Принцип работы форсунки инжекторного двигателя: Работа форсунки инжекторного двигателя управляется. Инжекторная система — что это и как она работает. Принцип работы инжекторного двигателя

Что такое форсунка — Статья

Форсунка-инжектор — устройство, предназначенные для подачи (впрыскивания) жидкостей и газов в двигателях различных механических устройств легкой и тяжелой промышленности. В более узком представлении форсунки – электромагнитные клапаны, обеспечивающие дозированную подачу топлива в цилиндры дизельного двигателя с системой непосредственного впрыска. Подача топлива осуществляется периодически через равные промежутки времени, и подобная система имеет

неоспоримые преимущества перед карбюраторной системой. Первое из них – точная дозировка топлива, которую осуществляют форсунки, и это важно, когда экономичный расход топлива играет одну из первостепенных ролей. Инжекторные двигатели позволяют использовать все топливо, в то время как карбюраторные «теряют» примерно 10 процентов его потенциала.

Второе преимущество – экологичность, поскольку инжекторные двигатели (работающие на системе непосредственного впрыска топлива при помощи форсунок) снабжены системой нейтрализации токсичных выхлопов. Дизельные двигатели современных автомобилей работают на принципе распределенного впрыска, когда каждый цилиндр двигателя получает топливо из отдельной форсунки. Впрочем, и владельцы автомобилей с карбюраторными двигателями не стоит отчаиваться, поскольку всегда есть возможность перейти на инжектор и, в зависимости от конструктивных особенностей автомобиля, установить инжекторную систему любого типа.

В последние годы отечественные автомобилисты все чаще стремятся оснастить свои устаревшие двигатели системой непосредственного впрыска и, соответственно, одна из главных ее деталей – форсунка – является одновременнои одной из наиболее востребованных деталей на рынке автозапчастей. Учитывая, что работают форсунки в достаточно жестких условиях, их обслуживание должно осуществляться максимально аккуратно и ответственно. То же самое следует сказать и о выборе форсунок для двигателя с инжекторной системой подачи топлива. Непременно основное внимание следует уделить качеству деталей (и готовых комплектов), которое наиболее часто подкреплено репутацией фирмы-производителя. Поэтому лучше всего не скупиться и приобретать у официальных дилеров новые автозапчасти проверенных торговых марок с гарантийным сроком службы.

Гидромеханические форсунки

Гидромеханические форсунки (ГМ-форсунки) бывают открытого и закрытого типов. Первый тип ГМ-форсунок представляет собой жиклерные форсунки и в современных системах впрыска бензина не используется. ГМ-форсунки закрытого типа предназначены для применения в механических системах непрерывного распределенного по цилиндрам впрыска топлива на бензиновых ДВС. Такие форсунки не имеют электрического управления. Они открываются под напором бензина, а закрываются возвратной пружиной. Давление напора бензина, при котором закрытая форсунка открывается, называется начальным рабочим давлением (НРД) форсунки и обозначается как Рфн. ГМ-форсунки закрытого типа устанавливаются в предклапанных зонах впускного коллектора для каждого цилиндра в отдельности.

По конструкции закрытые форсунки могут различаться устройством запорного клапана и способом крепления в литом корпусе впускного коллектора. По типу запорного устройства закрытые форсунки подразделяют на форсунки со сферическим, дисковым и штифтовым клапаном; по способу крепления — на вставные и резьбовые.

Закрытые ГМ-форсунки в дозировании топлива участия не принимают. Их главная функция — распылять бензин на горячие впускные клапаны двигателя. При этом распыленные частицы бензина переходят в парообразное состояние, а впускной клапан охлаждается. Чтобы не было соприкосновения струи бензина со стенками предклапанной зоны впускного коллектора, бензин распыляется с раскрывом на угол не более 35е, а форсунка по отношению к клапану устанавливается по строго заданной геометрии.

Дозирование топлива в механической системе впрыска производится изменением напора бензина у постоянно открытого распылительного сопла форсунки. При этом давление напора формируется давлением вне форсунки — в дифференциальном клапане дозатора-распределителя механической системы впрыска.

Для того чтобы клапан форсунки закрытого типа находился в состоянии «открыто», давление бензина в клапанной полости 6 должно быть все время несколько выше усилия Рп возвратной пружины 10 (Рфн > Р„).

Это достигается заданием достаточно высокого (не менее 6 бар) рабочего давления Ps (РДС) в системе (в топливоподающей магистрали до дозатора-распределителя) и поддержанием РДС на постоянном уровне.

Основными параметрами закрытой форсунки являются пять показателей.

1. Начальное рабочее давление Рфн (НРД) форсунки сразу после ее сборки на заводе-изготовителе (давление открывания новой форсунки). НРД для закрытых форсунок разных модификаций лежит в пределах 2,7…5,2 кг/см2. Для новых форсунок из одного типоразмерного ряда НРД может отличаться не более чем на ±20%. При подборе комплекта форсунок на двигатель различие НРД не должно превышать ±4%. В продажу (как запчасти) форсунки поступают с одинаковым НРД в упаковке. Замена форсунок неполным комплектом может стать причиной нарушения нормальной работы двигателя.

2. Минимальное рабочее давление Рф т|„ (МРД) форсунки после ее приработки на двигателе (после 5000 км пробега). Это давление становится меньше НРД новой форсунки на 15. ..20% и стабилизируется (за 5 лет нормальной эксплуатации изменяется не более чем на 5%).

3. Рабочее давление Рф форсунки после ее приработки. Это изменяющееся во время работы двигателя давление во внутренней полости форсунки от минимального рабочего давления Рф min (МРД) до максимального значения рабочего давления Ps max(РДС)в механической системе впрыска.

4. Давление отсечки форсунки Р0 (ДОТ). Это давление, ниже которого форсунка надежно закрытаиногда называется давлением слива). Давление отсечки всегда меньше Рф min на 1,0…1,5 кг/см2, но несколько больше остаточного давления Рост в системе впрыска сразу после выключения двигателя.

5. Производительность Пф форсунки. Это количество бензина, которое распыляется через постоянно открытую форсунку за единицу времени при определенном рабочем давлении Рф в полости форсунки. Обычно Пф закрытой форсунки задается для двух крайних значений рабочего давления: Рф min и Ps max. Этим двум значениям соответствуют два режима работы двигателя: Рф m,n — холостому ходу, Ps m8K — полной нагрузке. Производительность Пф задается в см3/мин или в гр/с. Например, для закрытых форсунок 5-ти цилиндрового ДВС автомобиля AUDI-1O0 (2,2 л, 140 л/с) показатели производительности соответственно равны 30 и 90 см3/мин (при работе в системе «K-Jetronic»).

Вышедшие из строя форсунки закрытого типа ремонту не подлежат, но, как и любые другие, могут быть «промыты» в составе системы впрыска на работающем двигателе.

Электромагнитные форсунки

Электромагнитные форсунки применяются в современных системах впрыска бензина в качестве клапанных рабочих и пусковых форсунок (для систем распределенного по цилиндрам впрыска с электронным управлением), а также в качестве центральных форсунок впрыска (в системах питания с моновпрыском). Центральная форсунка наиболее распространенной конструкции для систем впрыска бензина группы «Mono».

Современные ЭМ-форсунки способны надежно срабатывать со скважностью* S = 0,5 и при этом устойчиво (управляемо) удерживать открытое состояние в течение 2. ..2,5 мс. Разброс этого параметра в конкретном типоразмерном ряде форсунок не более ±5%. Такой быстроте срабатывания ЭМ-форсунки отвечает частота возвратно-поступательного движения подвижного стержня электромагнита форсунки в 200…250 с-1. Это является пределом возможного для данного типа электроуправляемых форсунок.

При применении ЭМ-форсунок в качестве клапанных рабочее давление Ps в системе впрыска может быть понижено с 6,5 бар (в механических системах) до 4,8…5 бар, что повышает надежность работы электробензонасоса и понижает вероятность протечек топлива в уплотнительных соединениях бензома-гистралей.

При электронном управлении форсунками точность дозирования впрыснутого бензина значительно повышается. Это становится возможным потому, что давление внутри ЭМ-форсунки поддерживается постоянным, и количество впрыснутого топлива определяется только временем открытого состояния форсунки.

Основными параметрами ЭМ-форсунки являются:

1. Постоянное рабочее давление в полости форсунки (РДФ), равное рабочему давлению Ps системы, выраженное в бар.

2. Производительность форсунки (пропускная СПОСОбнОСТЬ В ОТКРЫТОМ СОСТОЯНИИ — В СМ3/МИН или в г/с при заданном Ps РДС).

3. Минимальное напряжение надежного срабатывания форсунки (постоянное напряжение в вольтах).

4. Минимальное время цикловой подачи топлива (минимальное надежно управляемое время продолжительности открытого состояния форсунки — в мс).

5. Внутреннее омическое сопротивление Нф форсунки (сопротивление катушки соленоида — в омах).

На корпусе форсунки набивается цифровой код, по которому в справочном каталоге можно определить все вышеперечисленные параметры. На корпусе выбивается также торговый знак или название фирмы-изготовителя.

О внутреннем омическом сопротивлении Нф форсунки следует сказать отдельно. Если катушка соленоида намотана медным проводом, то получить величину Нф более 2…3 Ом невозможно (накладывается требование минимизации индуктивности Ls катушки). В таком случае для ограничения величины рабочего тока 1ф форсунки последовательно с катушкой соленоида включают дополнительный резистор. Применяют также обмоточный провод с высоким удельным сопротивлением (для катушки соленоида), что исключает необходимость установки дополнительных резисторов. Но в любом случае общий средний ток управления сразу всеми форсунками (или группой форсунок) впрыска на двигателе не должен превышать значения 3…5 А. В некоторых случаях на многоцилиндровых двигателях применяют «групповое» управление форсунками. Это когда форсунки объединены в группы, а каждая группа управляется от отдельного электронного блока. Но наиболее эффективной является система впрыска бензина, в которой каждая рабочая клапанная ЭМ-форсунка управляется независимо от других (последовательный синхронизированный распределенный по цилиндрам импульсный впрыск бензина с управлением от многоканального ЭБУ впрыском).

По типу запирающего клапана ЭМ-форсунки, как и гидромеханические, подразделяют на три вида:

— форсунки со сферическим профилем запорного элемента:

— форсунки с штифтовым клапаном (с конусным или игольчатым запорным стержнем):

— форсунки с дисковым клапаном (с плоским или тарельчатым запорным элементом).

Выпускаются форсунки с внутренним электрическим сопротивлением 2,4 Ом: 12,5 Ом; 16 Ом. Малое сопротивление связано с применением обмоточного провода из меди и с необходимостью иметь малую величину индуктивности L соленоида, которая прямо зависит от числа витков Wc обмотки соленоида.

Низкое сопротивление форсунки увеличивают дополнительным сопротивлением в 6…8 Ом, что уменьшает потрябляемый ток. Обмотки высокоомной форсунки выполнены из провода с большим удельным сопротивлением (например, из латуни), что позволяет иметь малое L и большое R.

По производительности П впрыска форсунки подбирают по типам и мощности тех двигателей, на которые эти форсунки устанавливаются. Производительность форсунки определяется под рабочим давлением системы, как количество Кв бензина, прошедшего через форсунку за единицу времени t, если она постоянно открыта.

Пусковые электромагнитные форсунки

К электромагнитным форсункам относятся и пусковые гидроклапаны с электромагнитным управлением, которые по принципу действия мало чем отличаются от ЭМ-форсунок. Именно поэтому пусковые гидроклапаны чаще называют пусковыми форсунками.

Основное назначение пусковой форсунки (ПС-форсунки) — это работа в механической системе непрерывного распределенного впрыска во время запуска холодного двигателя. Иногда ПС-форсунка используется как форсажное устройство, наподобие ускоритвльного насоса в карбюраторе, или как устройство для запуска перегретого двигателя с турбонаддувом. Пусковая форсунка применяется и в некоторых системах впрыска группы «L». В любом случае ПС-форсунка работает непосредственно от бортсети автомобиля, а в систему электронного управления двигателем включается опосредовано через специальное электронное реле управления.

К ПС-форсункам требования высокой скорости срабатывания не предъявляются, что значительно упрощает конструктивное исполнение ее составных компонентов. Так, масса якоря электромагнита, который (якорь) одновременно является и запирающим элементом клапана форсунки, число витков катушки электромагнита, сечение распылительного сопла, упругость возвратной пружины — все это заметно увеличено по сравнению с рабочей клапанной ЭМ-форсункой.

Форсунка закрытого типа с плунжерным насосом

Ведутся исследования в направлении поиска принципиально новых способов впрыска бензина с помощью форсунок. Испытаны так называемые магнитоэлектрические форсунки, которые отличаются высоким быстродействием (0,5 мс), так как работают с принудительным высокочастотным (до 1000 с»1) переключением полярности магнитного поля в катушке соленоида.

Перспективными считаются также форсунки закрытого типа с дополнительным электромагнитным управлением (электрогидравлические).

В системах впрыска бензина группы «Д» (впрыск в камеру сгорания) используется насос-форсунка закрытого типа с плунжерным насосом высокого давления, который приводится в действие от кулачка распредвала.

Насос-форсунка оснащен сливным каналом с быстродействующим электрогидравлическим клапаном. Комбинация — плунжерный насос, закрытая гидромеханическая форсунка, электроуправляемый от электронной автоматики сливной канал — дает возможность реализовать так называемый «послойный впрыск бензина» непосредственно в камеру сгорания ДВС. Это обеспечивает значительную экономию топлива за счет работы двигателя на очень бедных ТВ-смесях (а = 2,0), а также повышает ряд его эксплуатационных показателей.

При послойном впрыске цикловая подача бензина непрерывно дифференцируется по времени посредством управления давлением в рабочей полости насос-форсунки (под плунжером). Давление регулируется электроуправляемым гидроклапаном в сливном канале. Суть послойного впрыска топлива состоит в его подаче отдельными, строго дозированными порциями. Получается так: за один цикл впрыска бензин подается прямо в цилиндр не сплошной однородной струей, а несколькими частями, каждая из которых образует «свой» коэффициент избытка воздуха а. В объеме цилиндра образуется «послойный пирог» из ТВ-смеси разной концентрации. Преимущество послойного впрыска бензина состоит в том, что в первый момент воспламенения в зону центрального электрода свечи зажигания подается нормальная (стехиометрическая) ТВ-смесь с а = 1, которая легко возгорается. Далее процесс горения топлива в очень бедной ТВ-смеси (а = 2. 0) поддерживается за счет «открытого огня», образовавшегося в первый момент воспламенения. Однако система впрыска бензина с насос-форсунками обладает двумя существенными недостатками: она содержит дорогостоящие и очень сложные механические устройства, а также способствует появлению значительных количеств оксидов азота (N0X) в выхлопных отработавших газах двигателя, бороться с которыми крайне сложно. Тем не менее система выпускается фирмой TOYOTA для двигателей TD4 легковых автомобилей.

Обслуживание форсунок (инжектора) бензиновых двигателей

Многие современные автомобили оснащаются системами впрыска топлива. Состояние форсунок — неотъемлемой части системы впрыска — во многом определяет эффективность работы двигателя. Впрыск топлива имеет неоспоримые преимущества по сравнению с карбюраторным принципом смесеобразования. В первую очередь, это более точное дозирование топлива, а следовательно, большая экономичность и приемистость автомобиля и меньшая токсичность отработавших газов. Однако основная исполнительная деталь системы впрыска — форсунка — работает в тяжелых условиях и поэтому весьма требовательна к обслуживанию.

Общие понятия

Форсунка (инжектор) — управляемый электромагнитный клапан, обеспечивающий дозированную подачу топлива в цилиндры двигателя. Существуют форсунки для центрального (одноточечного, моно) и для распределённого (многоточечного) впрыска. Блок управления — электронный блок, управляющий системой впрыска, в частности работой форсунок.

Устройство и принцип работы

Топливо подаётся к форсунке под определённым (зависящим от режима работы двигателя) давлением. Электрические импульсы, поступающие на электромагнит форсунки от блока управления, приводят в действие игольчатый клапан, открывающий и закрывающий канал форсунки. Количество распыляемого топлива пропорционально длительности импульса, задаваемой блоком управления. Форма и направление распыляемого факела играют существенную роль в процессе смесеобразования и определяются количеством и расположением распылительных отверстий.

Расположение, классификация и маркировка форсунок

Центральный впрыск — В общий впускной трубопровод топливо впрыскивается одной форсункой (или двумя как на Хонде), которая устанавливается перед дроссельной заслонкой, в месте, где «должен стоять карбюратор», и характеризуется низким сопротивлением обмотки электромагнита (до 4-5 Ом).Распределённый впрыск — Отдельные форсунки осуществляют впрыск топлива во впускные трубопроводы каждого цилиндра. Они располагаются у основания впускных трубопроводов (у корпуса головки блока цилиндров) и отличаются относительно высоким сопротивлением обмоток электромагнитов (до 12-16 Ом). Или меньшим, но с дополнительным блоком сопротивлений. На некоторых автомобилях последнего поколения топливо подаётся непосредственно в камеру сгорания (непосредственный впрыск). Форсунки таких двигателей отличаются высоким рабочим напряжением электромагнита (до 100 В).В маркировке форсунок может отражаться фабричная (торговая) марка или название; каталожный номер или наименование; номер серии.

Основные признаки и причины неисправности форсунок

Состояние форсунок существенно влияет на работу двигателя. Основными признаками их неисправности бывают: недостаточная мощность, развиваемая двигателем; рывки и провалы при увеличении нагрузки на двигатель; неустойчивая работа на малых оборотах; повышенная токсичность отработавших газов. Наиболее распространенной неисправностью форсунок является их загрязнение. Они расположены в зоне воздействия высоких температур. Следствие этого — закоксовывание содержащимися в топливе (особенно низкокачественном) смолами, образование на форсунке твердых отложений, перекрывающих (частично или полностью) распылительные отверстия и нарушающих герметичность игольчатого клапана. Кроме того, общее загрязнение элементов топливной системы (бака, трубопроводов, фильтра и т.д.) приводит к засорению частичками шлама каналов и фильтра форсунки. Основным способом восстановления нормальной работоспособности форсунок является их промывка.

Промывка форсунок

Эта операция подразумевает удаление (вымывание) накопившихся загрязнений из системы. К основным способам промывки форсунок относятся: промывка специальными присадками к топливу; промывка без демонтажа форсунок с двигателя с помощью специальной установки; промывка на ультразвуковом стенде с демонтажом форсунок с двигателя. Промывка с помощью присадок к топливу отличается простотой и заключается в периодическом (каждые 2-3 тыс.км) добавлении в топливо специальных препаратов. Это позволяет промывать не только сами форсунки, но и всю топливную систему. Данный способ эффективен при регулярном удалении небольших загрязнений и носит, скорее, профилактический характер. Внимание! Удаление застарелых отложений подобным методом может привести к прямо противоположному результату: большое количество шлама, смытого моющей присадкой со стенок топливной системы, засоряет трубопровод, топливный фильтр, а иногда и сами форсунки, окончательно выводя их из строя. Промывка форсунок с помощью специальной установки без их демонтажа заключается в работе двигателя на специальном промывающем топливе (сольвенте). Для этого отключается штатный топливный насос автомобиля и магистраль слива топлива в бак (обратка), а топливопровод системы впрыска соединяется с установкой, имеющей резервуар с сольвентом, который под давлением подаётся на форсунки. Процесс делится на несколько этапов. Сначала двигатель работает в течении 15 минут в режиме холостого хода. Затем его останавливают на 15 минут для размягчения особо стойких отложений. Потом двигатель снова запускается и работает 15 минут в режиме периодического увеличения оборотов до их максимального числа. Заключительным этапом промывки является восстановление соединений штатных топливопроводов и работа двигателя на бензине в течении 30 минут. Подобную промывку рекомендуется проводить через каждые 15-20 тыс. км пробега. Промывка на ультразвуковом стенде с демонтажом форсунок применяется в качестве крайней меры для удаления больших затвердевших отложений, когда первые два способа не приводят к желаемым результатам. Принцип действия таких стендов основан на разрушении отложений погруженной в специальный моющий состав форсунки с помощью ультразвука. Кроме того, стенды, как правило, позволяют точно оценить производительность и качество распыла форсунки.

Устройство системы питания инжекторного двигателя

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

Устройство инжектора

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

Устройство системы питания инжектора:

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

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

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

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

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

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

Как работает система питания инжекторного двигателя?

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

Разбираем принцип работы и устройство инжектора

Здравствуйте, уважаемые автолюбители! Как «железный конь пришел на смену деревенской лошадке», также и инжекторная система впрыска топлива, пришла на смену карбюраторам в автомобилях.

О преимуществах и недостатках систем подачи топлива, пусть спорят специалисты, а задача владельца автомобиля иметь представление о том, что такое инжектор, как устроен инжектор автомобиля.

И не обязательно устройство и принцип работы инжектора вам понадобится для того, чтобы ремонтировать его своими руками. Но, знать о том, как работает и из чего состоит инжектор автомобиля, нужно. Хотя бы для того, чтобы недобросовестные мастера автосервисов не пытались «нагреть» руки на вашем незнании своего авто.

Инжектор, как революция в автомобилестроении

Работа инжектора и форсунки

Что такое инжектор автомобиля? Инжектором (лат. injicio, фр. Injecteur, англ. Injector – выбрасываю) – называется форсунка, как распылитель газа или жидкости (топлива) в двигателях, либо часть инжекторной системы подачи (впрыска) топлива в двигателях внутреннего сгорания.

Годом рождения инжекторной системы впрыска считается 1951, когда компания Bosch оснастила ею 2-х тактный двигатель купе Goliath 700 Sport. Затем, в 1954 году, эстафету подхватил Mercedes-Benz 300 SL.

Массовое, серийное внедрение инжекторных систем впрыска топлива началось в конце 70-х годов прошлого века. Работа инжектора, по своим эксплуатационным характеристикам, во многом превосходила работу карбюраторной подачи топлива.

Как результат: первое десятилетие 21 века практически завершило вытеснение карбюраторов. Современные авто снабжаются в основном системами распределенного и прямого электронного впрыска.

Принцип работы инжектора в системе подачи топлива

Fuel Injection System (система впрыска топлива) осуществляет подачу топлива посредством прямого впрыска при помощи форсунки (инжектора) в цилиндр двигателя либо во впускной коллектор. Соответственно, автомобили, оснащенные такой системой, носят название инжекторные.

Классификация инжекторного впрыска зависит от того, какой принцип действия инжектора, а также по месту установки и количеству инжекторов.

Центральный впрыск топлива (моновпрыск) осуществляет впрыск посредством одной форсунки на все цилиндры двигателя. Инжектор, как правило, располагается на впускном коллекторе (на месте карбюратора). Система моновпрыска на сегодняшнее время не пользуется популярностью у автомобилестроителей.

Основная масса современных серийных автомобилей, снабжена системой распределенного впрыска топлива. То есть, отдельная форсунка отвечает за свой цилиндр.

Система распределенного впрыска топлива, классифицируется по типам:

• одновременный – все форсунки системы подают топливо одновременно во все цилиндры,
• попарно-параллельный – тип впрыска, когда происходит парное открытие форсунок: одна открывается перед циклом впуска, другая, перед циклом выпуска. Характерно то, что попарно-параллельный принцип открытия форсунок применяется в период запуска двигателя, либо в аварийном режиме неисправности датчика положения распредвала. А во время движения, используется так называемый фазированный впрыск топлива,
• фазированный —  тип впрыска, когда каждый инжектор открывается перед тактом впуска,
• прямой – тип впрыска, происходящий непосредственно в камеру сгорания.

Принцип работы инжектора основывается на использовании сигналов микроконтроллера, который в свою очередь получает данные от датчиков.

Схема работы инжектора

Если не влазить в дебри «электронного мозга» нашего автомобиля, то схема работы инжектора выглядит следующим образом. На многочисленные датчики поступает информация о: вращении коленвала, о расходе воздуха, о том, какая температура охлаждающей жидкости двигателя, о дроссельной заслонке, о детонации в двигателе, о расходе топлива, о скоростном режиме, о напряжении бортовой сети авто и так далее.

Контроллер, получая данную информацию о параметрах автомобиля, производит управление системами и приборами, в частности: подачей топлива, системой зажигания, регулятором холостого хода, системой диагностики и так далее. Изменение рабочих параметров инжекторной системы впрыска меняется систематически, исходя из полученных данных.

Устройство простейшего инжектора

Инжектор включает в себя такие исполнительные элементы, как:

• бензонасос (электрический),
• ЭБУ (контроллер),
• регулятор давления,
• датчики,
• форсунка (инжектор).

Соответственно, схема инжектора: электробензонасос подает топливо, регулятор давления поддерживает разницу давления в инжекторах (форсунках) и воздухом впускного коллектора. Контроллер, обрабатывает информацию от датчиков: температуры, детонации, распредвала и коленвала, и управляет системами зажигания, подачи топлива и так далее.

Всем хороша инжекторная система впрыска топлива, но и она не обошлась без своих особенностей. Приверженцы карбюраторов, называют их недостатками. Особенностями инжектора смело можно назвать: достаточно высокая стоимость узлов инжектора, низкая ремонтопригодность, высокие требования к качеству и составу топлива, необходимость специального оборудования для диагностики, и высокая стоимость ремонтных работ.

Теперь, перейдем от рассказа о том, как работает и выглядит инжектор к наглядному пособию. Вы увидите на  видео, принцип работы инжектора, и вам сразу же станет понятно всё, о чем написано выше.

виды, устройство, принцип работы, фото, промывка

Инжектор – это своеобразная система, которая предназначена для переправки топлива в цилиндры автомобиля. Для этого используются форсунки, которые получают электронный сигнал от блока управления автомобиля. Стоит отметить, что подача топлива осуществляется исключительно точечным методом. Инжекторная система на сегодняшний день считается достаточно распространенной. Подобные конструкции представляют собой значительно более модифицированные версии карбюратора.

Стоит отметить, что первая подобная система была разработана еще в конце 19 века. А вот внедрение в само автомобилестроение произошло только во второй половине 20 века. Дело в том, что специалисты считали данный механизм слишком сложным и неоправданно дорогим.

На сегодняшний день все современные двигатели, оснащённые инжекторными системами подачи топлива, работающие по точечной поточечной подачи топлива в цилиндры, производится со специальными электронными блоками управления. Альтернативой ему может быть контроллер или система управления двигателем. Но, в любом случае, все эти приборы относятся к компьютерным. Именно они обеспечивают инжекторную систему должной информацией, на основании которой она может работать, корректировать дозу подачи топлива, частоту впрыска и другое.

Когда появился инжектор

Карбюратор, судя по всему, уже смешал отведенное ему количество топлива с воздухом в XX веке и его время стремительно подходит к концу. Несмотря на то что инжекторная система подачи топлива появилась гораздо раньше, чем карбюратор, она только начинает обживаться под капотами автомобилей. Своим происхождением впрыск обязан итальянскому физику и изобретателю Джованни Вентури, который изобрел форсунку с переменным сечением и скромненько назвал ее Труба Вентури.

Использовать ее в автомобилях начали ребята из гаража Леона Левассора. Что-то наподобие современного впрыска они ставили на свои автомобили еще в 1902 году. После этого автомобильные системы питания метались в поисках лучшего устройства, а инжектор нашел себе применение в авиационных двигателях. К концу 40-х годов все военные истребители поголовно пользовались инжекторной системой питания до тех пор, пока военная авиация не перешла на реактивную тягу.

Основные преимущества инжекторной системы

Современные специалисты отмечают сразу несколько преимуществ подобных видов систем подачи топлива. А именно:

1. Удалось достигнуть значительного снижения расхода топлива. Это стало возможным благодаря четкому контролю подачи топлива.
2. Подобная система способствует повышению мощности. Для сравнения карбюраторные двигатели внутреннего сгорания имеют мощность на среднем на 10% меньше нежели идентичные инжекторные.
3. Автоматизированная система впрыска. Стоит помнить, что в карбюраторных автомобилях функцию регулировки выполняет подсос и регулировочные винты. В данном же случае водителю не придется тратить время, и система все сделаем за него.

Разнообразие инжекторных систем

В современности существует два вида инжекторов. Первый относится к системам моновпрыска. В данном случае одна форсунка осуществляет подачу топлива в коллектор на все цилиндры. Среди автомобилистов подобная система более известна, как электронный карбюратор. Однако, современные производители уже отошли от данной технологии, и встретить подобную систему можно только в старых моделях.

Вторая система подразумевает распределённый впрыск, то есть многоточечный впрыск. В данном случае устанавливается отдельная форсунка во впускном тракте каждого цилиндра и каждая из них осуществляет подачу определённого объёма топлива в камеру сгорания.

По способу распределения впрыска подобные системы делятся на:

1. Одновременную. Система встречается очень редко, но всё же имеет место быть. Ее особенностью является то, что всего за один оборот коленчатого вала абсолютно все форсунки отрабатывают в одно и тоже время.
2. Попарную параллельную. В данном случае форсунки работают по парам. Другими словами, за один оборот коленчатого вала только одна пара форсунок работает.
3. Последовательную. Данный вид распределения впрыска является самым распространенным. Особенностью является то, что за один оборот вала каждая форсунка по разу открывается перед тактом впуска. При этом регулировка происходит отдельно.

Отрицательные характеристики систем

Несмотря на огромный перечень положительных характеристик, данный механизм, как и многие другие, имеет и свою темную сторону. К минусам данной конструкции относятся:

• довольно большая стоимость ремонта;
• высокая стоимость комплектующих;
• маленькая вероятность возможности ремонта;
• большие требования к качеству топлива;
• определить неисправность может только профессионал;
• диагностика стоит достаточно дорого;
• для ремонта нужно иметь специальное оборудование.

Стоит отметить, что инжекторный тип впрыска топлива со временем может приводить к тому, что впускной клапан закоксовывается. Это происходит из-за того, что он просто не омывается топливом, которое, в некотором роде, его очищает.

Устройство системы

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

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

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

Датчики системы инжектора

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

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

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

Простая инжекторная система подачи топлива

Как все работает

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

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

Первый инжекторный двигатель Toyota 1973 года

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Почему инжектор лучше карбюратора?

Помнится, еще относительно недавно автомобили с инжекторной системой подачи топлива вызывали недоверие. Пожалуй, единственное логическое объяснение этому – сложность ее конструкции, из-за чего на первых порах возникали проблемы с ремонтом. В отличие от карбюратора, впрыск топлива в инжекторе не нужно регулировать, поскольку это возложено на электронную систему управления. Помимо этого, машина с инжекторным агрегатом потребляет меньше топлива, а мощность ее мотора значительно выше. Плюс ко всему — значительное снижение вредных соединение в выхлопе авто, ввиду лучшего сгорания топливной смеси, которое возможно благодаря ее правильной и дозированной подаче.

Типы инжекторов

 1. Система центральной подачи топлива (моновпрыск), представлен одной форсункой, через которую топливная смесь поступает в коллектор, а с него уже распределяется по всем цилиндрам. Самый простой тип, который сегодня уже практически не применяется.

 2. Система распределенной топливоподачи (многоточечный впрыск). Здесь уже через отдельные форсунки осуществляется впрыск топлива в цилиндры, то есть количество форсунок соответствует количеству цилиндров.

Многоточечная система впрыска бывает:

— Одновременного типа, когда все форсунки открываются, и впрыск топлива осуществляется в течение одного полного оборота коленвала. Практически не встречается.

— Попарно-параллельного типа, когда топливовпрыск ведется через парные форсунки, цикл работы которых определяется одним вращением коленвала. Также используется редко, однако, может быть встречаться из-за поломки датчика при последовательном типе топливоподачи.

— С последовательным (фазированным) впрыском топлива, в которой за одно вращение коленвала происходит открытие каждой из форсунок для впрыска топлива. Наиболее распространенная и совершенная система топливовпрыска, которая позволяет подать рабочую смесь непосредственной в цилиндр, при этом длительность ее подачи и дозировка рассчитываются максимально точно. Стоит отметить, что рабочее давление системы может возрастать до 200 атм.

Однако есть и ряд своих недостатков, к которым можно отнести наличие множества дорогостоящих элементов, причем некоторые из них, абсолютно неремонтопригодны. Также, в инжекторах с системой последовательного топливовпрыска очень часто закоксовываются клапана впуска, из-за того, что они практически не омываются, следовательно, и не очищаются топливной смесью.

Виды систем впрыска бензиновых двигателей

Впрыск может быть:

• центральным (ДВС с карбюраторами, наддроссельный впрыск),
• распределённый или коллекторный (осуществляется отдельной форсункой в каждый цилиндр двигателя),
• непосредственный (осуществляется напрямую в камеры сгорания, отдельными форсунками), встречается в разных вариациях, характерен для современных автомобилей.

Варианты топливных систем бензиновых двигателей (R R. Bosch)

Решения с карбюраторами

Дольше всего человечество знакомо с подачей топлива посредством карбюратора. И не потому, что такие решения лучшие, а потому что они – первые. И множество лет – единственно доступные. Карбюратор был неотъемлемой частью топливной системы на около сотни лет. Нельзя сказать, что сейчас карбюраторы полностью исчезли из жизни, но на легковой и коммерческий транспорт карбюраторы ставить перестали. Их можно увидеть только на средствах механизации, которые применяются для садовых, строительных работ.
Автопром же перестал выпускать машины с карбюраторной системой еще в 90-е годы прошлого века.

Принцип их действия основан на принципе втягивания топлива в поток воздуха, проходящего через карбюратор. Всё это возможно за счет сужения воздушного канала и разрежения воздуха.

Объём воздуха, который проходит через сужение воздушного канала, пропорционален объёму топлива, поступающего через распылитель карбюратора. Благодаря этому несложно в автоматическом режиме поддерживать требуемое соотношение топлива к воздуху.

Как работает устройство?

1. Топливо из бака забирает насос (управляемый механически или электрически – в зависимости от модели).
2. ДВС запускается, и поток воздуха, проходящий через сужение воздушного канала карбюратора, создает разрежение.
3. В смесительную камеру карбюратора поступает топливо.
4. Жиклер (калиброванное отверстие) дозирует топливо.

С точки зрения работы всё достаточно просто. Так почему же карбюраторы уходят в историю?
Здесь достаточно много причин:

• Низкая экономичность, а соответственно, и низкий уровень топливной эффективности.
• Проблемы при переменных режимах работы, обусловленные низкими динамическими качествами.
• Прямая зависимость от положения двигателя.
• Выброс в окружающую среду большого количества вредных веществ (несоответствие нормативам эмиссии газообразных вредных выбросов в атмосферу).

Особенности системы впрыска

Основным преимуществом системы впрыска считают точную дозировку топлива, необходимую для оптимальной работы двигателя в определенный момент и под определенной нагрузкой. Этого позволила добиться только электронная система управления. Старые инжекторные системы имели механическое управление и подавали бензин по средним потребностям мотора. Современный инжектор способен точно вычислить сколько топлива необходимо и в какой момент его нужно подать. Синхронизация системы питания с зажиганием позволяет оперативно менять как угол опережения подачи искры, так и момент подачи бензина, поэтому теоретически, инжекторные системы должны быть эффективнее и экономичнее карбюраторных.

Диагностика инжекторных систем

Действительно, с применением электроники и распределенной системы впрыска моторы стали немного экономичнее, но против физики не попрешь, и без нужного количества бензина камера сгорания просто не выдаст ту энергию, которая необходима. С усложнением систем впрыска стали появляться новые проблемы, особенно на дешевых машинах, поскольку система впрыска очень требовательна к материалам топливной аппаратуры и особенно, к качеству топлива. Это вообще больной вопрос для всех инжекторов. Количество серы в отечественном бензине не укладывается ни в какие нормы, поэтому даже на недорогих системах впрыска очень часто требуется вмешательство механика.

Неисправности системы впрыска проявляются по-разному, но методы диагностики на современных СТО позволяют довольно точно определить нерабочий элемент. Чаще всего, это страдают от топлива насосы и форсунки. Определить неисправность просто, для этого даже не нужно ехать в сервис:

• тяжелый пуск;
• высокий расход;
• провалы в работе на средних оборотах и отсутствие холостых;
• сбои в переходных режимах.

Все это свидетельствует о недостаточном количестве бензина в камере сгорания. Насосы, как правило, не ремонтируют, по крайней мере, на официальных сервисах, а форсунки приходится мыть и прочищать.

Принцип действия системы непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:

• послойное ;
• стехиометрическое гомогенное ;
• гомогенное.

Многообразие в смесеобразовании определяет высокую эффективность использования топлива (экономия, качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов) на всех режимах работы двигателя.

Послойное смесеобразование используется при работе двигателя на малых и средних оборотах и нагрузках. Стехиометрическое (другое наименование – легковоспламеняемое) гомогенное (другое наименование – однородное) смесеобразование применяется при высоких оборотах двигателя и больших нагрузках. На бедной гомогенной смеси двигатель работает в промежуточных режимах.

При послойном смесеобразовании дроссельная заслонка почти полностью открыта, впускные заслонки закрыты. Воздух поступает в камеры сгорания с большой скоростью, с образованием воздушного вихря. Впрыск топлива производится в зону свечи зажигания в конце такта сжатия. За непродолжительное время до воспламенения в районе свечи зажигания образуется топливно-воздушная смесь с коэффициентом избытка воздуха от 1,5 до 3. При воспламенении смеси вокруг нее остается достаточно много чистого воздуха, выступающего в роли теплоизолятора.

Рабочий процесс поддерживается движением воздуха в цилиндрах. В зависимости от нагрузочного и скоростного режимов регулируется интенсивность движения воздуха, при этом, обеспечивается создание гомогенной или послойной смеси.

Гомогенное стехиометрическое смесеобразование происходит при открытых впускных заслонках, дроссельная заслонка при этом открывается в соответствии с положением педали газа. Впрыск топлива производится на такте впуска, что способствует образованию однородной смеси. Коэффициент избытка воздуха составляет 1. Смесь воспламеняется и эффективно сгорает во всем объеме камеры сгорания.

Бедная гомогенная смесь образуется при максимально открытой дроссельной заслонке и закрытыми впускными заслонками. При этом создается интенсивное движение воздуха в цилиндрах. Впрыск топлива производится на такте впуска. Коэффициент избытка воздуха поддерживается системой управления двигателем на уровне 1,5. При необходимости в состав смеси добавляются отработавшие газы из выпускной системы, содержание которых может доходить до 25%.

Промывка инжекторной системы

Есть несколько способов очистки инжекторной системы. Если двигатель находится еще не в критическом состоянии, тогда может помочь промывка при помощи топливных присадок. Они растворяют отложения в насосе, топливопроводе, а главное, в форсунках, и в некоторой степени чистят систему от грязи и шлаков. не всегда это удается и не всегда это безопасно для двигателя, поэтому наиболее эффективным способом прочистки форсунок считают ультразвуковые ванны. Это не механический способ очистки и процесс проходит довольно эффективно.

Инжекторная система подачи топлива продолжает совершенствоваться, полностью вытесняя карбюраторы. Системы вполне работоспособны, только для того, чтобы избежать лишних проблем с очисткой и регулировками, стоит следить за качеством топлива ровно настолько, насколько это позволяют наши нефтеперерабатывающие комбинаты. Чистого всем бензина, и удачи в дороге!

Обратная связь с датчиками

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

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

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

На разных режимах обратная связь работает так:

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

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

Система датчиков инжекторных двигателей

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

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

Исполнительные механизмы инжекторных систем

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

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

Работа двигателя с инжекторной системой впрыска

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

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

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

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

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

Форсунка двигателя внутреннего сгорания: виды форсунок и принцип работы

Форсунка или инжектор – важный механизм топливной системы, предназначенный для своевременной и дозированной подачи и впрыска топливной смеси в камеру сгорания ДВС. Топливными форсунками оснащаются современные инжекторные системы в большинстве дизельных и бензиновых двигателей.

Фото: clauretano (flickr.com/photos/clauretano/)

Виды форсунок

По методу впрыска современные топливные форсунки делятся на три вида – электромагнитные, электрогидравлические и пьезоэлектрические.

Электромагнитные форсунки

Такой вид форсунок зачастую устанавливают в бензиновые двигатели. Подобные форсунки имеют простое и понятное устройство, состоящее, собственного говоря, из клапана электромагнитного типа, распылительной иглы и сопла.

Принцип работы электромагнитных форсунок также довольно прост. Подача напряжения на обмотку возбуждения клапана происходит строго в установленное время, в соответствии с заложенной программой.

Напряжение создает определенное магнитное поле, которое затягивает грузик с иглой из клапана, тем самым высвобождая сопло. Результатом всех действий является впрыск нужного количества топлива. По мере снижения напряжения, игла принимает исходное положение.

Электрогидравлические форсунки

Следующий вид форсунок применяется в дизелях, а также в двигателях с топливной системой Common Rail. Электрогидравлические форсунки в отличие от предыдущего вида имеют более сложное устройство, основными элементами которого являются дроссели (впускной и сливной), электромагнитный клапан и камера управления.

В основе работы такого типа форсунок лежит использование высокого давления топливной смеси как в момент впрыска, так и при его остановке. На начальном этапе электромагнитный клапан закрыт, а игла форсунки максимально прижата к своему седлу в камере управления. Прижимной силой является сила давления топлива, которая направлена на поршень, расположенный в камере управления.

Одновременно с этим с другой стороны топливо давит и на иглу, но поскольку площадь поршня заметно больше, чем площадь иглы, то в виду этой разницы сила давления на поршень больше, чем сила давления на иглу, которая плотно прижимается к седлу, перекрывая доступ топливу. В это время подача топлива не осуществляется.

Полученный сигнал от блока управления запускает клапан с одновременным открытием сливного дросселя. Происходит вытекание топлива из камеры управления в сливную магистраль. Дроссель впуска в это время препятствует тому, чтобы давление в камере сгорания и во впускной магистрали быстро выровнялось.

При этом, по мере снижения давления на поршень ослабевает его прижимное усилие, а поскольку давление на иглу не изменяется, то она поднимается, и в этот момент происходит впрыск топлива.

Пьезоэлектрические форсунки

Последний вид форсунок принято считать наиболее совершенным и перспективным среди всех описанных видов. Пьезофорсунки используются на дизельных ДВС с системой подачи топлива Common Rail. Конструктивно такие форсунки состоят из пьезоэлемента, толкателя, переключающего клапана, а также иглы.

Пьезофорсунки работают по принципу гидравлического механизма. Изначально игла размещается в седле при воздействии на нее высокого давления ТС. При поступлении электрического сигнала на пьезоэлемент, происходит его изменение в размере (его длина увеличивается), за счет чего пьезоэлемент буквально толкает поршень толкателя, который в свою очередь давит на поршень переключающего клапана.

Это приводит к открытию переключающего клапана, через него топливо устремляется в сливную магистраль, давление в верхней части иглы снижается и за счет не изменившегося давления снизу, игла поднимается. При подъеме иглы происходит впрыск топлива.

Основным преимуществом такого вида форсунок является их скорость срабатывания (до 4 раз быстрее, чем в клапанной системе), что позволяет обеспечить многократный впрыск за один рабочий цикл двигателя. При этом объем подаваемого топлива зависит от двух параметров – от продолжительности воздействия на пьезоэлемент, и от давления топлива в рампе.

Преимущества и недостатки форсунок

И в завершении хотелось бы сказать несколько слов о том, какие же преимущества и недостатки имеются у топливных форсунок, если сравнивать их с карбюраторами.

Преимущества топливных форсунок:

• Экономия при расходе топлива благодаря точной системе дозирования;
• Минимальный уровень токсичности двигателей, оснащенных топливными форсунками;
• Возможность увеличения мощности силового механизма до 10%;
• Простота и легкость при запуске в любую погоду;
• Возможность улучшения динамических показателей любого автомобиля;
• Отсутствие необходимости в частой замене и чистке

Недостатки форсунок:

• Возможные сбои в работе или серьезные поломки в результате использования топлива низкого качества, которое губительно сказывается на чувствительном механизме форсунок.
• Высокая стоимость ремонта и замены форсунки в целом и отдельных ее элементов.

Схемы подготовлены по материалам Volkswagenag.com

Принцип работы инжектора. Механический инжектор принцип работы

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

            7

Система питания инжекторного двигателя Так в наше время в автомобилях получила распространение модель инжекторных (впрысковых) двигателей, поэтому нам также необходимо рассмотреть систему питания инжекторного двигателя. Отличительной особенностью инжекторных двигателей стало отсутствие карбюратора, который заменен новыми, современными элементами системы питания двигателя. Преимущество ее еще в том, что водитель, надавливая педаль газа, регулирует только поток воздуха, поступающий в цилиндры, а состав и качество образующейся рабочей смеси контролирует встроенный в систему бортовой компьютер. Сам принцип работы бортового компьютера системы питания инжекторного двигателя представлен ниже. Здесь изменен сам процесс получения топливно-воздушной смеси. Так, топливный насос вместо механического – стал электрическим и размещен непосредственно в топливном баке автомобиля. Кроме того, он подает топливо в систему сразу под высоким давлением. Топливо поступает в топливную рампу, в которой расположены форсунки. Через них бензин впрыскивается непосредственно в определенный цилиндр в заданное время, где смешивается уже с воздухом. Какое количество топлива нужно подать в конкретный цилиндр и в нужное время — определяет этот самый бортовой компьютер. На это влияет объем поступившего воздуха, температура его и двигателя, скорость вращения коленвала и т.д. Считывая все эти показатели, программа в компьютере вычисляет интервал времени, при котором срабатывает клапан на каждой форсунке, открывающий доступ бензина под давлением в цилиндры двигателя. Так осуществляется автоматически контроль подачи топлива в системе питания инжекторного двигателя. Если ДВС получил название «сердца» автомобиля, то здесь мы столкнулись с его «мозгом». Плюсы подобных систем очевидны: экономия расхода, снижение токсичности, увеличение срока эксплуатации двигателя и более рациональное его использование в процессе работы. Но есть и минус – это усложнение конструкции самой системы питания инжекторного двигателя за счет увеличения электронных устройств, которые бывают очень «капризны» при перепадах температур, увеличенной влажности и значительных колебаниях при длительной езде по неровной местности (бездорожью). Однако конструкторы и здесь нашли способы минимизировать риск возникновения неисправностей в таких ситуациях. Устройство системы питания инжекторного двигателя представлено ниже. Здесь видны синие стрелки, показывающие направление вывода отработавших газов. Таким образом, от устройства системы питания инжекторного двигателя мы дошли до системы выпуска отработавших газов. Что она из себя представляет? Возвращаемся опять к цилиндру двигателя. После совершения рабочего хода поршня наступает такт выпуска при движении поршня от НМТ к ВМТ. При этом открывается выпускной клапан, и газы выводятся из цилиндра. Весь этот процесс сопровождается громким шумом, а сами газы — высокой скоростью вывода, температурой и токсичностью. Для комплексного решения всех этих проблем в автомобиле и предусмотрена система выпуска отработавших газов. Газы из цилиндра через выпускной коллектор попадают в нейтрализатор, выполняющий роль фильтра, а затем в глушитель. В глушителе имеется несколько последовательно соединенных камер с отверстиями. Вся конструкция эта выглядит как змеевик. Поток газов, проходя через камеры, постоянно меняя направление, глушится, то есть уменьшается шум и их температура. После чего через выхлопную трубу автомобиля они выводятся в атмосферу. В качестве завершения знакомства с системой питания инжекторного двигателя и выпуска отработавших газов стоит упомянуть о таком нюансе. Мы выяснили, что при отсутствии подачи воздуха или топлива двигатель автомобиля не заведется или заглохнет при прерывании подачи одного из компонентов. Но, если перекрыть выпуск отработавших газов – результат будет тот же. Двигатель заглохнет, так как не будет создаваться разряжение воздуха в цилиндре. А значит ни новый поток воздуха, ни топливо поступать в него не будут. Это нашло свое применение в промышленных силовых установках на производстве, когда требуется аварийно остановить работу ДВС. Перекрытие выхлопной трубы надежно это гарантирует. Федерального государственного бюджетного образовательногоОктановым числомТопливный бакВоздушный фильтрРабота системы питания двигателяРабочие режимы системы питания двигателяПоделитесь с Вашими друзьями:

            7

Непосредственный впрыск

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

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

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

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

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

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

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

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

Выбор оптимальной системы подачи топлива

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

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

Система впрыска топлива езда на обедненной смеси

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

Это весьма эффективный подход, позволяющий значительно экономить горючее

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

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

Однородное смесеобразование и 2-стадийный режим

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

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

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

Устройство карбюратора

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

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

Особенности топливного оборудования

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

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

Схема работы инжектора

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

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

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

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

Принцип работы инжекторного двигателя автомобиля, сравнение с карбюраторным

Принцип работы инжекторного двигателя автомобиля, сравнение с карбюраторным

У этого поста — 1 комментарий.

Содержание статьи:

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

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

Инжекторный двигатель – принципы работы.

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

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

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

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

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

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

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

4. Автомобиль с легкостью заводится при любых погодных условиях.

Другие похожие статьи:

Принцип работы и схема топливной форсунки

Электронная система впрыска топлива — это серия топливных систем, в которых используются электромеханические детали для подачи топлива из бака в цилиндр с идеальным соотношением.

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

Определение и функция топливной форсунки

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

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

Когда на форсунку подается питание, форсунка открывается, так что топливо под высоким давлением внутри форсунки может распыляться в форме распыления.

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

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

Более подробно о системе впрыска топлива в бензиновых двигателях

Принцип работы инжектора

img от enginebasics.com

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

Форсунка состоит из трех основных компонентов;

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

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

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

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

Это вызывает разбрызгивание топлива.

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

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

Тип топливной форсунки

Широко применяются три типа форсунок;

1. Форсунка пружинного типа

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

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

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

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

Итак, как контролировать тайминг и продолжительность форсунки?

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

Этот тип широко применяется в обычных дизельных двигателях

2. Электромагнитный инжектор

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

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

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

3. Форсунка Pizeo

Топливная форсунка Pizeo — это форсунка, в которой используется материал кусочков пизео.Ломтик пизео — это материал, который может изменять свой объем под напряжением.

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

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

Электронный впрыск топлива: определение, типы, принцип и компоненты

Что такое электронный впрыск топлива?

Электронный впрыск топлива — это система распыления топлива, которая работает с электронным управлением, так что смесь воздуха и топлива всегда соответствует потребностям топливного двигателя.

Таким образом, сгорание камеры будет происходить правильно для получения оптимальной мощности двигателя и экологически чистых выхлопных газов. Способ заправки ЭБУ (электронного блока управления) на форсунку основан на сигналах от датчиков, например:

• датчик оборотов двигателя
• датчик температуры воды
• датчик расхода воздуха
• Коллектор абсолютного давления
• Датчик положения дроссельной заслонки и др.

Принцип работы электронного впрыска топлива

Электронная система впрыска топлива разделена на датчики и исполнительные механизмы.Датчики действуют как источники информации об условиях, связанных с определением количества бензина, которое необходимо впрыснуть. Предоставление этой информации может быть либо аналитическими, либо цифровыми сигналами. Примерами датчиков, которые отправляют данные в аналоговой форме, являются датчики массового расхода воздуха и датчики положения дроссельной заслонки (TPS).

Система EFI

В то время как привод — это компонент, работа которого регулируется ЭБУ аналоговым или цифровым способом, аналоговые команды подаются на электрический бензонасос и контрольные лампы двигателя.Напротив, команды цифрового сигнала подаются на форсунку, катушку зажигания, сапунные клапаны топливного бака, регулятор холостого хода и нагреватели лямбда-зонда.

Электронный впрыск топлива VS Карбюратор

Ниже приводится разница между EFI и карбюраторной системой при низкой температуре двигателя автомобиля и ускорении.

Карбюраторная система

В карбюраторной системе подача бензина при холодном двигателе автомобиля будет регулироваться за счет минимизации забора воздуха.

Карбюраторная система

Таким образом, топливо будет богаче, и все это происходит за счет дроссельной цепи, которая работает автоматически или механически. Кроме того, подача топлива регулируется значением уровня вакуума в двигателе — чем больше значение вакуума, тем больше топлива необходимо обеспечить.

Карбюраторная система при разгоне

Цепь ускорения обеспечивает подачу газа в карбюраторную систему во время разгона.Цепь ускорения осуществляется рычагом, соединенным с рычагом наклона.

Между тем, рычаг наклона приводится в действие за счет ускорения дроссельной заслонки, и затем бензин выходит через струю насоса в сторону вентиляционного отверстия.

Система EFI

В системе EFI подача топлива при холодном двигателе будет определяться ЭБУ (электронным блоком управления) на основе рабочих температурных условий двигателя и значения давления воздуха во впускном коллекторе.

Система EFI при разгоне двигателя

Подача топлива во время разгона двигателя регулируется ЭБУ на основе информации о количестве воздуха, проходящего через впускной коллектор, измеренном расходомером воздуха.Исходя из этих данных, ЭБУ даст команду инжектору добавить бензин для впрыска.

Типы и компоненты электронной системы впрыска топлива Система

EFI делится на два типа, а именно тип D и L.

EFI Тип D

В EFI типа D измерение воздуха, поступающего во впускной коллектор, осуществляется датчиком вакуума.

EFI тип D

Значение давления во впускном коллекторе используется в качестве информации для ЭБУ.Кроме того, он используется в качестве детерминанта количества впрыскиваемого бензина.

EFI Тип L

В EFI типа L количество воздуха, поступающего во впускной коллектор, измеряется с помощью расходомера. Он используется в качестве информации для ЭБУ для определения количества впрыскиваемого бензина.

EFI тип L

Компоненты EFI

Ниже представлены компоненты электрического впрыска топлива и их функции.

1. Топливный насос: всасывать топливо из бака и прижимать его к напорной линии, чтобы быть готовым к впрыску
2. ЭБУ: Обработка данных, полученных от датчиков, и передача команд компонентам на работу.
3. Датчик скорости: определяет скорость автомобиля
4. Разъем канала передачи данных: диагностика работы системы
5. Переменный резистор: регулирует уровень топливно-воздушной смеси
6. Датчик дроссельной заслонки: определяет размер отверстия газового клапана
7. Датчик давления: определяет / измеряет давление во впускном коллекторе
8. Регулировка холостого хода: регулировка холостого хода двигателя
9. Форсунка: получает команду на впрыск определенного количества топлива
10. Датчик угла кулачка: Зная размер угла кулачка
11. Датчик угла поворота коленчатого вала: обнаруживает высокие или низкие обороты двигателя
12. Датчик детонации: обнаруживает детонацию в двигателе.
13. Датчик температуры: Контроль высокой и низкой температуры воды

Топливный насос

Топливные насосы, обычно используемые в двигателях с системами EFI, представляют собой электрические газовые насосы, которые всасывают топливо из бака и вдавливают его в топливную систему.

Обычно используются насосы «в баке» и «в линию». Тип в баке означает, что топливный насос находится в баке, погруженном в бензин. В то время как тип inline означает, что топливный насос находится вне топливного бака.

В серии за работой бензонасоса следит ЭБУ. Если транзистор в ЭБУ выключен, электрический ток не течет в массу. Таким образом, реле помпы выключено. В результате электрический ток аккумулятора не поступает на насос, и насос не может работать.

Электронный блок управления

Электронный блок управления — это компонент топливной системы, который получает электрические сигналы от датчиков. Кроме того, датчик преобразуется в командную строку для исполнительного механизма.

Электронный блок управления

ЭБУ получает питание от аккумуляторной батареи и передается на датчик и исполнительный механизм. Значение напряжения регулируется в соответствии с мощностью датчика или исполнительного механизма.

Описание частей блока управления двигателем и их функций

• Микропроцессор: Установите порядок и принимайте решения о данных, которые были обработаны, на основе информации из хранилища данных в системной памяти.
• Память: хранить входные данные, готовые для передачи в микропроцессор
• Вход: предоставляет информацию в виде электрического сигнала в память для обработки микропроцессором.
• Сбор данных: данные, обработанные микропроцессором, выделяются и затем передаются на выход
• Выход: электрический сигнал, генерируемый сбором данных, передаваемый на исполнительные механизмы

Разъем канала передачи данных

Data Link Connector — это набор кодов для облегчения обнаружения работы от датчиков или исполнительных механизмов.DLC применяется ко всем автомобилям с системами EFI в качестве соединителя для диагностики работающей системы с помощью специального программного обеспечения. Обнаружить это вручную можно с помощью кодов перемычек с другими кодами в справочнике каждого транспортного средства или марки автомобиля.

Переменный резистор

Переменный резистор предназначен для регулирования топливной смеси на холостом ходу. Регулировка направлена ​​на получение правильного значения co, поэтому не регулируйте переменный резистор без использования тестера CO.

Регулировка

Если топливная смесь слишком большая, замените переменный резистор, повернув регулировочный винт с SST по часовой стрелке.Между тем, если регулировочный болт повернуть против часовой стрелки, это означает, что топливо слишком бедное.

Датчик дроссельной заслонки

Датчик дроссельной заслонки определяет степень открытия газового клапана. Движение газового клапана будет перемещать ползунок или фрикционный рычаг, что влияет на величину сопротивления. На основе этой информации блок управления двигателем определяет количество впрыскиваемого бензина.

Датчик дроссельной заслонки установлен на корпусе дроссельной заслонки, который определяет угол открытия дроссельной заслонки.Когда дроссельная заслонка полностью закрыта, ЭБУ через клемму VTH / VTA обеспечивает напряжение 0,3 + — 0,8 Вольт.

Между тем, если дроссельная заслонка открыта, напряжение ЭБУ на VTH / VTA будет увеличиваться в соответствии с углом открытия дроссельной заслонки. Значение напряжения становится от 3,2 до 4,9 вольт, когда дроссельная заслонка открыта. ЭБУ учитывает условия движения на основе входного сигнала и использует его для определения правильного соотношения воздух-топливо, прироста мощности и управления отсечкой подачи топлива.

Датчик давления

Датчик давления прикреплен к впускной камере для определения давления воздуха во впускном коллекторе. Значение давления на впуске будет передано в ЭБУ как аналоговый вход.

датчик давления

Датчик холостого хода

Регулятор холостого хода расположен в нижней части дроссельной камеры и регулирует подачу воздуха на холостом ходу.ЭБУ управляет клапаном ISC только для увеличения холостого хода и обеспечения обратной связи для достижения цели вращения на холостом ходу.

Инжектор

Форсунка является частью топливной системы, поэтому становится возможным процесс однородного смешивания воздуха и топлива. Форсунки имеют поршни, которые могут открывать или закрывать топливопроводы.

Форсунка EFI

В соответствии с инструкциями блока управления двигателем, соленоид управляет работой плунжера.Если продлить время удержания плунжера, выйдет больше топлива, и наоборот. Настройки избыточной топливной смеси, обедненной смеси и времени впрыска зависят от сигнала, отправляемого двигателем ECU.

Датчик угла поворота кулачка

Датчик угла поворота кулачка установлен на верхней стороне головки блока цилиндров и обнаруживает любое изменение угла поворота кулачка. Датчик заметит изменения угла распредвала, связанного с впускным клапаном. Кроме того, ЭБУ учитывает сигнал начала или прекращения впрыска топлива.

Датчик угла поворота коленчатого вала

Датчик угла поворота коленчатого вала определяет частоту вращения двигателя и положение поршня в каждом цилиндре.

Датчик температуры

Датчик температуры воды определяет состояние нагрева охлаждающей воды и устанавливается в блоке двигателя или в нижней части корпуса термостата. Датчик будет работать по значению сопротивления. Чем выше температура охлаждающей воды, тем меньше сопротивление, и наоборот.

Датчик охлаждающей воды связан с двигателем ECU, который подает на датчик напряжение источника питания 5 В через резистор от клеммы THA / THW.

Когда значение сопротивления изменяется в соответствии с изменениями температуры охлаждающей воды, потенциал на клемме THA / THW также изменится. Следуя этим сигналам, ЭБУ регулирует объем впрыска топлива для поддержания производительности двигателя во время работы.

Датчик детонации

Датчик детонации обнаруживает признаки детонации в двигателе, потому что, если это происходит в камере сгорания, ЭБУ устанавливает зажигание в более прямом или обратном направлении, чтобы исключить детонацию.

Классификация электронного впрыска топлива

Согласно области распыления топлива

В зависимости от места распыления бензина система EFI делится на прямой и непрямой впрыск.
Прямой впрыск: Форсунка впрыскивает бензин прямо в камеру сгорания.

Напротив, непрямой впрыск: топливо впрыскивается не в камеру сгорания, а через впускной коллектор.

В соответствии с ритмом распыления топлива

Одновременный ритм распыления означает, что бензин непрерывно впрыскивается в камеру обжига.Другими словами, распыление топлива не учитывает условия работы двигателя. Он распыляется одновременно на все цилиндры за один оборот коленчатого вала (360 градусов).

В ритме распыления групповой модели бензин впрыскивается в камеру сгорания непрерывно вслед за группой цилиндров.
Распылитель топлива учитывает состояние рабочих ступеней двигателя. Он распыляет одновременно на все цилиндры каждые 720 градусов или два полных оборота коленчатого вала.

В последовательном ритме распыления бензин непрерывно впрыскивается в камеру сгорания в соответствии с FO (порядок зажигания). Распылитель топлива учитывает условия работы двигателя и одновременно на всех цилиндрах каждые два оборота коленчатого вала (720 градусов).

По данным службы распыления топлива

Существует две модели впрыска топлива во впускной коллектор, а именно одноточечный впрыск и многоточечный впрыск.

Одноточечный впрыск (SPI)

В этой модели распыление топлива будет производиться форсункой во впускном коллекторе перед дроссельной заслонкой.Впрыскиваемое топливо будет всасываться в соответствии с работой каждого цилиндра двигателя. Одна форсунка обслуживает все цилиндры, и это почти то же самое, что и обычная топливная система.

Одноточечный инжектор

Смесь топлива и воздуха во впускном коллекторе будет ждать открытия впускного клапана. В результате он вызывает отложение вдоль впускного коллектора и становится недостатком для системы одноточечного впрыска.

Модель многоточечного впрыска (MPI)

Точка разбрызгивания топлива находится на каждом входе в цилиндр. Таким образом, эффективность забора топлива на цилиндр выше.

Многоточечный впрыск

Исходя из конструкции системы управления, система EFI делится на:

• механический впрыск
• Электронный механический впрыск
• электронный впрыск
• Система управления двигателем.

Механический впрыск

В этой системе впрыск топлива происходит механически, когда движение дроссельной заслонки регулирует количество воздуха, необходимого двигателю, и перемещает рычаг. Затем рычаг толкает рычаг указателя уровня топлива, чтобы определить количество впрыскиваемого топлива.

Электронный механический впрыск

Электронная механическая система впрыска топлива имеет электронную систему регулирования, называемую электронным блоком управления. Система управления ограничена только на время впрыска.Одновременно количество топлива, которое необходимо впрыснуть, будет определять рычаг управления подачей топлива (блок управления смесью).

Электронный впрыск

EFI обеспечивает потребности в топливе, когда количество и время подачи регулируются электронно двигателем ECU. Двигатель ECU будет обрабатывать данные, полученные от датчиков, и будет рассматриваться для определения времени и количества топлива, которое необходимо впрыснуть.

Система управления двигателем

Система управления двигателем — это электронная система впрыска топлива, в которой система зажигания регулируется в 1 блоке с ЭБУ двигателя.Другими словами, система зажигания неотделима от двигателя ECU.

Поиск и устранение неисправностей электронного впрыска топлива

Двигатель автомобиля не заводится

Проверить компоненты:

1. Иммобилайзер
2. Датчик положения коленчатого вала
3. Количество топлива и состояние топливного фильтра
4. Топливный насос и соединение
5. Утечка или состояние системы впуска и вакуума
6. коллектор датчика абсолютного давления
7. Форсунки
8. датчик положения распредвала
Разъем
9. , кабель и реле ECM
10. ЕСМ
11. Подключение электричества к двигателю / аккумуляторной батарее
12. Система зажигания
13. Регулятор давления и топлива
14. Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя

Двигатель автомобиля запускается с трудом

Проверить компоненты:

1. 1. Количество топлива и состояние бензинового фильтра
   2. Регулятор давления и топлива
   3. Утечка состояния системы впуска-вакуумирования
   4. Подключение электродвигателя / аккумулятора
   5. Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя
   6. Датчик положения дроссельной заслонки
   7. Форсунки
   8. Датчик положения распределительного вала
   9. Система зажигания
   10. Датчик положения коленчатого вала
   11. разъемы, кабели и реле ECM
   12. ЕСМ

Как работают системы впрыска топлива

Алгоритмы, управляющие двигателем, довольно сложны.Программное обеспечение должно позволять автомобилю соответствовать требованиям по выбросам на 100 000 миль, соответствовать требованиям EPA по экономии топлива и защищать двигатели от неправильного использования. И есть еще десятки других требований.

Блок управления двигателем использует формулу и большое количество справочных таблиц для определения ширины импульса для заданных условий эксплуатации. Уравнение будет представлять собой серию множества множителей, умноженных друг на друга. Многие из этих факторов будут взяты из справочных таблиц. Мы рассмотрим упрощенный расчет ширины импульса топливной форсунки .В этом примере в нашем уравнении будет только три фактора, тогда как в реальной системе управления их может быть сто или больше.

Ширина импульса = (основная ширина импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B)

Для вычисления ширины импульса ЭБУ сначала ищет базовую ширину импульса в справочной таблице. Базовая ширина импульса является функцией частоты вращения двигателя (об / мин) и нагрузки (которая может быть рассчитана по абсолютному давлению в коллекторе). Допустим, частота вращения двигателя составляет 2000 об / мин, а нагрузка — 4.Мы находим число на пересечении 2000 и 4, что составляет 8 миллисекунд.

об / мин	Нагрузка
	1	2	3	4	1 0001		1 1 2 1	2	3	4	5
2,000	2	4	6	8	10
3,000	3	6	9	12	15
4,000	4	8	12	16	20

В следующих примерах A и B — это параметры, поступающие от датчиков.Допустим, A — температура охлаждающей жидкости, а B — уровень кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода равен 3, справочные таблицы говорят нам, что коэффициент A = 0,8 и коэффициент B = 1,0.

A	Фактор A		B	Фактор B
0	1,2		0	1.0
25	1,1		1	1,0
50	1,0		2	1,0
75	0,9		3	1,0
100	0,8		4	0.75

Итак, поскольку мы знаем, что ширина основного импульса является функцией нагрузки и числа оборотов в минуту, и что ширина импульса = (ширина основного импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B) , общая ширина импульса в нашем примере равна:

8 x 0,8 x 1,0 = 6,4 миллисекунды

Из этого примера вы можете увидеть, как система управления выполняет настройки. Если параметр B представляет собой уровень кислорода в выхлопе, справочная таблица для B — это точка, в которой (по мнению разработчиков двигателей) слишком много кислорода в выхлопе; и, соответственно, ЭБУ сокращает расход топлива.

Реальные системы управления могут иметь более 100 параметров, каждый со своей таблицей поиска. Некоторые параметры даже меняются со временем, чтобы компенсировать изменения в характеристиках компонентов двигателя, таких как каталитический нейтрализатор. И в зависимости от оборотов двигателя ЭБУ может выполнять эти вычисления более ста раз в секунду.

Чипы производительности
Это подводит нас к обсуждению чипов производительности. Теперь, когда мы немного понимаем, как работают алгоритмы управления в ЭБУ, мы можем понять, что делают производители микросхем производительности, чтобы получить больше мощности от двигателя.

Чипы Performance производятся компаниями вторичного рынка и используются для увеличения мощности двигателя. В ЭБУ есть микросхема, которая содержит все таблицы поиска; чип производительности заменяет этот чип. Таблицы в микросхеме производительности будут содержать значения, которые приводят к увеличению расхода топлива в определенных условиях движения. Например, они могут подавать больше топлива при полностью открытой дроссельной заслонке на каждой скорости двигателя. Они также могут изменить время зажигания (для этого тоже есть справочные таблицы). Поскольку производители чипов производительности не так озабочены такими проблемами, как надежность, пробег и контроль выбросов, как производители автомобилей, они используют более агрессивные настройки в топливных картах своих чипов производительности.

Для получения дополнительной информации о системах впрыска топлива и других автомобильных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.

Система впрыска топлива: определение, функции, виды, работа

Вы знаете, как топливо поступает в камеру сгорания в автомобильных двигателях? Уверен, вы думаете не о карбюраторе, а о топливной форсунке . Сейчас они больше всего ушли в прошлое, особенно для двигателей внутреннего сгорания. Используемый эффективный процесс известен как система впрыска топлива .

Впрыск топлива — это введение топлива в двигатели внутреннего сгорания, в основном автомобильные, с помощью инжектора. Этот процесс был введен в соответствие с законами о выбросах и топливной эффективности. За год производители автомобилей увидели большие преимущества топливных форсунок, и именно здесь начинается падение карбюраторов.

С 1980 года впрыск топлива стал альтернативой карбюраторам на бензиновых двигателях. Ну, разница между впрыском топлива и карбюрацией заключается в том, что впрыск топлива распыляет топливо через небольшое сопло под высоким давлением.В то время как карбюраторы полагаются на всасывание топлива в воздушный поток через трубку Вентури.

Исследования показали, что все дизельные двигатели конструктивно используют впрыск топлива. В газовых двигателях можно использовать непосредственный впрыск бензина, при котором топливо подается непосредственно в камеру внутреннего сгорания. Также можно использовать непрямой впрыск, когда топливо смешивается с воздухом перед тактом впуска.

Сегодня мы подробно рассмотрим определение, функции, детали, типы, принцип работы, проблемы, а также преимущества и недостатки системы топливных форсунок в автомобильных двигателях.

Прочтите: все, что вам нужно знать об автомобильном поршне

Что такое топливная форсунка?

Топливные форсунки представляют собой небольшие форсунки с электронным управлением для распыления топлива под высоким давлением в камеру сгорания двигателя. Он содержит клапаны, которые могут открываться и закрываться много раз в секунду.

До появления топливных форсунок карбюратор широко использовался в двигателях, и до настоящего времени этот двигатель все еще существует.Фактически, во многих других машинах, таких как газонокосилки и бензопилы, по-прежнему используются карбюраторы. Но поскольку компонент усложнился, пытаясь контролировать все требования к автомобилю, была выпущена лучшая альтернатива.

Карбюраторы, где сначала была заменена система впрыска топлива в корпус дроссельной заслонки. Эта система также известна как одноточечная или центральная система впрыска топлива. Это электрически управляемые топливные форсунки в корпусе дроссельной заслонки.

Это была почти лучшая альтернатива, которая позволяла производителям автомобилей не вносить радикальных изменений в конструкцию двигателей.

Постепенно, по мере разработки новых двигателей, многоточечный впрыск топлива заменил впрыск топлива в корпусе дроссельной заслонки. Этот многоточечный впрыск топлива также известен как портовый, многоточечный или последовательный впрыск топлива.

Система содержит топливные форсунки для каждого цилиндра, которые распыляются прямо на впускной клапан. Он обеспечивает более точный учет топлива и более быструю реакцию.

Функции топливной форсунки

Ниже приведены функции топливных форсунок в двигателе внутреннего сгорания:

• Основное назначение системы впрыска топлива в дизельных двигателях состоит в том, что на их конструкцию сильно влияет компонент,
• Топливная форсунка помогает подавать топливо в цилиндры.
• Улучшает характеристики двигателя по характеристикам, выбросам и шуму.
• Топливо подается под очень высоким давлением впрыска.
• Его материалы спроектированы так, чтобы выдерживать более высокие нагрузки, что обеспечивает долговечность, соответствующую работе двигателя.
• Еще одно предназначение системы впрыска — своевременный впрыск топлива. То есть регулируется момент впрыска.
• Необходимо подать правильное количество топлива, чтобы обеспечить требуемую мощность двигателя.Вот почему контролируется дозирование впрыска.
Инжектор
• изготовлен с большей точностью и допуском, чтобы обеспечить его эффективность работы. Это также предотвращает утечку.
• Топливная форсунка распыляет топливо на очень мелкие частицы топлива, обеспечивая испарение каждой маленькой капельки топлива и ее сгорание.
• Кислорода достаточно для смешивания с распыляемым топливом и обеспечения полного сгорания.

Чтение: Общие сведения о системе смазки двигателя

Основные части системы впрыска топлива

Ниже приведены основные функциональные части, которые обеспечивают работу системы впрыска топлива в автомобильных двигателях, и названия компонентов топливной форсунки:

Основные части системы впрыска топлива разделены на две части: стороны низкого и высокого давления, части низкого давления — это топливный бак, топливный фильтр и топливный насос.При этом к стороне высокого давления относятся насос высокого давления, топливная форсунка, гидроаккумулятор, форсунка топливной форсунки. Форсунка имеет различную конструкцию срабатывания для различных типов систем впрыска топлива.

Поскольку топливо необходимо перекачивать из топливного бака в систему форсунок, роль играет топливная система низкого давления. При этом от топливной форсунки до камеры сгорания идет система высокого давления. Ниже представлена ​​роль следующих частей, указанных выше:

• Топливный бак — деталь, в которой хранится топливо.
• Топливный насос — перекачивает топливо из топливного бака в систему впрыска топлива.
• ТНВД — эта деталь является измерителем давления топлива для впрыска.
• Губернатор — подача топлива в соответствии с нагрузкой.
• Топливная форсунка — подает топливо от ТНВД в цилиндры.
• Топливный фильтр — для фильтрации грязи, каналов и абразивных частиц, блокирующих систему впрыска.

На рисунке ниже показаны основные части топливной форсунки:

Система впрыска топлива работает полностью точно, чтобы обеспечить правильное количество топлива для любых рабочих условий. Блок управления двигателем (ЭБУ) используется для контроля большинства входных датчиков. Ниже приведены несколько деталей, в которых датчик используется для точной работы:

• Датчик кислорода — обратите внимание на количество кислорода в выхлопных газах, которое позволяет ЭБУ определять, является ли топливная смесь богатой или бедной.Соответственно, выполняется регулировка.
• Датчик положения дроссельной заслонки — этот датчик контролирует положение дроссельной заслонки, чтобы узнать, сколько воздуха попадает в двигатель. ЭБУ быстро реагирует на изменения, увеличивая или уменьшая расход топлива по мере необходимости.
• Датчик массового расхода воздуха — сообщить блоку управления двигателем количество топлива, поступающего в двигатель.
• Датчик температуры охлаждающей жидкости — ЭБУ определяет, когда двигатель достигает надлежащей рабочей температуры.
• Датчик абсолютного давления в коллекторе — определение давления воздуха во впускном коллекторе.
• Датчик частоты вращения двигателя — контролирует частоту вращения двигателя, поэтому используется для расчета ширины импульса.
• Датчик напряжения — определяет напряжение системы в автомобиле, чтобы узнать, когда ЭБУ поднимает обороты холостого хода. это может быть, когда напряжение падает, что указывает на высокую электрическую нагрузку.

Читайте: Обычные и нетрадиционные типы автомобильных шасси

Типы систем впрыска топлива

Ниже приведены распространенные типы системы впрыска топлива, встречающиеся в старых и современных автомобилях:

Одноточечный впрыск или впрыск дроссельной заслонки:

Одноточечная система впрыска — это самый ранний и простой впрыск топлива, пришедший на смену карбюраторам.Он содержит одну или две форсунки в корпусе дроссельной заслонки, который является горловиной впускного коллектора двигателя.

Эта система форсунок не точна, чем предыдущая, но по сравнению с карбюраторами она лучше управляема, дешевле и проще в обслуживании.

Портовый или многоточечный впрыск топлива:

В многоточечных топливных форсунках разделительные форсунки расположены в каждом цилиндре на его впускном канале. Вот почему систему иногда называют форсункой, которая выпускает пары топлива близко к месту впуска, обеспечивая их полное втягивание в цилиндр.

Одним из преимуществ этой форсунки является то, что расходомер топлива более точен по сравнению с одной точкой. Он также идеально подходит для достижения требуемого соотношения топливо-воздух и практически исключает возможность конденсации или скопления топлива во впускном коллекторе.

Последовательный впрыск топлива:

Этот тип топливной форсунки также известен как последовательный впрыск топлива через порт или впрыск по времени. Это тип многопортового впрыска, даже если базовый многопортовый использует несколько форсунок.Все они распыляют свое топливо в одно и то же время или последовательно, заставляя топливо оставаться в течение 150 миллисекунд, когда двигатель работает на холостом ходу.

Преимущества последовательного впрыска топлива заключаются в том, что система реагирует быстрее, если водитель делает резкое изменение. Это связано с тем, что клапану нужно только дождаться открытия следующего впускного клапана, а не полного оборота двигателя.

Прямой впрыск:

Прямой впрыск является обычным явлением в дизельных двигателях, хотя начинает применяться и в бензиновых двигателях.Его иногда называют DIG для бензина с прямым впрыском. При этом топливо впрыскивается прямо в камеру сгорания, мимо клапанов.

Дозирование топлива более точное, чем у других типов впрыска топлива. Прямой впрыск топлива дает инженерам еще одну возможность точно влиять на то, как происходит сгорание в цилиндрах. Наука о конструкции двигателя изучает, как воздушно-топливная смесь вращается в цилиндрах. А еще мотыга идет взрыв от точки возгорания.

Прямой впрыск в бензиновом двигателе может обрабатывать такие вещи, как форма цилиндров и поршней.А также расположение портов и свечей зажигания, время, продолжительность и интенсивность искры. Количество свечей зажигания на цилиндр. Все это влияет на то, насколько полно и равномерно сгорает топливо в бензиновом двигателе.

Принцип работы

Работа системы топливных форсунок довольно интересна и понятна. Основная работа идет от топливной форсунки до камеры сгорания после того, как топливо перекачивается в нее из топливного бака.

Как было сказано ранее, топливная форсунка — это механическое устройство с электронным управлением, которое отвечает за распыление топлива.На инжектор подается питание, и электромагнит перемещает плунжер, который открывает клапан. Этот клапан позволяет топливу под давлением выливаться через крошечное сопло. Форсунка предназначена для распыления топлива, благодаря чему топливо легко сгорает,

Время, в течение которого топливная форсунка остается открытой, определяет подачу топлива в двигатель. Это известно как «ширина импульса» и управляется устройством ECU. Система топливных форсунок устанавливается непосредственно на впускной коллектор, так что топливо может распыляться прямо на впускной клапан.

Внутри обычного инжектора есть пружина, которая удерживает игольчатый клапан в закрытом положении. Он удерживает этот игольчатый клапан до тех пор, пока линия высокого давления не достигнет определенного значения. Существует труба под названием «топливная рампа», по которой топливо под давлением подается к форсункам.

Правильное количество топлива подано на необходимые детали. Различные части двигателя оснащены датчиками, которые передают в ЭБУ информацию о количестве топлива и при необходимости производят регулировку. Различные датчики были перечислены и объяснены в приведенной выше части этой статьи.

Посмотрите видео ниже, чтобы лучше понять работу системы впрыска топлива:

Прочтите: Что нужно знать о двигателях с турбонаддувом

Признаки неисправности топливных форсунок и способы их предотвращения

Отказ топливной форсунки происходит после перегрузки, и если ее не обслуживать регулярно, это может привести к серьезным неисправностям или засорению. Ниже приведены симптомы неисправности топливных форсунок и способы их предотвращения:

• Неравномерные характеристики двигателя
• Осложнения при запуске автомобиля
• Запах топлива
• Разбавление маслом
• Неудачная эмиссия
• Двигатель не достигает полных оборотов
• Низкая производительность автомобиля
• Катастрофический отказ двигателя
• Выделение дыма
• Повышенный расход топлива
• Загрязнение

Проблема часто возникает на топливной форсунке, когда есть грязь, частицы углерода, жидкое топливо или скопление остатков, приводящих к засорению топливных форсунок.Проблемы возникают после того, как корзина фильтра собирает мусор, который препятствует протеканию топлива через нее.

Правильный способ предотвратить отказ топливных форсунок — это регулярное техническое обслуживание. Детали автомобиля необходимо регулярно проверять. Несмотря на то, что топливные форсунки имеют большие допуски, все же следует проводить проверку компонентов.

Для более надежного результата добавление влаги втягивание этанола или присадок, визуальный контроль, проведение ультразвуковой очистки. Кроме того, поможет фактическая картина потока для проверки объема и распыления.

Преимущества и недостатки системы впрыска топлива

Преимущества:

Ниже приведены преимущества системы впрыска топлива:

• Точная топливная смесь топлива и воздуха обеспечивает максимально возможную топливную экономичность и выработку энергии.
• Процесс сгорания значительно более эффективен в двигателе с впрыском топлива.
• Двигатели с впрыском топлива более экономичны и позволяют максимально или минимизировать уровень выбросов.
• Холодный пуск в двигателе с впрыском топлива исключен, что устраняет необходимость в ручной блокировке.
• Он также используется на современных мотоциклах.
• Система впрыска топлива автоматически уравновешивает топливовоздушную смесь с учетом окружающей среды.
• Уменьшается вибрация двигателя и сводится к минимуму проблема засорения свечей зажигания.

Прочтите: Двухтактный двигатель: все, что вам нужно знать

Недостатки

Несмотря на все преимущества системы впрыска, все же есть некоторые ограничения.Ниже перечислены недостатки системы:

• Это сложное устройство с электронным управлением, которое работает с несколькими электронными датчиками.
• Обслуживание и ремонт системы очень ограничены. То есть не вся мастерская может делать свою работу.
• Система впрыска топлива стоит довольно дорого.
• Настоятельно рекомендуется использовать качественные материалы и топливо.
• Нет решения из-за низкой стоимости и малой емкости.

В заключение, система впрыска топлива полностью заменила карбюраторы в автомобильном двигателе.мы обсудили его функции, одна из которых — подавать топливо под высоким давлением в цилиндр. Система впрыска топлива разных типов, включающая корпус дроссельной заслонки и многопортовый, также выявлена ​​ее составляющая со стороны низкого и высокого давления. он рабочий, симптомы и преимущества и недостатки системы впрыска топлива.

Вот и все для этой статьи. Надеюсь, вам понравилось чтение. Если да, то прокомментируйте, поделитесь и порекомендуйте этот сайт другим студентам технических специальностей.Спасибо!

ОБЩИЙ ЖЕЛЕЗНЫЙ ИНЖЕКТОР — ПЬЕЗО (CRIP)

Общее описание
Форсунки Common Rail обеспечивают точный электронный контроль времени и количества впрыска топлива, а более высокое давление, обеспечиваемое технологией Common Rail, обеспечивает лучшее распыление топлива. Чтобы снизить уровень шума двигателя, электронный блок управления двигателем может впрыснуть небольшое количество дизельного топлива непосредственно перед событием основного впрыска («пилотный» впрыск), таким образом уменьшая его взрывоопасность и вибрацию, а также оптимизируя время впрыска и количество для изменений в качество топлива, холодный запуск и тд.
Система Common Rail 3-го поколения делает дизельные двигатели еще более чистыми, экономичными, более мощными и тихими.
Ключевым моментом является инновационная система впрыска: она работает с быстрым переключением компактных пьезо-рядных форсунок.
Некоторые усовершенствованные топливные системы Common Rail выполняют до пяти впрысков за такт.
Внешний вид
На рис. 1 показан типичный пьезоинжектор Common Rail.

Фиг.1

Принцип работы пьезофорсунки common rail

Пьезоэлектрические форсунки работают аналогично соленоидным форсункам с той разницей, что они имеют керамический сердечник.Он характеризуется его способностью расширяться или втягиваться при получении импульса тока — пьезоэлектрический эффект. Однако для того, чтобы форсунки этого типа были возможны, производителям пришлось решить ряд проблем. Во-первых, расширение пьезоэлемента чрезвычайно мало. Чтобы получить приемлемую степень смещения, требуется стопка из не менее 400 керамических дисков для формирования активного элемента инжектора. Чтобы привести их в действие, к ним прикладывают импульс в сто вольт, и крошечный рычаг усиливает их движение.Более того, как и в случае с электромеханическими инжекторами, пьезоэлектрические диски не управляют движением иглы напрямую. Они также активируют небольшой клапан.
Основным преимуществом пьезоэлектрических форсунок является их скорость работы и повторяемость движения клапана. Расширение и втягивание пьезоэлементов происходит практически мгновенно. Эта скорость реакции позволяет даже на
точнее дозировать впрыскиваемое топливо и увеличить количество впрысков за цикл.

Перекачиваемое топливо поступает в форсунку через манжету подачи топлива, а избыток топлива может вернуться в бак через манжету возврата топлива.
Толкатель распределительного вала прижимает верхний плунжер для повышения давления топлива в форсунке. Пьезоклапан регулирует выпуск этого топлива под высоким давлением через форсунку инжектора в камеру сгорания. Вот и топливо тухнет. Без электронного клапана топливо будет повышаться под давлением и брызгать в камеру сгорания. Контроль времени, громкости и т. Д. Будет очень плохим.
С помощью пьезоклапана можно более точно регулировать время, объем и т. Д.
Пьезоклапан может открываться и закрываться так быстро, что можно производить переменное количество впрысков от одной заправки топлива. Это значительно способствует экономии топлива и контролю за загрязнением окружающей среды.

Фиг.2

Фиг.3

При подаче напряжения на пьезоэлемент создается удлинение. Это расширение зависит от напряжения и количества пьезоэлементов.

1. Пьезоэлемент выдвигается
2. Гидравлическая конструкция перемещается вниз
3. Трехходовой клапан опускается
4. Игла поднимается

• Проверить сопротивление

1. Убедитесь, что зажигание выключено и двигатель не запущен.
2. Отсоедините двухштырьковый разъем форсунки.
3. Подключите омметр между каждой из клемм форсунки и корпусом форсунки.
   Ни один из них не должен быть подключен к корпусу (заземлению или «-»).
4. Затем подключите омметр между выводами разъема форсунки.
   Сопротивление должно быть от 150 до 210 кОм.
5. Вставить разъем форсунки.

• Проверка выходного сигнала

Пьезо напряжение и сила тока

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ: Пьезо-форсунки обычно работают при напряжении до 200 вольт.
Следует проявлять особую осторожность для защиты от ударов. Не касайтесь клемм форсунок при работающем двигателе.
Отсутствие входных аттенюаторов и прямое подключение осциллографа может привести к его повреждению.

1. Установите для всех входов осциллографов значение 200 В (полная шкала).
2. Подключите активный измерительный провод канала № 1 к положительной клемме одной из форсунок.
   Затем подключите заземляющий провод к заземлению корпуса.
3. Подключите токовые клещи переменного / постоянного тока к другому каналу осциллографа.
   Установите диапазон клещей постоянного / переменного тока на ± 20 А.
   Важное примечание: Следует зажимать только один из двух проводов, а не оба. Неважно, какой провод будет зажиматься токовыми клещами: положительный или отрицательный. Это повлияет только на полярность измеряемого тока.
4. Запустите двигатель, прогрейте его до рабочей температуры и оставьте на холостом ходу
5. Сравните результат с осциллограммой на рис. 4. Синий сигнал — это канал A осциллографа, соответствующий току форсунки.Красный сигнал на экране соответствует рабочему напряжению форсунки и каналу В осциллографа.

Рис. 4
Примечание: Испытательная установка может немного искажать записанные сигналы.

Пьезо-напряжение

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ: Пьезо-форсунки обычно работают при напряжении до 200 вольт. Необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы защитить себя от ударов. Не касайтесь клемм форсунок при работающем двигателе.Отсутствие входных аттенюаторов и прямое подключение осциллографа может привести к его повреждению.

1. Установите все входы осциллографа на 200 В (полная шкала).
2. Подключите активный измерительный провод канала № 1 к положительной клемме первой форсунки.
   Затем подключите заземляющий провод к заземлению корпуса.
3. Подключите активный измерительный провод канала № 2 к положительной клемме второй форсунки.
4. Подключите активный измерительный провод канала № 3 к положительной клемме третьей форсунки.
5. Подключите активный измерительный провод канала № 4 к положительной клемме четвертой форсунки.
6. Запустите двигатель, прогрейте его до рабочей температуры и оставьте на холостом ходу.
7. Сравните результат для каждой форсунки с осциллограммой на рис. 5

Рис.5

• Возможные неисправности форсунок:

• Обрыв цепи, короткое замыкание на плюс или массу в проводе (ах)
• Отсутствие проводимости разъемного соединения или плохое соединение
• Заземление ослаблено или корродировано
• Внутренняя электрическая неисправность: прогорание внутреннего привода пьезостата и короткое замыкание на корпус.
• Механическая неисправность в компоненте

Как работает впрыск топлива? Работа системы впрыска топлива (FIS)

Карбюрация долгое время была предпочтительным методом смешивания воздуха и топлива и подачи его во впускную систему двигателей внутреннего сгорания. Впрыск топлива, гораздо более эффективная система, создающая больше лошадиных сил, изначально была разработана для дизельных двигателей. В пятидесятых годах Chevrolet представила систему впрыска топлива на своей высокопроизводительной модели Corvette.С тех пор эта система набирает популярность, и ее основные операции сначала описаны ниже. Далее вам будут представлены основные части большинства систем впрыска топлива, а также их функции. После ознакомления с основами и функциями будут описаны два основных типа используемых систем впрыска.

Работа системы впрыска топлива

В исходных системах впрыска топлива использовался распределитель топлива для впрыска топлива для каждого цилиндра индивидуально в порядке зажигания цилиндров.Эта система распределения топлива до сих пор используется на более крупных двигателях. В большинстве систем с впрыском топлива датчики измеряют объем воздуха, поступающего в двигатель, и температуру выхлопного потока, а компьютер выдает команду инжекторам на импульс в течение определенного времени. Длина импульса и давление топлива определяют объем подаваемого топлива. Воздух дозируется дроссельной заслонкой, которая движется вместе с педалью акселератора. Впрыск топлива распыляет топливо намного лучше, чем карбюрация, что повышает эффективность и мощность впрыска.

Части системы впрыска топлива

Части системы впрыска топлива существуют либо для подачи топлива в форсунки, либо для предоставления информации, которая требуется блоку управления для обеспечения максимальной возможна эффективная работа двигателя.

Компоненты для хранения и подачи топлива включают топливный бак, насос и трубопроводы. Топливный насос способен подавать давление топлива до 60 фунтов на квадратный дюйм, поэтому топливопроводы и соединения спроектированы так, чтобы выдерживать давление, почти вдвое большее.

В вашем автомобиле будет либо две форсунки, либо по одной на цилиндр, а иногда и по одной дополнительной. В автомобилях с впрыском дроссельной заслонки будет две форсунки, а в системах впрыска через порт будет одна форсунка для каждого цилиндра, а иногда и форсунка акселератора / холодного пуска.

Одним из способов управления объемом впрыскиваемого топлива является ограничение продолжительности импульса форсунки. Другой вариант — измерение давления топлива в форсунке, которое осуществляется с помощью регулятора давления топлива, который может быть предварительно откалиброван, с вакуумным или электрическим управлением.

Большинство систем впрыска топлива имеют как минимум четыре датчика: датчик положения дроссельной заслонки использует реостат для определения желаемого ускорения. Датчик массового расхода воздуха определяет, сколько воздуха поступает во впускную систему. Кислородные датчики измеряют температуру выхлопных газов, которая интерпретируется, чтобы определить, работает ли двигатель бедной или богатой. Датчик, определяющий положение коленчатого вала, сообщает системе, какой цилиндр сработает следующим. Этот датчик также требуется для системы зажигания; на большинстве автомобилей это датчик положения коленчатого вала, датчик положения распределительного вала или, на некоторых автомобилях, оба.

Различные схемы впрыска

Существует несколько вариантов конструкции впрыска топлива. Система впрыска дроссельной заслонки, или TBI, или одноточечная система впрыска, впрыскивает топливо в корпус дроссельной заслонки,

, аналогично карбюратору. Смесь всасывания проходит через бегунки впускного коллектора. Затем постоянное распыление топлива было достигнуто с помощью системы непрерывного струйного впрыска, представленной в 1974 году, когда бензин перекачивается из топливного бака в большой регулирующий клапан, называемый распределителем топлива, который распределяет топливо по ряду меньших трубок каждого инжектора.Затем General Motors внедрила впрыск через центральный порт, или CPI, или впрыск топлива через центральный порт, в котором используется трубка с тарельчатыми клапанами от центрального инжектора для распыления топлива на каждое впускное отверстие, а не на центральный корпус дроссельной заслонки. Существует также система многоточечного впрыска топлива, которая впрыскивает топливо во впускные каналы, а не в центральную точку коллектора двигателя. Другой пример — прямой впрыск, используемый дизельными двигателями, когда форсунка расположена внутри камеры сгорания.

Список литературы

Основы: 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. (Многие оригинальные инженерные работы были выполнены компанией 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 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. (По объему 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 худшем. 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 является компромиссом 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 накачивать воздух для процесса сгорания и удалять отработанные 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 состоит 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.

Плотность скорости 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). Этот вид 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.

… с последующим измерением 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 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 датчики 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 единому типу системы PFI, в которой каждый инжектор запускается последовательно в порядке зажигания цилиндра.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 (вычислительная мощность) 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 результате очередного ужесточения 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.Однако в основном проблемы в самой топливной системе делятся только на две категории: проблемы с регулированием или измерением воздуха и проблемы с подачей топлива.

Старомодные 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 тонкая, но важная модернизация, проведенная автопроизводителями, также уменьшили еще одну проблему с ранним впрыском — отложения на задней стороне впускных клапанов.Ранние форсунки PFI подавали топливо на концах 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. Однако некоторые системы требуют, чтобы вы подключили к топливной магистрали тройник, подключенный к контрольному манометру.

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.