Топливная система инжекторного двигателя: Топливная система автомобиля

Содержание

Дипломная работа система питания инжекторного двигателя

Рейтинг статьи

Загрузка…

Инжекторная система

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

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

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

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

Устройство системы

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

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

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

Датчики системы инжектора

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

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

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

Простая инжекторная система подачи топлива

Как все работает

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

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

Первый инжекторный двигатель Toyota 1973 года

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Виды и типы инжекторов

Инжекторы бывают двух видов:

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

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

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

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

Обратная связь с датчиками

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

Эволюция датчика лямбда-зонд от Bosch

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

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

На разных режимах обратная связь работает так:

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

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

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

курсовая работа Инжекторные двигатели

Применение систем впрыска в автомобилях. Устройство и принцип работы инжекторных систем подачи топлива, их преимущества перед карбюраторными. Техническое обслуживание и ремонт инжекторных двигателей. Диагностика неисправностей систем подачи топлива.

Нажав на кнопку «Скачать архив», вы скачаете нужный вам файл совершенно бесплатно.
Перед скачиванием данного файла вспомните о тех хороших рефератах, контрольных, курсовых, дипломных работах, статьях и других документах, которые лежат невостребованными в вашем компьютере. Это ваш труд, он должен участвовать в развитии общества и приносить пользу людям. Найдите эти работы и отправьте в базу знаний.
Мы и все студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будем вам очень благодарны.

Чтобы скачать архив с документом, в поле, расположенное ниже, впишите пятизначное число и нажмите кнопку «Скачать архив»

Подобные документы

Назначение, классификация, устройство и принцип работы инжекторных двигателей. Гидравлическая, электромагнитная и электрогидравлическая форсунки. Конструктивные элементы системы впрыска, предназначенные для дозированной подачи и распыления топлива.

реферат [1,2 M], добавлен 07.07.2014

Преимущества впрысковых систем подачи топлива. Устройство, электросхема, особенности работы системы впрыска топлива автомобиля ВАЗ-21213, ее диагностика и ремонт. Диагностические приборы и основные этапы диагностики систем автомобиля. Промывка инжектора.

реферат [2,3 M], добавлен 20.11.2012

Характеристика систем центрального и многоточечного впрыска топлива. Принцип работы плунжерного насоса, применение электромагнитных форсунок. Особенности топливного насоса с электрическим приводом. Причины неисправности систем впрыска топлива Bosch.

дипломная работа [4,3 M], добавлен 06.02.2012

Преимущества впрысковых систем подачи топлива. Устройство и работа инжекторной системы центрального впрыска топлива автомобиля ВАЗ-21213, операции технического обслуживания и диагностирования. Безопасность и охрана труда во время техобслуживания системы.

курсовая работа [535,9 K], добавлен 02.02.2013

Назначение, устройство и принцип действия управляемых электроникой систем многоточечного (распределенного) прерывистого впрыска топлива. Достоинства систем: увеличение экономичности, снижение токсичности отработавших газов, улучшение динамики автомобиля.

контрольная работа [1,2 M], добавлен 14.11.2010

Анализ существующих систем впрыскивания топлива двигателей с принудительным воспламенением и особенностей их конструкции. Разработка математической модели процесса тепловыделения в цикле сгорания топлива и оптимизации топливоподачи в инжекторных ДВС.

дипломная работа [1,2 M], добавлен 09.05.2013

Характеристики системы впрыска с распределительным устройством. Устройство основных элементов системы Common rail. Элементы подачи топлива под низким давлением. Подача топлива под высоким давлением. Фазы впрыска топлива. Топливопроводы высокого давления.

реферат [1,3 M], добавлен 09.01.2011

Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Общее устройство топливной системы. Устройство и работа карбюраторного двигателя К-126Б. Подача топлива, очистка воздуха, подогрев горючей смеси. Техническое обслуживание узлов и приборов подачи топлива.

контрольная работа [36,9 K], добавлен 06.03.2009

Обслуживание и контроль системы питания. Измерение величины подачи топлива. Метод измерительных мензурок. Электронная система измерения величины подачи топлива. Возможность уменьшения и компенсации температуры. Проверка при помощи оптического датчика.

реферат [19,2 K], добавлен 31.05.2012

Назначение, устройство, принцип работы двигателя автомобиля ВАЗ 2111. Диагностика неисправностей и методы их устроения. Повышенный расход топлива, недостаточное давление в рампе системы питания. Техническое обслуживание двигателя, охрана труда.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 10.05.2011

Устройство системы питания автомобиля

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.

Технологический процесс поэлементного диагностирования автомобиля ВАЗ-2112

Устройство системы питания инжекторного двигателя ВАЗ-2112. Характеристика замены фильтра тонкой очистки топлива. Смена дроссельной заслонки машины. Установка топливного модуля бензонасоса. Особенность снятия топливной рампы в боре с форсунками.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Техническое обслуживание, назначение и устройство кузова ВАЗ-2112, диагностика неисправностей и способы их устранения. Технологический процесс, инструмент, оборудование и приспособления, используемые при замене переднего ветрового стекла автомобиля.

контрольная работа [377,8 K], добавлен 25.06.2015

Устройство и назначение системы питания двигателя КамАЗ–740. Основные механизмы, узлы и неисправности системы питания двигателя, ее техническое обслуживание и текущий ремонт. Система выпуска отработанных газов. Фильтры грубой и тонкой очистки топлива.

реферат [963,8 K], добавлен 31.05.2015

Системы тепловоза (масляная, тепловая). Назначение топливного фильтра для очистки дизельного топлива от посторонних твердых частиц, его устройство и принцип действия. Очистка фильтра от грязи, его промывка керосином и продувание сжатым сухим воздухом.

курсовая работа [1,6 M], добавлен 16.12.2015

Назначение и устройство кузова. Техническое обслуживание ВАЗ-2112. Визуальное определение коррозии кузова автомобиля. Неисправности и способы их устранения. Инструмент, оборудование и приспособления используемое при замене переднего ветрового стекла.

курсовая работа [972,4 K], добавлен 24.06.2015

Сравнение систем питания дизельных двигателей. Смешанные системы питания. Малотоксичные и нетоксичные двигатели. Зависимость топливной экономичности от конструкций систем. Наличие примесей в дизельном топливе. Нормы расхода топлива для автомобиля ЗИЛ-133.

дипломная работа [1,2 M], добавлен 16.06.2015

Устройство системы питания дизельного двигателя. Фильтр тонкой очистки топлива и питание дизеля КамАЗ-740 воздухом. Основные возможные неисправности в системе, способы их устранения. Перечень работ при техническом обслуживании, технологическая карта.

контрольная работа [243,3 K], добавлен 09.12.2012

Модель системы управления электронной дроссельной заслонкой автомобиля, область работоспособности. Оптимизация по критерию «среднеквадратической ошибки», «минимум времени регулирования». Построение множества Парето. Трехмерное моделирование в AutoCAD.

курсовая работа [2,0 M], добавлен 21.01.2013

Описание конструктивных особенностей блока цилиндров двигателя ВАЗ-2112, виды его износа и основные дефекты. Технологические операции по восстановлению пробоин и раковин в блоке цилиндров клеевыми композициями. Восстановление резьбы в отверстиях блока.

курсовая работа [1,5 M], добавлен 08.07.2014

Проект приспособления для проверки производительности бензонасоса автомобиля ЗИЛ-130. Технологический процесс ремонта и сборки узла. Нормирование работ, расчет трудоемкости, численности рабочих, оборудования. Безопасность и экономическая оценка проекта.

курсовая работа [569,6 K], добавлен 31.05.2012

Общее устройство и работа двигателя внутреннего сгорания. Система управления двигателем автомобиля ВАЗ. Преимущества и недостатки двухтактного инжекторного двигателя по сравнению с карбюраторным. Функционирование типовой системы инжекторного впрыска.

курсовая работа [908,7 K], добавлен 31.10.2011

0 0 голоса

Рейтинг статьи

Оценка статьи:

Загрузка…

0

Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи. x

Adblock
detector

Система питания инжекторного двигателя: характеристика, устройство

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

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

Центральный впрыск топлива

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

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

Устройство автомобилей

Понятие об инжекторных двигателях

Инжекторными называются двигатели с искровым зажиганием топливной смеси, в которых в качестве топлива используют бензин, а процесс смесеобразования происходит с помощью форсунки или форсунок, впрыскивающих топливо под давлением во впускной трубопровод или в цилиндр двигателя.

Впрыск топлива вместо использования процесса карбюрации позволил получить ряд определенных выгод, поэтому в последние годы все системы питания, использующие впрыск все больше вытесняют карбюраторные системы питания двигателей, особенно на легковых автомобилях.

Широкому применению систем впрыска топлива на грузовых автомобилях в настоящее время препятствуют такие их недостатки, как повышенная сложность обслуживания и дороговизна используемых приборов и узлов. Однако, с учетом несомненных преимуществ, позволяющих получить ощутимую долгосрочную выгоду, можно предположить, что и на грузовом автотранспорте, особенно малой и средней грузоподъемности, системы впрыска бензина найдут широкое применение в ближайшие годы. На грузовых автомобилях повышенной грузоподъемности и автобусах достойной конкуренции дизельным двигателям пока нет.

Плюсы и минусы

Преимущества, которыми обладает центральная система впрыска:

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

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

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

Еще кое-что интересное

Стоит обратить внимание на то, что, в отличие от карбюраторных систем, инжекторная требует того, чтобы была регулярная проверка топливной системы. Это обусловлено тем, что большое количество сложной электроники может дать сбой

В результате это приведет к нежелательным последствиям. К примеру, избыточный воздух в топливной системе приведет к нарушению составу эмульсии и неверному соотношению смеси. В дальнейшем это сказывается на двигателе, появляется нестабильная работа, выходят из строя контроллеры и т. п. По сути, инжектор – это сложная система, которая определяет, когда на цилиндры нужно подать искру, как доставить качественную смесь к блоку цилиндров или впускному коллектору, когда открывать форсунки и какое соотношение воздуха и бензина должно быть в эмульсии. Все эти факторы влияют на синхронизированную работу топливной системы. Интересно то, что без большинства контроллеров машина может исправно работать, при этом не будет существенных отклонений, так как имеются аварийные записи и таблицы, которые будут использоваться.

Распределённый впрыск топливной смеси

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

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

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

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

Разновидности инжектора

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

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

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

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.

Замена масла

Пожалуй, самой распространенной и часто выполняемой операцией по ремонту является замена масла и масляного фильтра. Рассмотрим, последовательность действий:

  1. Прежде чем начать ремонтно-восстановительные операции следует снять минус-клемму с АКБ.
  2. При наличии защиты двигателя, ее необходимо снять. Для этого необходимо открутить крепежные болты.
  3. Далее, откручиваем сливную пробку, которая находится на поддоне, и ждем, пока сольется смазочная жидкость.
  4. Закручиваем сливную пробку, при этом, не забыв сменить медную уплотнительную прокладку.
  5. При помощи специального съемника снимаем масляный фильтр. Перед установкой нового, в него необходимо налить 100 грамм нового масла.
  6. Откручиваем заливную горловину и льем масло.
  7. Закрутив заливную пробку, стоит завести мотор и дать ему несколько минут поработать.
  8. При необходимости долить мало до необходимого уровня, который можно посмотреть на щупе.

Таким образом, замена масла считается законченной. Если происходит смена типа смазочной жидкости, то необходимо сделать промывку мотора.

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.

Достоинства [ править | править код ]

Преимущества по сравнению с двигателями, оборудованными карбюраторной системой подачи топлива (в контексте двигателей, имеющих электронный блок управления):

  • Существенное уменьшение расхода топлива даже на ранних системах (например у автомобиля «Нива» ВАЗ-21214, оснащенного инжекторной системой первых поколений, расход топлива в среднем на 30-40 % меньше, чем у аналогичного автомобиля ВАЗ-21213, оснащенного карбюратором). Современные системы обеспечивают расход топлива примерно в 2 раза ниже, чем у последних поколений карбюраторных автомобилей аналогичной массы и рабочего объёма.
  • Значительный прирост мощности двигателя, особенно в области низких оборотов.
  • Упрощается и полностью автоматизируется запуск двигателя.
  • Автоматическое поддержание требуемых оборотов холостого хода.
  • Более широкие возможности управления двигателем (улучшаются динамические и мощностные характеристики двигателя).
  • Не требует ручной регулировки системы впрыска, так как выполняет самостоятельную настройку на основе данных, передаваемых датчиками кислорода, а также на основе измерения неравномерности вращения коленвала.
  • Поддерживает примерно стехиометрический состав рабочей смеси, что существенно уменьшает выброс несгоревших углеводородов и дает возможность использования окислительно-восстановительных каталитических нейтрализаторов. В результате выбросы токсичных продуктов сгорания снизились во много раз. Например, выбросы окиси углерода у последних поколений карбюраторных автомобилей составляли примерно 20-30 г/кВт*ч, у инжекторых автомобилей Евро-2 — уже 4 г/кВт*ч, а у автомобилей, выпущенных по нормам Евро-5 — всего 1,5 г/кВТ*ч.
  • Широкие возможности для самодиагностики и самонастройки параметров, что упрощает процесс технического обслуживания автомобиля. Фактически инжекторные системы, начиная с Евро-3, вообще не требуют никакого периодического обслуживания (требуется только замена вышедших из строя элементов).
  • Лучшая защита автомобиля от угона. Не получив разрешение от иммобилайзера, блок управления двигателем не производит подачу топлива в двигатель.
  • Возможность уменьшения высоты капота, так как элементы системы впрыска расположены по бокам двигателя, а не над двигателем, как большинство автомобильных карбюраторов.
  • В карбюраторных системах при неработающем двигателе или при работе на небольших оборотах за счет испарения бензина из карбюратора весь тракт, начиная от воздушного фильтра и до впускного клапана, наполнены горючей смесью, объём которой в многоцилиндровых двигателях достаточно велик. При неисправностях в работе системы зажигания или неправильно отрегулированных зазорах в клапанах возможен выброс пламени во впускной коллектор и воспламенения в нём горючей смеси, что вызывает громкие хлопки и может привести к пожару или повреждению приборов системы питания. В инжекторных системах бензин подается только в момент открытия впускного клапана соответствующего цилиндра и накопления горючей смеси во впускном тракте не происходит.
  • Работа карбюратора зависит от его положения в пространстве. Например, большинство автомобильных карбюраторов работает с серьезными нарушениями при крене автомобиля уже в 15 градусов. У инжекторных систем такой зависимости нет.
  • Работа карбюратора сильно зависит от атмосферного давления, что особенно критично при работе автомобильных двигателей в горах, а также для авиационных двигателей. У инжекторных систем такой зависимости нет.

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.

История [ править | править код ]

Появление и применение систем впрыска в авиации [ править | править код ]

Карбюраторные системы для работы под углом к горизонту необходимо дополнять множеством устройств либо применять специально спроектированные карбюраторы. Система непосредственного впрыска авиационных двигателей — удобная альтернатива карбюраторной, так как инжекционная система впрыска в силу конструкции работает в любом положении относительно направления силы тяжести.

Первый в России опытный мотор с системой впрыска был изготовлен в 1916 году Микулиным и Стечкиным.

К 1936 году на фирме Robert Bosch были готовы первые комплекты топливной аппаратуры для непосредственного впрыска бензина в цилиндры, которую через год стали серийно ставить на V-образный 12-цилиндровый двигатель Daimler-Benz DB 601. Именно этими моторами объёмом 33,9 л оснащались, в частности, основные истребители Люфтваффе Messerschmitt Bf 109. И если карбюраторный двигатель DB 600 развивал на взлетном режиме 900 л. с., то DB 601 с впрыском позволял поднять мощность до 1100 л. c. и более. Позже в серию пошла девятицилиндровая «звезда» BMW 132 с подобной системой питания — лицензионный авиадвигатель Pratt & Whitney Hornet, который на BMW производили с 1928 года. Он же устанавливался, к примеру, на транспортные самолеты Junkers Ju 52. Авиационные двигатели в Англии, США и СССР в те времена были исключительно карбюраторными. Японская же система впрыска на истребителях «Mitsubishi A6M Zero» требовала промывки после каждого полета и поэтому не пользовалась популярностью в войсках.

Лишь к 1940 году, когда Советскому Союзу удалось закупить образцы новейших германских авиационных двигателей со впрыском, работы по созданию отечественных систем непосредственного впрыска получили новый импульс. Однако серийное производство советских насосов высокого давления и форсунок, созданных на основе немецких, началось лишь к середине 1942 года — первенцем стал звездообразный мотор АШ-82ФН, который ставили на истребители Ла-5, Ла-7 и бомбардировщики Ту-2. Мотор со впрыском АШ-82ФН оказался настолько удачным, что выпускался ещё долгие десятилетия, использовался на вертолете Ми-4 и самолетах Ил-14.

К концу войны довели до серии свой вариант впрыска и в США. Например, двигатели «летающей крепости» Boeing B-29 тоже питались бензином через форсунки.

Начало реактивной эры привело к прекращению работ по системам впрыска. На тяжелых и скоростных самолетах применялись турбовинтовые и реактивные двигатели, а поршневые ставились лишь на тихоходные легкие маломаневренные самолеты и вертолеты, которые могли нормально работать и с карбюраторной системой питания.

Применение систем впрыска в автомобилестроении [ править | править код ]

Системы управления двигателем в автомобилестроении начали применяться с 1951 года, когда механической системой непосредственного впрыска бензина производства западногерманской фирмы Bosch был оснащён двухтактный двигатель микролитражного купе 700 Sport, выпущенного фирмой Goliath из Бремена. В 1954 году появилось купе Mercedes-Benz 300 SL («крыло чайки»), двигатель которого оснащался аналогичной механической системой впрыска Bosch [4] . На рубеже 1950—1960-х годов над электронными системами впрыска топлива активно работали Chrysler и ГАЗ. Тем не менее, до эпохи появления дешёвых микропроцессоров и введения жёстких требований к уровню вредных выбросов автомобилей идея впрыска популярностью не пользовалась и только с конца 1970-х их массовым внедрением занялись все ведущие мировые автопроизводители.

Первой серийной моделью с электронным управлением системы впрыска бензина стал седан Rambler Rebel 1967 модельного года, который выпускала фирма Nash, входившая в качестве отделения в состав концерна AMC. Нижневальная V-образная «восьмерка» Rebel объёмом 5,4 л в карбюраторном варианте развивала 255 л. с., а в заказной версии Electrojector уже 290 л. с. Разгон до 100 км/ч у такого седана занимал менее 8 с.

К началу 2000-х годов системы распределённого и прямого электронного впрыска практически вытеснили карбюраторы на легковых и легких коммерческих автомобилях.

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

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

Нейтрализатор/катализатор

Для сокращения выброса окисей углерода и азота, в инжектор был добавлен каталитический нейтрализатор. Он преобразует выделенные из газов углеводороды. Применяется на инжекторах лишь с обратной связью. Перед катализатором имеется датчик содержания кислорода в выхлопных газах, по-другому его называют как лямбда-зонд. Контроллер, получая информацию от датчика, вытягивает подачу топливной смеси до нормы. В нейтрализаторе есть керамические составляющие с микроканалами, где содержатся катализаторы:

Так как простых каталитических нейтрализаторов недостаточно, то используется рециркуляция отработавших газов. Она существенно убирает образовавшиеся оксиды азота. Помимо этого, для этих целей устанавливается дополнительный NO-катализатор, так как система EGR не способна создать полное удаление NOx. Есть два типа катализаторов для понижения выбросов NOx:

  1. Селективные. Не привередливы к качеству топлива.
  2. Накопительного типа. Гораздо эффективнее, но очень чувствительны к высокосернистым горючим, что нельзя сказать о селективных. Поэтому они обширно применяются на авто для стран с малым количеством серы в топливе.

Тюнинг топливной системы двигателя

Под понятием тюнинг двигателя кроется целый ряд процедур и технических доработок, главной целью которых становится максимальное улучшение характеристик мотора в различных режимах его работы. Под настоящим тюнингом не следует понимать те доработки, которые связаны с повышением экономичности ДВС, хотя некоторые настройщики прибегают к такому определению. В большинстве случаев все получается с точностью до наоборот.

Экономичность мотора отодвигается далеко на задний план. Тюнинг двигателя осуществляется для повышения мощностных характеристик силовой установки, увеличения отдачи от мотора и качественного улучшения разгонных и других характеристик автомобиля.

В данной статье мы поговорим о той части тюнинга ДВС, который затрагивает топливно-воздушную систему агрегата (тюнинг впуска и топливной системы). Сразу оговоримся, что на данный момент  речь не будет идти о компрессорных и турбо моторах. Детальную информацию о двигателе с компрессором и/или турбонаддувом вы найдете в специальном разделе нашего сайта.

Содержание статьи

  • Комплектующие для тюнинга
  • Тюнинг топливной системы инжекторного двигателя: выбор форсунок
    • Про форсунки
    • Подсчитываем производительность форсунок
      • Несколько слов о турбо моторах
    • Недостатки  высокопроизводительных форсунок
    • Распыление горючего
  • Про топливный насос
    • Как проверить производительность топливного насоса?
    • Проверка на практике
    • Правильно эксплуатируем топливный насос
  • Как регуляторы давления  влияют на показатели производительности
  • Проверяем топливную систему на герметичность и анализируем потребление тока бензонасосом
  • Что в сухом остатке

Комплектующие для тюнинга

На данном этапе мы уже познакомились с устройством и общим принципом работы топливной системы карбюраторного и инжекторного двигателя. Вполне очевидно, что замена главных компонентов  этой системы  на более производительные обеспечит желаемый эффект в плане увеличения характеристик двигателя по мощности. Чем больше топлива и воздуха поступит для сжигания, тем большей будет мощность двигателя. В теории это выглядит именно так, но практика подразумевает серьезную работу и ряд определенных сложностей, а также комплексный и осознанный  подход. Если говорить о топливно-воздушной системе, то главными элементами тюнинга становятся:

  • впуск;
  • топливная аппаратура;
  • выпуск;

На выпуске мы детально останавливаться не будем, а вот впуск и топливно-воздушная система представляют значительный интерес. По вопросу выпуска стоит только отметить, что  весь комплекс работ по тюнингу крайне желательно осуществлять параллельно модернизации выпускной системы.

Производится увеличение диаметра системы выхлопа. Место штатного выпускного коллектора занимает равнодлинный выпускной коллектор, представляющий собой схему 4-2-1 или 4-1. Последующие доработки включают в себя установку прямоточного резонатора и глушителя, а также спортивного катализатора.

Для обеспечения соответствующей подачи воздуха многие прибегают к замене штатного воздушного фильтра на фильтр нулевого сопротивления, меняют сам впускной коллектор на тюнинговый.

Топливная часть получает другие топливные магистрали с большим диаметром, более производительный топливный насос. Топливный фильтр заменяют на изделие с большей пропускной способностью. Замене подлежит в ряде случаев и топливная рейка (рампа), а также регулятор давления.

Инжекторные форсунки штатного образца сменяют их высокопроизводительные аналоги. Фильтр нулевого сопротивления может быть с короткой трубой, а главной его задачей становится свободный забор внешнего воздуха без каких-либо препятствий или существенных ограничений.

Распространенным вариантом тюнинга становится увеличение диаметра дроссельной заслонки. Установка впускного коллектора на доработанный модифицированный образец ведет к увеличению мощности. Тюнеры также устанавливают более толстую прокладку между впускным коллектором и блоком силового агрегата. Такую прокладку изготавливают из специального материала. Основной задачей прокладки является  ограничение теплопередачи  от блока двигателя к впускному коллектору. Это позволяет уменьшить нагрев впускного коллектора от блока и температуру внутри него. Более холодный впуск означает большую массу воздуха, что и приведет к итоговому приросту мощности.

Ко всему вышесказанному необходимо добавить, что  тюнинг топливной системы является практически бесполезным без заранее увеличенной мощности двигателя. К такому увеличению можно отнести установку турбонаддува, существенную расточку цилиндров и серьезную перестройку всего мотора.  Даже увеличенная на 20-30% итоговая мощность силового агрегата еще не означает, что штатная топливная система в ряде случаев обязательно нуждается в доработках. Дело в том, что система подачи  топлива в ДВС изначально имеет определенный запас производительности.

Тюнинг топливной системы инжекторного двигателя: выбор форсунок

Наиболее частыми проблемами в процессе настройки современного автомобильного форсированного двигателя являются осложнения с подачей топлива. Эти трудности зачастую связаны с бензонасосом или инжекторными форсунками. Далее мы рассмотрим некоторые эффективные способы проверки топливной системы, а также поговорим о критериях выбора отдельных компонентов для замены.

Про форсунки

Распространенным и одновременно ошибочным мнением является то, что форсунки необходимо выбирать исходя из той мощности, которую может иметь двигатель. Можно встретить утверждения, что стандартных штатных форсунок на той или иной модели авто хватает только до условных 130 сил, других форсунок на этом же типе мотора уже до 160 сил и т.д. Такие заявления часто встречаются на просторах сети Интернет, обсуждаются на различных тематических форумах. Необходимо учесть, что замеры мощности на динамометрическом стенде (диностенде) никак не могут прямо указать на то, что производительности форсунок оказалось двигателю достаточно или имеется явная нехватка такой производительности.

Отмечены такие случаи, когда форсированные и предположительно исправные моторы после относительно непродолжительного движения (20-30 минут) в режиме максимальной скорости по трассе неожиданно отказывали. Эти же двигатели во время непродолжительных заездов до этого могли пройти без всяких сбоев 10, 20 и более тысяч км. Вскрытие таких агрегатов наглядно демонстрировало признаки обеднения смеси и наличие детонации. Изолятор на свече зажигания был белым, перегородки оказывались разрушенными, имелись выбоины на вытеснителях.

Основной проблемой являлся тот факт, что производительности форсунок в таких двигателях уже было мало с самого начала. Дело в том, что даже резкие старты со светофора и движение в режиме городского потока на относительно небольшие короткие отрезки с максимальными оборотами на обедненной смеси все равно не могло существенно и заметно повлиять на двигатель. Мотор очень недолго находился в подобных режимах, а элементы камеры сгорания успевали попросту остыть в промежуточный момент переключения.  Это и позволяло мотору ходить несколько десятков тысяч километров.

Выезды же на трассу в режиме «педаль в пол» и продолжительные заезды на максимальных оборотах для такого двигателя оказывались губительными. Дополнительным фактором становились также возможные внешние погодные условия, которым не уделили должного внимания при настройке тюнингового ДВС. К таким факторам для примера можно отнести похолодание, что привело к увеличению плотности воздуха и обеднению смеси. Конечным результатом стал выход двигателя из строя. Для исключения подобных негативных последствий крайне важно знать основные критерии при выборе форсунок.

Инжекторные форсунки всегда необходимо подбирать только с учетом запаса производительности. Такой подход является надежной гарантией того, что любые изменения естественных погодных условий не повлияют на количество необходимого топлива, которое поступает в двигатель. Запас по производительности позволяет исключить фактор нехватки топлива при засорении системы топливоподачи. Только форсунки с запасом обеспечивают достаточное количество топлива на всех режимах работы силовой установки.

Производительность форсунки определяется по  соотношению объема двигателя, эффективности процесса сгорания смеси и других процессов в двигателе, оборотов  максимальной мощности агрегата. К этому утверждению можно добавить, что роторный двигатель требует на 20-30% более производительных форсунок при одинаковых мощностных показателях сравнительно с аналогичными форсунками для поршневого мотора. Рабочий процесс в двигателе Ванкеля имеет меньшую эффективность, наполнение воздухом в роторных моторах зачастую находится на заметно более высоком уровне.

Лучшим способом  правильного подбора форсунок становится детальная консультация с настройщиками. Квалифицированные специалисты, которые настраивают силовые агрегаты, отлично представляют себе те требования по количеству топлива, которые будут необходимы для ДВС той или иной конфигурации.

При самостоятельной настройке двигателя самым распространенным и простым способом выбрать форсунки является определение максимального расхода воздуха силовым агрегатом. Для решения этой задачи вполне подойдет диагностическая программа любого типа.  Нужно попросту снять лог разгона автомобиля при включенной 3-й передаче. Обратите внимание на пиковый показатель значения массового расхода воздуха, который выражается в килограммах в час.

Подсчитываем производительность форсунок

Отличным примером может послужить двигатель ВАЗ 2112 после небольшого тюнинга. Для такого двигателя увеличили рабочий объем, а  максимальный показатель расхода  воздуха после замеров  составил 320кг/ч. Указанный агрегат в режиме максимальной мощности потребует состав смеси  на отметке около 12.5. Коэффициент запаса производительности форсунок должен быть не менее 1.1. Количество таких форсунок равно числу цилиндров двигателя (4). Теперь можно вычислить необходимую производительность:

320кг/ч / 4 форсунки / 12.5 * 1.1 * 1000 г / 60 мин  = 117 г/мин.

Справочник фирмы Bosch указывает, что производительность стандартных форсунок ВАЗ имеет отметку в 103. 5 г/мин. Если учитывать плотность бензина  на отметке в 0.75, тогда показатель составляет 137 см3/мин. Указанные данные явно демонстрируют, что для форсированного мотора таких форсунок будет недостаточно. Другой доступной в каталоге модификацией форсунок Bosch являются форсунки от модели ГАЗ «Волга». Их производительность составляет 150 г/мин. Для такового тюнингового двигателя от ВАЗ именно эти форсунки условно станут оптимально правильным выбором, так как в полной мере смогут удовлетворить потребность агрегата на всех режимах работы и обеспечат необходимый запас по топливу.

Несколько слов о турбо моторах

Если говорить о моторах, имеющих турбонаддув, тогда критерии подбора форсунок для таких агрегатов будут отличаться от атмосферных силовых установок. Для примера условно возьмем состав смеси 11.5 и коэффициент запаса 1.15. Получаем 950кгч / 4 / 11.5 * 1.15 * 1000 / 60 = 395 г/мин. Этот результат равен 527 см3/мин.

Рекомендуем также прочесть статью о турбокомпрессоре. Из этой статьи вы узнаете об устройстве системы нагнетания воздуха в цилиндры под давлением, познакомитесь с особенностями эксплуатации турбобензиновых и турбодизельных двигателей.

Подобрать форсунки для такого двигателя становится не самой простой задачей. В каталоге фирмы Бош максимальная производительность форсунок от Ford составляет 326.8 г/мин. Этот показатель равен 435 см3/мин. По этой причине для таких высокофорсированных турбо двигателей задействуют форсунки от Subaru WRX STI или от аналогичных производительных моделей.

Недостатки  высокопроизводительных форсунок

На начальном этапе может сложиться впечатление, что чем больше форсунки, тем лучше для мотора во всех отношениях. Давайте разбираться в этом вопросе. Любые инжекторные форсунки имеют два наиболее важных параметра. Под такими параметрами понимаются динамический и линейный диапазон.

Динамический диапазон представляет собой диапазон интервалов впрыска. В таком временном диапазоне форсунка способна осуществлять  подачу топлива. Данный показатель зачастую характеризуется понятием «минимальное время впрыска топлива». Под этим определением стоит понимать время открытия клапана форсунки. В верхней части нагрузки динамический диапазон ничем не ограничен, так как топливная форсунка на практике не может работать за пределами своего динамического диапазона. ЭБУ в процессе управления форсункой и топливоподачей обязательно учитывает эту особенность.

Линейный диапазон  является диапазоном времен впрыска. Характеристика, которая связывает подачу топлива форсункой с тем самым временем открытия форсунки, подчиняется линейному закону. Указанный диапазон берет начало от «минимального линейного времени впрыска». Этот показатель больше минимального времени открытия форсунки.

Кода подача топлива находится на пиковой отметке, тогда подобная нелинейность начинает проявляться при максимальном приближении к загрузке в 100% . Характеристика связана с временем закрытия форсунки. Другими словами, топливная инжекторная форсунка попросту не успевает закрыться до начала следующего цикла. Получается, что линейный диапазон намного более узкий сравнительно с диапазоном динамическим. Стоит заметить, что чем больше окажется форсунка, тем уже будут диапазоны ее работы. Сужение диапазонов вызывает ряд сложностей.

Примером может послужить регулирование топливоподачи и характеристик смеси посредством лямбда-зонда и средств корректировки ЭБУ. За основу для блока управления положены именно линейные законы подачи топлива. Это означает, что регулирование при помощи лямбда-зонда будет правильно  и корректно работать только при учете следующего:

На любых режимах работы мотора и при любых изменениях внешних условий и других дополнительных факторов, форсунка должна оставаться строго в линейном диапазоне.

Рассмотрим это утверждение на примере. Условно вернемся к двигателю в стоке 2112 и  подключим регулирование по лямбда-зонду.  Если значение минимального времени впрыска будет задано неверно, тогда двигатель заглохнет, либо произойдет подстройка под минимальное время, что повлечет срыв регулирования. Общий алгоритм будет неспособен обеднить смесь до нужных целевых значений подач на участке переключений.

Можно возразить, что современное программное обеспечение ЭБУ от альтернативных разработчиков учитывает эти нюансы, но практика все равно выявляет сложности. Что касается нелинейности при больших нагрузках, то данная характеристика особого влияния не имеет. Дело в том, что при возникновении таких существенных нагрузок  регулировка по лямбда-зонду отключается. Хотелось бы добавить, что при широкополосном лямбда-регулировании во всех без исключения режимах работы агрегата такого отключения не происходит, что еще более усугубляет проблему.

Если учитывать данные нюансы, тогда вполне логично  выбирать производительность форсунок с запасом больше только на 10-15% от того, что необходимо форсированному конкретному двигателю. Выбор нужного типа  инжекторной форсунки должен быть обусловлен не минимальным временем открытия, а максимально возможной шириной линейного диапазона.

Распыление горючего

Не менее важным параметром является и то качество, которое обеспечивает форсунка при  распылении топлива. Учитывать нужно и форму факела. Такая форма должна быть в обязательном порядке ориентирована на впускной клапан. Если говорить о качестве, тогда намного правильнее использовать те форсунки, которые обеспечивают лучшее распыление горючего. Качественный распыл оказывает огромное влияние на мощность силового агрегата и на расход бензина.

Вполне очевидно, что лучше распыляют топливо такие форсунки, которые при равном показателе производительности имеют большее количество отверстий. Высококачественные форсунки от Subaru WRX конструктивно получили 14 отверстий, другие форсунки могут иметь 4 таких отверстия, а некоторые форсунки могут и вовсе лить топливо сплошной струей.

Отмечен ряд случаев, когда одинаковые моторы на разных форсунках c одинаковой производительностью, но разным числом отверстий, демонстрировали разницу расхода до 5л на сотню километров. Лучшие показатели были у форсунок с большим числом отверстий и максимально качественным распылением и факелом. Такие форсунки стоят ощутимо дороже на начальном этапе, но последующая экономия на расходе топлива делает их выбор наиболее целесообразным, причем повышенная стоимость быстро компенсируется разницей в затратах на горючее при постоянно растущих ценах при заправках авто на АЗС.

Про топливный насос

В самом начале необходимо определить тот момент, когда штатного насоса уже не хватает для обеспечения двигателя необходимым количеством горючего для нормальной работы. Это происходит тогда, когда производительность инжекторных форсунок, установленных на ДВС, заметно возрастает. Подачи топлива штатным насосом в таком случае уже будет явно недостаточно.

Если рассмотреть стандартный и полностью исправный  насос, который устанавливается на модели ВАЗ, то такое устройство имеет показатель производительности на отметке в 60 литров/час.

Показатель противодавления составляет 300кпа. Далее мы можем вычислить те форсунки, с которыми он сможет нормально работать при учете того, что регулятор давления является стандартным:

60 / 60 мин * 1000 cм3 / 4 форсунки = 250 сс/мин, что равно 187.5 г/мин.

Вычисления показывают, что такой штатный бензонасос способен работать на достаточном уровне с форсунками 191.9г/мин. во многих конфигурациях. Если же использованы производительные форсунки, которые по своим показателям производительности оказываются выше, тогда топливный насос подлежит надлежащей замене на более производительный вариант.

Если говорить о турбокомпрессорном моторе, тогда замена штатного бензонасоса однозначно производится в обязательном порядке. Режимы работы под сильной нагрузкой для такого насоса являются препятствием для обеспечения необходимой двигателю подачи топлива на таких режимах.

Сильно форсированные до 200 и более л.с. атмосферные двигатели, которые имеют 4 дросселя системы впуска, заслуживают повышенного внимания. Силовые установки после такого тюнинга  являются такими агрегатами, которые закономерно не могут нормально работать со штатным насосом, имеющим стандартную производительность.

Для решения этой задачи можно воспользоваться продукцией различных фирм, которые выпускают производительные погружные или подвесные насосы, а также их элементы. Элементы могут быть совместимы со штатными корпусами стоковых насосов. Такие изделия способны развивать большее давление нулевой подачи сравнительно со стандартными. Топливный насос подбирают по критерию, аналогичному выбору форсунок. Речь идет о небольшом (около 10%) запасе по производительности насоса.

Обязательно учитывайте, что насос с большей производительностью обладает дополнительно большим показателем энергопотребления. В процессе установки такого высокопроизводительного насоса нужно знать, что в ряде случаев разъем для соединения автомобильной проводки с проводкой самого насоса начинает перегреваться. Может сильно нагреваться и провод бензонасоса, наблюдаются случаи перегорания предохранителя.

При установке бензонасоса с повышенной производительностью, к которым можно заслуженно отнести Walbro, а также насосы от Subaru WRX и т.п, необходимо увеличивать сечение провода от реле бензонасоса до самого насоса минимум в 2 раза.

Новый предохранитель для такого бензонасоса должен иметь характеристику в 15А. Обязательно стоит изучить в специальных источниках информацию касательно зависимости потребления тока (Амперы) для различных моделей тюнинговых насосов в зависимости от противодавления (бары) в топливной рейке (рампе).

Как проверить производительность топливного насоса?

Для качественной проверки показателей производительности насоса существует 2  способа:

  • К первому можно отнести оценку давления топлива в рампе в режиме движения при большой подаче топлива.
  • Ко второму относят непосредственное измерение производительности насоса при учете того противодавления, которое создает регулятор давления.

Стоит отметить, что второй способ является более точным и простым. Показатели производительности топливного насоса требуют тщательной проверки при возникновении любых подозрений по поводу потенциальных или явных проблем с системой подачи топлива. Такие проверки производительности  жизненно необходимо осуществлять сразу после замены топливных инжекторных форсунок или замены самого бензонасоса.

Провести замеры нужно и тогда, когда  планируется настройка исполняющей программы ЭБУ. Все это делается для того, чтобы иметь возможность сразу выявить или исключить проблемы по совместимости компонентов, по настройке электронного управления и т.д.  Экономия времени достигается благодаря возможности выявить осложнения на раннем этапе. Необходимо немедленно заменить те компоненты топливной системы, которые при проверке оказались неисправными или не соответствуют требованиям, которые выдвигаются именно под Ваш конкретный двигатель.

Проверка на практике

Чтобы осуществить проверку по первому способу, указанному выше, Вам потребуется манометр. Указанный манометр должен иметь длинный топливный шланг. Необходимой длиной можно считать отметку около 1.5 метров. Дальнейшим шагом становится подключение манометра к топливной рампе и его вывод на лобовое стекло или в область под стеклоочиститель. Это можно сделать через кромку крышки моторного отсека.

Затем нужно включить зажигание, показания уже подключенного манометра приблизительно должны указывать на 300-380кПа, что будет зависеть от регулятора. Исследуйте все трубки и соединения на предмет течи и проверьте целостность. Если таковых отклонений выявлено не было, тогда полностью запускайте мотор. После этого необходимо  произвести легкий старт, затем включить 3-ю передачу и нажать педаль газа до упора. Не отпуская педали газа и не меняя передачи, разгоняем машину до тех оборотов, пока не произойдет отсечка.

Когда обороты будут находиться в пределах указанной отсечки, нужно осуществить контроль над тем, как ведет себя стрелка-указатель на манометре. Показатель давления на манометре должен быть все теми же 300-380кПа, которые были отмечены на заглушенном моторе. Если заметно падение давления в пиковых режимах перед отсечкой, то это свидетельствует о проблемах в системе топливоподачи, которые нужно устранять. К таким проблемам можно отнести сетку бензонасоса, сам топливный насос, пережатую магистраль подачи топлива и т.д.

Второй способ проверки предпочтительнее по ряду причин. Главный плюс состоит в том, что нет никакой необходимости выезжать и разгонять автомобиль. Преимущества для машины вполне очевидны, ведь двигатель еще может быть не до конца настроен, а также может быть и вовсе не обкатан после использования в его обновленной конструкции тюнинговых элементов.

Для проверки берем заготовленную емкость на 5 литров. Неплохо подойдет простая тара для разлива питьевой воды. Следующим участником теста станет секундомер, который есть в большинстве электронных мобильных устройств. Завершают список оборудования для проверки 2 гаечных ключа (ключи на 17 или другие).

Обратите внимание, что такой способ проверки можно применить только на тех авто, где регулятор давления устанавливается в топливной рампе по классической схеме. Также должна обязательно присутствовать так называемая «обратка» (обраткой называют магистраль, по которой излишки топлива возвращаются обратно в бак  с топливом).

Возьмите заготовленные заранее 2 гаечных ключа и ослабьте с их помощью соединение на обратной магистрали. Такое соединение может находиться в середине моторного щита над рейкой, слева от вакуумного усилителя или конструктивно в другом месте. Для облегчения поисков проследите следование обратной магистрали от регулятора до той точки, где осуществлен переход на кузов,  а далее произведите разъединение в том месте.

На трубке может быть уплотнительное кольцо из резины, которое нужно сохранить для последующей обратной установки. Резиновый шланг, который будет вероятно еще иметь и гайку, нужно опустить в пустую и сухую емкость, о которой мы уже говорили выше.  Далее необходимо снять пластиковый кожух или другие элементы, а затем  обнаружить реле бензонасоса. Определить реле можно по темно-серому или проводу другого цвета внушительной толщины, который подходит к контактной группе. Указанное реле после обнаружения необходимо извлечь и замкнуть его контакты при помощи перемычки.

Наличие диагностической программы и ноутбука позволяет осуществлять управление и контроль за бензонасосом с помощью софта и оборудования, что исключает разбор панелей, снятие кожухов и т.д. С началом течи бензина в емкость нужно запустить секундомер. Когда наберется 5 литров бензина, тогда секундомер нужно отключить, затем отключить и топливный насос. Теперь вы можете на основе полученных данных рассчитать производительность имеющейся системы подачи топлива.

Представим, что 5 литров условно набралось за 5 минут, что означает 1 литр в минуту или 1000cc/min. Такой показатель соответствует исправному штатному бензонасосу. Далее полученную цифру нужно разделить на то количество топливных форсунок, которое установлено. В нашем случае это: 1000/4 =250cc/min на одну форсунку. Главной задачей этого теста является  то, что он позволяет выявить исправность системы топливоподачи и правильность подбора компонентов.

Если подача установленных инжекторных форсунок меньше, чем та подача от бензонасоса, которая измерялась при противодавлении регулятора, тогда можно говорить об отсутствии проблем. Если же результаты неудовлетворительные, тогда причиной тому снова могут быть топливопроводящие магистрали, бензиновый насос или фильтрующая сетка.

Те двигатели, которые оборудованы турбокомпрессором, тестировать по второму способу сложнее. Сложность состоит в том, что дополнительно потребуется источник для создания избыточного давления. Для этой цели подойдет автомобильный компрессор для подкачки колес. Вторым необходимым дополнительным элементом станет ресивер. С такой задачей справится резиновая колесная камера или запасное колесо.

Ресивер-камеру нужно накачать до такого давления, которое планируется в дальнейшем подавать от турбокомпрессора. Наиболее часто это цифры на отметке от 0.7-1.5bar.  Для проведения тестовых испытаний потребуется соединить ресивер при помощи шланга с входом регулятора давления топлива на топливной рампе. Это позволит обеспечить на мембране регулятора необходимый избыток давления. В процессе проведения теста нужно удостовериться в герметичности всех соединений.

Правильно эксплуатируем топливный насос

Как показывает опыт и практика, с топливным насосом и при условии правильной его эксплуатации намного меньше проблем, чем с его сеткой на входе. Если вдруг Вы отметили, что появились шумы или посторонние звуки в процессе работы насоса, тогда необходимо немедленно провести тесты его производительности теми способами, которые мы описали выше, или же обратиться за помощью к специалистам.

Если диагностировано существенное снижение производительности без видимых причин, тогда стоит заменить фильтрующий элемент-сетку на входе в топливный насос. Используйте только оригинальные сетки, которые поставляются в комплекте с тюнинговым насосом. Еще подойдут сетки от сторонних моделей авто с высокой мощностью. Остерегайтесь подделок, коими являются 95% сеток, доступных в розничных сетях. Производить установку таких сеток с высокопроизводительными насосами настоятельно не рекомендуется.

Как регуляторы давления  влияют на показатели производительности

Влияние регуляторов давления на производительность форсунок и топливных насосов достаточно велико. Для примера можем рассмотреть стандартный регулятор давления в топливной рейке ВАЗ. Такой регулятор рассчитан на давление в 300кПа.

Можно найти в продаже тюнинговую версию такого регулятора ВАЗ,  но уже рассчитанного на давление в 380 кПа. От штатной версии он отличается тем, что там установлена другая пружина. Другие виды регуляторов могут быть оборудованы винтом, который позволяет осуществлять микроподстройку давления регулятора. Допускается коррекция в очень ограниченных рамках, которые не превышают 1-2%. На многих автомобилях иностранного производства регуляторы  давления имеют показатель в 400кПа.

Для тюнинга топливной системы это интересно тем, что повышение давления в топливной рейке позволяет добиться прироста в показателях производительности топливных форсунок. Обычно производительность форсунок в различных каталогах указана в миллиграммах в минуту при определенном давлении регулятора.

При всех кажущихся очевидными плюсах сильно обольщаться заранее не стоит. Нужно помнить, что увеличение давления способно повлечь изменения в форме факела топливного впрыска и негативно повлиять на общий ресурс и срок службы бензонасоса. Повышение противодавления в топливной рейке автоматически уменьшает подачу топлива насосом. Так что использовать замену регулятора давления лучше только в особых случаях. Некоторые конфигурации тюнингового мотора диктуют такие условия, когда использование нестандартного регулятора давления и вовсе лишено всякого смысла.

Если Вы установили тюинговые форсунки в паре со стандартным насосом, но производительности форсунок мало, тогда лучше сразу меняйте бензонасос на более производительный аналог, а не пытайтесь поднять давление в рейке манипуляциями с регулятором. Только с заменой регулятора проблема не исчезнет. Внимательно изучите вопрос зависимости подачи топлива различными бензонасосами от противодавления.

Атмосферный мотор имеет такое противодавление, которое равно давлению регулятора. Моторы с турбокомпрессором имеют противодавление, которое равно сумме давления регулятора и давления избытка. Условное использование регулятора давления на 300кПа в конструкции мотора с турбокомпрессором потребует пересчета производительности топливных насосов 165 и 255 л/ч. как 120 и 240 л.ч.

В турбо моторах, а так же в паре со старыми насосами, крайне не рекомендовано использовать регуляторы более 300кПа. Использование таких регуляторов  будет означать создание очень больших нагрузок на насос и топливную систему автомобиля в целом. Для справки можно добавить, что многие иномарки с турбиной имеют регуляторы с показателем в 250кПа.

Проверяем топливную систему на герметичность и анализируем потребление тока бензонасосом

Если имели место любые вмешательства в топливную систему, особенно в те элементы, которые отвечают за подачу топлива, тогда обязательной необходимостью является безотлагательная проверка герметичности такой системы. Проверять топливную систему нужно после замены форсунок и/или бензонасоса, а также других элементов. С особой тщательностью нужно проводить проверку после замены бензонасоса на более мощный.

Для проверки заведите мотор и начните проводить поэтапный визуальный осмотр всех соединений и топливных магистралей на предмет утечки горючего и целостности элементов. Малейшая утечка топлива и даже появление стойкого запаха бензина уже являются недопустимыми. Необходимо выявить проблемные места и устранить течи и другие неприятности при их обнаружении.

Если Вы не обнаружили утечек, тогда пережмите резиновый шланг «обратки». Осуществить эту процедуру очень просто.  Пригласите помощника, а далее дросселем  создайте чуть более высокие обороты сравнительно с режимом холостого хода. Натяните шланг и сложите его так, чтобы сложенная часть стала похожа на литеру Z. Пережмите сложенный таким образом шланг в ладони. Продолжайте удерживать шланг в пережатом состоянии и попросите помощника произвести повторный осмотр всех соединений топливной системы, ее шлангов, элементов и магистралей. При обнаружении утечек немедленно их устраняйте.

Замена топливного насоса потребует тщательной проверки всех электрических контактов и проводки на предмет перегрева в режиме теста с пережатым шлангом и в других режимах работы мотора. Те случаи, когда выявлен такой излишний  нагрев, означают замену разъемов и/или элементов проводки на провод с большим сечением.

Что в сухом остатке

Как Вы уже наглядно убедились, тюнинг топливно-воздушной системы является вполне реальной процедурой с высокой результативностью только тогда, когда итоговая мощность мотора существенно повышена. Перенастройки и изменения в конструкции топливной системы не ограничиваются заменой только форсунок и бензонасоса, а подразумевают целый комплекс операций для правильной работы всех систем и общего увеличения мощностных характеристик двигателя.

На основе данной статьи видно, что для «штатных» ДВС замена ряда элементов топливной системы не имеет никакого смысла. Что касается распространенного приема по замене воздушного фильтра на фильтр нулевого сопротивления для моторов в полном стоке, то с учетом отечественных реалий от такого тюнинга может быть больше вреда, чем ощутимой пользы.

Доказательством являются многочисленные отзывы о негативных последствиях такого решения. В двигатель через «нулевик», особенно летом и при обычной эксплуатации в городе или на проселочных дорогах, попадает намного больше пыли и грязи, которая в изобилии присутствует на пыльных обочинах.

Намного более частая замена такого фильтра дополнительно ставит целесообразность его установки на обычный автомобиль под большое сомнение. Для стоковых машин прирост мощности после установки «нулевика» скорее просто желание самого владельца почувствовать какие-либо улучшения. А кто ищет, тот всегда найдет, хотя в реальности это может быть далеко не так.

Хотелось бы добавить, что подходить к вопросу тюнинга нужно уверенно, ответственно и с полным пониманием процесса. Настоящий энтузиазм и грамотный тюнинг обязательно позволят смело и без поломок крутить Ваши мощные форсированные моторы  сотни тысяч километров в любых режимах!

Как работает система подачи топлива?

Практически все известные системы питания двигателя топливом имеют общие комплектующие характеристики.

Система подачи топлива характеризуется функциональной задачей, которая заключается в том, чтобы обеспечить поступление горючей смеси из бензобака, способствовать дальнейшей фильтрации и образованию кислородно-топливной смеси для её транспортировки к моторным цилиндрам. В прошлом веке большой популярностью пользовались карбюраторные системы, однако, сейчас их заменили более современные аналоги инжекторного типа. Известен и третий вид системы – моновпрыск, преимущество которого заключается лишь в возможности сокращения топливного расхода. Рассмотри особенности и принципы работы современного аналога.

Топливная система

Положения, объединяющие все виды систем

Практически все известные системы питания двигателя топливом имеют общие комплектующие характеристики. Принципиальные отличия открываются на этапе смесеобразования. Система подачи топлива включает:

  • Топливный бак. Представлена компактным изделием, которое в своем составе имеет насос и фильтр для очистки от механических частиц. Основное назначение заключается в хранении топливной смеси.
  • Топливопроводы. Представлены комплексом шланг и трубок, которые отвечают за перемещение горючего из бака к системе смесеобразования.
  • Агрегат смесеобразования. Примером здесь будет инжектор. Его функциональная задача заключается в получении эмульсии и её дальнейшей транспортировки в такт работы двигателя.
  • Блок управления системой смесеобразования. Его установка предусмотрена исключительно для двигателей инжекторного типа. Это обусловливается требуемым контролем датчиков, форсунок и клапанов.
  • Топливный насос. На практике чаще всего встречаются погружные образцы, которые имеют вид электродвигателя небольшой мощности, прикрепленного к жидкостному насосу. Горючее выступает в роли смазочного материала. Многие не принимают во внимание тот факт, что применение топливного насоса с объемом горючего менее 5л на протяжении длительного периода ускоряет процесс выходу из строя самого электродвигателя.
Система подачи топлива

Процесс смесеобразования для инжектора

Двигатели инжекторного образца характеризуются размещением топливного насоса в топливном баке. Взамен карбюратора здесь используется линейка с форсунками. Владельцы легковых автомобилей в качестве топлива чаще всего используют бензин.

На отечественных просторах нефтеперерабатывающей промышленности снабжение автомобилистов бензином представлено следующими сортами: А76, А92, А95, А98. Расшифровка буквы «А» говорит о том, что этот бензин для автомобилей. Число, стоящее рядом с буквой, соответствует характеристике его октанового числа. Этот показатель отвечает за определение детонационной стойкости горючей смеси двигателя внутреннего сгорания. Непосредственно цифры отображают антидетонационную стойкость бензина, чем выше число которых, тем и выше его свойство стойкости.

Преследуя цель повысить антидетонационные свойства бензина, с ним смешивают этиловую жидкость. Полученную смесь именуют этилированной, ей характерен красноватый цвет.

Автомобили с бензином, имеющий катализатор, не предусматривает использование подобной смеси, так как этилированный бензин разрушает его. Двигатели дизельного образца в качестве этого показателя ориентируются на цетановое число.

Теоретические стандарты свидетельствуют о том, что полное сгорание 1 кг топлива требует около 15 кг воздуха. Смесь в таком соотношении характеризуется нормальной горючей стандартизацией. На практике работа двигателя основывается на обедненной, либо на обогащенной смеси.

Вариант обедненной горючей смеси представлен соотношением: 1 кг топлива/16–17 кг воздуха. Свойства сгорания у неё хорошие, которые в состоянии обеспечить работу мотор на небольших и средних нагрузках, и наибольшей экономией горючего материала. Вариант обогащенной горючей смеси представлен соотношением: 1 кг топлива/12–13 кг воздуха. Свойство сгорания у неё намного лучше, однако, показатель экономичности ниже. Моторная работа на такой смеси обеспечивает развитие наибольшей мощности, благодаря чему ее именуют мощностной смесью.

Известны также варианты:

  • богатой горючей смеси, соотношение которой имеет вид 1 кг топлива/˂12 кг воздуха,;
  • бедной смеси, соотношение которой имеет вид: 1 кг топлива/˃17 кг воздуха.

Свойства сгорания этих смесей медлительные, и обеспечить двигатель достаточной мощностью они не в состоянии. Эти характеристики ограничивают их применение для питания системы. Исключением выступает этап пуска и прогрева мотора, которым необходима богатая смесь.

Система питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214 Нива

Функциональное назначение системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214 на автомобиле Лада 4х4, это обеспечение подачи необходимого количества топлива в двигатель на всех рабочих режимах. Инжекторный двигатель ВАЗ-21214 оборудован электронной системой управления двигателем с распределенным впрыском топлива.

Система питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214 на Лада 4х4, устройство, конструкция, принцип действия, схемы, наименования и каталожные номера деталей.

В состав системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214 входят элементы следующих систем:

Системы подачи топлива, включающей в себя:

— Топливный бак.
— Электробензонасос.
— Трубопроводы и шланги.
— Топливную рампу с форсунками и регулятором давления топлива.
— Фильтр тонкой очистки топлива.

Системы воздухоподачи, состоящей из:

— Воздушного фильтра.
— Воздухоподающего патрубка.
— Дроссельного узла.

Системы улавливания паров топлива, в которую входят:

— Адсорбер.
— Соединительные трубопроводы.

Схема системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214 на автомобиле Лада 4х4.

В системе распределенного впрыска топлива функции смесеобразования и дозирования подачи топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя разделены. Форсунки осуществляют дозированный впрыск топлива во впускную трубу, а необходимое в каждый момент работы двигателя количество воздуха подается системой, состоящей из дроссельного узла и регулятора холостого хода.

Такой способ управления дает возможность обеспечивать оптимальный состав горючей смеси в каждый конкретный момент работы двигателя, что позволяет получить максимальную мощность при минимально возможном расходе топлива и низкой токсичности отработавших газов. Управляет системой впрыска топлива и системой зажигания электронный блок управления двигателем. Непрерывно контролирующий с помощью соответствующих датчиков:

— Нагрузку и тепловое состояние двигателя.
— Скорость движения автомобиля.
— Оптимальность процесса сгорания в цилиндрах двигателя.

Работа системы распределенного впрыска топлива инжекторного двигателя ВАЗ-21214 на автомобиле Лада 4х4.

Особенности конструкции системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214-30 Евро-3 и ВАЗ-21214 Евро-2.

В 2009 году на автомобили Лада 4х4 начали устанавливать несколько измененные системы питания, выпуска отработавших газов, улавливания паров топлива, удовлетворяющие требованиям норм токсичности Евро-3. Модернизированный двигатель получил обозначение ВАЗ-21214-30.

Система питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214-30 Евро-3 конструктивно аналогична системе питания двигателя ВАЗ-21214 Евро-2, но отличается измененной компоновкой некоторых элементов и модернизированными креплениями топливных шлангов.

Топливный бак системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214.

Топливный бак состоит из двух стальных штампованных частей, сваренных между собой. Установлен в углублении пола под задним сиденьем. Бак прикреплен к кузову болтами и закрыт сверху металлической крышкой.

Наливная труба соединена с баком двумя бензостойкими резиновыми шлангами. Толстый шланг служит для заливки топлива. Тонкий — для отвода воздуха, вытесняемого из бака при его заправке топливом. Шланги закреплены хомутами. В пробку заливной горловины встроены впускной и выпускной клапаны. Они предотвращают деформацию бака при изменении давления внутри него.

В верхней части топливного бака установлен электрический топливный насос, объединенный с датчиком уровня топлива. Из насоса топливо подается в топливный фильтр, установленный в моторном отсеке. И оттуда поступает в топливную рампу двигателя, закрепленную на впускной трубе двигателя. Из топливной рампы топливо впрыскивается форсунками во впускную трубу. Излишки топлива через регулятор давления топлива, установленный на заднем конце топливной рампы, сливаются в топливный бак.

Наименования, каталожные номера и применяемость деталей топливного бака автомобиля ВАЗ-21214-20 Лада 4х4.

Наименования, каталожные номера и применяемость деталей топливных трубопроводов автомобиля ВАЗ-21214-20 Лада 4х4.

Топливный модуль.

Установлен в топливном баке. Включает в себя электрический топливный насос и датчик указателя уровня топлива. Для грубой очистки топлива на входе модуля имеется сетчатый фильтр, защищающий подшипниковые узлы и коллектор насоса от абразивных частиц, содержащихся в топливе. Для доступа к топливному модулю под подушкой заднего сиденья необходимо снять крышку отсека топливного бака. Уровень топлива в баке определяется с помощью датчика указателя уровня топлива, закрепленного на топливном модуле.

Топливный насос системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214.

Погружной, с электроприводом, двухступенчатый, роторного типа. Насос обеспечивает подачу топлива и установлен в топливном модуле. Это снижает возможность образования паровых пробок, так как топливо подается под давлением, а не под действием разрежения. Насос включается с помощью реле по команде контроллера системы управления двигателем (при включенном зажигании).

От топливного насоса по шлангам и трубопроводам топливо подается под давлением более 284 кПа через топливный фильтр, расположенный под днищем автомобиля, к топливной рампе. Топливо, проходя через насос во время его работы, смазывает и охлаждает его.

Топливный фильтр тонкой очистки системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214.

Встроен в подающую магистраль между электробензонасосом и топливной рампой и установлен в моторном отсеке на левом переднем брызговике под запасным колесом. Фильтр не разборный, со стальным корпусом и бумажным фильтрующим элементом. На корпус фильтра нанесена стрелка, которая должна совпадать с направлением движения топлива.

Топливная рампа форсунок.

Представляет собой полую планку с установленными на ней форсунками и регулятором давления топлива. Рампа форсунок закреплена на впускной трубе двумя винтами. На заднем конце рампы находится клапан для контроля давления топлива, закрытый резьбовой пробкой, и регулятор давления.

Последний изменяет давление в топливной рампе в пределах от 3,0 до 3,2 бар (3,0-3,2 кгс/см2) в зависимости от разрежения в ресивере, поддерживая постоянный перепад давления между ними. Это необходимо для точного дозирования топлива форсунками. Топливо под давлением подается во внутреннюю полость рампы, а оттуда через форсунки во впускную трубу.

Наименования, каталожные номера и применяемость деталей топливной рампы, форсунок и регулятора давления автомобиля ВАЗ-21214-20 и ВАЗ-2131-41 Лада 4х4.

Топливная электромагнитная форсунка.

Форсунка представляет собой электромеханический клапан, в котором игла запорного клапана прижата к седлу пружиной. На выходе форсунки выполнен распылитель, через который топливо впрыскивается во впускные каналы. Управляет работой форсунок контроллер.

При подаче электрического импульса от блока управления на обмотку электромагнита игла поднимается и открывает отверстие распылителя. Через которое топливо подается во впускную трубу двигателя. Количество топлива, впрыскиваемое форсункой, зависит от длительности электрическою импульса.

Форсунки уплотняются в рампе и впускной трубе резиновыми кольцами и фиксируются на рампе металлическими скобами. При обрыве или замыкании обмотки форсунку следует заменить. Если форсунки засорились, их можно промыть без демонтажа на специальном стенде СТО.

Регулятор давления топлива.

Установлен на топливной рампе и предназначен для поддержания постоянного перепада давления между давлением воздуха во впускной трубе и давлением топлива в рампе. Регулятор состоит из клапана с диафрагмой, поджатого пружиной к седлу в корпусе регулятора. На работающем двигателе регулятор поддерживает давление в рампе форсунок в пределах 284-325 кПа.

Под действием пружины клапан закрыт. Диафрагма делит полость регулятора на две изолированные камеры, топливную и воздушную. Воздушная соединена вакуумным шлангом с ресивером, а топливная — непосредственно с полостью рампы. При работе двигателя разрежение, преодолевая сопротивление пружины, стремится втянуть диафрагму и открыть клапан.

С другой стороны на диафрагму давит топливо, также сжимая пружину. В результате клапан открывается, перепуская некоторое количество топлива через сливной трубопровод обратно в бак. При нажатии на педаль газа, дроссельный узел открывает заслонку. Разрежение за дроссельной заслонкой уменьшается, диафрагма под действием пружины прикрывает клапан и давление топлива возрастает.

Если же дроссельная заслонка закрыта, разрежение за ней максимально, диафрагма сильнее оттягивает клапан. Давление топлива снижается. Перепад давлений, задаваемый жесткостью пружины и размерами отверстия клапана, регулировке не подлежит. Регулятор давления не разборный, при выходе из строя его заменяют.

Воздушный фильтр системы питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214.

Воздух подводится к дроссельному узлу двигателя через воздухозаборник, воздушный фильтр и гофрированный резиновый рукав. Воздушный фильтр установлен в правой части моторного отсека на трех резиновых опорах. Фильтрующий элемент бумажный, плоский, с большой площадью фильтрующей поверхности. Фильтр соединен с дроссельным узлом воздухоподводящим патрубком. Между патрубком и фильтром установлен датчик массового расхода воздуха.

Наименования, каталожные номера и применяемость деталей воздушного фильтра автомобиля ВАЗ-21214-20 и ВАЗ-2131-41 Лада 4х4.

Наименования, каталожные номера и применяемость деталей системы подачи воздуха автомобиля ВАЗ-21214-20 и ВАЗ-2131-41 Лада 4х4.

Дроссельный узел.

Закреплен на впускном коллекторе. Представляет собой корпус дроссельной заслонки (с выполненными в нем каналами), на котором установлен блок управления дроссельной заслонкой. В данной конструкции отсутствует механическая связь педали «газа» и дроссельной заслонки. Заслонка открывается на требуемый угол по сигналу контроллера, который в свою очередь получает входной сигнал от датчика положения педали «газа».

Дроссельный узел дозирует количество воздуха, поступающего во впускную трубу. В проточной части дроссельного патрубка (перед дроссельной заслонкой и за ней) находятся отверстия отбора разрежения. Необходимые для работы системы вентиляции картера и адсорбера системы улавливания паров бензина.

Наименования, каталожные номера и применяемость деталей дроссельного патрубка автомобиля ВАЗ-21214-20 и ВАЗ-2131-41 Лада 4х4.

Регулятор холостого хода.

Регулирует частоту вращения коленчатого вала на режиме холостого хода. Управляя количеством подаваемого воздуха в обход закрытой дроссельной заслонки. Он состоит из двухполюсного шагового электродвигателя и соединенного с ним конусного клапана. Клапан выдвигается или убирается по сигналам контроллера.

Когда игла регулятора полностью выдвинута (что соответствует 0 шагов), клапан полностью перекрывает проход воздуха. Когда игла задвигается, то обеспечивается расход воздуха, пропорциональный количеству шагов отхода иглы от седла.

Диагностика топливной системы инжекторного двигателя ВАЗ

Топливная система впрыскового двигателя редко беспокоит автовладельца. Но если что случится, поиск неисправности может потребовать и сил, и времени. Особенно если водитель не обладает необходимыми навыками… и хватается то за одно, то за другое. Между тем в топливной системе все достаточно просто и логично. «Пройдемся» по ней? Начнем с электробензонасоса, который, как известно, должен подавать топливо из бака к двигателю под достаточным давлением. Отказ насоса — остановка двигателя.

Итак, включаем зажигание, но не пускаем двигатель сразу. Насос зажужжал и через несколько секунд, подняв давление топлива в рампе, смолк: он ждет команды с контроллера (будет хозяин пускать мотор или нет?). При включении стартера все пойдет своим чередом, начнется процесс запуска…

Но бывает, что в ответ на включение зажигания — полная тишина: насос не работает! Тут первым проверяем его предохранитель. На автомобилях «восьмого» семейства он справа в нижней части панели приборов, рядом с колодкой диагностики. Чтобы добраться до предохранителя, надо снять защитный кожух. На «десятках» же предохранитель — под консолью панели приборов, возле контроллера.

Случается, что предохранитель цел, а насос все равно не работает. Тогда проверим, доходит ли до него электропитание, нет ли обрыва цепи. Если доходит, значит, не в порядке насос.

Подобраться к электроразъему насоса — минутное дело: высадить пассажиров, откинуть заднее сиденье и выкрутить пару винтов крепления лючка. Отключаем разъем — и проверяем, включив зажигание, есть ли напряжение на фишке жгута. Есть? Неисправен насос. Нет? Нужно искать обрыв в цепи. Чтобы избавиться от всяких сомнений, теперь можно, не включая зажигания, подать «плюс» с аккумулятора на контакт «G» колодки диагностики. Появилось напряжение на разъеме — все в порядке, нет — неисправна цепь между колодкой и разъемом. Увериться в исправности насоса можно, подав на него «плюс» напрямую от аккумулятора. Зажужжал — значит, не виноват.

А неработающий нужно снимать — для замены или ремонта (если найдете, где). На «десятке» лючок большой — вопросов не возникнет, нужен лишь ключ-головка «на 7». Хуже с впрысковыми «самарами», на которых лючок маленький — еще от карбюраторных времен. Насос не пройдет — придется сначала снять бензобак (в ЗР № 12 за 2000 год рассказано, как увеличить этот лючок).

Но бывает и так, что работающий насос не обеспечивает достаточного давления в рампе. Чтобы проверить давление, нужен подходящий манометр, а в топливных рампах вазовских двигателей для этого предусмотрен специальный штуцер. На восьмиклапанниках он расположен удобно, подключить к нему манометр просто (фото 1), а двухвальная головка 16-клапанника осложняет операцию — потребуется Г-образный переходник (фото 2). Хуже всего работать с «Нивой»: надо подключить манометр к топливной магистрали, так как штуцер спрятался за патрубками отопителя (фото 3).

Поэтому, надумав обзавестись манометром, не торопитесь тратиться на первый попавшийся — сначала узнайте у продавца о назначении прибора. Возможности у всех разные. Конечно, предпочтительнее манометр с несколькими переходниками (адаптерами) для различных двигателей, включая многие иномарки. Но это, скорее всего, для профессионала. Автолюбитель же, единожды померив давление в рампе, может обойтись и шинным манометром, не забыв, понятное дело, вывернуть золотник из штуцера рампы. Если прибор давно не проверяли, точность измерений может оказаться невысокой. С исправным насосом давление должно быть в пределах 284-325 кПа. После того как насос выключают, оно медленно падает (движение стрелки манометра незаметно для глаза).

Кроме давления, следует проверить расход топлива (производительность насоса). Для этого отсоединяем шланг слива топлива («обратку»), помещаем его в мерную емкость и включаем бензонасос. Расход должен быть не менее 0,5 л за 30 с. Если и этот тест пройден удачно — насос в порядке.

Часто недостаточное давление — результат засорения топливного фильтра, и прежде, чем снимать насос, нужно проверить, а если понадобится, заменить фильтр.

Если давление падает прямо на глазах, для поиска причины понадобится зажим или струбцина, чтобы пережать топливные шланги. Включим насос (см. рисунок), не запуская двигатель, и пережмем шланг 7 подающей магистрали возле рампы. Давление в ней стабилизировалось — значит, неисправен бензонасос или шланг, соединяющий его в баке с бензоприемником. Часто через поры, трещины в шланге часть бензина сливается в бак, иногда повреждаются и другие участки магистрали, поэтому постоянное внимание к ним не повредит.

А если и с пережатым шлангом 7 давление падает? Скорее всего, неисправность «по другую сторону» зажима — в регуляторе давления 3 или форсунках 8. Попробуем пережать теперь шланг слива 6. Если давление падать перестало — утечка в регуляторе. Имейте в виду, это — неразборная штука, понадобится замена. А когда и с пережатым шлангом 6 падает давление — значит, негерметичность в форсунках.

Найти виновных несложно: открутим винты крепления рампы и приподнимем ее, обнажая сопла форсунок. Включим бензонасос — негерметичные сразу себя выдадут каплями. Как быть в этом случае? Лучше заменить неисправные новыми, но порой промывка возвращает форсункам герметичность. Много ли при этом вы сэкономите (с учетом стоимости этой работы) — сомнительно. Раз уж сняли рампу, заодно проверим и «баланс» форсунок, попросту говоря, выясним, одинаково ли расходуется топливо через них за какой-то отрезок времени. Для этого поместим форсунку в мерную емкость и, подав «плюс» 12 В на контакт «G» диагностического разъема, включаем бензонасос. Сняв с форсунки разъем, на несколько секунд подключаем ее к аккумулятору. В «мензурке» скопится некоторое количество бензина. Повторив замеры для других форсунок, сравним производительность. Разброс не должен превышать 10%.

Чтобы закончить с этой частью системы, напомним, что регулятор, ответственный за постоянство давления, может поддерживать его как слишком низким, так и слишком высоким. В последнем случае отсоединим сливной шланг и погрузим в емкость. Давление нормализовалось — значит, остальная часть сливной магистрали засорена, ничего не изменилось — виноват регулятор. Придется заменить.

Неотъемлемая часть современного двигателя — система улавливания паров бензина. Главный ее элемент — адсорбер, расположенный в моторном отсеке (фото 4). Пары топлива поступают в адсорбер, а из него во впускной коллектор двигателя. Процессом управляет контроллер — регулирует степень продувки, подавая управляющие импульсы на электромагнитный клапан. Распространенная неисправность — негерметичность системы. В этом случае в салоне ощущается запах бензина. Прежде чем проверять электрическую часть, внимательно осмотрим адсорбер и все патрубки системы. Исправность клапана проверим, подав на него питание +12 В. Щелкнул — полный порядок.

Подведем итог. Хотя в топливную систему входит ряд компонентов, проверить ее несложно — важно понять принцип работы и запастись нужным инструментом.

Бензиновые системы прямого впрыска топлива

Концепция впрыска бензина непосредственно в цилиндры двигателя была изобретена шведским инженером Йонасом Хессельманом в 1925 году. Во время Второй мировой войны Германия начала оснащать некоторые свои истребители системой прямого впрыска топлива для предотвращения остановки двигателя. во время скоростных маневров в воздухе. После Второй мировой войны отечественные и импортные производители автомобилей обнаружили, что их попытки механического впрыска бензина непосредственно в цилиндры двигателя были крайне ограничены современными технологиями. Но, несмотря на ряд проблем, связанных с популярным внедрением системы непосредственного впрыска бензина (GDFI), кажется, что большинство ошибок было устранено, и концепция открыла двери для ряда эксплуатационных улучшений.

ИСТОРИЧЕСКАЯ ПЕРСПЕКТИВА
Большинство специалистов по запчастям помнят, что система впрыска дроссельной заслонки (TBI) была одной из первых отечественных систем впрыска топлива, появившихся на рынке. Основная идея TBI состоит в том, чтобы создать систему впрыска топлива, которая могла бы легко заменить карбюратор в существующих двигателях. Для TBI требовался простой компьютер, способный управлять одной или двумя топливными форсунками, распыляющими топливо непосредственно в поток воздуха, поступающий во впускной коллектор. Датчик положения дроссельной заслонки (TPS), датчик температуры охлаждающей жидкости (CTS), датчик абсолютного давления во впускном коллекторе (MAP) и датчик кислорода (O2) были основными датчиками, необходимыми для точного управления подачей топлива в двигатель. Топливо подавалось в двигатель топливным насосом в баке и регулировалось регулятором давления топлива, встроенным в узел TBI.

Несмотря на то, что TBI был чрезвычайно простым, капли топлива отделялись от воздушного потока по мере того, как всасываемый заряд следовал за изогнутыми внешними окружностями впускных каналов. Образовавшийся «влажный поток» или струя жидкого топлива по впускным каналам создавал неравномерное распределение топлива по цилиндрам двигателя.

Чтобы уменьшить расход жидкости и, таким образом, улучшить распределение топлива между цилиндрами, отечественные производители автомобилей внедрили многоточечный впрыск (MPI) на ограниченном количестве автомобилей более высокого класса. Поскольку федеральное правительство установило более строгие стандарты выбросов выхлопных газов и экономии топлива, MPI стала предпочтительной топливной системой для всех отечественных и импортных производителей. Для дальнейшего улучшения распределения топлива цикл впрыска топлива в конфигурациях MPI может быть синхронизирован с открытием впускного клапана двигателя, что еще больше снижает эффект влажного потока во впускных каналах и цилиндрах. К сожалению, распределение топлива внутри цилиндра имело тенденцию оставаться неравномерным, что приводило к незначительной неэффективности сгорания топлива от цилиндра к цилиндру.

ПРЯМОЙ ВПРЫСК ТОПЛИВА
Поскольку автопроизводители должны постоянно соответствовать более строгим федеральным стандартам выбросов выхлопных газов и корпоративной экономии топлива (CAFE), концепция непосредственного впрыска бензина была усовершенствована до такой степени, что эта некогда экзотическая технология теперь предлагается. на нескольких популярных транспортных платформах. Базовая конфигурация GDFI почти такая же, как у обычных систем MPI. Фактически, единственным видимым отличием может быть механический топливный насос высокого давления, установленный на одной из крышек верхнего распределительного вала двигателя.

Большинство систем GDFI включают обычный встроенный в бак модульный электрический топливный насос, который подает нормальное давление топлива на механический насос высокого давления, установленный на двигателе. Отдельный модуль топливного насоса также можно использовать для регулирования скорости и давления насоса в баке.

Давление топливного насоса высокого давления контролируется модулем управления силовым агрегатом (PCM) с помощью датчика и может регулироваться путем изменения объема топлива, поступающего на вход насоса. В то время как удельное давление варьируется в зависимости от различных транспортных средств, большинство насосов высокого давления способны создавать давление топлива не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм. Эти чрезвычайно высокие уровни давления топлива необходимы для преодоления давления сжатия и сгорания внутри цилиндра и для впрыска относительно большого объема топлива непосредственно в цилиндр за очень короткий промежуток времени.

В некоторых случаях купол поршня содержит углубление в форме пончика, которое формирует поступающее топливо в виде «тороидального» или круглого шлейфа. Когда двигатель работает в режиме обедненной смеси, тороидальный шлейф позволяет топливу сгорать с воздухом гораздо более контролируемым и эффективным образом.

Для систем GDFI требуются пьезоэлектрические топливные форсунки, способные быстро открывать игольчатые клапаны форсунок при давлении топлива более 2000 фунтов на квадратный дюйм. В отличие от обычных соленоидных топливных форсунок, в пьезоэлектрических топливных форсунках используется набор кристаллических пластин, которые расширяются при подаче электричества. Физическое расширение этих пластин заставляет игольчатый клапан открываться при чрезвычайно высоком давлении топлива. Пьезоэлектрические топливные форсунки работают очень быстро и точно, особенно при высоких оборотах двигателя и давлении топлива.

ПРЕИМУЩЕСТВА GDFI
Наиболее непосредственными преимуществами впрыска бензина непосредственно в цилиндр двигателя являются повышенная экономия топлива и мощность. Поскольку дополнительные функции, такие как изменение фаз газораспределения, изменяемая длина или «настроенные» впускные коллекторы и турбонаддув, могут повлиять на то, как GDFI используется в конкретных приложениях, я буду обсуждать следующие режимы работы GDFI в общих чертах.

Двигатель GDFI может работать в стехиометрическом режиме, на полной мощности и на обедненной смеси. В стехиометрическом режиме 14,7 единиц воздуха смешиваются с 1 единицей бензина (соотношение воздух/топливо 14,7:1) по весу, чтобы создать химически правильную реакцию, которая теоретически производит только углекислый газ (CO2) и воду (h3O). В режиме полной мощности соотношение воздух/топливо смешивается между 13:1 и 14:1 для достижения наибольшей мощности. Эта немного более богатая воздушно-топливная смесь снижает детонацию и смягчает другие проблемы, ограничивающие выходную мощность. Ультрабедная обедненная смесь включает в себя любое соотношение воздух/топливо выше стехиометрического соотношения 14,7:1. Точное сверхбедное соотношение воздух/топливо очень сильно зависит от применения автомобиля, но может превышать 50:1.

Стратегия работы с послойным впрыском топлива (FSI) также может использоваться для повышения экономии топлива. Стратифицированное соотношение воздух/топливо может быть создано путем впрыска обедненной воздушно-топливной смеси в цикл рабочего такта сразу после того, как происходит начальное «обогащенное» сгорание. Из-за различных эксплуатационных проблем, включая износ выпускного клапана, послойный цикл зарядки имеет ограниченное применение в большинстве приложений.

Непосредственный впрыск бензина также позволяет инженерам запускать двигатель, впрыскивая топливо в цилиндр, находящийся в состоянии покоя на рабочем такте. Топливо, впрыскиваемое в цилиндр, затем воспламеняется свечой зажигания, которая создает давление сгорания, толкающее поршень вниз. Следующий цилиндр в последовательности запуска берет на себя поддержание вращения коленчатого вала до тех пор, пока двигатель не достигнет скорости холостого хода.

Этот аспект GDFI позволяет инженерам управлять двигателем в микрогибридном режиме, что позволяет PCM выключать двигатель на светофоре, а затем снова запускать его, когда педаль газа прикладывается к дроссельной заслонке. Эта особая функция «стоп-старт» снижает количество расходуемого топлива, поддерживая работу двигателя, когда автомобиль временно останавливается.

Наконец, скрытая теплота испарения топлива, впрыскиваемого непосредственно в цилиндр, фактически охлаждает поверхности поршня и головки цилиндра. Этот технический дивиденд позволяет инженерам увеличить степень сжатия примерно с 9.5:1 до 14:1, что значительно увеличивает мощность и экономию топлива.

ТЕКУЩИЕ ПРОБЛЕМЫ GDFI
Поскольку вычислительная мощность и скорость современных PCM были значительно увеличены, большинство диагностических средств GDFI основаны на сканирующем инструменте. Другими словами, не ищите диагностику на основе симптомов для решения проблем с автомобилями GDFI. Когда в 1996 году Mitsubishi широко представила свои системы прямого впрыска бензина (GDI), большинство первоначальных проблем было вызвано топливом, состав которого был неправильным для систем прямого впрыска топлива. Самой последней проблемой в современных системах GDFI является образование нагара на седлах впускных клапанов, что вызывает потерю герметичности клапанов, что, в свою очередь, вызывает проблемы с пропусками зажигания в цилиндрах.

Поскольку GDFI впрыскивает бензин непосредственно в цилиндры, поступающее топливо не очищает клапаны. Большая часть этого образования нагара вызвана масляным туманом, выходящим из системы принудительной вентиляции картера (PCV) и системой рециркуляции отработавших газов (EGR), поступающей во впускной коллектор. Наконец, механические топливные насосы высокого давления, по-видимому, являются ранней точкой отказа современных серийных автомобилей. Как и в случае с любой системой впрыска топлива под высоким давлением, помните, что система подающего насоса также должна работать правильно, прежде чем можно будет проверить механический насос.

Все специалисты по запчастям также должны знать, что многим производителям может потребоваться полная замена топливной рампы при замене одной топливной форсунки. Поскольку топливные рампы должны безопасно выдерживать давление топлива не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм, рампы и другие указанные детали должны быть заменены по соображениям безопасности. Как и в случае с любой новой технологией, информационная система обслуживания профессионального уровня жизненно важна для успешной диагностики первоначальной проблемы и успешного завершения ремонта.

Гэри Гомс — бывший преподаватель и владелец магазина, который по-прежнему активно работает в сфере послепродажного обслуживания. Гэри является сертифицированным ASE главным автомобильным техником (CMAT) и получил сертификат расширенных характеристик двигателя L1. Он также является выпускником Университета штата Колорадо и состоит в Ассоциации автомобильного обслуживания (ASA) и Обществе автомобильных инженеров (SAE).

В этой статье: Топливная система, технические темы

Следующая эволюция впрыска топлива

Возможно, вскоре вы увидите автомобиль с непосредственным впрыском топлива и впрыском топлива во впускной коллектор. Это может быть Тойота, Форд или другая марка. Это может сбивать с толку, потому что долгое время нам говорили, что прямой впрыск топлива лучше, чем впрыск через порт. Чтобы получить максимальную мощность и экономичность от двигателя, некоторые инженеры поняли, что обе системы впрыска могут использоваться на одном и том же двигателе.

За последнее десятилетие мы научились бороться с недостатками прямого впрыска топлива. Первое, что приходит на ум, это нагар на впускных клапанах. Второй проблемой была сажа, образующаяся при более высоких давлениях сгорания в условиях высокой нагрузки и низкой скорости. Хотя это не проблема, которую вы могли видеть, в конечном итоге это повредит сроку службы масла.

Обе эти проблемы с непосредственным впрыском не были проблемами с впрыском топлива во впускной канал. Однако при определенных условиях впрыск топлива во впускной коллектор не так эффективен и не производит такой же мощности, как непосредственный впрыск топлива. Ответом для некоторых OEM-производителей были как прямые, так и портовые топливные форсунки на одном и том же двигателе.

Форсунка впрыска топлива может иметь лучшее испарение при определенных условиях. Но капли топлива в порту могут выпадать из взвеси, когда они ударяются о впускной клапан перед попаданием в камеру сгорания. Прямой впрыск топлива лучше охлаждает камеру сгорания и регулирует подачу топлива при определенных условиях. Однако при определенных оборотах двигателя и условиях нагрузки прямой впрыск может привести к образованию сажи из-за недостаточного испарения. В некоторых случаях впрыск топлива через порт обеспечивает больший крутящий момент, например, при начальном открытии дроссельной заслонки.

В 2008 году компания Toyota одной из первых применила порт и непосредственный впрыск топлива на своих восьмицилиндровых двигателях на некоторых двигателях Lexus V8. За последние три года Audi, Ford и Toyota представили двигатели с портовым и непосредственным впрыском топлива. Это не двигатели ограниченного производства; это базовые двигатели, которые продаются миллионами.

Ford

В двигателях Ford 2017 года выпуска и новее с системами двойного впрыска топлива для подачи топлива в двигатель используются как система непосредственного впрыска топлива, так и система впрыска топлива через порт. Системы с двойным инжектором можно найти на четырехцилиндровых двигателях V6 и V8.

При резком ускорении или более высоких нагрузках на двигатель для подачи топлива в двигатель используется система непосредственного впрыска топлива. На холостом ходу или при низкой нагрузке на двигатель система впрыска топлива через порт используется для подачи топлива в двигатель.

Обе системы впрыска топлива могут не работать одновременно. PCM будет игнорировать любые соответствующие входные данные датчиков топливной системы, если какая-либо из систем впрыска топлива неактивна. Соответствующие коды DTC топливных форсунок могут быть установлены только тогда, когда активна система непосредственного впрыска топлива или система впрыска топлива во впускные отверстия. Для активации любой системы можно использовать сканирующий прибор, чтобы помочь выявить проблемы, связанные с топливной форсункой.

Toyota

Toyota называет эту систему D-4S или Dynamic Force Engine («S» означает «превосходный»), и самое раннее ее применение было на внедорожнике Lexus GS с двигателем V8. Система D-4S не является системой «холодного пуска» или «облива» форсунки, как на двигателях V6 с начала до конца 2000-х годов.

Форсунки прямого впрыска аналогичны любой другой системе прямого впрыска топлива. И топливные форсунки порта не предназначены для очистки впускных клапанов; эти форсунки работают, чтобы подавать топливо в двигатель. Оба комплекта форсунок работают вместе для получения наилучшей топливной смеси в цилиндре.

Но системы впрыска топлива через порт и системы прямого впрыска топлива имеют свои преимущества и недостатки.

Toyota использует смешанный подход к использованию порта и непосредственного впрыска топлива, чтобы обеспечить наилучшие характеристики, выбросы и экономичность. Трудно сказать, когда активен входной, прямой или оба инжектора, потому что это зависит от многих переменных, таких как положение дроссельной заслонки, нагрузка, частота вращения двигателя и даже температура двигателя.

Все больше и больше двигателей оснащаются системой впрыска D-4S. Все началось с Lexus на моделях GS в 2007 году. В 2012 году Toyota/Scion FR-S F86 получила D-4S. Highlander и Tacoma также получили системы D-4S в 2015 году в качестве опции. Последним автомобилем, получившим его, является четырехцилиндровый двигатель, используемый в Camry 2017 года. Лучший способ обнаружить один из этих двигателей — посмотреть на топливные форсунки и топливный насос высокого давления.

По данным Toyota, при малых и средних нагрузках на двигатель одновременно используется как прямой, так и портовый впрыск топлива, либо один из них используется для создания однородной смеси воздуха и топлива, что способствует стабильным процессам сгорания.

В диапазонах высоких нагрузок двигателя используется только прямой впрыск топлива для охлаждения всасываемого воздуха за счет охлаждающего эффекта паров топлива, которое впрыскивается в цилиндр, повышая эффективность наддува и антидетонационные свойства. При некоторых условиях впускные клапаны открываются, пропуская гомогенную топливно-воздушную смесь в камеру сгорания, и топливо впрыскивается в течение первой половины такта впуска.

Во время холодного пуска система синхронизирует открытие порта и прямой топливной форсунки для уменьшения выбросов и достижения послойного сгорания. Сразу после запуска холодного двигателя и во время такта выпуска топливо впрыскивается во впускное отверстие из блока топливных форсунок (для впрыска во впускное отверстие). Топливо также впрыскивается из топливной форсунки непосредственно в конце такта сжатия. В результате воздушно-топливная смесь расслаивается, а область возле свечи зажигания богаче, чем остальная часть воздушно-топливной смеси. Этот процесс позволяет использовать более позднее зажигание, повышая температуру выхлопных газов. Повышенная температура выхлопных газов способствует быстрому прогреву катализаторов и улучшению характеристик выбросов выхлопных газов.

Невозможно определить, где происходит переключение с порта на прямой впрыск. Единственный способ увидеть различные операции впрыска топлива — это использовать сканирующий прибор. Модуль ECM управляет топливным насосом и рассчитывает потребность в топливе низкого давления на основе состояния автомобиля и сигналов, поступающих от различных датчиков, и выходных сигналов. Трехфазная широтно-импульсная модуляция (ШИМ) используется для ЭБУ управления топливным насосом.

В обоих комплектах форсунок используется один и тот же топливный насос в баке для обеспечения давления топлива в топливной рампе для форсунок с отверстиями и топливного насоса высокого давления на двигателе. Насос должен создавать давление от 51 до 73 фунтов на квадратный дюйм во время работы и через пять минут после выключения двигателя. Если насос не работает, обе системы не будут работать.

Топливный насос высокого давления может создавать давление от 435 до 725 фунтов на квадратный дюйм. Ранние модели D-4S Lexus V8 с этой системой имели обратную линию в бак на стороне высокого давления топливной системы.

В более поздних моделях используется переливной клапан и улучшенное управление электромагнитным насосом, что обеспечивает безвозвратную систему и улучшает выбросы EVAP. Клапан контроля разлива используется для контроля давления нагнетания насоса. Он расположен во впускном канале узла топливного насоса. Переливной клапан и соленоид контролируют, сколько топлива должно быть сжато насосом высокого давления. Это позволяет несжатому топливу проливаться обратно в сторону низкого давления системы, позволяя системе контролировать давление, когда система непосредственного впрыска топлива не используется. Насос будет тише, когда клапан открыт, потому что он не сжимает топливо. При некоторых режимах холостого хода обычное тиканье насоса исчезает.

В топливных форсунках с непосредственным впрыском используется специальный зажим, который под действием пружины постоянно давит на рампу топливных форсунок высокого давления. Это предотвращает перемещение узла топливной форсунки, когда давление топлива подается на узел топливной форсунки при запуске двигателя с низким давлением топлива. Хомут снижает вибрацию и шум при герметизации системы. Эти хомуты следует заменять вместе с рекомендованными фитингами на стороне высокого давления системы впрыска топлива при ее обслуживании.

Как импортные, так и отечественные производители внедряют системы двойного впрыска. Система предлагает лучшее из обоих миров, избегая при этом нагара на впускных клапанах. И по мере снижения стоимости компонентов ищите эти типы систем на большем количестве двигателей.

Но что значит удвоение форсунок для вашего магазина? Прежде всего, удвоение форсунок уменьшает проблемы с отложениями углерода и потребность в индукционных и инвазивных процедурах очистки от нагара. В баке топливный насос будет подавать топливо как к порту, так и к прямым топливным форсункам. Наиболее значительные изменения коснутся диагностики. Трюк с плавным переключением между портовыми и прямыми форсунками требует исправных датчиков и чистых топливных форсунок.

Знакомство с топливной системой прямого впрыска LT для замены

| Практическое руководство — двигатель и трансмиссия

Двигатели Gen-V серии LT немного отличаются от двигателей серии LS, особенно в части топливной системы. Все двигатели серии LT имеют непосредственный впрыск, то есть топливо находится под давлением от 2000 до 2900 фунтов на квадратный дюйм (2175 для LT1, 2900 для LT4) и впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, как в дизельном двигателе. Двигатели с прямым впрыском имеют гораздо большую экономию топлива, потому что ECM гораздо лучше контролирует, сколько топлива сжигается.

Вот где двигатели серии LT действительно отходят от нормы. Топливные рампы соединены с механическим топливным насосом, который приводится в действие топливной лопастью распределительного вала. Возвратной линии нет, и для правильной работы насосу требуется большое давление и поток, а точнее 72 фунта на квадратный дюйм при 45 галлонах в час.

Для подачи топлива в систему прямого впрыска высокого давления установлены два топливных насоса, электрический питающий насос в баке и механический нагнетательный насос под впускным отверстием. Насос механического давления работает от трехлепесткового крыла на распределительном валу. Послепродажные модернизации для увеличения потока топлива могут быть выполнены через распределительный вал. Comp Cams предлагает кулачки с дополнительными кулачками топливного насоса другой формы, которые могут увеличить расход топлива на 74 процента. Электрический питающий насос в бензобаке также отличается от стандартного электрического насоса.

Чтобы это произошло, GM решила использовать вторичный контроллер топливной системы. Топливный компьютер управляет топливным насосом с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и контролирует давление с помощью датчика. Мы решили сделать собственное крепление датчика, используя кусок топливной алюминиевой топливной рампы (это рейка Холли). Во-первых, центр рельса был просверлен примерно под углом 85 градусов перпендикулярно потоку топлива. На концах уже была нарезана резьба для топливопровода -6. Затем на блоке была нарезана резьба с помощью метчика 9/16-18, чтобы соответствовать адаптеру -6 AN, который мы используем для датчика. Затем направляющая датчика была собрана с постфильтром Aeromotive. (после датчика), датчик и переходник с уплотнительным кольцом от -6 до 10 мм.

Вместо основного топливного насоса и регулятора ECM управляет заводским питающим насосом через модуль топливного насоса, чтобы контролировать базовое давление топлива, когда оно достигает механического топливного насоса с прямым впрыском. Специальный датчик давления в топливопроводе контролирует давление топлива, которое поддерживается на уровне 72 фунтов на квадратный дюйм при скорости 45 галлонов в час. Вместо использования регулятора давление регулируется с помощью широтно-импульсной модуляции или «ШИМ» управления насосом. По сути, ECM включает и выключает напряжение и ток, подаваемые на насос, с очень высокой скоростью, чтобы контролировать скорость насоса, обеспечивая постоянное полное давление без задержек. С типичным электрическим топливным насосом, когда вы нажимаете на педаль газа, происходит быстрый скачок потока топлива, за которым следует затишье, когда насос восстанавливается после внезапной потери давления. При правильном подключении двигатель с впрыском через порт не увидит слишком большого падения производительности в этом сценарии. В двигателе с прямым впрыском это может вызвать серьезную проблему, поскольку механическому насосу постоянно требуется полное давление, чтобы поддерживать давление более 2000 фунтов на квадратный дюйм, необходимое для правильной работы. Это усложняет топливную систему для замены двигателей серии LT. Вы не можете использовать просто любой старый топливный насос. Топливные насосы с прямым впрыском должны поддерживать ШИМ, а не все электрические топливные насосы.

Еще одним фактором является то, что топливная система НТ безвозвратная; это было сделано для снижения температуры топлива. Поскольку горячее топливо не проходит через насос к двигателю и обратно в бак, температура топлива остается постоянной. Безвозвратные топливные насосы редко подходят для использования EFI без ШИМ-управления, а те, которые доступны, не могут поддерживать тип давления и расхода, необходимые для LT. Требования к насосу: 72 фунта/кв. Так что же нам остается для LT свопов?

Мы установили узел на хардлайн под автомобилем. Требования к топливопроводу 3/8 или -6. Для соединения фильтра с двигателем использовалась плетеная резиновая трубка высокого давления. Топливный компьютер был установлен на верхней части поперечины трансмиссии. Коробка герметична, но соединения должны быть расположены так, чтобы вода не собиралась и не застаивалась в разъеме. Вверху мы использовали вставной переходник, чтобы соединить гибкий топливопровод -6 с топливной рампой. фактический насос, мы выбрали насосный комплект Aeromotive Phantom 340 в баке. Эта система способна справляться с требованиями по давлению и расходу и может быть сконфигурирована для безвозвратной работы с ШИМ-управлением. Чтобы Phantom 340 работал без обратной линии, эту пробку необходимо просверлить сверлом 1/32 дюйма.

Существует два варианта дооснащения топливных систем, совместимых с LT DI: система управления ШИМ или система насос/регулятор/обратка. Многие сваперы уже имеют в своих автомобилях электронную топливную систему. Замена LT в этом сценарии может означать покупку новых деталей, но не все потеряно. Можно обойти насосную систему PWM, используя стандартный электрический насос с обратной линией и регулятором, настроенным на 72 фунта на квадратный дюйм при скорости 45 галлонов в час. Это довольно много для уличного насоса непрерывного использования, поэтому убедитесь, что ваш насос способен обеспечить требуемый расход и давление. Рабочий цикл такого давления и расхода, безусловно, будет высоким, а срок службы насоса будет довольно низким. 72 фунта на квадратный дюйм — это много для уличной топливной системы, как и скорость потока 45 галлонов в час. Типичный модернизированный встроенный топливный насос EFI может подавать 42-45 галлонов в час, но только при 15 фунтах на квадратный дюйм. Это означает, что вам нужен топливный насос гораздо большего размера, чтобы снабжать двигатель достаточным количеством топлива для работы. Вы будете страдать от затрудненного запуска, а также от проблем с управляемостью и горячим топливом. Переключение на систему ШИМ дает вам больший контроль.

Установить ШИМ-контроллер просто, подключи и работай, но подключить датчик давления топлива и проводку топливного насоса немного сложно. Во-первых, вам нужен встроенный адаптер с портом датчика давления, расположенным под углом от 5 до 85 градусов к горизонтальному потоку топлива, согласно руководству GM для топливного контроллера. Это довольно просто, так как существует множество адаптеров для датчиков топлива. Проблема в том, что большинство переходников предназначены для фитингов с резьбой 1/8″ npt, а не с резьбой 10 мм, необходимой для датчика GM. Найти переходник с наружной резьбой 1/8″ npt на наружную резьбу 10 мм сложно. На данный момент в продаже нет адаптера датчика для датчика давления серии LT. То, что вы можете легко найти, это переходник -6 AN male to 10mm. Чтобы использовать это, вам понадобится алюминиевый топливный бревно или Y-образный топливный разветвитель и переходник «папа-папа» от -6 до 10 мм. Это позволяет подключить датчик к топливной системе. Мы сделали один из остатков топливной рампы от другого проекта.

Затем узел насоса опускают в бак и прикручивают болтами, как указано. Поскольку насос теперь невозвратный, возвратное отверстие на опоре должно быть заблокировано заглушкой. Все фитинги имеют -6 AN. От жгута топливного компьютера отходят эти три провода, которые подключаются к топливному насосу. Цветовые коды следующие: желтый с черным — заземление насоса, серый — плюс насоса, маленький черный — экран (не заземлять). Мы зачистили провода, чтобы их можно было удлинить. Новые удлинители могут быть любых цветов, которые вы выберете. Три провода были свободно сплетены вместе для оптимального экранирования. Здесь вы можете увидеть, как были уложены провода. Мы выбрали красный с черной полосой — плюс насоса, черный с белой полосой — заземление насоса и маленький черный для экрана. Для сращивания этих проводов требуется пайка, чтобы обеспечить хорошее соединение с минимальным сопротивлением. Хорошая пайка имеет решающее значение для хорошей проводимости. Всегда нагревайте проволоку снизу и добавляйте припой сверху, чтобы припой проходил через проволоку. Это поможет избежать соединений холодной пайки. Каждое соединение также имеет термоусадку. Наконец, новые провода обернуты классической оплеткой Painless Performance для защиты от элементов. , в то время как экранирующий провод приклеивается к двум другим проводам как можно ближе к клеммам.

Подключение самого насоса требует некоторого терпения. От модуля помпы идут три провода, желтый с черной полосой, серый и черный провод меньшего сечения. В отличие от типичной установки, силовые провода имеют только 14-й калибр. ШИМ-управление также устраняет необходимость в силовых реле. Желто-черный провод — это земля, серый провод — сторона питания, а маленький черный провод — экран. Если вы используете насос GM с защитным штифтом (например, Corvette или грузовик 2014 года), подключите маленький черный провод к этому штырьку, если вы используете насос без защитного штифта, оставьте провод без разъема и закрепите его лентой. к остальным проводам. Из-за природы ШИМ-управления существует вполне реальный потенциал электромагнитных помех (электромагнитных помех) от другой электроники в автомобиле. Чтобы исключить это от прерывания управляющего сигнала, два основных провода управления питанием скручены с 3-м экранирующим проводом. Жгут проводов Chevrolet Performance поставляется только с коротким проводом; большинству автомобилей требуются более длинные провода. Чтобы сохранить экран, вы должны скрутить провода как минимум на 27 витков на 8 футов провода. Лучший способ убедиться, что провода правильно скручены и не расплетаются, — это оплетка. Сплетите три провода вместе в свободной, последовательной манере, это не обязательно должна быть тугая коса, оборачивая провода друг вокруг друга каждые 2 дюйма или около того. Не используйте обжимные соединители для этих проводов, убедитесь, что вы их хорошо припаяли, и используйте термоусадочную трубку.

Для установки мы использовали насос Aeromotive Phantom 340 в баке, подключенный к блоку управления двигателем Chevrolet Performance и модулю управления подачей топлива в Buick GS 1971 года с новым 6,2-литровым двигателем LT1. Топливный насос был установлен в заводской топливный бак и подключен напрямую к модулю управления подачей топлива GM. Провода были удлинены примерно на 10 футов и обернуты классической оплеткой Painless Performance.

Самой сложной частью установки был датчик давления; остальное довольно просто, если вы понимаете, что нужно, чтобы система работала. Датчик нужно установить как можно дальше от двигателя, в нашем случае это была поперечина трансмиссии. Привязь имеет короткий провод, так что это то, что вы можете получить, не удлиняя привязь. Поскольку это похоже на подвеску C7 Corvette, мы оставили ее.

Последний шаг — подключение проводов к насосу. Топливная система LT1 с ШИМ-управлением не завершена.

Установка надлежащей топливной системы для питания двигателя серии LT обеспечивает наилучший возможный контроль подачи топлива. С PWM давление топлива всегда почти идеальное, что уменьшает скачки и задержки в работе вашего двигателя. Уточнение деталей установки может занять некоторое время, но, в конце концов, результат стоит затраченных усилий.

Источники:

AeroMotive Inc.
www.aeromotiveinc.com

Chevrolet Performance Deports
WWW.CHEVROLETPERFORMANCE.com

ТРИНДИЯ ПОКАЗАТЕЛЬСТВА
  • BEST ELECTRION -ELECTRION -ELECTRION -CAR -APATE
    • . Тесла? Вот разбивка цен
    • Лучшие гибридные автомобили — самые популярные модели гибридных автомобилей
    • Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году
    • Это наиболее экономичные пикапы. Сколько стоит Тесла? Вот разбивка цен
    • Лучшие гибридные автомобили — самые популярные модели гибридных автомобилей
    • Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году
    • Это самые экономичные пикапы, которые вы можете купить
    • Это внедорожники с лучшим расходом топлива

    Бензин с прямым впрыском

    От подачи топлива до обработки выхлопных газов

    Подача топлива
    Изделия подачи топлива (модуль подачи топлива со встроенным электробензонасосом, датчиком уровня в баке и топливным фильтром) обеспечивают подачу в насос высокого давления необходимого количества топлива из бака в конкретную давление до 6 бар.

    Впрыск топлива
    Двигатели с непосредственным впрыском бензина производят топливно-воздушную смесь непосредственно в камере сгорания. Только свежий воздух поступает во впускное отверстие через открытый впускной клапан. Топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания форсунками высокого давления. Охлаждение камеры сгорания улучшается за счет непосредственного распыления топлива в случае прямого впрыска бензина. Это обеспечивает более высокую степень сжатия двигателя и, в свою очередь, повышение эффективности, что способствует снижению расхода топлива и увеличению крутящего момента. В случае непосредственного впрыска бензина контур высокого давления питается от насоса высокого давления, который поддерживает давление топлива в топливной рампе на требуемом высоком уровне до 350 бар. Форсунки высокого давления установлены на топливной рампе, дозируют и распыляют топливо под высоким давлением очень быстро, чтобы обеспечить оптимальную подготовку смеси непосредственно в камере сгорания.

    Управление подачей воздуха
    Управление подачей воздуха обеспечивает подачу правильной воздушной массы к двигателю в каждой рабочей точке.

    Зажигание
    Бензиновым двигателям требуется искра зажигания для воспламенения воздушно-топливной смеси в цилиндре двигателя. Свеча зажигания генерирует искру. Требуемое высокое напряжение вырабатывается катушкой зажигания. Для этого он преобразует электрическую энергию аккумулятора в напряжение зажигания и подает это напряжение на свечу зажигания в точке зажигания.

    Электронный блок управления
    Электронный блок управления централизованно определяет приоритеты и управляет различными функциями, которые должна выполнять современная система управления двигателем. Принимая крутящий момент за ключевую переменную, электронный блок управления эффективно регулирует необходимую топливно-воздушную смесь, угол опережения зажигания и обработку отработавших газов.

    Очистка отработавших газов
    Очистка отработавших газов помогает производителям соблюдать международные стандарты по выбросам, т. е. с помощью каталитической обработки выхлопных газов. Использование лямбда-зондов обеспечивает еще более эффективный контроль выбросов. Целью этого механизма является всегда достижение стехиометрического соотношения воздух-топливо (λ=1). При гомогенных процессах сгорания (λ=1) оптимальную обработку выхлопных газов можно обеспечить за счет регулирования стехиометрического соотношения воздух-топливо и использования трехкомпонентного каталитического нейтрализатора. В случае послойного сгорания (обедненной смеси), λ>

    1, избыток воздуха в камере сгорания приводит к образованию нежелательных оксидов азота в выхлопных газах в процессе сгорания. Оксиды азота направляются на дополнительный каталитический нейтрализатор аккумуляторного типа для удаления.

    Сокращение

    Уменьшение размера влечет за собой уменьшение рабочего объема двигателя, что, в свою очередь, снижает расход топлива и связанные с ним выбросы CO 2 . Экономия топлива является результатом того, что двигатель чаще работает в верхних областях карты с более высокой эффективностью. Комбинация турбонагнетателей, работающих на отработавших газах, и прямого впрыска бензина облегчает использование концепций уменьшения габаритов.

    Эти концепции используют более высокий удельный крутящий момент, возникающий в результате турбонаддува, для уменьшения рабочего объема двигателя при сохранении выходной мощности. Это решение снижает расход топлива и, в свою очередь, CO 2 выбросов без ущерба для выходной мощности. При постоянном объеме цилиндра топливовоздушная смесь обладает большей энергией. Относительно меньшего объема двигателя достаточно для высвобождения того же количества энергии, что и у более крупного сопоставимого двигателя, без уменьшения размеров.

    Работа управляемого клапана (CVO)

    Будущее законодательство, направленное на снижение содержания твердых частиц в выхлопных газах, ставит новые задачи перед двигателями внутреннего сгорания.

    В своей уникальной инновационной системе CVO (управление работой клапана) для бензиновых двигателей с непосредственным впрыском компания Bosch применила мехатронный подход, который может внести ценный вклад в юридические ограничения выбросов, такие как EU6d.

    Блок управления двигателем Bosch и форсунки высокого давления Bosch являются основными компонентами CVO. В отличие от обычного управляемого впрыска с разомкнутым контуром, в этой установке блок управления и форсунки высокого давления образуют замкнутый контур. Блок управления улавливает сигнал срабатывания форсунок высокого давления на протяжении всего процесса впрыска и определяет момент открытия и закрытия игл клапанов.

    Таким образом, блок управления может рассчитать фактическое количество впрыска каждой форсунки и при необходимости внести коррективы. CVO также позволяет впрыскивать небольшое количество топлива с минимальными допусками. Точность непосредственного впрыска бензина в этой области значительно улучшилась и сохраняется на протяжении всего срока службы клапана, гарантируя стабильный процесс сгорания.

    CVO оказывает особенно положительное влияние на выбросы твердых частиц на холодном двигателе во время фазы прогрева каталитического нейтрализатора, а затем по мере прогрева двигателя. Следовательно, CVO предлагает инновационный и экономичный подход к оптимизации двигателя.

    Две системы впрыска топлива в одной: порт и непосредственный впрыск бензина

    С системой прямого впрыска бензина Bosch сочетает прямой впрыск бензина с системой впрыска бензина через порт. Причина этого необычного партнерства заключается в следующем: объединение двух обычно отдельных подходов к впрыску топлива создает одну инновационную систему, в которой сильные стороны отдельных систем идеально дополняют друг друга. В данном конкретном случае это приводит к преимуществам с точки зрения расхода топлива и выбросов – как при частичной, так и при полной нагрузке. Каждый из двух партнеров позволяет другому взять на себя инициативу, когда приходит время показать свои сильные стороны. Каждая система впрыска обеспечивает свои преимущества с точки зрения эффективности использования топлива и количества выбрасываемых частиц (PN) в различных условиях эксплуатации.

    Бензиновый впрыск топлива во впускной коллектор отличается меньшими потерями на трение при частичной нагрузке, а непосредственный впрыск превосходит работу при полной нагрузке благодаря повышенному пределу детонации. В сочетании эти системы обеспечивают дополнительное сокращение выбросов твердых частиц — лучшее разделение труда.

    Но бензиновый впрыск топлива через порт добавляет еще больше преимуществ выгодному партнерству. Благодаря хорошей гомогенизации смеси система производит меньше частиц, имеет более низкий уровень шума и потребляет меньше топлива в ситуациях с низкой нагрузкой двигателя благодаря более низким потерям на трение по сравнению с непосредственным впрыском.

    Другие преимущества портового и прямого впрыска бензина:

    • При портовом впрыске очищающий эффект портов и клапанов впускного коллектора способствует более высокой степени рециркуляции отработавших газов
    • Улучшенные шумовые характеристики на низких скоростях домашние возможности

    Кроме того, порт и непосредственный впрыск бензина рассчитаны на будущее: объединение обеих систем и оптимизация стратегии работы двигателя могут внести ценный вклад в дополнительную экономию с точки зрения расхода топлива и новых законодательных ограничений на выбросы, таких как EU6d.

    Компания Bosch имеет многолетний опыт реализации крупномасштабных производственных проектов, включающих порт и непосредственный впрыск бензина, и предлагает широкий ассортимент компонентов, средств разработки и моделирования систем.

    Топливный порт или непосредственный впрыск топлива? Почему не оба? —

    Возможно, вскоре вы увидите автомобиль Toyota с непосредственным и распределенным впрыском топлива. Вы увидите форсунки во впускном коллекторе и топливный насос с непосредственным впрыском. Toyota называет эту систему D-4S или Dynamic Force Engine («S» означает «превосходный»), и самое раннее ее применение было на внедорожнике Lexus GS с двигателем V8. Система D-4S не является системой «холодного пуска» или «облива» форсунки, как на двигателях V6 с начала до конца 2000-х годов.

    Форсунки прямого впрыска аналогичны любой другой системе прямого впрыска топлива. И топливные форсунки порта не предназначены для очистки впускных клапанов; эти форсунки работают, чтобы подавать топливо в двигатель. Оба комплекта форсунок работают вместе для получения наилучшей топливной смеси в цилиндре.

    Но система впрыска топлива через порт и система прямого впрыска топлива имеют свои преимущества и недостатки.

    Форсунка впрыска топлива может иметь лучшее испарение при определенных условиях. Но капли топлива в порту могут выпадать из взвеси, когда они ударяются о впускной клапан перед попаданием в камеру сгорания. Прямой впрыск топлива лучше охлаждает камеру сгорания и регулирует подачу топлива при определенных условиях. Но при определенных оборотах двигателя и условиях нагрузки непосредственный впрыск может привести к образованию сажи из-за недостаточного испарения. В некоторых случаях впрыск топлива через порт обеспечивает больший крутящий момент.

    Toyota использует смешанный подход к использованию порта и непосредственного впрыска топлива, чтобы обеспечить наилучшие характеристики, выбросы и экономичность. Трудно сказать, когда активен входной, прямой или оба инжектора, потому что это зависит от многих переменных, таких как положение дроссельной заслонки, нагрузка, частота вращения двигателя и даже температура двигателя.

    Двигатели и модели D-4S

    Все больше и больше двигателей оснащаются системой впрыска D-4S. Все началось с Lexus на моделях GS в 2007 году. В 2012 году Toyota/Scion FR-S F86 получила D-4S. Highlander и Tacoma также получили системы D-4S в 2015 году в качестве опции. Последним автомобилем, получившим его, является четырехцилиндровый двигатель, используемый в Camry 2017 года. Лучший способ обнаружить один из этих двигателей — посмотреть на топливные форсунки и топливный насос высокого давления.

    Как это работает

    По данным Toyota, при низких и средних нагрузках двигателя прямой и портовый впрыск топлива используются вместе, или один из них используется для создания гомогенной смеси воздуха и топлива, тем самым способствуя стабильным процессам горения.

    В диапазонах высоких нагрузок двигателя используется только прямой впрыск топлива для охлаждения всасываемого воздуха за счет охлаждающего эффекта паров топлива, которое впрыскивается в цилиндр, повышая эффективность наддува и антидетонационные свойства. При некоторых условиях впускные клапаны открываются, пропуская гомогенную топливно-воздушную смесь в камеру сгорания, и топливо впрыскивается в течение первой половины такта впуска.

    Во время холодного пуска система синхронизирует открытие порта и прямой топливной форсунки для уменьшения выбросов и достижения послойного сгорания. Сразу после запуска холодного двигателя и во время такта выпуска топливо впрыскивается во впускное отверстие из блока топливных форсунок (для впрыска во впускное отверстие). Топливо также впрыскивается из топливной форсунки непосредственно в конце такта сжатия. В результате воздушно-топливная смесь расслаивается, а область возле свечи зажигания богаче, чем остальная часть воздушно-топливной смеси. Этот процесс позволяет использовать более позднее зажигание, повышая температуру выхлопных газов. Повышенная температура выхлопных газов способствует быстрому прогреву катализаторов и улучшению характеристик выбросов выхлопных газов.

    Невозможно определить, где происходит переключение с порта на прямой впрыск. Единственный способ увидеть различные операции впрыска топлива — это использовать сканирующий прибор.

    Модуль ECM управляет топливным насосом и рассчитывает потребность в топливе низкого давления на основе состояния автомобиля и сигналов, поступающих от различных датчиков, и выходных сигналов. Трехфазная широтно-импульсная модуляция (ШИМ) используется для ЭБУ управления топливным насосом.

    Как и во многих автомобилях Toyota последних моделей, топливный насос останавливается при срабатывании любой из подушек безопасности дополнительной удерживающей системы (SRS), что сводит к минимуму утечку топлива.

    В обоих комплектах форсунок используется один и тот же топливный насос в баке для обеспечения давления топлива в топливной рампе для форсунок с отверстиями и топливного насоса высокого давления на двигателе. Насос должен создавать давление от 51 до 73 фунтов на квадратный дюйм во время работы и через пять минут после выключения двигателя. Если насос не работает, обе системы не будут работать.

    Топливный насос высокого давления может создавать давление от 435 до 725 фунтов на квадратный дюйм. Ранние модели D-4S Lexus V8 с этой системой имели обратную линию в бак на стороне высокого давления топливной системы.

    Более поздние модели используют переливной клапан и улучшенное управление электромагнитным насосом, чтобы сделать систему без возврата и улучшить выбросы EVAP. Клапан контроля разлива используется для контроля давления нагнетания насоса. Он расположен во впускном канале узла топливного насоса. Переливной клапан и соленоид контролируют, сколько топлива должно быть сжато насосом высокого давления. Это позволяет несжатому топливу проливаться обратно в сторону низкого давления системы, позволяя системе контролировать давление, когда система непосредственного впрыска топлива не используется. Насос будет тише, когда клапан открыт, потому что он не сжимает топливо. При некоторых режимах холостого хода обычное тиканье насоса исчезает.

    В топливных форсунках с непосредственным впрыском используется специальный зажим, который под действием пружины постоянно давит на рампу топливных форсунок высокого давления. Это предотвращает перемещение узла топливной форсунки, когда давление топлива подается на узел топливной форсунки при запуске двигателя с низким давлением топлива. Хомут снижает вибрацию и шум при герметизации системы. Эти хомуты следует заменять вместе с рекомендованными фитингами на стороне высокого давления системы впрыска топлива при ее обслуживании.

    Другие производители, включая Audi и даже Ford, используют систему двойного впрыска Toyota D-4S. Система предлагает лучшее из обоих миров, избегая при этом нагара на впускных клапанах. И по мере снижения стоимости компонентов ищите эти типы систем на большем количестве двигателей.

    Статья предоставлена ​​ImportCar.

    В этой статье:двигатель Toyota

    Что означает непосредственный впрыск топлива?

    Прямой впрыск топлива — это не что иное, как форсунка, подающая топливо непосредственно в цилиндр двигателя внутреннего сгорания. это относительно новой концепции , впервые появившейся в середине 90-х годов в дизельных двигателях, но в последнее время получившей широкое распространение в бензиновых двигателях. Возможность подачи топлива непосредственно в цилиндр обеспечивает более низкие выбросы, более низкую температуру головки цилиндров, большую мощность и лучшую экономию топлива. Скорее всего, если вашему автомобилю всего несколько лет, он оснащен двигателем с непосредственным впрыском топлива.

    Желтым компонентом на этих рисунках являются топливные форсунки

    Традиционным методом подачи топлива был впрыск топлива во впускные отверстия, при котором топливные форсунки размещались во впускных отверстиях, а топливо распылялось над задней частью клапанов перед попаданием в цилиндр. Это было стандартом с тех пор, как был введен впрыск топлива, заменивший карбюраторы в начале 9-го века.0 с. Так зачем же производителям переходить от впрыска через порт к прямому впрыску? Прямой впрыск позволяет лучше контролировать процесс подачи топлива за счет распыления топлива в цилиндре, обеспечивая лучшее распределение топлива по камере сгорания и позволяя реализовать усовершенствованные протоколы управления двигателем, такие как регулировка фаз газораспределения.

    Несмотря на то, что на бумаге прямой впрыск выглядит великолепно, он имеет некоторые недостатки. Наиболее распространенная проблема, связанная с непосредственным впрыском, — это агрессивное количество нагара, которое накапливается во впускных отверстиях и на задней части клапанов. Ранее мы упоминали, что прежним методом подачи топлива был впрыск во впускные отверстия, при котором топливо распылялось во впускных отверстиях, а затем подавалось в цилиндры. Это поколение систем подачи топлива не подвергалось такому сильному накоплению углерода, потому что моющие средства в бензине помогали поддерживать чистоту этих портов и клапанов.

    Углерод, скопившийся на обратной стороне этих впускных клапанов

    Еще одна проблема с непосредственным впрыском заключается в том, что мелкодисперсное топливо не любит более низких температур сгорания, поэтому производительность и эффективность значительно снижаются, пока двигатель не достигнет идеальной рабочей температуры. Последним недостатком является дополнительная сложность, которую эти системы добавляют к производственному движку. Для прямого впрыска требуется дополнительный топливный насос высокого давления, а также более крупные и мощные форсунки. Дополнительный топливный насос — еще одна потенциальная точка отказа, когда речь идет о топливной системе. Форсунки для тяжелых условий эксплуатации также могут быть немного дороже в замене, чем стандартные.

    Учитывая все вышесказанное, транспортная отрасль — это игра чисел, которая вращается вокруг выбросов и эффективности использования топлива, поэтому есть несколько автомобильных компаний, которые начали производить двигатели как с портом, так и с впрыском топлива. Эти двигатели сочетают в себе оба метода подачи топлива и обеспечивают еще большую настройку двигателя, охлаждение, эффективность и выбросы. Впрыск через порт помогает свести накопление углерода к минимуму. Впрыск через порт также поможет при холодном пуске и последующих периодах прогрева. Эти двигатели обеспечат лучшее из обоих миров для преимуществ каждого метода доставки; единственный предполагаемый недостаток — это добавление потенциальных точек отказа в топливную систему.

    Хотя идеальной конструкции двигателя не существует, плюсы двигателя с непосредственным впрыском намного перевешивают минусы, поэтому не бегите за дверь, чтобы обменять свой автомобиль на автомобиль с портовым или двойным впрыском. Есть еще вещи, которые вы можете сделать в краткосрочной перспективе, чтобы избежать некоторых долгосрочных головных болей, связанных с двигателем с непосредственным впрыском. Первый заключается в использовании полностью синтетического (не обычного или полусинтетического) моторного масла в двигателе. Полностью синтетические масла устойчивы к разрушению и с меньшей вероятностью испарятся в картере двигателя — это испарение приведет к тому, что больше масла пройдет через систему выпуска и попадет во впускные каналы в виде нагара. Другой мерой может быть использование специального комплекта для обслуживания индукционного впрыска через ваш двигатель каждые 16 месяцев или 20 000 миль. Наша услуга индукции прямого впрыска (это много), которую выбирают в Auto Stop, — это многогранный комплект BG. Первая часть набора состоит из распыления их раствора для очистки портов в виде тонкого тумана и пропускания его через верхнюю часть воздухозаборника автомобиля в течение 45 минут. Следующая часть включает в себя очистку от мусора или загрязнений дроссельной заслонки на корпусе дроссельной заслонки. Наконец, в комплект входит моющее средство, которое заполняет ваш топливный бак и очищает наконечники ваших форсунок во время обычного вождения.

    Многие из этих инноваций в области выбросов кажутся великолепными в теории и на бумаге, но после тысяч и тысяч миль эти высокотехнологичные двигатели могут быть менее щадящими, когда дело доходит до обслуживания. При неправильном обслуживании эти механизмы могут по иронии судьбы препятствовать тому, для чего они были созданы, — топливной экономичности, мощности и снижению выбросов. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно технического обслуживания вашего двигателя с прямым впрыском, не стесняйтесь обращаться к одному из наших знающих консультантов по обслуживанию в Арлингтоне или Фолс-Черч.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *