Принцип работы инжекторного двигателя: Инжекторный двигатель

Содержание

принцип работы, плюсы и минусы

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

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

История

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

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

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

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

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

Устройство

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

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

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

Инжекторная система имеет следующие компоненты:

  1. Топливная форсунка;
  2. Топливная рампа;
  3. Насос;
  4. Сам блок управления;
  5. И небольшая система датчиков.

Подробнее о каждом компоненте:

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

Принцип работы

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

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

  1. Впуск;
  2. Сжатие;
  3. Сгорание;
  4. Выпуск.

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

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

Режимы работы

Сейчас можно встретить восемь режимов работы силового агрегата:

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

Преимущества и недостатки

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

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

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

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

Типы инжекторной системы

Сейчас можно встретить три типа:

  1. Одноточечный впрыск;
  2. Многоточечный впрыск;
  3. Непосредственный впрыск.

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

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

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

Принцип работы инжектора: как работает, устройство

Инжектор — это революция в автомобилестроении. Сам по себе механизм сложный и для максимальной производительности его работа должна быть хорошо отлажена. Инжекторная система подачи топлива в двигатель работает по средствам ЭБУ (электронный блок управления), который высчитывает параметры топливной смеси перед ее подачей в цилиндры и управляет подачей напряжения на катушку зажигания для создания искры. Инжекторные агрегаты сместили с производства карбюраторные моторы.

В карбюраторных устройствах задачу подачи исполняет механический эмулятор, что не совсем удобно, потому что его система не способна сформировывать оптимальную смесь при низких температурах, оборотах и старте двигателя. Использование компьютерного блока дало возможность максимально точно осуществлять расчет параметров, и беспрепятственно на любых оборотах и температуре подавать топливо, соблюдая при этом экологические стандарты. Минус наличия ЭБУ в том, что если возникнут проблемы, например, слет прошивки, то мотор начнет работать либо с перебоями, либо вовсе откажется функционировать.

Инжекторный двигатель

Вообще, инжекторный двигатель работает по тому же принципу, что и дизельный. Отличие только в устройстве зажигания, которое придает ему мощности на 10% больше чем у карбюраторного мотора, что не так уж и много. О плюсах и минусах системы пусть спорят профессионалы, но знать устройство инжектора или хотя бы иметь представление о его строении обязан каждый водитель, планирующий ремонтировать двигатель собственноручно. Также со знаниями инжекторного узла, вас не смогут обмануть на СТО недобросовестные работники.

История возникновения инжекторной системы впрыска

Инжектор по сути, форсунка, выступающая распрыскивателем горючего в двигателях. Изготовлен первый инжекторный мотор был в 1916 году российскими конструкторами Стечкиным и Микулиным. Однако воплощена система впрыска топлива в автомобилестроении, была только в 1951 году западногерманской компанией Bosch, которая наделила двухконтактный мотор незамысловатой механической конструкцией впрыска. Примерил на себя новинку микролитражный купе «700 Sport» компании Goliath из Бремена.

По прошествии трех лет задумку подхватил четырехконтактный мотор Mercedes-Benz 300 SL — легендарное купе «Крыло Чайки». Но, так как жестких экологических требований не было, то идея инжекторного впрыска была не востребована, а состав элементов сгорания двигателей не вызывал интереса. Главной задачей на тот момент было повысить мощность, поэтому состав смеси составлялся с расчетом избыточного содержания бензина. Таким образом, в продуктах сгорания, вообще, не было кислорода, а оставшееся несгоревшее горючие образовывало вредоносные газы посредством неполного сгорания.

Установлен инжекторный двигатель

Стремясь увеличить мощность, разработчики ставили на карбюраторы ускорительные насосы, заливавшие горючие в коллектор с каждым нажатием на педаль акселератора. Только в конце 60 х-годов 20 века проблема загрязнения окружающей среды промышленными отходами стала ребром. Транспортные средства заняли лидирующую строчку среди загрязнителей. Было решено для нормальной жизнедеятельности кардинально перестроить конструкцию топливного аппарата. Тут-то и вспомнили за инжекторную систему, которая гораздо эффективнее обычных карбюраторов.
Так, в конце 70-го произошло массовое вытеснение карбюраторов инжекторными аналогами, превосходящими во много раз эксплуатационными характеристиками. Испытательной моделью выступил седан Rambler Rebel («Бунтарь») 1957 модельного года. После инжектор был включен в серийное производство всеми мировыми автопроизводителями.

Как работает инжектор?

Обычно он имеет в своей конструкции следующие составляющие:

  1. ЭБУ.
  2. Форсунки.
  3. Датчики.
  4. Бензонасос.
  5. Распределитель.
  6. Регуляторы давления.

Если описывать коротко принцип работы инжектора заключается в следующем:

  • на датчики поступают сигналы о работе системы;
  • после блок сопоставляет параметры и осуществляет управление системой;
  • затем идет подача электрического разряда на форсунки, под его натиском они открываются, впуская смесь из топливной магистрали во впускной коллектор.

    Схема инжекторного мотора

Электронный блок управления

Его задача беспрерывно анализировать поступающие параметры от датчиков и давать команды системами. Компьютер учитывает факторы внешней среды и особенности различных режимов работы двигателя, при которых происходит эксплуатация. В случае выявления несовпадений, центр подает команды исполнительным элементам для коррекции. ЭБУ также имеет систему диагностики. Когда случается сбой, она распознает возникшие неполадки, оповещая водителя индикатором «CHECK ENGINE». Вся информация о диагностических кодах и ошибках хранится в центральном блоке.

Различают 3 вида памяти:

  1. Однократное программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ). Хранит общую установку с последовательностью действий для управления системой. Располагается запоминающий чип в панели на плате блока, он легко сниматься и заменятся на новый. Информация здесь не меняется и при сбоях сети не стирается.
  2. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Выступает как временное хранилище «блокнот», где рассчитываются параметры и куда компьютер может вносить изменения. Микросхема располагается на печатной плате блока. Для ее работы постоянно нужна электрическая сеть, если питание не поступает, то все данные находящиеся во временном хранилище стираются.
  3. Электрически программируемое запоминающее устройство (ЭПЗУ). Временное хранилище данных и кодов-паролей противоугонной системы транспортного средства. Память не зависит от сети. Хранящиеся в ней коды нужны для сравнения с кодами иммобилайзера, если совпадения не произошло, то мотор не заведется.

    Первый тойотовский инжекторный двигатель M-E 1972 года

Расположение, классификация и маркировка форсунок

После разбора вопроса как работает инжектор, просмотрим поверхностно всю инжекторную систему. Инжекторная система, производит впрыск горючего во впускной коллектор и цилиндр мотора посредством форсунки, которая способна за секунду открываться и закрываться много раз. Система делится на два типа. Классификация зависит от расположения крепления форсунки, устройства ее работы и количества:

  1. Моновпрыск, иначе как центральный впрыск топлива Throttle body injection (TBI), работает посредством одной форсунки, подающей горючие в цилиндры мотора. Подача струи не синхронизирована ко времени открытия впускного клапана мотора. Одноточечный впрыск простой и мало содержит управляющей электроникой. Вся система TBI находится внутри впускного коллектора. Технология сегодня не популярна и почти не задействуется при производстве авто, так как не удовлетворяет нынешним требованиям.
  2. Распределительный впрыск топлива Multiport Fuel Injection (MFI) на сегодня востребован, потому что гораздо совершенен. Его суть в том, что каждая форсунка подает горючее индивидуально к каждому цилиндру. Крепится конструкция снаружи впускного коллектора. Сигналы синхронизированы с последовательностью зажигания двигателя. Этот тип впрыска сложнее по конструкции, однако, мощнее НА 7–10% и экономичнее предшественников.

    Сравнение карбюратора и инжектора

Есть несколько классификаций распределительного впрыска:

  • одновременный – работа всех форсунок синхронна, то есть впрыск идет сразу во все цилиндры;
  • попарно-параллельный – когда одна открывается перед впуском, а другая перед выпуском;
  • фазированный или двухстадийный режим – инжектор открывается только перед впуском. Дает возможность на малых оборотах, при резком нажатии на педаль акселератора увеличить момент двигателя. Впрыск проходит в два этапа.
  • непосредственный (впрыск на такте впуска) GDI (Gasoline Direct Injection) – струя идет сразу в камеру сгорания. Для моторов с таким впрыском требуется и более качественное топливо, где незначительное количество серы и других химических элементов. Мотор GDI способен исправно служить в режиме сгорания сверхобедненной топливовоздушной смеси. Меньшее содержание воздуха делает состав менее воспламеняемым. Горючее внутри цилиндра прибывает как облако, пребывающее рядом со свечей зажигания. Смесь схожа с стехиометрическим составом, который легко воспламеняется.

Инжекторные форсунки имеют разный способ подачи струи:

  1. Электрогидравлический. Работает посредством разницы давления дизеля на поршень и форсунку. Когда клапан обесточен, иглу форсунки жидкостью придавливает к седлу. А если клапан открывается, то открывается и дроссель, после чего осуществляется заполнение дизелем топливной магистрали. Во время этого давление на поршень снижается, а на игле ничего не происходит, что ее и поднимает в момент впрыска.

    Устройство инжектора

  2. Электромагнитный. На обмотку клапана поступает электрический разряд, контролируемый ЭБУ. В итоге возникает электромагнитное поле наравне со сдавливанием пружины. Поле притягивает иглу и освобождает сопло для подачи струи. Пружина возвращается в прежнее положение после рассеивания электромагнитного поля, отправляя иглу на свое место.
  3. Пьезоэлектрический. Самый продвинутый тип, применяется в дизельных агрегатах. Скорость его действий превышает предыдущие типы в четыре раза, помимо этого, количество впрыскиваемого топливо максимально выверено. Действия инжектора основаны на принципе гидравлики, работа осуществляется из-за разницы давления. Сначала игла находится на седле, потом ток растягивает пьезоэлемент, который начинает воздействовать на толкатель, чем открывает клапан для движения топлива в магистраль. Затем давление спадает, и игла подымается, вверх осуществляя впрыск.

Нейтрализатор/катализатор

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

  • два окислительных из платины и палладия;
  • один восстановительный из родия.

    Инжекторная топливная система

Нельзя чтобы мотор с нейтрализатором работал на этилированном бензине. Это выведет из строя не только нейтрализаторы, но и датчики концентрации кислорода.

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

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

Основные датчики

  1. Датчик положения коленчатого вала (Датчик Холла). Дает блоку знать, расположение поршней в цилиндрах. Суть работы в том, что находящееся на валу мотора зубчатое колесо двигается около магнита. Его зубья искажают магнитное поле, создавая импульсы в катушке. ЭБУ считывает эти импульсы и определяет положение коленвала. Если этот датчик вышел из строя, то до СТО доехать на своей машине не получится.
  2. Датчик расхода воздуха (ДРВ). Существует два вида таких датчиков, один измеряет массу другой объем вбираемого воздуха. ДМРВ производит замер и посылает в ЭБУ. В потоке есть нагревательный элемент, температура которого автоматически держится на нужном показателе. Чем тяжелее воздух, тем больший ток должен проходить через него, для поддержания оптимальной температуры. Потому ЭБУ по силе тока определяет массу всасываемого воздуха. Что касается датчика объёма (ДОРВ), то он устроен так. В потоке, где проходит забор воздуха, установлена перегородка, открывающаяся под натиском воздуха. ЭБУ определяет положение заслонки при помощи потенциометра. Во время неполадки параметры датчика не учитываются, а расчет происходит по показателям аварийной таблицы.

    ЭБУ инжектора

  3. Датчик положения дроссельной заслонки. Контролирует положение дроссельной заслонки, из-за чего ЭБУ может правильно сокращать или увеличивать расход горючего.
  4. Датчики кислорода (лямбда-зонд). Вычисляет количество кислорода в выхлопных газах. На его показаниях ЭБУ выявляет бедную смесь и вносит поправки.
  5. Датчик температуры охлаждающей жидкости. Дает понять компьютеру, когда мотор достиг нужной рабочей температуры. В момент аварии, параметры датчика игнорируеются, температура, берется из таблицы опираясь на время работы двигателя.
  6. Коллекторный датчик абсолютного давления (ДАД) Анализирует воздух и его количество во впускном коллекторе, этот показатель нужен для устанавливания количества проводимой энергии.
  7. Датчик напряжения. Смотрит за напряжением бортовой сети машины. По его показаниям контроллер может набавлять или, наоборот, уменьшать холостые обороты мотора.
  8. Датчик детонации. Представляет собой высокочастотный микрофон, улавливающий недопустимые звуковые вибрации в моторе. Получая аномальные звуки, контроллер производит автоматическое корректирование угла опережения.

Система подачи топлива

Узел включает в себя:

  • топливный насос;
  • топливный фильтр;
  • топливопроводы;
  • рампу;
  • форсунки;
  • регулятор давления топлива.

    Система подачи топлива

Рассмотрим, как работает бензонасос на инжекторе. Насос находится в топливном баке и подает бензин на рампу под давлением 3,3–3,5 Мпа, что обеспечивает качественный распыл горючего по цилиндрам. Если обороты мотора увеличиваются, заметно возрастает и аппетит, то есть для сохранения давления, в рампу нужно поставлять больше бензина. Поэтому бензонасос по оповещению контроллера начинает ускорять вращения. Вовремя, прохода бензина к топливной рампе, лишнее убирается регулятором давления и спускается назад в бензобак, поддерживая тем самым постоянное давление в рампе.

Топливный фильтр находится под капотом кузова за топливным баком, он вмонтирован между электробензонасосом и топливной рампой в подающую магистраль. Его конструкция не разбирается, она являет собой металлический корпус с бумажной фильтрующей установкой.
Есть прямой и обратный топливопровод. Первый нужен для топлива, идущего из модуля насоса в рампу. Второй возвращает излишки горючего после регулятора назад в бензобак. Рампа – полая планка, соединённая с форсунками, регулятором давления и штуцером контроля давления в системе. Установленный на ней регулятор контролирует давление внутри ее и во впускной трубе. Его конструкция содержит мембранный клапан с диафрагмой и пружину, поджатую к седлу.

Интересное по теме:

загрузка…

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Как работает инжекторный двигатель?

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

Содержание статьи:


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

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

Датчики инжекторного двигателя

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

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

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

Датчик абсолютного давлении и температуры двигателя (ДАД)

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

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

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

Датчик фаз (ДФ)

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

Датчик детонации

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

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)

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

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ)

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

Датчик кислорода

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

Исполнительные элементы

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

Топливный насос

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

Форсунка

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

Дроссельная заслонка

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

Регулятор холостого хода (РХХ)

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

Модуль зажигания

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

Принцип работы инжекторного двигателя

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

Видео: как работает бензиновый инжекторный двигатель внутреннего сгорания

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

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

Прогрев двигателя и датчик температуры двигателя

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

Что лучше, инжекторный или карбюраторный двигатель?

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

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

Устройство системы питания инжекторного двигателя

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

Устройство инжектора

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

Устройство системы питания инжектора:

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

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

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

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

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

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

Как работает система питания инжекторного двигателя?

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

Инжекторный двигатель — это… Что такое Инжекторный двигатель?

Двигатель АШ-82 в музее в Праге

Инжекторная система подачи топлива — система подачи топлива, устанавливаемая на современных бензиновых двигателях взамен устаревшей карбюраторной системы. Двигатели, имеющие такую систему, называют инжекторными двигателями.

Устройство

В инжекторной системе впрыск топлива в воздушный поток осуществляется специальными форсунками. В зависимости от их количества и расположения системы впрыска делятся на:

  • Моновпрыск или центральный впрыск — одна форсунка на все цилиндры, расположенная на месте карбюратора (во впускном коллекторе). В современных двигателях не встречается.
  • Распределённый впрыск — на каждый цилиндр приходится отдельная изолированная форсунка во впускном коллекторе.
  • Прямой впрыск — форсунки расположены непосредственно возле цилиндров и впрыск топлива происходит непосредственно в него.

По методу управления:

  • Механический
  • Электронный — решение о времени и длительности открытия форсунок принимает микроконтроллёр, основываясь на данных датчиков.

Изменение параметров электронного впрыска может происходить буквально «на лету», так как управление осуществляется программно, и может учитывать практически большое число программных функций и данных с датчиков. Также современные системы электронного впрыска способны адаптировать программу работы под конкретный экземпляр мотора, под стиль вождения, и т. п.

Достоинства

Инжекторная система позволяет улучшить эксплуатационные и мощностные показатели двигателя (такие как динамика разгона, расход топлива, экологические характеристики и т. д.). Основным преимуществом по сравнению с карбюраторной системой является самонастройка по датчику кислорода. Это позволяет длительное время соблюдать высокие экологические стандарты без ручных регулировок.

Недостатки

Основные недостатки инжекторных двигателей по сравнению с карбюраторными:

  • Высокая стоимость ремонта,
  • Высокая стоимость узлов,
  • Неремонтопригодность элементов,
  • Высокие требования к качеству топлива,
  • Необходимость в специализированном оборудовании для диагностики, обслуживания и ремонта.

История

Появление и применение систем впрыска в авиации

Карбюраторные системы для работы под углом к горизонту необходимо дополнять множеством устройств, либо применять специально спроектированные карбюраторы. Инжекторная система питания авиационных двигателей — удобная альтернатива карбюраторной, так как инжекционной системе впрыска в силу конструкции безразлично рабочее положение (вверх ногами или как обычно).

Первый мотор с системой впрыска был изготовлен в России в 1916 году Микулиным и Стечкиным. Он же стал первым авиационным двигателем, перешагнувшим 300-сильный рубеж мощности.

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

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

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

Применение систем впрыска в автомобилестроении

Впрыск топлива в автомобилестроении начал применяться с 1951 года когда механической системой непосредственного впрыска бензина производства западногерманской фирмы Bosch был оснащён двухтактный двигатель микролитражного купе 700 Sport, выпущенного небольшой фирмой Goliath из Бремена. В 1954 году появилось легендарное купе Mercedes-Benz 300 SL («крыло чайки»), двигатель которого оснащался аналогичной механической системой впрыска Bosch.[1] Тем не менее, до эпохи появления дешёвых микропроцессоров и введения в странах Запада жёстких требований к экологической безопасности автомобилей идея инжекторного впрыска популярностью не пользовалась и только с конца 1970-х их массовым внедрением занялись все ведущие мировые автопроизводители.

Первой серийной моделью с электронным управлением системы впрыска бензина стал седан Rambler Rebel («Бунтарь») 1957 модельного года, который выпускала фирма Nash, входившая в качестве отделения в состав концерна AMC. Нижневальная V-образная «восьмерка» Rebel объемом 5,4 л в карбюраторном варианте развивала 255 л.с., а в заказной версии Electrojector уже 290 л.с. Разгон до 100 км/ч у такого седана занимал менее 8 с.

К концу первого десятилетия 21 века системы распределённого и прямого электронного впрыска практически вытеснили карбюраторы на легковых и легких коммерческих автомобилях.

См. также

Ссылки

Примечания

  1. http://www.autoreview.ru/archive/2008/01/injection/

Wikimedia Foundation. 2010.

Принцип работы инжекторного двигателя. Что такое инжектор?

Название инжекторный двигатель получил от системы впрыска горючей смеси в силовой агрегат машины, которая имеет одноимённое название — инжекторная топливная система. Такую систему широко применяют на современных автомобилях вместо карбюраторного аналога.

Фото BMW X1 2015-2016

Наверняка большинство автовладельцев узнали об инжекторной топливной системе не так давно, хотя в реальности она была разработана ещё в конце 1916 года. И как оказалось, эксперимент получился весьма удачным и двигатели с системой впрыска АШ-82ФН устанавливались на вертолётах Ми-4 на протяжении многих десятилетий.

На сегодняшний день можно смело утверждать, что автомобильный карбюратор постепенно становится историей, особенно в производстве автомобилей, где на его замену пришла инжекторная топливная система. Благодаря ей удалось улучшить мощность силовых агрегатов, снизить потребление горючего, уровень токсичности отработанных газов и увеличить стабильность работы мотора. Причём, в плане экологичности инжекторные моторы имеют высокие показатели за счёт кислородного датчика отвечающего за автоматическую регулировку горючей смеси. Помимо этого электронная система впрыска может автоматически адоптироваться под любой силовой агрегат и стиль вождения автовладельца.

Принцип функционирования инжекторного мотора

В таком двигателе горючая смесь перед попаданием в двигатель приготавливается путём подачи горючего через поток воздуха специальной форсункой. На сегодняшний день имеется так называемый «моновпрыск», при котором на месте карбюратора установлена одна форсунка и «распределительный впрыск», когда форсунки располагаются рядом с впускным клапаном отдельно взятого цилиндра.

Также хочется упомянуть и о «прямом впрыске», при котором подача горючей смеси производится напрямую в камеру сгорания. За правильностью работы форсунок следит бортовая компьютерная система автомобиля, которая в необходимый момент подаёт сигнал для открытия форсунки, к которой горючее поступает под давлением. При этом количество подаваемого горючего напрямую зависит от времени открытия форсунки, которое рассчитывается бортовым компьютером на основе полученных данных с датчиков, контролирующих состояние силового агрегата.

Помимо электронных инжекторных топливных систем существуют механические аналоги, работа которых основана на механических устройствах. Такие системы дозируют подачу топлива посредствам специального клапана. На сегодняшний день механическую топливную систему считают устаревшей, и она постепенно вытесняется электронными аналогами.

Естественно инжекторный двигатель обладает и своими недостатками — такими как большая цена, в отличие от карбюраторного силового агрегата, дорогостоящий ремонт в случае поломки, высокие требования к качеству горючего, а также сложность проведения диагностических и ремонтных работ, для которых необходимо наличие специального оборудования. Автор: Я. Дегтярев

Принцип работы инжектора ваз 2110 — АвтоТоп

Тема данной статьи – это двигатель ВАЗ-2110 (8 клапанов) инжектор в системе впрыска топлива. Основная задача – найти все его преимущества и недостатки, сравнить с карбюраторным мотором. Но для этого потребуется углубиться немного в историю, посмотреть на то, как был разработан этот двигатель, насколько он хорош эксплуатации и ремонте. А начинаться история будет с конца 70-х годов прошлого века, когда инженеры ВАЗа задумались о проектировании переднеприводных автомобилей. А уж после будет рассмотрена инжекторная система впрыска, ее отличия от карбюратора, преимущества и недостатки.

История двигателя

А теперь история о том, откуда берет начало двигатель ВАЗ-2110 (8 клапанов) инжектор. А оно было положено в конце 70-х годов. В эти годы конструкторы начинают понимать, что выпускавшаяся долгие годы классика имеет высокую себестоимость. Кроме того, «Фиат-124» – это лучший автомобиль в Европе в 1964 году. Без малого два десятилетия прошло, нужно обновлять модельный ряд. И начались эксперименты. Первым делом модернизировали привод газораспределения, начали использовать ремень. Но на двигателе ВАЗ-2105 (годы производства — 1980-1988) он не прижился, хоть и снижал уровень шума.

Причина банальна: в поршнях нужны циклевки, которые не позволяют при обрыве стукаться о клапаны. Но при ремонте двигателей устанавливались, как правило, подходящие по размерам, но без выемок, поршни с двигателями 1,3 литра. Но в начале 80-х выходит в свет восьмое поколение. Более новое, под стать европейским аналогам. И самое главное – у машин передний привод, мотор с ременной передачей на механизм ГРМ. И это был тот самый двигатель, который с массой переделок устанавливается на современные автомобили. На моделях 2109 и 2110 эти силовые агрегаты впервые были адаптированы под инжекторную систему впрыска.

Основные узлы двигателя

Никаких существенных отличий можно не обнаружить при беглом осмотре. Что карбюраторная, что инжекторная системы впрыска не влияют на основную конструкцию двигателя. Но стоит присмотреться к мелочам. Например, взгляните на термостат ВАЗ-2110 инжектор (8 клапанов). Сразу бросается в глаза, что его можно разобрать! Именно! Инженеры в Европе сидят и думают, как бы уменьшить ресурс автомобиля, а наши в это время проводят реальные усовершенствования, которые во благо потребителю. Ясно, что в термостате ломается не корпус, а внутренности – термочувствительный элемент или клапан. Следовательно, зачем производить миллионы корпусов? Намного выгоднее окажется сделать один для машины, а в случае поломки термостата менять только внутренности.

Но это не все плюсы отечественных двигателей. Заметьте, в США и Европе все автомобили одинаковы, порой выполнить ремонт нет смысла, проще выкинуть в утиль, да купить новый. Причина отчасти и в двигателе. Например, АвтоВАЗ – это чуть ли не единственный завод, который продолжает на свою продукцию ставить блоки ДВС из чугуна! Во всех развитых странах сплавы алюминия уже давно применяют для этой цели! Ресурс двигателей страдает, но самое главное – нет возможности выполнить его ремонт, так как он не подлежит расточке или перегильзовке. А это куда дешевле, чем покупать новый двигатель или автомобиль. Может, зажиточный бюргер и может себе позволить такое, но в нашей стране автомобиль для многих людей все еще остается роскошью.

Что такое инжектор?

А теперь все же посмотрим, как выглядит на автомобиле ВАЗ-2110 схема инжектора, рассмотрим основные узлы и принцип работы. Но для начала нужно ответить на вопросы, что такое инжектор и для чего он нужен. Все знают, что до конца 90-х устанавливались карбюраторы. В них при помощи воздушных потоков происходило смесеобразование, а затем и подача во впускной коллектор топливной системы. Причем такое хитрое устройство может смешивать бензин с воздухом в идеальной пропорции – 14 к 1. Но тут игра вакуума и атмосферного давления.

Особенности инжектора

А вот двигатель ВАЗ-2110 (8 клапанов) инжектор куда проще, нежели карбюраторный вариант. Но это если смотреть с точки зрения электрика. Дело в том, что система состоит из множества электронных устройств, которые отвечают за работу всего двигателя. Вместо карбюратора на впускном коллекторе установлена рампа. По сути это отрезок трубы, в которой находится топливовоздушная смесь. Она перекачивается из бака при помощи электрического насоса под небольшим давлением. По умолчанию рампа полностью герметична, от каналов впускного коллектора она отделена электромагнитными клапанами – форсунками. Но вот особенность: в рампе поддерживается постоянное давление, которое регулирует датчик, а качество смеси и количество подаваемого бензина зависят напрямую от того, насколько открыта заслонка дросселя.

Схема инжекторной системы впрыска

Итак, теперь более детально про системы питания инжекторного двигателя ВАЗ-2110. Первым идет по списку бензонасос. Он смонтирован непосредственно в баке, совместно с фильтром, и приводится в движение ротор двигателя только при включении зажигания (при условии, что в рампе давление ниже минимального уровня). Далее топливо поступает по трубкам в рампу. Здесь происходит образование смеси. Воздух же сначала проходит через фильтр для очистки. Гибким патрубком корпус фильтра соединен с дроссельным узлом.

Система датчиков

Не менее интересен двигатель ВАЗ-2110 (8 клапанов). Инжектор, устройство системы управления, если быть точнее, включает в себя множество датчиков. Весь контроль происходит при помощи датчиков. Так, между фильтром и дросселем находится датчик массового расхода воздуха. На самой заслонке смонтирован датчик положения. В рампе — давления. Кроме того, между вторым и третьим цилиндрами на поверхности блока ДВС расположен датчик детонации. А на шкиве привода генератора – оборотов двигателя. От коробки передач производится замер скорости автомобиля. Все данные, которые поступают от считывающих устройств, подаются на электронный блок управления.

Электронный блок управления

Это, если можно так сказать, самое сердце системы. На ВАЗ-2110 схема инжектора сводится именно к этому устройству. Небольшой корпус с множеством выводом, а внутри расположено самое интересное – микроконтроллер. Вот он-то и регулирует всю работу двигателя. Во внутренней памяти заложена так называемая топливная карта. По ней контроллер определяет, какое количество воздуха и бензина необходимо подать в рампу, чтобы мотор работал в нормальном режиме, не возникало детонации. Но самое главное – на какой промежуток времени необходимо подать импульс на топливные форсунки, чтобы они открылись и впрыснули смесь в камеру сгорания.

Что лучше: карбюратор или инжектор?

А теперь немного о том, какой же будет надежнее двигатель ВАЗ-2110: инжектор или карбюратор? А смотреть нужно с разных сторон на этот вопрос. Например, новичкам придется по вкусу инжектор. Постоянные обороты, нет необходимости в холода перекрывать подачу воздуха, да и трогание с места оказывается намного проще. Но есть еще преимущество – автомобиль на больших скоростях более приемистый. Даже при скорости 120 км/ч при выжимании педали газа машина быстро набирает скорость. У карбюраторных это происходит значительно медленнее. Поэтому совершать обгон на автомобиле с инжектором безопаснее. Но зато при старте со светофора карбюратор запросто «порвет» инжектор. А причина в более высоком крутящем моменте на низах. И стоимость обслуживания, конечно же, у инжекторных «десяток» оказывается выше, так как порой непросто поставить точный диагноз при поломке.

ВАЗ 2110 инжектор двигатель, схема и принципы работы инжекторного двигателя “десятки”

ВАЗ 2110 инжектор двигатель который отличается экономичностью, повышенной мощностью и стабильностью работы, если сравнивать его с карбюраторными двигателями ВАЗ 2110. Широкое применение инжекторных моторов на “Автовазе началось в 2000-ых годах. Сегодня мы подробно расскажем как работает инжекторный двигатель “десятки”.Стоит напомнить, что инжекторные моторы на “десятку” устанавливали разные по объему и количеству клапанов. Сегодня на вторичном рынке можно встретить инжекторные ВАЗ 2110 с 8-ми и 16-клапанными силовыми агрегатами рабочим объемом, как 1.5, так и 1.6 литра.

ВАЗ 2110 инжектор двигатель, схема работы

Силовые агрегаты с инжектором отличаются от карбюраторных версий принципом подачи топлива в камеру сгорания бензинового двигателя. Если карбюраторному двигателю необходимо “всасывать” топливо из камер карбюратора, то в инжекторном варианте топливо впрыскивается под давлением посредством форсунок. Это на много экономичнее, поскольку электромагнитные клапана форсунок пропускают только необходимое количество топлива и не каплей больше. За этим чутко следит электроника, которая дает команды пользуясь информацией от различных датчиков, после анализа всех данных подается необходимый импульс в форсунку и она снабжает топливом двигатель. При этом весь процесс происходит практически мгновенно. Далее подробная схема работы ВАЗ 2110 инжектор двигатель.

  • 1 – реле зажигания
  • 2 – аккумуляторная батарея
  • 3 – выключатель зажигания
  • 4 – нейтрализатор
  • 5 – датчик концентрации кислорода
  • 6 – форсунка
  • 7 – топливная рампа
  • 8 – регулятор давления топлива
  • 9 – регулятор холостого хода
  • 10 – воздушный фильтр
  • 11 – колодка диагностики
  • 12 – датчик массового расхода воздуха
  • 13 – тахометр
  • 14 – датчик положения дроссельной заслонки
  • 15 – контрольная лампа «CHECK ENGINE»
  • 16 – дроссельный узел
  • 17 – блок управления иммобилайзером
  • 18 – модуль зажигания
  • 19 – датчик температуры охлаждающей жидкости
  • 20 – контроллер
  • 21 – свеча зажигания
  • 22 – датчик детонации
  • 23 – топливный фильтр
  • 24 – реле включения вентилятора
  • 25 – электровентилятор системы охлаждения
  • 26 – реле включения электробензонасоса
  • 27 – топливный бак
  • 28 – электробензонасос с датчиком указателя уровня топлива
  • 29 – сепаратор паров бензина
  • 30 – гравитационный клапан
  • 31 – предохранительный клапан
  • 32 – датчик скорости
  • 33 – датчик положения коленчатого вала
  • 34 – двухходовой клапан

Важнейшим элементом системы питания инжекторного мотора “десятки” является электрический бензонасос, который расположен в баке, именно он постоянно обеспечивает необходимое давление в рампе с форсунками, через которые топлива подается во впускные коллекторы. Работает бензонасос в ВАЗ 2110 инжектор довольно шумно. Достаточно вставить ключ зажигания и повернуть его, как в салоне автомобиля послышится характерное “жужжание” электро бензонаноса. Если вы не слышите жужжания, перед пуском двигателя, а мотор при этом еще не заводится, значит бензонанос неисправен. А следовательно завести инжекторный двигатель с “толкача” не получится, ведь давления в рампе и форсунках все равно нет, значит и топливо не будет подаваться.

Ремонт и обслуживание инжекторных моторов требует специального диагностического оборудования. На ВАЗ 2110 устанавливались в основном инжекторные двигатели рабочим объемом 1.5 и 1.6 литра, как 8-ми, так и 16 клапанные версии. Далее приведем краткие характеристики этих моторов в таблице ниже.

Модель двигателя
Рабочий объемКоличество клапановМощность л.с.(кВт)Крутящий момент Нм
ВАЗ 21111499 см3876 (56)115.7
ВАЗ 21121499 см31693.5 (69)128
ВАЗ 211141596 см3882 (60)125
ВАЗ 211241596 см31689 (65.5)131

Самый мощный мотор из всех, что устанавливались на “десятку”, это инжекторный 16-клапанник ВАЗ-2112 объемом 1.5 литра. Однако данный силовой агрегат имеет один недостаток, если рвется ремень ГРМ, то поршня встречаются с клапанами, что приводит к серьезному и дорогостоящему ремонту силового агрегата. А качественный ремонт и обслуживание инжекторных моторов ВАЗ-2110 требует специального диагностического оборудования. Часто неисправность одного лишь датчика приводит к нестабильной работе всего двигателя.

принцип работы, устройство, чем отличается от карбюраторного

Каждый автолюбитель в курсе, что у машины может быт как инжекторный двигатель, так и карбюраторный. Только не все знают, что каждый из них представляет из себя. Поэтому следует как можно лучше разобраться в этом вопросе. Для начала отметим, что функция выполняется одна и та же. Формируется горючая смесь, которая подается в двигатель. Только между их работой есть большое отличие. Рассмотрим какое.

Принцип работы инжекторного типа двигателя

Если сказать конкретно, то под карбюратором понимается устройство, которое создает смесь из воздуха и топлива, также оно в состоянии регулировать расход полученной смеси. Принцип работы заключается в том, чтобы засасывать ее в мотор. Это возможно благодаря тому, что впускной коллектор и атмосфера имеют разное давление.

Инжекторный двигатель подразумевает работу электроники. В этой системе контролируется качество смеси без участия человека. Впрыскивается она с помощью форсунок дозированно. После впрыска смесь отправляется в двигатель для сгорания. В настоящее время машины оснащены именно электронной, а не механической системой. Далее рассмотрим, чем отличается один от другого.

Сравнение инжектора и карбюратора

Рассмотрим в чем принцип работы карбюратора. Это устройство способно сформировать смесь, которая состоит из воздуха и топлива. Смесь богата на горючие, легковоспламеняющиеся вещества. Она нужна, чтобы мотором могла осуществляться требуемая работа. Сколько бы оборотов не совершала двигательная система, он поглощает одно и то же по объему количество смеси.

По расходам карбюратор потребляет очень много топлива. В то же время сильно загрязняется воздух.

Теперь рассмотрим, каков принцип работы системы инжектора. Все устройство работает так, что в мотор отправляется бедная смесь из воздуха и топлива, которая должна быть точно дозирована. У современных автомобилей это происходит под влиянием блока управления. Так как дозируется топливо по граммам (порциям), то и расход его значительно мал. К тому же, токсичность выхлопных газов практически на нуле при выходе из выхлопной трубы. Получается, что двигатель внутреннего сгорания, практически не загрязняет воздух.

Инжектор может увеличить мощность мотора до десяти процентов, также клапанный блок устроен так, что работа двигателя улучшается. Принцип действия, который допускает устройство внутреннего сгорания, состоит в том, что инжектор образует смесь из воздуха и горючего, причем для него важно такое топливо, которое отличается качеством, иначе автомобилем управлять невозможно.

Также» еще хочется отметить, что в отличие от карбюратора, который зимой замерзает, а летом перегревается, на инжектор не влияет температурный режим внешней среды.

Если говорить о том, насколько надежен карбюратор, то его принцип работы очень прост. Устройство так сделано, что после сгорания топлива, через выхлопную трубу выходит воздух, который сильно загрязнен. Но зато его не нужно регулярно обслуживать и производить ремонтные работы при эксплуатации. Только важно, чтобы не испортить устройство, использовать фильтр для топлива и только качественную марку.

Клапанный блок при этом отличается своей надежностью. Если мы говорим о карбюраторе, то на самом деле это устройство ломается очень часто, так как трудно найти качественное топливо. Правда, отремонтировать его очень просто. Любой автолюбитель это сделает своими руками. К тому же несложно найти запасные части, да и стоят они недорого.

Если же говорить об инжекторе, то его клапанный блок более надежен, когда его эксплуатируют. Но если что-то сломается, то починить сложнее, да и диагностировать поломку самостоятельно не удастся. Требуется особое оборудование. К тому же все дополнительные элементы для сгорания топлива, которые обосновывают принцип работы инжектора, стоят дорого.

Отличия между инжектором и карбюратором.

  1. Если мы говорим о карбюраторе, то смесь поступает в мотор сразу, а при работе инжектора в цилиндр отправляется смесь после впрыска из форсунок.
  2. Когда речь идет о карбюраторе, то обычно всегда подразумевается нестабильное его использование, тогда как благодаря электронике обеспечивается надежность.
  3. Карбюратором в холода пользоваться опасно, он замерзает, когда очень холодно, тогда как для инжектора погода не помеха.
  4. Карбюратор обеспечивает выбросы в атмосферу грязные, тогда как электроника более чистые.
  5. Благодаря электронной системе проще набрать обороты, если сравнивать с карбюратором.
  6. Если применяется инжектор, то обычно экономится до сорока процентов горючего.
  7. Хотя карбюратор ломается чаще, чем электроника, но отремонтировать второй очень дорого, по сравнению с первым.
  8. Также можно отметить еще одно отличие, которое состоит в том, что хотя каждый элемент привередлив к тому, каким качеством обладает топливо, электронная система также подвержена поломкам от некачественного горючего.

Заключение

Подводя итоги, хочется отметить, что в современных машинах ставится именно инжектор, так как он более качественен и надежен, да и работать с ним проще, так как, к примеру, воздух не загрязняется продуктами сгорания так сильно. Но вот он более привередлив к топливной массе, а обеспечить ее качество сложно, ведь часто в бензин что-то подмешивают. В результате он ломается, а его ремонт дорогостоящий, да и детали для него найти сложней. О самостоятельном ремонте не может идти и речи, так как требуется особое оборудование, которого обычно на руках нет.

Диагностика инжекторных двигателей – как прийти на помощь своему автомобилю?

Первичная диагностика инжекторных двигателей заключается в контроле состояния всех датчиков управления агрегата. Для этого проводят тщательный осмотр, в процессе которого необходимо убедиться в целостности изоляции и надежности соединения штекерных разъемов.

Диагностика и ремонт инжекторных двигателей – кратко о самом устройстве

Но вначале остановимся на том, что собой представляет инжекторный двигатель. Чем он отличается от карбюраторного? Основное отличие заключается в системе подачи воздушно-топливной смеси. В прежних двигателях топливная смесь засасывалась непосредственно через карбюратор, где осуществлялось дозирование составляющих, и далее происходило смешивание бензина с воздухом. При этом из-за несовершенства конструкции двигатель терял до 10 % мощности.

В инжекторном (или впрысковом) двигателе топливо поступает в камеру сгорания путем принудительного впрыска под высоким давлением через форсунки. Дозирование и контроль количества поступающего горючего осуществляет электроника. В результате уменьшается уровень вредных выбросов в окружающую среду, а также существенно увеличивается мощность двигателя, улучшаются его эксплуатационные характеристики, и снижается расход топлива.

Достоинства инжекторных систем:

  • точная дозировка подачи горючего;
  • за счет оптимизации состава воздушно-топливной смеси существенно меньше становится уровень токсичности выхлопных газов;
  • улучшаются динамические характеристики автомобиля, инжекторная система корректирует подачу топлива в зависимости от нагрузки;
  • применение впрысковой системы ведет к увеличению мощности двигателя более чем на 7 %.

К недостаткам можно отнести дорогостоящий ремонт системы питания инжекторного двигателя, достаточно высокие требования к качеству топлива и наличие специального оборудования для ремонта и диагностики.

Диагностика инжекторных двигателей – как обнаружить поломку самостоятельно?

Какие же неисправности наиболее часто преследуют впрысковые системы? Самой существенной неисправностью можно считать поломку датчика, контролирующего положение коленчатого вала. В этом случае чаще всего требуется ремонт двигателя, поскольку отказ сигнализации вызван серьезными неполадками силового агрегата.

Предварительная диагностика инжекторного двигателя своими руками вполне возможна, но для точного определения причины неисправности потребуется специальное оборудование, которое есть только на СТО. При отказе в пути топливного насоса единственное, что можно сделать – это заменить неисправный узел. Если же его в запасе нет, то придется надеяться только на эвакуатор.

Наиболее простой поломкой считается выход из строя датчика фазы. Схема работы впрысковой системы построена так, что в случае подобной неисправности она начинает подавать в два раза больше топлива. Определить самостоятельно причину перерасхода горючего вряд ли получится, для этого потребуются специальные приборы для диагностики инжекторных двигателей.

Диагностика инжекторного двигателя своими руками – еще несколько наблюдений

Что еще может привести к внезапному увеличению прожорливости мотора? Специалисты рекомендуют обратить внимание на датчик массового расхода воздуха. Определить данную неисправность можно по темному выхлопу, снижению приемистости, появлению неприятных рывков и неустойчивой работе двигателя в холостом режиме. Доехать на таком автомобиле, естественно, можно, но только до ближайшей СТО, где проводится диагностика и ремонт инжекторных двигателей.

Случается, что мотор начинает троить. Опытные водители знают, что причина может быть не только в нарушении подачи топлива, но чаще всего это происходит из-за поломок электрооборудования (неисправная катушка зажигания, свечи и другое). Определить это может даже начинающий автолюбитель. Но если требуется ремонт инжекторных двигателей, описание неисправностей которых уже дано в этой статье, то лучше всего обратиться к профессионалам сервисных центров.

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

Содержание статьи:

  • Датчики
  • Исполнительные элементы
  • Принцип работы
  • Карбюратор ил инжектор

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

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

Датчики инжекторного двигателя

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

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

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

Датчик абсолютного давлении и температуры двигателя (ДАД)

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

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

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

Датчик фаз (ДФ)

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

Датчик детонации

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

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)

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

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ)

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

Датчик кислорода

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

Исполнительные элементы

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

Топливный насос

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

Форсунка

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

Дроссельная заслонка

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

Регулятор холостого хода (РХХ)

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

Модуль зажигания

Принцип работы инжекторного двигателя

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

Видео: как работает бензиновый инжекторный двигатель внутреннего сгорания

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

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

Прогрев двигателя и датчик температуры двигателя

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

Что лучше, инжекторный или карбюраторный двигатель?

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

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

>

Система впрыска топлива – обзор

13.3.4 Пневматический впрыск топлива

Системы впрыска топлива необходимы для усовершенствования двухтактных двигателей, чтобы повысить их преимущества в автомобильных двигателях. Имеются многочисленные сообщения о разработках инжекторов [35–42], но очень немногие из них содержат достаточную информацию, связанную с детальной характеристикой аэрозольных капель. Системы распыления и впрыска были тщательно исследованы, особенно в дизельных двигателях. В двухтактном двигателе задействованы сложные процессы, такие как процесс продувки, циклические изменения и пропуски зажигания, которые тесно связаны с распространением и отражением волны давления.Хотя процесс продувки был ключевой особенностью при разработке двухтактных двигателей [20, 22–24, 43–46], имеется очень мало экспериментальных данных, объясняющих взаимосвязь между распылением бензина, образованием смеси и продувкой. процесса [47–54].

Для небольших двухтактных двигателей непосредственный впрыск топлива рассматривается как способ решения проблем неполного сгорания и чрезмерной концентрации углеводородов в выхлопных газах. В частности, был разработан пневматический впрыск топлива как мощный инструмент для создания более горючей топливно-воздушной смеси в условиях обедненного сгорания.Пневматический впрыск использует сжатый воздух для распыления топлива в форсунке и улучшения проникновения мелких капель. В мире появилось множество различных типов инжекторных механизмов. В формировании распыла инжектора с пневматическим приводом преобладает вспомогательный воздушный поток, поэтому следует понимать процесс диспергирования капель и их распыление, а также динамику капель.

Лазерные диагностические инструменты, такие как лазерный лист [55], эксиплекс [56] и LDV [14], могут предоставить информацию об угле распыления, форме распыления, проникновении, области испарения и т. д., но подробную информацию о распылении, такую ​​как размер капли распределения диаметра и его скорости в двумерной плоскости еще не получено.Метод визуализации может предоставить достаточную пространственную, но очень скудную временную информацию о характеристиках брызг. Фазовый доплеровский анемометр (ФДА) может измерять диаметр капли и ее скорость с очень высоким пространственным и временным разрешением, но это одноточечный метод измерения. Требуется альтернативный метод для определения двумерного изображения распыления с подробными характеристиками капель.

В этом разделе доказана полезность среднего диаметра Заутера (SMD) [57, 58] в периодическом инжекторе, и реализованы классы размеров капель, чтобы лучше понять передачу импульса между жидкой и газовой фазами.

Форсунка с пневматическим приводом, используемая в этом эксперименте, представляла собой промышленную форсунку для двухтактного морского двигателя мощностью более 22 кВт (30 л.с.) на цилиндр, как показано на рисунке 13.21. Сначала топливо впрыскивается в полость, а воздушная форсунка приводится в действие путем открытия тарельчатого клапана. Соотношение воздух-топливо можно регулировать, изменяя период открытия клапана, когда перепад давления между воздухом и топливом установлен на определенном уровне. Инжектор имеет прямую трубку длиной 36 мм перед клапаном, где осуществляется предраспыление.Топливо с подачей воздуха впрыскивается через тарельчатый клапан диаметром 5 мм.

Рис. 13.21. Пневматический инжектор.

(перепечатано с разрешения SAE)

В качестве топлива вместо бензина использовался сухой растворитель с показателем преломления 1,427. Удельная плотность сухого растворителя составляет 0,77 г/см 3 , что очень близко к плотности бензина (0,7–0,8 г/см 3 ). Угол рассеяния 68° определялся углом преломления первого порядка [59]. Для векторных измерений использовали однокомпонентный LDV с изменением углов падающего луча на ± 45°.

Прямые фотографии впрыскиваемого спрея показаны [60] на рисунке 13.22. Ясно, что грибовидный вихрь индуцируется касательным напряжением в форсуночной оболочке. Скорость кончика распылителя, рассчитанная по этим изображениям, составляет около 64 м/с. Лист YAG-лазера использовался для получения двумерного изображения распыления, как показано на том же рисунке. Эти снимки являются прямыми снимками в определенном цикле. Хорошо известно, что в этом типе инжектора с пневматическим приводом от цикла к циклу происходят изменения. На рисунке также показаны два изображения в разных циклах в одно и то же время.Эти фотографии указывают на важность и необходимость анализа аэрозоля с помощью двумерного изображения с высоким временным разрешением, поскольку лазерная визуализация листа не может предоставить информацию об изменении во времени и информацию о диаметре. Одноточечные измерения не выявляют межцикловых вариаций и вариаций пространственной структуры. Однако, используя одноточечное измерение с усредненными по ансамблю данными, можно продемонстрировать двумерное изображение струи с ее пространственной структурой, как показано [61] на рисунке 13.23. Также показаны средний диаметр Заутера (SMD) и соответствующие векторы скорости.

Рис. 13.22. Изображения впрыскиваемой структуры распыления.

(перепечатано с разрешения SAE)

Рис. 13.23. Векторы скорости капель и SMD.

(перепечатано с разрешения SAE)

Пространственное рассеивание капель лучше всего объясняется с использованием плоских источников информации, таких как фотография или изображение лазерного листа. Метод PDA предоставляет одноточечную информацию, но метод ансамблевого усреднения с фазовой синхронизацией может демонстрировать двумерное изображение, как показано на рисунке 13.23. Осесимметричность струи проверялась путем измерения в противоположных точках до r = –3 мм. На этом рисунке показано изменение SMD и его пространственной структуры в зависимости от времени. Длина вектора была рассчитана как длина траектории капли в пределах 0,25 мс, а цвет представляет SMD. Максимальный SMD был установлен на уровне 130 микрон.

Через 1,6 мс после сигнала впрыска, который использовался в качестве сигнала привода вспомогательного воздуха, на оси наблюдалась первая капля. Через 0,25 мс скорость кончика распылителя достигла примерно 65 м/с, и наблюдалось рассеивание капель в радиальном направлении.Скорость кончика распылителя 65 м/с была почти такой же, как и скорость, рассчитанная по картине прямого распыления. SMD составлял около 25 микрон на наконечнике распылителя. На центральной оси направление капель было параллельно оси, а направление капель в области распылительной оболочки составляло более 45 градусов в радиальном направлении.

Через 2,3 мс скорость кончика распылителя относительно оси увеличилась, и следующая капля из сопла сформировала группу капель большего размера. Область, в которую проникли капли, напоминала зонтик.Маленькие и быстрые капли существовали до 2,8 мс. Через 2,8 мс скорость кончика распылителя уменьшилась, а SMD увеличился вблизи центральной оси. Капли большего размера догоняли и сталкивались с каплями меньшего размера, и, следовательно, диаметр начинал увеличиваться. Капли аэрозоля во внешней области имели меньшую скорость из-за сильных сдвиговых потоков, и тогда направление капель имело волнистую структуру распыления. Очень большая капля красного цвета возле сопла образовалась за 2,875 мс, когда размер капли на наконечнике распылителя составлял 30 микрон.

Кроме того, распыляемые капли под воздействием турбулентного воздуха имеют тенденцию следовать за движением воздуха, но крупные капли с большим импульсом проникают в области сильно турбулентного потока, такие как зоны рециркуляционного потока. Эта динамика капель не может быть продемонстрирована только с помощью среднего диаметра Заутера, но требует других передовых методов, таких как анализ с классификацией размера.

Четыре вектора скорости капель с классификацией по размеру показаны замороженными на 2,875 мс на рисунке 13.24. Ясно, что в областях мелких капель происходит образование грибовидных вихрей, вызванных сдвиговым потоком.На кончике распылителя маленькие капли демонстрируют больший градиент скорости, чем более крупные капли. Большие векторы капель имеют более прямые и узкие углы впрыска. В области форсунки отсутствуют капли размером более 30 мкм м.

Рис. 13.24. Динамика капель с классификацией по размеру за 2,875 мс.

(перепечатано с разрешения SAE)

Для понимания процессов испарения и смесеобразования необходимо количественно определить угол распыления каждого класса размеров и затухание импульса.Профили движения воздуха и интенсивности турбулентной энергии показаны на рисунке 13.25. Большая область турбулентной энергии, показанная темной областью на рисунке, указывает на наличие области сильного сдвигового течения. В ранний период закачки большее пятно расположено в центре оси. На следующем этапе появляется темная область в области распылительной оболочки. Вектор скорости скольжения показывает большой угол вектора в области сильного сдвига.

Рис. 13.25. Движение воздушного потока, турбулентная кинетическая энергия и скорость скольжения маленькой капли.

(перепечатано с разрешения SAE)

Характеристики распыления бензиновой форсунки с пневматическим приводом исследовались с помощью фазовых доплеровских измерений. Ниже приводится краткое изложение вышеизложенных результатов.

Двумерное плоское изображение капель с классификацией по размеру было использовано для демонстрации пространственной структуры образования брызг. Было обнаружено, что средний диаметр Заутера не является лучшим значением для представления в области ускорения, и что метод классификации размеров очень полезен для понимания подробных характеристик аэрозолей.Скорость скольжения и относительное число Рейнольдса были реализованы, чтобы показать область передачи импульса из-за сильной силы сопротивления. Грибовидный вихрь формировался сильным сдвиговым течением на распылительной оболочке и состоял из мелких капель размером от 10 до 20 мкм мкм. Рядом с соплом была обнаружена двойная структура наконечника распылителя, которая быстро уменьшалась с расстоянием. Капли размером более 30 мкм м проникали почти насквозь вниз по течению. Было обнаружено, что эта анимация брызг может быть самым мощным инструментом для понимания процессов передачи импульса.

Впрыск дизельного топлива

Впрыск дизельного топлива

Магди К. Хайр, Ханну Яаскеляйнен

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

Abstract : Целью системы впрыска топлива является подача топлива в цилиндры двигателя при точном контроле момента впрыска, распыления топлива и других параметров.К основным типам систем впрыска относятся насос-линия-форсунка, насос-форсунка и система Common Rail. Современные системы впрыска достигают очень высокого давления впрыска и используют сложные электронные методы управления.

Основные принципы

Назначение системы впрыска топлива

Работа дизельных двигателей во многом зависит от конструкции их системы впрыска. На самом деле, самые заметные достижения в дизельных двигателях стали результатом превосходной конструкции системы впрыска топлива.Хотя основной целью системы является подача топлива в цилиндры дизельного двигателя, именно то, как это топливо подается, влияет на производительность двигателя, выбросы и шумовые характеристики.

В отличие от своего аналога двигателя с искровым зажиганием, система впрыска дизельного топлива подает топливо под чрезвычайно высоким давлением впрыска. Это означает, что конструкции компонентов системы и материалы должны быть выбраны так, чтобы выдерживать более высокие нагрузки, чтобы работать в течение длительного времени, что соответствует целевым показателям долговечности двигателя.Для эффективного функционирования системы также требуется 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.

Основной задачей системы впрыска топлива является подача топлива в цилиндры двигателя. Чтобы двигатель эффективно использовал это топливо:

  1. Топливо должно впрыскиваться в надлежащее время, то есть время впрыска должно контролироваться и
  2. Необходимо подавать правильное количество топлива для удовлетворения потребности в мощности, т. е. дозирование впрыска должно контролироваться.

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

  • Распыление топлива — обеспечение распыления топлива на очень мелкие частицы топлива является основной целью проектирования систем впрыска дизельного топлива. Мелкие капли обеспечивают возможность испарения всего топлива и его участия в процессе горения.Любые оставшиеся капли жидкости очень плохо сгорают или выбрасываются из двигателя. В то время как современные системы впрыска топлива способны обеспечивать характеристики распыления топлива, намного превышающие 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. Окончание процесса закачки является одним из таких критических периодов.
  • Массовое смешивание — Хотя распыление топлива и полное испарение топлива имеют решающее значение, обеспечение достаточного содержания кислорода в испаряемом топливе в процессе сгорания не менее важно для обеспечения высокой эффективности сгорания и оптимальной работы двигателя.Кислород обеспечивается всасываемым воздухом, захваченным в цилиндре, и достаточное количество должно быть вовлечено в топливную струю, чтобы полностью смешаться с доступным топливом в процессе впрыска и обеспечить полное сгорание.
  • Утилизация воздуха — Эффективное использование воздуха в камере сгорания тесно связано с объемным смешиванием и может быть достигнуто за счет сочетания проникновения топлива в плотный воздух, сжатый в цилиндре, и деления общего количества впрыскиваемого топлива на число самолетов.Необходимо предусмотреть достаточное количество форсунок, чтобы вовлечь как можно больше доступного воздуха, избегая при этом перекрытия струй и образования зон с высоким содержанием топлива и дефицитом кислорода.

Основные функции системы впрыска дизельного топлива графически представлены на рис. 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] :

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

Держатель форсунки или Корпус инжектора относится к части, на которой монтируется форсунка. В обычных системах впрыска эта деталь в основном выполняла функцию крепления форсунки и предварительного натяжения пружины иглы форсунки.В системах Common Rail он содержит основные функциональные части: сервогидравлическую схему и гидропривод (электромагнитный или пьезоэлектрический).

Инжектор обычно относится к держателю форсунки и узлу форсунки.

Начало впрыска (SOI) или время впрыска — время начала впрыска топлива в камеру сгорания. Обычно выражается в градусах угла поворота коленчатого вала (CAD) относительно ВМТ такта сжатия.В некоторых случаях важно различать указанную SOI и фактическую SOI . SOI часто определяется 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, является указанной SOI. Из-за механической реакции форсунки может быть задержка между показанным КНИ и фактическим КНИ, когда топливо выходит из сопла форсунки в камеру сгорания.Разница между фактическим SOI и показанным SOI составляет задержку форсунки .

Начало поставки. В некоторых топливных системах впрыск топлива координируется с созданием высокого давления. В таких системах началом подачи считается момент, когда насос высокого давления начинает подавать топливо к форсунке. Разница между началом подачи и SOI зависит от продолжительности времени, необходимого для прохождения волны давления между насосом и инжектором, а также от длины линии между насосом высокого давления и инжектором и от скорости звука. в топливе.Разницу между началом доставки и SOI можно обозначить как задержка впрыска .

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

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

Продолжительность впрыска — период времени, в течение которого топливо поступает в камеру сгорания из форсунки.Это разница между EOI и SOI, связанная с объемом впрыска.

Схема впрыска. Скорость впрыска топлива часто меняется в течение периода впрыска. На рис. 2 показаны три распространенные формы скорости: загрузочная, линейная и квадратная. Скорость открытия и Скорость закрытия относится к градиентам скорости впрыска во время открытия и закрытия игольчатого сопла соответственно.

Рисунок 2 . Общие формы скорости закачки

Множественные события внедрения. В то время как обычные системы впрыска топлива используют один впрыск для каждого цикла двигателя, новые системы могут использовать несколько событий впрыска. На рис. 3 определены некоторые общие термины, используемые для описания событий множественной инъекции. Следует отметить, что терминология не всегда последовательна. Событие основного впрыска обеспечивает основную часть топлива для цикла двигателя. Один или несколько впрысков перед основным впрыском, предварительных впрысков , обеспечивают небольшое количество топлива перед основным впрыском.Предварительный впрыск может также обозначаться как предварительный впрыск . Некоторые называют предварительный впрыск, который происходит за относительно долгое время до основного впрыска, предварительным впрыском, а тот, который происходит за относительно короткое время до основного впрыска, — предварительным впрыском. Инъекции после основных инъекций, постинъекции , могут происходить сразу после основной инъекции ( близкая постинъекция ) или через относительно долгое время после основной инъекции ( поздняя постинъекция ).Постинъекции иногда называют постинъекциями . Несмотря на значительные различия в терминологии, близкая постинъекция будет называться постинъекцией, а поздняя постинъекция — постинъекцией.

Рисунок 3 . Множественные события инъекции

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

В некоторых системах впрыска топлива может произойти непреднамеренный повторный впрыск, когда форсунка на мгновение снова открывается после закрытия. Их иногда называют вторичными впрысками .

Давление впрыска не используется последовательно 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.К компонентам стороны низкого давления относятся топливный бак, топливный насос и топливный фильтр.
  • Компоненты стороны высокого давления — Компоненты, которые создают высокое давление, дозируют и подают топливо в камеру сгорания. К ним относятся насос высокого давления, топливная форсунка и топливная форсунка. Некоторые системы могут также включать аккумулятор.

Форсунки для впрыска топлива можно разделить на дырчатые или дроссельные игольчатые, а также на закрытые или открытые.Закрытые форсунки могут приводиться в действие гидравлически с помощью простого пружинного механизма или с помощью сервоуправления. Открытые форсунки, а также некоторые новые конструкции форсунок с закрытыми форсунками могут приводиться в действие напрямую.

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

Большинство систем впрыска топлива используют электронику для управления открытием и закрытием форсунки. Электрические сигналы преобразуются в механические силы с помощью привода определенного типа. Обычно эти приводы могут быть либо электромагнитными соленоидами, либо активными материалами, такими как пьезоэлектрическая керамика.

Основные компоненты системы впрыска топлива обсуждаются в отдельной статье.

###

Топливная форсунка Принцип работы и схема

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

Но есть ли в нем кооперативный принцип?

Очевидно, что карбюраторный тип использует принцип разницы давлений, а тип впрыска топлива использует принцип компьютеризированного расчета.

Тогда как работает впрыск топлива? давайте обсудим подробно.

Определение систем впрыска топлива


Система впрыска топлива представляет собой мехатронные схемы, которые объединяют механические и электронные схемы для достижения общей цели, то есть подачи топлива во впускной коллектор с идеальным объемом.

В системе впрыска топлива есть две группы, а именно группа топливопроводов (механическая часть) и группа контроллера (электронная часть).

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

Преимущества системы впрыска топлива;

  • Экономичное использование топлива
  • Экологически чистый
  • Чистый шум двигателя
  • ЕВРО 3 или выше эмиссия

Все вышеперечисленные преимущества достигаются благодаря тому, что принцип работы системы впрыска топлива сильно отличается от принципа работы карбюратора.Кроме того, при определении объема подаваемого топлива также больше ориентиров, так что он может быть более точным.

Принцип работы системы впрыска топлива


Система впрыска топлива и карбюратор работают по одному принципу, то есть по разнице давлений. Однако в системе впрыска топлива давление со стороны топлива увеличивается настолько, что оно превышает пространство впускного коллектора.

Так что можно сказать, что в карбюраторном типе давление внутри впускного пространства (Вентури) понижено так, что возникает разница давлений.В то время как в системе впрыска давление со стороны топлива увеличивается, так что возникает разница давлений.

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

Фрагменты выше являются только описанием обложки, для получения дополнительной информации, пожалуйста, продолжайте читать.

Основной компонент системы впрыска топлива

  1. Топливные баки, компоненты для хранения запаса топлива.
  2. Топливный насос, предназначен для повышения давления топлива в топливных шлангах.
  3. Топливные шланги, функция слива топлива из бака к форсунке.
  4. Форсунка предназначена для подачи топлива во впуск в виде аэрозоля
  5. Системный контроллер регулирует время и продолжительность открытия форсунки.

Рабочая схема системы впрыска топлива



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

Здесь есть поток топлива из бака к топливному насосу и к форсунке.

В этом состоянии давление в топливопроводах превышает давление во впускном коллекторе, поэтому при открытии форсунки топливо может выйти немедленно. Однако форсунка не открывается неосторожно. Но ECU-датчик-исполнительный механизм выполняет расчет для регулирования необходимого объема топлива.

Мы называем это электронным контроллером, потому что в системе впрыска топлива электронных частей больше, чем механических.Для механических частей, только ограничено выше.

Тогда как работает этот электронный контроллер?

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

  1. Датчик
  2. ЭБУ
  3. Привод

Датчик служит индикатором состояния индикатора. Примеры датчиков в системе впрыска топлива:

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

ЭБУ или электронный блок управления — это процессор автомобиля, который вычисляет все данные с датчика.Итак, ECU функционирует для обработки данных, результатом является команда, подаваемая исполнительному механизму.

В то время как привод представляет собой устройство вывода, которое предназначено для преобразования команд от ЭБУ в механические движения. В этом случае форсунка работает как исполнительный механизм. Инжектор получает команду в виде напряжения от ЭБУ, а затем преобразует его в движение для открытия сопла на конце форсунки. Когда сопло открывается, топливо может немедленно выйти.

Тогда какая схема?

Когда мы запускаем двигатель, коленчатый вал автоматически вращается.Это вызывает процесс всасывания на поршне, поэтому датчики системы впрыска будут работать для определения температуры, массы, вакуума и температуры двигателя.

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

Инжектор изготовлен из трубки с насадкой. Насадка имеет функцию двери, по умолчанию насадка будет закрыта.Но когда будет конечное напряжение с ЭБУ, пупок откроется.


Эта насадка может быть открытой и закрытой, потому что есть соленоид. Соленоид — это компонент для преобразования электрической энергии в энергию движения. В его работе используются электромагнитные силы.

Когда есть напряжение от ECU, в соленоиде будет магнетизм, который будет перемещать железный сердечник в середине соленоида. Железный стержень притянет насадку, чтобы она открылась. Открытие сопла распылит некоторое количество топлива из топливопроводов во впускной коллектор с идеальным объемом.

Система впрыска топлива: определение, функции, типы, работа

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

Впрыск топлива – это введение топлива в двигатели внутреннего сгорания, в основном автомобильные двигатели, с помощью инжектора.Этот процесс был введен для соблюдения законов о выбросах и эффективности использования топлива. За год производители автомобилей увидели большие преимущества топливных форсунок, с которых начинается падение карбюраторов.

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

Исследования показали, что все дизельные двигатели по своей конструкции используют впрыск топлива. Газовые двигатели могут использовать бензин с непосредственным впрыском, при котором топливо подается непосредственно в камеру внутреннего сгорания. Также можно использовать непрямой впрыск, когда топливо смешивается с воздухом перед тактом впуска.

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

Читайте: Все, что вам нужно знать об автомобильном поршне

Что такое топливная форсунка?

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

До появления топливных форсунок карбюратор широко использовался в двигателях, и до сих пор этот двигатель существует.Фактически, многие другие машины, такие как газонокосилки и бензопилы, все еще используют карбюраторы. Но поскольку компонент усложнился, пытаясь контролировать все требования к автомобилю, выпущена лучшая альтернатива.

Карбюраторы впервые заменены системой впрыска топлива с дроссельной заслонкой. Эта система также известна как одноточечная или центральная система впрыска топлива. Это электрически управляемые топливные форсунки в корпусе дроссельной заслонки.

Это была чуть ли не лучшая альтернатива, позволяющая автопроизводителям не вносить кардинальных изменений в конструкцию двигателей.

Постепенно, по мере разработки новых двигателей, многоточечный впрыск топлива заменили дроссельным впрыском. Этот многоточечный впрыск топлива также известен как портовый, многоточечный или последовательный впрыск топлива.

Система содержит топливные форсунки для каждого цилиндра, которые распыляют прямо на впускной клапан. Он обеспечивает более точную дозировку топлива и более быструю реакцию.

Функции топливной форсунки

Ниже приведены функции топливных форсунок в двигателе внутреннего сгорания:

  • Основная цель системы впрыска топлива в дизельных двигателях заключается в том, что на их конструкцию сильно влияет компонент,
  • Топливная форсунка помогает подавать топливо в цилиндры.
  • Улучшает характеристики двигателя, выбросы и шум.
  • Топливо подается под чрезвычайно высоким давлением впрыска.
  • Используемые материалы рассчитаны на более высокие нагрузки и долговечность, соответствующие условиям работы двигателя.
  • Еще одно назначение системы впрыска – своевременный впрыск топлива. То есть момент впрыска контролируется.
  • Необходимо подавать правильное количество топлива, чтобы обеспечить требуемую мощность двигателя.Вот почему дозирование впрыска контролируется.
  • Инжектор
  • изготовлен с большей точностью изготовления и допуском, чтобы обеспечить его эффективность работы. Это также позволяет избежать утечки.
  • Топливная форсунка распыляет топливо на очень мелкие частицы топлива, обеспечивая испарение каждой маленькой капли топлива и процесс сгорания.
  • Кислорода достаточно для смешивания с распыляемым топливом и обеспечивает полное сгорание.

Прочтите: Знакомство с системой смазки двигателя

Основные детали системы впрыска топлива

Ниже приведены основные функциональные детали, обеспечивающие работу системы впрыска топлива в автомобильных двигателях, и названия компонентов топливной форсунки:

Основные части системы впрыска топлива разделены на две части, которые включают сторону низкого и высокого давления, части низкого давления — это топливный бак, топливный фильтр и насос подачи топлива.В то время как сторона высокого давления включает насос высокого давления, топливную форсунку, аккумулятор, форсунку топливной форсунки. Инжекторная форсунка имеет различные конструкции срабатывания для различных типов систем впрыска топлива.

Поскольку топливо необходимо перекачивать из топливного бака в систему форсунок, эту роль играет топливная система низкого давления. Принимая во внимание, что от топливной форсунки до камеры сгорания находится система высокого давления. Ниже указана роль следующих частей, указанных выше:

  • Топливный бак – часть, в которой хранится топливо.
  • Топливный насос – перекачивает топливо из топливного бака в систему впрыска топлива.
  • Впрыскивающий насос – эта деталь является расходомером и нагнетателем топлива для впрыска.
  • Регулятор – подача топлива в соответствии с нагрузкой.
  • Топливная форсунка – подает топливо от ТНВД к цилиндрам.
  • Топливный фильтр – для фильтрации грязи, абразивных и абразивных частиц от блокировки системы впрыска.
На изображении ниже показаны основные части топливной форсунки:

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

  • Кислородный датчик – обратите внимание на количество кислорода в выхлопе, что позволяет ЭБУ определить, богатая или бедная топливная смесь.Вносит соответствующие коррективы.
  • Датчик положения дроссельной заслонки – этот датчик контролирует положение дроссельной заслонки, чтобы знать, сколько воздуха поступает в двигатель. ЭБУ быстро реагирует на изменения, увеличивая или уменьшая расход топлива по мере необходимости.
  • Датчик массового расхода воздуха – сообщить ЭБУ количество топлива, поступающего в двигатель.
  • Датчик температуры охлаждающей жидкости – определяет, когда двигатель достигает надлежащей рабочей температуры для ЭБУ.
  • Датчик абсолютного давления во впускном коллекторе – определяет давление воздуха во впускном коллекторе.
  • Датчик частоты вращения двигателя – контролирует частоту вращения двигателя, поэтому используется для расчета ширины импульса.
  • Датчик напряжения – определяет системное напряжение в автомобиле, чтобы знать, когда ЭБУ повышает обороты холостого хода. это может быть при падении напряжения, что указывает на высокую электрическую нагрузку.

Читать: Обычные и нетрадиционные типы автомобильных шасси

Типы систем впрыска топлива

Ниже приведены распространенные типы систем впрыска топлива, используемые в старых и современных автомобилях:

Одноточечный или дроссельный впрыск:

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

Эта инжекторная система не является точной, как предыдущая система, но по сравнению с карбюраторами она лучше контролируется, дешевле и проще в обслуживании.

Распределенный или многоточечный впрыск топлива:

В многоточечных топливных форсунках сепаратор форсунок находится в каждом цилиндре на его впускном отверстии. Вот почему эту систему иногда называют портовым инжектором, который выпускает пары топлива близко к месту впуска, обеспечивая их полное всасывание в цилиндр.

Одним из преимуществ этого инжектора является более точный расход топлива по сравнению с одноточечным. Он также идеально подходит для достижения требуемого соотношения топлива и воздуха и практически исключает возможность конденсации или скопления топлива во впускном коллекторе.

Последовательный впрыск топлива:

Этот тип топливной форсунки также известен как последовательный впрыск топлива или временной впрыск. Это тип многоточечного впрыска, хотя в базовом многоточечном впрыске используется несколько форсунок.Все они распыляют топливо одновременно или последовательно, в результате чего топливо задерживается на 150 миллисекунд, когда двигатель работает на холостом ходу.

Преимущество последовательного впрыска топлива заключается в том, что система быстрее реагирует, если водитель делает резкое изменение. Это связано с тем, что клапан должен ждать открытия следующего впускного клапана, а не полного оборота двигателя.

Прямой впрыск:

Непосредственный впрыск является обычным явлением в дизельных двигателях, хотя начинает применяться и в бензиновых двигателях.Иногда его называют DIG для бензина с непосредственным впрыском. При этом топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, минуя клапаны.

Измерение топлива является более точным, чем другие типы впрыска топлива. Непосредственный впрыск топлива дает инженерам еще одну возможность влиять на то, как именно происходит сгорание в цилиндрах. Наука о конструкции двигателя исследует, как топливно-воздушная смесь циркулирует в цилиндрах. А также мотыгой взрыв идет от точки воспламенения.

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

Принцип работы

Работа системы топливных форсунок довольно интересна и понятна. Основная работа идет от топливной форсунки к камере сгорания после подачи в нее топлива из топливного бака.

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

Количество времени, в течение которого топливная форсунка остается открытой, определяет количество топлива, подаваемого в двигатель. Это известно как «ширина импульса» и контролируется устройством ECU. Система топливных форсунок монтируется непосредственно на впускной коллектор, так что топливо может распыляться непосредственно на впускной клапан.

Внутри обычного инжектора находится пружина, удерживающая игольчатый клапан в закрытом положении. Он удерживает этот игольчатый клапан до тех пор, пока линия высокого давления не достигнет определенного значения. Существует трубка, называемая «топливной рампой», которая подает топливо под давлением к форсункам.

Правильное количество топлива подается к необходимым частям. Различные части двигателя оснащены датчиками, которые передают ЭБУ информацию о количестве топлива и при необходимости вносят коррективы. Различные датчики были перечислены и описаны выше в этой статье.

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

Прочтите: что нужно знать о двигателях с турбонаддувом

Симптомы неисправных топливных форсунок и способы их предотвращения

Неисправность топливной форсунки возникает после перегрузки, и при нерегулярном обслуживании она может привести к серьезным неисправностям или засорению. Ниже приведены симптомы неисправных топливных форсунок и способы предотвращения сбоев:

  • Грубая работа двигателя
  • Осложнения при запуске автомобиля
  • Топливный запах
  • Разжижение масла
  • Неудачная эмиссия
  • Двигатель не достигает полных оборотов
  • Плохая работа автомобиля
  • Катастрофический отказ двигателя
  • Дымовыделение
  • Повышенный расход топлива
  • Загрязнение

Проблема часто возникает в топливной форсунке, когда она загрязнена, содержит частицы углерода, масляное топливо или скопление остатков, что приводит к засорению топливных форсунок.Проблемы возникают после того, как корзина фильтра собирает мусор, который препятствует протеканию через нее топлива.

Правильный способ предотвращения выхода из строя топливных форсунок – регулярное техническое обслуживание. Деталь автомобиля должна проходить регулярный осмотр. Несмотря на то, что топливные форсунки имеют большие допуски, все же следует проводить проверку компонентов.

Для более надежного результата, добавление влагопоглощающего этанола или добавок, визуальный контроль, проведение ультразвуковой очистки. Кроме того, поможет фактическая схема потока для испытаний объема и распыления.

Преимущества и недостатки системы впрыска топлива

Преимущества:

Ниже приведены преимущества системы впрыска топлива:

  • Точная топливно-воздушная смесь обеспечивает максимально возможную топливную экономичность и мощность.
  • Процесс сгорания значительно эффективнее в инжекторном двигателе.
  • Двигатели с впрыском топлива
  • более экономичны и максимально снижают уровень выбросов.
  • В двигателях с впрыском топлива исключен холодный пуск, что устраняет необходимость в ручной блокировке.
  • Он также используется на современных мотоциклах.
  • Система впрыска топлива автоматически балансирует топливно-воздушную смесь с учетом окружающей обстановки.
  • Вибрация двигателя снижена, а проблема загрязнения свечей зажигания сведена к минимуму.

Читайте: Двухтактный двигатель: все, что вам нужно знать

Недостатки

Несмотря на все преимущества системы впрыска, некоторые ограничения все же существуют.Ниже приведены недостатки системы:

  • Это сложное устройство с электронным управлением, которое работает с несколькими электронными датчиками.
  • Техническое обслуживание и ремонт системы очень ограничены. То есть не всякая мастерская может работать.
  • Система впрыска топлива довольно дорогая.
  • Настоятельно рекомендуется использовать материалы и топливо хорошего качества.
  • Не существует решения с низкой стоимостью и малой емкостью.

Таким образом, система впрыска топлива полностью заменила карбюраторы в автомобильных двигателях.мы обсудили его функции, одной из которых является подача топлива под высоким давлением в цилиндр. Системы впрыска топлива разных типов, включающие дроссельную и многоканальную, также выявлены ее составляющие на стороне низкого и высокого давления. это работает, симптомы и преимущества и недостатки системы впрыска топлива.

Это все для этой статьи. Надеюсь, вам понравилось чтение, если да, пожалуйста, прокомментируйте, поделитесь и порекомендуйте этот сайт другим студентам технических специальностей.Спасибо!

Как работает топливная форсунка? Бензин против дизеля

Назначение топливной форсунки:

Целью топливной форсунки является распыление топлива в виде распыла или тумана, чтобы оно полностью и равномерно сгорало. Топливный насос высокого давления (FIP) подает дизельное топливо под давлением по линиям высокого давления к впускному отверстию каждой форсунки. Однако обычные форсунки или форсунки первого поколения открываются гидромеханическим давлением. Внутри обычного инжектора пружина удерживает игольчатый клапан в «закрытом» положении до тех пор, пока давление в магистралях высокого давления не достигнет определенного значения.Как видно на диаграмме ниже, в дизельных двигателях DI и IDI более раннего поколения использовались обычные форсунки.

Схема поперечного сечения обычной дизельной форсунки

Принцип работы обычной топливной форсунки:

Игольчатый клапан точно управляется чувствительной к давлению пружиной. Он поднимается со своего места, впрыскивая дизельное топливо в цилиндр в виде сильного распыления или тумана. В момент падения давления игольчатый клапан возвращается на свое место, что приводит к остановке впрыска.Форсунка впрыска имеет чрезвычайно критические допуски. Зазор между его движущимися частями составляет всего 0,002 мм или 2 микрона.

Современный блок форсунок нагнетает дизельное топливо через небольшое отверстие в форсунке размером всего 0,25 мм². В результате 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. Кроме того, современная установка Bosch распыляет дизельное топливо на скорости 2000 км/ч.Bosch и Lucas — ведущие мировые производители дизельных форсунок.

Принцип работы a Бензиновый инжектор:

Бензиновые форсунки нового поколения сильно отличаются по конструкции и размеру от обычных дизельных форсунок. Бензиновый двигатель с непосредственным впрыском (GDI) создает воздушно-топливную 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.Таким образом, он обеспечивает более высокую эффективность двигателя за счет более высокой степени сжатия, что, в свою очередь, увеличивает эффективность использования топлива и крутящий момент.

Тип Бензин-GDI (Фото предоставлено Bosch)

Насос высокого давления подает топливо в топливную рампу высокого давления (она же Common Rail). Кроме того, электромагнитный инжектор высокого давления Bosch HDEV5 имеет номинальное давление в системе до 20 МПа и размер капли/SMD (средний диаметр по Заутеру) всего 15 мкм. Форсунки подходят к топливной рампе / общей рампе. Более того, форсунки очень быстро дозируют и распыляют топливо под высоким давлением.Кроме того, форсунки обеспечивают оптимальную смесь и впрыскивают бензин в камеру сгорания.

Для получения дополнительной информации прочитайте о GDI.

Что такое насос-форсунка?

Кроме того, в системах впрыска топлива на дизельных двигателях CRDi используется «насос-форсунка» или «насос/форсунка». Он объединяет функции форсунки-форсунки и ТНВД в одном блоке. Эта конструкция состоит из отдельного насоса, назначенного для каждого цилиндра, а не общего насоса, используемого для всех цилиндров в моделях более раннего поколения.

Насос-форсунка (Изображение предоставлено Bosch)

В этой системе насос и форсунка сливаются в единый компактный узел, который устанавливается непосредственно на головку блока цилиндров. Эта конструкция устраняет необходимость в топливных трубах высокого давления. Вместо этого встроенные каналы, выточенные непосредственно в головке блока цилиндров , подают дизельное топливо. Таким образом, это помогает устранить потенциальные отказы от утечек топливопровода.

Функционирование насос-форсунки:

Во время работы верхний распределительный вал приводит в действие топливный насос низкого давления.Впоследствии 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 обеспечивает более высокое давление впрыска до 2200 бар и точное время впрыска. Кроме того, он точно контролирует количество впрыскиваемого топлива. Кроме того, электромагнитный клапан работает как выключатель для подачи топлива на форсунку.

Насос-двойка (Фото: VW)

Пьезоэлектрический инжектор:

Наиболее совершенным типом инжектора, несомненно, является «Пьезоэлектрический инжектор».Он обеспечивает повышенную точность для двигателей CRDi последнего поколения и создает давление топлива до 3 000 бар или 44 000 фунтов на квадратный дюйм. Кроме того, эти современные топливные форсунки работают по принципу «пьезо». Слово «пьезо» происходит от греческого слова «piezein», что означает сдавливание или сдавливание.

Пьезоэлектрический тип (Фото предоставлено Denso)

Пьезопривод состоит из сотен керамических пластин, уложенных одна над другой в инжекторе. Пьезокристаллы могут изменять свою структуру всего за несколько тысячных долей секунды, когда они электрически заряжены, слегка расширяясь.Это расширение стека приводит к его линейному перемещению. Затем он передается непосредственно на иглу инжектора без какой-либо механической связи между ними. В результате форсунки открываются/закрываются в течение нескольких миллисекунд (тысячных долей секунды). Следовательно, он может впрыскивать крошечное количество топлива весом менее одной тысячной грамма и точно его распределять.

Пьезоэлектрические форсунки имеют:

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 за цикл сгорания

Пьезофорсунки:

1. Оптимизация сгорания топливовоздушной смеси.
2. Снижение расхода топлива.
3. Сокращение выбросов загрязняющих веществ.

Посмотреть видео работы форсунки можно здесь:

Системы впрыска топлива — тогда и сейчас

Двигатель внутреннего сгорания существует уже более 150 лет, и за это время основные принципы в основном остались прежними, но исполнение превратилось в красивую элегантную систему.

Чтобы двигатель внутреннего сгорания выполнял свою работу, ему нужен способ заставить топливо… сгореть. Однако, как мы уверены, многие из вас знают; это не так просто, как кажется.

Для правильной работы требуется только правильная смесь топлива с воздухом. Раньше двигатели были невероятно неэффективными и неэффективными. Они создали власть. Вот об этом.

Автомобили стали настолько неотъемлемой частью нашего образа жизни, что мы полностью на них полагаемся. Настолько, что существуют строгие правила, чтобы их работа была максимально чистой и эффективной

Знакомьтесь, система впрыска топлива.

Что случилось с карбюратором?

Система впрыска топлива — одно из тех изобретений, которые вызывают вопрос — почему это не изобрели раньше?

Современная система впрыска топлива работает путем распыления топлива под высоким давлением, смешивая его с чистым воздухом при прохождении через впускной коллектор перед поступлением в камеру сгорания каждого цилиндра.

Ключевым элементом современной электронной системы впрыска топлива является слово «электронный».

Эти современные системы используют компьютер, датчик кислорода, форсунки, топливный насос и регуляторы давления для обеспечения точной смеси и подачи топлива в камеру сгорания.

Слишком много топлива? Компьютер корректирует время, в течение которого форсунка остается открытой.

Карбюраторы старой школы не могли этого сделать. Если микс кончился – он кончился. Это часто приводило к высоким выбросам, плохой экономии топлива, перебоям в работе двигателей, прогоревшим клапанам и сокращению срока службы двигателя. Теперь вы знаете, почему ваша газонокосилка ломается каждую весну.

Если соотношение топливо-воздух в системе впрыска неправильное, компьютер это исправит. А если нельзя исправить? Загорается индикатор проверки двигателя.

Системы впрыска топлива обеспечивают более низкий расход топлива, большую мощность, повышенную надежность и огромные возможности в будущем по сравнению с карбюратором.

Итак, системы впрыска топлива идеальны?

Почти.

Уровень контроля, который системы впрыска топлива обеспечивают по сравнению с традиционным карбюратором, не подлежит сомнению.Что вызывает мурашки по спине у большинства механиков, так это мысль о поломке системы впрыска топлива.

Карбюратор — прекрасное произведение инженерной мысли. Его можно сравнить с часовым механизмом или крупнокалиберной винтовкой. Система механических компонентов, работающих в гармонии.

Если перестанет работать — разбирать, чистить ганж и чинить. Теперь мысль об этом, вероятно, вызывает у многих из вас мурашки по спине, но, по крайней мере, вы можете физически увидеть проблему.Даже если вы не можете это исправить, вы можете определить, что проблема существует, а затем найти того, кто может это сделать.

Представьте, что ваш ноутбук полностью собран из механических частей — что-то вроде разностной машины. Если бы он разбился — вы могли бы открыть его и увидеть застрявшую часть. Если бы вы сейчас открыли свой собственный ноутбук, он, вероятно, выглядел бы так же внутри, независимо от того, работает он или нет.

Если перестала работать система впрыска топлива — вам повезет, если вы заметите какие-либо физические признаки поломки.Самым простым решением было бы заменить устройство и надеяться, что это решит проблему.

Часто это дорого. Опять же, сколько денег вы сэкономили на топливе за эти годы?

Технологии будут только улучшаться. Наши требования становятся более конкретными, а наши ожидания намного выше.

Прекрасным примером является освобождение новых автомобилей от ТО на 4 года.

Мы просто больше не ожидаем, что новые автомобили будут ломаться. Что кажется общей тенденцией с технологиями сегодня, так это то, что они становятся все более и более «одноразовыми».

Когда-то все умели чинить вещи. Детей воспитывали, зная, как поменять свечу зажигания.

Это уже не так.

По мере того, как технологии становятся все более и более совершенными, растут и наши ожидания. Цены могут быть высокими, но надежность тоже. Технология становится более модульной. Если что-то сломается — просто замени.

Возможно, дни «мастерства» закончились.

MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ ИЗ СЕРОГО И КОВКОГО ЧУГУНА.ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ СЕГОДНЯ

Принцип электронного впрыска топлива

Принцип, который используется в большинстве автомобилей для регулирования топливных форсунок, следующий:

Одноканальная многоточечная система или «одновременный впрыск»

Цель этого:

Только один драйвер/транзистор запускает все форсунки одновременно.

Это также означает: Все форсунки параллельно электронно соединены друг с другом.

Форсунка впрыскивает относительно большое количество топлива.Поэтому время открытия короткое, но частота последовательностей включения и выключения высока. А частое включение и выключение форсунки/форсунок вызывает турбулентность. Турбулентность вместе с высоким коэффициентом дезинтеграции/распыления топлива улучшит действие смеси газ/жидкость стадии. Мы сейчас говорим о многоточечной системе! Затем все форсунки открываются и закрываются одновременно. Невозможно синхронизируйте каждый цилиндр так, чтобы каждая форсунка распыляла впускное отверстие только тогда, когда оно открыто — для этого требуется последовательная система.

Каждая форсунка находится под давлением топлива, и время открытия очень короткое. Время открытия составляет от 1 мс до 10 мс в зависимости от производителя. ваша система и нагрузка на двигатель. Время закрытия форсунки составляет от 50 мс до 100 мс (на холостом ходу).

Термины «время открытия» и «время закрытия» здесь (и в соответствующих документах с этого веб-сайта) эквивалентны характеристики сигнала — не время открытия или закрытия клапана топливной форсунки.На самом деле можно учитывать как ширину импульса, так и фактическое время открытия таким же образом, но позвольте мне объяснить проблему более подробно: Эффективное время открытия топливной форсунки или интервал, с которым форсунка впрыскивает топливо, занимает место через некоторое время после электрического импульса. Причина такого поведения зависит от электрической индукции в катушке форсунки и механической инерции. задержка составляет примерно 1 мс, а время, необходимое для начала движения клапана, называется мертвым временем или временем запаздывания.Когда электрический импульс закончится, клапан начинают закрываться, но опять же, требуется время, прежде чем клапан закроется. Хотя это время в основном имеет ту же продолжительность, что и интервал мертвого времени, но, как правило, короче. Однако производители топливных форсунок гарантируют, что эти задержки не влияют на линейность. Задержки (или время задержки) варьируются в зависимости от производителем, но масса топлива на единицу всегда зависит от изменений электрического сигнала по линейной функции. Это только в очень короткие часы работы в качестве инжектор может быть нелинейным.Подробнее о линейности форсунки далее на странице.

Частота открытия форсунок зависит от оборотов двигателя. Так что, если скорость/об/мин увеличивается, частота делает то же самое. Время работы также зависит от нагрузки двигателя, как я уже сказал. Никакой связи между частотой и временем открытия нет. Вместо этого они работают совершенно независимо друг от друга. разное.

Когда топливом является этанол, каждая форсунка должна быть открыта дольше, чем обычно.Эта проблема была бы легкой проблемой для вычислителя топлива в двигателе, но дополнительные количество топлива слишком далеко от нормальных вариаций бензина разного качества, поэтому компьютер вскоре достигает предела, и этот предел также отличается зависит от изготовления топливного компьютера.

Это просто ограничение электроники, не более того, но есть объяснение как устроить вот такую ​​систему и заклинает собственно для безопасность. Когда компьютер достигает предела того, что он считает слишком большим количеством топлива, он интерпретирует компьютер, что это, вероятно, утечка топлива.Это не нормально и, следовательно, также загорается светодиод неисправности двигателя.

Идея в том, что такая индикация может предотвратить несчастный случай — пожар.

В интернете ходили слухи, что нельзя продлить время открытия форсунки, так как импульсы попадают внутрь каждой другой, когда двигатель достигает определенной скорости. Интерпретируйте рисунок ниже; вы можете легко получить эту идею. На самом деле расстояния между каждым зазором/интервалом равны больше. Если мы начнем с двигателя на холостом ходу и посмотрим, как долго может быть открыт впускной клапан, то скорость холостого хода составит около 800 об/мин — это будет около 13 об/сек.Впускное отверстие открыто на пол-оборота коленчатого вала каждые два круга, 1/(13×2) секунды — это 38 мс. Время закрытия или интервал до следующего импульса будет быть 38×3 = 114 мс. Будет ли у нас последовательная система, если у каждой форсунки будет 38 мс для впрыска нужного количества топлива? Сравните тогда с многоточечной системой у которых время открытия на холостом ходу около 2 мс! Для последовательной системы все форсунки синхронизированы, а время открытия немного больше, скажем, 3 мс. Вместе с временем закрытия мы имеем 3 мс плюс время закрытия 114 мс.Таким образом, одна форсунка открыта 2,5% от максимального времени, в течение которого она может быть открыта.

Если мы выберем скорость 10000 об/мин, то будет 167 об/сек. Время открытия впускного клапана становится равным 3 мс, а интервал равен 9 мс. Затем инжектор может оставаться открытым 25% от максимального времени только во время такта впуска. Разве производитель двигателя не рассчитывал бы на определенный избыточный размер, когда нагрузка на двигатель и скорость максимальная? Предположим, что форсунка открыта на 50% при максимальной нагрузке. Тогда еще есть место для удвоения топлива, если вы хотите настроить двигатель! Вместо этого для настройки мы увеличиваем длительность импульса на 40 % для форсунки, которая открыта 50 % от максимального времени, поэтому общее время составит 70 % и то есть еще 30% времени, чтобы выжать из триммера (при максимальной нагрузке).Я думаю, что есть место, как вы думаете?

Дело в том что не хватает с линейным изменением.

При использовании низкоэнергетического топлива возникает небольшая проблема.

Кривая, применимая к бензину, не применима ко всем низкоэнергетическим видам топлива. Если ваш компьютер открывает дроссельную заслонку для нового топлива, как это было для бензина, двигатель либо обогащается, либо обедняется, по крайней мере, на короткое время, прежде чем компьютер отрегулирует дозировку.Лямбда-зонд знает, что двигатель получил неправильное количество топлива, и система перезагрузится.

Однако при использовании этанола или E85 можно рассчитывать с линейным изменением. Компьютер может открываться для топлива, как это было для бензина — тогда он работает правильно, т.е. следуйте тому же графику (сопоставлению), что и бензин. Некоторые проблемы остаются — и это относится к настройкам при отключенном лямбда-контроле.

Отображение обычно достаточно хорошее, если вы имеете дело с обычными коммерческими транспортными средствами, но гораздо важнее, насколько большим должно быть расширение импульса. сложно предугадать — зависит от линейности форсунки или точнее; наклон графика линейности.Если увеличить длину импульса на 30%, так что это не значит, что топливо увеличится на 30%. Может быть, количество увеличится только на 25% или, может быть, увеличение дойдет до 40%…

Важно понимать, что у топливной форсунки есть время запаздывания перед открытием. Синий инжектор имеет мертвое время 0,8 мс, но как только он открывается, он действует линейно почти сразу. Нелинейная часть обычно присутствует после времени открытия двигателя на холостом ходу и поэтому может быть проигнорирована.Ширина импульса менее 0,8 мс не повлияет на форсунки в приведенном выше примере. Линейность изменяется, если напряжение питания изменяется, но топливный компьютер может компенсировать это довольно легко. С помощью моих схем IPE можно решить, какое расширение импульса лучше всего соответствует линейности форсунки через один или два потенциометры. Хотя линейность импульсов также может быть изменена, но обычно ее следует поддерживать на как можно более высоком уровне.

На этом изображении показано нечто среднее между обычной многоточечной системой и последовательной системой.Один канал — это два канала — два многоточечных канала… или вы можете также видеть это как разделение на группы. Двигатель V8 может иметь такую ​​конфигурацию, в которой два водителя делят одну половину форсунок.

Однако на этом рисунке не показан принцип работы двигателя V8.


РАЗЛИЧНЫЕ СИСТЕМЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Одноточечный или дроссельный впрыск (TBI) сопла в корпусе дроссельной заслонки, который является горловиной впускного коллектора двигателя.Для некоторых автопроизводителей одноточечный впрыск был ступенькой к более сложная многоточечная система. Хотя они и не такие точные, как последующие системы, TBI измеряет топливо лучше, чем карбюратор, они дешевле и проще. обслуживать.


Распределенный или многоточечный впрыск топлива (MPFI)

Многоточечный впрыск топлива предусматривает отдельную форсунку для каждого цилиндра, прямо за его впускным отверстием, поэтому систему иногда называют портовой инъекцией.Выстрел паров топлива так близко к впускному отверстию почти гарантирует, что они будут полностью втянуты в топливный бак. цилиндр. Основное преимущество заключается в том, что MPFI измеряет топливо более точно, чем модели TBI, лучше достигая желаемого соотношения воздух/топливо и улучшая все связанные с этим параметры. аспекты. Кроме того, это практически исключает возможность конденсации или скопления топлива во впускном коллекторе. С TBI и карбюраторами впускной коллектор должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло двигателя, чтобы испарять жидкое топливо.В двигателях, оснащенных MPFI, в этом нет необходимости, поэтому впускной коллектор может изготавливаться из более легкого материала, даже пластика. Результатом является постепенное улучшение экономии топлива. Кроме того, там, где должны быть обычные металлические впускные коллекторы расположенные над двигателем для отвода тепла, те, которые используются в MPFI, могут быть размещены более творчески, предоставляя инженерам гибкость проектирования.


Последовательный впрыск топлива (SFI)

Последовательный впрыск топлива, также называемый последовательным впрыском топлива (SPFI) или синхронизированным впрыском, представляет собой тип многоточечного впрыска.Хотя базовый MPFI использует несколько форсунок, все они распыляют топливо одновременно или группами. В результате топливо может «болтаться» в порту на протяжении до 150 миллисекунд при работе двигателя на холостом ходу. Может показаться, что это не так уж и много, но это достаточный недостаток, который инженеры устранили: Последовательная подача топлива впрыск запускает каждую форсунку независимо. Как и свечи зажигания, они распыляют топливо непосредственно перед открытием впускного клапана или в момент его открытия. Кажется незначительный шаг, но повышение эффективности и выбросов происходит очень небольшими дозами.


Непосредственный впрыск

Непосредственный впрыск доводит концепцию впрыска топлива до предела возможного, впрыскивая топливо непосредственно в камеры сгорания, мимо клапанов. Более распространенный в дизельных двигателях, непосредственный впрыск начинает появляться в конструкциях бензиновых двигателей и является обычным явлением в наши дни, иногда называемым DIG для бензина с непосредственным впрыском. Опять же, дозировка топлива даже точнее, чем в других схемах впрыска, а непосредственный впрыск дает инженерам еще еще одна переменная, влияющая на то, как именно происходит сгорание в цилиндрах.Наука о конструкции двигателя тщательно изучает, как циркулирует топливно-воздушная смесь. в цилиндрах и как проходит взрыв от точки воспламенения. Такие вещи, как форма цилиндров и поршней; расположение портов и свечей зажигания; время, продолжительность и интенсивность искры; и количество свечей зажигания на цилиндр (можно больше одной) все влияет на то, насколько равномерно и полно подается топливо сгорает в бензиновом двигателе. Непосредственный впрыск — еще один инструмент в этой дисциплине, который можно использовать в двигателях с низким уровнем выбросов, работающих на обедненной смеси.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.