которого меняется в зависимости от температуры. Соответственно, меняется и напряжение, при прохождении через него.

Датчик кислорода

Он устанавливается в выхлопной системе, существуют системы с двумя датчиками. Его задача – отслеживать количество свободного кислорода в выхлопных газах. Например, если его слишком много, то это значит, что смесь вся не сгорает, а значит, надо обогатить. Если же кислорода меньше, чем значится в нормативных таблицах ЭБУ, то ее надо обеднить.

Исполнительные элементы

Исполнительные элементы получили свое название за то, что именно они вносят коррективы в работу двигателя. ТО есть, блок управления получает сигнал от датчика, анализирует его, после чего отправляет сигнал на исполнительный элемент.

Топливный насос

Начнем с системы питания. Он установлен в баке и подает топливо в топливную рампу под давлением 3,2 – 3,5 Мпа. Это позволяет гарантировать качественный распыл топлива в цилиндры. Как только повышаются обороты двигателя, повышается и аппетит, а значит в рампу надо подавать большее количество топлива для сохранения давления. Насос начинает вращаться быстрее по команде блока управления. Большинство современных автомобилей, начиная примерно с 2013 года выпуска, оснащаются топливным модулем, который включает в себя насос и встроенный фильтр. Это существенно сказывается на стоимости замены фильтра, потому что менять надо весь модуль. Некоторые производители в инструкциях пишут, что модуль устанавливается на весь срок службы авто, однако не стоит верить, что какой-то фильтр способен проходить больше 2 сезонов.

Форсунка

После того, как топливо прошло всю цепь провода, оно попадает в форсунку, которая дозирует его подачу в цилиндр. Форсунка представляет собой электромагнитный клапан очень маленького диаметра, который обеспечивает распыл бензина в камеру сгорания. ЭБУ изменяет количество топлива, которое подается, при помощи временных промежутков, пока открыта форсунка. Как правило, это десятые доли секунды.

Дроссельная заслонка

Все мы когда-то видели карбюратор, заглядывали в него сверху. Так вот в нем имелись заслонки, которые перекрывали воздух. Здесь принцип тот же. Пожалуй, и рассказать больше нечего.

Регулятор холостого хода (РХХ)

Это тоже электромагнитный клапан, шток которого закрывает воздуховод, проходящий в обход дроссельной заслонки. В зависимости от напряжения, которое на него подает блок управления, он открывает этот самый канал.

Модуль зажигания

В принципе, это та же катушка зажигания, только их здесь четыре. При прохождении тока через первичную обмотку во вторичной коммутируется высокочастотный ток высокого напряжения, который подается на свечу.

Принцип работы инжекторного двигателя

Итак, после того, как мы разобрались в основных узлах инжекторного двигателя, посмотрим, как же он работает. После того как стартер провернул коленчатый вал, ДПКВ сообщил блоку управления, какой цилиндр в каком положении находится. В свою очередь, датчик фаз сообщил о тактах. Блок управления принял эту информацию к сведению и открыл форсунку в том цилиндре, в котором начинается такт впуска. Но открыл ее не просто так, а на строго определенный промежуток времени, который по таблицам соответствует показаниям ДМРВ или ДАД. Так сформировалась рабочая смесь.

Видео: как работает бензиновый инжекторный двигатель внутреннего сгорания

После того как здесь такт впуска закончился, начинается сжатие, в это время впуск происходит в другом цилиндре. Здесь же поршень доходит до верхней мертвой точки, о чем говорит ДПКВ и ДФ, соответственно, пора подавать напряжение на модуль зажигания, в нужный цилиндр. Для этого в блоке управления стоит два транзистора, которые берут на себя по два цилиндра.

Дальше, когда взрыв произошел, ЭБУ смотрит на показания датчик детонации и корректирует момент зажигания уже для следующего по ходу цилиндра. Но это еще не все. После этого, когда газы дошли до датчика кислорода, блок управления корректирует состав смеси, а именно, время открывания форсунки, что позволяет максимально эффективно использовать топливо и его сгорание. Если ЭБУ распознает недостаток кислорода, но при этом дроссельная заслонка остается открытой, то приоткрывается регулятор холостого хода.

Прогрев двигателя и датчик температуры двигателя

Этот момент стоит рассмотреть отдельно, скажем так, это небольшое уточнение. Итак, прогревочный режим двигателя никак не связан с показаниями некоторых датчиков, то есть, от них ничего не зависит. В частности, это ДМРВ и ДАД, а так же датчик детонации. В блоке, как уже говорилось, заложены определенные таблицы, их очень много, миллионы. Так вот, во время прогревочного режима ЭБУ работает строго по этим таблицам и никак иначе. Это значит, что если в него прописано соотношение воздуха к топливу 14,1:1, то так оно и будет. Эта цифра является общепринятой нормой для рабочей температуры. Так вот, пока температура двигателя не достигнет той, которая прописана в прошивке блока управления, то прогревочный режим не отключится. После ЭБУ начинает работать по датчикам.

Что лучше, инжекторный или карбюраторный двигатель?

Этот вопрос достаточно спорный, у каждой точки зрения есть много противников и приверженцев как среди простых водителей, так и среди специалистов, которые полностью понимают принцип работы инжекторного двигателя. Итак, карбюраторный двигатель отличает простота и прозрачность работы. То есть, если механик отрегулировал холостые обороты, то они такими и остались.

Что касается инжекторного двигателя, то ту все дело сводится к своевременному обслуживанию, а так же к качеству применяемых деталей.

его достоинства, виды, конструктивные особенности

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:

Экономичность расхода;
Лучший выход мощности;
Меньшее количество вредных веществ в выхлопных газах;
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

Виды инжекторов

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:

Центральная;
Распределенная;
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

Принцип работы инжектора

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:

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.
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;
Датчик положения дроссельной заслонки (аббр. ДПДЗ). Этот датчик подает сигнал о положении педали акселератора. Установлен в дроссельном узле;
Датчик температуры силовой установки. На основе показаний этого элемента регулируется состав смеси в зависимости от температуры мотора. Располагается возле термостата;
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;
Датчик детонации. Необходим для выявления образования детонационного сгорания и принятия мер для его устранения. Расположен на блоке цилиндров;
Датчик скорости. Нужен для создания импульсов, по которым высчитывается скорость движения авто. На основе его показаний делается корректировка топливной смеси. Установлен на коробке передач;
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.

Принцип работы инжекторного двигателя, что такое инжекторный двигатель

Что такое инжекторный двигатель? Это разновидность двигателя с инжекторной системой подачи топлива. Данный вид двигателя обеспечивает экономичный расход топлива и уменьшение выбросов продуктов его сгорания в атмосферный воздух.

Основное его отличие от других типов состоит в особенностях работы системы подачи топлива. А именно, впрыскивание топлива осуществляется принудительно при помощи специального элемента для его дозирования (форсунки) в цилиндр или систему трубок и заслонок (впускной коллектор).

Инжекторные двигатели начали устанавливать с 1930х годов, но популярность они смогли завоевать только в конце 90хх годов.

Рис.№ 1. Современный инжекторный двигатель.

Типы инжекторных систем

Различают несколько типов данных систем в зависимости от способа подачи топлива, а именно:

Инжекторная система с центральной подачей топлива. Одна форсунка поставляет смесь топлива и воздуха в коллектор¸ после чего происходит её распределение по всем цилиндрам;
С многоточечной подачей. В этом варианте на каждый цилиндр имеется своя форсунка. Этот тип наиболее распространен. Чаще подача смеси осуществляется напрямую по цилиндру с последовательным топливовспрыском.

Выделяют также двух- и четырехтактные системы.

Такт – это все процессы, которые происходят в цилиндре за время одного ходя поршня.

Принцип работы инжекторного двигателя основан на сборе и оценке информации о состоянии двигателя и его работы с помощью специальных датчиков:

Датчик оборотов. Производит передачу сигнала о скорости, на основании этих данных блок управления рассчитывает необходимый расход топлива;
Датчик массового расхода воздуха. Измеряет силу воздушного потока;
Температуры антифриза. Проводит замеры температурного режима системы охлаждения и активирует работу вентилятора при необходимости;
Дроссельной заслонки. Осуществляет контроль положения заслонки дросселя и регулирует распределение топлива, которое попадает в камеру сгорания;
Кислорода в выхлопных газах. Фиксирует концентрацию кислорода в выхлопных газах. А также обеспечивает необходимую концентрацию газов и топлива в камере сгорания;
Детонации. Определяет силу взрыва в камере сгорания;
Положения распределительного вала. Участвует в согласовании подачи топлива и работы двигателя;
Температуры воздуха. Определяет температуру, которая поступает в двигатель. Контролёр инжектора (его «мозги») в результате обработки полученной информации, собранной от всех перечисленных приборов и устройств, регулирует работу следующих систем:
Форсунок. Это электромагнитный клапан, который осуществляет распыление топлива за счёт давления;
Электронасоса подачи топлива. Он контролирует давление в системе;
Модуля зажигания. Соответствует количеству свечей зажигания. Управляет их работой;
Регулятор холостого хода. Корректирует подачу воздуха в обход дроссельной заслонки на нейтральной передаче;
Вентилятор, охлаждающий мотор.

Рис. №2. Форсунки — основной элемент инжекторного двигателя, отвечающий за распыление топлива (жидкости или газа).

Как работает инжектор

Каждый двигатель оснащен поршнями и цилиндрами. В них происходит преобразование тепловой энергии в механическую.

Рис. №3. Схема работы инжекторного двигателя и его устройство.

Для осуществления этого процесса в инжекторном двигателе существует несколько этапов:

1 этап – такт впуска. Поршень в начале этого этапа находится в верхней мертвой точке. С началом работы двигателя стартер проворачивает посредством маховиков коленчатый вал. Датчик коленвала посылает блоку управления инжектора информацию о положении конкретного цилиндра. Датчик фаз анализирует такты. Блок управления получив данную информацию, открывает в нужном цилиндре форсунку на строго определенное время.

А вы знаете, что у некоторых двигателей имеется несколько клапанов впуска? Они увеличивают мощность двигателя, а соответственно и скоростные характеристики автомобиля;

2 этап – сжатие топливовоздушной смеси. Когда поршень достигает нижней мертвой точки, он начинает снова подниматься. Что приводит к сжатию смеси топлива и газов до размеров камеры сгорания. Клапаны в этот момент закрыты;

|Инжектор и его принцип работы|

3 — этап рабочего хода. На этом этапе происходит поджигание свечой зажигания сжатой смеси воздуха и топлива. Что провоцирует взрыв, посредством увеличения давления на дне поршня. Это приводит к тому, что поршень опускается вниз до уровня нижней мертвой точки.

Клапаны впуска и выпуска закрыты для того, чтобы сила давления на поршень была достаточной для проворачивания коленчатого вала.

После взрыва блок управления регулирует момент зажигания для последующего цилиндра. А так же нормирует газовый состав топливовоздушной смеси. Это позволяет предельно эффективно использовать топливо и его сгорание;

4 этап – такт выпуска. Предыдущий этап приводит к открытию выпускного клапана. Поршень начинает двигаться вверх, выбрасывая газы, образовавшиеся в результате взрыва и сгорания.

Важно! Прогрев двигателя не оказывает влияния на показания датчика массового расхода воздуха и датчика взрыва, так как блок управления работает по специальным запрограммированным таблицам.

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного

Рис. №4. Инжекторный и карбюраторный двигателя.

В работе и устройстве инжектора и карбюратора можно выделить следующие отличия:

В инжекторном двигателе подача смеси газов и топлива осуществляется в специальную камеру, в карбюраторном двигателе образование топливовоздушной смеси происходит в самом карбюраторе;
Смесь в инжекторном двигателе подается форсунками в цилиндры и в впускной коллектор принудительно. В карбюраторе этот процесс происходит само по себе;
В инжекторном двигателе форсунки подают строго дозированное количество топлива;
Инжекторная система обеспечивает мощность двигателя на 15% больше, чем карбюратор;
Инжектор более экономичен и экологически безопасен, чем карбюратор.

|Принцип работы системы питания инжекторного двигателя|

Применение инжекторных двигателей

Изначально инжекторные двигатели устанавливали в авиации. Особую популярность получили во времена Второй Мировой войны. Авиамоторы тогда создавали именно с этой системой.

Затем инжекторы стали устанавливать в автомобили. В процессе ввода в широкие круги, инжекторы стали вытеснять карбюраторные варианты двигателей. И с 2005 года автомобильные двигателя оснащены именно инжекторной системой подачи топлива.

Достоинства и недостатки инжекторного двигателя

К его плюсам можно отнести:

Экономичное потребление топлива;
Большая динамика двигателя;
Отсутствуют проблемы с запуском двигателя в холодное время года;
Более надежный в эксплуатации, чем карбюраторный вариант;
Нет необходимости ручного регулирования режимов его работы.

К недостаткам относят:

Дороговизна запчастей;
Сложная диагностика неисправностей;
Некоторые детали не подлежат ремонту;
Дорогие обслуживание и регулировка работы инжектора, ремонт требуется проводить в автомастерских;
Чувствительны к топливу плохого качества.

Заключение

Не смотря на перечисленные недостатки, инжекторные двигатели представляют собой современный вариант топливной системы, обеспечивающий большую мощность и экономичное расходование топлива. А также более безопасную комплектацию двигателей в плане влияния на экологию.

|Что такое система инжектора. Принцип работы, особенности, строение и устройство|

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 4 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

принцип работы, плюсы и минусы

Современный автомобильный мир ушел на несколько шагов вперед. И это не удивительно, ведь только так можно оставаться на плаву и получать хорошую прибыль. Особенно это касается силовых установок, которые устанавливаются на автомобили. Вы наверняка слышали такое словосочетание, как инжекторный двигатель. По сути, это всем известный карбюратор, только немного видоизмененный.

В нем также происходит процесс сгорания топлива и выделение мощности. Единственное отличие инжектора заключается в новой инжекторной системе подачи топливовоздушной смеси.

История

Многие знают, что первая система по образованию топливовоздушной смеси называлась карбюратор.

Она позволяет подавать топливо непосредственно в каждый цилиндр автомобиля и приводить его в движение. Что касается расположения, то изначально карбюратор устанавливался перед впускным коллектором и готовил качественную смесь.

С некоторым временем потребности современных водителей и конструкторов возросли в несколько раз. Из-за этого система не могла выдавать того желаемого результата, который хотели видеть все. Особенно это касается кораблестроения и самолетостроения. Дело в том, что в этих отраслях нужна огромная мощность и высокий КПД.

В результате этого конструкторы придумали совершенно новую систему, которая немного походила на дизельный двигатель, но имела стандартные свечи зажигания. Все это произошло в начале 40-х годов, именно в это время были сконструированы первые инжекторные двигатели.

Данный скачок позволил получить желаемый результат по мощности, но немного не подходил под экологическую безопасность. В результате, разработки пришлось на время прекратить до начала 70-х годов. Именно в это время американские конструкторы решили возродить подачу топлива непосредственно в цилиндры двигателя и сделать более усовершенствованную систему.

Устройство

В современных инжекторных двигателях топливо подается не самотеком, а при помощи небольшой системы, под названием форсунка.

Ее работа основана на считывании всевозможных датчиков, которые располагаются в двигателе. Благодаря этому топливовоздушная смесь дозируется небольшими порциями и подается именно в тот момент, когда это необходимо.

Что касается самого управления, то все держится на простом блоке управления, так называемом компьютере. Именно он и раздает небольшие команды каждой форсунке.

Инжекторная система имеет следующие компоненты:

Топливная форсунка;
Топливная рампа;
Насос;
Сам блок управления;
И небольшая система датчиков.

Подробнее о каждом компоненте:

Топливная форсунка является основным компонентом, который и называют инжектором. Она позволяет своевременно подавать топливо и распылять его непосредственно в каждый цилиндр. В основе форсунки лежит простой корпус и электромагнитный клапан, который и осуществляет процесс открытия и закрытия форсунки. Что касается самого распыления, то оно происходит через специальное отверстие, управляемое клапаном.
Топливную рампу можно найти в любом современном инжекторном двигателе. Ее главное предназначение состоит в подводе топлива ко всем форсункам. Если говорить просто, то она соединяет все форсунки в единое целое.
Что касается топливного насоса, то он просто подает топливовоздушную смесь под давлением, сравнимую с давлением в несколько атмосфер. Без него бы топливо подавалось просто самотеком, как и в карбюраторном двигателе.
Мозгом системы является блок управления, который и отдает команды всем форсункам. По сути, это небольшой микроконтроллер, соединенный с большим количеством датчиков, форсунками, топливным насосом, системой зажигания, регулятором холостого хода и другими системами. Его главная задача состоит в сборе всей информации по состоянию двигателя и распределении топлива.
Датчики отвечают за измерение основных параметров силовой установки в реальном времени. В основном это расход воздуха, расположение коленвала, образование детонации в цилиндрах, температура, скорость транспортного средства и другое. Также можно встретить датчики, которые определяют включен ли кондиционер, ровная ли дорога и как располагается распределительный вал.

Принцип работы

В силовом агрегате топливная смесь подготавливается вне камеры сгорания при помощи специального устройства. В результате движения поршня вниз определенное количество топлива всасывается в камеру сгорания.
Далее идет основной процесс, так называемый рабочий ход. В это время происходит сжимание топлива и поджигание при помощи искры.
В итоге все топливо сгорает и выделяется огромное количество тепла, которое идет на мощность инжекторного двигателя.
В конце такта поршень движется вверх и открывается выпускной клапан, который и выводит отработавшие газы. Далее приоткрывается впускной клапан, и новая порция топлива поступает в цилиндр.

Данный процесс происходит в течение долгого времени, пока двигатель работает. Специалисты называют такой газообмен четырехтактным. То есть все это происходит за четыре такта:

Впуск;
Сжатие;
Сгорание;
Выпуск.

Чтобы совершить один такой цикл требуется два оборота коленвала. Чтобы потери мощности были минимальны, конструкторы придумали многоцилиндровые системы. Они позволяют выдавать огромное количество тепла и мощности.

В современном мире большую популярность получил четырехтактный инжекторный двигатель, что неудивительно. Дело в том, что он отличается не только техническими характеристиками, но и самими габаритами. В основе данной системы лежит порядок работы цилиндров.

Режимы работы

Сейчас можно встретить восемь режимов работы силового агрегата:

При холодном пуске топливная смесь очень сильно обедняется. Это случается из-за того, что топливо очень плохо смешивается с воздухом. В результате не происходит того испарения, которое нужно. Такой способ работы двигателя очень сильно вредит деталям. То есть большое количество топлива оседает на стенках цилиндра и выпускных труб;
Если вы заводите авто при низкой температуре, то на начальном этапе требуется очень обогащенная смесь. Для этого нужно подавать большее количество топлива, пока температура в камере сгорания не повысится до нужного значения;
После пуска идет процесс прогрева инжекторного двигателя. Вы знаете, что во время пуска в мороз смесь очень бедная, образуется некая топливная пленка в выпускной трубе. Она исчезает только после достижения очень высокой температуры. В связи с этим топливную смесь нужно очень сильно обогащать;
При частичной нагрузке необходимо поддерживать определенный состав топливовоздушной смеси. Если двигатель инжекторный не оснащен нейтрализатором, то обогащенность должна быть в пределах 1,05 – 1,2;
При полной нагрузке дроссельная заслонка полностью открыта. Поступает большое количество воздуха, что очень хорошо. В этом режиме достигается максимальная мощность и крутящий момент;
Во время ускорения заслона то открывается, то закрывается. В результате этого смесь кратковременно обедняется и происходит ограничение подачи топлива. Для предотвращения такого явления обогащение должно быть меньше 1;
В холостом режиме происходит замедление, автомобиль двигается по инерции. В этом случае подача топлива полностью перекрывается;
Если происходит увеличение высоты, то плотность воздуха уменьшается. Из этого следует, что двигаться в горах очень сложно, топливная смесь будет очень обогащена. Это может привести к трудному пуску силового агрегата и увеличению расхода топлива.

Преимущества и недостатки

Инжектор получил огромную популярность в современном мире. Это обусловлено следующими плюсами:

Режим работы меняется автоматически, без использования человеческого фактора;
Полностью отсутствует необходимость в ручной настройке;
Двигатель очень экономичный;
Полностью соответствует всем экологическим нормам;
Очень легко запускать в любую погоду, нет потери мощности.

Кончено, без недостатков никуда. О них тоже стоит рассказать:

Довольно высокая стоимость и обслуживание;
Многие детали непригодны к ремонту. То есть их придется полностью выкидывать и менять на новые;
Производить ремонт и обслуживание в домашних условиях практически невозможно. Для этого требуется специальное оборудование и опыт;
Двигатель очень зависим от напряжения сети.

Типы инжекторной системы

Сейчас можно встретить три типа:

Одноточечный впрыск;
Многоточечный впрыск;
Непосредственный впрыск.

Первый является самым простым и очень распространённым. Он не очень сильно начинен электроникой, что приводит к меньшему эффекту. Большим недостатком такой системы является то, что некая часть топлива теряется во время впрыска. То есть топливная смесь подается через форсунку во впускной коллектор, где происходит распределение по цилиндрам.

Следом идет многоточечный впрыск, который позволяет подавать топливо индивидуально в каждый цилиндр. Благодаря этому у вас не будет возникать вопрос: нужно ли прогревать инжекторный двигатель. Что касается самого распределения, то он мощнее и экономичнее. По многочисленным тестам можно увидеть, что мощность увеличивается на 7 процентов. К основным преимуществам можно отнести автоматическую настройку подачи топлива и впрыскивание вблизи клапана.

Непосредственный впрыск используется во многих современных автомобилях. Его особенность состоит в том, что подача топлива происходит непосредственно в каждый цилиндр. Ни одной капли смеси не будет расходоваться впустую. Если у вас возникает вопрос надо ли прогревать двигатель, то ответ очень простой. Это зависит от самого производителя и его рекомендаций. Некоторые рекомендуют прогревать силовой агрегат не очень долго, чтобы не навредить всем деталям. Каждый должен сам ответить на вопрос, надо ли ему прогревать двигатель, изучив рекомендации к своему авто.

Принцип работы топливной системы двигателя инжектор

Принцип работы топливной системы двигателя

ТСД или система питания мотора предопределена для пуска, очистки и хранения горючего. Именно ТСД в ответе за выработку топливной смеси, её подачу в цилиндры и регулирование на разных оборотах. В бензиновых ТСД в качества топлива выступает бензин, в дизельных – солярка.

ТСД бензинового агрегата

Сегодня большая часть автомобилей оснащены инжекторными системами. Однако встречаются ещё и карбюраторные автомобили. Рассмотрим, как оснащены ТСД обеих систем подробнее.

ТСД на карбюраторе имеет свою уникальную принципиальную схему. Составляющими элементами в ней выступают топливный резервуар, насос, коммуникации, фильтры. Одной из особенностей карбюраторной системы можно назвать то, что здесь используется воздушный фильтр.

Топливный резервуар способен вмещать от 40 до 80 литров горючего (это в среднем). Устанавливается в большинстве случаев сзади автомобиля, наполняется жидкостью через горловину. Залитый в резервуар бензин обязан проходить фильтрацию. С этой целью устанавливается сетчатый фильтр, задерживающий крупные частички мусора. Кроме того, в баке предусмотрен ДУТ – датчик уровня бензина. Его данные отображаются на приборной панели автомобиля.

Топливный насос

Насос – важное звено, как в карбюраторных, так и в инжекторных ТСД. Только в первом случае он, как правило, устанавливается не внутри резервуара, а снаружи. Именно насос поддерживает нужное рабочее давление в системе, оснащается фильтрами и т.д. На инжекторных системах устанавливается электронный насос, на карбюраторных – механический.

На инжекторных ТСД принято ставить не один, а два фильтра. Один встраивается непосредственно внутрь топливного насоса. Это сетка, задерживающая крупные частички мусора. Другой фильтр называется тонким, его ставят на участке топливных коммуникаций, как правило, под порогом или под капотом.

Нынешние фильтры оснащены также специальным клапаном. Он регулирует давление в системе, путём слива остаточного бензина по обратному каналу назад в резервуар.

Топливные коммуникации состоят из шлангов и трубок. Они должны быть невосприимчивы к бензину, иначе он их просто проест. Топливо постоянно циркулирует по этим трубкам, создаётся постоянное давление.

Воздушный фильтр

Как и говорилось выше, одним из значимых звеньев карбюраторной ТСД является воздушный фильтр. Он предназначен для очистки воздуха, поступающего в карбюратор. Если в воздухе будет много пыли, то мелкие частички осядут на смазанных маслом деталях, и это приведёт к быстрому износу. Принято делить воздушные фильтры на сухие и масляные. Последние отличаются тем, что оснащаются помимо корпуса с фильтром масляной ванной и воздухозаборником. Сухой воздушный фильтр – просто картоновый корпус и воздухозаборник.

Карбюратор – сложное устройство, прибор. Здесь происходит приготовление горючей смеси ТВС. Оно передаётся дальше в цилиндры двигателя. Инжекторные ТСД карбюраторов не имеют, топливо распыляется форсунками в проходящий поток воздуха.

Таким образом, питание ТСД выглядит на карбюраторном двигателе так.

Схема питания карбюраторного ДВС

Бензин в конкретном случае, качаемый насосом, поступает в карбюратор через фильтры. Топливо подаётся из резервуара.

Инжекторная ТСД вместо карбюратора оснащена форсунками. Здесь много различных датчиков, а управление ими выполняет БУ. Однозначно в инжекторной системе питания изменён процесс получения ТВС. Изначально сам насос уже подаёт горючее под сильным давлением. Затем через рейку, на которой установлены форсунки, жидкость подаётся в определённый цилиндр двигателя.

Роль БУ определять, сколько жидкости надо подавать в тот или иной цилиндр. На показатели влияет много чего: объём воздуха, жар двигателя, амплитуда вращения КВШ вала и многое другое. Датчики выдают информацию обо всём этом блоку управления, который считывает информацию и делает соответствующие выводы. Таким образом, осуществляется автоматический контроль подачи горючего.

Принцип работы инжекторного двигателя

На сегодняшний день инжекторные системы по сравнению с карбюраторными имеют много преимуществ. Это и снижение токсичности выхлопа, и уменьшение расхода топлива, и повышение мощности двигателя, и многое другое.

Примечательно, что система питания двигателя по-разному реагирует на те или иные режимы езды.

Богатая ТВС создаётся при заводе мотора «на холодную». И это понятно, ведь требуется такой состав, в котором бензина больше, чем воздуха. Однако в таком режиме движение запрещено, так как это вызывает увеличение расхода топлива и быстрый износ элементов двигателя. Поэтому, особенно на карбюраторных автомобилях рекомендуется сначала прогревать мотор несколько минут, а уже потом стартовать с места.
В режиме ХХ ТВС уже обеднённая. Образуется при движении с горки на спуск или при работе мотора в сильно прогретом состоянии.
Меняется состав смеси и при движении с частичными нагрузками, при ускорении.

ТСД дизельного агрегата

Дизельные моторы для некоторых людей ассоциируются с повышенным шумом, большим количеством вибраций и высокой детонацией. На самом деле, это устаревшая информация. Современные дизельные агрегаты, благодаря использованию новейших самоуправляемых СУ и технологичным корректировкам, работают почти также тихо, как и бензиновые моторы.

Система питания Коммон Рейл

Система питания – одно из важнейших звеньев. Она сформировалась вместе с остальными частями автомобильной системы. Чего только стоит система Коммон Рейл, покорившая миллионы фанатов по всему миру.

Дизельный мотор, как и бензиновый, является двигателем внутреннего сгорания. По конструкции он мало отличается он него, ведь основу агрегатов составляют цилиндры, поршни и другие части. Но в дизельных ДВС степень сжатия и давление намного выше. Из-за этого дизельный силовой агрегат значительно тяжелее бензинового. Это делается для того чтобы мотор лучше противостоял высоким нагрузкам.

Главное отличие дизельного агрегата – в способе формирования ТВС, воспламенении и сгорании. Если в бензиновом двигателе ТВС формируется в системе впуска, и её воспламенение осуществляется от свечи зажигания, в дизельном агрегате всё по-другому.

В первую очередь воздух и солярка поступают в цилиндры ДВС порознь. Первым идёт воздух, который накаляется и сжимается до высоких отметок. Затем поступает солярка, тоже под большим давлением, чтобы воспламенение проходило самопроизвольно, ведь свечей в дизельном автомобиле нет.
Роль свечи в дизельных агрегатах выполняют нагревательные элементы, которые быстренько обогревают воздух в камере, пока ещё двигатель холодный.

Теперь о принципе работы. Дизельное топливо закачивается из резервуара с помощью насоса, и после фильтрации через ТНВД подаётся на форсунки. Последние распыляют солярку.

Как работает дизельный мотор

Примечательно, что в системе дизеля принято говорить о двух типах давления. Низкое образуется в области предшествующей подготовки ТВС, ещё перед отправкой солярки в отдел высокого давления. Что касается высокого давления, то оно образуется непосредственное в отсеке доработки смеси, когда она переходит в рабочую камеру.

ТСД дизельного мотора выполняет разом несколько функций: подаёт горючее в чётко отмеренном объёме, в нужный момент, и под конкретным давлением. Из-за большого количества требований, ТСД дизеля более сложна, чем топливная система бензинового агрегата. И стоит она тоже, дороже.

В дизельных автомобилях большую роль играет ТНВД. Этот насос отвечает за высокое давление, его достаточность. Если в бензиновой машине мощностный режим агрегата варьируется нажатиями на педаль газа, то в новых дизельных автомобилях объём подаваемой солярки от этого не увеличивается, а меняется только программа, управляющая регуляторами.

Несколько слов по топливу

Так, для обеспечения экономичной и надёжной работы двигателя топливо всегда должно обладать достаточной детонастойкостью и хорошо, быстро испаряться. Слово детонационный означает взрывной. Другими словами, топливо сгорать очень быстро, как при взрыве, не должно. Очевидно, что это недопустимо, так как будет иметь место высокая нагрузка на поршни, подшипники. Одновременно увеличится расход топлива, а мощность двигателя уменьшится. При повышенной детонации увеличивается также дымность выхлопа, клапан и поршни прогорают.

Детонационные свойства топлива

Как правило, детонационные свойства связывают в первую очередь с бензиновым топливом. Оно и понятно, ведь в бензине имеется гептан – высокодетанирующее вещество. Если бы не изооктан – второе вещество в бензине, топливо бы просто взрывалось.

Соответственно с этими понятиями выделяют октановое число топлива. Процентное соотношение изооктана и гептана должно быть идеальным, чтобы и детонационные свойства горючего были на должном уровне.

Таким образом, принцип работы ТСД обеих систем в некоторых моментах аналогичен, однако в остальном разница между дизельной и бензиновой системами питания огромная.

Устройство автомобиля: инжектор

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

История инжектора

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

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

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

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

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

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

Схема работы инжектора

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Система управления инжектора

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

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

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

Промывка инжектора

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Автор: Дмитрий Лонь, корреспондент MotorPage.ru
Издание: MotorPage.Ru

Принцип работы и схема системы топливной форсунки

Топливная система двигателя автомобиля делится на два типа: карбюраторный и впрыскивающий. Оба типа имеют одинаковую функцию подачи бензина во впускной коллектор с идеальным объемом.

Но есть ли у него кооперативный принцип?

Очевидно, что другой тип карбюратора использует принцип разницы давлений, в то время как тип впрыска топлива использует принцип компьютеризированного расчета.

Тогда как работает впрыск топлива? давайте подробно обсудим.

Определение систем впрыска топлива

Система впрыска топлива представляет собой мехатронную схему, которая объединяет механические и электронные схемы для достижения общей цели, то есть подачи топлива во впускной коллектор с идеальным объемом.

В системе впрыска топлива есть две группы, а именно группа топливных магистралей (механические части) и группа контроллеров (электронные части).

Система впрыска используется практически во всех выпускаемых сегодня автомобилях. Это потому, что система впрыска имеет много преимуществ.

Преимущества системы впрыска топлива;

Хозяйственное использование топлива
Экологичность
Чистый шум двигателя
EURO 3 или лучше выброс

Все вышеперечисленные преимущества достигаются благодаря тому, что система впрыска топлива использует принцип работы, который сильно отличается от карбюраторного типа. Кроме того, существует больше справочных данных по определению объема подаваемого топлива, чтобы оно могло быть более точным.

Принцип работы системы впрыска топлива

Система впрыска топлива и карбюратор используют один и тот же принцип, то есть разницу давлений.Однако в системе впрыска топлива давление на топливной стороне увеличивается так, что оно больше, чем пространство впускного коллектора.

Таким образом, можно сказать, что в данном типе карбюратора давление во впускном пространстве (Вентури) понижено, так что возникает разница давлений. Находясь в системе впрыска, давление на топливной стороне увеличивается, так что возникает разница давлений.

Для увеличения давления на стороне подачи топлива имеется электрический насос, который перекачивает топливо в топливные шланги.Поскольку давление со стороны топлива больше, чем давление на впуске, топливо будет поступать во впускной коллектор через форсунку.

Приведенные выше фрагменты являются только описанием обложки, для получения более подробной информации, пожалуйста, продолжайте чтение.

Главный узел системы впрыска топлива

Топливные баки, узлы для хранения запаса топлива.
Топливный насос, функция которого заключается в повышении давления топлива в топливных шлангах.
Топливные шланги, предназначенные для слива топлива из бака в форсунку.
Форсунка служит для отвода топлива во впуск в виде спрея
Системный контроллер регулирует, когда и как долго открывается форсунка.

Схема работы системы впрыска топлива

Когда мы запускаем двигатель, топливный насос будет работать так, что давление топлива в топливных шлангах увеличивается.

Здесь идет поток топлива из бака к топливному насосу и в сторону форсунки.

В этом состоянии давление в топливных магистралях превышает давление во впускном коллекторе, поэтому при открытии форсунки топливо может немедленно выйти.Однако форсунка открывается по неосторожности. Но есть расчет, выполняемый ECU-Sensor-Actuator, чтобы регулировать необходимый объем топлива.

Мы называем это электронным контроллером, потому что в системе впрыска топлива больше электронных компонентов, чем механических. Только для механических частей, указанных выше.

Тогда как работает этот электронный контроллер?

Этот электронный контроллер состоит из трех основных компонентов, а именно:

Датчик
ЭКЮ
Привод

Датчик служит датчиком состояния на индикаторе.Примеры датчиков в системе впрыска топлива:

IAT (температура всасываемого воздуха), используется для определения температуры всасываемого воздуха.
MAF (массовый расход воздуха), используется для определения периода воздуха на основе его расхода.
MAP (абсолютное давление в коллекторе), используется для определения разрежения во впускном коллекторе.
ECT (температура охлаждающей жидкости двигателя), используется для определения тепла охлаждающей воды
Датчик кислорода, используемый для определения уровня кислорода в выхлопных газах.
CKP (положение коленчатого вала), используется для определения оборотов двигателя.
CMP (положение распределительного вала), используется для определения положения двигателя TOP 1.

ЭБУ или электронный блок управления — это процессор транспортного средства, который рассчитывает все данные с датчика. Итак, ECU выполняет функцию обработки данных, результатом является команда, отданная приводу.

В то время как привод — это устройство вывода, которое функционирует для преобразования команд от ЭБУ в механические движения. В этом случае форсунка работает как исполнительный механизм. Форсунка получает команду в виде напряжения от ЭБУ, а затем преобразует ее в движение, чтобы открыть патрубок на конце форсунки.Когда патрубок открыт, топливо может немедленно выйти.

Тогда какая схема?

Когда мы запускаем двигатель, коленчатый вал автоматически вращается. Это вызывает процесс всасывания на поршне, поэтому датчики системы впрыска будут работать, чтобы определять температуру, массу, вакуум и температуру двигателя.

Все данные отправляются в ЭБУ в виде напряжения с определенным значением. ЭБУ обрабатывает все данные с датчика, чтобы определить идеальный объем топлива в условиях двигателя, результатом является конечное напряжение, подаваемое на форсунку.

Инжектор представляет собой трубку с патрубком. Узел выполняет функцию двери, по умолчанию петля будет закрыта. Но когда от ЭБУ поступит финальное напряжение, нузл откроется.

Этот штуцер может быть открытым и закрытым, потому что есть соленоид. Соленоид — это компонент для преобразования электрической энергии в энергию движения. В его работе используются электромагнитные силы.

Когда есть напряжение от ЭБУ, в соленоиде возникает магнетизм, который перемещает железный сердечник в середине соленоида.Железный сердечник притянет патрубок так, что он откроется. Открытие форсунки приведет к разбрызгиванию топлива из топливных магистралей во впускной коллектор с идеальным объемом.

Система впрыска топлива и преимущества для авиационных двигателей

Создание этого веб-сайта стало возможным благодаря отображению онлайн-рекламы для наших посетителей.
Мы уважаем ваше решение использовать блокировщик рекламы, но помните: реклама освобождает сайт от каких-либо платных решений.
Пожалуйста, подумайте о поддержке нас, добавив наш сайт в белый список в вашем блокировщике рекламы или сделав пожертвование.
Посетите нашу страницу спонсора для получения дополнительной информации.👍

Прежде чем бензин сможет сгореть в поршневом двигателе, его необходимо испарить и смешать с кислородом в нужных количествах. Этот процесс выполняется либо карбюратором, либо системой впрыска под высоким давлением. Чтобы этот процесс был как можно более совершенным, система должна учитывать настройки мощности, контроль смеси и т. Д.

В авиационных двигателях

с поршневым двигателем можно использовать карбюратор или современную систему впрыска. На предыдущей странице рассказывалось о базовом поплавковом карбюраторе, здесь мы подробно рассмотрим систему впрыска топлива, используемую в высокопроизводительных авиационных двигателях, как газовых, так и дизельных; хотя эти системы не похожи.

Эта система впрыска не подвержена образованию льда на дроссельной заслонке и имеет ряд других преимуществ, гарантирующих более высокую стоимость установки.

Принципы работы

При использовании системы впрыска топливо сжимается и подается прямо перед впускными отверстиями, непосредственно в камеру сгорания (GDI, прямой впрыск бензина) или на крыльчатку супер / турбонагнетателя. Обычная карбюрация использует перепад давления для испарения топлива перед его поступлением в цилиндры.

Используются два типа систем впрыска топлива: непрерывный поток и прямой впрыск. Мы опишем их обоих здесь.

Непрерывный поток

Эта система обеспечивает непрерывный поток топлива под давлением через каждое впускное отверстие цилиндров и в основном использует следующие детали:

Топливный насос , это поршневой лопастной насос прямого вытеснения, приводимый в действие двигателем. Подает излишки топлива, которое возвращается в используемый бак для поддержания положительного давления при любых обстоятельствах.Топливо подается в жидком виде, пар отделяется и имеет перепускной обратный клапан, так что электрический насос может подавать топливо для запуска двигателя.
Блок дозирования топлива , Фильтрует топливо и устанавливает соотношение смеси. К этому блоку подсоединяется ручка смеси в кабине, которая сжимает топливо. Дроссельная заслонка кабины также подключена и регулирует дроссельную заслонку, управляющую потоком воздуха в коллектор.
Клапан коллектора , распределяет топливо по всем цилиндрам, и вы увидите его на верхней части двигателя с трубкой из нержавеющей стали, идущей к впускным отверстиям цилиндров.Он похож на паука, закинувшего ноги над двигателем.
Форсунки для впрыска отмеренного топлива под давлением точного нужного количества и соотношения с воздухом. Конструкция такова, что она способствует улучшенному распылению топлива для хорошего сгорания и мощности, развиваемой двигателем.

Двигатели с наддувом и с турбонаддувом также могут использовать систему впрыска топлива, но им потребуются модификации для регулировки расхода топлива с помощью быстрого открытия дроссельной заслонки в сочетании с датчиками давления воздуха в коллекторе.Подача большего количества воздуха должна означать больше топлива (и мощности), если двигатель должен работать плавно, без сбоев при открытии дроссельной заслонки.

Прямой впрыск

В этой системе топливо сжимается и впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, минуя впускной клапан, как в дизельном двигателе, но с двумя свечами зажигания. Он используется в основном на более мощных двигателях.

В этой системе используются почти те же детали, что и описанные выше для топливной системы с непрерывным потоком, с единственной разницей в точке впрыска топлива.

Впрыск топлива Dis / Преимущества

Как и в любой системе, у картины всегда две стороны. Впрыск топлива может обеспечить каждый цилиндр правильной топливно-воздушной смесью для рабочих условий в то конкретное время, когда карбюраторы подают одну и ту же топливно-воздушную смесь во все цилиндры одновременно. Это может означать, что один цилиндр может работать холодно, тогда как другие могут быть горячими. Вот почему вам нужны датчики CHT на всех цилиндрах.

Обобщая преимущества:

Холодный лед больше не нужен
Более высокий КПД двигателя, меньший расход
Улучшенная топливно-воздушная смесь / соотношение
Равномерная доставка по всем цилиндрам
Двигатели с более плавным ходом
Более легкий запуск

Некоторые недостатки:

Возможная паровая пробка в стальных топливопроводах над двигателем, затрудняющая запуск горячего двигателя
Топливо должно быть чище, так как детали как точный часовой механизм
Необходимость в линиях возврата топлива в используемый бак или в отдельном напорном баке
Системы впрыска топлива немного дороже карбюраторных двигателей

В заключение: системы впрыска топлива могут быть более дорогими на начальном этапе, но они позволят сэкономить топливо и продлить срок службы двигателя, таким образом, сэкономив на затратах на техническое обслуживание и повысив надежность и безопасность двигателя для тех, кто участвует в полете.Таким образом, о преимуществах стоит задуматься!

Автор EAI.

Бензин с прямым впрыском | Autopedia

В двигателях внутреннего сгорания бензин с прямым впрыском — это новейший вариант впрыска топлива, используемый в современных двух- и четырехтактных бензиновых двигателях. Бензин / бензин находится под высоким давлением и впрыскивается через топливопровод Common Rail непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра, в отличие от обычного многоточечного впрыска топлива, который происходит во впускном тракте или отверстии цилиндра.

В некоторых применениях прямой впрыск бензина обеспечивает сгорание расслоенного топлива (сверх обедненное сжигание) для повышения эффективности использования топлива и снижения уровня выбросов при низкой нагрузке.

Принцип действия []

Основными преимуществами двигателя GDI являются повышенная топливная эффективность и высокая выходная мощность. Кроме того, охлаждающий эффект впрыскиваемого топлива и более равномерно распределенные смеси позволяют получить более агрессивные кривые опережения зажигания. Уровни выбросов также можно более точно контролировать с помощью системы GDI.Указанные преимущества достигаются за счет точного контроля количества топлива и времени впрыска, которые меняются в зависимости от условий нагрузки. Кроме того, в некоторых двигателях GDI отсутствуют потери на дросселирование по сравнению с обычным двигателем с впрыском топлива или карбюратором, что значительно повышает эффективность и снижает «насосные потери» в двигателях без дроссельной заслонки. Скорость двигателя контролируется блоком управления двигателем / системой управления двигателем (EMS), которая регулирует функцию впрыска топлива и угол зажигания, вместо того, чтобы иметь дроссельную заслонку, ограничивающую подачу поступающего воздуха.Добавление этой функции в EMS требует значительного улучшения ее обработки и памяти, поскольку прямой впрыск и управление частотой вращения двигателя должны иметь очень точные алгоритмы для обеспечения хорошей производительности / управляемости.

Система управления двигателем постоянно выбирает один из трех режимов сгорания: сжигание на обедненной смеси, стехиометрический и полная выходная мощность. Каждый режим характеризуется соотношением воздух-топливо. Стехиометрическое соотношение воздух-топливо для бензина (бензина) составляет 14,7: 1 по весу, но режим сверхбедственной смеси может включать соотношение до 65: 1 (или даже выше в некоторых двигателях в течение очень ограниченного периода времени).Эти смеси намного беднее, чем в обычном двигателе, и значительно снижают расход топлива.

Ультра обедненное горение Режим используется в условиях работы с небольшой нагрузкой, при постоянной или пониженной скорости движения, когда не требуется ускорение. Топливо впрыскивается не на такте впуска, а на последних стадиях такта сжатия, так что небольшое количество топливовоздушной смеси оптимально размещается рядом со свечой зажигания. Этот многослойный заряд окружен в основном воздухом, который удерживает топливо и пламя подальше от стенок цилиндра, что снижает выбросы и тепловые потери.Горение происходит в тороидальной (пончиковой) полости на поверхности поршня. Этот метод позволяет использовать ультра-обедненные смеси, невозможные с карбюраторами или обычным впрыском топлива.
Стехиометрический режим используется для условий умеренной нагрузки. Топливо впрыскивается во время такта впуска, создавая в цилиндре однородную топливно-воздушную смесь. Благодаря стехиометрическому соотношению оптимальное сгорание приводит к чистым выхлопным газам, которые дополнительно очищаются каталитическим нейтрализатором.
Полная мощность Режим используется для быстрого разгона и больших нагрузок (например, при подъеме в гору). Топливно-воздушная смесь однородна, а соотношение немного выше стехиометрического, что помогает предотвратить детонацию (звон). Топливо впрыскивается во время такта впуска.

Прямой впрыск может также сопровождаться другими технологиями двигателя, такими как регулируемые фазы газораспределения (VVT) и регулируемый / многопутевый впускной коллектор или впускной коллектор переменной длины (VLIM или VIM). Впрыск воды или (чаще) рециркуляция выхлопных газов (EGR) может помочь снизить выбросы высоких оксидов азота (NOx), которые могут возникнуть в результате сжигания сверхбедных смесей.

Также можно вводить более одного раза в течение одного цикла. После воспламенения первого заряда топлива можно добавлять топливо по мере опускания поршня. Преимущества заключаются в большей мощности и экономии, но было замечено, что некоторые виды топлива с октановым числом вызывают эрозию выпускных клапанов. По этой причине большинство компаний перестали использовать операцию стратифицированного впрыска топлива (FSI) во время нормальной работы.

Настройка электростанции FSI для выработки более высокой мощности является сложной задачей, поскольку впрыск топлива возможен только во время фазы индукции.Обычные двигатели с впрыском могут производить впрыск на протяжении всей 4-тактной последовательности, поскольку инжектор впрыскивает заднюю часть закрытого клапана. Двигатель с прямым впрыском, в котором форсунка впрыскивается непосредственно в цилиндр, ограничивается ходом всасывания поршня. По мере увеличения числа оборотов время, доступное для впрыска топлива, уменьшается.

История []

Ранние системы []

Впервые непосредственный впрыск бензина был применен в двигателе Хессельмана, изобретенном шведским инженером Йонасом Хессельманом в 1925 году.^[1] ^[2] Двигатели Хессельмана использовали принцип сверхбедного сжигания и впрыскивали топливо в конце такта сжатия, а затем зажигали его свечой зажигания, часто двигатель запускался на бензине, а затем переключался на работу на дизеле или керосине. Двигатель Гессельмана имел конструкцию с низким уровнем сжатия, предназначенную для работы на тяжелом топливе.

Прямой впрыск бензина использовался на серийных самолетах во время Второй мировой войны как немецкой (Daimler Benz), так и советской (КБ «Химавтоматика») конструкции.Первая автомобильная система прямого впрыска, работающая на бензине, была разработана Bosch и представлена Голиафом и Гутбродом в 1952 году. В Mercedes-Benz 300SL 1955 года, первом спортивном автомобиле с впрыском топлива, использовался прямой впрыск. Топливные форсунки Bosch были помещены в отверстия на стенке цилиндра, используемые для свечей зажигания в других шестицилиндровых двигателях Mercedes-Benz (свечи зажигания были перемещены на головку блока цилиндров). Позже более распространенные применения впрыска топлива отдавали предпочтение менее дорогостоящим методам непрямого впрыска.

В конце 1970-х Ford Motor Company разработала двигатель со стратифицированным наддувом, который они назвали «ProCo» (программируемое сгорание), ^[3] ^[4], использующий уникальный насос высокого давления и прямые форсунки. Сто автомобилей Crown Victoria были построены на заводе Ford в Атланте в Хейпвилле, штат Джорджия, с использованием двигателя ProCo V8. Проект был закрыт по нескольким причинам; электронное управление, ключевой элемент, находилось в зачаточном состоянии; стоимость насосов и форсунок была чрезвычайно высокой; а при сжигании обедненной смеси образуются оксиды азота, превышающие установленные в ближайшем будущем ограничения Агентства по охране окружающей среды США (EPA).Кроме того, трехкомпонентный каталитический нейтрализатор оказался более экономичным решением.

Более поздние системы []

Только 1996 бензин с непосредственным впрыском снова появился на автомобильном рынке. Mitsubishi была первой с двигателем GDI на японском рынке с рядным четырехцилиндровым двигателем Galant / Legnum 4G93 1,8 л. ^[5] Впоследствии он был доставлен в Европу в 1997 году на Carisma, ^[6], хотя тогдашнее европейское неэтилированное топливо с высоким содержанием серы привело к проблемам с выбросами, а эффективность использования топлива оказалась ниже ожидаемой.^[7] Она также разработала первую шестицилиндровую силовую установку GDI, 6G74 3,5 л V6, в 1997 году. ^[8] Компания Mitsubishi широко применила эту технологию, выпустив к 2001 году более миллиона двигателей GDI в четырех семействах. ^[9]

В 1998 система прямого впрыска Toyota D4 впервые появилась на различных автомобилях японского рынка, оснащенных двигателями SZ и NZ . ^[10] ^[11] ^[12] Позднее Toyota представила свою систему D4 на европейские рынки с двигателем 1AZ-FSE , установленным на Avensis 2001 года.^[13] и рынки США в 2005 году с двигателем 3GR-FSE , установленным в Lexus GS 300. Toyota 2GR-FSE V6 использует более совершенную систему прямого впрыска, которая сочетает в себе прямой и непрямой впрыск с использованием двух видов топлива. форсунки на цилиндр, традиционный топливный инжектор (низкое давление) и прямой топливный инжектор (высокое давление). ^[14] Эта система, известная как D-4S или D4 Superior, впервые появилась в США с запуском Lexus IS 350.

В 1999 Renault представила 2.0 IDE (Injection Direct Essence), ^[15] сначала на Megane, а затем на Laguna. Вместо того, чтобы следовать принципу сжигания обедненной смеси, в конструкции Renault используются высокие коэффициенты рециркуляции выхлопных газов для повышения экономичности при низких нагрузках двигателя, с прямым впрыском, позволяющим концентрировать топливо вокруг искры. ^[16] Более поздние бензиновые двигатели с непосредственным впрыском были усовершенствованы и проданы из-за их высоких характеристик, а также повышенной топливной экономичности. PSA Peugeot Citroën, Hyundai и Volvo лицензировали технологию Mitsubishi GDI в 1999 году, а Hyundai создала первый GDI V8.^[17] ^[18] Хотя с тех пор бензиновые двигатели с прямым впрыском разрабатывались другими компаниями, аббревиатура «GDI» (с заглавной буквой «I») остается зарегистрированной торговой маркой Mitsubishi Motors. ^[19]

В 2000 концерн Volkswagen представил свой бензиновый двигатель с прямым впрыском в Volkswagen Lupo, 1,4-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель под названием «Топливный стратифицированный впрыск» ( FSI ). Технология была адаптирована из прототипа гоночного автомобиля Audi R8 в Ле-Мане.Марки Volkswagen Group используют прямой впрыск в своих 2,0-литровых двигателях FSI с турбонаддувом и безнаддувных четырехцилиндровых двигателях. Позже 2,0-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель был представлен в Audi A4 2003 модельного года. Все новые бензиновые двигатели основных марок Volkswagen Group теперь используют эту технологию FSI. PSA Peugeot Citroën представила свой первый двигатель GDi (HPi) в 2000 году для моделей Citroën C5 и Peugeot 406. Это был 2,0-литровый 16-клапанный агрегат EW10 D мощностью 140 л.с., система была лицензирована Mitsubishi.^[17]

В 2001 Ford представил свой первый европейский двигатель Ford, использующий технологию прямого впрыска, под маркой SCi (Smart Charge Injection) для прямого впрыска-искрового зажигания (DISI). ^[20] Диапазон будет включать некоторые производные модели с турбонаддувом, в том числе 1,1-литровый трехцилиндровый агрегат с турбонаддувом, представленный на Женевском автосалоне в 2002 году. ^[20] Этот новый 1,8-литровый атмосферный двигатель Duratec SCi дебютирует в производстве на Ford Mondeo в 2003 году.^[20]

В 2002 Alfa Romeo представила свой первый двигатель с прямым впрыском JTS (Jet Thrust Stoichiometric), ^[21], и сегодня эта технология используется почти во всех двигателях Alfa Romeo.

В 2003 BMW представила бензиновый двигатель низкого давления N73 V12 с непосредственным впрыском. ^[22] Эта первоначальная установка BMW не могла войти в режим сжигания обедненной смеси, но компания представила свою систему высокоточного впрыска второго поколения (HPI) на обновленном N52 с рядным шестицилиндровым двигателем в 2006 году, в котором использовались форсунки высокого давления.^[23] Эта система превосходит многие другие благодаря более широкому диапазону времени сжигания обедненной смеси, что увеличивает общую эффективность. ^[24] В 2007 году BMW выпустила новый двигатель N54 с двойным турбонаддувом и прямым впрыском для своего купе 335i, а затем и для моделей 335i Sedan, 535i и 135i. ^[25] PSA сотрудничает с BMW в разработке новой линейки двигателей, которая впервые появилась на MINI Cooper S. 2007 года. Honda выпустила собственную систему прямого впрыска на Stream, продаваемую в Японии.^[26] Топливная форсунка Honda расположена непосредственно на цилиндре под углом 90 градусов, а не под углом. ^[26]

С 2004 General Motors выпустила три таких двигателя с прямым впрыском: в 2004 году 155-сильная версия 2,2-литрового двигателя Ecotec, используемого в Opel / Vauxhall Vectra и Signum в 2005 году, 2,0-литровый двигатель с турбонаддувом. Ecotec для новых Opel GT, Pontiac Solstice GXP и Saturn Sky Red Line в 2007 году тот же двигатель использовался в версиях Super Sport Chevrolet Cobalt и HHR.Также в 2007 году 3,6-литровый LLT стал доступен в модернизированных Cadillac CTS и STS. 3,6 л были добавлены к моделям 2009 года GMC Acadia, Chevrolet Traverse, Saturn Outlook, Buick Enclave и Chevy Camaro 2010 года. В 2004 году Isuzu выпустила первый двигатель GDi, продаваемый в массовом американском автомобиле, который входит в стандартную комплектацию Axiom 2004 года и опционально для Rodeo 2004 года. Isuzu утверждает, что преимущество GDi заключается в том, что испаряющееся топливо обладает охлаждающим эффектом, что обеспечивает более высокую степень сжатия (10,3: 1 против 9,1: 1), что увеличивает мощность на 20 л.с., а разгон от 0 до 60 миль в час снижается с 8.С 9 до 7,5 секунд, а четверть мили сократилась с 16,5 до 15,8 секунды. ^[27]

В 2005 Mazda начала использовать свою собственную версию с прямым впрыском топлива в Mazdaspeed6, а позже и в спортивном утилитарном CX-7, а также в новой Mazdaspeed3 на рынке США и Европы. Это называется искровым зажиганием с прямым впрыском (DISI).

В 2006 Mercedes-Benz выпустил свою систему прямого впрыска (CGI) на CLS 350 с пьезоэлектрическими топливными форсунками.^[28]

В 2007 Ford представил свою новую технологию двигателей Ford EcoBoost, разработанную для ряда транспортных средств по всему миру (от небольших автомобилей до больших грузовиков). Двигатель впервые появился в Lincoln MKR Concept 2007 года под названием TwinForce . ^[29] Новое глобальное семейство 4-цилиндровых и 6-цилиндровых двигателей EcoBoost отличается технологией турбонаддува и непосредственного впрыска (GTDI — бензиновый двигатель с турбонаддувом с прямым впрыском). ^[29] 2,0-литровая версия была представлена в Ford Explorer America Concept 2008 года.^[29]

В 2009 Ferrari начала продавать автомобиль California с передним расположением двигателя и с системой прямого впрыска и объявила, что его новый автомобиль 458 Italia также будет оснащен системой прямого впрыска, впервые для двигателя Ferrari со средней задней частью. настройки. ^[30] Porsche также начал продавать модели 997 и Cayman без турбонаддува, оснащенные непосредственным впрыском. Ford выпустил Taurus SHO и Flex нового поколения с 3,5-литровым твин-турбо EcoBoost V-6 с непосредственным впрыском. ^[31]

В двухтактных двигателях []

Преимущества прямого впрыска еще более очевидны в двухтактных двигателях, поскольку он устраняет большую часть вызываемого ими загрязнения.В обычных двухтактных двигателях выпускной и впускной каналы открыты одновременно в нижней части хода поршня. Большая часть топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндр из картера через впускные отверстия, выходит прямо через выпускное отверстие, несгоревшая. При прямом впрыске из картера выходит только воздух, а топливо не впрыскивается, пока поршень не поднимется и все порты не будут закрыты.

В двухтактных двигателях используются два типа GDi: с пневмоприводом низкого давления и высокого давления.Первый, разработанный австралийской Orbital Engine Corporation (ныне Orbital Corporation), впрыскивает смесь топлива и сжатого воздуха в камеру сгорания. Когда воздух расширяется, он распыляет топливо на 8-микрометровые капли, очень маленькие по сравнению с 20-30-микрометровыми каплями топлива в других системах прямого впрыска. Система Orbital используется в мотороллерах, производимых Aprilia, Piaggio, Peugeot и Kymco, в подвесных моторах, производимых Mercury и Tohatsu, и в гидроциклах, производимых Bombardier Recreational Products (BRP).

В начале 1990-х годов компания Ficht GmbH из Кирхзееона, Германия, разработала прямой инжектор высокого давления для использования с двухтактными двигателями. Этот инжектор был уникален тем, что не требовал насоса высокого давления, но все же был способен создавать давление, достаточное для впрыска в закрытую камеру сгорания. Компания Outboard Marine Corporation (OMC) лицензировала эту технологию в 1995 году и представила ее на серийных подвесных двигателях в 1996 году. ^[32] ^[33] В 1998 году OMC приобрела контрольный пакет акций Ficht.^[34] Обладая обширными претензиями по гарантии на подвесные двигатели Ficht, а также предыдущими и сопутствующими управленческими и финансовыми проблемами, Компания OMC объявила о банкротстве в декабре 2000 года, и в 2001 году компания BRP приобрела часть производства двигателей и бренды (Evinrude Outboard Motors и Johnson Outboards), включая технологию Ficht. ^[35] ^[36]

Evinrude представила E -Tec система, усовершенствованная система впрыска топлива Ficht, в 2003 году, на основе патента США 6,398,511.В 2004 году компания Evinrude получила награду EPA Clean Air Excellence Award за свои подвесные двигатели, в которых используется система E-Tec. ^[37] Система E-Tec недавно была адаптирована для использования в высокопроизводительных двухтактных снегоходах.

Yamaha также имеет систему прямого впрыска высокого давления (HPDI) для двухтактных подвесных двигателей. Он отличается от систем прямого впрыска Ficht / E-Tec и Orbital, поскольку в нем используется отдельный механический топливный насос высокого давления с ременным приводом для создания давления, необходимого для впрыска в закрытой камере.Это похоже на большинство современных 4-тактных автомобильных двигателей.

EnviroFit, некоммерческая корпорация, спонсируемая Университетом штата Колорадо, разработала комплекты для модернизации с прямым впрыском для двухтактных мотоциклов в рамках проекта по сокращению загрязнения воздуха в Юго-Восточной Азии с использованием технологии, разработанной Orbital Corporation of Australia. ^[38] Всемирная организация здравоохранения заявляет, что загрязнение воздуха в Юго-Восточной Азии и Тихоокеанском регионе вызывает 537 000 преждевременных смертей ежегодно. 100 миллионов двухтактных такси и мотоциклов в этой части мира — главная причина.^[39] ^[40]

Будущее []

Двухтопливные двигатели []

Кодовое название Bobcat — новый двухтопливный двигатель от Ford. Он основан на блоке двигателя V8 объемом 5,0 л, но использует систему впрыска в цилиндр E85 и впрыск бензина. Двигатель был разработан совместно с компанией Ethanol Boosting Systems, LLC из Кембриджа, Массачусетс, которая называет свой товарный знак DI Octane Boost. Прямой впрыск этанола увеличивает октановое число обычного бензина с октанового числа 88-91 до более чем 150.Проект Bobcat был представлен Министерством энергетики и Обществом автомобильных инженеров в апреле 2009 года. ^[41] ^[42]

См. Также []

Внешние ссылки []

↑ Scania fordonshistoria 1891-1991 av Björn-Eric Lindh, 1992. ISBN 91-7886-074-1

↑ Volvo — Lastbilarna igår och idag av Christer Olsson, 1987. ISBN 91-86442-76-7

↑ «Тотальная революция в Детройте», Журнал TIME , 19 марта 1979 г.

↑ «Будет ли бензин с прямым впрыском, наконец, сделать это?», Csaba Csere, Car and Driver , июнь 2004 г.

↑ «Новейшие технологии MMC и цели на ближайшее будущее: GDI — поиск высокоэффективного двигателя», веб-сайт Mitsubishi Motors.

↑ «Европейский запуск для GDI CARISMA», пресс-релиз Mitsubishi Motors, 29 августа 1997 г.

↑ «Бензиновый двигатель с прямым впрыском — Mitsubishi GDI», Марк Ван, Техническая школа AutoZine

↑ «Mitsubishi Motors добавляет первый в мире двигатель V6 3.От 5-литрового двигателя GDI до сверхэффективной серии GDI «, пресс-релиз Mitsubishi Motors, 16 апреля 1997 г.

↑ «Производство двигателей GDI1 превысило отметку в 1 000 000 единиц», пресс-релиз Mitsubishi Motors, 11 сентября 2001 г.

↑ «30_39-Jfl / ‘Ý ,, v» (PDF). http://www.toyota.co.jp/en/environmental_rep/00/pdf/c30_39.pdf. Проверено 17 июля 2009.

↑ «D4English». Alflash.com.ua. http://alflash.com.ua/d4e.htm. Проверено 16 мая 2009.

↑ Visnic, Bill. «Прямой впрыск в массы».Wardsautoworld.com. http://wardsautoworld.com/ar/auto_directinjection_coming_masses/. Проверено 16 мая 2009.

↑ «Обзор Toyota Avensis | Дорожные испытания и факты». Fleetnews.co.uk. http://www.fleetnews.co.uk/RoadTests/story/Avensis-22-D-4D-/11409. Проверено 16 мая 2009.

↑ http://www2.toyota.co.jp/en/tech/environment/powertrain/engine/

↑ «Yahoo Cars — Renault Megane Cabriolet 1997-2003»

↑ «Автожурнал техникум»

↑ ^17.0 ^17,1 «Mitsubishi Motors и PSA Peugeot Citroen достигают соглашения о техническом сотрудничестве GDI Engine», пресс-релиз Mitsubishi Motors, 12 января 1999 г.

↑ «Mitsubishi Motors поставляет Hyundai Motor Co. технологию GDI для нового двигателя V8 GDI», пресс-релиз Mitsubishi Motors, 28 апреля 1999 г.

↑ «GDI-ASG Pistachio», пресс-релиз Mitsubishi Motors, 28 сентября 1999 г.

↑ ^20,0 ^20,1 ^20,2 Ford of Europe демонстрирует самый обширный ассортимент за всю историю на Парижской выставке 2002 года в СМИ.ford.com, 26 сентября 2002 г.

↑ «Новости 2002». italiaspeed.com . http://www.italiaspeed.com/news_2002_02.html. Проверено 24 октября 2007.

↑ http://www.thecarconnection.com/fullreview/bmw_7-series_2003

↑ http://www.greencarcongress.com/2006/03/bmw_unveils_new.html

↑ «Внутри новейших технологий трансмиссии BMW». Edmunds.com . http://www.edmunds.com/insideline/do/Features/articleId=115127. Проверено 12 мая 2006 года.

↑ BMW Direct Injection в турбодвигателе 335i

↑ ^26.0 ^26,1 «Honda Worldwide | Мировые новости | Пресс-релиз | 27 ноября 2003 г.». World.honda.com. http://world.honda.com/news/2003/4031127.html. Проверено 17 июля 2009.

↑ «Isuzu Direct-Injection V6», Popular Science , 2003 г.

↑ http://www.emercedesbenz.com/Feb06/24WorldPremierOfMercedesCLS30CGI.html

↑ ^29,0 ^29,1 ^29,2 Ford Motor Company. Ford оснастит полмиллиона автомобилей двигателем EcoBoost для повышения экономии топлива до 20% » , СМИ.ford.com, 06 января 2008 г.

↑ «Первый взгляд на совершенно новый суперкар Ferrari 458 Italia». Авторитет. http://www.motorauthority.com/first-details-for-all-new-2010-ferrari-458-italia.html. Проверено 28 июля 2009.

↑ Эдмундс, Дэн «План Форда по восстановлению Тельца набирает обороты» Эдмундс изнутри, линия 17.06.2009, получено 60.07.2009.

↑ «OMC и Ficht объявляют о стратегическом союзе», PR Newswire, 24 июля 1995 г.

↑ «Двигатели с впрыском топлива OMC Ficht выходят на рынок», PR Newswire, 31 июля 1996 г.

↑ «Брак, заключенный на небесах в лодке», Sarasota Herald-Tribune , 26 декабря 1998 г.

↑ «Канадские и немецкие компании покупают активы в Вокегане, штат Иллинойс., Boating Company «, St. Louis Post-Dispatch , 26 марта 2001 г.

↑ Банкротство OMC уводит потребителей в сторону | Лодка / Журнал США | Найдите статьи на BNET.com

↑ «Получатели награды« Clean Air Excellence Awards 2004 », веб-сайт EPA, 2004 г.

↑ Envirofit работает над модернизацией Филиппин

↑ Проект Ernasia — Опубликованы данные о загрязнении воздуха в азиатских городах

↑ Модернизация двигателей снижает загрязнение окружающей среды, увеличивает доходы | Институт Worldwatch

↑ Sneak Peek! Двухтопливный двигатель Ford «Bobcat»

↑ Двухтопливный двигатель «Bobcat» Ford может заменить дизели с силовым ходом

Электронный прямой впрыск топлива (EDFI) для небольших двухтактных двигателей

Автор (ы): Уильям П.Джонсон, Грегори П. Видемайер, Кресимир Геберт

Филиал: BKM, Inc.

Страниц: 17

Событие: Конференция и выставка по технологиям малых двигателей

ISSN: 0148-7191

e-ISSN: 2688-3627

Также в: Actuators-PT-74, Proceedings of the SAE Small Engine Technology Conference-P-348, SAE 1999 Transactions — Journal of Engines-V108-3

Функция впрыска дизельного топлива

Система впрыска топлива лежит в основе дизельного двигателя.Сжимая и впрыскивая топливо, система нагнетает его в воздух, который был сжат до высокого давления в камере сгорания.

В состав системы впрыска дизельного топлива входят:

ТНВД — нагнетает топливо до высокого давления
Трубка высокого давления — подает топливо в форсунку
Форсунка — впрыскивает топливо в цилиндр
подкачивающий насос — всасывает топливо из топливного бака
фильтр топливный — фильтрует топливо

Некоторые типы топливных баков также имеют топливный отстойник на дне фильтра для отделения воды от топлива.

Функции системы

Система впрыска дизельного топлива выполняет четыре основные функции:

Подача топлива

Элементы насоса, такие как цилиндр и плунжер, встроены в корпус насоса высокого давления. Топливо сжимается до высокого давления, когда кулачок поднимает плунжер, а затем направляется к форсунке.

Регулировка количества топлива

В дизельных двигателях поступление воздуха практически постоянно, независимо от частоты вращения и нагрузки.Если количество впрыска изменяется в зависимости от частоты вращения двигателя и время впрыска остается постоянным, мощность и расход топлива изменяются. Поскольку мощность двигателя почти пропорциональна количеству впрыска, она регулируется педалью акселератора.

Регулировка момента впрыска

Задержка зажигания — это период времени между моментом впрыска, воспламенения и сгорания топлива и достижением максимального давления сгорания. Поскольку этот период времени практически постоянен, независимо от частоты вращения двигателя, для регулировки и изменения момента впрыска используется таймер, позволяющий достичь оптимального сгорания.

Топливо для распыления

Когда топливо нагнетается впрыскивающим насосом и затем распыляется из форсунки, оно полностью смешивается с воздухом, улучшая воспламенение. Результат — полное сгорание.

Освоение основ: электронный впрыск топлива

Электронный впрыск топлива

(EFI) навсегда исключил карбюраторы из производства новых автомобилей около десяти лет назад. Тем не менее, мы можем проследить корни EFI до того времени — до систем, разработанных Робертом Бошем в конце 60-х — начале 70-х годов для Volkswagen и других европейских автопроизводителей.(Большая часть первоначальных инженерных работ была проделана Bendix Corp. в США еще в 1950-х годах.) Самыми ранними установками Bosch были системы D-Jetronic и L-Jetronic, и мы до сих пор можем найти их принципы работы в Работа в автомобилях 2001 модельного года.

Отечественные автопроизводители широко применяли электронный впрыск топлива на автомобилях для производства хлеба с маслом в начале 80-х: Ford в 83-м, GM и Chrysler в 83-84. Японские производители также поддержали EFI в конце 70-х — начале 80-х годов.Сегодня EFI является универсальным стандартом почти для всех легковых и легких грузовиков в мире.

Требования к двигателю не изменились

Четырехтактному двигателю внутреннего сгорания с циклом Отто около 125 лет, и его принципы работы не изменились за все это время. Двигатели с циклом Отто нуждаются в различных соотношениях воздуха и топлива для различных условий эксплуатации, и эти соотношения воздух / топливо являются измерениями количества потребляемого воздуха и бензина по весу. Таким образом, соотношение воздух / топливо 15: 1 означает 15 фунтов воздуха на 1 фунт бензина.(Если измерять объем, это будет примерно 9000 галлонов воздуха на 1 галлон бензина.)

Соотношение воздух / топливо для четырехтактных бензиновых двигателей может варьироваться от примерно 8: 1 в самом высоком диапазоне до примерно 18,5: 1 или 19: 1 в самом бедном. Если соотношение выходит за пределы этого диапазона, двигатель не запускается. Лучшее соотношение для максимальной мощности составляет от 12: 1 до 13,5: 1. Наилучшая экономия топлива наблюдается при диапазоне от 15: 1 до 16: 1. Для современных двигателей контроль выбросов является основной задачей, поэтому используемое соотношение воздух / топливо представляет собой компромисс между пониженными выбросами и хорошей мощностью и экономичностью.Это соответствует соотношению 14,7: 1, более известному как стехиометрия.

Основные компоненты системы

Каждая топливная система — карбюраторная или впрыскиваемая — имеет в основном одни и те же общие части или подсистемы: бак для хранения топлива, насос и трубопроводы, фильтры, воздухозаборник и фильтр, впускной коллектор и корпус дроссельной заслонки, дозатор топлива. компоненты (карбюратор или форсунки) и средства контроля за выбросами паров. Добавьте еще один важный элемент для системы EFI — прибор для измерения воздуха, к которому мы вернемся через минуту.

Работа двигателя с циклом Отто определяется движением поршней вверх и вниз внутри закрытых цилиндров, а также открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов, синхронизированными с движением поршня распределительным валом. Это механическое движение позволяет двигателю нагнетать воздух для процесса сгорания и удалять отработавшие выхлопные газы. Количество всасываемого двигателем воздуха регулируется ногой водителя на педали, которая соединена с механическим дроссельным клапаном. Этот фундаментальный факт управления подачей воздуха характерен как для карбюраторных, так и для двигателей с впрыском топлива.

Дайте ему воздух, дайте ему воздух!

В карбюраторном двигателе существуют разные области давления воздуха в разных частях карбюратора и во впускном коллекторе. Эти различия в давлении воздуха, известные как перепад давления, действуют непосредственно на бензин в поплавковом резервуаре и на концах выпускных форсунок, чтобы дозировать топливо из карбюратора во впускной воздушный поток. Количество воздуха, нагнетаемого двигателем, напрямую регулирует количество бензина, подаваемого карбюратором.Карбюраторы элегантны своей простотой и отлично проработали сто лет. Однако сегодняшние требования к большему контролю за выбросами и экономии топлива требуют большей точности в дозировании топлива. Электронное управление с помощью цифрового компьютера и топливных форсунок обеспечивает такую точность.

Важное фундаментальное различие между системой EFI и карбюратором заключается в том, что в системе впрыска топливо отключается за форсунками, где давление воздуха не может попасть в него. Однако топливо по-прежнему необходимо дозировать в определенных соотношениях с всасываемым воздухом, поэтому системе EFI требуется какой-то способ электронного измерения воздуха.По сути, это можно сделать только тремя способами: измерение давления воздуха, измерение объема воздуха и измерение веса или массы воздуха.

Скорость-плотность — впереди …

Самые ранние системы Bosch D-Jetronic были основаны на электронных датчиках, которые измеряли давление воздуха во впускном коллекторе. Основными измерениями, используемыми для регулирования дозирования топлива, были давление в коллекторе и частота вращения двигателя (об / мин). Такой тип системы EFI стал называться системой плотности скорости, потому что регулирование подачи топлива основывалось на частоте вращения двигателя и давлении (плотности) воздуха в коллекторе.

Давление воздуха рассчитывается как абсолютное давление в коллекторе (MAP), которое представляет собой разницу между атмосферным давлением и низким давлением в коллекторе, которое мы традиционно называем «вакуумом». Если компьютер знает скорость двигателя и давление в коллекторе, он может рассчитать вес воздуха, который перекачивает двигатель, и соответственно измерить топливо. Системы измерения скорости и плотности на основе MAP-сенсоров по-прежнему являются одними из самых популярных систем EFI в производстве в новом столетии.

… После измерения объема воздуха

В середине 70-х компания Bosch представила систему EFI, в которой был датчик для измерения расхода воздуха по объему. Это была система L-Jetronic («L» для luft, или «воздух» на немецком языке), в которой использовался датчик с подвижной заслонкой, установленной перед дроссельной заслонкой в воздухозаборнике. Заслонка датчика перемещалась пропорционально потоку всасываемого воздуха и приводила в действие потенциометр, который подавал входной сигнал в компьютер EFI. Эти системы обычно называются системами с регулируемым воздушным потоком и используются Ford и рядом азиатских и европейских производителей.Поскольку компьютер знает объем воздушного потока и скорость двигателя, он может рассчитать вес всасываемого воздуха и соответственно измерить топливо.

Почему бы просто не взвесить воздух?

В системах с регулируемой скоростью-плотностью и воздушным потоком компьютер должен рассчитывать вес всасываемого воздуха на основе измерений давления или объема. Эти методы работают довольно хорошо, но система могла бы работать с еще большей точностью, если бы она могла взвешивать воздух напрямую. Так работают системы массового расхода воздуха (MAF).

Датчики массового расхода воздуха

бывают нескольких разновидностей — датчики с подогревом, толстопленочные резисторы с подогревом и устройства для измерения турбулентности воздуха (вихрь Кармана). Все они используют сложные электронные методы измерения для фактического подсчета количества поглощенных молекул воздуха. Поскольку молекулярная масса эквивалентна весу любого объекта (включая воздух) на поверхности земли, измерение воздушной массы эквивалентно измерению веса. Затем компьютер может рассчитать соотношение воздух / топливо напрямую и точно по весу.

Системы EFI с массовым расходом воздуха являются наиболее точными системами управления подачей топлива, но они также являются одними из самых проблемных из-за своей сложности электроники.К счастью, большинство ошибок, которые существовали в некоторых системах десять лет назад, были исправлены, и системы MAF выглядят так, как будто они станут стандартными системами измерения воздуха в будущем.

От разнообразия к единообразию

Пятнадцать-двадцать лет назад автопроизводители построили примерно равное количество систем с впрыском топлива (PFI) и дроссельной заслонкой (TBI). Системы PFI выпускались в нескольких вариантах конструкции с одинарным и двойным пламенем с различными инжекторами, сгруппированными вместе. Группы форсунок и то, сработала ли каждая группа один или два раза для каждого четырехтактного цикла, усложнили отслеживание различных систем EFI.Чтобы еще больше усложнить жизнь, системы TBI имели либо одну, либо две форсунки, которые работали непрерывно и либо одновременно, либо поочередно. Все это разнообразие постепенно исчезло, поскольку производители перешли к единой системе PFI, в которой каждый инжектор запускается последовательно в порядке зажигания цилиндров. У этой тенденции есть несколько веских причин, которые значительно упростили процедуры обслуживания.

Системы

TBI были в основном электронными карбюраторами. Короче говоря, инженеры по сути отрубили воздушный рожок и поплавковые чаши и заменили их одной или двумя форсунками с электромагнитным приводом.Бензин брызнул из форсунок через одну или две трубки Вентури в корпусе дроссельной заслонки и попал во впускной воздушный поток. Топливо распылялось и испарялось, а затем смешивалось с воздухом в коллекторе, как в карбюраторном двигателе.

Системы

TBI были экономичным и эффективным переходом от карбюраторов к впрыску топлива и работали лучше с электронным управлением с обратной связью, чем карбюраторы, но системы TBI имели некоторые недостатки карбюратора. Смешивание воздуха и топлива в коллекторе было неравномерным, и его трудно было контролировать при очень горячей или очень холодной работе.Неравномерное распределение топлива через направляющие коллектора все еще оставалось проблемой для систем TBI, как и для карбюраторов. По этим и другим причинам производство TBI было в значительной степени прекращено к началу 90-х годов.

В середине и конце 80-х компьютеры управления двигателем сделали важный, но мало рекламируемый шаг вперед. Скорость компьютерной обработки и пропускная способность шины данных (производительность) значительно увеличились. Модули управления двигателем могли обрабатывать больше информации и выдавать больше команд вывода быстрее, чем когда-либо прежде.Это сделало возможным последовательный впрыск топлива. Раньше контроллеры впрыска топлива не могли работать достаточно быстро, чтобы изменять ширину импульса форсунки и синхронизацию от одного цилиндра к другому. Следовательно, групповое или групповое зажигание было правилом в ранних системах впрыска через порт, хотя более желательно последовательное зажигание.

К счастью, эти успехи в компьютерных технологиях произошли в связи с очередным ужесточением лимитов выбросов. Внесение поправок в Закон о чистом воздухе в начале 90-х и жесткие требования к бортовой диагностике OBD II сделали практически обязательным контроль и регулировку расхода топлива прямо на впускном клапане для каждого рабочего хода.Это можно сделать только с последовательным впрыском топлива.

Основы поиска и устранения неисправностей

Системы EFI с последовательным портом в текущих серийных автомобилях подкреплены мощными встроенными диагностическими возможностями, которые помогут вам точно определить системные проблемы. Даже более старые системы портов и TBI 15–20 лет назад имели модули управления двигателем (ECM), которые обеспечивали коды неисправностей, самотестирование и потоки последовательных данных, чтобы помочь вам в поиске и устранении неисправностей. Контроллер ЭСУД управляет дозированием топлива на основе комбинации нескольких входных сигналов.Это означает, что многие проблемы с датчиками и механическими факторами работы двигателя могут проявляться в виде симптомов в топливной системе. В основном, однако, проблемы в самой топливной системе делятся всего на две категории: проблемы с регулированием или измерением воздуха и проблемы с подачей топлива.

Устаревшие утечки воздуха на впуске или утечки вакуума нарушат контроль топлива EFI, как это было на карбюраторных двигателях в течение почти ста лет. Вы можете определить места утечки на слух — просто прислушайтесь к ним — или опрыскав предполагаемые места утечки мыльной водой или раствором для мытья окон.Пропан тоже хорошо работает.

Среди наиболее распространенных проблем с дозированием топлива — грязные или ограниченные форсунки и неправильное давление топлива. Засоренные или иным образом загрязненные форсунки порта были более серьезной проблемой в середине 80-х, чем сегодня. Бензины той эпохи не содержали моющих добавок, необходимых для поддержания чистоты крошечных отверстий форсунок. Моющие средства, которые хорошо работали в карбюраторах, не врезались (буквально) в форсунки для впрыска топлива. Бензиновые компании быстро осознали эту проблему, и за несколько лет количество забитых форсунок значительно снизилось.

Улучшенные присадки к бензину и тонкий, но важный реинжиниринг, сделанный автопроизводителями, также позволили уменьшить еще одну проблему с ранним впрыском — отложения на задней стороне впускных клапанов. Ранние форсунки PFI подавали топливо на концы впускных каналов и были нацелены почти прямо на заднюю часть клапанов. Отложения имели тенденцию формировать этот сильно ограниченный приток воздуха. Слегка переставление форсунок так, чтобы топливо имело тенденцию «отскакивать» от клапанов, а также переработанные присадки к бензину уменьшили эту проблему.Хотя забитые форсунки и отложения на впускных клапанах не так распространены, как раньше, не исключайте их из своего контрольного списка для устранения неполадок EFI.

Давление топлива должно быть одной из двух или трех основных вещей, которые необходимо проверить в первую очередь для устранения неполадок EFI. Большинство систем впрыска имеют контрольный порт с клапаном Шредера, к которому вы можете подключить манометр. Некоторые системы, однако, требуют подключения к топливной магистрали тройника, соединенного с контрольным манометром.

Портовые системы впрыска обычно считаются системами высокого давления, работающими в диапазоне от 30 до 50 фунтов на квадратный дюйм.Хотя было построено несколько систем TBI высокого давления, давления TBI обычно ниже — в диапазоне от 10 до 20 фунтов на квадратный дюйм — потому что у топлива есть больше времени для распыления и испарения в коллекторе. Точное давление топлива имеет решающее значение для всех систем EFI, поэтому не стоит гадать о характеристиках.

Электронный впрыск топлива является основным направлением автомобильной техники уже около 20 лет. В будущем ищите системы, которые будут проще и легче устранять неполадки благодаря улучшенной встроенной диагностике.Кроме того, если вы понимаете EFI в контексте основных требований двигателя к воздуху / топливу, ваша работа по обслуживанию станет намного проще и станет намного проще.

Скачать PDF

Устройство и принцип работы системы впрыска топлива. Система впрыска топлива

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

[Скрыть]

Общие

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

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

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

СПТ на двигатель ЗМЗ-40911.10

Особенности топливной аппаратуры

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

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

Какие преимущества характерны для таких систем:

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

Устройство системы подачи топлива форсунки

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

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

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

Типы систем впрыска на бензиновом двигателе

Что такое jetronics, какие бензиновые двигатели spt?

Предлагаем ознакомиться с вопросом разновидностей:

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

Фотогалерея «Разновидности бензиновых систем»

Типы систем впрыска дизельных двигателей

Основные типы СПТ в дизелях:

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

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

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

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

Читайте в этой статье

Прямой впрыск топлива: система непосредственного впрыска

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

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

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

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

Система прямого впрыска: особенности конструкции

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

контур высокого давления;
;
;
;
датчик высокого давления;
;

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

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

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

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

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

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

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

Как работает система прямого впрыска топлива

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

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

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

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

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

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

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

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

Что в итоге

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

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

Типы систем впрыска на бензиновых двигателях

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

Центральный впрыск

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

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

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

Распределенный впрыск

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

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

Прямой впрыск

Одна из самых современных и прогрессивных систем впрыска. Принцип работы такой системы заключается в непосредственной подаче (впрыске) топлива в камеру сгорания цилиндров.

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

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

Комбинированный впрыск

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

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

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

Типы систем впрыска дизельных двигателей

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

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

ТНВД — центральный элемент топливной системы любого дизельного двигателя.

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

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

Насос-форсунка системы впрыска

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

По названию можно догадаться, что ключевой особенностью этой системы является то, что в одном устройстве (насос-форсунка) совмещены две функции: создание давления и впрыск.

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

Система впрыска Common Rail (перезаряжаемый впрыск)

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

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

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

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

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

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

Более точное распределение топлива по отдельным цилиндрам;

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

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

Рис. 2.62. Центральный (одноточечный) узел впрыска

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

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

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

Система питания с электронным распределенным впрыском бензина (тип Motronic)

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

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

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

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

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

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

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

Система с распределенным впрыском состоит из следующих компонентов:

Система подачи и очистки топлива;

Система подачи и очистки воздуха;

Система отвода и сжигания паров бензина;

Электронная часть с комплектом датчиков;

Система выпуска и дожигания отработавших газов.

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

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

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

Электрооборудование Sonasos (обычно роликовое) может быть установлено как внутри бензобака (рис.2.66) и снаружи. Бензонасос укомплектован электромагнитным реле. Бен Зин всасывает насосом из бака и одновременно промывает и охлаждает электродвигатель насоса. На выходе из насоса установлен обратный клапан, не пропускающий топливо от давления из напорной магистрали при выключенном топливном насосе. Предохранительный клапан служит для ограничения давления.

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

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

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

Рампа

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

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

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

Рис. 2.70. Пластиковые трубы впускные с ресивером и дроссельной заслонкой

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

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

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

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

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

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

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

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

Вода

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Каталитический нейтрализатор (рис. 2.74;

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

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

Рис. 2.75. Нейтрализатор внешнего вида

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

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

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

Рис. 2.76. Зависимость эффективности нейтрализатора от коэффициента избытка воздуха

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 2.78. Выпускной коллектор двигателя и для замка зажигания

с предварительным нейтрализатором свеча.

Прямой впрыск бензина

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

1) режим работы на сверхстенных смесях;

2) режим работы на стехиометрической смеси;

3) режим резких ускорений с малых оборотов;

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

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

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

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

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

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

4. Заказ № 1031. 97

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

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

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

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

Рис. 2.85. Орбитальное сопло рабочее

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

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

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

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

Устройство и принцип работы системы впрыска

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

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

Насос (электрический).
Фильтрующий элемент (тонкая очистка).
Подача топлива.
Пандус.
Сопло.

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

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

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

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

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

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

Типы форсунок

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

Системы впрыска двигателя используются на автомобилях:

центральный;
распределено;
прямой.

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

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

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

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

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

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

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

Дизельные двигатели и системы питания

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

Сейчас на авто есть три типа впрыска дизеля:

С распределительным насосом.
ОБЩИЙ РЕЛЬС.
Насос-форсунка.

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

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

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

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

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

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

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

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

Инжекторный двигатель: принцип работы инжектора, неисправности

Главные отличия карбюратора от электронного впрыска

Разновидности инжектора

Устройство инжекторного двигателя

Достоинства и недостатки двигателя с электронным впрыском

Основные неисправности

Рекомендации по эксплуатации инжекторного двигателя

Как работает инжекторный двигатель?

Датчики инжекторного двигателя

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

Датчик абсолютного давлении и температуры двигателя (ДАД)

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

Датчик фаз (ДФ)

Датчик детонации

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ)

Датчик кислорода

Исполнительные элементы

Топливный насос

Форсунка

Дроссельная заслонка

Регулятор холостого хода (РХХ)

Модуль зажигания

Принцип работы инжекторного двигателя

Прогрев двигателя и датчик температуры двигателя

Что лучше, инжекторный или карбюраторный двигатель?

его достоинства, виды, конструктивные особенности

Немного истории

Что такое инжектор и чем он хорош

Видео: Принцип работы системы питания инжекторного двигателя

Виды инжекторов

1. Центральная

2. Распределенная

3. Непосредственная

Конструкция и принцип работы инжектора

Механическая составляющая инжектора

Видео: Инжектор

Принцип работы инжектора

Электронная составляющая

Принцип работы инжекторного двигателя, что такое инжекторный двигатель

Типы инжекторных систем

Как работает инжектор

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного

Применение инжекторных двигателей

Достоинства и недостатки инжекторного двигателя

Заключение

принцип работы, плюсы и минусы

История

Устройство

Принцип работы

Режимы работы

Преимущества и недостатки

Типы инжекторной системы

Принцип работы топливной системы двигателя инжектор

ТСД бензинового агрегата

ТСД дизельного агрегата

Несколько слов по топливу

Устройство автомобиля: инжектор

История инжектора

Схема работы инжектора

Система управления инжектора

Промывка инжектора

Принцип работы и схема системы топливной форсунки

Определение систем впрыска топлива

Принцип работы системы впрыска топлива

Система впрыска топлива и преимущества для авиационных двигателей

Принципы работы

Непрерывный поток

Прямой впрыск

Впрыск топлива Dis / Преимущества

Бензин с прямым впрыском | Autopedia

Принцип действия []

История []

Ранние системы []

Более поздние системы []

В двухтактных двигателях []

Будущее []

Двухтопливные двигатели []

См. Также []

Внешние ссылки []