Система впрыска топлива инжекторного двигателя: Система впрыска топлива инжекторного двигателя

Инжекторная система питания

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

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

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

Устройство ДВС

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

Устройство системы

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

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

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

Датчики системы инжектора

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

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

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

Простая инжекторная система подачи топлива

Как все работает

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

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

Первый инжекторный двигатель Toyota 1973 года

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Виды и типы инжекторов

Инжекторы бывают двух видов:

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

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

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

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

Обратная связь с датчиками

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

Эволюция датчика лямбда-зонд от Bosch

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

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

На разных режимах обратная связь работает так:

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

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

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

Инжекторная система подачи топлива — это… Что такое Инжекторная система подачи топлива?

Двигатель АШ-82 в музее в Праге

Система впрыска топлива (англ. Fuel Injection System) — система подачи топлива, устанавливаемая на современных бензиновых двигателях. Основное отличие от карбюраторной системы — подача топлива осуществляется путем непосредственного впрыска топлива с помощью форсунок во впускной коллектор или в цилиндр. Автомобили с данной системой питания часто называют инжекторными.

Устройство

В инжекторной системе подачи впрыск топлива в воздушный поток осуществляется специальными форсунками — инжекторами (англ. Injector).

Классификация

По точке установки и количеству форсунок:

• Моновпрыск или центральный впрыск (нем. Ein Spritz) — одна форсунка на все цилиндры, расположенная, как правило, на месте карбюратора (на впускном коллекторе). В настоящее время непопулярна.
• Распределённый впрыск — каждый цилиндр обслуживается отдельной изолированной форсункой во впускном коллекторе. В то же время различают несколько типов распределённого впрыска:
  • Одновременный — все форсунки открываются одновременно.
  • Попарно-параллельный — форсунки открываются парами, причём одна форсунка открывается непосредственно перед циклом впуска, а вторая перед тактом выпуска. В связи с тем, что за попадание топливо-воздушной смеси в цилиндры отвечают клапаны, это не оказывает сильного влияния. В современных моторах используется фазированный впрыск, попарно-параллельный используется только в момент запуска двигателя и в аварийном режиме при поломке Датчика Положения Распределительного Вала ДПРВ (так называемой Фазы).
  • Фазированный впрыск — каждая форсунка управляется отдельно, и открывается непосредственно перед тактом впуска.
  • Прямой впрыск — форсунки расположены непосредственно возле цилиндров и впрыск топлива происходит прямо в камеру сгорания.

Управление системой подачи топлива

В настоящее время системами подачи топлива управляют специальные микроконтроллеры, этот вид управления называется электронным. Принцип работы такой системы основан на том, что решение о моменте и длительности открытия форсунок принимает микроконтроллер, основываясь на данных, поступающих от датчиков.

В прошлом, на ранних моделях системы подачи топлива, в роли контроллера выступали специальные механические устройства.

Принцип работы

В контроллер, при работе системы, поступает, со специальных датчиков, следующая информация:

• о положении и частоте вращения коленчатого вала,
• о массовом расходе воздуха двигателем,
• о температуре охлаждающей жидкости,
• о положении дроссельной заслонки,
• о содержании кислорода в отработавших газах (в системе с обратной связью),
• о наличии детонации в двигателе,
• о напряжении в бортовой сети автомобиля,
• о скорости автомобиля,
• о положении распределительного вала (в системе с последовательным распределенным впрыском топлива),
• о запросе на включение кондиционера (если он установлен на автомобиле),
• о неровной дороге (датчик неровной дороги),
• о температуре входящего воздуха.

На основе полученной информации контроллер управляет следующими системами и приборами:

• топливоподачей (форсунками и электробензонасосом),
• системой зажигания,
• регулятором холостого хода,
• адсорбером системы улавливания паров бензина (если эта система есть на автомобиле),
• вентилятором системы охлаждения двигателя,
• муфтой компрессора кондиционера (если он есть на автомобиле),
• системой диагностики.

Изменение параметров электронного впрыска может происходить буквально «на лету», так как управление осуществляется программно, и может учитывать 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 многие другие характеристики и спецификации.

Ранее использовалась механическая система управления впрыском.

Достоинства двигателей, оборудованных системой впрыска с микропроцессорным управлением

Преимущества, по сравнению с двигателями, оборудованными карбюраторной системой подачи топлива:

• Уменьшение расхода топлива.
• Упрощается запуск двигателя.
• Приближенная к линейной характеристика крутящего момента (улучшаются динамические и мощностные характеристики двигателя).
• Не требует ручной регулировки системы впрыска, т.к. выполняет самостоятельную настройку на основе данных, передаваемых датчиками кислорода.
• Поддерживает примерно стехиометрический состав рабочей смеси, что несколько уменьшает выброс несгоревших углеводородов и повышает экологичность (альфа ~ 0.98-1.2).

Недостатки

Основные недостатки двигателей с блоком управления по сравнению с карбюраторными:

• Высокая стоимость узлов,
• Низкая ремонтопригодность элементов,
• Высокие требования к фракционному составу топлива,
• Необходимость в специализированном персонале и оборудовании для диагностики, обслуживания и ремонта, высокая стоимость ремонта.
• Зависимость от электропитания и критически важное требование к постоянному наличию напряжения питания
• Уязвимость электронной системы от атомного излучения

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. Система непосредственного впрыска авиационных двигателей — удобная альтернатива карбюраторной, так как инжекционной системе впрыска в силу конструкции безразлично рабочее положение (подача топлива осуществляется независимо от положения двигателя относительно земной поверхности).

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 DB 601. Именно этими моторами объёмом 33,9 л оснащались, в частности, основные истребители Люфтваффе Messerschmitt Bf 109. И если карбюраторный двигатель DB 600 развивал на взлетном режиме 900 л.с., то «шестьсот первый», с впрыском, позволял поднять мощность до 1100 л.c. 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 производили с 1928 года, он же устанавливался, к примеру, на транспортные самолеты Junkers Ju-52. Авиационные двигатели в Англии, США и СССР в те времена были исключительно карбюраторными. Японская же система впрыска на истребителях «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 авиационных двигателей с впрыском, работы по созданию отечественных систем непосредственного впрыска получили новый импульс. Однако серийное производство советских насосов высокого давления и форсунок, созданных на основе немецких, началось лишь к середине 1942 года — первенцем стал звездообразный мотор АШ-82ФН, который ставили на истребители Ла-5, Ла-7 и бомбардировщики Ту-2. Мотор со впрыском — АШ-82ФН оказался настолько удачным, что выпускался ещё долгие десятилетия, использовался на вертолете Ми-4 и до сих пор используется на самолетах Ил-14.

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

Применение систем впрыска в автомобилестроении

Системы управления двигателем в автомобилестроении начали применяться с 1951 года, когда механической системой непосредственного впрыска бензина производства западногерманской фирмы Bosch был оснащён двухтактный двигатель микролитражного купе 700 Sport, выпущенного 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 непосредственного 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 объёмом 5,4 л в карбюраторном варианте развивала 255 л.с., а в заказной версии Electrojector уже 290 л.с. Разгон до 100 км/ч у такого седана занимал менее 8 с.

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

См. также

Примечания

1. ↑ Electrojector и его потомки

Ссылки

Типы систем питания инжекторных двигателей.

Классификация инжекторных двигателей



Типы систем питания с впрыском бензина

По конструктивным и функциональным признакам системы питания, использующие впрыск бензина вместо карбюрации могут существенно отличаться. Творчество конструкторов и инженеров в этом направлении привело к созданию широкого спектра систем впрыска, из которых можно выделить наиболее широко применяемые и используемые, объединяя их по основным признакам.

Впрыскивающие бензиновые системы, в первую очередь, подразделяют по месту подвода топлива – центральный одноточечный впрыск, распределенный впрыск и непосредственный впрыск в цилиндры двигателя.

При центральном впрыске (Рис. 1, а) используется одна форсунка, которая устанавливается на месте карбюратора и осуществляет впрыск во впускной трубопровод, обслуживая все цилиндры двигателя.
Такие конструкции являются «пионерами» в системах, использующих впрыск бензина, поэтому в свое время получило довольно широкое распространение. Принципиально система центрального впрыска простая: в ней используется одна форсунка, которая постоянно распыляет бензин в один на все цилиндры впускной коллектор. В коллектор из воздушного фильтра подается и воздух, здесь образуется горючая смесь, которая через впускные клапаны поступает в цилиндры и воспламеняется.
Преимущества центрального впрыска (моновпрыска) очевидны: эта система очень проста, для изменения режима работы двигателя нужно управлять только одной форсункой, да и сам двигатель претерпевает незначительные изменения, ведь форсунка ставится на место карбюратора.

Однако центральный впрыск имеет и недостатки, в частности, эта система не позволяет обеспечить выполнение все возрастающих требований экологической безопасности. Кроме того, отказ единственной форсунки фактически выводит двигатель из строя. Поэтому в настоящее время двигатели с центральным впрыском практически не выпускаются.

При распределенном впрыске (Рис. 1, б) отдельные форсунки устанавливаются в зоне впускных клапанов каждого цилиндра. Существует несколько разновидностей систем с распределенным впрыском, которые отличаются режимом работы форсунок:

• Одновременный впрыск;
• Попарно-параллельный впрыск;
• Фазированный спрыск.

Одновременный впрыск.
В этом случае форсунки, хоть и расположены во впускном коллекторе каждая у «своего» цилиндра, но открываются в одно время. Можно сказать, что это усовершенствованный вариант моновпрыска, так как здесь работает несколько форсунок, но электронный блок управляет ими, как одной. Однако одновременный впрыск дает возможность индивидуальной регулировки впрыска топлива для каждого цилиндра. В целом, системы с одновременным впрыском просты и надежны в работе, но по характеристикам уступают более современным системам.

Попарно-параллельный впрыск.
Это усовершенствованный вариант одновременного впрыска, он отличается тем, что форсунки открываются по очереди парами. Обычно работа форсунок настроена таким образом, чтобы одна из них открывалась перед тактом впуска своего цилиндра, а вторая — перед тактом выпуска.
На сегодняшний день этот тип системы впрыска практически не используется, однако на современных двигателях предусмотрена аварийная работа двигателя именно в этом режиме. Обычно такое решение используется при выходе из строя датчиков фаз (датчиков положения распределительного вала), при котором невозможен фазированный впрыск.

Фазированный впрыск.
Это наиболее современный и обеспечивающий наилучшие характеристики тип системы впрыска. При фазированном впрыске число форсунок равно числу цилиндров, и все они открываются и закрываются в зависимости от такта, т. е. подача бензина в цилиндры осуществляется только на впуске каждой форсункой в строго определенный момент времени. При нефазированном впрыске подача осуществляется на каждом обороте коленчатого вала всеми форсунками синхронно.

Также к распределенному впрыску можно отнести системы с непосредственным впрыском, однако последние имеют кардинальные конструктивные отличия, поэтому непосредственный впрыск выделяют в отдельный тип.



При непосредственном впрыске (Рис. 1, в) форсунки устанавливают в головку блока цилиндров и осуществляют впрыск непосредственно в камеру сгорания.
Системы с непосредственным впрыском наиболее сложные и дорогие, однако, их применение позволяет обеспечить наилучшие показатели мощности и экономичности бензиновых двигателей. Непосредственный впрыск позволяет быстро изменять режим работы двигателя, максимально точно регулировать подачу топлива в каждый цилиндр и т.д.
В системах с непосредственным впрыском топлива форсунки установлены непосредственно в головке, распыляя топливо сразу в цилиндр, избегая «посредников» в виде впускного коллектора и впускного клапана (или клапанов).
Такое решение довольно сложно в техническом плане, так как в головке цилиндра, где и так уже расположены клапаны и свеча, необходимо разместить еще и форсунку. Поэтому непосредственный впрыск можно использовать только в достаточно мощных, а поэтому больших по габаритам двигателях. Кроме того, определенные сложности возникают из-за тяжелых условий, в которых приходится работать форсунке, сообщающейся с камерой сгорания. Решение всех этих вопросов связано с повышением стоимости используемых в системах с непосредственным впрыском элементов конструкции. Поэтому непосредственный впрыск в настоящее время используется только на легковых автомобилях высокого класса.

Системы с непосредственным впрыском требовательны к качеству топлива и нуждаются в более частом техническом обслуживании, однако они дают ощутимую экономию топлива и обеспечивают более надежную и качественную работу двигателя. Поэтому в ближайшем будущем они могут потеснить автомобили с инжекторными двигателями, использующими одноточечный и распределенный впрыск.

Кроме перечисленных выше разновидностей систем впрыска по месту подвода топлива их классифицируют, также по следующим признакам:

• по способу подачи топлива – непрерывный или прерывистый впрыск;
• по типу узлов, дозирующих топливо – плунжерные насосы, распределители, форсунки, регуляторы давления;
• по способу регулирования количества горючей смеси – пневматическое, механическое, электронное. Электронный способ регулирования количества подаваемого топлива является наиболее прогрессивным и в настоящее время вытесняет механический и пневматический способы.
• по основным параметрам регулирования состава горючей смеси – разрежению во впускном трубопроводе, углу поворота дроссельной заслонки, расходу воздуха и др.

Таким образом, смесеобразование в инжекторных двигателях в зависимости от применяемого способа подачи топлива происходит или в определенных зонах впускного трубопровода, или непосредственно в цилиндры двигателя, при этом могут использоваться различные устройства для впрыска и управления впрыском.

***

Системы с центральным впрыском топлива



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Motorhelp.ru диагностика и ремонт двигателя

Существует два принципа различных систем подачи топлива – карбюраторная система, и система на основе впрыска. При впрыске топлива смесь готовится путем подачи в камеру сгорания топлива под давлением из форсунок. В карбюраторе смесь готовится путем затягивания бензина из полой камеры потоком воздуха.
По сравнению с карбюраторными системами подачи топлива, системы на основе впрыска топлива имеют следующие преимущества:

Снижение расхода топлива.
Сбор информации, необходимой для работы двигателя (например, частота вращения, нагрузка, температура, положение дроссельной заслонки), делает возможным точное согласование системы как в стационарных, так и в динамических режимах. Благодаря этому двигатель получает ровно столько топлива, сколько ему необходимо.

Высокая нагрузка.
Использование систем впрыска позволяет оптимально оформить впускной тракт и увеличить крутящий момент за счет оптимального наполнения цилиндров. В результате достигаются более высокие мощности и оптимальный крутящий момент. Благодаря тому, что замер расхода воздуха и подача топлива при впрыске разделены, при использовании системы достигается повышенная мощность по сравнению с карбюратором вследствие уменьшения дросселирования.

Динамическое ускорение.
Системы впрыска реагируют незамедлительно на изменение нагрузки. Это справедливо как для много – так и для одноточечного впрыска: при многоточечном впрыске топливо подается непосредственно к впускному клапану, в результате чего значительно уменьшается пленкообразование. При одноточечном впрыске вследствие движения смеси во впускном коллекторе приходится учитывать образование и испарение топливной пленки на переходных режимах. Соответствующие системы и функции при подаче топлива смесеобразовании позволяют преодолеть и этот фактор.

Улучшение холодного пуска и прогрева двигателя.
Посредством точной дозировки топлива, в зависимости от температуры и пусковой частоты вращения удается достичь быстрого пуска и добиться быстрого возрастания частоты вращения до холостого хода. При прогреве за счет подачи точного количества топлива достигается равномерная работа двигателя и хорошая реакция на увеличение нагрузки при минимально возможном расходе топлива.

Низкотоксичные отработавшие газы.
Концентрация токсичных компонентов находится в прямой зависимости от коэффициента избытка воздуха. Если ставится задача выброса возможно меньшего количества вредных веществ двигателем, то возникает необходимость обеспечения определенного коэффициента избытка воздуха в процессе смесеобразования. Системы впрыска обеспечивают требуемую точность подачи топлива.
Лучшее распыление топлива
Размер капель составляет:
— карбюратор – 100…120 мкм;
— форсунки – 20…60 мкм.
Лучшая наполняемость цилиндров.
Неравномерность:
— карбюратор – 12…17%;
— форсунки – 4…7%.скачать dle 10.6фильмы бесплатно

Устройство системы впрыска топлива современного мотоцикла.

В настоящее время мотоциклы с впрыском топлива, постепенно вытесняют с наших дорог более простые карбюраторные аппараты, которые большинство людей в состоянии кое как настроить и обслужить. Но вот более современные инжекторные мотоциклы, для многих водителей очень сложны, и при возникновении какой либо неисправности, почти все байкеры разводят руками, и не знают с чего начать. И большинству мотоциклистов как то боязно отправляться на впрысковом аппарате в автономный дальнобой.  Да и при поездках по родному городу если вдруг что случится, то грамотных мотосервисов по обслуживанию инжекторных мотоциклов, пока что очень мало, да и находятся они только в крупных городах. И вот для того, чтобы знать с чего начать устранять неисправность инжекторного двигателя, необходимо знать элементарное устройство системы впрыска топлива. Об этом мы и поговорим в этой статье.

Большое достоинство более древней карбюраторной системы питания двигателя, в простоте конструкции. И карбюраторные моторы не уступают по мощности инжекторным, такого же рабочего объёма, но вот бензина они потребляют гораздо больше, а состав выхлопных газов намного вреднее, чем у инжектора. Именно по этой причине в Европе и отказались от карбюраторов.

Об элементарном обслуживании системы впрыска топлива мотоциклов я уже писал, и почитать об этом можно здесь. В этой же статье мы подробно поговорим о компонентах системы впрыска, а так же о её неисправностях. Почему впрысковый мотор не заводится и как это устранить, можно узнать так же вот в этой полезной статье.

Основная задача топливной системы современных двигателей, это подача в камеры сгорания каждого цилиндра такое количество бензина, чтобы при любых погодных условиях и при любых эксплуатационных режимах работы, он смешивался с атмосферным воздухом в самом оптимальном для работы двигателя соотношении. Только в таком случае двигатель сможет выдать положенную ему мощность, при малом расходе топлива и низкой токсичности выхлопных газов.

Компоненты системы впрыска топлива.

Устройство системы впрыска топлива: 1 — катушка зажигания как одно целое с свечным колпачком, 2 — форсунка, 3 — датчик температуры всасываемого окружающего воздуха, 4 — датчик положения дроссельной заслонки, 5 — датчик давления всасываемого воздуха, 6 — датчик положения коленвала, 7 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 8 — датчик положения распредвала, 9 — свеча зажигания, 10 — ECU, 11- блок управления зажиганием, 12 — датчик атмосферного давления, 13 — каталитический нейтрализатор.

Современная система впрыска топлива состоит из следующих частей: электронный блок управления двигателем (ECU electronic control unit), или бортовой компьютер, или говоря проще — мозги, система подачи топлива, несколько датчиков и каталитический нейтрализатор выхлопных газов.

Рассмотрим всё это подробнее. ECU блок управления чаще всего монтируется в самом сухом месте мотоцикла — под седлом. В обязанности бортового компьютера входит управление системой зажигания и форсунками, а также обеспечение электропитанием датчиков и узлов системы впрыска, ну и ещё одна важная его функция — это диагностика всей системы впрыска.

ECU блок состоит из четырёх основных компонентов

1. Блок питания системы, который понижает бортовое напряжение 12,5 вольт в всего 5 вольт, так как большинство компонентов системы впрыска, рассчитано на напряжение в 5 вольт, а не 12. 
2. Входной интерфейс, который преобразует аналоговые сигналы от датчиков в цифровой код, который затем вводит в процессор.
3. CPU — центральный процессор, который сравнивает показания от датчиков со своей основной программой, и затем отправляет соответствующие сигналы (команды) форсункам и системе зажигания.
4. Выходной интерфейс, который преобразует команды центрального процессора в сигналы, которые приводят в действие индикаторы, реле, исполнительные механизмы.

Буквы на графике означают: t — продолжительность подачи топлива, Т — время работы двигателя, А — запуск мотора, В — прогрев мотора, С — холостой ход, D — ускорение, Е — постоянная скорость, F- торможение двигателем.

В память бортового компьютера записаны данные для неких средних условий эксплуатации впрыскового мотоцикла. И ECU постоянно считывает показания с датчиков двигателя, и сверяет их показания с значениями записанными в память, и уже корректирует продолжительность открытия форсунок в зависимости от показаний датчиков, которые создают общую картину режима работы двигателя. Это можно наглядно посмотреть на рисунке слева, где цифра 1 в красном столбике. означает подачу топлива при пуске двигателя, цифра 2 в жёлтом секторе показывает обогащение рабочей смеси после запуска, цифра три в голубом секторе означает обогащение смеси при прогреве мотора, 4 в оранжевом секторе — обогащение смеси при ускорении, 5 в белом секторе — отключение подачи топлива в цилиндры двигателя, если происходит торможение двигателем, 6 в синем секторе — это базовая продолжительность подачи топлива, которая записана в память процессора, 7 в нижней белой полосе — это постоянная компенсация изменения напряжения в бортовой сети мотоцикла.

Для определения угла опережения зажигания и энергии искры на свечах, блок управления руководствуется  от сигналов, поступающих от датчика коленчатого вала и от датчика положения дроссельной заслонки. А нужный момент подачи топлива, блок управления определяет по сигналам с датчика положения распредвала, и с датчика положения коленвала. Так же по оборотам коленвала, блок управления распознаёт режим работы мотора : обычный или пусковой.

Устройство форсунки

Ну а форсунка впрыскового двигателя — это всё таки электро-механическое устройство, которое не в состоянии открыться мгновенно, а блок управления учитывает даже это, и компенсируя эту задержку, подаёт бензин чуть-чуть раньше. Так же в современной системе впрыска топлива, имеется двухступенчатый ограничитель оборотов. И если частота вращения коленчатого вала превысит допустимую для данного двигателя величину, блок управления тут же отключает подачу топлива к двум из четырёх цилиндров, и до тех пор, пока обороты не упадут до положенных. А в случае не сбавления оборотов, отключит и остальные два цилиндра.

Дополнительные функции ECU.

• При падении мотоцикла, когда приходит сигнал с датчика наклона, блок управления тут же отключает бензо-насос, форсунки, а так же отключает реле системы впрыска топлива, и тем самым двигатель моментально глохнет. 
• Когда температура охлаждающей жидкости системы охлаждения повышается выше нормы, блок управления включает вентилятор радиатора.
• Так же блок управления приводит в действие (даёт команду) сервомотор, который открывает или закрывает заслонки в выхлопных партубках (на моторах с системой EXUP).
• Ну и ещё одна довольно редкая функция, которая применяется на немногих мотоциклах — включение или выелючение дополнительной фары, когда обороты коленвала значительно повышаются.

Система самодиагностики.

В блоке управления современного инжекторного двигателя имеется система самодиагностики, которая поможет вам определить неисправность. И если например при поездке произойдёт сбой системы, то блок управления тут же предупредит водителя включением соответствующей лампы на приборке мотоцикла, и двигатель может заглохнуть. Если компьютер решит, что дальше двигаться невозможно, то лампа на приборке заморгает, когда вы попытаетесь нажать кнопку старта двигателя.

Но советую повторить попытку, выключив, а затем включив замок зажигания, и затем опять попробовать запустить двигатель, нажав кнопку стартера. И если в мозгах был устранимый сбой, то такой перезапуск поможет. Ведь система самодиагностики обнаружив сбой, сама включит обходную программу, и тогда лампа на приборке будет гореть непрерывно, значит можно ехать в мастерскую своим ходом.

После того как вы заглушите двигатель, приехав в мастерскую, на жидкокристалическом мониторе приборки высветится код ошибки. И он будет оставаться в памяти бортового компьютера до тех пор, пока его не сотрут механики мото-сервиса. Отсюда следует сделать вывод: если у вас на приборной панели загорелась соответствуящая лампа диагностики, то советую не глушить двигатель, что бы узнать что произошло. Если например виноват вышедший из строя датчик положения распредвала, то после остановки двигателя, вы его уже не запустите, и придётся вызывать эвакуатор. (см. таблицу кодов неисправностей ниже в тексте, где показан номер кода, и написано, что двигаться можно, но если заглушить мотор, то он уже не запустится, пока вы не замените датчик распредвала). Поэтому при загорании лампы на панели, не глушите двигатель, а спокойно езжайте к себе в гараж. Ведь когда в гараже вы заглушите мотор, на панели высветится номер кода, по которому вы узнаете, что вышло из строя и что заменять в гаражных условиях, а не в дорожных. И именно для этого я и привожу в этой статье таблицу номеров кода и обнаружения неисправностей.

Многие могут задать вопрос: а что будет если лампочка диагностики сгорит. Ну я думаю, что этот факт трудно прозевать, так как  лампа загорается каждый раз, когда вы включите зажигание, и затем через 1,4 секунды она гаснет. А если например вы нажмёте на кнопку старта раньше этой 1,4 секунды, то лампа гаснет раньше, как только вы нажимаете кнопку старта. И лампа не загорится при включении зажигания только в одном случае — если она перегорела. Поэтому прозевать этот момент практически невозможно, и если лампа когда нибудь перегорит, то срочно её замените новой. Эта лампа — ваша гарантия благополучного возвращения домой своим ходом.

Система подачи топлива.

Система подачи топлива состоит из бензонасоса, форсунок и регулятора давления топлива.

Бензонасос состоит из самого насоса роторного типа, который приводится во вращение от вала электродвигателя, а так же из фильтра и предохранительного клапана. Бензонасос и фильтр вмонтированы в бензобак (в отличии от большинства автомобилей). А предохранительный клапан нужен для того, чтобы спасти от разрыва трубопровод, в случае если этот трубопровод засорится. И когда давление превысит 4,5 -6,4 кг (например от засорения), то предохранительный клапан откроется, и лишний бензин стравливается по обратке в бензобак мотоцикла. Следует учесть, что бензонасос всегда подкачивает немного больше бензина, чем необходимо форсункам для нормальной подачи топлива в цилиндры.

Топливные форсунки, когда получают в нужный момент сигнал от блока управления, впрыскивают бензин в камеры сгорания двигателя, если этот двигатель с непосредственным впрыском, или во впускной канал — на обычном инжекторном моторе. Сечение всех форсунок одинаковое (и постоянное), и так же постоянна и разница между давлением впрыска бензина и давлением воздуха во впускном коллекторе (они постоянные), а это значит, что количество впрыснутого топлива, зависит только от величины сигнала от блока управления, (от длительности этого сигнала).

Регулятор давления. Вот именно он и следит, чтобы разница между давлением бензина в бензопроводе и давлением воздуха в впускном коллекторе была неизменной (постоянной) — это примерно около 3 кг/см², а если быть точным, то равно 2,84 кг/см², и эта величина практически одинакова на всех впрысковых мотоциклах. При поддержании постоянного давления в бензопроводе, регулятор давления постоянно стравливает лишний бензин обратно в бензобак, по обратному шлангу (обратке).

Датчики.

Датчики впрыскового двигателя помогают точно определить блоку управления, длительность открытия форсунок. Блок управления (ECU) современного инжекторного двигателя, получает и оценивает сигналы с таких датчиков: датчик положения коленчатого вала, датчик положения распределительного вала, датчик расхода воздуха (расходомер), датчик атмосферного давления, датчик давления воздуха во впускном коллекторе, датчик температуры системы охлаждения (антифриза), датчик температуры окружающего воздуха. И чтобы бензин подавался в каждый цилиндр двигателя в нужный и точный момент фазы впуска, блок управления сверяется с сигналами от датчиков коленчатого и распределительного валов.

Рассмотрим каждый датчик подробнее, это поможет вам точно уметь определять неисправность инжекторного двигателя, так как чаще всего проблемы возникают именно из-за выхода из строя какого либо датчика.

• Датчик положения распределительного вала. Этот датчик расположен в ценре крышки головки двигателя, точно над одним из распредвалов. Когда при работе двигателя распредвал вращается, то датчик положения распредвала, как и датчик положения коленвала, считывает сигналы и отправляет их на блок управления, а блок в этот момент определяет в каком из цилиндров начинается такт впуска и вовремя включает нужную форсунку цилиндра, в котором и происходит такт впуска.
• Датчик положения коленчатого вала. Этот датчик устанавливается в правой части коленвала двигателя. При работе мотора, коленвал естественно вращается, и когда выступы ротора, жёстко закреплённого на коленвалу проходят точно над сердечником катушки этого датчика, то возникают импульсы, которые поступают к блоку управления. По этим импульсам блок управления определяет точное положение коленвала, а так же частоту его вращения. Сверяясь с данными заложенными в память компьютера, и сопоставляя их с полученными импульсами (сигналами), процессор очень точно определяет нужный угол опережения зажигания и точный момент впрыска топлива.
• Датчик давления атмосферного воздуха необходим для того, чтобы компенсировать изменения в условиях окружающей среды. Например если вы заедете достаточно высоко над уровнем моря (в горах например), то атмосферное давление в таких местах ниже обычного, и если бы не корректировка датчика давления, то двигатель бы начал работать с перебоями (из за нехватки воздуха).
• Датчик положения дроссельной заслонки и датчик разряжения во впускном коллекторе помогают определить блоку управления каков расход воздуха, так как количество воздуха должно быть в определённой пропорции к количеству топлива.
• Датчик температуры жидкости (антифриза) в системе охлаждения необходим, чтобы от его показаний блок управления обогатил топливную смесь, которая впрыскивается во время запуска и работы холодного двигателя, пока он не прогреется.
• Датчик температуры окружающего воздуха. При изменении погодных условий и соответственно температуры окружающего воздуха, изменяется и плотность воздуха, а значит и его количество, которое поступает в двигатель. Это значит, что температура окружающего воздуха заметно влияет на состав бензовоздушной смеси. И считывая показания с датчика температуры окружающего воздуха, блок управления корректирует состав топливной смеси, и её подачу в двигатель.
• Датчик угла наклона байка. Этот датчик нужен для безопасности, так как предотвращает пожар при падении мотоцикла. Датчик «сообщает» блоку управления о критических углах наклона вашего байка. И если например этот наклон превысит 65°, то блок управления автоматически решит, что ваш мотоцикл упал, и моментально отключит бензонасос и форсунки двигателя, тем самым уберегая ваш аппарат и вас от возможного пожара. Чтобы датчик случайно не сработал например при прыжке или тряске, или если ваш байк наклонится и быстро вернётся в нормальное положение, вместе с датчиком работает реле времени, которое задерживает сигнал, и даёт возможность вам выпрямить положение вашего мотоцикла. Ну а если не дай Бог ваш аппарат наклонится более чем на 90°, то есть начнёт кувыркаться, то мотор мотоцикла в такой ситуации глушится моментально. И для того, чтобы после падения завести мотор вашего мотоцикла, кроме подъёма вашего байка в нормальное положение, требуется ещё и выключить зажигание, а затем заново его включить. 

Таблица кодов неисправностей системы впрыска.

Неисправность датчиков поможет определить система самодиагностики мотоцикла, о которой я писал выше. Это легко сделать по номеру кода, который высвечивается на ЖК дисплее приборки мотоцикла, а затем посмотрев в таблице номер кода, прочитать точную неисправность (таблица поделена мной на три части, чтобы добиться более крупного шрифта). Ну а кому интересно как точно определить неисправность датчиков впрыскового мотора, с помощью обычного мультиметра (тестера), кликаем вот по этой ссылке и читаем (на примере автомобильных датчиков).

Ну и последняя, но очень важная деталь системы впрыска топлива только современных мотоциклов, это трёхкомпонентный каталитический нейтрализатор, который довольно эффективно дожигает углеводороды (СН) , оксид углерода или проще угарный газ (СО), а так же разлагает оксиды азота (NOx).

Вторая часть таблицы кодов неисправностей системы впрыска.

Лябда зонд, устанавливаемый в каталитический нейтрализатор, в несколько раз продлевает срок его службы. Лямбда зонд — это датчик кислорода, который начали устанавливать на большинство впрысковых мотоциклов только с 2005 года. Он очень важен, так как определяет точное количество кислорода в выхлопных газов, ведь в выхлопе присутствует строго определённое количество кислорода, при котором состав сгораемой бензовоздушной смеси оптимальный для нормальной работы мотора. И как только состав выхлопных газов выходит из нормы (это определяется лямбда зондом по количеству кислорода в выхлопе), то процессор блока управления, моментально корректирует подачу впрыскиваемого топлива.

Третья часть таблицы кодов неисправностей системы впрыска

Некоторые считают, что датчик кислорода является одной из заводских душилок двигателя. Да, это правда, он забирает небольшую часть мощности, но важнее потерять немного мощности, но зато благодаря этому датчику у вас всегда будет оптимальный для вашего двигателя состав топливной смеси. И пусть лямбда зонд не позволит обогатить смесь до такого значения, чтобы выжать из вашего двигателя дополнительные две-три лошади (на фоне табуна из 160 лошадей, эти две-три лошадки практически ничего не значат), зато экономичность вашего мотора не пострадает. К тому же датчик кислорода ещё и не позволит вашему мотору переобедниться, а значит уменьшит выброс окислов азота. Переобеднение к тому же вредно для любого двигателя.

Единственный минус, по моему мнению, в присутствии лямбда зонда в выхлопной системе вашего, да и любого байка, так это то, что он очень чувствителен к плохому бензину (как определить качество бензина без хим-лаборатории, узнаём здесь). При автономном путешествии по российской периферии, где качество бензина просто отвратительное, датчик кислорода может доставить хлопот водителю мотоцикла. Ведь лямбда зонд не терпит присутствия в составе бензина свинца, и как только хлебнёт такого пойла, то в считанные километры выходит из строя. Как его восстановить можно почитать вот в этой статье, там же вы узнаете об важности лямбда зонда более подробно. Стоит датчик кислорода не мало, поэтому имея современный впрысковый аппарат, повнимательней выбирайте заправки. К тому же очень плохой бензин как правило губит не только датчик кислорода, но и почти весь двигатель.

Вот вроде бы и все полезные знания по впрысковым мотоциклам, которые я хотел до вас донести. И я надеюсь, что многие водители прочитав эту статью, перестанут разводить руками, при возникновении какой либо неисправности системы впрыска топлива современного мотоцикла, и будут относиться к ним так же спокойно как и к неисправностям карбюраторного байка. Успехов всем!

Инжектор, его применение в системе подачи топлива

Инжекторная система подачи топлива — комплекс электронных и механических устройств, обеспечивающих подачи нужного объема топливной смеси непосредственно в коллектор впуска или цилиндр (для систем непосредственного впрыска).

Такое исполнение предусмотрено на всех современных авто с бензиновыми двигателями и пользуется спросом из-за большей эффективности. Ниже рассмотрим, что это за система, как она работает и из каких элементов состоит. Отдельно разберем преимущества и недостатки, о которых должны знать автовладельцы.

Что такое инжекторная система

Инжектор— форсунка или распылитель топлива, которое подается в двигатель для дальнейшего воспламенения и обеспечения движения транспортного средства.

Первые комплекты такой аппаратуры были разработаны в 1936-м в компании Robert Bosch. Сотрудникам компании удалось добиться непосредственного впрыска горючего в цилиндры. Именно такие двигатели использовались на истребителях и позволяли развивать мощность до 1100 лошадиных сил. Подобную систему использовали на БВМ с 1928 года, но в более упрощенной форме. В СССР технология дошла только к 1942 году и сначала применялась в авиационной сфере.
Сегодня все современные ДВС оснащены форсунками.

Это обусловлено более высокой точностью дозировки и экономичностью. Весь процесс контролируется электронным блоком управления (ЭБУ) или специальным контроллером. Они получают данные от разных узлов и регулируют непосредственную подачу горючего с помощью форсунок.

Виды инжекторных систем и распределение впрыска

Сегодня выделяется два типа инжекторных систем двигателя по типу впрыска. Кратко рассмотрим их особенности.

Моно, центральный, одноточечный

Отличие конструкции состоит в наличии только одной форсунки, распределяющей топливо одновременно во все цилиндры. Инжектор устанавливается на месте карбюратора (на коллекторе впуска). Система активно применялась в 80-х годах прошлого века и была механической без управления с помощью ЭБУ. 

Сегодня система не пользуется спросом из-за низкой экологичности и иных недостатков. В частности, в авто с Euro 3 и выше обязательно применение индивидуальной форсунки для цилиндра. Но одноточечная схема не лишена плюсов. Она отличается простотой исполнения и, соответственно, надежностью. Одной из причин явления является правильное расположение инжекторы в зоне холодного потока. Из минусов — высокое сопротивление воздуху и неточное распределение топлива.

Распределенный, многоточечный

Наиболее распространенный вариант, подразумевающий схему «один цилиндр — одна форсунка». Инжектор смонтирован в коллекторе впуска возле клапана. В определенный момент он подает определенный объем подготовленного горючего на впускные клапаны.

Условно такой тип впрыска делится на несколько видов:

• Одновременный. Команда от электронного блока управления направляется сразу на все инжекторы, после чего они открываются.
• Парный. Открытие форсунок происходит парами. При этом один инжектор работает перед впускным тактом, а второй — перед выпускным. С учетом того, что за подачу топливной смеси отвечают клапаны, такая особенность не сильно влияет на общий принцип работы. Система работает только в момент пуска ДВС и в случае аварии (к примеру, при поломке ДПРВ).
• Фазированный. Наиболее современный вариант, который применяется почти во всех двигателях. Управление каждой форсунки происходит индивидуально, что положительно сказывается на расходе, повышает эффективность работы и улучшает экологичность.

Распределенная система обеспечивает точность формирования нужного объема топлива по цилиндрам и имеет минимальное сопротивление воздуху. Из минусов выделяется сложность исполнения и более высокая цена.

В отдельную группу входит непосредственный впрыск, когда горючее подается сразу в цилиндры, а не в коллектор впуска. Аналогичная система работает у дизельных ДВС. В таких двигателях головка блока имеет сложную конструкцию, которая очень дорога в производстве.

Применение этой схемы дает ряд плюсов с позиции мощности, экологичности и экономичности. Минус в том, что двигатель с прямым впрыском работает громче и сильней вибрирует, поэтому производители вынуждены дорабатывать шумоизоляцию и усиливать некоторые элементы.

Составные части систем

Рассматриваемая система состоит из электроники и механики. В функции первой входит контроль характеристик двигателя и подача импульса ко второй части (механической) с последующим исполнением команды.
Конструктивно электронная часть состоит из ЭБУ и множества датчиков инжектора. Они контролируют:

• детонацию;
• температуру антифриза;
• позицию коленчатого вала;
• расход воздуха;
• лямбда-зонд;
• детонацию;
• давление воздуха в коллекторе впуска и т. д.

В зависимости от марки / модели авто могут устанавливаться и другие датчики. Вне зависимости от типа в их задачу входит определение характеристик мотора и их передача на электронный блок. 
К категории механических устройств относится:

• емкость для топлива;
• магистрали, по которым подается горючее;
• насос;
• фильтр;
• инжектор;
• топливная рампа;
• устройство-регулятор давления.

Все упомянутые элементы находятся во взаимодействии и выполняют одну задачу — подвод, формирование и подачу нужно топливной смеси для обеспечения нормальной работы двигателя.

Принцип работы инжекторной подачи топлива

Для лучшего понимания системы нужно знать, как работает инжекторный двигатель. Общий алгоритм такой:

• Упомянутые выше датчики получают сведения о работе системы. К ним приходят данные о скорости коленвала, содержании воздуха в горючем, позиции дросселя, температурных параметрах охлаждающей жидкости и т. д.
• Собранная информация передается в ЭБУ, который анализирует поступившие параметры и сравнивает их с данными в карте. 
• Блок управления с учетом проанализированных сведений дает команду к исполнительным (механическим) элементам системы.
• Одним из главных элементов ЭБУ являются карты, в которых внесены оптимальные характеристики работы силового узла. С учетом того, что сведения поступают на блок управления в непрерывном режиме, система мгновенно принимает решения, раздает команды и обеспечивает нормальное образование смеси.Отметим, что контроль подачи топлива — только одна из опций ЭБУ. Также в его функции входит зажигание и решение иных вопросов.

Что касается механической составляющей, здесь принцип работы еще проще. Он имеет следующий вид:

• Топливный насос качает бензин из бака и подает его под определенным давлением.
• Регулятор контролирует параметр давления и регулирует его по мере необходимости.
• Горючее подходит к рампе с инжекторами.
• Форсунки при получении команды от ЭБУ открываются.
• Топливо в нужном объеме впрыскивается к клапанам инжектора, а после поступает к камерам сгорания.

Положительные и отрицательные стороны

Большой опыт применения таких систем позволяет выделить слабые и сильные места.
Преимущества инжекторного двигателя:

• Повышение экономичности даже на первых системах. Так, снижения расхода удалось добиться уже на «Ниве» от Ваз, где расход снизился сразу на 40%. Сегодня потребление топлива в инжекторном двигателе вдвое меньше, чем в карбюраторном.
• Расширенные возможности управления ДВС.
• Улучшение динамических параметров и рост мощности (в среднем на 10-15%).
• Упрощенный и полностью автоматизированный пуск мотора.
• Поддержание оборотов ХХ.
• Возможность обойтись без ручного регулирования системы подачи топлива. Это обусловлено тем, что информацию передают соответствующие датчики (кислорода и позиции коленчатого вала).
• Проведение самостоятельной диагностики, что упрощает ТО автомобиля. По сути, системы с форсунками от Euro 3 и выше не требуют периодического обслуживания.
• Поддержание топливного состава, который максимально приближен к стехиометрическому показателю. Как результат, уменьшается выброс опасных веществ, повышается экологичность. К примеру, у первых поколений объем выброса окиси углерода находился на уровне 20-30 грамм /кВт*ч, а на Евро 5 — 1,5 грамма / кВт*ч.
• Снижение высоты капота, благодаря более удобному расположению рабочих механизмов сбоку мотора, а не над ним.
• Дополнительная защита машины от злоумышленников. Без получения команды от иммобилайзера ЭБУ запрещает подачу горючего к ДВС.
• Отсутствие зависимости от положения авто в пространстве. К примеру, в авто с карбюратором возникали трудности с подачей горючего уже при подъеме на 15-градусный уклон.
• Горючая смесь не накапливается в системе впуска, что исключает воспламенение в случае повреждения системы.
• Нет зависимости от давления в атмосфере, что позволяет эксплуатировать авто даже в горах и не переживать за возможные сбои.
• Автоматизация системы подачи топлива. Выполнение всей работы по подготовке горючего берет на себя ЭБУ. Для сравнения в двигателях на карбюраторах многие настройки автовладельцу приходилось делать самостоятельно.

Несмотря на ряд положительных качеств, нельзя не отметить и недостатки инжекторной системы питания. К основным стоит отнести:

• Повышенные расходы на производство (было актуально до 2005-го).
• Более строгие требования к составу горючего.
• Слабая ремонтопригодность узлов из-за полной автоматизации.
• Подача топлива под высоким давлением, что при аварии может привести к воспламенению. Для защиты применяется контроллер, который при аварии останавливает подачу горючего.
• Необходимость обслуживания на специальном СТО, где имеется диагностическое оборудование. Соответственно, возрастает и стоимость ремонта. На современном этапе это не так актуально, ведь на сервисах нет дефицита в необходимой аппаратуре и ПО.
• Зависимость от АКБ и уровня питания.
• Необходимость периодической очистки форсунок и впускных клапанов. 

Заключение

Инжекторная система обеспечивает своевременную подачу заранее подготовленного топлива в двигатель. Благодаря большому количеству датчиков и точному электронному управлению, владельцу автомобиля не нужно проводить дополнительных настроек. Весь процесс проводится автоматически, а в роли «дирижера» выступает ЭБУ.

Процесс эксплуатации упрощается и тем, что система сама проходит диагностику и выдает ошибки в случае любых сбоев в работе. Это позволяет вовремя принять шаги по устранению неисправности или обратиться на СТО. Сама система почти не имеет конкурентов, кроме непосредственного впрыска, но последний пока не получил широкого применения из-за высокой стоимости и повышенных требований к качеству горючего.

Инжекторное управление системой впрыска топлива

Всего оценок: 3 Комментариев: 3 Просмотров: 1104

Автор статьи: Анатолий Горобцов / Дата публикации: 10-09-2021 / Обновлено: 10-09-2021

Поиск запроса «инжекторная система» по информационным материалам и форуму

Цены — Система впрыска и зажигания

Система впрыска топлива — система подачи топлива, устанавливаемая на современных бензиновых двигателях. Основное отличие от карбюраторной системы — подача топлива осуществляется путем непосредственного впрыска топлива с помощью форсунок во впускной коллектор или в цилиндр. Автомобили с данной системой питания часто называют инжекторными.

В зависимости от способа образования топливно-воздушной смеси различают следующие системы впрыска бензиновых двигателей:

система центрального впрыска;

система распределенного впрыска;

система непосредственного впрыска.

Системы центрального и распределенного впрыска являются системами предварительного впрыска, т.е. впрыск в них производится не доходя до камеры сгорания — во впускном коллекторе. Центральный впрыск (моновпрыск) осуществляется одной форсункой, устанавливаемой во впускном коллекторе. По сути это карбюратор с форсункой.

В настоящее время системы центрального впрыска не производятся, но все еще встречаются на легковых автомобилях. Преимуществами данной системы являются простота и надежность, а недостатками — повышенный расход топлива, низкие экологические показатели. Система распределенного впрыска (многоточечная система впрыска) предполагает подачу топлива на каждый цилиндр отдельной форсункой. Образование топливно-воздушной смеси происходит во впускном коллекторе. Является самой распространенной системой впрыска бензиновых двигателей. Ее отличает умеренное потребление топлива, низкий уровень вредных выбросов, невысокие требования к качеству топлива. Перспективной является система непосредственного впрыска. Впрыск топлива осуществляется непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра. Система позволяет создавать оптимальный состав топливно-воздушной смеси на всех режимах работы двигателя, повысить степень сжатия, тем самым обеспечивает полное сгорание смеси, экономию топлива, повышение мощности двигателя, снижение вредных выбросов.

С другой стороны ее отличает сложность конструкции, высокие эксплуатационные требования (очень чувствительна к качеству топлива, особенно к содержанию в нем серы). Системы впрыска бензиновых двигателей могут иметь механическое или электронное управление. Наиболее совершенным является электронное управление впрыском, обеспечивающее значительную экономию топлива и сокращение вредных выбросов. Впрыск топлива в системе может осуществляться непрерывно или импульсно (дискретно). Перспективным с точки зрения экономичности является импульсный впрыск топлива, который используют все современные системы. В двигателе система впрыска обычно объединена с системой зажигания и образует объединенную систему впрыска и зажигания (например, системы Motronic, Fenix).

Согласованную работу систем обеспечивает система управления двигателем. В контактной системе зажигания управление накоплением и распределение электрической энергии по цилиндрам осуществляется механическим устройством — прерывателем-распределителем. Дальнейшим развитием контактной системы зажигания является контактная транзисторная система зажигания, в первичной цепи катушки зажигания которой применен транзисторный коммутатор. В отличие от контактной в бесконтактной системе зажигания для управления накоплением энергии используется транзисторный коммутатор, взаимодействующий с бесконтактным датчиком импульсов.

Транзисторный коммутатор в данной системе выполняет роль прерывателя. Распределение тока высокого напряжения осуществляется механическим распределителем. В микропроцессорной системе зажигания используется электронный блок управления, с помощью которого производится управление процессом накопления и распределения электрической энергии. В ранних конструкциях электронной системы зажигания электронный блок одновременно управлял системой зажигания и системой впрыска топлива (т.н. объединенная система впрыска и зажигания). В настоящее время управление зажиганием включено в систему управления двигателем.

Какие существуют типы впрыска топлива? | Новости

CARS.COM — Вы слышали этот термин раньше, но каковы реальные нюансы впрыска топлива? Какие типы впрыска топлива используются в вашем автомобиле? Для этого требуется немного базовых знаний движка, но мы готовы помочь. Типы впрыска топлива, используемые в новых автомобилях, включают четыре основных типа:

• Одноточечный впрыск или дроссельная заслонка
• Портовый или многоточечный впрыск топлива
• Последовательный впрыск топлива
• Прямой впрыск

Связано: Нужна ли периодическая чистка топливных форсунок?

Одноточечный впрыск или дроссельная заслонка

Самый ранний и самый простой тип впрыска топлива, одноточечный, просто заменяет карбюратор с одним или двумя топливными форсунками в корпусе дроссельной заслонки, который является горловиной впускного коллектора двигателя.Для некоторых автопроизводителей одноточечный впрыск был ступенькой к более сложной многоточечной системе. Хотя TBI и не так точен, как последующие системы, он измеряет топливо с лучшим контролем, чем карбюратор, он дешевле и проще в обслуживании.

Портовый или многоточечный впрыск топлива

Многоточечный впрыск топлива предусматривает выделение отдельной форсунки для каждого цилиндра, прямо за его впускным отверстием, поэтому систему иногда называют впрыском через порт. Стрельба паров топлива так близко к впускному отверстию почти гарантирует, что они будут полностью втянуты в цилиндр.Основным преимуществом является то, что MPFI измеряет топливо более точно, чем конструкции TBI, лучше обеспечивает желаемое соотношение воздух-топливо и улучшает все связанные аспекты. Кроме того, это практически исключает возможность конденсации или скопления топлива во впускном коллекторе. В случае TBI и карбюраторов впускной коллектор должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло от двигателя, что является мерой для испарения жидкого топлива.

В двигателях, оснащенных MPFI, в этом нет необходимости, поэтому впускной коллектор может быть изготовлен из более легкого материала, даже из пластика.Результатом является постепенное повышение экономии топлива. Кроме того, там, где обычные металлические впускные коллекторы должны быть расположены наверху двигателя для отвода тепла, те, которые используются в MPFI, могут быть размещены более творчески, предоставляя инженерам гибкость при проектировании.

Последовательный впрыск топлива

Последовательный впрыск топлива, также называемый последовательным впрыском топлива в каналы (SPFI) или впрыском по времени, представляет собой тип многоточечного впрыска. Хотя в базовом MPFI используется несколько форсунок, все они распыляют топливо одновременно или группами.В результате топливо может «зависать» над портом до 150 миллисекунд, когда двигатель работает на холостом ходу. Это может показаться не таким уж большим, но этого недостатка достаточно, чтобы инженеры устранили его: последовательный впрыск топлива запускает каждую форсунку независимо. Как и свечи зажигания, они распыляют топливо непосредственно перед тем, как открывается впускной клапан. Это кажется незначительным шагом, но повышение эффективности и выбросов достигается в очень малых дозах.

Прямой впрыск

Прямой впрыск продвигает концепцию впрыска топлива максимально далеко, впрыскивая топливо непосредственно в камеры сгорания, минуя клапаны.Прямой впрыск, более распространенный в дизельных двигателях, начинает появляться в конструкциях бензиновых двигателей, иногда называемых DIG для бензина с прямым впрыском. Опять же, дозирование топлива даже более точное, чем в других схемах впрыска, а прямой впрыск дает инженерам еще одну переменную, позволяющую точно влиять на то, как происходит сгорание в цилиндрах. Наука о конструкции двигателя изучает, как воздушно-топливная смесь вращается в цилиндрах и как взрыв распространяется 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 (возможно более одной) — все это влияет на то, насколько равномерно и полно топливо сгорает в бензиновом двигателе. Прямой впрыск — еще один инструмент в этой области, который можно использовать в двигателях с низким уровнем выбросов на обедненной смеси.

Редакционный отдел Cars.com — ваш источник автомобильных новостей и обзоров. В соответствии с Cars.com, редакторы и рецензенты не принимают подарки или бесплатные поездки от автопроизводителей. Редакционный отдел не зависит от отделов рекламы, продаж и спонсируемого контента Cars.com.

Как это работает: впрыск топлива

Ссылки на след

1. Как это работает
2. История возможностей

Подача топлива прямо в цилиндр оказалась намного более эффективной, чем старый добрый карбюратор

Автор статьи:

Джил МакИнтош

Дата публикации:

27 сентября 2017 г. • 7 февраля 2019 г. • 4 минуты чтения • Присоединяйтесь к разговору

Содержание статьи

Вот как вы завели машину с карбюратором холодным утром в «старые добрые времена».«Вы вытаскиваете дроссельную заслонку, несколько раз откачиваете дроссель и поворачиваете ключ. Если не переборщить и залить бензином, двигатель заведется, и вы будете нажимать на дроссельную заслонку и дроссельную заслонку, чтобы он продолжал работать. Через несколько минут, когда вы узнали, что все в порядке, вы могли уехать.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Сегодня? Вы поворачиваете ключ или нажимаете кнопку стартера, и через несколько секунд все готово.Отличие заключается в впрыске топлива, который используется во всех новых автомобилях.

Бензин должен быть смешан с воздухом, прежде чем его можно будет сжечь, и когда поршни двигателя опускаются, они создают внутренний вакуум, который втягивает этот воздух. В старых автомобилях этот воздух поступает через карбюратор, который измеряет его и смешивает с нужным количеством топлива. (На любом транспортном средстве педаль «газа» на самом деле является пневматической педалью: нажатие на нее сигнализирует двигателю о необходимости втягивания большего количества воздуха, и система добавляет необходимое дополнительное топливо.) Эта воздушно-топливная смесь втягивается во впускной коллектор и в цилиндры, где воспламеняется в каждом от свечей зажигания.Двигатель

Ford EcoBoost V8 с двойным турбонаддувом сочетает в себе турбонаддув с прямым впрыском топлива, чтобы создать систему, которая обеспечивает мощность безнаддувного V8 с экономией топлива V6

Гораздо эффективнее заправлять топливо именно там, где оно необходимо, и это что делает двигатель с впрыском топлива. Топливные форсунки распыляют бензин под давлением изнутри в двигатель, когда воздух врывается внутрь, создавая пары топливо-воздух в точке, где двигатель использует его, в отличие от карбюратора, который установлен над двигателем.Топливо впрыскивается точно в нужное время и в нужном количестве, чтобы максимизировать эффективность двигателя.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

В самых ранних основных системах впрыска топлива, которые появились на автомобилях в 1980-х годах, использовалась простая и недорогая система, называемая впрыском через корпус дроссельной заслонки. Блок был установлен над двигателем и, как и карбюратор, добавлял топливо, когда воздух проходил через впускной коллектор.Двигатель запускался легче, но у него был общий недостаток с карбюратором: не все цилиндры получали одинаковое количество топлива, что приводило к потере газа и увеличению выбросов.

Система дроссельной заслонки была заменена многоточечным впрыском, который сегодня используется в некоторых автомобилях. Над каждым поршнем имеется камера сгорания, в которой впускные клапаны открываются, чтобы впустить топливно-воздушную смесь. Свеча зажигания воспламеняет топливо для подачи энергии, а затем открываются клапаны, чтобы выпустить выхлоп. В многопортовой системе есть инжектор за пределами каждой камеры сгорания, распыляющий топливо в воздух непосредственно перед тем, как оно попадет в камеру.Предоставление каждому цилиндру собственной форсунки решает старую проблему неравномерного распределения топлива.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Следующим шагом стал непосредственный впрыск бензина, или GDI, который раньше использовался почти исключительно на дорогих автомобилях, но теперь также используется большинством основных производителей. Форсунка установлена ​​так, что ее сопло находится внутри камеры сгорания.Когда впускные клапаны открываются, в камеру попадает обычный воздух. Форсунка распыляет топливо, и вихревой воздух смешивается с ним, образуя пар, прежде чем свеча зажигания воспламеняет его.

Прямой впрыск более эффективен, чем многопортовый. GDI создает более мелкий туман, который воспламеняется более полно, а также распыляет более точное количество топлива. Эти двигатели могут быть более мощными, даже если они потребляют меньше топлива и выбрасывают меньше выбросов из выхлопной трубы. Относительно новый для бензина, непосредственный впрыск всегда использовался в дизельных двигателях, которые зависят от тепла сжатия, а не от свечи зажигания для воспламенения топлива.

Объявление

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Ни одна система не идеальна. GDI более сложен, чем многоточечный впрыск, и, поскольку он находится под более высоким давлением, а форсунки должны выдерживать интенсивную теплоту сгорания, компоненты более мощные и, соответственно, более дорогие. У них также может быть проблема с отложениями в двигателе. Все двигатели выделяют загрязняющие вещества и углерод, которые вместе с остатками масла могут превращаться в твердую жирную субстанцию, известную как мусор.

На верхнюю часть впускных клапанов в многопортовых двигателях попадает очищающий спрей бензина, а на клапаны двигателей GDI — нет, и они могут образовывать слой грязи. Сколько мусора и сколько проблем это создаст, может зависеть от производителя, двигателя и даже от того, кого вы спрашиваете — это может быть спорной темой для автолюбителей, а также от того, что с этим делать. Любые несгоревшие пары бензина рециркулируют обратно в систему как часть системы контроля выбросов двигателя, поэтому использование топлива хорошего качества может помочь уменьшить отложения, а также сохранить чистоту форсунок.Кроме того, замените свечи зажигания и выполните другое техническое обслуживание в соответствии с графиком вашего автомобиля, который вы найдете в руководстве по эксплуатации, включая своевременную замену воздушного фильтра и моторного масла.

Регулярная промывка форсунок или чистящие добавки также вызывают споры. Некоторые говорят, что это профилактическое обслуживание, а другие называют это пустой тратой денег. Они часто были полезны на старых двигателях, когда форсунки и топливо были не так хороши, как сегодня, но если ваш автомобиль работает нормально и в руководстве по эксплуатации не указано ни одного из них, вероятно, вы сможете обойти это стороной.

Поделитесь этой статьей в своей социальной сети

Подпишитесь, чтобы получать информационный бюллетень Driving.ca Blind-Spot Monitor по средам и субботам

Нажимая на кнопку подписки, вы соглашаетесь на получение вышеуказанного информационного бюллетеня от Postmedia Network Inc. откажитесь от подписки в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки внизу наших писем. Postmedia Network Inc. | 365 Bloor Street East, Торонто, Онтарио, M4W 3L4 | 416-383-2300

Спасибо за регистрацию!

Приветственное письмо уже готово.Если вы его не видите, проверьте папку нежелательной почты.

Следующий выпуск «Монитора слепых зон» Driving.ca скоро будет в вашем почтовом ящике.

Комментарии

Postmedia стремится поддерживать живой, но гражданский форум для обсуждения и поощрять всех читателей делиться своим мнением о наших статьях. На модерацию комментариев может потребоваться до часа, прежде чем они появятся на сайте. Мы просим вас, чтобы ваши комментарии были актуальными и уважительными.Мы включили уведомления по электронной почте — теперь вы получите электронное письмо, если получите ответ на свой комментарий, есть обновление в цепочке комментариев, на которую вы подписаны, или если пользователь, на которого вы подписаны, следит за комментариями. Посетите наши Принципы сообщества для получения дополнительной информации и подробностей о том, как изменить настройки электронной почты.

Функция впрыска дизельного топлива

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

В состав системы впрыска дизельного топлива входят:

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

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

Функции системы

Система впрыска дизельного топлива выполняет четыре основные функции:

Подача топлива

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

Регулировка количества топлива

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

Регулировка момента впрыска

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

Распылительное топливо

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

Как работает служба впрыска топлива?

Ответ: Обслуживание топливных форсунок необходимо для сохранения работоспособности вашего автомобиля. Топливные форсунки расположены во впускном коллекторе и распыляют топливо через крошечное сопло.В топливной форсунке используется специальная форсунка для распыления топлива в виде тумана вместо сильной струи. Только подумайте о насадке на шланге, который вы используете во дворе. Вы можете изменить способ выхода воды из форсунки. Там могут быть струйный поток, душ, туман и многие другие настройки. Топливная форсунка должна распылять топливо в виде тумана, потому что ваш двигатель легче сгорит. Когда вы нажимаете педаль газа, дроссельная заслонка вашего автомобиля (которая открывается и пропускает воздух в двигатель) работает вместе с вашими топливными форсунками.Когда дроссельная заслонка открывается, топливная форсунка распыляет топливо для смешивания с воздухом, а затем попадает в цилиндры сгорания двигателя. Топливные форсунки со временем могут загрязняться и забиваться, что приведет к снижению производительности, плохому расходу топлива и даже загрязнению выхлопных газов. Топливная форсунка может засориться вокруг клапана и форсунки. Отверстие на сопле топливной форсунки очень маленькое; Поскольку форсунка топливной форсунки должна распылять мелкий туман, любое небольшое скопление топлива может повлиять на работу топливной форсунки.Наращивание может состоять из воска, грязи и других отложений углерода. Большинство накоплений происходит во время коротких поездок, то есть на автомобиле, который обычно едет всего пятнадцать минут; некачественный бензин, не содержащий моющих средств, также вызывает наросты. Моющие средства действительно могут очистить топливную форсунку во время вождения, но многие нефтеперерабатывающие заводы удаляют моющие средства из своего топлива, чтобы продавать газ по более низкой цене. Если топливная форсунка загрязнена или забита, ваш двигатель не будет получать необходимый поток топлива смешиваться с воздухом, что приведет к ухудшению разгона, производительности двигателя и снижению расхода топлива.Обслуживание впрыска топлива можно выполнить, оставив топливную форсунку в автомобиле или вынув ее. Почти всегда обслуживание впрыска топлива можно производить, если топливная форсунка все еще находится в автомобиле, если только ее не нужно заменять. Во время полного впрыска топлива выполняется несколько вещей: проверяется давление и объем вашего топливного насоса; ваш регулятор давления проверен; ваша топливная рампа, которая представляет собой трубу, по которой топливо от вашего насоса поступает в топливную форсунку, и экран топливной форсунки промывается; ваши топливные форсунки промыты и прочищены; промывается дроссельная заслонка и воздушные каналы; компьютер вашего двигателя проверяется, чтобы убедиться, что смесь воздух / топливо правильная и все датчики работают.

Как работает впрыск топлива?

Когда дело доходит до характеристик двигателя, есть несколько вещей более важных, чем подача топлива. Весь воздух, который вы можете силой втянуть в цилиндры, ничего не сделает без соответствующего количества топлива для сжигания. По мере развития двигателей в течение двадцатого века настал момент, когда карбюраторы стали самым слабым звеном трансмиссии с точки зрения эффективности и надежности. Впрыск топлива с тех пор стал стандартной функцией каждого нового автомобиля.

Топливные форсунки распыляют газ, обеспечивая более равномерное и последовательное зажигание в камере сгорания. В отличие от карбюраторов, которые используют вакуум, создаваемый двигателем для всасывания топлива в цилиндры, системы впрыска топлива точно доставляют постоянный объем топлива. В современных автомобилях используются электронные системы впрыска топлива, которые контролируются ЭБУ.

Рост популярности впрыска топлива был столь же предсказуем, как рост популярности самих автомобилей. На рубеже 20-го века для транспортного средства было невероятно двигаться со скоростью 60 миль в час.На рубеже 21-го века люди стенали из-за того, что движение по шоссе составляло всего 60 миль в час. Сегодняшние автомобили более надежны и более приспособлены к комфорту и безопасности пассажиров, чем кто-либо мог представить столетие назад.

Чем заменил впрыск топлива?

Системы впрыска топлива предлагались как модернизация карбюраторов, когда они впервые появились, и оставались в этой роли до 1980-х годов, когда они стали стандартным оборудованием для каждого нового автомобиля.Впрыск топлива имеет ряд преимуществ по сравнению с карбюратором, но в конечном итоге карбюратор погубила стоимость производства.

Некоторое время карбюраторы были самым простым и дешевым способом для производителей автомобилей подавать топливо в цилиндры своих двигателей. Серия нехватки нефти в 1970-х годах вынудила правительство регулировать экономию топлива в транспортных средствах. Когда от производителей потребовалось разработать более эффективные конструкции карбюраторов и изготовить более сложные детали, стоимость производства автомобилей с карбюраторами стала достаточно высокой, и впрыск топлива стал более экономичным решением.

Для потребителей это была действительно отличная новость. Автомобили с системой впрыска топлива ездят более стабильно и значительно реже требуют обслуживания и настройки. Выбросы также легче контролировать, а экономия топлива повышается за счет более эффективной подачи топлива. Существует ряд различных систем впрыска топлива, но все они могут быть разделены на две категории: механический впрыск топлива и электронный впрыск топлива.

Электронный впрыск топлива (EFI)

Электронный впрыск топлива позволяет чрезвычайно точно контролировать количество топлива, впрыскиваемого в цилиндры.Для этого необходимо выполнить довольно простой процесс:

1. Топливо выходит из топливного бака через топливный насос . Он проходит по топливопроводам к двигателю.

2. Регулятор давления топлива сужает поток топлива и пропускает к форсункам только рассчитанное количество.

3. Регулятор давления топлива знает, сколько топлива должно пройти к форсункам, по сигналу от датчика массового расхода воздуха (MAF).Этот датчик отслеживает, сколько воздуха поступает в двигатель в любой момент времени. Общий объем воздуха, поступающего в двигатель, вместе с оптимальным соотношением воздух / топливо, определенным производителем, дает электронному блоку управления (ЭБУ) достаточно информации для расчета точного количества топлива, необходимого двигателю.

4. Сами топливные форсунки открываются, впуская распыленный газ непосредственно в камеру сгорания или в корпус дроссельной заслонки.

Механический впрыск топлива

Механический впрыск топлива был разработан до EFI и проложил путь для развития технологии EFI.Основное различие между двумя системами заключается в том, что в механических системах впрыска топлива используются механические устройства для дозирования необходимого количества топлива в двигатель. Эти системы, как и карбюраторы, должны быть настроены на оптимальную производительность, но также должны подавать топливо через форсунки.

Помимо большей точности, эти системы не сильно отличались от своих карбюраторных аналогов. Однако они были чрезвычайно полезны для авиационных двигателей. Карбюраторы плохо справляются с гравитацией.Чтобы справиться с перегрузками самолетов, была разработана система впрыска топлива. Без впрыска топлива из-за нехватки топлива многие авиационные двигатели остановились бы во время сложных маневров.

Впрыск топлива будущего

В дальнейшем впрыск топлива будет становиться все более точным и обеспечивать повышение эффективности и безопасности. С каждым годом двигатели имеют больше лошадиных сил и производят меньше отходов в расчете на одну лошадиную силу.

Система впрыска топлива 101

Вы когда-нибудь интересовались системой впрыска топлива в вашем автомобиле? Это то, что мы принимаем как должное каждый раз, когда поворачиваем ключ в замке зажигания.Несмотря на то, что система впрыска топлива изменилась за последнее десятилетие или около того, по мере того, как отрасль движется к конструкциям с прямым впрыском, основы остаются прежними.

Вот некоторые из наиболее важных компонентов системы впрыска топлива вашего автомобиля и их роль в поддержании оборотов двигателя.

Топливные форсунки

Название настолько простое и информативное, но не объясняет, куда и почему впрыскивается топливо. Системы впрыска топлива основаны на проецировании тщательно отмеренных порций топлива в цилиндры двигателя, и именно топливная форсунка отвечает за эту задачу.Эти компоненты в основном представляют собой клапаны, которые по команде открываются для распыления мелкодисперсного тумана топлива, а затем закрываются до тех пор, пока они снова не понадобятся. Чем дольше они остаются открытыми, тем больше топлива они дают.

Топливный насос

Для поддержания потока топлива из бака к форсункам система впрыска топлива использует один или несколько топливных насосов. Насосы не только перемещают топливо из бака в переднюю часть автомобиля, но и поддерживают давление в топливной системе, так что при открытии форсунок бензин разбрызгивается, а не вытекает.

Датчики

Количество топлива, необходимое вашему двигателю, зависит от количества воздуха, поступающего в двигатель через дроссельную заслонку. Чтобы знать, что дроссельная заслонка открыта, системе впрыска топлива необходим датчик, который сообщает ей, что клапан сработал педалью газа. Количество воздуха, поступающего в двигатель, измеряется другим датчиком (массовый расход воздуха), так что воздушно-топливное соотношение двигателя поддерживается в пределах оптимальных параметров. Еще одна партия датчиков (кислородные датчики) следят за выбросами в выхлопе, чтобы дать системе еще один взгляд на фактическое соотношение воздух-топливо, которое горит в двигателе.

К числу других датчиков, играющих ключевую роль, относятся датчик абсолютного давления в коллекторе, который измеряет давление воздуха во впускном коллекторе (и, как следствие, количество вырабатываемой мощности), а также датчик частоты вращения двигателя, который измеряет количество оборотов двигателя в минуту.

ECU

ECU вашего автомобиля или электронный блок управления — это компьютер, который выполняет все вычисления, необходимые для использования данных датчиков. Он решает, когда активировать топливные форсунки, как долго держать их открытыми и какие корректировки необходимо внести в режиме реального времени для удовлетворения требований водителя и условий окружающей среды, таких как температура.

Поддержание работоспособности и эффективности двигателя означает обучение уходу за его различными системами и компонентами.

Ознакомьтесь со всеми деталями топливной и выхлопной систем , доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта. Чтобы получить дополнительную информацию о системе впрыска топлива вашего автомобиля, поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Фото любезно предоставлено Flickr.

Как улучшились системы впрыска топлива за последние годы

Экономия топлива по-прежнему является большим стимулом для автопроизводителей, поскольку они стремятся соответствовать строгим корпоративным стандартам средней экономии топлива (CAFE), которые мы обсуждали в предыдущих статьях.В этом посте мы кратко рассмотрим историю подачи топлива в двигатель и рассмотрим новую технологию прямого впрыска бензина (GDI), также называемую прямым впрыском топлива (DFI), по сравнению с многоточечным (или многоточечным) топливом. впрыск (MPFI).

Когда впервые были произведены автомобили с бензиновым двигателем, карбюратор использовался для смешивания небольшого количества топлива (около 10 миллиграммов) с нужным количеством воздуха перед отправкой смеси в цикл сгорания двигателя. Этот процесс не всегда был последовательным, поскольку автомобили могли работать слишком богато (дымить, легко глохнуть, двигатель может затопить) или работать слишком бедно (не иметь достаточной взрывной мощности для работы с потенциальным повреждением двигателя).Это было не очень экономично или без вреда для выхлопных газов.

В связи с постоянно улучшающейся технологией автомобилей, карбюраторы были сняты с производства в конце 80-х и заменены системами впрыска топлива. Первым, кто получил широкое распространение, был впрыск дроссельной заслонки (TBI). Это также называлось одноточечным впрыском. Из-за прогресса и различных проблем производители предпочли вместо этого системы многоточечного впрыска топлива.

В системах

MPFI используются отдельные форсунки для распыления топлива в каждый цилиндр.Есть центральный порт впрыска, который, как говорят некоторые, похож на инжектор паука. Эта система выпускает топливо одновременно во все клапаны, что означает, что в некоторых цилиндрах топливо успевает конденсироваться и не сгорает так быстро. Они обновили эту систему с помощью последовательного впрыска топлива, который решил эту проблему, и на сегодняшний день это самая распространенная система учета топлива в газовых автомобилях.

Прямой впрыск бензина (GDI) представляет собой более совершенную версию многоточечной системы, которая существует с 1925 года (изобретена шведским инженером Йонасом Хессельманом).Отличие этой системы от MPFI заключается в том, что вместо использования впускного отверстия для подачи топлива GDI впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра. Этот тип системы обеспечивает более чистые выбросы, повышенную экономию топлива и больше энергии в двигателе. Хотя все это звучит великолепно, это стоит дорого.

Автомобили, работающие на системе MPFI, обычно будут стоить меньше, чем автомобиль с новой технологией GDI. Это связано с тем, что производство новых систем обходится дороже из-за наличия всех других необходимых компонентов, необходимых для функционирования системы.Системы GDI нуждаются в специально разработанных каталитических нейтрализаторах для обработки выбросов после рециркуляции выхлопных газов, но они по-прежнему склонны к накоплению углерода, который, как известно, ломается и вызывает дальнейшие проблемы.

Топливные насосы высокого давления также, по-видимому, являются ранней точкой отказа в автомобилях, использующих GDI, обычно из-за того, что насос низкого давления не работает должным образом. Более прочные форсунки также необходимы из-за чрезмерного воздействия тепла и давления камеры сгорания. Обычные топливные форсунки распыляют бензин со скоростью примерно от 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм (PSI), но прямые форсунки должны распылять топливо под давлением более 2000 фунтов на квадратный дюйм.При возникновении проблем требуется обслуживание на профессиональном уровне для диагностики исходной проблемы, чтобы ремонт был успешным. Это одна из причин, почему эти автомобили не только дороже, но и дороже в обслуживании и ремонте.

По мере развития технологий автомобили с GDI должны становиться проще и доступнее в производстве. На данный момент, независимо от того, что вы водите, Kwik Kar может убедиться, что ваша топливная система остается в хорошем рабочем состоянии. Если у вас есть вопросы о вашей системе впрыска топлива, очистителях топлива или о чем-либо другом, связанном с вашим автомобилем, пожалуйста, зайдите и спросите.Мы готовы помочь вам как в дороге, так и вне ее!

.