Как работает инжекторный двигатель: Инжекторный двигатель

Содержание

Как работает инжекторный двигатель?

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

Содержание статьи:

Датчики
Исполнительные элементы
Принцип работы
Карбюратор ил инжектор

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

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

Датчики инжекторного двигателя

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

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

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

Датчик абсолютного давлении и температуры двигателя (ДАД)

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

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

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

Датчик фаз (ДФ)

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

Датчик детонации

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

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)

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

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ)

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

Датчик кислорода

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

Исполнительные элементы

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

Топливный насос

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

Форсунка

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

Дроссельная заслонка

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

Регулятор холостого хода (РХХ)

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

Модуль зажигания

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

Принцип работы инжекторного двигателя

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

Видео: как работает бензиновый инжекторный двигатель внутреннего сгорания

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

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

Прогрев двигателя и датчик температуры двигателя

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

Что лучше, инжекторный или карбюраторный двигатель?

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

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

Инжекторный бензиновый двигатель

Инжекторным называют двигатель, оснащенный системой распределенного впрыска с электронным управлением

Двигатель

Инжекторный двигатель – это основной тип двигателя внутреннего сгорания, который используется в современных автомобилях.

По способу подачи топливной смеси все бензиновые двигатели делятся на карбюраторные и инжекторные. В карбюраторных моторах для подачи топлива и образования смеси происходит в механическом приспособлении под названием карбюратор, а в инжекторных двигателях смесь образуется непосредственно в приемном коллекторе, куда топливо впрыскивается при помощи электронно-управляемых форсунок.

История применения инжектора на бензиновых двигателях

Первую механическую систему впрыска, прообраз современного инжекторного двигателя, разработала фирма BOSCH. Система была установлена на серийном автомобиле Mercedes Benz 300SL в 1954 году. Изменения в системе подачи топлива не были кардинальными — вместо карбюратора использовался механизм дозирования с одной форсункой, который имел электронное управление. Позже такую конструкцию назовут «моновпрыск». Дозировка подачи происходила более точно по объему, но не в каждый цилиндр отдельно, а централизованно, как в карбюраторе.

Одну из первых систем электронного распределенного впрыска под названием Electrojector разработала американская фирма Bendix Corporation в 1957 году

После изобретения распределенного впрыска подача топлива к каждому цилиндру стала производится индивидуально. В этой системе впрыска образование топливной смеси происходит в непосредственной близости от впускных клапанов каждого цилиндра. Топливо поступает к форсункам по трубопроводу и распыляется ими в коллектор. Работа каждой форсунки регулируется. За счет этого контроль дозировки топлива и впрыска в каждый цилиндр удалось поднять на новый уровень.

Но конструкторы не остановились на этом и разработали систему с непосредственным впрыском топлива. Первый подобный серийный двигатель впервые продемонстрировал концерн Mitsubishi в 1996 году. В нем воздух подводится к границе камеры сгорания и впускного клапана, и только в самом цилиндре он встречается со струей бензина.

Устройство и принцип работы инжекторных двигателей

Мощность двигателя зависит от объема смеси воздуха и бензина, в единицу времени поступающего в камеру сгорания. Необходимость замены карбюратора на более совершенное устройство возникла из-за того, что в механическом устройстве (в данном случае, в карбюраторе) не удается реализовать достаточно быстрый отклик на изменение нагрузки на двигатель.

В Японии электронно-управляемый распределенный впрыск для серийного автомобиля предложила компания Toyota. Это была опция для модели Celica 1974 года

В инжекторной системе подача топлива производится впрыском во впускной коллектор с помощью форсунок. Эта система подачи топливо-воздушной смеси сложнее, но гибче и оперативнее карбюратора.

Схема работы системы впрыска инжекторного бензинового двигателя включает в себя сбор информации, ее обработку и подачу электронного сигнала на исполнительные устройства, в данном случае, на форсунки.

Механическая составляющая этой системы состоит из бензонасоса, перепускного клапана топливной магистрали (регулятора давления), устройства для поддержки холостого хода двигателя, и форсунок.

Форсунки бывают механическими и с электрическим приводом. В качестве привода используется электромагнит или пьезоэлемент.

Форсунка

Бензин распыляется форсункой под давлением через очень маленькое отверстие. С одной стороны, это позволяет добиться высокой точности дозировки и отличного распыла, с другой, качество топлива для инжекторных двигателей имеет огромное значение. Забитое отверстие не сможет хорошо распылять топливо, а значит, и оптимальной горючей смеси не получится.

Ассоциация NASCAR запретила использование карбюраторов на гоночных автомобилях одноименной лиги только в 2012 году

Электронно-управляемая форсунка выполняет команды компьютера и подает необходимое количество топлива в изменяемые в соответствии с текущей нагрузкой, точно рассчитанные промежутки времени. В бензиновых двигателях с распределенным впрыском с форсунками взаимодействуют свечи, играющие роль исполнительного устройства. Получив электрический импульс, форсунка под давлением впрыскивает топливо в цилиндр или впускной коллектор и перекрывает подачу после срабатывания свечи.

Блок управления двигателем

Роль компьютерного управления в работе системы впрыска

Самой сложной составляющей инжекторных бензиновых двигателей является электронный блок управления. В его схему входят ПЗУ — постоянное запоминающее устройство, ОЗУ — оперативное запоминающее устройство и микропроцессор. Он обрабатывает поступающие от датчиков электронные сигналы, анализирует информацию и сравнивает с данными, хранящимися в памяти компьютера. Встроенная программа учитывает особенности разнообразных режимов работы двигателя и внешние условия, в которых ему приходится работать. Если в информации обнаруживаются расхождения, компьютер выдает команды исполнительным механизмам для коррекции.

Применение распределенного впрыска сделало возможным появление системы отключения части цилиндров двигателей большого объема

Датчики, собирающие информацию о работе двигателя, действуют совместно с ЭБУ. Они расположены на разных узлах, входящих в конструкцию двигателя. Среди стандартных приборов сбора информации: датчик массового расхода воздуха;  датчик положения дроссельной заслонки;  датчик детонации;  датчик температуры охлаждающей жидкости;  датчик положения коленчатого вала и другие. На 16-клапанных двигателях дополнительно устанавливается датчик фаз.

Процесс работы инжекторной системы впрыска выглядит следующим образом: датчик расхода воздуха измеряет поступающую в двигатель массу газа и передает данные компьютеру. На основе этой информации и с учетом других текущих параметров — температуры воздуха и самого двигателя, скорости вращения коленчатого вала, степени и скорости открытия дроссельной заслонки — компьютер рассчитывает оптимальное количество топлива на данный объем воздуха и подает электрический импульс необходимой продолжительности на форсунки. Принимая этот импульс, они открываются и под давлением впрыскивают топливо во впускной коллектор.

Достоинства и недостатки инжекторных двигателей

Главное преимущество инжекторных бензиновых двигателей — экономичность. Она составляет 10-20% в сравнении с карбюраторными двигателями. Кроме того, в случае применения инжектора удается получить с того же рабочего объема двигателя большую мощность. Также, бесспорным преимуществом таких двигателей является меньшее содержание вредных веществ в выхлопных газах.

Минусом можно считать то, что в случае появления неисправности в системе инжекторного впрыска, диагностику и ремонт могут производить лишь квалифицированные специалисты. Сложность подобного профессионального обслуживания и является основным недостатком инжекторных бензиновых силовых установок.

Инжектор: описание,виды,устройство,неисправности,плюсы и минусы,фото

Nevada 1976Инжектор: описание,виды,устройство,неисправности,плюсы и минусы,фото 0 Comment

Содержание статьи

Инжекторный двигатель (двигатель с инжектором, англ. electronic fuel injection engine) — современный тип ДВС, оснащенный инжекторной системой топливного впрыска, которая пришла на смену моторам с карбюратором. Сегодня новые бензиновые автомобили оснащаются исключительно инжектором, так как данное решение способно обеспечить силовой установке необходимое соответствие строгим нормам касательно экономичности и токсичности отработавших газов.

Карбюратор проигрывает инжектору по общим показателям эффективности, так как инжекторные двигатели стабильнее работают, автомобиль получает улучшенную динамику разгона. Инжекторный агрегат потребляет меньше топлива, содержание вредных веществ в выхлопе снижается, так как топливо сгорает более полноценно. Управление системой полностью автоматизировано (в отличие от карбюратора), то есть не требует ручной подстройки во время эксплуатации. Что касается дизельных двигателей, система впрыска дизтоплива на таких моторах имеет ряд конструктивных отличий, хотя общий принцип работы инжектора на дизеле остается похожим на бензиновые аналоги.

Как работает инжектор

Инжекторная система включает в себя несколько дополнительных элементов, среди которых датчики, контроллер, бензонасос, регулятор давления. На контроллер поступает информация от многочисленных датчиков, которые сообщают электронике о расходе воздуха, оборотах коленвала, температуре охлаждающей жидкости, напряжении в сети авто, положении дроссельной заслонки и много других важных данных. На основе полученной информации контроллер (или ЭБУ – электронный блок управления) производит дозирование подачи топлива и управляет другими системами, приборами авто, обеспечивая наиболее оптимальный режим работы двигателя.

Схему работы инжектора можно рассмотреть и по-другому: электрический насос качает топливо, регулятор давления обеспечивает разницу давления в форсунках и впускным коллектором, а контроллер, получая информацию от датчиков, управляет системами двигателя, в т.ч. подачей топлива, распределением зажигания.

Плюсы и минусы инжектора

Одно из основных достоинств – более низкий по сравнению с карбюраторным двигателем расход топлива, обусловленный точечным впрыском. Также точное дозирование обеспечивает практически полное сгорание топлива в цилиндрах, что уменьшает токсичность выхлопных газов. В результате работы инжектора мотор работает в наиболее оптимальном режиме, что увеличивает его мощность (примерно на 5-10%) и продлевает срок службы.

К другим плюсам относится облегченный запуск в зимнее время (подогрев не требуется) и быстрое реагирование на изменение нагрузки, что улучшает динамические свойства авто. Но не обошлось и без минусов: инжектор обходится дороже карбюраторной системы, а его ремонт достаточно сложен и дорог. Если обслуживание карбюратора нередко сводится к промывке, продувке, то для одной только качественной диагностики инжектора требуется специальное оборудование, которое, учитывая российскую специфику, имеется далеко не в каждом автосервисе.

Схема работы инжектора

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

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

Устройство простейшего инжектора

Инжектор включает в себя такие исполнительные элементы, как:

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

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

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

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

НЕМНОГО ИСТОРИИ

Активно устанавливаться такая система питания на автомобилях стала со средины 80-х годов, когда начали вводиться нормы экологичности выбросов. Сама идея инжекторной системы питания появилась значительно раньше, еще в 30-х годах. Но тогда основная задача крылась не в экологичном выхлопе, а повышении мощности.

Первые инжеторные системы применялись в боевой авиации. На то время, это была полностью механическая конструкция, которая вполне неплохо выполняла свои функции. С появлением реактивных двигателей, инжекторы практически перестали использоваться в военной авиатехнике. На автомобилях же механический инжектор особо распространения не получил, поскольку он не мог полноценно выполнять возложенные функции. Дело в том, что режимы двигателя автомобиля меняются значительно чаще, чем у самолета, и механическая система не успевала своевременно подстраиваться под работу мотора. В этом плане карбюратор выигрывал.

Но активное развитие электроники дало «вторую жизнь» инжекторной системе. И немаловажную роль в этом сыграла борьба за уменьшение выброса вредных веществ. В поисках замены карбюратору, который уже не соответствовал нормативам экологичности, конструкторы вернулись к инжекторной системе, но кардинально пересмотрели ее работу и конструкцию.

ВИДЫ ИНЖЕКТОРОВ

Первые инжекторы, которые массово начали использовать на бензиновых моторах все еще были механическими, но у них уже начал появляться некоторые электрические элементы, способствовавшие лучшей работе мотора.

Современная же инжекторная система включает в себя большое количество электронных элементов, а вся работа системы контролируется контроллером, он же электронный блок управления.

Всего существует три типа инжекторных систем, различающихся по типу подачи топлива:

Центральная;
Распределенная;
Непосредственная.

1. ЦЕНТРАЛЬНАЯ

Центральная инжекторная система сейчас уже является устаревшей. Суть ее в том, что топливо впрыскивается в одном месте – на входе во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом и распределяется по цилиндрам. В данном случае, ее работа очень схожа с карбюратором, с единственной лишь разницей, что топливо подается под давлением. Это обеспечивает его распыление и более лучшее смешивание с воздухом. Но ряд факторов мог повлиять на равномерную наполняемость цилиндров.

Центральная система отличалась простотой конструкции и быстрым реагированием на изменение рабочих параметров силовой установки. Но полноценно выполнять свои функции она не могла Из-за разности наполнения цилиндров не удавалось добиться нужного сгорания топлива в цилиндрах.

2. РАСПРЕДЕЛЕННАЯ

Распределенная система – на данный момент самая оптимальная и используется на множестве автомобилей. У этого инжектора топливо подается отдельно для каждого цилиндра, хоть и впрыскивается оно тоже во впускной коллектор. Чтобы обеспечить раздельную подачу, элементы, которыми подается топливо, установлены рядом с головкой блока, и бензин подается в зону работы клапанов.

Благодаря такой конструкции, удается добиться соблюдения пропорций топливовоздушной смеси для обеспечения нужного горения. Автомобили с такой системой являются более экономичными, но при этом выход мощности – больше, да и окружающую среду они загрязняют меньше.

К недостаткам распределенной системы относится более сложная конструкция и чувствительность к качеству топлива.

3. НЕПОСРЕДСТВЕННАЯ

Система непосредственного впрыска на данный момент – самая совершенная. Она отличается тем, что топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, где уже и происходит смешивание его с воздухом. Эта система по принципу работы очень схожа с дизельной. Она позволяет еще больше снизить потребление бензина и обеспечивает больший выход мощности, но она очень сложная по конструкции и очень требовательна к качеству бензина.

ЭЛЕКТРОННАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ

Основным элементом электронной части системы является электронный блок, состоящий из контролера и блока памяти. В конструкцию также входит большое количество датчиков, на основе показаний которых ЭБУ выполняет управление системой.

Для своей работы ЭБУ использует показания датчиков:

Лямбда-зонд . Это датчик, который определяет остатки несгоревшего воздуха в выхлопных газах. На основе показаний лямбда-зонда ЭБУ оценивает как соблюдается смесеобразование в необходимых пропорциях. Устанавливается в выпускной системе авто.
Датчик массового расхода воздуха (аббр. ДМРВ). Этим датчиком определяется количество проходящего через дроссельный узел воздуха при всасывании его цилиндрами. Расположен в корпусе воздушного фильтрующего элемента;
Датчик положения дроссельной заслонки (аббр. ДПДЗ). Этот датчик подает сигнал о положении педали акселератора. Установлен в дроссельном узле;
Датчик температуры силовой установки. На основе показаний этого элемента регулируется состав смеси в зависимости от температуры мотора. Располагается возле термостата;
Датчик положения коленчатого вала (аббр. ДПКВ). На основе показаний этого датчика определяется цилиндр, в который необходимо подать порцию топлива, время подачи бензина, и искрообразование. Установлен возле шкива коленчатого вала;
Датчик детонации. Необходим для выявления образования детонационного сгорания и принятия мер для его устранения. Расположен на блоке цилиндров;
Датчик скорости. Нужен для создания импульсов, по которым высчитывается скорость движения авто. На основе его показаний делается корректировка топливной смеси. Установлен на коробке передач;
Датчик фаз. Он предназначен для определения углового положения распредвала. На некоторых автомобилях может отсутствовать. При наличии этого датчика в двигателе выполняется фазированный впрыск, то есть, импульс на открытие поступает только для конкретной форсунки. Если этого датчика нет, то форсунки работают в парном режиме, когда сигнал на открытие подается сразу на две форсунки. Установлен в головке блока;

Теперь коротко от том, как все работает. Элекробензонасос заполняет всю систему топливом. Контролер получает показания от все датчиков, сравнивает их с данными, занесенными в блок памяти. При несовпадении показаний, он корректирует работу системы питания так, чтобы добиться максимального совпадения получаемых

данных с занесенными в блок памяти.

Что касается подачи топлива, то на основе данных от датчиков, контролером высчитывается время открытия форсунок, чтобы обеспечить оптимальное количество подаваемого бензина для создания топливовоздушной смеси в необходимой пропорции.

При поломке какого-то из датчиков, контролер переходит в аварийный режим. То есть, он берет усредненное значение показаний неисправного датчика и использует их для работы. При этом возможно изменение функционирование мотора – увеличивается расход, падает мощность, появляются перебои в работы. Но это не касается ДПКВ, при его поломке, двигатель функционировать не может.

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного

Инжектор представляет собой принципиально другой способ подачи топлива в камеру сгорания по сравнению с карбюратором. Другими словами, в инжекторном моторе наибольшие конструктивные изменения коснулись системы питания и топливоподачи. В карбюраторном двигателе бензин смешивается с определенной частью воздуха во внешнем устройстве (карбюраторе). После образовавшаяся топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндры двигателя. Инжекторный двигатель имеет специальные инжекторные форсунки, которые дозировано впрыскивают горючее под давлением, после чего происходит смешение порции топлива с воздухом. Если сравнивать эффективность подачи горючего инжектором и карбюратором, мотор с инжектором оказывается до 15% мощнее. Также отмечается существенная экономия топлива на разных режимах работы двигателя.

Частые неисправности инжектора

Так как инжектор является сложной многокомпонентной системой, со временем отдельные элементы могут выходить из строя. Главной задачей инжектора является максимально возможная эффективность сгорания топлива, которая достигается благодаря поддержанию строго определенного состава рабочей смеси топлива и воздуха. В результате любой сбой в работе электронных датчиков приводит к дисбалансу в работе всей инжекторной системы, могут плавать обороты на холостом ходу или в движении, двигатель может троить или не заводиться, отмечается изменение цвета выхлопа и т.д.

В отдельных случаях ЭБУ может перевести мотор в аварийный режим. Силовой агрегат в такой ситуации не набирает обороты, на приборной панели горит «check» и т.п. Еще одной причиной неисправностей инжектора является загрязнение фильтрующих элементов в системе топливоподачи или самих инжекторных форсунок в результате использования бензина низкого качества. Для поддержания работоспособности топливный фильтр нужно своевременно менять. Не меньше внимания, особенно на автомобилях с пробегом более 50-70 тыс. км, заслуживает сетка-фильтр бензонасоса. Указанную сеточку бензонасоса рекомендуется менять или чистить.

Также желательно один раз в несколько лет мыть топливный бак параллельно замене или очистке указанной сетки-фильтра грубой очистки топливного насоса. Отметим, что важно определять и устранять неисправность инжектора своевременно, так как сбои в его работе могут существенно ухудшить общее состояние ДВС и привести к другим поломкам. Что касается засорения топливных форсунок, в этом случае двигатель хуже заводится, теряет мощность и начинает расходовать больше топлива. Нарушение формы факела распыла топлива (особенно в моторах с прямым впрыском) приводит к локальным перегревам, детонации двигателя, прогарам клапанов и т.д.

Также форсунки могут «лить» топливо, то есть не закрываться после прекращения импульса от ЭБУ. В этом случае избытки топлива попадают в камеру сгорания, затем могут проникать в выпускную систему и в систему смазки двигателя через неплотности в местах установки поршневых колец. В таких ситуациях сильно страдает весь двигатель, так как бензин разжижает масло и смазка нагруженных деталей ухудшается. Наличие топлива в выхлопной системе выводит из строя каталитический нейтрализатор (катализатор), который очищает отработавшие газы от вредных соединений.

Для предотвращения неисправностей инжектора форсунки необходимо периодически очищать. Дело в том, что наличие фракций и примесей в бензине постепенно загрязняет инжекторы, что и снижает их производительность, а также нарушает качество распыла топлива. Почистить форсунки можно двумя способами: со снятием или прямо на машине. Процедура очистки инжекторных форсунок на автомобиле предполагает то, что через инжекторы пропускается специальная промывочная жидкость для чистки инжектора.

Способ заключается в том, что от топливной рампы отсоединяется топливная магистраль, после чего вместо бензонасоса в систему начинает качать промывочную жидкость специальный компрессор вместо бензонасоса. Еще одним вариантом чистки инжектора является очистка со снятием форсунок в ультразвуковой ванне или на специальном промывочном стенде. Что касается ультразвука, форсунки помещаются в специальный аппарат или ванну, где волновые колебания «разбивают» отложения. Промывка форсунок со снятием на стенде представляет собой процедуру, когда имитируется работа форсунок в двигателе, при этом вместо бензина через них пропускается промывочная жидкость.

Датчик дроссельной заслонки: предназначение,типы,виды,неисправности,фото

Датчик холостого хода: принцип действия,устройство,виды,фото,назначение

Датчик расхода воздуха: принцип работы,виды,неисправности,фото

Обратный клапан топливной системы:функции,виды,устройство и принцип действия

Разбираем принцип работы и устройство инжектора

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

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

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

Содержание

Инжектор, как революция в автомобилестроении
Принцип работы инжектора в системе подачи топлива
Схема работы инжектора
Устройство простейшего инжектора

Инжектор, как революция в автомобилестроении

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

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

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

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

Принцип работы инжектора в системе подачи топлива

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

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

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

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

Система распределенного впрыска топлива, классифицируется по типам:

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

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

Схема работы инжектора

Устройство простейшего инжектора

Инжектор включает в себя такие исполнительные элементы, как:

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

Что такое инжектор в автомобиле и как он работает

Ещё буквально несколько десятков лет назад подавляющее большинство автомобилей работали исключительно на карбюраторных двигателях. В наше время новые машины с карбюратором отсутствуют, поскольку они полностью были заменены на инжекторные системы.

История инжектора началась с авиации, где в 1916 году советские конструкторы Микулин и Стечкин создали первый авиадвигатель, оснащённый системой впрыска топлива. Но массовое производство стартовало только через 20 лет, буквально перед началом войны. Причём изготовление инжекторов осуществлялось в Европе компанией Bosch.

На автотранспорте новые системы подачи топлива начали использовать только в 50-х годах прошлого века. Изначально ни сами автопроизводители, ни потребители не были заинтересованы в инжекторах. Спустя пару десятилетий встал вопрос относительно экологичности двигателей, плюс технологии достигли уровня, позволяющего заняться полноценным выпуском инжекторных систем.

Сейчас никто не будет спорить с тем фактом, что инжекторы преобладают на рынке, в то время как карбюраторы постепенно становятся историей.

Что это

Первым делом следует точно понять, что такое инжекторы на современных автомобилях. Инжекторными автомобильными системами называют современные ДВС, которые оснащаются специальной инжекторной системой для осуществления впрыска топлива. Происходит от слова injection, то есть инъекция или впрыск.

Все современные автомобили оснащаются только инжектором, что стало достойной альтернативой для уже морально и технически устаревших карбюраторных моторов. С их помощью достигается необходимый уровень производительности, экономичности и экологичности.

При выборе нового авто покупателей интересует, что же такое инжекторная машина и для чего в конструкции двигателя нужен инжектор. Это специальная система для подачи внутрь камеры сгорания необходимого количества воздуха и самого топлива, которая существенно отличается от карбюратора, где подача осуществляется самотёком.

Здесь же формируется смесь топлива и кислорода (воздуха), которая впрыскивается в рабочие цилиндры с помощью форсунок. Причём система сама определяет, в каких пропорциях нужно смешивать эти компоненты, опираясь на показания датчиков и контроллеров. Путём распыления, а не самотёка, удаётся значительно сэкономить топливо, повысить эффективность сгорания, снизить объём вырабатываемых выхлопных газов, а также поднять мощность силовой установки.

Дабы разобраться в том, что значит инжекторная машина, её стоит сравнить с карбюраторными аналогами, изучить разновидности имеющихся инжекторных автомобильных систем, а также понять их принцип работы и само устройство.

Инжектор против карбюратора

Ключевое отличие между этими двумя популярными системами можно отыскать в принципе функционирования более современного инжекторных двигателей. Они оснащаются принципиально иной схемой подачи горючего. А потому по принципу своей работы инжекторный двигатель точно отличается от карбюраторного условного конкурента.

Если не вдаваться в подробности, то инжекторный тип мотора наиболее сильно отличается от устаревшего карбюратора в плане устройства самой системы подачи в камеру топлива, и относительно питания силовой установки.

В случае с карбюраторными ДВС смешивание бензина с кислородом (воздухом) происходит в специальном отдельном устройстве, которое располагается с внешней стороны. Это и есть сам карбюратор. Когда смесь сформирована, она начинает всасываться в цилиндры. Причём это происходит так называемым самотёком.

Если же говорить о том, как же работают инжекторные двигатели, то здесь в системе предусмотрены специальные подающие форсунки. Они дозируют количество впрыскиваемого топлива, что происходит под определённым давлением, а затем это количество горючего смешивается с определённой порцией воздуха.

Эффективность автомобильного инжектора превышает карбюратор в среднем на 15%. То есть при прочих равных, силовая установка с инжекторной системой будет на 15% мощнее, чем аналогичный карбюраторный мотор.

Ещё одним весомым аргументом в пользу инжектора выступает вопрос экономии топлива. Вне зависимости от выбранного режима работы силовой установки, инжекторная система потребляет меньше горючего.

Виды

Выбирая себе автомобиль с инжекторной системой обеспечения подачи топлива, стоит обратить пристальное внимание на то, какой именно тип там используется.

Всего существует несколько подкатегорий:

одноточечные системы;
распределительные;
прямые.

Каждый представленный инжектор отличается тем, где расположен впрыск, а также где и в каком количестве находятся форсунки.

Одноточечные системы, которые также часто называют моновпрыском, являются самой первой разработкой. Её отличительной особенностью является наличие только одной форсунки, которая находится внутри впускного коллектора. То есть одна форсунка работает на благо всех цилиндров, которые предусмотрены на силовом агрегате. У такой системы достаточно много недостатков, из-за чего от неё начали отказываться. А затем моновпрыск и вовсе прекратил своё существование.
Разобрав все предыдущие ошибки, вслед за моновпрыском появилась система распределённого впрыска. Здесь также использует коллектор, но над каждым впускным клапаном цилиндра предусматривается своя отдельная форсунка.
Непосредственный впрыск считается самой новой и совершенной разработкой. Их принцип работы отличается от всех представленных остальных. Форсунки размещают таким образом, чтобы горючее подавалось прямо, то есть непосредственно в сам цилиндр. Подача идёт внутрь камеры сгорания, а не через коллектор. Чтобы разместить форсунки, были использованы головки цилиндров. Во многом эта система напоминает подачу и образование топливной смеси, реализованную в дизельных моторах.

Помимо этой классификации, также различают системы в зависимости от предусмотренного типа впрыска.

Всего выделяют 3 варианта впрыска на инжекторах распределённого типа:

Одновременный. Здесь сразу все форсунки в такой системе осуществляют впрыск топливовоздушной смеси.
Попарно-параллельный. Отличительной особенностью является парное открытие рабочих форсунок. То есть одна открывается непосредственно перед самим впрыском, а вторая перед одним из тактов двигателя, который называется выпуском.
Фазированный. Отличается система тем, что форсунка открывается непосредственно перед впуском.
Прямой. Осуществляется непосредственно в сам рабочий цилиндр.

Инжекторные автомобили постепенно развиваются и совершенствуются. Инженерам удаётся извлекать максимум из потенциала этих систем.

Устройство и принцип работы

Чтобы разобраться детальнее в принципе работы инжектора, нужно посмотреть на его основные компоненты. Любая инжекторная система состоит из нескольких базовых элементов. А именно из:

топливных форсунок;
топливной рампы;
насоса;
датчиков;
ЭБУ.

Каждый компонент играет свою ключевую роль в том, как работает инжектор с установленными внутри него топливными подающими форсунками.

Форсунки. Являются основным, главным элементом всей подающей системы. Именно форсунки стали причиной для названия инжектора, поскольку они предназначены для распыления и подачи через специальные впускные коллекторы или напрямую в камеру сгорания топлива. Форсунка состоит из корпуса, внутри которого размещается клапан. Этот клапан обязательно электромагнитного типа. Он открывает и закрывает распылитель (форсунку). Сам процесс распыления осуществляется за счёт наличия отверстия кольцевой формы, предусмотренного между иглой и стенками корпуса. Игла управляется клапаном.
Рампа. Важный элемент для современных автомобильных инжекторных систем, которые функционируют по принципу распределённого впрыска. С помощью рампы топливо подаётся на все установленные форсунки, и объединяет их в общую систему.
Насос. Поскольку топливо в случае с инжекторами подаётся под определённым давлением, для его создания нужен электронасос.
ЭБУ. Блок управления полностью отвечает за контроль и процесс подачи формируемой топливовоздушной смеси. Внешне напоминает небольшой блок, соединённый с разными датчиками, форсунками, топливным насосом, а также системой зажигания и прочими элементами. ЭБУ собирает информацию с разных контроллеров и датчиков, что позволяет ему правильно определять пропорции горючего и воздуха, в нужный момент выполнять впрыск и т. д.
Датчики. С помощью датчиков фиксируются различные показатели в условиях реального времени. Причём каждый автопроизводитель определяет перечень датчиков, к которым подключается ЭБУ. Чем больше информации передают контроллеры на блок управления, тем эффективнее работает вся система.

Все эти компоненты тесно связаны друг с другом и постоянно взаимодействуют. Именно на этом взаимодействии базируется принцип работы самого инжекторного двигателя.

Выглядит это примерно следующим образом:

включается зажигание;
питание идёт на насос, расположенный в топливном баке;
насос передаёт топливо по магистрали под давлением;
форсунки располагаются на рейке;
через рейку топливо поступает к форсунке;
дополнительно на рейке (рампе) находятся регуляторы давления;
датчики передают на ЭБУ необходимую для анализа информацию;
блок синхронизирует впрыск, подавая на форсунки специальные управляющие импульсы;
импульсы вынуждают рабочие форсунки открываться в заданный момент времени.

Если говорить простым языком, то горючее распыляется с помощью рабочих форсунок в самом коллекторе, там смешивается с кислородом (воздухом) и подаётся в камеру сгорания через клапаны.

Неоспоримым преимуществом современной инжекторной топливоподающей системы является способность автоматически за доли секунды менять режим работы двигателя, опираясь на текущие условия.

Такая высокая точность в работе системы стала возможной за счёт использования электроники, объединённой в блок управления всем автомобильным двигателем.

Каждый датчик непрерывно передаёт информацию в ЭБУ, который её анализирует и корректирует работу системы по мере необходимости. Это позволяет добиться необходимой мощности, производительности, экономичности и экологичности.

Преимущества и недостатки

Объективно в мире современных автомобилей вряд ли стоит выбор между инжекторным и карбюраторным двигателем. Преимущества однозначно на стороне инжектора.

Но даже при таких условиях не лишним будет знать, какими сильными и слабыми сторонами характеризуется инжекторный силовой агрегат.

К его основным преимуществам относят следующие моменты:

Двигатель автоматически меняет режим своей работы. Он напрямую зависит от того, какие текущие условия. Именно это даёт инжектору огромную фору перед карбюратором. Водителю ничего не нужно делать, чтобы заставить мотор работать иначе. Он проанализирует происходящее, и поменяет свою работу, чтобы добиться оптимальных показателей.
Ручные настройки. Их попросту нет. И это ещё один весомый аргумент в пользу инжектора. Автомобилистам нет необходимости залезать под капот, что-то настраивать, крутить и менять. Электроника всё делает самостоятельно.
Экономичность. Одним из факторов перехода и карбюраторов на инжекторы стал вопрос целесообразного использования ресурсов. Инжекторы на практике доказывают, что они требуют меньше топлива при большей мощности и скорости. При прочих равных, инжектор потребляет в среднем на 15-20% меньше горючего, чем некогда конкурент в лице карбюраторной системы.
Экологичность. Именно из-за необходимости сохранения экологии инженеры приступили к активному производству инжекторных систем. Без инжектора добиться соответствия нынешним крайне жёстким экологическим стандартам было бы невозможно.
Простейший запуск мотора. Это достигается за счёт наличия автоматического определения оптимальной работы. В итоге при любой погоде и температуре инжекторы запускаются безо всяких проблем.

Но не стоит торопиться с выводами. Помимо очевидных преимуществ, у инжекторных систем также имеются определённые недостатки.

К основным минусам относятся:

Сложная конструкция. Инжекторный силовой агрегат действительно устроен намного сложнее, чем тот же карбюраторный мотор. Но в настоящее время это уже не является серьёзной проблемой. Работники автосервисов легко справляются со всеми задачами, связанными с инжекторами. Да и сами автовладельцы научились решать ряд вопросов своими силами.
Стоимости. Конструктивные особенности повлекли за собой увеличение затрат на производство компонентов и сборку. Это стало причиной повышения стоимости самого двигателя.
Проблема ремонта элементов системы подачи горючего. Некоторые компоненты вовсе не поддаются восстановлению, а другие очень сложно отремонтировать. Потому зачастую проще сразу поменять деталь, чем пытаться вернуть её к жизни. А это дополнительные финансовые затраты.
Требования к топливу. Если карбюратор мог переваривать практически всё, для инжектора важно заливать в бак достаточно хорошее топливо с определёнными характеристиками и составом. Их определяет сам автопроизводитель. Заправка на дешёвых и сомнительных АЗС часто становится причиной многих поломок и неисправностей.
Ремонт и обслуживание. Инжектор требует умелых рук и профессионального подхода. Специалисты не рекомендует пытаться самостоятельно ремонтировать и обслуживать эти системы, поскольку любая ошибка может привести к серьёзным негативным последствиям. Чтобы грамотно обслужить некоторые элементы, требуется специальный инструмент и профессиональное оборудование. Хотя мелкий ремонт всё ещё доступен для выполнения своими руками. Поменять те же расходники можно самостоятельно.
Зависимости от электричества. Если в бортовой сети пропадёт напряжение, разрядится аккумулятор, двигатель перестанет работать. Потому в случае с инжекторами предъявляются повышенные требования к качеству используемых аккумуляторных батарей. Также крайне важно следить за работой генератора и поддерживать его работоспособность.

Исходя из всего сказанного выше, можно сказать, что многие недостатки достаточно условные, и воспринимать их как серьёзные минусы вряд ли стоит. Особенно при учёте таких преимуществ, которые объективно делают инжектор приоритетным выбором для автомобилиста.

Характерные неисправности

Сложная и многокомпонентная конструкция является одновременно преимуществом и недостатком инжекторной системы. Некоторые элементы с течением времени и при неправильной эксплуатации могут ломаться, их работоспособность нарушается, что приводит к необходимости проведения ремонтных работ.

Инжектор направлен на то, чтобы максимально эффективно сжигать топливо. Это стало возможным благодаря электронному управлению, которое определяет оптимальный состав смеси, состоящей из топлива и кислорода.

Существует несколько наиболее распространённых неисправностей, которые встречаются в работе инжектора на современных автомобилях.

Поломка или сбой в работе датчиков. Вне зависимости от того, какой именно датчик пострадал, нарушается общий баланс в работе всей инжекторной топливной системе. Подобная ситуация приводит к появлению плавающих оборотов во время движения и при холостых оборотах. Также не запускается двигатель или мотор троит. Всё это обусловлено тем, что воздух и топливо смешиваются в неправильных пропорциях. Часто это можно заметить по изменённому цвету выхлопа. Иногда сбой датчиков привод к переходу двигателя в режим аварийной работы. В итоге обороты не могут набираться, на приборной доске горит соответствующая лампа.
Загрязнение фильтров или форсунок. Ещё одна распространённая ситуация, которая происходит в основном по вине самого автовладельца. Подобная неисправность актуальна для инжекторных машин, которые заправляют низкокачественным топливом. Примеси и разный мусор в горючем забивает фильтр, а в дальнейшем могут загрязниться и сами форсунки. Если они забиваются, то нарушается форма факела распыления. Это приводит к локальному повышению температуры, детонации и прогоранию клапанов. Чтобы не допускать такой ситуации, фильтр подлежит обязательной периодической замене. Дополнительно стоит менять фильтрующую сетку на бензонасосе при пробеге свыше 70 тысяч километров, а также 1 раз в 3-4 года мыть топливный бак.
Льющие топливо форсунки. Такое происходит по причине того, что форсунки не закрываются после прекращения подачи импульсов со стороны электронного блока управления. В итоге часть топлива проникает внутрь камеры сгорания, в систему выпуска смазки двигателя, просачиваясь через поршневые кольца. Это приводит к печальным последствиям для всего двигателя. Ведь топливо смешивается с маслом, и смазочные характеристики существенно снижаются. Если топливо окажется в выхлопной системе, ломается катализатор, предназначенный для очистки выхлопа от вредных примесей.
Выход из строя бензонасоса. В нём может падать давление ниже установленных автопроизводителем норм. Причины поломки бывают разные, но в основном это загрязнения. От этого падает производительность самих форсунок.

Наиболее важной процедурой, которую часто автовладельцы инжекторных машин проводят своими руками, считают очистку форсунок. Чистят их путём снятия или непосредственно на силовой установке.

Промывка на двигателе предусматривает использование специальных промывочных составов. Они заливаются в двигатель и прокачиваются по системе. При этом от рампы следует отключить топливную магистраль, а на место топливного насоса поставить компрессор. Именно с его помощью по всей системе прокачивается специальная промывка, предназначенная для инжекторов.

Другой вариант подразумевает снятие форсунок и использование ультразвуковой ванный на стенде. Но такое доступно только в специализированных автосервисах. Реализовать подобную промывку в гаражных условиях практически невозможно.

Суть ультразвуковой ванны заключается в том, что специальный аппарат волновыми колебаниями воздействует на скопившиеся отложения, и разрушает их.

https://www.youtube.com/watch?v=XhSyHJkh5xg

Полезные советы

Если в вашем распоряжении оказался автомобиль с инжекторным двигателем, то используемая здесь система распределения топливовоздушной смеси предполагает соблюдение некоторых правил и рекомендаций.

Это позволит поддерживать работоспособность силовой установки, сохранять её в целостности, избегать характерных неисправностей и предотвращать дорогостоящий ремонт.

Рекомендуется менять на двигателе топливный фильтр. Такая процедура осуществляется не реже 1 раза на каждые 15 тысяч километров пробега.
Обязательно периодически нужно очищать форсунки. Если опыта и навыков по самостоятельной очистке нет, лучше доверить эту процедуру специалистам.
Чистка форсунок осуществляется с периодичностью около 30-40 тысяч километров.
Также для уверенной и безотказной работы инжектора большая роль отводится используемому топливу. Чем выше качество горючего, тем меньше проблем возникнет в работе инжекторной системы.
Для профилактики часто применяются очистители, которые удаляют загрязнения в топливной системе. Их добавляют непосредственно в само горючее. Но подобные присадки актуально использовать на новых автомобилях, а также после проведения глубокой очистки. Присадки профилактические, и об этом важно помнить. Нет необходимости в подобных добавках, когда форсунки уже загрязнены. Сначала их нужно очистить. А уже для дальнейшего предотвращения сильного загрязнения допускается периодически заливать в бак присадки.
Никогда не ждите, пока автомобиль начнёт проявлять симптомы загрязнения форсунок. Опытные автомобилисты отмечают, что такую процедуру лучше проводить заранее. При тех условиях эксплуатации, которые актуальны для большинства регионов России, промывать форсунки следует перед каждым вторым плановым техобслуживанием.
Если вы используете промывочные жидкости, чтобы очистить форсунки, делать это нужно перед заменой масла в двигателе.

Замена топливного фильтра

Уход за инжектором является прямой обязанностью каждого автовладельца. Грамотная эксплуатация, своевременная профилактика и очистка позволит сохранить работоспособность двигателя в течение длительного времени.

Инжекторы действительно являются лучшим вариантом для ДВС в настоящее время. Несмотря на имеющиеся недостатки, преимущества объективно превосходят их. Тут главное рационально использовать те возможности, которые даёт инжекторная система, а также правильно распоряжаться моторесурсом.

Принцип работы инжекторного двигателя автомобиля

Система датчиков инжекторных двигателей

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

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

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.

Наиболее частые проблемы в работе инжектора

Вследствие повышенной сложности устройства инжекторного двигателя, его компоненты в процессе эксплуатации подвержены поломкам. Разбалансированность пропорций топлива и воздуха при подаче в камеру сгорания приводит к следующим проблемам:

плавающие обороты как во время движения, так и на холостом ходу;
троение двигателя;
увеличение расхода топлива;
снижение мощности силового агрегата;
изменение цвета выхлопных газов;
мотор не увеличивает обороты;
возникают детонации;
прогорают клапаны;
двигатель не заводится.

Если при эксплуатации транспортного средства появились описанные симптомы, это значит, что инжекторный двигатель нуждается в срочном техническом обслуживании с последующей заменой запчастей и настройками системы.

Вероятность возникновения сбоев в работе силового агрегата зависит от степени загрязнения топливного фильтра, отверстий распыляющих форсунок. Чаще всего эти механизмы засоряются при использовании некачественного бензина. Если транспортное средство имеет внушительный пробег более 60 000 км, рекомендуется прочищать либо полностью менять сетку бензонасоса.

Принцип работы инжектора

Бак является емкостью для бензина, где он хранится и подается в систему. Электробензонасос располагается в баке, то есть забор топлива производится непосредственно им, причем этот элемент обеспечивает подачу топлива под давлением.

Далее в систему установлен топливный фильтр, обеспечивающий очистку бензина от сторонних примесей. Поскольку бензин находится под давлением, то передвигается он по топливопроводу высокого давления.

Для предотвращения превышения давления, в систему входит регулятор давления. От фильтра, через него по топливопроводам бензин движется в топливную рампу, соединенной со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.

Раньше форсунки были полностью механическими, и срабатывали они от давления топлива. При достижении определенного значения давления топливо, преодолевая усилие пружины форсунки, открывало клапан подачи и впрыскивалось через распылитель.

Современная форсунка – электромагнитная. В ее основе лежит обычный соленоид, то есть проволочная обмотка и якорь. При подаче электрического импульса, который поступает от ЭБУ, в обмотке образуется магнитное поле, воздействующее на сердечник, заставляя его переместиться, преодолев усилие пружины, и открыть канал подачи. А поскольку бензин подается в форсунку под давлением, то через открывшийся канал и распылитель бензин поступает в коллектор.

С другой стороны через воздушный фильтр в систему засасывается воздух. В патрубке, по котором движется воздух, установлен дроссельный узел с заслонкой. Именно на эту заслонку и воздействует водитель, нажимая на педаль акселератора. При этом он просто регулирует количество воздуха, подаваемого в цилиндры, а вот на дозировку топлива водитель вообще никакого воздействия не имеет.

Электронная составляющая

Основным элементом электронной части инжекторной системы подачи топлива является электронный блок, состоящий из контролера и блока памяти. В конструкцию также входит большое количество датчиков, на основе показаний которых ЭБУ выполняет управление системой.

Для своей работы ЭБУ использует показания датчиков:

Лямбда-зонд . Это датчик, который определяет остатки несгоревшего воздуха в выхлопных газах. На основе показаний лямбда-зонда ЭБУ оценивает как соблюдается смесеобразование в необходимых пропорциях. Устанавливается в выпускной системе авто.
Датчик массового расхода воздуха (аббр. ДМРВ). Этим датчиком определяется количество проходящего через дроссельный узел воздуха при всасывании его цилиндрами. Расположен в корпусе воздушного фильтрующего элемента;
Датчик положения дроссельной заслонки (аббр. ДПДЗ). Этот датчик подает сигнал о положении педали акселератора. Установлен в дроссельном узле;
Датчик температуры силовой установки. На основе показаний этого элемента регулируется состав смеси в зависимости от температуры мотора. Располагается возле термостата;
Датчик положения коленчатого вала (аббр. ДПКВ). На основе показаний этого датчика определяется цилиндр, в который необходимо подать порцию топлива, время подачи бензина, и искрообразование. Установлен возле шкива коленчатого вала;
Датчик детонации. Необходим для выявления образования детонационного сгорания и принятия мер для его устранения. Расположен на блоке цилиндров;
Датчик скорости. Нужен для создания импульсов, по которым высчитывается скорость движения авто. На основе его показаний делается корректировка топливной смеси. Установлен на коробке передач;
Датчик фаз. Он предназначен для определения углового положения распредвала. На некоторых автомобилях может отсутствовать. При наличии этого датчика в двигателе выполняется фазированный впрыск, то есть, импульс на открытие поступает только для конкретной форсунки. Если этого датчика нет, то форсунки работают в парном режиме, когда сигнал на открытие подается сразу на две форсунки. Установлен в головке блока.

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.

Чем отличается инжектор от карбюратора

Принцип, по которому карбюратор подает смесь бензина с кислородом в камеры сгорания двигателя, – разница в давлении. Принудительного впрыска здесь нет, и топливоподача происходит с помощью всасывания топлива. Значит, часть мощности силового агрегата тратится на этот процесс.

Количество воздуха в топливной смеси автоматически не регулируется. Карбюратор настраивается механическим путем еще до поездки, и эта настройка универсальная. Но в этом есть некоторые недостатки. Двигатель в определенные моменты способен получать от карбюратора больше топлива, чем он может переработать. В итоге часть бензина не сгорает, а выходит вместе с выхлопными газами, что наносит вред окружающей среде и не экономит топливо.

В случае же с инжектором происходит принудительная подача топлива в камеры сгорания при помощи форсунок, а количество бензина регулируется электроникой, которая и отвечает за приготовление топливовоздушной смеси.

Выхлоп инжекторного автомобиля менее токсичен, не так вреден для окружающей среды, как карбюраторный, потому что в нем меньше несгоревшего бензина.

В этом и заключаются отличия системы питания карбюраторного двигателя от инжекторного. Теперь перейдем к вопросу «что лучше» не для экологии, а для водителя и автомобиля.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Что такое объем двигателя автомобиля?
Устройство, виды и назначение фильтра тонкой очистки топлива
Датчик коленвала: признаки неисправности

Плюсы двигателя с инжекторной топливоподачей

Если допустить, что остальные устройства в двух автомобилях идентичны и различны только способы подачи топлива, то большая мощность остается у инжекторного мотора. Разница в лошадиных силах между карбюраторным и инжекторным ДВС может составлять 10%. Эти отличия достигаются за счет другого впускного коллектора, точно выставляемого в каждый момент угла опережения зажигания, и другого способа подачи топлива.
Инжекторные моторы, по сравнению с карбюраторными аналогами, отличаются топливной экономичностью за счет точной дозированной подачи бензина. При таком способе 100% бензина сгорает в камерах двигателя, превращая тепловую энергию в механическую.
Основная причина перехода всех мировых автопроизводителей на инжекторную систему – экологичность. Карбюраторные выхлопы более токсичны.
В морозную погоду инжекторный двигатель не нуждается в дополнительном прогреве перед запуском.
Инжекторы намного надежнее карбюраторов, их выход из строя встречается реже, по сравнению с неисправностями карбюраторов.
Инжекторные двигатели не имеют катушку-трамблер. Эта деталь часто выходит из строя на машинах с карбюраторной топливоподачей.

Минусы инжекторов

Хоть инжектор надежен, но он выходит из строя. А для его диагностики и последующего ремонта необходимо специализированное оборудование. Ремонт в условиях «гаража» невозможен, для этого нужен опыт и квалификация. Ремонт этого устройства на СТО, как и обслуживание с профилактикой – работа дорогостоящая.
Инжектор требует только качественного топлива. Если топливо содержит некоторое количество механических примесей, то нормальная его работа затруднена. Он быстро засорится и выйдет из строя. А чистка и ремонт стоят недешево.
Следующий недостаток касается двигателей, на которые вместо карбюратора установили инжектор. В результате доработки повысится количество сгораемого в двигателе топлива, что повышает его рабочую температуру. Это чревато возможным перегревом ДВС со всеми вытекающими последствиями.

Плюсы карбюраторных систем

В плане обслуживания карбюраторы считаются простыми устройствами. Для их ремонта не нужно специализированное оборудование и инструмент. Все необходимое для этого найдёте в гараже.
Стоимость деталей – невысока. В случае невозможности ремонта можно купить новый карбюратор. По сравнению с инжектором его стоимость низкая.
Карбюратор не требует высокого качества топлива. Он нормально работает на бензине с низким октановым числом. Небольшое количество механических примесей несильно затруднит его работу. Максимум – забьются жиклеры.

Минусы карбюраторов

Недостатков у карбюраторных систем намного больше, чем достоинств, и поэтому существует тенденция на их замещение инжекторами.

Автомобиль, двигатель которого оснащен карбюратором, потребляет больше бензина, чем инжекторный аналог. Причем излишнее потребление топлива не переходит в дополнительную мощность. Топливо не догорает и выбрасывается в атмосферу;
Карбюратор не любит перепадов температур. Он чувствителен и к повышенной, и к пониженной температуре окружающей среды. Зимой его детали примерзают друг к другу. Это происходит из-за образования внутри него конденсата;
Низкая экологичность.

Преимущества и недостатки

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

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

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

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

Устройство инжектора

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

Устройство системы питания инжектора:

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

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

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

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

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

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

Как работает система питания инжекторного двигателя?

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

Нужно ли прогревать инжекторный двигатель зимой

Среди автовладельцев часто возникают дискуссии по поводу, прогревать ли инжекторный двигатель зимой. Известно, что инжекторный двигатель и карбюраторный существенно различаются. Моторы, оснащенные инжекторным впрыском, более технологичны, материалы изготовления рабочих элементов обладают улучшенными характеристиками, смазочные жидкости более приспособлены к работе при пониженных температурах. Отмечается существенная разница в работе и холодном запуске бензиновых моторов, карбюраторного и инжекторного типов.

Однако, вопреки представленным доводам, существуют приверженцы предварительного прогрева инжекторов, особенно в зимние месяцы.

Как работает впрыск топлива?

Как работает впрыск топлива? | Совет вашего механика

Задайте вопрос, получите ответ как можно скорее!

☰

ЗАПРОСИТЬ ЦЕНУ

Сэкономьте на ремонте автомобилей

Получить предложение

Когда дело доходит до работы двигателя, мало что важнее, чем подача топлива. Весь воздух, который вы можете нагнетать в цилиндры, ничего не сделает без соответствующего количества топлива для сжигания. По мере развития двигателей на протяжении двадцатого века наступил момент, когда карбюраторы стали самым слабым звеном в трансмиссии с точки зрения эффективности и надежности. Впрыск топлива с тех пор стал стандартной функцией в каждом новом автомобиле.

Топливные форсунки распыляют газ, обеспечивая более равномерное и стабильное воспламенение в камере сгорания. В отличие от карбюраторов, которые полагаются на разрежение, создаваемое двигателем для подачи топлива в цилиндры, системы впрыска топлива точно подают постоянный объем топлива. В современных автомобилях используются электронные системы впрыска топлива, которые контролируются ЭБУ.

Рост популярности впрыска топлива был столь же предсказуем, как и рост популярности самих автомобилей. На рубеже 20-го века для автомобиля было невероятно развивать скорость 60 миль в час. На рубеже 21-го века люди стонали из-за пробок, движущихся по шоссе со скоростью всего 60 миль в час. Автомобили сегодня более надежны и более приспособлены к комфорту и безопасности пассажиров, чем кто-либо мог себе представить столетие назад.

Что заменил впрыск топлива?

Системы впрыска топлива предлагались в качестве модернизации карбюраторов, когда они впервые появились, и оставались в этой роли до 1980-х годов, когда они стали стандартным оборудованием на каждом новом автомобиле. Впрыск топлива предлагает ряд преимуществ по сравнению с карбюратором, но в конечном итоге стоимость производства убила карбюратор.

Долгое время карбюраторы были самым простым и дешевым способом для производителей автомобилей подавать топливо в цилиндры своих двигателей. Серия дефицитов нефти в 1970-е годы заставили правительство регулировать экономию автомобильного топлива. Когда производителям потребовалось разработать более эффективные конструкции карбюраторов и изготовить более сложные детали, стоимость производства автомобилей с карбюратором стала достаточно высокой, и впрыск топлива стал более рентабельным решением.

Для потребителей это была отличная новость. Автомобили с впрыском топлива ездят более стабильно и требуют обслуживания и настройки значительно реже. Выбросы также легче контролировать, а экономия топлива повышается за счет более эффективной подачи топлива. Существует множество различных систем впрыска топлива, но все их можно разделить на две категории: механический впрыск топлива и электронный впрыск топлива.

Электронный впрыск топлива (EFI)

Электронный впрыск топлива позволяет очень точно контролировать количество топлива, впрыскиваемого в цилиндры. Для этого следует довольно простой процесс:

Топливо выходит из топливного бака через топливный насос . Он проходит через топливопроводы к двигателю.
Регулятор давления топлива сужает поток топлива и пропускает к форсункам только расчетное количество.
Регулятор давления топлива знает, сколько топлива пропустить к форсункам по сигналу датчика массового расхода воздуха (ДМРВ). Этот датчик отслеживает, сколько воздуха поступает в двигатель в любой момент времени. Общий объем воздуха, поступающего в двигатель, вместе с оптимальным соотношением воздух/топливо, установленным производителем, дает электронному блоку управления (ECU) достаточную информацию для расчета точного количества топлива, необходимого двигателю.
Сами топливные форсунки открываются, чтобы распылить газ прямо в камеру сгорания или в корпус дроссельной заслонки.

Механический впрыск топлива

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

Помимо того, что эти системы были более точными, они не сильно отличались от своих карбюраторных аналогов. Однако они были чрезвычайно полезны для авиационных двигателей. Карбюраторы плохо работают против гравитации. Чтобы справиться с перегрузками, создаваемыми самолетами, был разработан впрыск топлива. Без впрыска топлива нехватка топлива привела бы к остановке многих авиационных двигателей во время сложных маневров.

Впрыск топлива будущего

В будущем впрыск топлива будет становиться все более и более точным, повышая эффективность и безопасность. С каждым годом двигатели имеют больше лошадиных сил и производят меньше отходов на одну лошадиную силу.

топливо

экономия топлива

топливная система

Заявления, приведенные выше, предназначены только для информационных целей и требуют независимой проверки. Пожалуйста, смотрите наш
условия обслуживания
для более подробной информации

Отличные оценки авторемонта.

4.2 Средняя оценка

Часы работы

7:00–21:00

7 дней в неделю

Номер телефона

1 (855) 347-2779

Часы работы телефона

с понедельника по пятницу / с 6:00 до 17:00 по тихоокеанскому стандартному времени

Сб — Вс / 7:00 — 16:00 по тихоокеанскому стандартному времени

Адрес

Мы приедем к вам без дополнительной оплаты

Гарантия

Гарантия 12 месяцев/12 000 миль

Наши сертифицированные выездные механики выполняют более 600 услуг, включая диагностику, тормоза, замену масла, плановые ТО, и приедут к вам со всеми необходимыми запчастями и инструментами.

Получите честное и прозрачное предложение прямо перед бронированием.

Механик со стажем?

Зарабатывайте до

$70/час

Подать заявку

Нужна помощь с вашим автомобилем?

Наши сертифицированные мобильные механики выезжают на дом в более чем 2000 городов США. Быстрые, бесплатные онлайн-расценки на ремонт вашего автомобиля.

ПОЛУЧИТЬ ЦЕНУ

Статьи по Теме

Советы по экологичному автомобилю

Вождение Вождение автомобиля — самый удобный способ передвижения в современном мире. Автомобиль представляет собой мгновенную мобильность по требованию, и с этим приходит большая личная свобода. Недостатком является то, что традиционные автомобили, представляющие…

Как заменить топливный шланг

Топливный шланг выходит из строя, когда под автомобилем видны утечки или трещины в шланге, а также когда вокруг автомобиля ощущается запах паров газа.

Что означает сигнальная лампа низкого уровня топлива?

Индикатор низкого уровня топлива предупреждает вас, когда ваш автомобиль приближается к пустому топливному баку. Перед тем, как проехать еще несколько миль, его следует заправить.

Просмотрите другой контент

Услуги

Сметы

Города

Наша команда обслуживания доступна 7 дней в неделю, с понедельника по пятницу с 6:00 до 17:00 по тихоокеанскому времени, с субботы по воскресенье с 7:00 до 16:00 по тихоокеанскому стандартному времени.

1 (855) 347-2779 · [email protected]

Читать часто задаваемые вопросы

ЗАПРОСИТЬ ЦЕНУ

Понимание системы впрыска топлива вашего автомобиля

Вы здесь

Главная | Понимание системы впрыска топлива вашего автомобиля

Дэн — опытный автожурналист с более чем 20-летним стажем. Он был редактором таких изданий, как Fast Ford и Redline, а его последним проектом было превращение старого Renault Trafic в семейный дом на колесах.

Способ подачи топлива в камеры сгорания двигателя сильно изменился за последние годы. Раньше он поступал через так называемый карбюратор, относительно простой, но неэффективный и капризный компонент.

В 1990-х годах эта система была быстро заменена системой впрыска топлива, которая соответствовала новым жестким стандартам выбросов, введенным в то время, и при этом повышала производительность двигателя.

Раньше впрыск топлива был дорогим и ассоциировался с автомобилями премиум-класса, но теперь каждый автомобиль оснащен впрыском топлива.

Как правило, это надежно, но все же полезно знать, как работает система, где она находится и как определить, когда она работает. Здесь мы ответим на эти и другие вопросы…

Что такое система впрыска топлива?

Заманчиво сказать, что это именно то, что следует из названия, за исключением того, что существуют различные типы систем, включая прямые и непрямые.

В конечном счете, они делают то же самое: впрыскивают точно откалиброванную топливную струю в камеру сгорания двигателя или рядом с ней именно тогда, когда это необходимо. В бензиновых и дизельных двигателях используются системы впрыска топлива.

Зачем он нужен двигателю?

Без какой-либо системы подачи топлива, будь то карбюратор или система впрыска, двигатель работать не будет.

Прелесть системы впрыска топлива в том, что она гораздо более управляема, чем старомодный карбюратор. Отчасти поэтому современные двигатели намного эффективнее (чистее, экономичнее и мощнее), чем когда-то.

Как выглядит система впрыска?

Вам придется разобрать большую часть двигателя, чтобы увидеть его, потому что он состоит из нескольких отдельных компонентов:

Модуль подачи топлива, содержащий такие элементы, как электрический топливный насос высокого давления и топливный фильтр.
Регулятор впускного воздуха, чтобы убедиться, что количество воздуха точно соответствует двигателю.
Электронный блок управления и датчики для обеспечения точного впрыска нужного количества топлива в поток всасываемого воздуха.
Топливные форсунки, установленные на топливораспределительной рампе для подачи топлива в двигатель.

Как работает система впрыска?

Модуль подачи топлива подает топливо под давлением к форсункам, по одной на цилиндр. Количество топлива, поступающего в форсунку, точно контролируется ЭБУ, который учитывает температуру воздуха, положение дроссельной заслонки, частоту вращения двигателя, крутящий момент двигателя и данные о выхлопе, полученные от датчиков внутри и вокруг двигателя, чтобы регулировать подачу при каждом такте впуска.

Воздух поступает через впускной коллектор и всасывается в двигатель через впускной клапан или клапаны.

Однако способы подачи и смешивания топлива и воздуха различаются в зависимости от используемой системы впрыска топлива.

В большинстве бензиновых двигателей используется так называемая система непрямого впрыска топлива, при которой топливо впрыскивается во впускной коллектор, т. е. расположение трубок, направляющих поступающий воздух к двигателю. Здесь и топливо, и воздух смешиваются перед подачей в камеру сгорания.

В системе непосредственного впрыска топлива, например, в дизельных двигателях и, все чаще, в бензиновых двигателях, топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания под чрезвычайно высоким давлением и непосредственно в поток входящего воздуха.

Это намного более эффективный метод, чем непрямой впрыск топлива, который повышает мощность и экономичность, а также снижает выбросы.

Раньше системы впрыска приводились в действие механически, но современные системы полностью электронные, в результате чего они более надежны и эффективны.

Почему выходит из строя инжектор?

Форсунка — это прецизионный прибор, который работает в экстремальных условиях и должен подавать топливо под высоким давлением через крошечную форсунку или форсунки во впускной коллектор или непосредственно в камеру сгорания.

Подумайте вот о чем: за 12 000 миль форсунка сработает 18 миллионов раз. Поэтому неудивительно, что он может потерпеть неудачу.

Тем не менее, часто выходит из строя не сама форсунка, а качество поступающего в нее топлива, которое наносит ущерб.

Он может быть загрязнен из-за низкого качества или из-за загрязнения топливного фильтра. Присадки в топливе также могут образовывать отложения на форсунке.

Как диагностировать неисправную форсунку?

Изношенная форсунка может стать причиной пропусков зажигания, неравномерной работы на холостом ходу, преждевременного зажигания, когда топливо и воздух сгорают до зажигания свечи зажигания, или детонации, когда воспламеняется избыточное топливо, оставшееся после сгорания. Это может привести к повреждению двигателя, поэтому не следует игнорировать его.
Негерметичная форсунка с заклинивающим внутренним клапаном может затопиться и вызвать проблемы с запуском. Если вы чувствуете запах топлива, это может исходить от форсунки.
Поскольку неисправная форсунка вызывает неравномерную температуру сгорания, используйте лазерный термометр для проверки температуры выпускного коллектора. Здоровое показание должно быть около 230°C, но неисправная форсунка, подающая слишком много топлива, может показывать 320°C.0047
Увеличение расхода топлива может быть вызвано тем, что форсунка больше не подает мелкодисперсный распыл, а вместо этого подает большие капли топлива, которые не распыляются должным образом во впускном коллекторе или камере сгорания. Опять подозреваю залипание клапана.
Снимите форсунку (будьте осторожны – топливо вытечет, поэтому отсоедините аккумулятор и работайте в хорошо проветриваемом помещении) и осмотрите ее на наличие трещин или утечек. Вы мало что сможете с ними сделать, но, по крайней мере, у вас будет точное объяснение.
Проверьте электрическое сопротивление каждой форсунки с помощью мультиметра. Неисправная форсунка будет означать, что остальные форсунки получают слишком большой электрический ток, который зарегистрирует мультиметр.
Используйте машинный стетоскоп, чтобы прослушать шум от форсунки. Если вы не слышите обычного тикающего звука, скорее всего, он неисправен.

Как ремонтировать инжектор?

Не может быть; вместо этого, если проблемы с работой не кажутся слишком серьезными, попробуйте заменить топливный фильтр или продуть топливную систему, чтобы удалить мусор. Кроме того, добавьте в топливный бак жидкость для очистки форсунок.

Теги:

Автотехобслуживание

Последние советы и руководства

Общие проблемы Ford Transit Custom

15 сентября 2022 г.

Общие проблемы BMW 1-Series (2004-2013)

8 сентября 2022 г.

2 Общие проблемы BMW 3-Series

3 (1998-2007)
6 сентября 2022 г.
Общие проблемы Vauxhall Mokka Mk1 (2015-2019 гг.)
1 сентября 2022 г.
Что он делает и как его обслуживать?
EnginesWork.com поддерживается читателями. Когда вы покупаете по нашим ссылкам, мы можем получать партнерскую комиссию без каких-либо дополнительных затрат для вас. Подробнее
Если вы ищете новый автомобиль, вам может быть интересно, что означают все эти аббревиатуры. Как работает впрыск топлива? Что такое клапан EGR? Как обслуживать систему впрыска топлива? Не волнуйся! Мы ответим на все ваши вопросы о технологии, на которой работает ваш двигатель.
Система впрыска топлива — это часть двигателя, которая подает необходимое количество топлива в каждый цилиндр, когда это необходимо. Как это произошло? Топливные форсунки — это клапаны вашего двигателя, которые открываются и закрываются, подавая газ в цилиндры в нужное время. Этот процесс происходит за миллисекунды, так что вы можете себе представить, как сложно рассчитать эти точные измерения! Как они это делают? Существует два метода: системы прямого впрыска и системы портового впрыска. Ниже мы подробно обсудим оба метода.
Подача топлива — самая сложная часть системы современного автомобиля. Вначале топливо подается в двигатель через карбюратор. Этот карбюратор с трудом подает в двигатель правильное количество топливно-воздушной смеси. Все изменилось быстро и лучше, когда была введена система впрыска топлива.
В современных автомобилях теперь используются топливные форсунки для подачи нужного количества воздушно-топливной смеси. Функция топливной форсунки заключается в подаче нужного количества топлива в нужный момент и в подходящих условиях. Инжектор производит меньше выбросов, что значительно увеличивает расход топлива.
Как работает подача топлива в двигатель
Топливная система автомобиля предназначена для хранения и подачи топлива в двигатель. Это делается с помощью ряда операций и процессов. Во-первых, топливо, хранящееся в баке, всасывается топливным насосом. Топливо поступает в различные части, а затем в топливную форсунку, где затем топливо смешивается с воздухом, вызывая взрывы и запуская двигатель. Важно, чтобы количество топлива, подаваемого в камеру сгорания, было правильным.
Существует множество факторов, которые могут влиять на подачу топлива, например, подача топлива должна быть примерно одинакового количества воздуха. Старая система (одинарные карбюраторы), использовавшаяся в старых автомобилях, должна была снабжать топливом определенное количество цилиндров. Это вызвало много проблем до введения топливных форсунок.
Это означает, что цилиндр, расположенный ближе к карбюратору, имеет большее преимущество перед другими цилиндрами, а самый дальний цилиндр получает незначительную подачу топлива. Это имеет огромный недостаток в расходе топлива. Для такого рода проблем необходимо разработать более эффективный метод подачи топлива, и именно так была разработана система впрыска топлива.
Как топливный насос перекачивает газ
Когда бензин достигает ваших топливных форсунок, он должен сначала подняться к ним. Вот почему используются топливные насосы или насосы. Пока вы не запустите двигатель, бензин в баке сохраняется. Затем насос начинает подавать топливо под давлением по линиям с высокой скоростью.
В современных легковых и грузовых автомобилях с бензиновым двигателем обычно используются электрические топливные насосы. Механически насос приводится в движение валом или распределительным валом. Чем быстрее вращался двигатель, тем быстрее работал насос, чтобы удовлетворить большую потребность двигателя в топливе. Механические насосы все еще используются на дизельных двигателях.
Электрические топливные насосы требуют электричества и управляются ЭБУ. Некоторые из них размещаются внутри бензобака (где их охлаждает топливо), а другие крепятся к раме автомобиля снаружи бака. Это позволяет повысить точность и эффективность. Внутренний насос иногда используется для подачи топлива к внешнему насосу, и в этом случае требуется внутренний насос.
Топливный насос предназначен для подачи топлива по топливопроводам в двигатель. Подача газа в двигатель осуществлялась различными способами, но карбюратор был одним из них.
Что такое топливная форсунка?
Топливная форсунка является неотъемлемой частью автомобиля, которая помогает подавать топливо в систему сгорания двигателя прямо или косвенно.
Датчики двигателя
Чтобы обеспечить точное количество топлива для каждого рабочего состояния, электронный блок управления двигателем (ECU) должен контролировать множество входных датчиков. Вот несколько примеров:
Датчик массового расхода воздуха — указывает ЭБУ, сколько воздуха поступает в двигатель.
Кислородный датчик – измеряет количество кислорода в выхлопе и посылает сигнал в ЭБУ, который интерпретирует его и корректирует топливную смесь по мере необходимости.
Датчик положения дроссельной заслонки — ЭБУ отслеживает положение дроссельной заслонки (что определяет, сколько воздуха поступает в двигатель), что позволяет ему быстро реагировать на изменения, увеличивая или уменьшая расход топлива по мере необходимости.
Датчик температуры охлаждающей жидкости — когда ЭБУ определяет, что двигатель достиг оптимальной рабочей температуры, он добавляет термостат охлаждающей жидкости для предотвращения перегрева.
Датчик напряжения — ЭБУ может увеличить обороты холостого хода, если напряжение падает, так как он контролирует системное напряжение в автомобиле. (Это предполагает высокую электрическую нагрузку.)
Датчик абсолютного давления во впускном коллекторе – Контролирует давление воздуха во впускном коллекторе.
Количество воздуха, поступающего в двигатель, является отличным показателем мощности, которую он создает, и более низкого давления во впускном коллекторе. Это больше воздуха поступает в двигатель, поэтому это измерение измеряет, сколько мощности создается.
Датчик частоты вращения двигателя – измеряются и отображаются обороты двигателя.
Существует два основных типа управления многоточечными системами: все форсунки могут открываться одновременно или каждая из них может открываться непосредственно перед открытием впускного клапана соответствующего цилиндра (это называется последовательным многоточечным впрыском топлива). .
Преимущество последовательного впрыска топлива заключается в том, что он обеспечивает более быструю реакцию, если водитель делает быструю настройку, поскольку системе нужно только дождаться открытия следующего впускного клапана, а не до тех пор, пока двигатель не совершит еще один оборот.
Что случилось с карбюратором?
Система впрыска топлива — одна из тех идей, которые требуют ответа: почему это не появилось раньше?
Система впрыска топлива в современном автомобиле работает следующим образом: бензин распыляется под высоким давлением, смешивается со свежим воздухом при прохождении через впускной коллектор и подается в камеру сгорания каждого цилиндра.
Термин «электронный» является ключевым компонентом современной электронной системы впрыска топлива.
Современные бензиновые двигатели управляются компьютером, датчиком кислорода, форсунками, топливным насосом и регуляторами давления, чтобы гарантировать подачу топлива в камеру сгорания в правильном соотношении.
Слишком высокая скорость подачи топлива? ЭБУ регулирует время, в течение которого форсунка открыта.
Традиционные карбюраторы не могли этого добиться. Если смесь была неправильной – она вышла. Обычно это приводило к высоким выбросам, низкой эффективности использования топлива, пропускам зажигания в двигателях, поврежденным клапанам и сокращению срока службы двигателя. Теперь вы понимаете, почему ваша газонокосилка перестает работать каждую весну.
Если соотношение топлива и воздуха в системе впрыска неправильное, ЭБУ корректирует его. Загорается индикатор проверки двигателя. Что, если он не подлежит ремонту?
Системы впрыска топлива обеспечивают снижение расхода топлива, увеличение мощности, повышение надежности и огромный потенциал в будущем по сравнению с карбюраторами.
История и развитие
1870-е – 1920-е годы: ранние системы
В 1872 году Джордж Б. Брайтон получил патент на двигатель внутреннего сгорания, в котором использовалась изобретенная им пневматическая система впрыска топлива: впрыск воздушной струей. Рудольф Дизель скопировал технику впрыска воздушной струи Брайтона для дизельного двигателя в 189 г.4, но значительно улучшил его. Самое главное, Дизель увеличил давление воздушной струи с 4–5 кп/см2 (390–490 кПа) до 65 кп/см2 (6400 кПа).
Йоханнес Шпиль создал первую систему впрыска через коллектор на заводе Hallesche Maschinenfabrik в 1884 году. В начале 1890-х годов Герберт Акройд Стюарт изобрел систему непрямого впрыска топлива, в которой использовался «рывковый насос» для дозирования мазута под высоким давлением в форсунку. Этот метод применялся на двигателе Акройд и был усовершенствован компаниями Bosch и Clessie Cummins для использования на дизельных двигателях.
Deutz AG начала серийное производство стационарных четырехтактных двигателей Otto с впрыском через коллектор в 1898 году. Восемь лет спустя Grade оснастила свои двухтактные двигатели с впрыском через коллектор, а также Antoinette 8V Леона Левавассера (первый в мире двигатель V8 любой своего рода, запатентованного Левавассером в 1902 году), а авиационные двигатели Райта также были оснащены коллекторным впрыском. В 1916 году Отто Мадер создал первый в мире бензиновый двухтактный авиационный двигатель с непосредственным впрыском топлива.
Двигатель Хессельмана, созданный шведским инженером Йонасом Хессельманом в 1925 — одно из первых применений прямого впрыска бензина. Используется метод стратифицированной оплаты; топливо впрыскивается ближе к концу такта сжатия, а затем поджигается свечой зажигания. Они могут работать на самых разных видах топлива.
Изобретение Prosper l’Orange во Франции системы впрыска в камеру предварительного сгорания помогло производителям дизельных двигателей решить проблемы с впрыском воздуха и позволило им создавать небольшие двигатели для автомобилей, начиная с 1920-х годов. Компания MAN первой продемонстрировала дизельный двигатель с непосредственным впрыском топлива для грузовых автомобилей в 1919 году.24.
1930-е – 1950-е годы: первый серийный бензиновый двигатель с непосредственным впрыском ), использовался прямой впрыск бензина. Системы впрыска дизельного топлива Bosch, Deckel, Junkers и l’Orange были адаптированы для двигателей с непосредственным впрыском бензина.
Rolls-Royce Merlin и Wright R-3350 использовали одноточечный впрыск в более поздних моделях, также известный как «Карбюратор давления». Во время Второй мировой войны у Mitsubishi было два радиальных бензиновых авиационных двигателя с непосредственным впрыском топлива: Mitsubishi Kinsei и Mitsubishi Kasei.
Первый бензиновый двигатель с непосредственным впрыском был создан Bosch и дебютировал на Goliath GP700 для Goliath в 1952 году. По сути, это был дизельный насос с непосредственным впрыском высокого давления со специальной смазкой привода, регулируемой разрежением за впускной дроссельной заслонкой. клапан.
Двигатель гоночного автомобиля Mercedes-Benz W196 Formula 1 1954 года выпуска был разработан компанией Bosch и отличался непосредственным впрыском от авиационных двигателей военного времени. За этим успехом на гоночной трассе последовал Mercedes-Benz 300SL 1955 года, первый легковой автомобиль с четырехтактным двигателем Otto с непосредственным впрыском топлива. Позже коллекторный впрыск был предпочтен более дешевому коллекторному впрыску для более популярных применений впрыска топлива.
1950-е – 1980-е годы: серийное производство коллекторных систем впрыска
В 1950-х годах несколько производителей двигателей представили свои коллекторные системы впрыска для циклов Отто, в том числе General Motors Rochester Products Division, Bosch и Lucas Industries. Дополнительные системы впрыска в коллектор были разработаны в 1960-х годах, включая системы Hilborn, Kugelfischer и SPICA.
Электрожектор, созданный Bendix и выпущенный на рынок AMC в 1957 году, был первой коммерчески доступной системой впрыска коллектора с электронным управлением. Из-за первоначальных трудностей с Электрожектором он устанавливался только на опытные автомобили, в результате чего было продано всего несколько автомобилей. В холодную погоду механизм EFI Rambler работал хорошо, но запускался с трудом.
Компания Chrysler разработала Electrojector для моделей 300D, DeSoto Adventurer, Dodge D-500 и Plymouth Fury 1958 года, возможно, первых серийных автомобилей с системой EFI. Bosch приобрела патенты на электрожектор и впоследствии интегрировала их в свою технологию Bosch D-Jetronic. Буква «D» в D-Jetronic означает «druckfühlergesteuert», что означает «контролируемый датчиком давления». В 1967 году VW 1600TL/E стал первым автомобилем, в котором использовалась система управления подачей топлива D-Jetronic. Эта настройка скорости/плотности использовала частоту вращения двигателя и плотность воздуха во впускном коллекторе для расчета массового расхода воздуха и, следовательно, потребности в топливе.
В 1974 году компания Bosch заменила технологию D-Jetronic на системы K-Jetronic и L-Jetronic, но некоторые модели (например, Volvo 164) некоторое время продолжали использовать D-Jetronic. В L-Jetronic используется механический расходомер воздуха (L для Luft, по-немецки «воздух»), который генерирует сигнал, пропорциональный объемному расходу. Для расчета массового расхода в этом методе требовались дополнительные датчики. После этого L-Jetronic стали широко использовать по всей Европе; однако вскоре его использовали японские автомобили.
1979 – 1990-е годы
В 1979 году была выпущена Bosch Motronic как первая цифровая система управления двигателем (блок управления двигателем). В 1980 году Motorola (теперь NXP Semiconductors) представила свой цифровой ECU EEC-III. [40] В EEC-III используется система одноточечного впрыска.
На протяжении 1970-х и 1980-х годов постепенно вводился в действие коллекторный впрыск, при этом рынки Германии, Франции и США лидировали, а рынки Великобритании и Содружества отставали. С начала 1990-х годов почти все бензиновые легковые автомобили, продаваемые в странах первого мира, были оснащены электронным впрыском топлива.
В развивающихся странах карбюратор по-прежнему используется в автомобилях, не оборудованных средствами контроля выбросов, и отсутствует инфраструктура для диагностики и ремонта. В этих странах системы впрыска топлива также заменяются карбюраторами, поскольку они приближаются к правилам выбросов, которые логически сопоставимы с теми, которые действуют в Европе, Японии, Австралии и Северной Америке.
Модель 1990+
В 1995 году компания Mitsubishi впервые разработала систему непосредственного впрыска бензина Common-Rail для легковых автомобилей. Впервые он был использован в 1997. После этого на автомобильный рынок был представлен дизельный двигатель с непосредственным впрыском Common Rail, а Fiat 1.9 JTD стал первым двигателем для массового рынка. В начале 2000-х годов несколько производителей автомобилей пытались внедрить принципы послойного заряда в свои бензиновые двигатели с непосредственным впрыском, чтобы снизить расход топлива.
С другой стороны, дизельные автомобили лишь незначительно улучшили свои характеристики и топливную экономичность. Если быть точнее, доработки были минимальными и не оправдывали возросшей сложности систем очистки выхлопных газов. В результате почти все производители автомобилей с середины 2010-х годов перешли на обычную гомогенную смесь в бензиновых двигателях с непосредственным впрыском топлива. Некоторые производители автомобилей продолжают использовать впрыск во впускной коллектор в некоторых автомобилях эконом-класса и высокопроизводительных моделях вплоть до начала 2020-х годов.
Производители автомобилей используют непосредственный впрыск Common Rail с 1997 года. Volkswagen был единственной компанией, которая использовала систему Pumpe-Düse в начале 2000-х годов, однако с 2010 года они также использовали непосредственный впрыск Common Rail.
Как работает топливо Инъекционная работа?
Топливная форсунка представляет собой клапан с электронным управлением, который включает в себя чувствительный механизм, определяющий и контролирующий количество топлива, которое должно попасть в цилиндр для сгорания. Форсунка может открываться и закрываться для подачи нужного количества топлива.
Для подачи нужного количества топлива система управления двигателем оснащена множеством датчиков. В современных автомобилях обычно используются два типа систем впрыска топлива.
Непрямой впрыск
Большинство современных автомобилей оснащены системой непрямого впрыска. Отдельный насос подает топливо под давлением из бака в моторный отсек, распределяя его по каждому цилиндру отдельно. В зависимости от системы двигателя топливо впрыскивается либо во впускной канал, либо во впускной коллектор. Воздух смешивается с топливом, проходящим через впускное отверстие/коллектор, затем поступает в камеру. Некоторые автомобили имеют более двух форсунок, каждая из которых питает каждый цилиндр.
Непосредственный впрыск
Топливная система с непосредственным впрыском является наиболее распространенной и эффективной системой подачи топлива в двигатель. Хотя эта система более распространена в дизельных двигателях, прямой впрыск впрыскивает топливо непосредственно в камеры сгорания. Сейчас используется в бензиновых двигателях. Эта система, также известная как бензин с непосредственным впрыском (DIG), проста. Система загорается, когда распыленное топливо впрыскивается в камеру сгорания.
Категории впрыска топлива
Мы можем разделить их на две категории: электронный впрыск топлива и механический впрыск топлива.
Электронный впрыск топлива (EFI)
Электронная система впрыска представляет собой автоматизированную систему, управляемую микропроцессорным блоком управления, также известным как электронный блок управления (ECU), который представляет собой мини-компьютер. Датчики, установленные на двигателе, снабжают этот мини-компьютер всей необходимой информацией, такой как температура воздуха на впуске, давление воздуха, частота вращения двигателя и положение акселератора.
Вся информация предоставляется, чтобы помочь системе обеспечить точное количество необходимого топлива. Датчик сигнализирует о включении/выключении клапана для открытия и закрытия впускного порта. Весь этот процесс происходит за считанные секунды. Электронная система работает при более низком давлении по сравнению с механической системой.
Давление воздуха на впуске, температура двигателя, частота вращения двигателя и положение педали акселератора контролируются датчиками. ЭБУ информируется обо всех этих вещах в режиме реального времени через несколько соединений.
Механический впрыск топлива
Метод впрыска топлива здесь чем-то похож на карбюраторы, использовавшиеся в прошлом, так как многие до сих пор путают его с карбюраторными двигателями. В то время как карбюраторные системы всасывают топливо под низким давлением из бака, эти системы с механическими топливными форсунками выкачивают из бака топливо под высоким давлением, как механические топливные форсунки работают на базовом уровне.
Система механического впрыска топлива работает по простой схеме. Топливо подается из бака под высоким давлением в топливный аккумулятор. Оттуда топливо проходит через распределитель топлива, который обеспечивает каждую форсунку, откуда она запускается, во впускное отверстие.
Заслонка регулирует поток воздуха в результате реакции на педаль акселератора. По мере увеличения потока воздуха распределение топлива к форсункам увеличивается, чтобы поддерживать правильный баланс воздушно-топливной смеси. Многие производители автомобилей использовали механический впрыск топлива на спортивных автомобилях и спортивных седанах. Весь этот процесс происходит за считанные секунды.
Впрыск топлива будущего
Прямой впрыск топлива имеет множество преимуществ, но одним из самых важных является его точность. Система впрыска топлива усовершенствовалась, предлагая повышенную эффективность и безопасность. Двигатели имеют больше лошадиных сил с каждым годом, с меньшим количеством отходов на каждую произведенную лошадиную силу.
Впрыск дизельного топлива
Система впрыска бензина в автомобилях с бензиновым двигателем всегда непрямая, при этом бензин впрыскивается во впускной коллектор или впускное отверстие, а не прямо в камеры сгорания. Это обеспечивает правильное смешивание топлива с воздухом до того, как оно попадет в камеру.
Непосредственный впрыск – это еще один подход к дизельным двигателям, когда топливо впрыскивается непосредственно в уже заполненный сжатым воздухом цилиндр. В этом типе прямого впрыска дизельное топливо впрыскивается в специально сформированную камеру предварительного сгорания с крошечным проходом, ведущим от нее к головке блока цилиндров.
Цилиндр всасывает только воздух. Поскольку он нагревается за счет сжатия, распыленное топливо впрыскивается в конце такта сжатия и самовоспламеняется.
Техническое обслуживание топливной форсунки
Техническое обслуживание вашей системы впрыска топлива является одним из важнейших способов достижения лучших характеристик топлива и увеличения срока службы вашего двигателя. Если владелец автомобиля пренебрегает обслуживанием и уходом за двигателем, например, заменой масла и заменой фильтра, есть вероятность, что это пострадает форсунки.
Существует несколько способов очистки и ухода за системой впрыска топлива. Очистители можно использовать для удаления загрязняющих веществ из системы путем заливки присадок непосредственно в топливный бак. Добавки проходят через систему, где они в конечном итоге достигают форсунок для удаления примесей.
Признаки неисправности системы впрыска топлива
Существует несколько причин, по которым система впрыска топлива в вашем автомобиле может работать неправильно. Вы можете заметить, что автомобиль с трудом заводится и разгоняется. Конечный результат, как правило, один и тот же: недостаточное количество бензина поступает в цилиндры. Это может снизить мощность и КПД двигателя. Возможными последствиями неэффективного сгорания, вызванного неправильным впрыском топлива, являются остановка двигателя и возгорание. После эксплуатации автомобиля вы можете обнаружить сильный запах бензина в моторном отсеке из-за неэффективного сгорания, вызванного неисправным впрыском топлива.
Что вызывает неисправность системы впрыска топлива?
Когда топливные форсунки двигателя начинают выходить из строя, это обычно происходит из-за их дефекта. В них могут возникнуть проблемы с электричеством или, что гораздо чаще, они засоряются. Инжектор может не открываться и закрываться должным образом из-за проблем с электричеством. Закупорка не позволит топливной форсунке точно дозировать топливо.
Засоры могут быть вызваны посторонними предметами в бензине, что может свидетельствовать о проблеме с топливной системой в целом. Топливный фильтр, обычно расположенный в баке или вдоль топливопровода, скорее всего, виноват, и его следует заменить, если вы заменяете топливную форсунку.
Вы можете нанять местную мастерскую, чтобы проверить топливные форсунки вашего автомобиля. С помощью этого оборудования можно рассчитать выходное давление каждой форсунки. Любая форсунка, давление которой слишком далеко от правильного для вашего автомобиля, необходимо заменить. Поскольку топливные форсунки обычно со временем изнашиваются, вы можете заменить их все вместе.
Заключение
Изобретение топливной форсунки упростило задачу подачи точного количества топлива для сгорания. Они также помогли повысить эффективность, улучшили переходную реакцию дроссельной заслонки и очень помогли при холодном запуске, потому что они позволяют дополнительному топливу течь в течение короткого периода времени, чего нельзя было сделать с карбюраторными двигателями.
Функцией форсунки является подача распыленного топлива таким образом, чтобы оно сгорало полностью и равномерно. Вы можете подумать, что процесс прост, но он изощрен, чтобы все процессы работали без сбоев. Ваши форсунки подают топливо прямо или косвенно в двигатель, где оно может сгореть. Есть много шагов, чтобы довести топливо до этой точки, и это привело к появлению технологии впрыска топлива.
Педаль газа связана с дроссельной заслонкой, которая регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель. В результате педаль газа — это всего лишь форма педалирования воздуха.
Дроссельная заслонка открывается шире, когда вы нажимаете на газ, пропуская больше воздуха. В результате открытия дроссельной заслонки блок управления двигателем (ECU, который управляет всеми электронными компонентами вашего двигателя) увеличивает подачу топлива в ожидании поступления дополнительного воздуха в двигатель.
Очень важно увеличить подачу топлива, как только откроется дроссельная заслонка; в противном случае при первом нажатии на педаль газа могут возникнуть колебания, потому что часть воздуха попадает в цилиндры без достаточного количества бензина.
Масса воздуха, поступающего в двигатель, и количество кислорода в выхлопных газах измеряются датчиками. ЭБУ корректирует эти данные для точной настройки подачи топлива, обеспечивая правильное соотношение воздух-топливо.
ПРИНЦИП РАБОТЫ ЭЛЕКТРОННОГО ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Главная,
Библиотека по ремонту автомобилей, автозапчасти, аксессуары, инструменты, руководства и книги, автомобильный БЛОГ, ссылки, индекс80-х годов как предпочтительный способ подачи воздуха и топлива в двигатели. Основное отличие состоит в том, что карбюратор использует разрежение на впуске и перепад давления в трубке Вентури (узкая часть горловины карбюратора) для перекачивания топлива из топливного бака карбюратора в двигатель, тогда как впрыск топлива использует давление для распыления топлива непосредственно в двигатель.
В карбюраторе воздух и топливо смешиваются друг с другом, так как воздух продувается двигателем через карбюратор. Затем воздушно-топливная смесь проходит через впускной коллектор к цилиндрам. Одним из недостатков этого подхода является то, что впускной коллектор влажный (содержит капли жидкого топлива), поэтому топливо может скапливаться в области коллектора при первом запуске холодного двигателя. Изгибы и повороты впускных каналов также могут привести к разделению воздушной и топливной смеси, как если бы они поступали в цилиндры, что приводит к неравномерному распределению топливной смеси между цилиндрами. Центральные цилиндры обычно работают немного богаче, чем концевые цилиндры, что затрудняет настройку карбюратора для максимальной экономии топлива, производительности и выбросов.
СИСТЕМА ВПРЫСКА В КОРПУС ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКИ
При системе впрыска в корпус дроссельной заслонки (TBI) одна или две форсунки, установленные в корпусе дроссельной заслонки, впрыскивают топливо во впускной коллектор. Давление топлива создается электрическим топливным насосом (обычно установленным в топливном баке или рядом с ним), а давление контролируется регулятором, установленным на корпусе дроссельной заслонки. Топливо впрыскивается в двигатель, когда компьютер двигателя включает форсунку (форсунки), что происходит в виде быстрой серии коротких вспышек, а не непрерывного потока. При работающем двигателе издает жужжащий звук форсунок.
Из-за этой настройки те же проблемы с распределением топлива, которые влияют на карбюраторы, также влияют на системы TBI. Однако системы TBI имеют лучшие характеристики холодного пуска, чем карбюратор, поскольку они обеспечивают лучшее распыление и не имеют проблемного дроссельного механизма. Система TBI также упрощает регулирование топливной смеси электронной системой управления двигателем, чем карбюратор с электронной обратной связью. Системы впрыска дроссельной заслонки использовались недолго в течение 1980-х годов, когда производители автомобилей в США перешли с карбюраторов на впрыск топлива, чтобы соответствовать нормам выбросов. К концу 19В 80-х годах большинство систем TBI были заменены системами впрыска топлива с многопортовым впрыском (MPI).
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ВПРЫСК ТОПЛИВА
В системах многоточечного впрыска для каждого цилиндра предусмотрена отдельная топливная форсунка. Преимущество этого подхода заключается в том, что топливо распыляется непосредственно во впускное отверстие головки блока цилиндров. Поскольку через впускной коллектор проходит только воздух, впускной коллектор остается сухим, и нет проблем с скоплением топлива при холодном двигателе или разделением топлива, вызывающим неравномерность топливной смеси в центральном и концевом цилиндрах. Это позволяет топливной смеси быть намного более равномерной во всех цилиндрах для лучшей экономии топлива, выбросов и производительности.
Некоторые ранние системы распределенного впрыска топлива были чисто механическими и восходят к 1950-м годам (например, Corvette 1957 года с Rochester Fuel Injection и системы Bosch D-Jetronic и K-Jetronic с их механическими распределителями топлива и форсунками). Более поздние системы впрыска топлива, такие как системы Bosch L-Jetronic конца 1970-х годов, заменили механические форсунки электронными форсунками. Сегодня все серийные системы EFI полностью электронные с компьютерным управлением и электронными форсунками.
Большинство систем EFI, которые предлагались в конце 1980-х и начале 1990-х годов, запускают все форсунки одновременно, обычно один раз за каждый оборот коленчатого вала. Более сложные системы последовательного впрыска топлива (SFI), появившиеся позже, запускают каждую форсунку отдельно, как правило, одновременно с открытием впускного клапана. Это позволяет гораздо более точно контролировать подачу топлива для лучшей экономии топлива, производительности и выбросов.
БЕНЗИН ПРЯМОЙ ВПРЫСК ТОПЛИВА
В 2000-х годах некоторые производители автомобилей начали предлагать новый тип системы впрыска топлива под названием бензиновый непосредственный впрыск (GDI). При такой настройке для каждого цилиндра по-прежнему используется отдельная форсунка, но форсунки перемещены на двигатель, чтобы распылять топливо непосредственно в камеру сгорания, а не во впускное отверстие. Это похоже на дизельный двигатель, который впрыскивает топливо прямо в цилиндр. Преимуществом такого подхода является значительное улучшение (на 15-25 процентов!) экономии топлива и мощности. Однако для этого требуются специальные топливные форсунки высокого давления и гораздо более высокое рабочее давление. Некоторые современные примеры прямого впрыска топлива включают двигатели VW TDI, двигатели с прямым впрыском Mazda, двигатели General Motors EcoTech и двигатели Ford EcoBoost.
ИМПУЛЬСЫ ТОПЛИВНЫХ ИНЖЕКТОРОВ
Относительное обогащение или обеднение топливной смеси в двигателе с впрыском топлива определяется изменением продолжительности импульсов форсунок (называемой шириной импульса). Чем больше ширина импульса, тем больше объем подаваемого топлива и тем богаче смесь.
Время и продолжительность работы форсунки контролируются компьютером двигателя. Компьютер использует входные данные от различных датчиков двигателя для регулирования расхода топлива и изменения соотношения воздух/топливо в ответ на изменение условий эксплуатации.
Основным датчиком контроля топливной смеси является кислородный датчик. Датчик O2 генерирует сигнал ОБОГАТАЯ или ОБЕДНЕННАЯ, который компьютер двигателя использует для корректировки топливной смеси. Для получения дополнительной информации об управлении подачей топлива с обратной связью и регулировке топливной коррекции см. Что такое топливная коррекция?
Компьютер откалиброван с помощью программы подачи топлива, которую лучше всего описать как трехмерную карту. Программа указывает компьютеру, как долго должны поступать импульсы форсунки при изменении частоты вращения двигателя и нагрузки. Во время запуска, прогрева, ускорения и увеличения нагрузки на двигатель карта обычно требует более богатой топливной смеси. Когда двигатель работает с небольшой нагрузкой, карта позволяет использовать более бедную топливную смесь для повышения экономии топлива. А когда автомобиль замедляется и двигатель не загружен, карта может позволить компьютеру на мгновение полностью отключить форсунки.
Программное обеспечение, управляющее системой EFI, содержится в микросхеме PROM (Program Read Only Memory) внутри компьютера двигателя. Замена микросхемы PROM может изменить калибровку системы EFI. Иногда это необходимо для обновления заводского программирования или устранения проблем с управляемостью или выбросами. Чип PROM на некоторых автомобилях также можно заменить чипами послепродажного обслуживания, чтобы улучшить работу двигателя.
На многих автомобилях 1996 года и новее программирование осуществляется на микросхеме EEPROM (электронно стираемой программной постоянной памяти) в компьютере. Это позволяет обновлять или изменять программу путем перепрошивки компьютера. Новое программирование загружается в компьютер через диагностический разъем OBD II с помощью сканирующего устройства или инструмента для перепрограммирования J2534.
ВВОДЫ ДАТЧИКА ВПРЫСКА ТОПЛИВА
Для электронного впрыска топлива требуются входные данные от различных датчиков двигателя, чтобы компьютер мог определить скорость двигателя, нагрузку и условия работы. Это позволяет компьютеру корректировать состав топливной смеси для оптимальной работы двигателя.
Существует два основных типа систем EFI: системы скорости-плотности и системы массового расхода воздуха. Системы плотности скорости, такие как те, которые используются во многих двигателях Chrysler и некоторых двигателях GM, фактически не измеряют поток воздуха в двигатель, а оценивают поток воздуха на основе входных данных от датчика положения дроссельной заслонки (TPS), датчика абсолютного давления во впускном коллекторе (MAP) и обороты двигателя. Преимущество такого подхода заключается в том, что двигателю не требуется дорогостоящий датчик расхода воздуха, а на топливно-воздушную смесь меньше влияют небольшие утечки воздуха во впускном коллекторе, вакуумной системе или корпусе дроссельной заслонки.

Датчик массового расхода воздуха Ford также включает в себя датчик температуры впускного воздуха (IAT).
В системах массового расхода воздуха используется датчик расхода воздуха определенного типа для непосредственного измерения расхода воздуха, поступающего в двигатель. Это может быть датчик воздушного потока с механическим клапаном, датчик воздушного потока с горячей проволокой или вихревой датчик воздушного потока. Компьютер также использует входные данные от всех своих других датчиков, но в первую очередь полагается на датчик воздушного потока для управления топливными форсунками.
Система EFI обычно работает без сигнала от датчика MAP, но она будет работать плохо, поскольку компьютеру приходится полагаться на входные данные других датчиков для оценки воздушного потока. Распространенная проблема с датчиками массового расхода воздуха.
это скопление грязи или лака на нагретом проводе внутри датчика. Очистка провода MAF внутри датчика с помощью очистителя электроники часто восстанавливает нормальную работу и устраняет бедную смесь, вызванную грязным датчиком воздушного потока.
В обоих типах систем (скорость-плотность и массовый расход воздуха) данные датчика кислорода с подогревом (HO2) также являются ключевыми для поддержания оптимального соотношения воздух/топливо. Кислородный датчик (или датчик воздуха/топлива на многих новых автомобилях) установлен в выпускном коллекторе и отслеживает уровень несгоревшего кислорода в выхлопных газах в качестве индикатора относительного обогащения или бедности топливной смеси. На двигателях V6 и V8 будет отдельный кислородный датчик для каждого ряда цилиндров, а на некоторых рядных шестицилиндровых двигателях (например, BMW) могут быть отдельные кислородные датчики для первых трех цилиндров и последних трех цилиндров. Сигнал обратной связи от датчика кислорода или датчика воздуха/топлива используется компьютером двигателя для постоянной точной настройки топливной смеси для оптимальной экономии топлива и выбросов.
Когда кислородный датчик сообщает компьютеру, что двигатель работает на бедной смеси (более высокий уровень несгоревшего кислорода в выхлопных газах), компьютер компенсирует это, обогащая топливную смесь (увеличивая ширину импульса форсунок). Если двигатель работает на обогащенной смеси (в выхлопных газах меньше кислорода), компьютер укорачивает ширину импульса форсунок, чтобы обеднить топливную смесь.
Информация о положении дроссельной заслонки поступает от датчика положения дроссельной заслонки (TPS). Он расположен сбоку корпуса дроссельной заслонки и использует переменный резистор, сопротивление которого изменяется при открытии и закрытии дроссельной заслонки.
Нагрузка двигателя измеряется датчиком абсолютного давления в коллекторе (MAP). Он может быть установлен на впускном коллекторе или присоединен к впускному коллектору с помощью вакуумного шланга.
Необходимо также контролировать температуру воздуха, поступающего в двигатель, чтобы компенсировать возникающие изменения плотности воздуха (более холодный воздух плотнее горячего). Это контролируется датчиком температуры воздуха на впуске (IAT) или датчиком температуры воздуха в коллекторе (MAT), который может быть встроен в датчик расхода воздуха или установлен отдельно на впускном коллекторе.
Температура охлаждающей жидкости контролируется датчиком температуры охлаждающей жидкости (CTS). Это сообщает компьютеру, когда двигатель холодный и когда он имеет нормальную рабочую температуру. Компьютер должен знать температуру, потому что холодный двигатель требует более богатой топливной смеси при первом запуске. Когда охлаждающая жидкость достигает определенной температуры, двигатель переходит в режим замкнутого цикла, что означает, что он начинает использовать входные данные от кислородных датчиков для точной настройки топливной смеси. При работе в режиме Open Loop (на холодную или при отсутствии сигнала от датчика охлаждающей жидкости) состав топливной смеси фиксирован и не изменяется.
Ошибочные входные данные от любого из датчиков двигателя могут вызвать проблемы с управляемостью, выбросами или производительностью. Многие проблемы с датчиками приводят к установке диагностического кода неисправности (DTC) и включению индикатора Check Engine. Считывание кодов с помощью сканера поможет вам диагностировать проблему.

Корпус дроссельной заслонки EFI.
КОНТРОЛЬ ОБОРОТОВ ХОЛОСТОГО ВПРЫСКА ТОПЛИВА
Обороты холостого хода двигателей с впрыском топлива контролируются компьютером через контур холостого хода на корпусе дроссельной заслонки. Небольшой электродвигатель или соленоид используется для открытия и закрытия перепускного отверстия. Чем больше отверстие, тем больше объем воздуха, который может обойти дроссельные заслонки, и тем выше скорость холостого хода.
На новых автомобилях с электронным управлением дроссельной заслонкой компьютер также контролирует открытие дроссельной заслонки, когда водитель нажимает на педаль газа. Датчики положения педали газа сигнализируют компьютеру, насколько сильно открывать дроссельную заслонку.
Проблемы с холостым ходом в системах EFI могут быть вызваны отложениями лака и грязи в цепи управления холостым ходом корпуса дроссельной заслонки. Чистка дроссельной заслонки с помощью
очиститель корпуса дроссельной заслонки часто может решить проблемы с холостым ходом (следуйте указаниям на продукте). Проблемы с холостым ходом также могут быть вызваны утечками воздуха между
датчик расхода воздуха и дроссельная заслонка, корпус дроссельной заслонки и впускной коллектор, а также впускной коллектор и головка(и) цилиндров, или в системах PCV или EGR, или в вакуумных шлангах.

В большинстве систем EFI напряжение подается непосредственно на форсунки, и PCM подает питание на форсунки, заземляя цепь.
ТОПЛИВНЫЕ ФОРСУНКИ
Топливная форсунка представляет собой не что иное, как подпружиненный электромагнитный игольчатый клапан. При подаче питания от компьютера соленоид открывает клапан. Это позволяет топливу распыляться из форсунки в двигатель. Когда компьютер размыкает цепь питания форсунки, клапан внутри форсунки защелкивается, и подача топлива прекращается.
Общее количество подаваемого топлива регулируется очень быстрым циклическим включением и выключением напряжения форсунки. Чем больше ширина импульса, тем больше объем подаваемого топлива и тем богаче топливная смесь. Уменьшение длительности импульса сигнала форсунки уменьшает объем подаваемого топлива и обедняет смесь.
Грязные топливные форсунки — распространенная проблема. Скопление отложений топливного лака внутри наконечника распылительной форсунки может ограничивать подачу топлива и мешать созданию хорошей формы распыла. Это может привести к обеднению топлива и пропускам зажигания. Очистка форсунок с помощью очистителя топливных форсунок или снятие форсунок и их очистка на машине для очистки топливных форсунок обычно может восстановить нормальную работу. Использование бензина Top Tier, содержащего достаточное количество очистителя инжектора, также может предотвратить образование лаковых отложений.

Регулятор давления топлива обычно устанавливается на топливной рампе, питающей форсунки.
КОНТРОЛЬ ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА
Другим важным фактором, который помогает определить, сколько топлива подается через форсунку, когда она пульсирует, является давление топлива за ней. Чем выше давление за форсункой, тем больший объем топлива вылетит из форсунки при ее открытии.
Давление топлива создается электрическим топливным насосом высокого давления, который обычно устанавливается внутри топливного бака или рядом с ним. Давление на выходе насоса может варьироваться от 8 до 80 фунтов. в зависимости от приложения. Насос обычно имеет нагнетательный клапан для сброса избыточного давления и обратный клапан для поддержания давления в системе при выключенном зажигании.
В многоканальной системе EFI перепад давления между топливом за форсунками и вакуумом или давлением во впускном коллекторе является постоянно изменяющейся величиной. При небольшой нагрузке или на холостом ходу во впускном коллекторе существует относительно высокий вакуум. Это означает, что для распыления данного объема топлива через форсунку требуется меньшее давление топлива. При большой нагрузке вакуум в двигателе падает почти до нуля. В этих условиях требуется большее давление для подачи того же количества топлива через форсунку. А в двигателях с турбонаддувом разрежение во впускном коллекторе может составлять от 8 до 14 фунтов. положительного давления, когда турбонаддув вступает в игру. Требуется еще большее давление топлива, чтобы протолкнуть такое же количество топлива через форсунку.
В многопортовой системе EFI должны быть предусмотрены средства регулирования давления топлива в зависимости от разрежения в двигателе, чтобы поддерживать одинаковый относительный перепад давления между топливной системой и впускным коллектором. Это делает регулятор давления топлива. Регулятор установлен на топливной рампе, питающей форсунки. В безвозвратных системах EFI регулятор является частью узла топливного насоса внутри топливного бака.
Регулятор давления топлива имеет простую вакуумную диафрагму с пружинным управлением и вакуумное соединение с впускным коллектором. Регулятор снижает давление топлива при малой нагрузке и увеличивает его при большой нагрузке или в условиях наддува. Избыточное давление топлива отводится через перепускной порт обратно в топливный бак для поддержания желаемого перепада давления. Большинство систем откалиброваны для поддержания перепада давления где-то между 40 и 55 фунтами на квадратный дюйм.
В старых системах TBI регулятору проще работать, поскольку форсунки установлены над дроссельными пластинами. Поскольку разрежение/наддув двигателя не влияет на подачу топлива из форсунки в системе TBI, регулятор должен только поддерживать равномерное давление. В устройствах General Motors TBI регулятор давления откалиброван для поддержания примерно 10 фунтов на квадратный дюйм в топливной системе, но в большинстве других случаев давление близко к 40 фунтам на квадратный дюйм.
Низкое давление топлива приведет к ухудшению работы двигателя, возможным пропускам зажигания и может помешать запуску двигателя. Низкое давление топлива может быть вызвано слабым топливным насосом (изношенным насосом или низким напряжением на насосе, из-за чего он работал медленно), засорами в топливопроводе, забитым топливным фильтром или негерметичным регулятором давления топлива. Давление топлива ДОЛЖНО быть в пределах спецификаций для правильной работы двигателя. Давление топлива можно проверить с помощью манометра, подключенного к сервисному клапану на топливной рампе, или с помощью тройника в топливопроводе.
Щелкните здесь, чтобы загрузить или распечатать эту статью. Впрыск топлива Диагностика безвозвратного EFI
Что такое топливная коррекция?
Что такое бензиновый непосредственный впрыск (GDI)?
Отложения на впускных клапанах бензиновых двигателей с непосредственным впрыском
Топливные форсунки (чистка)
Топливные форсунки (диагностика)
Диагностика топливного насоса
Диагностика топливного насоса Советы от Carter
Топливный насос (как заменить баковый насос)
Топливный насос (электрический)
3 Фильтры
Система впрыска топлива Toyota
Системы впуска холодного воздуха
Что такое система впрыска топлива? Как работает впрыск топлива?
Что делают топливные форсунки
Дроссельная заслонка дроссельной заслонки регулирует подачу воздуха в двигатель
Что происходит, когда вы наступаете на
педаль газа?
Двигатель набирает обороты, и ваша машина едет быстрее. Вы можете подумать, что это красиво
простые вещи, но на самом деле требуется много сложной инженерии, чтобы получить
этот процесс работает так гладко. Большая часть этого — топливо для
двигатель, где он может сжигаться для выработки энергии. Ваш
топливные форсунки
распыляйте бензин во впуск или непосредственно в цилиндры двигателя, чтобы
его можно быстро зажечь. Есть много шагов, связанных с получением газа
к этому моменту, и много шагов, которые принесли технологии впрыска топлива
к этому моменту. Мы собираемся рассказать вам, как газ попадает туда, где он есть.
собирается и доставит вас туда, куда вы идете, и мы собираемся узнать о различных
разработки в области впрыска топлива по пути.
Как топливный насос перекачивает газ
Прежде чем бензин вырвется из топливных форсунок,
это должно дойти до них. Это то что
топливный насос
или насосы для. Топливо начинается в
топливный бак, пока вы не запустите двигатель. Затем насос начинает перекачивать топливо по топливопроводам под очень высоким давлением.
В более старых моделях использовались механические насосы с приводом от коленчатого или распределительного вала. Чем быстрее работал двигатель, тем быстрее работал насос, чтобы удовлетворить возросшую потребность двигателя в топливе. Большинство газовых автомобилей и грузовиков сегодня используют электрические топливные насосы. Однако дизельные двигатели по-прежнему используют механические насосы. Электрические топливные насосы работают от электричества и контролируются
ЭБУ. Это позволяет более точно контролировать и делает их более эффективными. Некоторые устанавливаются внутри вашего бензобака (где топливо охлаждает их), а некоторые устанавливаются снаружи бака на раме автомобиля. В некоторых случаях внутренний насос используется для подачи топлива к внешнему насосу.
Независимо от того, где именно он находится и как работает, работа топливного насоса состоит в том, чтобы прокачивать топливо по топливопроводам, откуда оно может быть передано двигателю. Подача газа в двигатель осуществляется через
ряд различных средств, но первым из них был карбюратор.
Как двигатель получает газ: когда карбюраторы бродили по земле

Карбюратор был простой системой подачи топлива в двигатель, существовавшей до впрыска топлива. В то время как системы впрыска топлива полагаются на электронику, карбюратор был чисто механическим. Поток топлива увеличился в ответ на поток воздуха во впускном коллекторе.
Когда вы нажимаете на педаль акселератора, открывается дроссельная заслонка в воздухозаборнике, называемая дроссельной заслонкой. Чем больше открыта дроссельная заслонка, тем больше воздуха может попасть во впускной коллектор. Вот почему дожимать педаль до упора
известный как «широко открытый». Потребление имеет суженную область, называемую предприятием. Сужение заставляет воздух двигаться быстрее, что создает область низкого давления. Карбюратор имеет выпускное отверстие для топлива, называемое жиклером, которое открыто к трубке Вентури. Чем быстрее воздух проходит через трубку Вентури, тем ниже давление и тем больше газа всасывается. Так что технически педаль газа не дает двигателю больше газа; это дает двигателю больше воздуха. Увеличенный поток воздуха всасывает больше газа. Так
в следующий раз, когда вы хотите, чтобы кто-то ехал быстрее, скажите «топать в воздухе!»
Карбюратор — простая система, но со временем она устарела и ушла в прошлое, как динозавр. 1991 год
Jeep Grand Wagoneer был последним дорожным автомобилем, предлагаемым в Соединенных Штатах с карбюратором. Двумя самыми большими проблемами карбюратора были его неэффективность и негибкость. А
карбюратор можно настроить так, чтобы обеспечить идеальное соотношение воздух/топливо при определенной частоте вращения двигателя, но чем дальше вы отклоняетесь от этой скорости, тем дальше вы можете уйти от идеального соотношения. Простота карбюратора в некотором смысле является его недостатком, поскольку его невозможно настроить или приспособить к немного другим сценариям.
Разработка системы впрыска топлива
Хотя впрыск топлива стал нормой только в последние пару десятилетий, эта технология существует уже давно. Раннее топливо
системы впрыска использовались в двигателях самолетов в начале двадцатого века.
Дизельные двигатели используют непосредственный впрыск топлива с 1920-х годов (о типах дизельного топлива и непосредственном впрыске мы поговорим позже). После Второй мировой войны,
хот-роддеры начали заменять карбюраторы топливными форсунками, чтобы дать им
автомобили добавили мощности.
Компания Mercedes-Benz использовала непосредственный впрыск бензина по образцу дизельного двигателя в гонщиках Формулы-1 в 1919 году.50-е годы. Он адаптировал технологию к
серийный спортивный автомобиль 300SL в 1955 году. Более эффективное сгорание дало
в
300SL с большой мощностью и скоростью, которые привели его к успеху в гонках.
Впрыск топлива был сложнее и дороже, чем
карбюраторы, поэтому он, как правило, использовался только в некоторых спортивных автомобилях 1950-х годов.
через 1970-е годы. Многие из этих ранних систем впрыска топлива обычно были системами непрерывного впрыска с механическим приводом. Топливо не подавалось в двигатель импульсами, как в современных электронных системах, а поступало непрерывно со скоростью, которая менялась в зависимости от положения дроссельной заслонки или измеряемого потока воздуха в воздухозаборнике. Крайслер предложил раннее
аналоговая электронная система в
Chrysler 300D и Plymouth Fury. Однако система была подвержена сбоям и использовалась недолго. С этими осложнениями привлекательности мощности было недостаточно, чтобы довести впрыск топлива до
передний план.
Потребовалось ужесточение норм выбросов двигателей 1970-х и 1980-х годов, а также нефтяной кризис 1970-х годов, чтобы вывести впрыск топлива на передний план. Поскольку автопроизводители стремились снизить выбросы и увеличить расход топлива,
они поняли, что впрыск топлива приводит к тому, что двигатель сжигает газ более эффективно. То же самое преимущество, которое может обеспечить мощность, может также сделать автомобили более дружественными к окружающей среде и кошелькам водителей.
Типы впрыска топлива
Корпус дроссельной заслонки впрыска
Сначала автопроизводители пробовали простые системы впрыска в корпус дроссельной заслонки с одной или двумя топливными форсунками, прикрепленными к корпусу дроссельной заслонки. Впрыск корпуса дроссельной заслонки работал очень похоже на карбюратор. Топливо было добавлено во впускной коллектор. Это было не так эффективно, как более поздние системы впрыска топлива, но имело определенные преимущества перед карбюраторами. А именно
топливо дроссельной заслонки
инжектор может лучше приспосабливаться к различным ситуациям. Как упоминалось ранее, карбюратор может быть настроен на подачу идеального количества топлива при определенной частоте вращения двигателя, но может быть немного слишком обедненным или слишком богатым при разных оборотах двигателя. Поскольку топливная форсунка корпуса дроссельной заслонки имеет электронное управление, она может обеспечить лучшее соотношение воздух/топливо во всем диапазоне оборотов двигателя.
Многоточечные системы впрыска топлива
Однако впереди было еще больше улучшений. Следующими были многоточечные системы впрыска. Они впрыскивают топливо над каждым впускным клапаном. Это приводит к тому, что в камере сгорания сжигается больше топлива и меньше расходуется впустую, чем в системах впрыска с корпусом дроссельной заслонки. Впрыск через порт требует наличия одной форсунки на каждый цилиндр двигателя.
Знаменитый инжектор GM «Паук»
Более ранние системы впрыска через порт подавали топливо во все цилиндры одновременно. Топливо будет собираться на каждом впускном клапане в течение
доли секунды до входа в камеру сгорания. Дженерал Моторс
использовал одну такую систему под названием Central Port Injection, но иногда называемую
Инъектор «паук» из-за его сходства с паукообразным. Топливо будет распределяться из центральной точки вниз по «ногам» к тарельчатым клапанам на каждом впускном клапане. Тарельчатые клапаны открывались под давлением и одновременно выпускали топливо на каждой ноге. В конечном итоге паук был снят с производства, потому что тарельчатые клапаны имели тенденцию забиваться углеродом, образующимся в результате побочных продуктов сгорания.
Электронный многоточечный впрыск топлива
Со временем появились более совершенные системы последовательного впрыска через порт. В этих системах ECU сигнализирует о срабатывании каждой форсунки отдельно, так что каждый цилиндр получает топливо сразу после открытия впускного клапана. Это приводит к более эффективному прожигу, чем в старых многопортовых системах.
В этих современных системах топливные форсунки представляют собой клапаны с электронным управлением, которые впрыскивают чрезвычайно мелкий туман топлива во впускные клапаны цилиндров под высоким давлением. Они установлены в головке двигателя. Форсунки получают топливо либо из топливопроводов, либо из топливной рампы.
в свою очередь, получить топливо от топливного насоса. Открытие и закрытие форсунок контролируется модулем управления двигателем (ECU), бортовым компьютером автомобиля. ЭБУ использует данные от
датчик массового расхода воздуха, датчики кислорода и другие датчики для определения времени работы топливных форсунок. Помните, что целью карбюратора было изменение потока топлива в ответ на поток воздуха. ЭБУ использует информацию от датчика массового расхода воздуха для того же эффекта.
Топливная рампа и форсунки
Прямой впрыск бензина
На сегодняшний день самой передовой системой впрыска топлива является непосредственный впрыск бензина. Непрямой впрыск, газ распыляется не во впуск, а прямо в цилиндр. Газ не смешивается с воздухом, пока не окажется в цилиндре.
что предотвращает его конденсацию. Это дает еще более прямой ожог.
Прямой впрыск уже давно используется в дизельных двигателях, но становится все более распространенным в бензиновых двигателях. Возможно, вы помните, что эта система использовалась еще на Mercedes 300SL. Хотя тогда эта технология была настолько дорогой, что она была доступна только на том, что было по существу
дорожный гоночный автомобиль, сегодня непосредственный впрыск может использоваться во многих газовых двигателях. Современные системы прямого впрыска также имеют электронное управление.
в то время как более ранние версии имели механическое управление.
Системы прямого впрыска находятся на переднем крае технологий впрыска топлива, но системы с непрямым последовательным впрыском остаются более распространенными. Одним из недостатков прямого впрыска является то, что форсунки должны быть сконструированы так, чтобы выдерживать высокие силы и температуры сгорания. Так как запчасти нужны
чтобы быть более долговечными, они обязательно дороже.
Системы впрыска дизельного топлива
Дизельные двигатели работают иначе, чем бензиновые двигатели, хотя роль топливных форсунок остается в основном той же. Дизельные двигатели не используют дроссельную заслонку. Вместо этого, когда вы нажимаете на педаль акселератора, в форсунки подается больше топлива, и именно это увеличивает скорость двигателя. В дизельных двигателях с самого начала используется непосредственный впрыск. Они работают в основном так же, как системы прямого впрыска, описанные выше.
Одно большое различие заключается в давлении топлива на топливных форсунках. Дизельные двигатели не воспламеняют топливо от свечей зажигания.
но через сжатие, и дизельное топливо менее летучее (менее охотно сгорает)
чем бензин. Поэтому дизель нужно распылять еще более тонким туманом. Газовое топливо
Форсунки обычно имеют давление от 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм.
(PSI) или от трех до четырех бар (это в три-четыре раза больше атмосферного давления на уровне моря). Дизельные форсунки имеют от 14 500 до 29,000 фунтов на квадратный дюйм или
от 1000 до 2000 бар.
Признаки неисправности системы впрыска топлива
Медленный запуск и ускорение, остановка двигателя, пропуски зажигания или запах бензина
Проблемы с системой впрыска топлива могут принимать самые разные формы, но результат, как правило, один и тот же: недостаточное количество топлива попадает в цилиндры. Это может снизить мощность и эффективность двигателя. Вы можете обнаружить, что автомобиль с трудом заводится и разгоняется. Также возможны остановки и пропуски зажигания. Из-за неэффективного сгорания из-за неисправного топлива
впрыска, в моторном отсеке может быть сильный запах бензина
после запуска автомобиля.
Что вызывает неисправность системы впрыска топлива?

Засорение топливных форсунок

Сами топливные форсунки должны быть первым подозреваемым, когда возникают такие проблемы. У них могут возникнуть проблемы с электричеством или,
чаще они могут забиваться. Электрическая проблема может помешать открытию и закрытию форсунки в правильное время. Засор будет,
очевидно, чтобы топливная форсунка не распыляла топливо должным образом. Засоры могут возникать из-за мусора в топливе, что может указывать на проблему в топливной системе.
топливный фильтр,
обнаруженный в топливном баке или топливопроводе, является наиболее вероятным виновником, и его следует проверить, если вы заменяете топливную форсунку.
В вашем местном гараже может быть оборудование для проверки топливных форсунок.
С помощью этого оборудования можно определить выходное давление каждой форсунки. Любая форсунка, которая слишком сильно отклоняется от надлежащего давления для вашего автомобиля, должна быть заменена. Поскольку топливные форсунки со временем изнашиваются, вы можете заменить все топливные форсунки комплектом.
Износ топливного насоса или негерметичность топливопроводов

Топливные насосы тоже могут выйти из строя. Внутренние механические детали могут изнашиваться, или, в случае электрических топливных насосов, может выйти из строя электродвигатель. Если топливный насос не качает, бензин не попадет в ваш двигатель, и вы
машину вообще не заведешь.
Топливопроводы, топливные баки и горловина топливного бака, конечно, могут дать течь, что приведет к потере
газ, который может быть дорогостоящим с течением времени.
Можно ли отремонтировать систему впрыска топлива самостоятельно?
<noscript><img loading='lazy' src='' /></noscript> youtube.com/embed/Oe87i2yw49U» frameborder=»0″ allowfullscreen=»»><br />
Вы определенно можете работать над собственной системой впрыска топлива,
хотя сложность этого будет варьироваться от одной модели к другой,
в зависимости от точного расположения всех частей. Поскольку система может быть довольно сложной, было бы неплохо сделать фотографии или чертежи, прежде чем что-либо разбирать. Вы можете использовать эти изображения в качестве справки на этапе переустановки ремонта.
При работе с топливной системой необходимо соблюдать определенные меры предосторожности. Горючесть топлива делает его опасным, а высокое давление в системе представляет потенциальную опасность. В принципе, вы не хотите распылять газ повсюду, и особенно на себя. Прежде чем приступить к работе с топливной системой,
особенно перед снятием топливных форсунок, вам нужно сбросить давление в системе. Вы можете сделать это, отключив питание от топливного насоса, а затем запустив двигатель на холостом ходу. Это понизит давление в топливопроводах.
Имея в виду эти советы, вы сможете пройти ремонт топливной системы без происшествий. Для получения дополнительной информации о конкретных
ремонта, вы можете перейти на страницу соответствующей детали или на наш
видео по ремонту авто.
Имея
Проблемы с вашей системой впрыска топлива?

Если у вас возникли проблемы с системой впрыска топлива, то вы обратились по адресу. 1A Auto — ваш поставщик запасных частей, чтобы ваша система впрыска топлива снова вернулась в рабочее состояние! Ниже приведен список общих деталей системы впрыска топлива, которые вам, возможно, придется заменить.
Сопутствующие товары:
Топливные форсунки
Топливный насос
Блок подачи топлива
Топливный бак
Заливная горловина топливного бака
Газовая крышка
Дверь топливного бака
Топливный фильтр
Топливопроводы и шланги
Регулятор давления топлива
Как работает система впрыска Common Rail?
ИСТОРИЯ
Опубликовано 24 июня 2014 г. от Dr. Johannes Kech ,
Система впрыска Common Rail позволяет оптимизировать процесс сгорания таким образом, чтобы из меньшего количества топлива вырабатывалось меньше загрязняющих веществ.
Благодаря системе впрыска топлива Common Rail процесс сгорания можно оптимизировать для достижения низкого уровня выбросов вредных веществ в сочетании с меньшим расходом топлива. Топливо впрыскивается в камеру сгорания из общей топливной рампы под высоким давлением. Электронная система управления гарантирует, что начало впрыска, количество и время не зависят от частоты вращения двигателя. В 1996, с двигателем Series 4000, MTU был первым производителем больших дизельных двигателей, который ввел систему впрыска топлива Common Rail в качестве стандартной функции.
Пионер системы впрыска топлива Common Rail Нормы выбросов для дизельных двигателей, используемых в судах, поездах, большегрузных внедорожниках и генераторных установках, во всем мире становятся все более строгими, что требует значительных модификаций силовых установок. В то же время клиенты постоянно требуют более экономичных двигателей. Системы доочистки отработавших газов, такие как каталитические нейтрализаторы SCR (избирательное каталитическое восстановление, сокращенно SCR) или сажевые фильтры, являются одним из способов снижения выбросов, но также требуют больше места и потенциально увеличивают потребность в техническом обслуживании двигателя. По этим причинам mtu в первую очередь проводит политику сокращения выбросов за счет внутренних усовершенствований двигателя. Сгорание топлива в двигателе улучшается, так что, если это вообще возможно, выбросы не образуются. При необходимости MTU вводит второй этап контроля выбросов, при котором оставшиеся вредные выбросы удаляются системами доочистки выхлопных газов.
Рис. 1: Система Common Rail для серии 4000 Производительность и гибкость системы CR создают предпосылки для чистого и эффективного сгорания.
В рамках внутренней модернизации двигателя одним из основных средств контроля за чистым сгоранием топлива, помимо рециркуляции отработавших газов, является система впрыска топлива. Он предназначен для впрыска топлива под высоким давлением в нужный момент, а также для точного дозирования количества впрыскиваемого топлива, чтобы создать условия, необходимые для сгорания внутри цилиндра с низким уровнем выбросов. Точное управление подачей топлива под высоким давлением также позволяет значительно снизить расход топлива. По этой причине компания MTU на самом раннем этапе осуществила переход от традиционных механических систем впрыска к гибкой системе Common Rail с электронным управлением — в то время главным образом с целью производства более экономичных двигателей. В 1996, MTU оснастила серию 4000, первый большой дизельный двигатель, системой Common Rail в стандартной комплектации. Общий топливный трубопровод — так называемая рейка, давшая название системе, — снабжает топливом все топливные форсунки двигателя. Когда топливо должно быть впрыснуто в цилиндр, система открывает сопло соответствующей форсунки, и топливо поступает из рампы в камеру сгорания, распыляется при этом под высоким давлением и смешивается с воздухом. Компоненты системы Common Rail требуют чрезвычайно точного и гибкого управления. Для этой цели mtu использует свой ECU (блок управления двигателем, см. рис. 1) — запатентованную систему управления двигателем, разработанную собственными силами. В связи со все более строгими стандартами выбросов для двигателей всех классов мощности и всех типов применения, MTU в будущем будет оснащать все новые двигатели системой впрыска Common Rail.
Снижение выбросов благодаря сочетанию с другими ключевыми технологиями
При оптимизации сгорания за счет внутренних конструктивных особенностей двигателя возникает трехсторонняя взаимосвязь между образованием оксидов азота, образованием частиц сажи и расходом топлива: чем интенсивнее сгорание и тем преобразование энергии, тем ниже выбросы и потребление твердых частиц и выше выбросы оксидов азота. И наоборот, замедленное сгорание приводит к меньшему образованию оксидов азота,
, но и к более высокому расходу топлива и уровню выбросов твердых частиц. Задача разработчиков двигателя — найти компромисс между этими крайностями для каждой точки на карте производительности двигателя. При этом они должны согласовывать влияние системы впрыска топлива с другими внутренними мерами двигателя, такими как рециркуляция отработавших газов, которая в первую очередь снижает выбросы оксидов азота, и внешние системы доочистки отработавших газов. Являясь пионером в этой области, компания MTU опирается на многолетний опыт работы с системами впрыска топлива, производимыми компанией Rolls-Royce Power Systems под брендом L’Orange и другими поставщиками. За это время компания MTU приобрела всесторонний опыт в области интеграции системы впрыска топлива Common Rail в двигатель. Это позволило компании полностью использовать потенциал системы впрыска топлива в сочетании с другими ключевыми технологиями для улучшения процесса сгорания. Двумя ключевыми параметрами впрыска топлива, которые влияют на расход топлива и выбросы, являются скорость впрыска и давление впрыска.
Рис. 2: Поток топлива и последовательность впрыска для многофазного впрыска mtu делит последовательность впрыска топлива на три отдельные фазы. Фаза основного впрыска обеспечивает подачу топлива, фаза предварительного впрыска снижает нагрузку на ведущую шестерню коленчатого вала, а фаза поствпрыска снижает выбросы твердых частиц. Это позволяет снизить как расход топлива, так и выбросы.
Скорость впрыска: предварительный, основной и дополнительный впрыск
Скорость впрыска определяет, когда и сколько топлива впрыскивается в цилиндр. В целях снижения выбросов и расхода топлива на современном этапе эволюции системы впрыска для двигателей MTU последовательность впрыска топлива разделена на три отдельные фазы (см. рис. 2). Время начала впрыска, продолжительность и амплитуда задаются пользователем в соответствии с картой характеристик двигателя. Фаза основного впрыска подает топливо для выработки выходной мощности двигателя. Фаза предварительного впрыска инициирует опережающее сгорание, чтобы обеспечить контролируемое сгорание топлива в фазе основного впрыска. Это снижает выбросы оксидов азота, поскольку резкое сгорание предотвращает высокие пиковые температуры. Фаза дополнительного впрыска вскоре после фазы основного впрыска снижает выбросы твердых частиц. Он улучшает смешивание топлива и воздуха на поздней стадии сгорания, повышая температуру в камере сгорания, что способствует окислению сажи. В зависимости от режима работы двигателя фаза основного впрыска может быть дополнена фазами предварительного и/или дополнительного впрыска.
Сравнение размеров форсунок для двигателей с разным объемом цилиндров, включая форсунки для современных двигателей mtu серий 1600, 2000, 4000 и 8000. (светло-серый: двигатели не MTU)
Давление впрыска: пиковое давление до 2200 бар
Давление впрыска оказывает значительное влияние на уровень выбросов твердых частиц. Чем выше давление впрыска, тем лучше топливо распыляется во время впрыска и смешивается с кислородом в цилиндре. Это приводит к практически полному сгоранию
топлива с высокой конверсией энергии, при котором образуется минимальное количество твердых частиц. По этой причине mtu постоянно повышает максимальное давление впрыска в своих системах Common Rail с 1400 бар для двигателей серии 4000 в 1996 году до нынешних 2200 бар для двигателей серий 1600, 2000 и 4000 (см. рис. 3). В случае двигателя серии 8000 оно составляет 1800 бар. Для будущих поколений двигателей mtu даже планирует давление впрыска до 2500 бар. За тот же период компания mtu еще больше повысила долговечность системы и простоту ее обслуживания. Концепция фильтра, разработанная для удовлетворения требований, еще больше улучшила способность системы впрыска справляться с загрязнением топлива твердыми частицами. В будущем интервалы обслуживания форсунок будут увеличены с помощью электронной диагностики.
Рис. 3: Изменение давления впрыска с 1996 г. для двигателей серии 4000 С 1996 г. компания mtu неуклонно повышает давление впрыска для дальнейшего снижения расхода топлива и выбросов твердых частиц. С 2000 года компания mtu использует усовершенствованные версии системы Common Rail на автомобилях серии 4000, среди прочего, в которых каждая топливная форсунка имеет собственный топливный резервуар. Преимущество состоит в том, что даже при больших объемах впрыска топливная рампа не подвержена колебаниям давления, а последовательности впрыска отдельных цилиндров не мешают друг другу.
Система Solo: форсунки с собственным топливным баком
Благодаря своим характеристикам система впрыска Common Rail за последние несколько лет зарекомендовала себя как стандартное оборудование для дизельных двигателей автомобилей. Описанная версия системы также хорошо подходит для использования в промышленных двигателях малой мощности. Однако в случае двигателей с большим объемом цилиндров обычная система Common Rail в настоящее время обнаруживает свои ограничения, поскольку они требуют впрыска относительно большого количества топлива в цилиндр для каждого такта зажигания. Это вызывает пульсации давления в топливном резервуаре системы Common Rail, которые могут мешать последующим последовательностям впрыска. С 2000 года компания mtu использует усовершенствованную версию системы Common Rail для двигателей серий 4000 и 8000, а с 2004 года также и для двигателей серии 2000, в которой топливные форсунки имеют встроенный топливный бак (см. рис. 4). Это позволяет топливопроводам между форсунками и общей топливной рампой иметь относительно небольшое поперечное сечение. Во время последовательности впрыска происходит лишь незначительное падение давления в собственном топливном резервуаре форсунки. Это предотвращает колебания давления в системе Common Rail и, следовательно, кратковременную недостаточность или избыточную подачу топлива к форсункам.
Рис. 4: Форсунка со встроенным топливным баком Использование форсунок со встроенным топливным баком предотвращает колебания давления в системе Common Rail и, следовательно, кратковременную недостаточную или избыточную подачу топлива к форсункам.
Индивидуальные решения для гибкого использования топлива
С повышением уровня технических характеристик систем впрыска также возрастают требования к чистоте и качеству топлива. При этом топливо должно соответствовать заранее заданным значениям вязкости и смазывающей способности, как компоненты высокого давления 9. Насосы и форсунки 0510 смазываются топливом. Он также должен быть свободен от каких-либо загрязнений, которые могут привести к абразивному повреждению при высоких давлениях. Поэтому для обеспечения правильной работы двигателя можно использовать только дизельное топливо, одобренное для данного применения и отвечающее применимым стандартам. По запросу клиента MTU проводит анализы для утверждения других видов топлива в зависимости от конкретного применения в тесном сотрудничестве с брендом Rolls-Royce Power Systems L’Orange или альтернативными поставщиками. При некоторых применениях, например, отсутствие смазки
свойства со стороны топлива можно компенсировать специальными покрытиями на системе впрыска. Кроме того, MTU помогает клиентам при проектировании бака и топливной системы на месте. Это представляет большой интерес, например, для горнодобывающей техники, которая подвергается сильному воздействию пыли.
Резюме
mtu постоянно совершенствует свои двигатели, чтобы гарантировать, что они будут соответствовать жестким будущим стандартам выбросов, при этом потребляя как можно меньше топлива.

Posted inДвигатель