Принцип работы инжектора: Nothing found for Articles Ustrojstvo Inzhektora %23Vidy

Содержание

Принцип работы инжектора, фото, видео, типы инжектора

Принцип работы инжектора в последнее время интересует многих автолюбителей. И это не удивительно, ведь в последние годы инжекторные автомобили существенно потеснили карбюраторные, а в ближайшем будущем вообще полностью их заменят.

Хотя многие автомобилисты со стажем со скептицизмом относятся к системам принудительного впрыска топлива, обосновывая свою позицию сложностью конструкции, дороговизной в обслуживании и ремонте.

Но для этих людей все же можно найти оправдание, ведь когда все время ездишь на карбюраторном отечественном автомобиле, то про карбюратор знаешь по сути все.

Поэтому ремонт и обслуживание топливной системы у таких людей не вызывает проблем, а вот что делать с инжекторной топливной системой многие еще не знают.

Хотя если захотеть понять принцип работы инжектора, то все на много проще, чем кажется. Как говорится, было бы желание.

Однако желания мало, чтобы понять принцип работы инжектора, необходима соответствующая информация, которая помогла бы быстро разобраться в этом вопросе.

Система TCCS

Возьмем, к примеру, систему принудительного впрыска топлива от фирмы Toyota. Называется она TCCS — Toyota Computer Control System. Данная система является одной из передовой и самой надежной на данное время и поэтому заслуживает особого к себе внимания. Однако она дорогая и сложная в обслуживании.

Принцип работы инжектора

Принцип же работы инжектора других топливных систем аналогичный и основывается он на следующих процессах.

Воздух под давлением поступает в двигатель. Но предварительно поток воздуха анализируется специальным датчиком, который вычисляет объем воздуха в данный момент времени.

Эти данные передаются на компьютер, который анализирует не только данные с датчика расхода воздуха, но и другие данные по работе двигателя, такие как частота вращения коленвала двигателя, температура двигателя и воздуха и т.д.

После того как вся полученная информация обработана, компьютер определяет количество топливо, которое является оптимальным для данного объема воздуха и при этом было получено максимальное КПД (коэффициент полезного действия) от двигателя.

После обработки всей информации на форсунки подается электрически разряд определенной продолжительности. Форсунки открываются на необходимый период времени и впрыскивают заданную дозу топлива во впускной коллектор.

Принцип работы инжекторного ДВС с прямым впрыском.

Вот и весь основной принцип работы инжектора. Конечно же все это происходит очень быстро буквально за долю секунды.

Сложная составляющая

Основой и самой сложной составляющей, казалось бы, не сложного процесса, является специальная программа, которая прописана в компьютере.

Сложность ее заключается в том, что в ней должны быть учитаны и прописаны все внутренние и внешние условия работы двигателя и его систем. А это не так просто и сделать.

В остальном же, если рассматривать механическую сторону всей этой системы, то принцип работы инжектора не так уж и сложен. Про что уже и говорилось выше.

Устройство системы принудительного впрыска топлива

Из чего же состоит система принудительного впрыска топлива.

Как мы уже говорили, это:

  1. Специальная программа, прописанная для каждой марки автомобиля;
  2. Клапан холостых оборотов;
  3. Топливный перепускной клапан;
  4. Форсунки;
  5. Различные датчики (в том числе и датчик кислорода, он же лямда-зонд).

Типы инжекторов

Так же хотелось бы отметить тот факт, что системы принудительного впрыска топлива встречаются двух типов.

Первый тип.

Первый предназначен для стран Европы, Японии, США, в общем, для развитых стран, где существуют строгие экологические нормы на выброс токсических веществ в атмосферу, и называется он тип инжектора с обратной связью. В таких системах уже предусмотрены и лямбда-зонд и каталитический нейтрализатор.

Второй тип.

Другой тип не имеет обратной связи, и такое оборудование в нем не предусмотрено. Соответственно такие автомобили дешевле. И выпускаются такие автомобили для стран, где не очень жесткие экологические нормы и законы.

Вкратце, не углубляясь в сложные технологические процессы, мы рассмотрели принцип работы инжектора автомобиля.

Конечно, он в некоторой мере сложнее, чем у карбюратора, но сложность эта оправдана более экономичным расходом топлива, и более высоким КПД работы двигателя в разных режимах работы. Да и время диктует свое.

Когда-то, и инжектор будет заменен более совершенной, но в тоже время еще сложной системой. Новые технологии, от этого не куда не денешься.

7 мифов о чистке инжектора.

Как работает инжектор? / Хабр

В заметке пойдет речь о работе «мозгов», управляющих двигателем вашего автомобиля или мотоцикла. Попытаюсь на пальцах и в общем объяснить что же и как происходит.

Чем занимаются те самые «мозги» и для чего они нужны? Электроника — альтернатива другим системам, выполняющим те же функции. Дозированием топлива занимался карбюратор, зажиганием управлял механический или вакуумный корректор угла опережения зажигания. В общем не электроникой единой возможно реализовать все это и достаточно продолжительное время именно так и было. На автомобилях, мотоциклах, бензопилах, бензогенераторах и во многих многих других местах работали и продолжают работать те самые системы, которые призван заменить инжектор.
Зачем же понадобилось что-то менять? Зачем сносить существующие проверенные и весьма надежные системы? Все просто — гонка за экономичностью, экологичностью и мощностью. Точность работы описанных выше систем недостаточна для обеспечения желаемого уровня экологичности и мощности, а сами по себе электронные системы управления двигателем начали появляться достаточно давно.

Я опущу принцип работы поршневых ДВС, многие знакомы с тем как работает двигатель, а те кто не знакомы — не слишком пострадают. В разрезе работы системы питания и системы зажигания двигатель это просто преобразователь воздушно-топливной смеси в механическую энергию. Можно рассматривать его как черный ящик, с некоторыми особенностями.

Итак, у нас есть топливо (бензин, этанол, пропан или метан), есть воздух и желание получить из этого механическую энергию. Сложность состоит в том, что для получения интересующих нас характеристик надо смешивать топливо и воздух в точно определенных пропорциях и поджигать их в достаточно точно определенный момент времени. Более того — при недостаточной точности мы получим ухудшение характеристик.

Вся суть работы «мозгов» сводится к дозированию топлива и поджигом смеси в цилиндрах двигателя. Это основные функции. Кроме них есть еще и дополнительные — управление турбиной, управление трансмиссией.

Подсистема, занимающаяся дозированием топлива называется инжектор, поджигом топлива занимается зажигание. Воздух в двигатель поступает «естественным» порядком. Двигатель сам всасывает воздух, его количество только может ограничиваться, для снижения мощности двигателя. Нам не нужна максимальная мощность все время, бОльшую часть времени мощность как раз ограничивается. В случае с турбиной воздух попадает в двигатель принудительно, но это не меняет сути. Воздуха столько сколько есть и мы управляем его количеством при помощи педали.
Сколько топлива нам надо подать в двигатель и как его дозировать? Есть так называемое стехиометрическое отношение, показывающее, что для полного сжигания килограмма топлива нам нужно вполне определенное количество воздуха. Для бензина это соотношение равно 14,7:1. также его называют AFR (Air Fuel Rate по английски) Это не аксиома, это некий оптимум. Смесь может быть «беднее», в ней может быть меньше топлива. Такая смесь хуже горит, двигатель сильнее греется, но сгорает все полностью. Это значения в большую сторону — AFR 15 и более. Может быть и «богаче», когда топлива больше — AFR 14 или меньше. При таком соотношении смесь сгорает не полностью, но мощность двигателя максимальна.

И в ту и в другую сторону есть ограничения — если слишком увлечься, работать двигатель не будет. Нельзя просто налить 20 частей топлива и ожидать пропорционального прироста мощности.

Итак, чтобы определить сколько же топлива нам надо подать в двигатель нам надо знать сколько воздуха в него поступает. Дальше все просто — из количества воздуха по соотношению определяем количество бензина и дело сделано!
Погодите ка, а как же нам определить сколько воздуха поступает в двигатель? Для этого есть несколько путей. Обычно используют один из следующих датчиков:

ДМРВ или MAFдатчик массового расхода воздуха. Датчик этот измеряет количество проходящего через него воздуха. Как подсказывает википедия — «Датчик состоит из двух платиновых нитей, нагреваемых электрическим током. Через одну нить, охлаждая её, проходит воздух, вторая является контрольной. По изменению тока проходящего через охлаждаемую воздушным потоком платиновую нить вычисляется количество воздуха, поступающего в двигатель.

». Датчики такого типа зачастую устанавливаются в гражданские автомобили. В общем то все достаточно просто. Похоже, это именно то, что нужно! Примерно так и есть.

Другой тип датчиков

ДАД или MAPдатчик абсолютного давления. Этот датчик подключен к впускному коллектору и измеряет разрежение (или же избыточное давление, в случае с наддувом) в коллекторе. На основании показаний этого датчика и датчиков температуры, частоты вращения коленвала тоже можно вычислить объем поступающего воздуха, что нам и требуется. Для корректировки его показаний надо еще знать давление окружающего воздуха. Для измерения атмосферного давления либо ставят еще один такой же датчик, который непрерывно его измеряет, либо просто до запуска двигателя измеряют давление. Во втором случае может выйти неприятность, если вы с берега моря рванули прямиком на Эверест.

MAP часто ставят на спортивные автомобили.

Устанавливается один из этих датчиков, наличие одного из них — обязательно.
Ну что же, сколько воздуха поступает в двигатель мы примерно можем вычислить.
Другой обязательный датчик —
ДПКВ или датчик положения коленвала. Этот датчик позволяет мозгам точно знать, в каком положении находится коленвал. Зачем нам это нужно? Мало знать сколько топлива надо подать в двигатель, надо подавать его в определенный момент времени. Да и зажигать смесь в цилиндрах тоже надо строго вовремя. Так что без этого датчика — никак. Есть несколько типов таких датчиков, но большинство из них — либо индукционные, либо датчики Холла, либо подобные им. В общем — бесконтактные датчики, подобные тем, которые трудятся, например, в двигателе вашего винчестера. Или в кулерах.

Следующий датчик, который вместе с ДПКВ дает еще больше информации о том, что же происходит в двигателе в данный конкретный момент — ДПРВдатчик положения распредвала. Также его называют датчиком фаз. При помощи этого датчика можно понять в каком из цилиндров в данный момент такт впуска, куда же нам надо подавать топливо, в каком цилиндре у нас такт сжатия и время поджигать смесь. По принципу работы он подобен ДПКВ, но зачастую несколько проще. В общем то тоже самое, но на распредвале.

Этого набора датчиков нам должно хватить для запуска двигателя. Худо бедно, но этого достаточно, чтобы примерно понять сколько надо подавать топлива, когда это делать и когда поджигать полученный коктейль.
Так давайте же тогда подавать и поджигать! (не путать с разжигать и науськивать)

Исполнительные механизмы

Топливо дозируется форсунками или другими словами «инжекторами». Да да, именно по названию этого узла все это безобразие нами так и называется. Форсунка из себя ничего особо интересного не представляет. Просто электромеханический клапан. Два провода и трубопровод с топливом под давлением. Подали напряжение на выводы — форсунка открылась, прекратили пропускание тока — форсунка закрылась. Для простоты давайте сначала примем, что форсунка открывается и закрывается моментально. Тогда для оценки объема проходящего через нее топлива нам достаточно знать ее статическую производительность. Это просто объем топлива, который пройдет через форсунку за минуту. Открыли форсунку, измерили объем бензина, который через нее за минуту вытек — получили основной параметр. Теперь нам для точного дозирования надо просто открывать и закрывать форсунку на определенное время. Получается что дозирование производится «выдержкой», если говорить терминами фотографов. Чем длиннее время на которое мы открываем форсунку, тем больше топлива мы нальем в двигатель.
А поджиг смеси осуществляет все та же бессменная свеча зажигания, которая верой и правдой служила для этой цели. И катушка зажигания тоже на месте. Вот только управляется она уже «мозгами». Зажигание не изменилось, но для его работы важен ДПКВ и ДПРВ, так что без этих датчиков дела не будет.

В общем то это, можно считать, и есть в общих чертах как работает инжектор. Смотрим на показания датчиков, отмеряем нужное количество топлива и открываем форсунку на вычисленное время. И так каждый такт. Т.е. в зависимости от частоты — 100 раз в секунду на частоте в 6000об/мин коленвала. Часто? Да не так чтобы и очень.

Идем дальше?

В реальных двигателях все несколько сложнее. Точно вычислить сколько же воздуха попадает в двигатель не так просто. Для корректировки значений нужны датчики температуры охлаждающей жидкости — просто термодатчик, аналогичный тому, что показывает температуру на приборной панели. И датчик температуры поступающего воздуха. В целом незначительно отличающийся от первого, а функционально и вовсе его брат близнец — тоже просто измеряет температуру, но уже не двигателя, а воздуха, поступающего в двигатель. Зачем нам что-то корректировать? Дело в том, что пока двигатель холодный, пока он не нагреется до определенной температуры — топливо испаряется не так хорошо, а горят именно пары. Соответственно нам нужно топлива подавать больше, чтобы двигатель работал. Значит берем наше значение для оптимального соотношения, измеряем двигателю температуру и корректируем это наше значение. Также нужно откорректировать момент зажигания смеси в цилиндрах — по тем же причинам. И тут тоже корректируем.

Другой не совсем приятный момент — форсунка, которую мы приняли идеальной — на самом деле таковой не является. Во первых нужно время, чтобы она открылась, а потом закрылась. Соответственно в этом время она тоже подает топливо, но в меньшем количестве. На это тоже делается поправка. Само время открытия и закрытия зависит от напряжения бортовой сети. Одно дело когда генератор шпарит на всю и в сети 14В, а другое дело, когда генератор умер, а аккумулятор разряжен до неприличных 10В. Время открытия форсунки меняется и его надо корректировать. Мало умершего генератора, ехать то надо и двигатель не должен перестать работать в таких условиях.

Мало нам было исполнительных механизмов, для работы на холостом ходу, когда педаль мы совсем не трогаем — двигатель не должен глохнуть, его работу надо поддерживать. Для этого есть специальное исполнительное устройство — РХХрегулятор холостого хода. Это такой шаговый двигатель (реже просто электромагнит), который через специальный канал дает двигателю «вздохнуть» мимо перекрывающей воздух дроссельной заслонки. Умный мозг не дает двигателю зачахнуть и приоткрывает этот клапан, когда обороты снижаются. Но и разойтись не дает — прикрывает его, когда обороты возрастают уж слишком сильно.

Хорошо бы нам также знать на сколько сильно водитель давит на педаль акселератора. Для этих целей смотрят не на положение педали, а на положение заслонки, которой эта педаль управляет. Датчик так и называется — ДПДЗдатчик положения дроссельной заслонки. Технически это просто потенциометр, который измеряет на какой угол повернута ось дроссельной заслонки. Это зачем это нам надо знать, как сильно водитель давит в пол, спросите вы? Все просто, нам надо знать когда включать режим холостого хода (помним про РХХ), когда водитель жаждет острых ощущений и энергично давит на педаль — не время экономить, льем от души!

Экологические нормы достаточно строго контролируют что же «выдыхает» (пускай уж выдыхает) наш двигатель. Так что при всем желании лить «на глазок» — нельзя. нужно контролировать состав выхлопных газов. Как это сделать? Для этой цели есть так называемый лямбда зонд или датчик кислорода — датчик, показывающий сгорела ли смесь целиком, есть ли в выхлопных газах топливо либо же свободный кислород. По показаниям этого датчика инжектор может корректировать свое поведение, либо увеличивая либо уменьшая количество подаваемого топлива. Нужно это достаточно часто — бензин везде разный и даже просто хранясь в канистре или баке — стареет. А уж о заправках наших можно легенды слагать. Соответственно и режимы его горения совсем не постоянны. Ко всему прочему и производительность форсунок может «плавать». Ведь как вы поняли — расчет ведется исходя из их постоянной производительности, а форсунка со временем может забиться, производительность ее может снизиться.
А нормы строгие, а бензин дорогой, да и ехать же надо. Внимательный читатель заметил, что одного этого датчика достаточно для обеспечения обратной связи. Смотрим на состав выхлопных газов, если сгорело не все — льем меньше. Если сгорело дочиста — льем больше.
Лямбда зонды бывают двух видов — узкополосные и широкополосные. Отличаются они точностью. Первые только показывают богатая или бедная у нас смесь, вторые показывают на сколько она богатая или бедная. Даже точно указывают тот самый AFR упоминаемый в начале статьи. Ну и цена, конечно. Первые стоят 25$, вторые — 200$. С лямбдами тоже не все просто — они достаточно капризны, требуют определенной температуры для работы, а это не всегда возможно, в некоторых типах зондов рабочий элемент специально подогревают от бортовой сети. Да, лямбда может быть не одна, но это уже тонкости.

Еще один сенсор, применяемый для анализа происходящего в двигателе — датчик детонации. Детонация это процесс сгорания топлива, который протекает взрывообразно. В нормальном режиме топливо просто сгорает, при детонации топливо взрывается. Это вредно для двигателя — все равно что бить по поршню молотком. Никто не любит когда по нему бьют молотком — поршень не исключение. Явление это крайне нежелательное и для определения того, что смесь детонирует и применяют такой датчик. Он по принципу работы похож на микрофон, который «слушает» двигатель (датчик закреплен на блоке цилиндров) и по услышанному пытается отфильтровать шум работы двигателя и понять где же детонация, а где нормальная работа. Все не просто и здесь. Для облегчения работы этого датчика ставят еще датчик неровной дороги, который покажет, что это наши дороги так шумят, а не двигатель. Востребованность этого датчика возрастает на турбированых двигателях.

В итоге сами по себе мозги работают примерно следующим образом:
Есть так называемая топливная карта — таблица, в которой записано какого состава должна быть смесь. У таблицы три измерения — частота вращения коленвала двигателя, нагрузка на двигатель и собственно AFR. Просто берем из таблицы значение, положенное туда опытным товарищем.
Корректируем это значение в соответствии с показаниями датчиков температур, лямбда зонда, датчика детонации, изменением положения дроссельной заслонки и в соответствии со всеми этими поправками (часть из них тоже в табличках) вычисляем необходимое количество топлива. Пересчитываем объем топлива во время открытия форсунки в соответствии с ее производительностью, корректируем время в соответствии с напряжением бортовой сети и в момент впуска — открываем форсунку на вычисленное время.

Как видите — ничего сложного и заумного здесь нет. Просто таблицы, может быть местами ПИД регулятор, коэффициенты влияния тех или иных факторов и в итоге просто время открытия форсунки.
С зажиганием тоже самое, только там карта углов, аналогичная топливной карте (тоже таблица) и тоже корректировки в соответствии с показаниями датчиков.

В штатном режиме все работает, но что делать, если один из датчиков вышел из строя? И как это понять? Если датчик температуры, например, показывает что двигатель нагрет до 200 градусов, или что смесь детонирует несмотря на все корректировки? В этом и заключается продуманность мозгов. Вычислить, что датчик врет, не принимать во внимание его показания, зажечь «check engine» на панели и продолжить работу. Благодаря такому поведению двигатель сохранит работоспособность при выходе из строя некоторых датчиков (не всех, как вы понимаете) и позволит доехать до СТО.

Да, многие из вас заметят, что инжектор по сути достаточно простое устройство. И схематически там нет ничего военного — входящие значения считываются по АЦП, выходящие так и вовсе чисто бинарные. Ну выходные транзисторы, ну достаточно жесткие условия работы. Но это не космос далеко.
Касательно работы прошивки — тоже вроде как все не так и сложно. На мой взгляд проще всяких алгоритмов распознавания изображений и всякое такое. В процессе настройки саму прошивку никто не трогает обычно. В том смысле, что открывать исходники, корректировать алгоритмы, оптимизировать что-то — такого нет. Просто софт который позволяет изменять те самые топливные карты и другие коэффициенты. А прошивками занимаются уже инженеры на заводах. Или простые смертные, которым это интересно.
Да да, не каждый готов платить за «мозги» космические деньги, а кому-то может быть просто хочется больше контроля над происходящим. Все это привело к тому, что есть несколько проектов вполне доступных «мозгов». Есть megasquirt — www.megamanual.com/index.html, для этой аппаратной базы в последствии была написана и поддерживается кастомная прошивка с расширенным функционалом — msextra.com/doc/index.html На последнем сайте есть даже схемы этих «мозгов», может быть кому-то из электронщиков будет интересно. А программистам может быть интересно глянуть на код. Если не ошибаюсь, то он есть здесь. msextra.com/doc/ms2extra/files/release/ms2extra_3.2.1_release.zip
Есть еще VEMS — www.vems.hu/wiki который сначала назывался megasquirtAVR, но теперь сам по себе. Видел еще вот таких ребят — forum.diyefi.org там у них какой-то свой проект FreeEMS. На мой взгляд все это показывает, что все не так уж сложно и местами даже очень даже доступно.

Надеюсь получилось достаточно интересно и в меру понятно. Об опечатках прошу писать в личку. Если где ошибся — поправьте.

Устройство инжектора. Что такое инжектор в автомобиле

 

Карбюраторные автомобили давно сменили более мощные инжекторные. Но принцип работы этой системы пока знают не все водители. Устройство инжектора не сложное, достаточно разобраться в его деталях и их функционировании. 

 

Определение понятия

 

Начинающим водителям сначала нужно разобраться в том, что такое инжектор в автомобиле. И только после этого следует узнать о принципах его работы. Инжектор – это система или отдельная форсунка, установленная на мотор. Он необходим для распределения топлива – впрыскивает его в цилиндры или впускной коллектор. Именно в этом и заключается его отличие от карбюратора. 

В зависимости от места установки системы инжекторы делятся на несколько видов. Но любой из них может обеспечить точечную подачу топлива в автомобильный мотор или его положение в камере сгорания, где затем образуется топливно-воздушная смесь. 

Не имеет значения, на каком топливе ездит автомобиль. Инжектор справляется как с бензином, так и с дизелем. 

 

История создания

Впервые инжектор был установлен в 1951 году компанией Бош на купе Голиаф 700 Спорт. А через три года Мерседес начали ставить систему на свои машины. Первые опыты использования инжектора оказались успешными. 

Но на самом деле такая установка применялась еще раньше – в 30-х годах, но только на боевой авиации. Первые устройства назвать идеальными сложно, так как они мало увеличивали мощность мотора. А об экономии топлива или охране окружающей среды в то время практически не заботились. 

В 1940-х об инжекторах из-за небольшого КПД забыли на время, так как появились реактивные двигатели. Не считая усилий компаний Мерседес и Бош, активно использовать систему начали только в 80-х. Тогда производители автомобилей внедряли устройство в свои машины. 

В то время уже значительно внимание уделялось снижению количества выбрасываемых в атмосферу газов. Из-за этого требования многие инженеры решили восстановить и модернизировать старые модели форсунок. Они быстро поняли, как работает инжектор, разобрались с его устройством и внедрили его в массовое производство. Результаты не заставили себя долго ждать – большинство современных машин работают именно на такой системе.  

 

Типы форсунок

Существует всего два вида форсунок – электронные и механические. Первый вариант более простой. В механическом инжекторе топливо идет сразу к форсункам, с помощью блока управления оно дозируется и отправляется в камеру сгорания. Именно такой инжектор устанавливают на современных автомобилях. Он дает возможность часто пользоваться машиной. 

В механической форсунке нет электронного блока управления. Дозировкой топлива занимаются распределительные клапаны. Они подготавливают очередную порцию в зависимости от уровня открытости системы. Таким было устройство инжектора, произведенного в 30-х годах. Но механические системы встречаются и сегодня – они установлены на старых автомобилях. 

Стоит более детально рассмотреть электронные форсунки. Они делятся на подвиды:

 электромагнитные;

 электрогидравлические;

 пьезоэлектрические. 

Электромагнитные форсунки используются в бензиновых двигателях. У них простая конструкция, основные детали – электромагнитный клапан с иглой и сопло. Блок управления позволяет контролировать работу инжектора, а также обеспечивает напряжение на обмотке клапана в подходящий момент. 

Электрогидравлические форсунки подходят для дизельных двигателей. Это клапаны с камерами управлениями и двумя типами дросселей – впускными и сливными. Устройство инжектора этого вида основано на давлении топлива в каждый момент работы автомобиля. Блок управления у таких форсунок электронный. Он посылает сигналы клапану, тогда инжектор приходит в действие. 

Пьезоэлектрическая форсунка подходит только для определенного вида дизельных двигателей – с впрыскивающей системой Common Rail. Но у такого инжектора есть свои преимущества: скорость реакции, которая гарантирует несколько подач топливной жидкости за полный цикл. 

Принцип работы пьезоэлектрической форсунки основывается на гидравлике. Поршень толкателя срабатывает благодаря увеличению длины пьезоэлементов, на которые воздействует сигнал блока управления. Дозу топлива определяет длительность этого воздействия и давление жидкости в топливной раме.  

 

Устройство системы

Устройство инжектора простое, хотя работа системы довольно сложная. Основные элементы:

 ЭБУ;

 форсунки;

 регуляторы давления;

 электрический бензонасос.

Электронный блок управления предназначен для контроля работы системы. С его помощью водитель может обеспечить беспрерывное функционирование инжектора. Форсунки – немаловажная деталь системы. Именно форсунки дозируют топливо и передают его в камеру сгорания. Рекомендуется через каждые 30 000 км, проезженных на автомобиле, чистить их от остатков бензина или дизеля. Регуляторы давления стабилизируют работу инжектора. С их помощью топливо выталкивается через форсунки в камеру сгорания. 

А электрический бензонасос подает бензин в двигатель. Он служит связующим звеном между мотором и бензобаком, которые расположены в разных концах машины. Для механических инжекторов на старых автомобилях использовались механические бензонасосы. У них меньше КПД и более короткий эксплуатационный срок.  

В устройство инжектора также входят датчики. Они показывают температуру нагрева и количество масла, напряжение в двигателе. 

В зависимости от типа инжектора меняется и его строение. Электромагнитная форсунка состоит из якоря и сопла, иглы, уплотнения, пружины, обмотки возбуждения и электромагнитного разъема, а также сетчатого фильтра. Эти детали объединены в единую систему под общим корпусом. 

Электрогидравлический инжектор не имеет сетчатый фильтр. Но в нем есть другие детали: камера управления, штуцер подвода бензина, сливной дроссель, поршень. Именно они и обеспечивают дозированную подачу топлива в камеру сгорания. 

В пьезоэлектрической форсунке есть все эти составляющие, но присутствуют и дополнительные детали. К ним относятся: нагнетательный канал, переключательный клапан. Они и обеспечивают стабильную работу системы. 

Независимо от типа инжектора его функционирование не изменяется. Оно основано на одних и тех же принципах действия. 

 

Принципы работы

Основные принципы работы инжектора состоят из нескольких этапов. Они тесно связаны между собой, хотя имеются и промежуточные действия. Всего этапов четыре:

 1. Измерение массы воздуха.

 2. Передача показателей в ЭБУ.

 3. Расчет количества топлива.

 4. Воздействие заряда на форсунки. 

Сначала специальный датчик измеряет массу воздуха, который поступает в инжектор. Затем эти показатели система передает в блок управления. Сюда же доходит информация и от других датчиков, которые измеряют температуру, скорость движения коленного вала. После этого система подсчитывает количество топлива, необходимого для работы двигателя. И на последнем этапе инжектор воздействует длительными электрическими зарядами на форсунки, из-за чего они открываются и выливают бензин в коллектор из магистралей. 

Самая сложная работа проходит в блоке управления, поэтому его называют мозгом системы. Это мини-компьютер с программой, которая получает данные и моментально их анализирует, быстро реагирует на все изменения в системе. 

Для стабильной работы инжектора понадобится еще две детали – кислородный датчик и каталитический нейтрализатор. Первый способен передать ЭБУ информацию о состоянии топлива и уровне токсичности выхлопных газов. А второй используется для уничтожения недогоревших частиц. 

 

Преимущества и недостатки

У каждого устройства есть свои недостатки, не стал исключением и инжектор. Но преимуществ у него все же намного больше. Основные сильные стороны:

 экономия топлива;

 увеличение мощности автомобиля;

 снижение токсичности выхлопов;

 защита машины от угона;

 устранение ручной регулировки топливной подачи. 

Карбюраторы не экономили топливо, а расходовали большое количество. Инжектор позволяет сократить расходы, при этом рабочие обороты снижаются, а мощность двигателя увеличивается. Запуск мотора стал более простым – с этой системой он превратился в автоматизированный. Система обеспечивает поддержку оборотов на холостом ходу. 

Управление мотором расширилось, хотя исчезла необходимость регулировать впрыски топлива вручную. Снизилась токсичность газов, которые образуются при сгорании бензина и выходят через выхлопную трубу. Работа инжектора больше не зависит от атмосферного давления, поэтому авто можно использовать в горах и других местностях, где воздух разрежен. 

Но важно учесть и некоторые недостатки системы:

 требования к качеству топлива;

 особенная диагностика;

 высокое давление внутри инжектора. 

Придется использовать только качественное топливо, так как в противном случае форсунки системы будут постоянно забиваться несгоревшими остатками. Диагностику и ремонт смогут провести специалисты в СТО, самостоятельно разобраться в электронном инжекторе сложно. 

Система очень чувствительна к перепадам напряжения, она зависит от электропитания. Внутри нее топливо постоянно находится под высоким давлением. Из-за этого во время аварий автомобиль может легко загореться и взорваться. На большинстве современных машин во избежание таких ситуаций устанавливают контроллер.

 

Заключение 

Инжектор нельзя назвать очень простым устройством. Но он позволяет использовать автомобиль на более высокой мощности и при этом меньше загрязнять окружающую среду. А отремонтировать его не проблемно – этим занимаются на каждом СТО. Да и определить неисправность легко: буду происходить сбои при запуске двигателя. Начинающим и опытным водителям следует задуматься о покупке современной машины именно с электронным инжектором. 

описание, устройство, фото и видео

«Родившись» в 1951 году, инжектор постепенно пришел на смену карбюраторам, читаем статью — карбюратор или инжектор. А произошло это благодаря одному из его важнейших преимуществ, которое состоит в уменьшении количества используемого топлива. Помимо которого специалисты также отмечают лучшую динамику разгона инжекторных авто, стабильность функционирования таких моторов, а также снижение числа вредных выбросов от их работы в атмосферу.

Выясним, откуда берутся такие свойства, и вообще каков принцип работы инжектора, однако прежде кратко приведу основные недостатки последнего, чтоб вы не считали его идеальным:

  • дорогой ремонт узлов;
  • наличие элементов, не подлежащих ремонту;
  • необходимость использования качественного топлива;
  • необходимость применения спецоборудования для диагностики, ремонта и обслуживания.

Как работает инжектор?

Итак, как известно, в современных авто карбюраторная система уже полностью замещена инжекторными двигателями.  Последние, в отличие от карбюраторных, повышают мощность автомобиля, улучшают динамику его разгона, экологичность. При том, что расход топлива при этом уменьшается.

Кстати, высокие экологические показатели инжектор сохраняет без различных  регулировок и настроек. Ведь там имеет место самонастройка топливовоздушной смеси, которая стала возможна благодаря кислородному датчику, установленному на выпускном коллекторе (лямбда-зонд).

Устройство инжектора.

Подача топлива в инжекторный движок производится форсунками, которые могут  располагаться или на впускном коллекторе (моновпрыск), или недалеко от впускных клапанов цилиндров (распределенный впрыск), или  непосредственно в ГБЦ — головке блока цилиндров (прямой впрыск — впрыск топлива осуществляется в саму камеру сгорания), о том, как промыть форсунок своими руками смотрим вот здесь.

 

Помимо форсунок инжектор включает в себя следующие исполнительные элементы:

  • ЭБУ (контроллер) — обрабатывает данные от датчиков и управляет системами подачи топлива и зажигания;
  • бензонасос (электрический) — он подает топливо;
  • различные датчики: температуры, коленвала, распредвала, детонации;
  • регулятор давления — поддерживает разницу давления воздуха во впускном коллекторе и форсунках.

Также все инжекторные моторы оснащаются каталитическим нейтрализатором (катализатором) в виде «сот», на котором нанесен активный слой, способствующий догоранию топлива, остающемуся в выхлопных газах. Однако заправка этилированным бензином длительное время приводит к определенным поломкам, из-за которых катализатор теряет такую способность.

Датчик кислорода в инжекторе и его работа.

Наиболее известным типом является циркониевый кислородный датчик, подробнее в статье — что такое датчик кислорода. Он есть переключатель (к слову, один из самых важных), который резко изменяет свое состояние на отметке 0. 5% кислорода, содержащегося в выхлопных газах.

Устройство интерфейса датчика выглядит следующим образом: прогретый датчик (300 градусов Цельсия и выше) при богатой смеси (содержание кислорода < 0.5%), как слабый источник тока, устанавливает на выходе напряжение от 0,45 до 0,8 Вольт, а при бедной смеси (содержание кислорода > 0.5%) — от 0.2 до 0.45 Вольт. И не важно, какой точно при этом уровень напряжения, учитывается лишь то, где он расположен по отношению к средней линии. То есть топливо добавляется, когда ECU определяет сигнал бедной смеси, и уменьшается, когда богатой. Следовательно, подача топлива регулируется в зависимости от практических результатов сгорания, что дает возможность системе приспособиться к разным условиям работы.

Известно, что надежно данный датчик работает только в хорошо прогретом состоянии, следовательно, ECU система TCCS заметит его показания только в случае прогрева двигателя до нужного уровня. Однако не всех это устраивает. Поэтому для придания скорости этому процессу в датчик кислорода часто монтируют электрический подогреватель.

Компьютер системы TCCS. Самодиагностика инжектора.

В современном инжекторе установлено много датчиков, это разрешает оптимизировать его работу.

Принцип работы механического инжектора.

Хотя ранее использовались иные конструкции инжекторных моторов с впрыском. К примеру, известен такой двигатель, в котором управление происходит при помощи механических устройств. Управление здесь — дозировка объема топлива при помощи специального клапана. Клапан же управляется системой рычагов, которую приводит в действие воздушный поток. Сегодня механически управляемые клапаны уже полностью изжили себя.

В настоящее же время в каждой системе впрыска есть встроенная подсистема самодиагностики, которая позволяет установить неисправности узлов, датчиков и исполнительных механизмов системы. После самодиагностики компьютер вырабатывает диагностические коды. Они извлекаются из памяти компьютера и расшифровываются согласно таблицам. У каждого производителя свой вариант извлечения данных кодов. Найти практически всех их можно в свободном доступе в интернете, подробнее о диагностике инжектора своими руками, можно прочитать тут. Кроме того рекомендую ознакомиться с инструкцией, о том как почистить инжектор.

Видео

Рекомендую прочитать:

плюсы и минусы непосредственного впрыска

Инжекторные установки уже давно заменили карбюраторные варианты впрыска топлива на бензиновых двигателях. В Японии эту технологию используют с конца 80-х годов прошлого столетия, а вот на отечественных машинах стали устанавливать только в нынешнем веке. Многие владельцы русских автомобилей с инжекторами считают, что лучше бы заводы продолжили использовать карбюраторные типы двигателей, ведь непосредственный впрыск удается нашим конструкторам из рук вон плохо. Поломки инжектора, засорение форсунок и выход из строя важных модулей системы подачи топлива — это вполне привычное дело для большинства автомобилистов с отечественным транспортом. Плюсы и минусы инжектора лучше рассматривать, выбирая для сравнения хороший и надежный иностранный транспорт.

Эталоном качества и надежности считают японские инжекторы, но и в них кроется ряд проблем. Сегодня мы поговорим о положительных и негативных сторонах этого варианта подачи топлива, а также разберемся с конструкцией инжектора. Это поможет лучше понять свой автомобиль и получить больше важных сведений о том, как его следует эксплуатировать. Информация о работе инжектора позволит ощущать автомобиль, знать, когда можно придавить на педаль газа, а в каких ситуациях отказаться от резкого ускорения. В любом случае, изучение тонкостей своего авто явно не помешает в будущей эксплуатации.

Система инжектора — составляющие части и принцип деятельности

Для работы инжектора необходимо давление от 4 атмосфер, в некоторых моделях давление превышает этот и без того не малый показатель. Давление топлива создается с помощью мощного насоса, располагающегося зачастую в бензобаке. Система подачи топлива содержит также необычный топливный фильтр в металлическом корпусе, ведь простой фильтр не выдержал бы давления в трубках. Еще один фильтр расположен на бензонасосе. Эта система очистки крайне важна, ведь при ее выходе из строя работоспособность инжектора снижается. Наиболее важные части системы инжектора следующие:

  • рампа форсунок, на которой крепятся подающие топливо элементы, расположена над дроссельным узлом;
  • непосредственно форсунки — на каждый цилиндр подача топлива выполняется отдельным механизмом, который распыляет бензин для смешивания с воздухом;
  • мозги — бортовой компьютер, управляющий всей системой работы автомобильной топливной системы и других узлов;
  • дроссельный узел реализован не так, как в карбюраторных автомобилях, но этот элемент имеет много общего со старыми двигателями;
  • различные фильтры и предохранители защищают достаточно нежную систему от воздействия засорений в топливе;
  • прошивка на компьютере определяет все особенности поведения двигателя, потому ее смена сильно влияет на потенциал автомобиля.

Инжекторные двигатели нравятся многим автовладельцам по той причине, что ими можно управлять с помощью предустановленной на компьютер программы. Можно поменять сам компьютер или выполнить перепрошивку, чтобы полностью реализовать потенциал или даже заметно увеличить мощность двигателя. Но такие махинации с прошивкой и бортовым компьютером могут заканчиваться не слишком приятно. На заводе выставляют оптимальные режимы работы двигателя, от чего зависит и устанавливаемая прошивка. Когда происходит смена заводских параметров, машина полностью меняет поведение. Выбранный режим может оказаться не самым лучшим для эксплуатации двигателя.

Явные преимущества инжектора — рассматриваем выгоды

Если бы в этой системе не было никаких преимуществ, все автомобильные компании не стали бы активно использовать технологию в производстве двигателей. Сегодня фактически все бензиновые силовые агрегаты обладают непосредственным впрыском, что является оптимальной технологией по всем статьям. Надежность инжектора многие могут оспорить, ведь автомобилисты нередко сталкиваются с проблемами и неизлечимыми болезнями системы инжектора. Тем не менее, в технологии намного больше плюсов, которые привлекают покупателей и дарят определенные выгоды в поездке. Среди важных преимуществ, которые важно вспомнить, стоит заметить следующие особенности:

  • реальное понижение расхода топлива — инжектор может экономить, благодаря интеллектуальному управлению подачей топлива;
  • полное сгорание бензина — при правильных настройках инжектор обеспечивает полное сгорание топлива и определенную интенсивность поездки;
  • более выразительная динамика двигателя — водителю не приходится долгое время ожидать реакции при нажатии педали газа;
  • возможность смены прошивки — с помощью простой процедуры чип-тюнинга можно полностью изменить параметры авто;
  • технологичность и современность — машина с инжектором зачастую выбрасывает в атмосферу значительно меньше вредных веществ;
  • устойчивая работа в любых условиях — для хорошей работы инжектора не требуется ручное управление заслонкой воздуха, двигатель хорошо заводится в мороз.

Карбюраторные автомобили обладают ненавистным для многих автовладельцев подсосом, которым необходимо правильно управлять. В ином случае придется справляться с последствиями неправильного использования этого узла. В инжекторых автомобилях подачей воздуха руководит компьютер, что целесообразно только при высоком качестве самого компьютера. Если же «мозги» не управляют всеми функциями подачи топлива и воздуха правильно, возникает повышенный расход, чрезмерная непредсказуемость машины и прочие неприятные моменты. Но их можно избежать, настроив работу компьютера в соответствии с требованиями двигателя.

Недостатки и неприятные моменты в работе инжектора

Некоторые недостатки мы уже описали выше, сравнивая достоинства этого типа подачи топлива с определенными плюсами старого карбюратора. Некоторые водители задаются вопросом, можно ли переделать машину с карбюратора на инжектор или с инжектора на карбюратор. Теоретически это возможно, но вложения в этот процесс не оправдают себя. Вопрос переделки возникает в том случае, когда владелец инжекторной машины находит слишком много недостатков в своем авто. Повышается расход, меняется поведение транспорта, двигатель глохнет или работает на слишком высоких оборотах. Все недостатки инжектора можно исправить достаточно простыми, но часто недешевыми процедурами:

  • чистка форсунок — если вы заливаете не слишком качественный бензин или не меняете вовремя фильтры топлива, форсунки будут забиваться и перестанут распылять бензин;
  • прошивка «мозгов» в нужных режимах — на старых машинах иногда получается достичь невероятных результатов от перепрошивки, ведь технологии движутся вперед;
  • замена бортового компьютера на более функциональный вариант ЭБУ для вашей модели автомобиля с подходящими настройками;
  • регулярная смена фильтров, как воздушного, так и топливного, с целью обеспечения нормальной работы инжектора;
  • использование качественного топлива в соответствии с предписанными производителем нормами и подходящим октановым числом;
  • регулярный сервис, своевременное обращение внимания на определенные недостатки работы автомобиля.

Если у вас инжекторная машины, будьте внимательны к различным мелочам. Небольшое изменение работы двигателя может стать первым сигналом серьезных проблем. Зачастую небольшие неполадки можно вылечить за очень скромные деньги, но если не принять неполадку всерьез, затраты будут очень внушительными. Ремонт инжекторного двигателя чаще всего оказывается довольно дорогим занятием. Потому лучше сразу определить все проблемы на регулярном сервисном осмотре и исправить все возможные неполадки автомобиля. Так вы сможете значительно продлить жизни дорогостоящих узлов и сэкономить ощутимые суммы на возможном дальнейшем ремонте. Вот так выглядит работа инжекторного двигателя в замедленном темпе на видео:

Подводим итоги

Следует идти в ногу со временем и принимать новинки, которые предлагают производители. Прямая подача топлива на самом деле экономичнее, она делает машину несколько мощнее и динамичнее, дает водителю больше свободы. Тем не менее, машина оказывается требовательной к обслуживанию и качеству заливаемых жидкостей, в том числе и топлива. Если автомобиль ведет себя непонятно, стоит сразу обратиться на станцию и устранить проблему.

Впрочем, такие же советы будут актуальными и для владельцев автомобиля с карбюраторным двигателем. Чем раньше вы обратите внимание на неполадку и устраните ее, тем дешевле вам обойдется обслуживание и ремонт машины. Если у вас появилась идея переделать авто с инжектора на карбюратор или наоборот, откажитесь от таких конструктивных изменений. Это не сможет повлиять на автомобиль положительно, а лишь добавит проблем в обслуживании и эксплуатации. Как вы относитесь к современным инжекторам на авто?

Разбираем принцип работы и устройство инжектора

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

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

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

Инжектор, как революция в автомобилестроении

Работа инжектора и форсунки

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

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

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

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

Принцип работы инжектора в системе подачи топлива

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

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

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

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

Система распределенного впрыска топлива, классифицируется по типам:

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

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

Схема работы инжектора

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

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

Устройство простейшего инжектора

Инжектор включает в себя такие исполнительные элементы, как:

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

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

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

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

Устройство автомобиля: инжектор

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

История инжектора

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

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

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

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

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

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

Схема работы инжектора

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Система управления инжектора

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

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

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

Промывка инжектора

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как работает топливная форсунка? Бензин и дизель

Назначение топливной форсунки:

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

Схема в разрезе обычной дизельной форсунки

Принцип работы обычной топливной форсунки:

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

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

Принцип работы бензинового инжектора:

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

Бензиновый тип GDI (Фото любезно предоставлено Bosch)

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

Для получения дополнительной информации прочтите о GDI.

Что такое насос-форсунка?

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

Насос-форсунка (изображение любезно предоставлено Bosch)

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

Функционирование насос-форсунки:

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

Насос двойного типа (Фото: VW)

Пьезоэлектрический инжектор:

Самым совершенным типом инжектора, несомненно, является «Пьезоэлектрический инжектор».Они не только обеспечивают повышенную точность для двигателей CRDi последнего поколения, но также создают давление топлива до 3000 бар или 44000 фунтов на квадратный дюйм. Кроме того, эти современные топливные форсунки работают по принципу «пьезо». Слово «пьезо» происходит от греческого слова «пьезеин», что означает сжимать или давить.

Пьезо-тип (Фото любезно предоставлено Denso)

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

Пьезоэлектрические форсунки:

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

Пьезо-форсунки:

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

Смотрите видео о работе топливной форсунки здесь:

О компании CarBikeTech

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

Посмотреть все сообщения CarBikeTech

Принцип работы и схема топливной форсунки

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

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

Определение и функция топливной форсунки


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

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

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

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

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

Дополнительные сведения о системе впрыска топлива в бензиновых двигателях

Принцип работы инжектора

img от enginebasics.com


Инжектор работает с использованием электрической энергии, когда на инжектор подается напряжение, форсунка открывается, и топливо распыляется. Какова продолжительность подачи напряжения, влияющего на объем распыляемого топлива.

Форсунка состоит из трех основных компонентов;

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

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

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

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

Это вызывает разбрызгивание топлива.

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

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

Тип топливной форсунки


Существует три типа форсунок, которые широко применяются;

1. Пружинный инжектор



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

Основным компонентом этой форсунки является пружина. В выключенном форсунке пружина толкает форсунку вниз и закрывает трубку. Однако при самопроизвольном повышении давления топлива форсунка открывается автоматически.

Но форсунка также открывается очень мало, потому что пружина все еще удерживается.

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

Итак, как контролировали тайминг и продолжительность форсунки?

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

Этот тип широко применяется в обычных дизельных двигателях.

2. Электромагнитный инжектор

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

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

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

3. Форсунка Pizeo



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

В этом случае в инжектор помещаются тысячи кусочков пизео. Когда блок управления двигателем подает напряжение, этот кусок пизео сдуется. Сдув будет совершать минимальное движение, и движение используется для перемещения сопла, чтобы зазор сопла был открыт.

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

Как работает система впрыска топлива

Для двигатель для бесперебойной и эффективной работы он должен быть обеспечен нужным количеством топливо / воздушная смесь в соответствии с ее широким спектром требований.

Система впрыска топлива

В автомобилях с бензиновым двигателем используется непрямой впрыск топлива. Топливный насос отправляет бензин в моторный отсек, а затем он впрыскивается во впускной коллектор с помощью инжектора. Имеется либо отдельный инжектор для каждого цилиндра, либо одна или две форсунки во впускной коллектор.

Традиционно топливно-воздушная смесь регулируется карбюратор , инструмент, который отнюдь не идеален.

Его главный недостаток в том, что один карбюратор питает четыре цилиндр двигатель не может подавать в каждый цилиндр точно такую ​​же топливно-воздушную смесь, потому что некоторые цилиндры находятся дальше от карбюратора, чем другие.

Одно из решений — поместиться сдвоенные карбюраторы, но их трудно правильно настроить. Вместо этого многие автомобили теперь оснащаются двигателями с впрыском топлива, в которых топливо подается точными порциями. Двигатели, оборудованные таким образом, обычно более эффективны и мощнее карбюраторных, а также могут быть более экономичными и менее опасными. выбросы .

Впрыск дизельного топлива

В впрыск топлива система в автомобилях с бензиновым двигателем всегда косвенная, бензин впрыскивается во впускной патрубок многообразие или впускной порт, а не непосредственно в камеры сгорания . Это гарантирует, что топливо хорошо смешивается с воздухом перед тем, как попасть в камеру.

Много дизельные двигатели Однако используется прямой впрыск, при котором дизельное топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр, заполненный сжатым воздухом. В других используется непрямой впрыск, при котором дизельное топливо впрыскивается в камеру предварительного сгорания специальной формы, которая имеет узкий канал, соединяющий ее с камерой сгорания. крышка цилиндра .

В цилиндр втягивается только воздух. Он так сильно нагревается сжатие распыленное топливо, впрыскиваемое в конце ход сжатия самовоспламеняется.

Базовая инъекция

Все современные системы впрыска бензина используют непрямой впрыск. Специальный насос отправляет топливо под давление от топливный бак в моторный отсек, где, все еще находясь под давлением, он распределяется индивидуально по каждому цилиндру.

В зависимости от конкретной системы топливо попадает во впускной коллектор или впускной канал через инжектор . Это работает как спрей сопло из шланг , чтобы топливо выходило в виде мелкого тумана.Топливо смешивается с воздухом, проходящим через впускной коллектор или канал, и топливно-воздушная смесь поступает в горение камера.

Некоторые автомобили имеют многоточечный впрыск топлива, при котором каждый цилиндр получает питание от собственной форсунки. Это сложно и может быть дорого. Чаще используется одноточечный впрыск, когда один инжектор питает все цилиндры, или один инжектор на каждые два цилиндра.

Форсунки

Форсунки, через которые распыляется топливо, вкручиваются соплами вперед либо во впускной коллектор, либо в головку блока цилиндров и расположены под углом так, чтобы струя топлива попадала во впускное отверстие. клапан .

Форсунки бывают двух типов, в зависимости от системы впрыска. Первая система использует непрерывный впрыск где топливо впрыскивается во впускное отверстие все время работы двигателя. Форсунка просто действует как распылительная форсунка, разбивая топливо на мелкие брызги — на самом деле он не контролирует поток топлива. Количество распыляемого топлива увеличивается или уменьшается механическим или электрическим блоком управления — другими словами, это похоже на включение и выключение крана.

Другая популярная система — впрыск по времени (импульсный впрыск) где топливо доставляется пакетами, чтобы совпасть с индукция Инсульт цилиндра. Как и в случае непрерывного впрыска, впрыском по времени также можно управлять механически или электронно.

Самые ранние системы управлялись механически. Их часто называют впрыском бензина (сокращенно PI), а расход топлива регулируется механическим регулятором. Недостатки этих систем заключаются в том, что они сложны в механическом отношении и плохо реагируют на нажатие педали газа.

Механические системы в настоящее время в значительной степени вытеснены электронный впрыск топлива (сокращенно EFi). Это происходит благодаря повышению надежности и снижению затрат на электронные системы управления.

Типы топливных форсунок

Форсунка механическая

Могут быть установлены два основных типа инжектора, в зависимости от того, управляется ли система впрыска механически или электронно. В механической системе инжектор подпружиненный в закрытое положение и открывается давлением топлива.

Электронный инжектор

Форсунка в электронной системе также удерживается закрытой пружиной, но открывается с помощью электромагнит встроен в корпус инжектора. В электронный блок управления определяет, как долго инжектор остается открытым.

Механический впрыск топлива

Lucas с механической системой впрыска топлива

В системе Lucas топливо из бака под высоким давлением перекачивается в топливный аккумулятор.Оттуда он попадает в распределитель топлива, который отправляет порцию топлива в каждую форсунку, откуда оно попадает во впускное отверстие. Воздушный поток регулируется заслонкой, которая открывается при нажатии на педаль акселератора. По мере увеличения потока воздуха распределитель топлива автоматически увеличивает поток топлива к форсункам, чтобы поддерживать правильную балансировку топливно-воздушной смеси. Для холодного запуска используется воздушная заслонка на приборной панели или, на более поздних моделях, микропроцессорный блок управления приводит в действие специальный инжектор холодного запуска, который впрыскивает дополнительное топливо для создания более богатой смеси.Как только двигатель прогреется до определенной температуры, термовыключатель автоматически отключает форсунку холодного пуска.

Механический впрыск топлива использовался в 1960-х и 1970-х годах многими производителями на своих высокопроизводительных спортивных автомобилях и спортивных седанах. Одним типом, установленным на многих британских автомобилях, включая Triumph TR6 PI и 2500 PI, была система Lucas PI, которая представляет собой систему с таймером.

А высокого давления электрический топливный насос установлен рядом с топливным баком, насосы топлива под давлением 100psi до уровня топлива аккумулятор .Это в основном краткосрочный резервуар который поддерживает постоянное давление подачи топлива, а также сглаживает импульсы топлива, поступающие из насоса.

От аккумулятор , топливо проходит через бумагу элемент фильтр а затем подается в блок управления дозатором топлива, также известный как распределитель топлива . Этот агрегат приводится в движение распредвал и его задача, как следует из названия, состоит в том, чтобы распределить топливо по каждому цилиндру в нужное время и в нужных количествах.

Количество впрыскиваемого топлива регулируется заслонкой, расположенной в воздухозаборнике двигателя.Заслонка находится под блоком управления и поднимается и опускается в ответ на воздушный поток — когда вы открываете дроссельную заслонку, «всасывание» из цилиндров увеличивает воздушный поток, и заслонка поднимается. Это изменяет положение челночного клапана в блоке управления дозированием, чтобы позволить большему количеству топлива впрыскиваться в цилиндры.

От дозатора топливо по очереди подается к каждой из форсунок. Затем топливо брызгает во впускное отверстие в головке блока цилиндров. Каждый инжектор содержит подпружиненный клапан, который удерживается закрытым за счет давления пружины. Клапан открывается только при впрыскивании топлива.

При холодном запуске вы не можете просто перекрыть часть воздушного потока, чтобы обогатить топливно-воздушную смесь, как в случае с карбюратором. Вместо этого ручное управление на приборной панели (напоминающее ручку воздушной заслонки) или, на более поздних моделях, data-term-id = «1915»> микропроцессор

Как работают топливные форсунки — шаг за шагом — весь процесс

Сегодняшняя зависимость человеческой жизни от машин, особенно транспортных средств, достигла точки, когда это стало необходимостью.В наши дни покупка автомобиля для повседневной жизни стала неизбежной. Но с этим даром технологий связано и множество других обязанностей. Эти машины не только регулярно нуждаются в топливе и других дорогостоящих материалах, но и требуют особого ухода со стороны владельца. И для этого вам необходимо иметь некоторые базовые знания о том, как работает ваш автомобиль.

Работа топливных форсунок

Обычно люди довольно хорошо осведомлены о том, как работают их автомобили, но одна проблема, с которой они сталкиваются, — это , как работают топливные форсунки, и как топливо подается в их двигатели.Итак, здесь, в этой статье, я подробно объясню вам вопрос, упомянутый выше, и удовлетворю все ваши потребности в знаниях.

Что такое топливные форсунки

Назначение топливных форсунок — подавать правильное количество топлива в двигатель, чтобы оно могло эффективно сжигать его и приводить в действие двигатель. К сожалению, это не так просто, как кажется. В двигатель необходимо подавать точное количество топлива и воздуха для сгорания, слишком много или слишком мало топлива может вызвать засорение двигателя или даже не дать ему запуститься, соответственно.В прошлом механизм для решения этой задачи при реализации карбюраторных двигателей был не столь совершенен. Благодаря современным технологиям у нас появился гораздо лучший способ их реализации, а именно топливные форсунки.

Топливная форсунка — это механический клапан с электронным управлением. Обычно его устанавливают под определенным углом, чтобы впрыскивать необходимое количество топлива в камеру сгорания двигателя. Мало того, что количество впрыскиваемого топлива должно быть точным, но и угол его расположения, давление и форма распыления должны быть очень точными в соответствии с необходимостью идеального соотношения топлива и воздуха для сгорания.

Что такое топливные форсунки

Типы топливных форсунок различаются как для бензиновых, так и для дизельных двигателей. В то время как топливные форсунки для двигателей с бензиновым двигателем используют косвенный механизм для распыления топлива, двигатели с дизельным двигателем, скорее, используют прямой механизм. Но это касается только механизма, используемого для распыления, и не имеет ничего общего с работой топливных форсунок.

Читайте также: Лучший очиститель топливных форсунок

Как работают топливные форсунки

Топливная форсунка — это клапан, управляемый пружинами или ЭБУ (электронный блок управления), способный открываться и закрываться несколько раз в секунду. Топливо забирается из топливного бака и подается к форсункам. Топливные магистрали используются для транспортировки. Когда топливо достигает форсунки, давление в нем повышается до нужной степени с помощью регулятора давления топлива. Затем топливо разделяется на несколько цилиндров. После этого в качестве последнего шага топливо окончательно распыляется в камеру сгорания. Однако это всего лишь обобщенный обзор, и ниже вам будет подробно объяснено , как работают топливные форсунки .

Существует два типа топливных форсунок:

Механическая топливная форсунка

Первичный механизм, используемый здесь для впрыска топлива, очень похож на карбюраторные системы, используемые в прошлом, поэтому многие люди до сих пор получают его путали с карбюраторными двигателями, но на самом деле между ними есть довольно важное различие.В то время как карбюраторная система забирает топливо под низким давлением из топливного бака, эти системы механических топливных форсунок перекачивают топливо под высоким давлением из топливного бака, что является основным принципом работы механических топливных форсунок.

После откачки из топливного бака топливо попадает в аккумулятор. Вы можете думать об аккумуляторе как о буфере для временного хранения топлива. Затем вступает в действие блок управления дозированием системы. Его задача — распределять топливо по цилиндрам.Здесь важна подача нужного количества топлива в цилиндры в нужное время.

Механическая топливная форсунка

При поступлении внутрь цилиндра топливо и воздух должны быть очень точно смешаны с нужным количеством обоих. Это достигается за счет использования заслонки, которая находится внутри воздухозаборника двигателя. Это позволяет топливу поступать правильным потоком и смешиваться с воздухом в нужном количестве. Всякий раз, когда мы увеличиваем или уменьшаем скорость автомобиля, откидной клапан открывается более или менее, соответственно, то же самое и с распределителем топлива.Следовательно, оба остаются пропорциональными.

Здесь для работы системы используются две пружины. Одна из них — это основная пружина, а другая — под названием «Плунжерная пружина». Главная пружина предназначена для управления впуском топлива в топливную форсунку, топливо, поступающее из топливного насоса, находится под давлением, и это давление заставляет главную пружину открываться и пропускать топливо внутрь топливной форсунки.

Когда топливо поступает во впускное отверстие, оно смешивается с воздухом, и давление увеличивается, это возрастающее давление заставляет пружину плунжера перемещаться взад и вперед, что, в свою очередь, заставляет плунжер двигаться наружу, вызывая открытие сопла и, следовательно, контролируемое распыление топлива происходит.Как вы можете заметить, используемый здесь механизм зависит от пружин, поэтому многие технические специалисты часто называют механические форсунки подпружиненными форсунками.

После завершения впрыска топлива для данного цикла, в соответствии с вводом, заданным блоком управления, давление затем снижается, и в конечном итоге толкаемый наружу плунжер перестает испытывать давление и возвращается в исходное положение. Это приводит к заеданию спрея и, следовательно, к прекращению подачи топлива на определенный цикл.

Читайте также: Что происходит, когда топливные форсунки выходят из строя

Электронные топливные форсунки

Здесь мы поговорим о втором типе топливных форсунок и , как эти топливные форсунки работают . Это довольно новая реализация топливных форсунок, так как многие новые автомобили, поступающие в настоящее время, имеют эту систему.

Как написано выше, базовый принцип работы этой и механической системы совершенно одинаковый. Однако есть два момента, в которых они различаются.А именно, количество топлива и натяжение, используемое для открытия и закрытия клапана с помощью пружины. Вместо использования этих двух функций для управления разбрызгиванием топлива в электронных системах используется электронный блок управления, который управляет всеми необходимыми функциями.

Некоторые датчики помогают отслеживать такие параметры, как температура воздуха, давление воздуха на впуске, температура двигателя, частота вращения двигателя, положение акселератора. Все они подключены к ЭБУ, и текущая информация подается в ЭБУ в режиме реального времени.

Электронная топливная форсунка

В соответствии с условиями и расчетами, выполненными ЭБУ, он вычисляет конкретное количество топлива, которое необходимо для подачи в цилиндры. Все эти входные данные поступают в ЭБУ в режиме реального времени, и обработка происходит настолько быстро, что степень открытия клапанов рассчитывается почти одновременно.

Топливные направляющие используются для перекачки топлива из топливного бака, и эти направляющие соединены с топливной форсункой. Внутри топливных направляющих поддерживается постоянное давление, и установлен электрический топливный насос, который позволяет топливу перемещаться по топливным направляющим в топливную форсунку.

По мере поступления данных в ЭБУ он вычисляет количество топлива, которое необходимо впрыснуть, и количество клапанов, которые необходимо открыть, чтобы это произошло. Когда электронные сигналы отправляются от блока управления двигателем на штифты топливной форсунки, которые, в свою очередь, подключены к батарее и зажиганию, внутри топливной форсунки создается электромагнит, который заставляет поршень перемещаться наружу, тем самым создавая путь для подачи топлива проходить. Это отверстие для топлива очень точно рассчитывается ЭБУ.Следовательно, форсунка наконец открылась, и топливо распыляется на двигатель внутреннего сгорания.

После завершения определенного цикла впрыска топлива ЭБУ прекращает посылать электронный сигнал на топливную форсунку и, таким образом, дезактивировать электромагнит. Когда электромагнит деактивируется, больше нет ничего, что толкало бы плунжер наружу, форсунка закрывается, что приводит к остановке распыления топлива.

Это механизм, используемый электронными топливными форсунками, где электронная схема используется для точного открытия клапана, и, следовательно, здесь не используется никакой механический механизм, хотя принцип управления как в механических, так и в электронных топливных форсунках довольно одинаковый.

Заключение

Топливная форсунка является прекрасным примером инженерной мысли, которая значительно упростила задачу доставки нужного количества топлива для сгорания. Они также помогли автомобильной промышленности достичь эффективности, улучшить переходную реакцию дроссельной заслонки, и они также очень помогают при холодном пуске, поскольку клапаны позволяют протекать большему количеству топлива в течение короткого промежутка времени, что невозможно сделать с использованием карбюраторных двигателей.

Что такое топливная форсунка и как она работает?


Введение

«Совершенствование технологий сегодня приведет вас к более высокой эффективности завтра», очень правильно сказано, поскольку с увеличением зависимости человека от машин не только облегчает жизнь, но и увеличивает потребность в топливе, особенно если мы говорим об автомобилях, количестве количество транспортных средств на дорогах резко возросло с начала 20-го века, что напрямую отражает спрос на топливо, а также цены, поэтому у исследователей возникла необходимость разработать систему, которая может сделать привод доступным, а также надежным.Чтобы решить эту проблему, в 1920 году компания Bosch придумала устройство под названием «Топливная форсунка» для дизельного двигателя, которое стало настоящим прорывом в области двигателей внутреннего сгорания, поэтому давайте углубимся в подробности.

Что такое топливная форсунка?

Топливная форсунка — это механическое устройство с электронным управлением, которое используется для впрыска / распыления (как шприц) топлива в двигатель для приготовления правильной воздушно-топливной смеси, которая, в свою очередь, обеспечивает эффективное сгорание в двигателе?

Положение топливных форсунок различается в зависимости от конструкции двигателя, но обычно они устанавливаются на головке двигателя с наконечником внутри камеры сгорания двигателя.

Зачем они нужны?

Топливные форсунки в наши дни необходимы для всех автомобилей, потому что-

  • Принцип работы двигателей внутреннего сгорания прямо указывает на то, что лучше качество топливно-воздушной смеси будет лучше сгорание, что, в свою очередь, обеспечивает более высокий КПД двигателя, поэтому нам нужны топливные форсунки, которые обеспечивают гораздо лучшее качество воздушно-топливной смеси, чем карбюраторы.
  • Неправильное смешивание воздуха с топливом, обеспечиваемое карбюраторами, оставляет различные несгоревшие частицы внутри камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания, что приводит к неправильному распространению пламени сгорания, из-за чего происходит сбой двигателя, известный как детонация или детонация, чтобы избежать этого почти все автомобили на дорогах сегодня используют технологию впрыска топлива.
  • Потери топлива в виде углерода или несгоревших частиц внутри камеры сгорания напрямую отражают пробег транспортного средства, что нежелательно, поэтому во избежание этого становится важным использование технологии впрыска топлива.
  • В случае карбюраторов управление качеством и синхронизацией топливовоздушной смеси (дозирование топлива) не является точным, как в карбюраторах, регулировка может выполняться механически, но когда речь идет о топливных форсунках, благодаря их интеллектуальному электронному блоку управления или e.c.u может быть достигнута высокая точность дозирования топлива.
  • Было замечено, что не только пробег, но и характеристики автомобилей с впрыском топлива лучше, чем у автомобилей с карбюратором.

Также читают:

Типы форсунок

Развитие технологий впрыска топлива привело к появлению различных устройств впрыска топлива, таких как впрыск топлива в корпус дроссельной заслонки, многоточечный впрыск топлива, последовательный впрыск топлива и прямой впрыск, которые можно использовать в зависимости от области применения, но когда дело доходит до типов топливных форсунок, то это действительно сложный вызов для их категоризации. Согласно нам топливные форсунки относятся к категории —

.
На основе топлива

На базе впрыскиваемых форсунок 2 типа —

1. Форсунки дизельного топлива

Эти топливные форсунки используются для впрыска или распыления дизельного топлива (которое является более тяжелым топливом, чем бензин) непосредственно в камеру сгорания дизельного двигателя для дальнейшего сгорания путем сжатия.

Капилляр и сопло форсунок дизельного топлива выполнены таким образом, что они могут формировать пакеты дизельного топлива при распылении топлива внутри камеры сгорания.

Дизельные топливные форсунки требуют более мощного впрыска, чем бензиновые форсунки, поскольку дизельное топливо тяжелее бензина.

2. Бензиновые топливные форсунки

Это топливные форсунки, используемые для впрыска или распыления бензина непосредственно или через впускной коллектор в камеру сгорания для дальнейшего искрового сгорания.

Капилляр и форсунка бензиновых топливных форсунок делаются меньше или такие же, как у дизельных топливных форсунок, в зависимости от требований.

Поскольку бензин легче дизельного топлива, для бензиновых форсунок требуется меньше нагнетания впрыска, чем для дизельных форсунок.

На основе учета топлива

На основании учета топлива (контроль скорости, количества и давления топлива) топливные форсунки бывают 2-х типов —

1. Топливные форсунки с механическим управлением

Это топливные форсунки, в которых контроль скорости, количества, времени и давления топлива осуществляется механически с помощью пружины и плунжера, который принимает входной сигнал от кулачка и топливного насоса или распределителя топлива (расширенный) .

2. Топливные форсунки с электронным управлением

Это топливные форсунки, в которых управление скоростью, количеством, давлением и синхронизацией топлива осуществляется электронным способом с помощью электронного соленоида, который принимает входные данные либо от распределителя топлива, либо от электронного блока управления (усовершенствованного) транспортного средства.

Конструкция топливных форсунок

Конструктивная конструкция топливной форсунки напоминает форсунку для садового душа, которая используется для распыления воды на траву. Эту же цель выполняет топливная форсунка, но разница в том, что вместо водяного топлива форсунка распыляет топливо внутри двигателя.позволяет понять конструкцию топливных форсунок, рассматривая топливные форсунки с механическим управлением и топливные форсунки с электронным управлением —

Топливная форсунка с механическим управлением

Топливная форсунка с механическим управлением, состоящая из следующих частей:

  • Корпус форсунки –Это внешний корпус или его можно назвать оболочкой, внутри которой все остальные части форсунок расположены так же, как садовый душ. Внутренняя часть корпуса инжектора спроектирована таким образом, что в нем имеется точно спроектированный капилляр или канал, через который топливо под высоким давлением из топливного насоса может течь для дальнейшего распыления.
  • Плунжер — Плунжер используется на сопле или узком конце топливной форсунки, который используется для открытия или закрытия форсунки под действием давления топлива, регулируемого распределителем топлива или регулятором двигателя.
  • Пружины — Две пружины используются внутри топливных форсунок с механическим управлением, которые-
  1. Пружина плунжера — Движение плунжера вперед и назад управляется пружиной плунжера, которая срабатывает, когда давление топлива внутри топливной форсунки увеличивается, что приводит к открытию форсунки и возвращается в исходное положение, когда давление уменьшается, поворот закрывает форсунку.
  2. Основная пружина — Основная пружина используется для управления впуском топливной форсунки. Основная пружина работает под действием давления топлива, создаваемого топливным насосом.

Также читают:

Топливная форсунка с электронным управлением

Это интеллектуальный тип топливной форсунки, которая управляется электронно электронным блоком управления двигателя, который также известен как мозг современных двигателей.

Топливные форсунки с электронным управлением состоят из следующих частей —

  • Корпус форсунки — Как и топливная форсунка с механическим управлением, корпус этого типа форсунки представляет собой полую оболочку точной конструкции, внутри которой расположены все остальные компоненты.
  • Плунжер- То же, что и в топливной форсунке с механическим управлением, плунжер используется для открытия и закрытия форсунки, но в топливной форсунке с электронным управлением открытие форсунки регулируется электронно с помощью электромагнитов.
  • Пружина — Так же, как и в топливной форсунке с механическим управлением, плунжерная пружина используется для удержания плунжера в его положении, чтобы при необходимости закрыть сопло топливной форсунки.
  • Электромагниты — В отличие от топливных форсунок с механическим управлением, этот тип форсунок снабжен электромагнитами, расположенными вокруг плунжера, который управляет открытием форсунки, принимая электронный сигнал от электронного блока управления двигателем через электронный разъем или соединение соединение топливной форсунки с электронным блоком управления двигателем.
  • Электронный штекер / соединение- На верхнем конце топливной форсунки с электронным управлением имеется соединение / штекер, через который электронный сигнал от электронного блока управления двигателя передается на электромагниты, которые, в свою очередь, открывают форсунку, чтобы распылить топливо.

Рабочий

На данный момент нам известно назначение топливной форсунки. Итак, чтобы понять поведение различных частей топливной форсунки для достижения этой цели, давайте рассмотрим механические и электронные топливные форсунки —

.
Топливная форсунка с механическим управлением

Когда мы включаем зажигание автомобиля, чтобы запустить двигатель, топливный насос двигателя начинает перекачивать топливо в распределитель топлива, который, в свою очередь, начинает регулировать синхронизацию и количество распыляемого топлива.

  • После топливораспределителя топливо поступает в топливную форсунку в соответствии с инструкцией распределителя топлива по топливопроводам.
  • В топливной форсунке, когда это топливо под высоким давлением достигает топливной форсунки, из-за высокого давления это топливо толкает впускную или главную пружину, чтобы войти в топливную форсунку.
  • Когда это топливо поступает в топливную форсунку, оно начинает толкать пружину плунжера, которая, в свою очередь, толкает плунжер наружу, и происходит открытие форсунки, что приводит к разбрызгиванию топлива.
  • Когда распыление топлива для определенного цикла завершается в соответствии с вводом, подаваемым распределителем топлива, давление внутри топливной форсунки уменьшается, в результате чего пружина плунжера сохраняет свое исходное положение, что приводит к закрытию форсунки и разбрызгиванию форсунки. подача топлива прекращается для этого конкретного цикла.
Топливная форсунка с электронным управлением

Когда мы ВКЛ зажигание автомобиля, чтобы запустить двигатель, топливный насос вместе с электронным блоком управления двигателем.

  • Топливный насос начинает подачу топлива в топливную форсунку, а время, количество и давление топлива, поступающего в топливную форсунку, регулируются электронным блоком управления.
  • Электронный блок управления посылает электронный сигнал на топливную форсунку с помощью электронного соединения, из-за этих электронных сигналов от ЭБУ срабатывают электромагниты внутри топливной форсунки, которые, в свою очередь, толкают плунжер наружу, что приводит к открытию сопло и, наконец, происходит распыление топлива.
  • После завершения этого конкретного цикла электронный сигнал от ЭБУ прекращается, что, в свою очередь, деактивирует электромагниты, в результате чего плунжер возвращается в исходное положение, что приводит к закрытию форсунки и прекращению распыления топлива.
  • Закрытие форсунки поддерживается пружиной плунжера.

Это все про топливную форсунку. Если вы нашли эту статью полезной и информативной, не забудьте поставить лайк и поделиться ею с друзьями.


Инжектор

| Определение, применение и принцип

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

четырехтактный дизельный двигатель

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

Encyclopædia Britannica, Inc.

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

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

инжектор

Паровой инжектор Анри Жиффара.

Иллюстрация из «Открытия и изобретения XIX века» Роберта Рутледжа, George Routledge and Sons, Limited, 1900

Впрыск дизельного топлива

Впрыск дизельного топлива

Магди К.Khair, Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Целью системы впрыска топлива является подача топлива в цилиндры двигателя с точным контролем момента впрыска, распыления топлива и других параметров. К основным типам систем впрыска относятся насос-форсунка, насос-форсунка и common rail.Современные системы впрыска достигают очень высокого давления впрыска и используют сложные электронные методы управления.

Основные принципы

Назначение системы впрыска топлива

На характеристики дизельных двигателей сильно влияет конструкция их системы впрыска. Фактически, наиболее заметные успехи, достигнутые в дизельных двигателях, были непосредственно связаны с превосходной конструкцией системы впрыска топлива. Хотя основная цель системы — подавать топливо в цилиндры дизельного двигателя, именно то, как это топливо подается, определяет разницу в характеристиках двигателя, выбросах и шумовых характеристиках.

В отличие от своего аналога двигателя с искровым зажиганием, система впрыска дизельного топлива подает топливо под чрезвычайно высоким давлением впрыска. Это означает, что конструкция компонентов системы и материалы должны быть выбраны таким образом, чтобы выдерживать более высокие нагрузки, чтобы работать в течение продолжительных периодов времени, соответствующих целям долговечности двигателя. Для эффективной работы системы также необходимы более высокая точность изготовления и жесткие допуски. Помимо дорогих материалов и производственных затрат, дизельные системы впрыска характеризуются более сложными требованиями к управлению.Все эти функции составляют систему, стоимость которой может составлять до 30% от общей стоимости двигателя.

Основное назначение системы впрыска топлива — подавать топливо в цилиндры двигателя. Чтобы двигатель эффективно использовал это топливо:

  1. Топливо должно впрыскиваться вовремя, то есть необходимо контролировать время впрыска и
  2. Необходимо подать правильное количество топлива для удовлетворения требований к мощности, то есть необходимо контролировать дозирование впрыска.

Однако для достижения хорошего сгорания по-прежнему недостаточно подавать точно отмеренное количество топлива в нужное время. Дополнительные аспекты имеют решающее значение для обеспечения надлежащей работы системы впрыска топлива, включая:

  • Распыление топлива — обеспечение распыления топлива на очень мелкие топливные частицы является основной задачей при проектировании систем впрыска дизельного топлива. Маленькие капельки гарантируют, что все топливо испарится и участвует в процессе сгорания.Любые оставшиеся капли жидкости плохо горят или выходят из двигателя. В то время как современные системы впрыска топлива способны обеспечивать характеристики распыления топлива, намного превосходящие то, что необходимо для обеспечения полного испарения топлива в течение большей части процесса впрыска, некоторые конструкции систем впрыска могут иметь плохое распыление в течение некоторых коротких, но критических периодов фазы впрыска. Конец процесса закачки — один из таких критических периодов.
  • Массовое смешивание —Хотя распыление топлива и полное испарение топлива имеют решающее значение, обеспечение достаточного количества кислорода в испарившемся топливе во время процесса сгорания не менее важно для обеспечения высокой эффективности сгорания и оптимальной производительности двигателя.Кислород поступает из всасываемого воздуха, захваченного в цилиндре, и достаточное количество должно быть увлечено топливным жиклером, чтобы полностью смешаться с имеющимся топливом во время процесса впрыска и обеспечить полное сгорание.
  • Использование воздуха —Эффективное использование воздуха в камере сгорания тесно связано с объемным смешиванием и может быть достигнуто путем сочетания проникновения топлива в плотный воздух, который сжимается в цилиндре, и деления общего количества впрыскиваемого топлива на число струй.Должно быть предусмотрено достаточное количество форсунок, чтобы захватить как можно больше доступного воздуха, избегая при этом перекрытия форсунок и образования зон, богатых топливом, с дефицитом кислорода.

Основное назначение системы впрыска дизельного топлива графически представлено на Рисунке 1.

Рисунок 1 . Основные функции системы впрыска дизельного топлива

Определение терминов

Для описания компонентов и работы систем впрыска дизельного топлива используется множество специализированных понятий и терминов.Некоторые из наиболее распространенных из них включают [922] [2075] :

Сопло относится к части узла сопла / иглы, которая взаимодействует с камерой сгорания двигателя. Такие термины, как форсунка P-типа, M-типа или S-типа, относятся к стандартным размерам параметров форсунки в соответствии со спецификациями ISO.

Держатель форсунки или Корпус форсунки относится к части, на которой устанавливается форсунка. В обычных системах впрыска эта часть в основном выполняла функцию крепления форсунки и предварительного натяга игольной пружины форсунки.В системах Common Rail он содержит основные функциональные части: сервогидравлический контур и гидравлический привод (электромагнитный или пьезоэлектрический).

Инжектор обычно относится к держателю сопла и соплу в сборе.

Начало впрыска (SOI) или Время впрыска — это время, когда начинается впрыск топлива в камеру сгорания. Обычно он выражается в градусах угла поворота коленчатого вала (CAD) относительно ВМТ хода сжатия.В некоторых случаях важно различать , указанный SOI, и фактический SOI. SOI часто обозначается легко измеряемым параметром, таким как время, в течение которого электронный триггер отправляется на инжектор, или сигнал от датчика подъема иглы, который указывает, когда игольчатый клапан инжектора начинает открываться. Точка в цикле, где это происходит, — это обозначенная SOI. Из-за механического отклика форсунки может быть задержка между указанным КНИ и фактическим КНИ, когда топливо выходит из сопла форсунки в камеру сгорания.Разница между фактическим SOI и указанным SOI заключается в запаздывании инжектора .

Начало поставки. В некоторых топливных системах впрыск топлива согласован с созданием высокого давления. В таких системах начало подачи — это время, когда насос высокого давления начинает подавать топливо в форсунку. Разница между началом подачи и SOI зависит от продолжительности времени, необходимого для распространения волны давления между насосом и инжектором, и зависит от длины линии между насосом высокого давления и инжектора, а также от скорости звука. в топливе.Разница между началом подачи и SOI может быть обозначена как задержка впрыска .

Конец впрыска (EOI) — это время в цикле, когда впрыск топлива прекращается.

Количество впрыскиваемого топлива — это количество топлива, подаваемое в цилиндр двигателя за рабочий такт. Часто выражается в мм 3 / ход или мг / ход.

Продолжительность впрыска — это период времени, в течение которого топливо поступает в камеру сгорания из инжектора.Это разница между EOI и SOI и связана с количеством впрыска.

Схема впрыска. Скорость впрыска топлива часто меняется в течение периода впрыска. На рисунке 2 показаны три распространенные формы нормы: пыльник, пандус и квадрат. Скорость открытия и Скорость закрытия относится к градиентам скорости впрыска во время открывания и закрывания сопла иглы, соответственно.

Рисунок 2 . Общие формы скорости закачки

События множественного впрыска. В то время как обычные системы впрыска топлива используют одно событие впрыска для каждого цикла двигателя, более новые системы могут использовать несколько событий впрыска. На рисунке 3 определены некоторые общие термины, используемые для описания событий множественной инъекции. Следует отметить, что терминология не всегда последовательна. Основной впрыск Событие обеспечивает основную часть топлива для цикла двигателя. Один или несколько впрысков перед основным впрыском, предварительных впрыска , обеспечивают небольшое количество топлива перед основным впрыском.Предварительный впрыск может также обозначаться как пилотный впрыск . Некоторые называют предварительный впрыск, который происходит за относительно долгое время до основного впрыска, как пилотный, а тот, который происходит за относительно короткое время перед основным впрыском, как предварительный впрыск. Инъекции после основных инъекций, после инъекций , могут происходить сразу после основной инъекции (, после основной инъекции, ) или через относительно долгое время после основной инъекции (, после инъекции, ).Пост-инъекции иногда называют , после-инъекциями . Хотя терминология сильно различается, близкая повторная инъекция будет называться повторной инъекцией, а поздняя повторная инъекция — повторной инъекцией.

Рисунок 3 . Множественные события инъекции

Термин разделенный впрыск иногда используется для обозначения стратегий множественного впрыска, когда основной впрыск разделяется на два меньших впрыска приблизительно равного размера или на меньший предварительный впрыск, за которым следует основной впрыск.

В некоторых системах впрыска топлива могут возникнуть непреднамеренные последующие впрыски, когда форсунка на мгновение повторно открывается после закрытия. Иногда их называют вторичными инъекциями .

Давление впрыска не используется постоянно в литературе. Это может относиться к среднему давлению в гидравлической системе для систем Common Rail или к максимальному давлению во время впрыска (пиковое давление впрыска) в обычных системах.

Основные компоненты топливной системы

Компоненты системы впрыска топлива

За некоторыми исключениями топливные системы можно разделить на две основные группы компонентов:

  • Компоненты стороны низкого давления —Эти компоненты служат для безопасной и надежной подачи топлива из бака в систему впрыска топлива. Компоненты стороны низкого давления включают топливный бак, топливный насос и топливный фильтр.
  • Компоненты стороны высокого давления —Компоненты, которые создают высокое давление, измеряют и подают топливо в камеру сгорания. К ним относятся насос высокого давления, топливная форсунка и форсунка для впрыска топлива. Некоторые системы могут также включать аккумулятор.

Форсунки для впрыска топлива можно разделить на тип отверстий или дроссельных игл, а также на закрытые или открытые.Закрытые форсунки могут приводиться в действие гидравлически с помощью простого подпружиненного механизма или с помощью сервоуправления. Открытые форсунки, а также некоторые новые конструкции форсунок с закрытыми форсунками могут приводиться в действие напрямую.

Дозирование количества впрыскиваемого топлива обычно осуществляется либо в насосе высокого давления, либо в топливной форсунке. Существует ряд различных подходов к измерению топлива, включая: измерение давления с постоянным интервалом времени (PT), измерение времени при постоянном давлении (TP) и измерение времени / хода (TS).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *