Принцип работы инжекторного двигателя: Инжекторный двигатель

Содержание

Устройство инжектора и принцип работы инжектора на автомобилях

На сегодняшний день инжекторный (или, говоря по-научному, впрысковый) двигатель практически полностью заменил устаревшие карбюраторные двигатели. Инжекторный двигатель существенно улучшает эксплуатационные и мощностные показатели автомобиля (динамика разгона, экологические характеристики, расход топлива).

Содержание статьи:

Виды инжекторных систем;
- Центральная;
- Распределенная;
- Непосредственная;
Виды электронных форсунок;
Принцип работы инжектора;
Преимущества инжектора и его недостатки.

Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие основные преимущества:

Точное дозирование топлива и, следовательно, более экономный его расход;
Снижение токсичности выхлопных газов. Достигается за счет оптимальности топливно-воздушной смеси и применения датчиков параметров выхлопных газов;
Увеличение мощности двигателя примерно на 7-10% за счет улучшения наполнения цилиндров, оптимальной установки угла опережения зажигания, соответствующего рабочему режиму двигателя;
Улучшение динамических свойств автомобиля. Система впрыска незамедлительно реагирует на любые изменения нагрузки, корректируя параметры топливно-воздушной смеси;
Легкость пуска независимо от погодных условий.

Виды инжекторных систем

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 3 типа инжекторных систем, различающихся по типу подачи топлива:

Центральная;
Распределенная;
Непосредственная.

Центральная (моновпрыск) инжекторная система

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.

Распределенная (мультивпрыск) инжекторная система

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.

Система непосредственного впрыска

Система непосредственного впрыска – разновидность распределенной и 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.

Виды электронных форсунок

Существует классификация электронных форсунок, основывающихся на способе впрыска топлива. Выделяют такие три разновидности:

Электромагнитная. Зачастую характерна для бензиновых ДВС (и с прямым впрыском тоже). Конструкцию нельзя назвать очень сложной, а основными составляющими её частями выступают клапан с иголкой (электромагнитный), сопло. Контроль за работой указанной форсунки выполняется с помощью ЭБУ, обеспечивающего на обмотке клапана напряжение в наиболее подходящий для этого момент.
Электрогидравлическая. По большей части используют на дизельных движках. Являет собой электромагнитный клапан, дополненный камерой управления, а также сливным и впускным дросселями. Рабочий принцип этой разновидности форсунок основывается на участии давления самой топливной смеси в любой момент работы. За деятельностью электрогидравлической форсунки следит ЭБУ, именно он отправляет рабочие сигналы электромагнитному клапану.
Пьезоэлектрическая. Считается наиболее удачным устройством среди всех представленных, но может работать только на дизельных агрегатах с системой впрыска Common Rail. Основное преимущество этого типа — быстрота реакции, что гарантирует многократную подачу топлива за один полный цикл. В основе работы пьезоэлемента — гидравлический принцип действия (как и в предыдущем варианте), предусматривающий срабатывание поршня толкателя за счёт увеличения длины пъезоэлемента под воздействием электрического сигнала ЭБУ. Количество подаваемого за один раз топлива определяется продолжительностью такого воздействия и давлением топливной смеси в топливной рампе.

Принцип работы инжектора

Принцип работы инжектора на автомобилях можно условно поделить на 2 части — механическую составляющую и электронную.

К механической части инжектора относится:

топливный бак;
электрический бензонасос;
фильтр очистки бензина;
топливопроводы высокого давления;
топливная рампа;
форсунки;
дроссельный узел;
воздушный фильтр.

Конечно, это не полный список составных частей. В систему могут быть включены дополнительные элементы, выполняющие те или иные функции, все зависит от конструктивного исполнения силового агрегата и системы питания. Но указанные элементы являются основными для любого двигателя с инжектором распределенного впрыска.

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, соединенную со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.

Современная форсунка – электромагнитная, в ее основе лежит соленоид. 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.

Основным элементом электронной части является электронный блок, состоящий из контроллера 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, устанавливается в выпускной системе авто, определяет остатки несгоревшего воздуха в выхлопных газах;
Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), расположен в корпусе воздушного фильтрующего элемента, определяет количество проходящего через дроссельный узел воздуха при всасывании его цилиндрами;
Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), установлен в дроссельном узле, подает сигнал о положении педали акселератора;
Датчик температуры силовой установки, располагается возле термостата, регулирует состав смеси в зависимости от температуры мотора;
Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ), установлен возле шкива коленчатого вала;
Датчик детонации, расположен на блоке цилиндров;
Датчик скорости, установлен на коробке передач;
Датчик фаз,предназначен для определения углового положения распредвала, установлен в головке блока.

Элекробензонасос заполняет всю систему топливом. Контролер получает показания от всех датчиков, сравнивает их с данными, занесенными в блок памяти. При несовпадении показаний, он корректирует работу системы питания двигателя так, чтобы добиться максимального совпадения получаемых данных с занесенными в блок памяти.

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.

Преимущества инжектора и его недостатки

Если бы в этой системе не было преимуществ, инжекторы не получили бы столь широкое распространение. Надежность инжектора многие могут оспорить, ведь автомобилисты нередко сталкиваются с проблемами и неизлечимыми болезнями системы. Тем не менее, в технологии намного больше плюсов, которые привлекают покупателей и дарят определенные выгоды в поездке.

+ Преимущества	— Недостатки
реальное понижение расхода топлива — инжектор может экономить, благодаря интеллектуальному управлению подачей топлива;	чистка форсунок — если вы заливаете не слишком качественный бензин или не меняете вовремя фильтры топлива, форсунки будут забиваться и перестанут распылять бензин;
полное сгорание бензина — при правильных настройках инжектор обеспечивает полное сгорание топлива и определенную интенсивность поездки;	прошивка «мозгов» в нужных режимах — на старых машинах иногда получается достичь невероятных результатов от перепрошивки, ведь технологии движутся вперед;
более выразительная динамика двигателя — водителю не приходится долгое время ожидать реакции при нажатии педали газа;	замена бортового компьютера на более функциональный вариант ЭБУ для вашей модели автомобиля с подходящими настройками;
возможность смены прошивки — с помощью простой процедуры чип-тюнинга можно полностью изменить параметры авто;	регулярная смена фильтров, как воздушного, так и топливного, с целью обеспечения нормальной работы инжектора;
технологичность и современность — машина с инжектором зачастую выбрасывает в атмосферу значительно меньше вредных веществ;	использование качественного топлива в соответствии с предписанными производителем нормами и подходящим октановым числом;
устойчивая работа в любых условиях — для хорошей работы инжектора не требуется ручное управление заслонкой воздуха, двигатель хорошо заводится в мороз.	регулярный сервис, своевременное обращение внимания на определенные недостатки работы автомобиля.

Несмотря на то, что инжектор дороже в обслуживании и более прихотлив к качеству бензина, его надежность и возможность широкой настройки параметров опережает на сотни шагов вперед карбюратор. В конце концов, за определенный пробег два типа мотора могут выйти одинаково в цене, только карбюратору нужно будет чаще уделять внимание, а инжектор сделать один раз и надолго.

Принцип работы инжекторного двигателя

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) основан на сгорании небольшого количества топлива в ограниченном объеме. При этом высвобождающаяся энергия преобразуется за счет движения поршней в механическую энергию. Дозированное количество топлива обеспечивается карбюратором или специальным устройством – инжектором. Двигатели с такими устройствами называются инжекторными. Рабочий принцип инжекторного двигателя прост – подача в нужный момент времени нужного количества топлива в нужное место.

Содержание

Как работает ДВС
О карбюраторе, его достоинствах и недостатках
Про инжекторные моторы
Устройство впрыска
Виды впрысковых систем
Одноточечный впрыск
Многоточечный впрыск
Непосредственный впрыск

Как работает ДВС

Чтобы ясно понимать различие между двумя типами силовых устройств, необходимо предварительно коснуться того, как вообще работает ДВС. Существует несколько отличающихся типов, из которых самыми распространенными будут:

бензиновые;
дизельные;
газодизельные;
газовые;
роторные.

Принцип работы мотора лучше всего можно понять на примере бензинового двигателя. Самый популярный из них – четырехтактный. Это означает, что весь цикл преобразования энергии, образующейся при сгорании топлива, в механическую осуществляется за четыре такта.
Устройство двигателя таково, что последовательность выполнения тактов следующая:

впуск – заполнение цилиндров топливом:
сжатие – подготовка топлива к сгоранию;
рабочий ход – преобразование энергии сгорания в механическую;
выпуск – удаление продуктов сгорания топлива.

Для обеспечения работы двигателя у каждого из них своя задача. Во время первого такта поршень опускается из верхнего положения до крайнего нижнего, открывается клапан (впускной) и цилиндр начинает заполняться топливно-воздушной смесью. Во втором такте клапана закрыты, а движение поршня происходит от нижнего положения к верхнему, смесь в цилиндре сжимается. Когда он доходит до верхнего положения, на свече проскакивает искра и поджигается смесь.

При ее сгорании образуется повышенное давление, которое заставляет двигаться поршень от верхнего положения к нижнему. После его достижения под действием инерции вращения коленвала поршень начинает двигаться опять вверх, при этом срабатывает выпускной клапан, продукты сгорания топлива выводятся наружу из цилиндра. Когда поршень дойдет до верхнего положения, закрывается выпускной, но зато открывается впускной клапан и весь цикл работы повторяется.

Здесь необходимо сделать небольшое дополнение. Раз мы рассматриваем бензиновый мотор, то в нем подача бензина в цилиндры двигателя возможна различными способами. Исторически первой была разработана подача и дозировка бензина при помощи карбюратора. Это специальное устройство, которое обеспечивает необходимое количество топливно-воздушной смеси (ТВС) в цилиндрах.

Топливно-воздушной называется смесь воздуха и паров бензина. Она приготавливается в карбюраторе, специальном устройстве, для их смешивания в нужной пропорции, зависящей от режима работы двигателя. Будучи достаточно простым по своему устройству, карбюратор длительное время успешно работал с бензиновым мотором.
Однако по мере развития автомобиля выявились недостатки, с которыми в сложившихся к тому времени условиях уже было трудно мириться разработчикам двигателя. В первую очередь это касалось:

топливной экономичности. Карбюратор не обеспечивал экономного расходования бензина при внезапном изменении режима движения машины;
экологической безопасности. Содержание в отработанных газах токсичных веществ было достаточно высоким;
недостаточной мощности двигателя из-за несоответствия ТВС режиму движения автомобиля и его текущему состоянию.

Чтобы избавиться от отмеченных недостатков был реализован иной принцип подачи топлива в мотор – с помощью инжектора.

Про инжекторные моторы

У них есть еще одно название – впрысковые двигатели что, в общем-то, никоим образом не изменяет сути происходящих явлений. По выполняемой работе впрыск напоминает принцип, реализуемый в работе дизеля. В двигатель в нужный момент через форсунки инжектора впрыскивается строго дозированное количество топлива, и оно поджигается искрой со свечи, хотя при работе дизеля свеча не используется.

Весь цикл четырехтактного ДВС, рассмотренный ранее, остается неизменным. Основное отличие в том, что карбюратор готовит ТВС за пределами двигателя, и она потом поступает в цилиндры, а у инжекторного двигателя последних моделей бензин впрыскивается непосредственно в цилиндр.

повышение мощности на 7-10%;
улучшение показателей топливной экономичности;
снижение уровня токсичных веществ в составе выхлопных газов;
обеспечение оптимального количества топлива, зависящее от режима движения автомашины.

Это только основные достоинства, которые позволяет получить инжекторный двигатель. Однако у каждого достоинства есть и свои недостатки. Если карбюраторный мотор чисто механический и его можно отремонтировать практически в любых условиях, то для управления инжекторным требуется сложная электроника и целая система датчиков, из-за чего работы (регламентные и ремонтные) необходимо проводить в условиях сервисного центра.

Устройство впрыска

Если посмотреть, как выглядит устройство ДВС с впрыском вместо карбюратора, то можно выделить:

контроллер впрыска – электронное устройство, содержащее программу для работы всех составных узлов системы;
форсунки. Их может быть как несколько, так и одна, в зависимости от используемой системы впрыска;
датчик расхода воздуха, определяющий наполнение цилиндров в зависимости от такта. Сначала определяется общее потребление, а потом программно пересчитывается необходимое количество для каждого цилиндра;
датчик дроссельной заслонки (ее положения), устанавливающий текущее состояние движения и нагрузку на двигатель;
датчик температуры, контролирующий степень нагрева охлаждающей жидкости, по его данным корректируется работа двигателя и при необходимости начинается работа вентилятора обдува;
датчик фактического нахождения коленчатого вала обеспечивающий синхронизацию работы всех составных узлов системы;
датчик кислорода, определяющий его содержание в выхлопных газах;
датчик детонации контролирующий возникновение последней, для ее устранения по его сигналам меняется значение опережения зажигания.

Вот примерно так выглядит в общих чертах система, обеспечивающая впрыск топлива, принцип работы должен быть вполне понятен из ее состава и назначения отдельных элементов.

Виды впрысковых систем

Несмотря на достаточно простое описание работы инжекторного мотора, приведенное ранее, существует несколько разновидностей, осуществляющий подобный принцип работы.

Одноточечный впрыск

Это самый простой вариант реализации принципа впрыска. Он практически совместим с любым карбюраторным двигателем, разница заключается в применении впрыска вместо карбюратора. Если карбюратор во впускной коллектор подает ТВС, то при одноточечном впрыске во впускной коллектор впрыскивается через форсунку бензин.

Как и в случае с карбюраторным мотором, при такте впуск двигатель всасывает готовую топливно-воздушную смесь, и его работа практически не отличается от работы обычного двигателя. Преимуществом такого мотора будет лучшая экономичность.

Многоточечный впрыск

Представляет дальнейший этап совершенствования инжекторных моторов. Топливо по сигналам от контроллера подается к каждому цилиндру, но тоже во впускной коллектор, т.е. ТВС готовится вне цилиндра и уже в готовом виде поступает в цилиндр.
В таком варианте реализации принципа инжекторного двигателя возможно обеспечить многие из преимуществ, присущие впрысковому двигателю и отмеченные ранее.

Непосредственный впрыск

Является следующим этапом развития инжекторных двигателей. Впрыск топлива выполняется прямо в камеру сгорания, чем обеспечивается наилучшая эффективность работы ДВС. Итогом такого подхода является получение максимальной мощности, минимального расхода топлива и наилучших показателей экологической безопасности.

Инжекторный ДВС является следующим этапом в развитии бензинового мотора, значительно улучшающий его показатели. В моторах, использующих систему впрыска топлива, возрастает мощность, а также экономическая эффективность их работы, они отличаются значительно меньшим отрицательным влиянием на окружающую среду.

Инжекторный двигатель: принцип работы инжектора, неисправности

Содержание

1 Главные отличия карбюратора от электронного впрыска
2 Разновидности инжектора
3 Устройство инжекторного двигателя
4 Достоинства и недостатки двигателя с электронным впрыском
5 Основные неисправности
6 Рекомендации по эксплуатации инжекторного двигателя

Инжекторный двигатель – агрегат, укомплектованный системой электронного впрыска топлива, управляемый электронным блоком управления. Массовый переход на инжектор к концу 80-х годов вполне оправдан: впрысковые моторы более экологичны, экономичны, по ходу работы состав и количество смеси корректируется согласно нагрузкам двигателя ЭБУ.

Главные отличия карбюратора от электронного впрыска

Электронный инжекторный двигатель кардинально различается от карбюраторного. В карбюраторном моторе смесеобразование внешнее (готовится в карбюраторе), а инжекторные форсунки впрыскивают топливо, либо в коллектор перед впускным клапаном, либо в цилиндр непосредственно.

Карбюратор – на 80% механическое устройство, если не считать экономайзера принудительного холостого хода (когда двигатель отключается при отпущенной педали газа на ходу), и электронного подсоса (для запуска и прогрева двигателя, смесь подается обогащенной).

Инжектор является дозатором, который способен в разное время и в течение разного времени впрыскивать топливо.

Если взять два одинаковых двигателя, на одном из которых топливная система будет инжекторная, а на втором карбюраторная, у второго мощность будет выше на 15-20%.

Разновидности инжектора

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

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

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

Устройство инжекторного двигателя

Простейший инжектор состоит из следующих компонентов:

ЭБУ (электронный блок управления),
электрический бензонасос,
топливная рампа и датчик давления топлива,
электронные форсунки,
впускной коллектор с дроссельной заслонкой,
датчики: температуры ОЖ, детонации, расхода воздуха, положения дросселя, положения коленчатого вала, наличия кислорода в выпускном коллекторе.

Как вышеуказанные компоненты взаимодействуют между собой, на примере запуска двигателя: при повороте ключа в замке зажигания включается бортовая сеть, электробензонасос начинает подкачку топлива.

После следующего поворота срабатывает датчик положения коленвала, чтобы поджечь своевременно смесь. Топливо через рампу попадает в форсунки. Отношение топлива к воздуху, угол зажигания и момент подачи топлива определяется блоком управления, который основывается на данных датчиков температуры ОЖ, ДМРВ и ДПДЗ.

Во время работы инжекторного двигателя все датчики фиксируют изменения в двигателе, о чем постоянно сообщают блоку управления.

В программе блока управления «зашита» целая сетка, называемая топливной картой. Топливная карта позволяет корректировать смесь по следующим параметрам:

момент открытия форсунки;
время, при котором игла форсунки открыта;
количество топлива;
угол зажигания.

Под каждый режим работы (запуск, холостой ход, слабые нагрузки, средний режим, и режим максимальных оборотов) запрограммированы свои параметры, указанные выше. Это одно из главных отличий от карбюратора, так как имеется возможность широкой настройки топливной системы программируемым способом.

Достоинства и недостатки двигателя с электронным впрыском

Из плюсов можно выделить:

широкие возможности настройки двигателя под свои потребности (максимальная мощность, или максимальная экономичность),
весь процесс работы двигателя управляется электроникой,
компьютерная диагностика,
экологичность.

Недостатки:

стоимость ремонта и обслуживания,
уязвимость электроники,
зависимость от стабильного напряжения бортовой сети.

Основные неисправности

Из-за того, что инжектор – это цепочка сложных электронных систем, некоторые из деталей имеют свойство изнашиваться, а именно:

Электронные датчики, такие как ДМРВ, лямбда-зонд (датчик выявления кислорода в выхлопной трубе), датчик температуры охлаждающей жидкости — часто выходят из строя в силу своей работ в агрессивной среде

Топливные форсунки, особенно непосредственного впрыска, уязвимы к загрязнению, вследствие чего мотор начинает троить. Но чистка форсунок требуется не так часто, как чистка карбюратора

Выход из строя форсунки из-за западания иглы, что приводит к гидроудару (несжимаемая жидкость в виде топлива не сгорает, из-за чего поршень давит на шатун, когда тот стремится вверх, результат — пробитие блока цилиндров).

Принцип работы инжекторного двигателя, что такое инжекторный двигатель

Что такое инжекторный двигатель? Это разновидность двигателя с инжекторной системой подачи топлива. Данный вид двигателя обеспечивает экономичный расход топлива и уменьшение выбросов продуктов его сгорания в атмосферный воздух.

Типы инжекторных систем
Как работает инжектор
Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного
Применение инжекторных двигателей
Достоинства и недостатки инжекторного двигателя
Заключение

Основное его отличие от других типов состоит в особенностях работы системы подачи топлива. А именно, впрыскивание топлива осуществляется принудительно при помощи специального элемента для его дозирования (форсунки) в цилиндр или систему трубок и заслонок (впускной коллектор).

Инжекторные двигатели начали устанавливать с 1930х годов, но популярность они смогли завоевать только в конце 90хх годов.

Типы инжекторных систем

Различают несколько типов данных систем в зависимости от способа подачи топлива, а именно:

Инжекторная система с центральной подачей топлива. Одна форсунка поставляет смесь топлива и воздуха в коллектор¸ после чего происходит её распределение по всем цилиндрам;

С многоточечной подачей. В этом варианте на каждый цилиндр имеется своя форсунка. Этот тип наиболее распространен. Чаще подача смеси осуществляется напрямую по цилиндру с последовательным топливовспрыском.

Выделяют также двух- и четырехтактные системы. Такт – это все процессы, которые происходят в цилиндре за время одного ходя поршня.

Принцип работы инжекторного двигателя основан на сборе и оценке информации о состоянии двигателя и его работы с помощью специальных датчиков:

Датчик оборотов. Производит передачу сигнала о скорости, на основании этих данных блок управления рассчитывает необходимый расход топлива;

Датчик массового расхода воздуха. Измеряет силу воздушного потока;

Температуры антифриза. Проводит замеры температурного режима системы охлаждения и активирует работу вентилятора при необходимости;

Дроссельной заслонки. Осуществляет контроль положения заслонки дросселя и регулирует распределение топлива, которое попадает в камеру сгорания;

Кислорода в выхлопных газах. Фиксирует концентрацию кислорода в выхлопных газах. А также обеспечивает необходимую концентрацию газов и топлива в камере сгорания;

Детонации. Определяет силу взрыва в камере сгорания;

Положения распределительного вала. Участвует в согласовании подачи топлива и работы двигателя;

Температуры воздуха. Определяет температуру, которая поступает в двигатель. Контролёр инжектора (его «мозги») в результате обработки полученной информации, собранной от всех перечисленных приборов и устройств, регулирует работу следующих систем:

Форсунок. Это электромагнитный клапан, который осуществляет распыление топлива за счёт давления;

Электронасоса подачи топлива. Он контролирует давление в системе;

Модуля зажигания. Соответствует количеству свечей зажигания. Управляет их работой;

Регулятор холостого хода. Корректирует подачу воздуха в обход дроссельной заслонки на нейтральной передаче;

Вентилятор, охлаждающий мотор.

org/ImageObject»>

Как работает инжектор

Каждый двигатель оснащен поршнями и цилиндрами. В них происходит преобразование тепловой энергии в механическую.

Для осуществления этого процесса в инжекторном двигателе существует несколько этапов:

1 этап – такт впуска. Поршень в начале этого этапа находится в верхней мертвой точке. С началом работы двигателя стартер проворачивает посредством маховиков коленчатый вал. Датчик коленвала посылает блоку управления инжектора информацию о положении конкретного цилиндра. Датчик фаз анализирует такты. Блок управления получив данную информацию, открывает в нужном цилиндре форсунку на строго определенное время.

А вы знаете, что у некоторых двигателей имеется несколько клапанов впуска? Они увеличивают мощность двигателя, а соответственно и скоростные характеристики автомобиля;

2 этап – сжатие топливовоздушной смеси. Когда поршень достигает нижней мертвой точки, он начинает снова подниматься. Что приводит к сжатию смеси топлива и газов до размеров камеры сгорания. Клапаны в этот момент закрыты;

3 — этап рабочего хода. На этом этапе происходит поджигание свечой зажигания сжатой смеси воздуха и топлива. Что провоцирует взрыв, посредством увеличения давления на дне поршня. Это приводит к тому, что поршень опускается вниз до уровня нижней мертвой точки.

Клапаны впуска и выпуска закрыты для того, чтобы сила давления на поршень была достаточной для проворачивания коленчатого вала. После взрыва блок управления регулирует момент зажигания для последующего цилиндра. А так же нормирует газовый состав топливовоздушной смеси. Это позволяет предельно эффективно использовать топливо и его сгорание;

4 этап – такт выпуска. Предыдущий этап приводит к открытию выпускного клапана. Поршень начинает двигаться вверх, выбрасывая газы, образовавшиеся в результате взрыва и сгорания.

Важно! Прогрев двигателя не оказывает влияния на показания датчика массового расхода воздуха и датчика взрыва, так как блок управления работает по специальным запрограммированным таблицам.

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного

В работе и устройстве инжектора и карбюратора можно выделить следующие отличия:

В инжекторном двигателе подача смеси газов и топлива осуществляется в специальную камеру, в карбюраторном двигателе образование топливовоздушной смеси происходит в самом карбюраторе;

Смесь в инжекторном двигателе подается форсунками в цилиндры и в впускной коллектор принудительно. В карбюраторе этот процесс происходит само по себе;

В инжекторном двигателе форсунки подают строго дозированное количество топлива;

Инжекторная система обеспечивает мощность двигателя на 15% больше, чем карбюратор;

Инжектор более экономичен и экологически безопасен, чем карбюратор.

Применение инжекторных двигателей

Изначально инжекторные двигатели устанавливали в авиации. Особую популярность получили во времена Второй Мировой войны. Авиамоторы тогда создавали именно с этой системой. Затем инжекторы стали устанавливать в автомобили. В процессе ввода в широкие круги, инжекторы стали вытеснять карбюраторные варианты двигателей. И с 2005 года автомобильные двигателя оснащены именно инжекторной системой подачи топлива.

Достоинства и недостатки инжекторного двигателя

К его плюсам можно отнести:

Экономичное потребление топлива;

Большая динамика двигателя;

Отсутствуют проблемы с запуском двигателя в холодное время года;

Более надежный в эксплуатации, чем карбюраторный вариант;

Нет необходимости ручного регулирования режимов его работы.

К недостаткам относят:

Дороговизна запчастей;

Сложная диагностика неисправностей;

Некоторые детали не подлежат ремонту;

Дорогие обслуживание и регулировка работы инжектора, ремонт требуется проводить в автомастерских;

Чувствительны к топливу плохого качества.

Заключение

Не смотря на перечисленные недостатки, инжекторные двигатели представляют собой современный вариант топливной системы, обеспечивающий большую мощность и экономичное расходование топлива. А также более безопасную комплектацию двигателей в плане влияния на экологию.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 5 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Инжекторный двигатель: устройство и принцип работы

Инжекторный двигатель представляет собой сложное устройство, обеспечивающее максимальную производительность автомобиля. В отличие от карбюраторных моделей, инжектор более экономичен и прост в обслуживании. Такие двигатели снабжены системой впрыскивания топлива, благодаря чему повышается мощность авто, а расходы топлива, наоборот, снижаются. Принцип работы инжекторного двигателя рассмотрен в нашей статье.

Принцип работы инжектора

Использование устройств с подобным алгоритмом действия поначалу коснулся авиастроительного производства. Ужесточение экологических норм привело к тому, что многие производители автомобилей отказались от применения карбюраторных двигателей, дальнейшее усовершенствование которых не приводило к желаемому результату.

Управление системой впрыскивания топлива проводится автоматизированной системой или бортовым компьютером. Проводится проверка состояния воздушно-топливной смеси и при ее соответствии происходит последовательный впуск топлива непосредственно во впускной клапан. Так обеспечивается более точный расход, а также быстрое сгорание топлива.

Устройство инжекторного двигателя можно охарактеризовать выполнением следующей последовательности:

Нажатие на педаль газа открывает дроссельную заслонку. Это обеспечивает поступление воздуха в двигатель.

Компьютер анализирует объем поступающего воздуха (в зависимости от усилия нажатия педали), после чего дает команду для подачи оптимального объема топлива.

Специальный датчик контролирует количество поступающего в двигатель кислорода и его соответствие объему топлива.

Топливный нанос перекачивает необходимый объем, после чего происходит его впрыск под давлением. В результате образуется мелкодисперсный туман, который быстро сгорает, приводя в движение механизмы вращения движущихся частей мотора.

Даже упрощенная схема показывает, насколько сложным является процесс движения автомобиля. Работа двигателя инжектора представляет собой замкнутую систему, в которой значение имеет каждая деталь. При выходе из строя любой составляющей, сигнал об этом поступает на электронную систему, после чего компьютер сам принимает решение о возможность дальнейшего движения. Это одновременно является достоинством и недостатком такого механизма, ведь при измененных условиях труда раскачать «вручную» систему не получиться, придется обращаться за квалифицированной помощью.

В чём особенности устройства?

Как показывает приведенная информация, главным отличием от более старых карбюраторных моделей является автоматическая подача топлива. Это ключевой момент, определяющий преимущества использования инжекторного устройства. Кроме того, существует еще несколько пунктов, которые выгодно отличают разницу между инжектором и карбюратором.

Ключевые отличия:

За счет того, что в карбюраторном двигателе создается определенный уровень давления, позволяющий засасывать воздушно-топливную смесь, а в инжекторе она подается автоматически, экономится мощность отдачи. Это позволяет в целом увеличить производительность авто на 10%. Показатель небольшой, но при длительной эксплуатации это существенная экономия топлива.

Быстрое реагирование на изменение условий движения. В инжекторе практически моментально происходит увеличение или уменьшение подачи топлива. Это позволяет маневрировать на дороге гораздо быстрей.

Система впрыскивания топлива обеспечивают легкий запуск двигателя.

Инжекторное устройство менее чувствительно к измененным погодным условиям. Расход топлива будет экономиться за счет того, что не требуется длительный прогрев двигателя.

Также такие устройства соответствуют более строгим современным экологическим стандартам. Уровень вредных выбросов, как правило, ниже на 50-70%, что в современном мире просто необходимо.

Среди главных недостатков — полная зависимость системы от исправности всех элементов. Инжектор снабжен несколькими датчиками, которые анализируют параметры топлива и условия эксплуатации. При выходе электроники из строя может понадобиться дорогостоящий ремонт.

Также при эксплуатации авто с инжекторным двигателем необходимо тщательней следить за состоянием используемого топлива. Форсунки, обеспечивающие подачу и распыление воздушно-топливной смеси, часто забиваются при использовании некачественного бензина. Вместе с тем, этот критерий очень сложно контролировать, особенно при длительной поездке, когда приходится заправляться на непроверенных точках. К недостаткам также можно отнести дорогостоящий ремонт в случае поломок. Самостоятельная починка электронной части на практике оказывается неудачным решением и может привести к необходимости восстановления системы, а это стоит немало.

ЭБУ

Главным центром управления инжектора является ЭБУ — электронный блок управления. В его задачи входит непосредственный контроль над работой всех систем, расходом и подачей топлива, а также сигнализирование о возможных неполадках в работе автомобиля. Отчеты о возможных сбоях в системе и алгоритм правильной работы храниться в специальных ячейках памяти,

В зависимости от модели, обычно есть три типа памяти устройства:

ППЗУ требует однократного программирования, после чего сохраняются все алгоритмы действия для управления системой. Чип хранится на плате блока, при необходимости подлежит замене. Информация не подлежит удалению при сбоях сети, корректированию не поддается.

ОЗУ — оперативное запоминающее устройство. Относится к временному хранилищу файлов. Также служит местом для расчета и анализа полученной информации. Располагается ОЗУ на печатной плате блока, при сбоях в сети информация стирается.

ЭПЗУ представляет собой электрически программируемое запоминающее устройство. В основном используется для хранения информации для противоугонной системы (коды и пароли владельца). При нарушении ввода данных, двигатель не заведется. Такое хранилище не зависит от данных сети, информация сохраниться при любых ситуациях.

Форсунки

Заслонка, позволяющая контролировать впрыск топлива в систему, называется форсункой. Используется два типа системы подачи топлива. Моновпрыск сейчас практически не используется. При таком расположении форсунки топливо подается вне зависимости от открытия впускного клапана двигателя. К тому же, такое управление мало контролируется электроникой. Второй вид — распределительный впрыск представлен более совершенной системой. Благодаря нескольким форсункам, расположенным непосредственно вблизи каждого цилиндра, происходит направленный доступ горючего. Такая система четко регламентирует подачу топлива, а также увеличивает производительность двигателя. Тип управления инжектором также определяется ЭБУ и может быть точечным и последовательным.

Каталитический нейтрализатор

Этот элемент системы инжекторного двигателя предназначен для контроля выхлопов авто. Для его работы необходим датчик содержания кислорода в выхлопных газах (лямбда-зонд). При превышении допустимых значений проводится корректировка впрыска топлива, а также проводится процесс рециркуляции отработанных газов. Кроме того, в системе предусмотрены специальные катализаторы, уменьшающие содержание вредных примесей после сжигания топлива.

Датчики

Сложная система электронного управления подразумевает проверку и регулировку нескольких датчиков. При выходе из строя хотя бы одного элемента, ЭБУ выдает ошибку.

Основные датчики инжекторного двигателя:

ДМРВ (датчик массового расхода воздуха). Обеспечивает информацию о массе воздуха, поступающего в двигатель.

Лямбда-зонд (датчик кислорода). Определяет содержание кислорода в воздушно-топливной смеси. При помощи такой информации ЭБУ может выявить изменения топливной смеси и откорректировать ее значения.

Датчик дроссельной заслонки. Контролирует положение дроссельной заслонки, согласно которому блок управления может реагировать, увеличивая или сокращая подачу топлива по мере необходимости.

Датчик напряжения. Контролирует напряжение бортовой сети машины. Показания датчика при необходимости заставляют блок управления увеличить число оборотов холостого хода, если напряжение понижено (чаще всего при высоких электрических нагрузках).

Датчик контроля температуры охлаждающей жидкости. Дает сигнал о прогреве двигателя, после чего ЭБУ запускает работу других систем.

Датчик абсолютного давления. Следит за показателем давления во впускном коллекторе. От количества воздуха, которое поступает в двигатель, меняется потребление топливной смеси. Также этот показатель используется при определении производительности авто.

Датчик вращения коленвала. Скорость вращения коленчатого вала – один из определяющих факторов, которые влияют на расчет необходимой длительности импульса.

Преимущества инжектора уже оценили многие автолюбители. Снижается расход топлива, повышается производительность автомобиля, а также облегчается процесс его управления. Работа инжекторного двигателя обеспечивается непосредственным впрыском топлива в систему, на основании проанализированных данных о параметрах топливной смеси и режиме эксплуатации двигателя. Как работает инжекторный двигатель, его преимущества и недостатки по сравнению с карбюраторным устройством рассмотрены в нашей статье.

Если материал был для вас интересен или полезен, опубликуйте его на своей странице в социальной сети:

Добавить комментарий

В начало страницы

Что такое инжектор, зачем он нужен и как устроен?

Первые инжекторы появились в автомобильной индустрии в далеком 1951 году, благодаря компании Bosch, а затем и Mercedes. Тем не менее, широкое распространение инжекторы получили несколько десятков лет спустя, вытеснив карбюраторы. Многие автомобилисты (особенно начинающие) задавались вопросом, что такое инжектор и зачем он нужен. В данной статье подробно рассмотрен принцип работы устройства и назначение.

Содержание

Инжектор: что это, как работает, для чего нужен?
Преимущества и недостатки инжектора
Внутреннее устройство инжектора и принцип его работы
Режимы работы
Частые поломки и ремонт инжектора

Инжектор: что это, как работает, для чего нужен?

Инжектор (форсунок) – часть системы подачи топлива, если говорить грубо. Основной принцип работы заключается в принудительной подаче топлива (жидкого или газообразного) в цилиндр.

Существует два вида в зависимости от места установки и основного принципа работы:

Моновпрыск (центральный впрыск) – состоит из одной форсунки, которая подает топливо во все цилиндры.
Распределённый впрыск – состоит из множества форсунок, каждая из которых подает топливо только в один из цилиндров. Распределенный впрыск может быть:

Одновременным, при этом происходит синхронная подача топлива во все цилиндры.
Прямым, то есть непосредственно в камеру. Для двигателей с таким типом подачи особо важным является качество применяемого топлива.
Попарно-параллельным, при котором одна из форсунок открывается перед началом подачи топлива, а вторая после.
Фазированным – каждая форсунка открывается непосредственно перед началом впрыска топлива.

Преимущества и недостатки инжектора

Множество автолюбителей задумывается, особенно при выборе автомобиля, в чем заключаются преимущества инжектора:

Первое – подача топлива в камеру сгорания, где происходит смешивание с воздухом, происходит с помощью форсунки. Это позволяет дозировать порцию бензина на одно впрыскивание. За счет этого у транспортного средства значительно увеличивается мощность (на 7–10%), а главное снижается расход топлива.

Система впрыска очень чувствительна к изменениям нагрузки, и поэтому быстро реагирует на ее изменения количеством подачи бензина. Немаловажным преимуществом является то, что в холодное время года транспортное средство практически не нужно «прогревать». Также инжектор незначительно повышает экологичность выхлопных газов.

Теперь перейдем к недостаткам. Во-первых, автоматизированость инжекторной системы не всегда является преимуществом. При внезапном выходе из строя, привести систему в работу самостоятельно без помощи специалиста невозможно.

Кроме того, инжектор очень требователен к выбору топлива, особенно если вы хотите, чтобы транспортное средство прослужило как можно дольше. При поломках большинство деталей являются неремонтопригодными и требуют полной замены.

В случае ДТП риск воспламенения более высок, из-за подачи топлива под определённым давлением (в случае повреждения контроллера впрыска).

Внутреннее устройство инжектора и принцип его работы

Чтобы разобраться в принципе работы инжекторного двигателя, сперва нужно понять его строение.

ЭБУ (электронный блок питания) – управляет работой всей системы инжекторного двигателя на основании полученных данных (из внешней среды и непосредственно от параметров работы двигателя). Содержит систему диагностики неисправности инжектора, передавая сигнал датчику «Check engine» на панели приборов.
Регулятор давления. В норме давление в форсунках должно быть постоянным, этот регулятор отвечает за постоянство этой величины.
Форсунки – непосредственно подают топливо в цилиндры (электромагнитные, электрогидравлические и пьезоэлектрические).
Бензонасос – под давлением подает топливо в форсунки, что снижает риск образования воздушных пробок.
Датчики – необходимы для слаженной работы всей системы. В инжекторе установлено несколько видов:

Датчик детонации – расположен в самих цилиндрах, при детонации по нему проходят вибрации. В виде свободного тока передает информацию на ЭБУ.
ДПДЗ – реагирует увеличением датчика или его падением, при смене поворотного угла заслонки дросселя.
Датчик фаз сообщается с блоком управления и с цилиндром. Благодаря этому, блок управления подает необходимое напряжение в цилиндр при зажигании, и совершает управление тактами.
Датчик массового расхода воздуха состоит из двух платиновых нитей (первая свободно обдувается потоками воздуха, а вторая герметично изолирована). Блок управления подсчитывает температуру и массу воздуха, за счет разницы температуры и сопротивления на двух нитях.
ДПКВ (положения коленчатого вала), или датчик Холла, позволяет определять положение коленчатого вала. Основной принцип работы в том, что зубчатое колесо, расположенное на валу двигателя, вращается вокруг магнита. При искажении магнитного поля датчик создает импульсы внутри катушки и передает их в блок управления. В соответствии с полученными импульсами ЭБУ определяет положение коленвала.

Все форсунки соединены в единую систему, которая называется топливной рампой. С помощью бензонасоса за счет излишнего давления внутри системы топливо подается в систему. После чего открывается клапан, и топливо из форсунки поступает в цилиндр (чем дольше открыт клапан, тем больше топлива подается и, соответственно, обороты будут выше). Количество поступающего топлива непосредственно зависит от количества воздуха, поступающего в цилиндр.

Благодаря ресурсам интернет-сети можно наглядно увидеть принцип работы инжекторного двигателя:

Режимы работы

Инжекторный двигатель способен работать в 2 режимах.

Холодного пуска. Во время запуска топливо оседает на стенках впускных труб и значительно меньше испаряется. Вследствие этого, топливная смесь незначительно утрачивает свои способности. Для устранения негативного эффекта необходима дополнительная подача топлива при запуске, до достижения топливом необходимой температуры, благодаря чему достигаются нужные обороты холостого хода.
Частичной или полной нагрузки. Максимальной мощности двигатель достигает в момент полного открытия дроссельной заслонки. При повышении оборотов (при быстром открытии заслонки) способность топлива к испарению снижается. Во избежание этого и достижения нужных оборотов происходит дополнительная подача топлива.

Частые поломки и ремонт инжектора

Первой из возможных поломок могут быть проблемы с подачей топлива в инжектор. Первым делом нужно проверить датчик уровня бензина, если датчик исправен – значит проблема в бензонасосе. При засорении входного отверстия подачи топлива его необходимо просто прочистить. В случае если чистка не увенчалась успехом – поломан бензонасос, и его необходимо заменить.

Для замены лучше обратиться на СТО, так как при неправильной установке бензонасоса вместе с топливом он начнет всасывать воздух.

Увеличение расхода топлива чаще всего происходит при засорении форсунок. При этом они не смогут подавать необходимый объем топлива, и система начнет это компенсировать увеличением частоты или объема впрыска топлива. Кроме того, длительность разгона транспортного средства увеличится, а мощность значительно снизится.

Временное исчезновение холостого хода в основном происходит при нарушении герметичности внутри системы, вследствие чего в нее поступает воздух.

Двигатель начинает троить при остановке работы одного из цилиндров. С данной проблемой можно столкнуться при полном засорении форсунки, когда она не способна подавать топливо в цилиндр. Чаще всего это происходит при использовании некачественного топлива.

При поломке датчика фаз, форсунки начинают работать асинхронно, при этом топливо в цилиндры поступает абсолютно бесконтрольно. Будут наблюдаться перебои в работе двигателя и значительная утрата мощности.

Поломка датчика положения дроссельной заслонки проявляется в изменении оборотов при фиксированной педали газа, или в снижении оборотов при выжатой педали. При этом в двигатель поступает чрезмерно большое количество топлива.

Для того, чтобы избежать значительных поломок следует выбирать качественное топливо (во избежание чрезмерного загрязнения) и следить за исправностью работы инжектора.

Индикатор «Check engine» не всегда будет загораться, свидетельствуя о поломках, или вовсе может давать ложные показания. Поэтому нельзя всегда полагаться на датчик, а если вы заметили «странное поведение» транспортного средства – лучше сразу обратиться на СТО.

СИСТЕМА ВПРЫСКА: КОМПОНЕНТЫ, ТИПЫ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

«Топливная форсунка — это механическое устройство с электронным управлением, которое отвечает за распыление (впрыск) нужного количества топлива в двигатель, чтобы создать подходящую воздушно-топливную смесь для оптимального сгорания ».

Технология создана в начале 20 века и впервые реализована на дизельных двигателях. К последней трети 20-го века он также стал популярным среди обычных бензиновых двигателей.

Электронный блок управления (ECU в системе управления двигателем) определяет точное количество и конкретное время необходимой дозы бензина (бензина) для каждого цикла, собирая информацию с различных датчиков двигателя. Таким образом, ЭБУ посылает командный электрический сигнал правильной продолжительности и времени на катушку топливной форсунки. Таким образом, открывается форсунка, и бензин проходит через нее в двигатель.

На одну клемму катушки форсунки напрямую подается 12 вольт, которые контролируются ЭБУ, а другая клемма катушки форсунки разомкнута. Когда ЭБУ определяет точное количество топлива и время его впрыска, он активирует соответствующую форсунку, переключая другую клемму на массу (массу, т.е. отрицательный полюс).

КОМПОНЕНТЫ

Задачей системы впрыска топлива является дозирование, распыление и распределение топлива по воздушной массе в цилиндре. В то же время он должен поддерживать требуемое соотношение воздух-топливо в соответствии с нагрузкой и частотой вращения двигателя.

* Насосные элементы:

Для подачи топлива из топливного бака в цилиндр.

* Элементы дозирования:

Для измерения подачи топлива в зависимости от скорости и нагрузки на двигатель

* Управление дозированием:

Для регулировки нормы дозирующих элементов при изменении нагрузки и частоты вращения двигателя.

* Контроль смеси:

Для регулировки соотношения топлива и воздуха в зависимости от нагрузки и скорости.

* Распределительные элементы:

Для распределения дозируемого топлива поровну между цилиндрами.

* Регулятор времени:

Для фиксации начала и остановки процесса смешения топлива с воздухом.

ТИПЫ ТОПЛИВНЫХ ФОРСУНОК

1. Подача сверху – Топливо поступает сверху и выходит снизу.

2. Боковая подача – топливо поступает сбоку через штуцер форсунки внутри топливной рампы.

3. Форсунки корпуса дроссельной заслонки – (TBI) Расположены непосредственно в корпусе дроссельной заслонки.

ТИПЫ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

1. Одноточечный или дроссельный впрыск топлива

Также называемый одноточечным, это был самый ранний тип впрыска топлива, появившийся на рынке. Все автомобили имеют впускной коллектор, через который чистый воздух сначала поступает в двигатель. TBFI работает, добавляя правильное количество топлива в воздух, прежде чем оно будет распределено по отдельным цилиндрам. Преимущество TBFI в том, что он недорогой и простой в обслуживании. Если у вас когда-нибудь возникнут проблемы с инжектором, вам нужно будет заменить только один. Кроме того, поскольку этот инжектор имеет довольно высокий расход, его не так просто засорить.

С технической точки зрения системы дроссельной заслонки очень надежны и требуют меньше обслуживания. При этом впрыск в корпус дроссельной заслонки сегодня используется редко. Транспортные средства, которые все еще используют его, достаточно старые, поэтому техническое обслуживание будет более проблематичным, чем с более новым автомобилем с меньшим пробегом.

Еще одним недостатком TBFI является его неточность. Если вы отпустите педаль акселератора, в воздушной смеси, подаваемой в ваши цилиндры, все еще будет много топлива. Это может привести к небольшой задержке перед замедлением, а в некоторых автомобилях это может привести к выбросу несгоревшего топлива через выхлопную трубу. Это означает, что системы TBFI далеко не так экономичны, как современные системы.

2. Многоточечный впрыск

Многоточечный впрыск просто перемещает форсунки дальше вниз к цилиндрам. Чистый воздух поступает в первичный коллектор и направляется к каждому цилиндру. Инжектор расположен в конце этого порта, прямо перед тем, как он всасывается через клапан в ваш цилиндр.

Преимущество этой системы в том, что топливо распределяется более точно, при этом каждый цилиндр получает свое распыление топлива. Каждая форсунка меньше и точнее, что обеспечивает экономию топлива. Минус в том, что все форсунки распыляют одновременно, а цилиндры срабатывают один за другим. Это означает, что у вас может быть остаточное топливо между периодами впуска, или у вас может быть возгорание цилиндра до того, как форсунка сможет подать дополнительное топливо.

Многопортовые системы отлично работают, когда вы путешествуете с постоянной скоростью. Но когда вы быстро ускоряетесь или убираете ногу с педали газа, эта конструкция снижает либо экономию топлива, либо производительность.

3. Последовательный впрыск

Системы последовательной подачи топлива очень похожи на многоточечные системы. При этом есть одно ключевое отличие. Последовательная подача топлива — это раз. Вместо одновременного срабатывания всех форсунок топливо подается одна за другой. Время согласовано с вашими цилиндрами, что позволяет двигателю смешивать топливо прямо перед тем, как клапан откроется, чтобы всосать его. Такая конструкция позволяет улучшить экономию топлива и производительность.

Поскольку топливо остается в порту только в течение короткого промежутка времени, последовательные форсунки, как правило, служат дольше и остаются чище, чем другие системы. Из-за этих преимуществ последовательные системы впрыска топлива сегодня являются наиболее распространенным типом впрыска топлива в автомобилях.

Единственным недостатком этой платформы является то, что она оставляет меньше места для ошибок. Топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндр только через несколько секунд после открытия форсунки. Если он грязный, засоренный или не отвечает, вашему двигателю будет не хватать топлива. Форсунки должны поддерживать свою максимальную производительность, иначе ваш автомобиль начнет работать с перебоями.

4. Прямой впрыск

Если вы начали замечать закономерность, вы, вероятно, догадались, что такое прямой впрыск. В этой системе топливо впрыскивается прямо в цилиндр, полностью минуя воздухозаборник. Производители автомобилей премиум-класса, такие как Audi и BMW, хотят, чтобы вы поверили, что непосредственный впрыск — это новейшее и лучшее изобретение. Что касаемо характеристик бензиновых автомобилей, то они абсолютно правы! Но эта технология далеко не нова. Он использовался в авиационных двигателях со времен Второй мировой войны, а дизельные автомобили почти все имеют непосредственный впрыск, потому что топливо намного гуще и тяжелее.

В дизельных двигателях непосредственный впрыск очень надежен. Доставка топлива может потребовать много злоупотреблений, а проблемы с техническим обслуживанием сведены к минимуму.

В бензиновых двигателях непосредственный впрыск встречается почти исключительно в автомобилях с высокими характеристиками. Поскольку эти автомобили работают с очень точными параметрами, особенно важно обслуживать вашу систему подачи топлива. Несмотря на то, что автомобиль будет продолжать работать в течение длительного времени, когда им пренебрегают, производительность быстро снизится.

СПОСОБЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Существует два метода впрыска топлива в системе воспламенения от сжатия

1. Впрыск струей воздуха
2. Впрыск безвоздушного или твердого топлива

1. Впрыск струей воздуха

Первоначально этот метод использовался в больших стационарных и судовых двигателях. Но сейчас это устарело. В этом методе воздух сначала сжимается до очень высокого давления. Затем поток этого воздуха впрыскивается вместе с топливом в цилиндры. Скорость впрыска топлива регулируется изменением давления воздуха. Воздух под высоким давлением требует многоступенчатого компрессора, чтобы держать баллоны с воздухом заряженными. Топливо воспламеняется от высокой температуры воздуха, вызванной высокой степенью сжатия. Компрессор потребляет около 10% мощности, развиваемой двигателем, что снижает полезную мощность двигателя. 92. Этот метод используется для всех типов малых и больших дизельных двигателей. Ее можно разделить на две системы

1. Индивидуальная насосная система: в этой системе каждый цилиндр имеет свой индивидуальный насос высокого давления и измерительный блок.

2. Система Common Rail: в этой системе топливо нагнетается многоцилиндровым насосом в систему Common Rail, давление в магистрали регулируется предохранительным клапаном. Отмеренное количество топлива подается в каждый цилиндр из общей топливной рампы.

Это все о системе впрыска топлива. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно этой статьи, задайте их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, не забудьте поделиться ею в социальных сетях. Подпишитесь на наш сайт, чтобы получать больше информативных статей. Спасибо, что прочитали это.

ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

Форсунки управляются блоком управления двигателем (ECU). Во-первых, ECU получает информацию о состоянии двигателя и требованиях, используя различные внутренние датчики. После определения состояния и требований двигателя топливо забирается из топливного бака, транспортируется по топливопроводам, а затем нагнетается топливными насосами. Надлежащее давление проверяется регулятором давления топлива. Во многих случаях топливо также распределяется с помощью топливной рампы для подачи в разные цилиндры двигателя. Наконец, форсункам приказано впрыскивать необходимое топливо для сгорания.

Точная требуемая топливно-воздушная смесь зависит от двигателя, используемого топлива и текущих требований двигателя (мощность, расход топлива, уровень выбросов выхлопных газов и т. д.)

(Automotive World)

Принцип работы топливной форсунки и Схема

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

Но есть ли в нем кооперативный принцип?

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

Тогда как работает впрыск топлива? давайте обсудим подробно.

Определение систем впрыска топлива

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

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

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

Преимущества системы впрыска топлива;

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

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

Принцип работы системы впрыска топлива

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

Таким образом, можно сказать, что в карбюраторном типе давление во впускном пространстве (Вентури) понижено, так что возникает разница давлений. В то время как в системе впрыска давление со стороны топлива увеличивается, так что возникает разница давлений.

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

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

Основной компонент системы впрыска топлива

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

Рабочая схема системы впрыска топлива

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

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

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

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

Тогда как работает этот электронный контроллер?

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

Датчик
ЭБУ
Привод

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

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

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

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

Тогда какая схема?

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

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

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

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

При подаче напряжения от ECU в соленоиде возникает магнетизм, который перемещает железный сердечник в середине соленоида. Железный стержень притянет насадку, чтобы она открылась. Открытие сопла распылит некоторое количество топлива из топливопроводов во впускной коллектор с идеальным объемом.

Непосредственный впрыск: определение, функции, компоненты, принцип работы

Как и система непрямого впрыска, непосредственный впрыск представляет собой способ подачи топлива в двигатели внутреннего сгорания. это распространено в бензиновых (бензиновых) двигателях, но теперь используется в дизельных двигателях, чтобы придать одинаковое качество типам двигателей.

Системы прямого впрыска используются в бензиновых двигателях для повышения эффективности и удельной выходной мощности, а также для снижения выбросов выхлопных газов.

Сегодня вы узнаете об определении прямого впрыска, функциях, схеме, работе, компонентах. вы также узнаете о его преимуществах и недостатках.

Подробнее: Система впрыска топлива в автомобильных двигателях

Содержание

1 Что такое система непосредственного впрыска?
2 Функции системы прямого впрыска
3 Компоненты системы прямого впрыска
- - 3.0.1 Схема прямого впрыска:
4 Working principle
- - 4.0.1 Watch the video to understand how a direct injection system works:
5 Advantages and disadvantages of a direct-injection system
- 5. 1 Advantages:
- 5.2 Подпишитесь на нашу рассылку новостей
- 5.3 Недостатки:
- 5.4 Пожалуйста, поделитесь!

Что такое система прямого впрыска?

Система прямого впрыска — это процесс впрыска топлива, который позволяет впрыскивать топливо непосредственно в верхнюю часть поршня в камере сгорания. Непосредственный впрыск бензина (GDI), также известный как прямой впрыск бензина (PDI), представляет собой систему смесеобразования для двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине (бензине). Топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.

Этот прямой бензиновый двигатель был представлен в 1925 году для двигателя грузовика с низкой степенью сжатия. он был довольно популярен на немецких автомобилях с использованием механической системы GDI Bosch в 1950-х годах. он стал более популярным, когда в 1996 году Mitsubishi представила электронную систему GDI. Однако в последние годы эта система получила широкое распространение в автомобильной промышленности.

Принцип непосредственного впрыска впервые реализован на дизельных двигателях. это основной тип системы впрыска топлива, которую использует дизельный двигатель. В простом дизельном двигателе с прямым впрыском топливо впрыскивается в камеру сгорания над поршнем непосредственно. Сжатие воздуха внутри камеры поднимает температуру выше 400 градусов по Цельсию, что затем воспламеняет дизельное топливо сразу же, когда оно распыляется непосредственно в камеру сгорания.

Подробнее: Основные части поршней и их функции

Функции системы прямого впрыска

Ниже приведены функции системы прямого впрыска в автомобильных двигателях

Эффективное сжигание топлива
Чтобы увеличить мощность
Более чистые выбросы и
Повышенная экономия топлива.

Подробнее: Об аккумуляторах, используемых в автомобилях

Компоненты системы прямого впрыска

Ниже представлены компоненты топливной системы с прямым впрыском:

Форсунки
ТНВД
Линии высокого давления
Насос подачи топлива
Топливный фильтр
Губернатор

Схема прямого впрыска:

Подробнее: Все, что вам нужно знать об автомобильном масляном фильтре

Принцип работы

Работа системы прямого впрыска менее сложна и понятна. Обычно бензиновые двигатели работают за счет всасывания в цилиндр смеси бензина и воздуха. Эта смесь сжимается поршнем, а затем воспламеняется искрой от свечи зажигания, вызывая взрыв. Этот результирующий взрыв перемещает поршень вниз, создавая мощность.

Традиционно в системе непрямого впрыска топлива бензин и воздух предварительно смешиваются в камере вне цилиндра, известной как впускной коллектор. Теперь в системе прямого впрыска воздух и бензин предварительно не смешиваются. Вместо этого воздух поступает через впускной коллектор, а бензин впрыскивается прямо в цилиндр.

В камере сгорания существует способ распределения топлива, известный как «режим заряда». Эта зарядка включает режим гомогенной зарядки и режим расслоенной зарядки. В режиме гомогенного заряда топливо равномерно смешивается с воздухом по всей камере сгорания за счет коллекторного впрыска. Тогда как в режиме послойного заряда вокруг свечи зажигания находится зона с большей плотностью топлива, а вдали от свечи находится более бедная смесь (меньшая плотность топлива).

В системе прямого впрыска используются общие методы создания желаемого распределения топлива по всей камере сгорания. Эти методы впрыска включают распыление, воздушное наведение или впрыскивание через стену.

Посмотрите видео, чтобы понять, как работает система прямого впрыска:

Подробнее: Знакомство с фрикционной и рекуперативной тормозной системой

Преимущества и недостатки системы прямого впрыска

Преимущества:

Ниже перечислены преимущества прямого впрыска топлива в бензиновых двигателях:

Низкие эксплуатационные расходы
Высокий крутящий момент на низких оборотах
Прочность
Увеличенный срок службы двигателя

Подробнее: Понимание гидравлической тормозной системы

Присоединяйтесь к нашему информационному бюллетеню

Недостатки:

Несмотря на преимущества прямого впрыска, все же существуют некоторые ограничения. ниже приведены недостатки прямого впрыска в бензиновом двигателе:

Более низкие обороты двигателя и BHP
Работа идет медленно
Более высокий уровень шума, вибрации и жесткости
Более тяжелые компоненты двигателя
Нет действия по очистке клапана
Производство пиковой мощности при высоких оборотах двигателя ограничено

Подробнее: Принцип работы радиатора отопителя

В заключение следует отметить, что система непосредственного впрыска также является отличным способом впрыска топлива в бензиновые двигатели внутреннего сгорания. в этой статье мы рассмотрели определение, функции, компоненты и работу системы прямого впрыска. также были указаны его преимущества и недостатки.

Надеюсь, вам понравилось чтение. Если да, оставьте комментарий, поделитесь и порекомендуйте этот сайт другим студентам технических специальностей. Спасибо!

Как работает топливная форсунка? Бензин по сравнению с дизельным топливом

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

Диаграмма поперечного сечения обычной дизельной форсунки

Принцип работы обычной топливной форсунки:

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

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

Принцип работы a Бензиновый инжектор:

Бензиновые форсунки нового поколения существенно отличаются по конструкции и размеру от обычных дизельных форсунок. Бензиновый двигатель с непосредственным впрыском (GDI) создает воздушно-топливную смесь внутри камеры сгорания. Открытие впускного клапана позволяет поступать только свежему воздуху. В то время как форсунки высокого давления впрыскивают бензин в камеру сгорания, это улучшает охлаждение камеры сгорания. Таким образом, он обеспечивает более высокую эффективность двигателя за счет более высокой степени сжатия, что, в свою очередь, увеличивает эффективность использования топлива и крутящий момент.

Тип Petrol-GDI (Фото предоставлено Bosch)

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

Для получения дополнительной информации прочитайте о GDI.

Что такое насос-форсунка?

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

Насос-форсунка (Изображение предоставлено Bosch)

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

Функционирование насос-форсунки:

Во время работы верхний распределительный вал приводит в действие насос подачи топлива низкого давления. Впоследствии он подает дизельное топливо в топливные каналы в головке блока цилиндров и во впускное отверстие всех форсунок. Для привода плунжерного насоса внутри форсунки используется общий распределительный вал. Эта конструкция обеспечивает более высокое давление впрыска до 2200 бар и точное время впрыска. Кроме того, он точно контролирует количество впрыскиваемого топлива. Кроме того, электромагнитный клапан работает как выключатель для подачи топлива на форсунку.

Тип Pump-Deuce (Фото: VW)

Пьезоэлектрическая форсунка:

Наиболее совершенным типом форсунки, несомненно, является «Пьезоэлектрическая форсунка», которая обеспечивает повышенную точность для двигателей CRDi последнего поколения и создает давление топлива до 3000 бар или 44000 фунтов на кв. дюйм. Кроме того, эти современные топливные форсунки работают по принципу «пьезо». Слово «пьезо» происходит от греческого слова «piezein», что означает сдавливание или сдавливание.

Пьезотип (фото предоставлено Denso)

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

Пьезоэлектрические форсунки имеют:

1. Очень высокую скорость работы
2. Чрезвычайно быстрое время отклика
3. Повторяемость движения клапана
4. Точное дозирование впрыскиваемого топлива
5. Большая частота – вверх до семи впрысков за цикл сгорания

Пьезофорсунки:

1. Оптимизация сгорания воздушно-топливной смеси.
2. Снижение расхода топлива.
3. Сокращение выбросов загрязняющих веществ.

Посмотреть видео работы форсунки можно здесь:

сообщите об этом объявлении

О команде CarBikeTech

CarBikeTech — это технический блог. Члены команды CarBikeTech имеют более чем 20-летний опыт работы в автомобильной сфере. Команда CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи об автомобильных технологиях.

Электронные системы впрыска топлива для двигателей большой мощности

Ханну Яаскеляйнен, Магди К. Хайр

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

Abstract : Ряд производителей дизельных двигателей большой мощности разработали собственные электронные системы впрыска топлива. Примеры включают гидравлические насос-форсунки с электронным управлением (HEUI) и системы с механическим приводом и электронным управлением (MEUI) от Caterpillar, а также ряд систем от Cummins, таких как система аккумуляторных насосов (CAPS), Quantum CELECT, HPI и системы впрыска XPI.

Введение
Системы впрыска Cummins
- Обзор
- Система впрыска Cummins PT
- Система насос-форсунок Bendix/Cummins CELECT
- Аккумуляторная насосная система Cummins
- Система впрыска топлива Cummins HPI
- Система впрыска топлива Cummins/Scania XPI
Системы впрыска Caterpillar
- Обзор
- Система впрыска Caterpillar HEUI-A
- Система впрыска Caterpillar HEUI-B
- Навистар/Штурман/Сименс G2
- Система впрыска Caterpillar MEUI-A
- Системы впрыска Caterpillar MEUI-B/MEUI-C

В связи с возросшим спросом на снижение выбросов дизельных двигателей гибкость и улучшенные характеристики, обеспечиваемые электронным управлением, стали важным стимулом для многих производителей двигателей к внедрению систем впрыска топлива с электронным управлением в конце 1980-х — начале 1990-х годов. Важным инструментом снижения выбросов дизельных двигателей, произведенных в этот период, было время впрыска топлива, которое можно было изменять в зависимости от частоты вращения и диапазона нагрузки двигателя. В то время как время впрыска можно было изменять чисто механическим способом, электронное управление предлагало гораздо более гибкий и потенциально более простой способ добиться этого, а также предоставляло возможность введения ряда других желаемых функций. Одни из первых систем впрыска топлива с электронным управлением в двигателях большой мощности появились в Detroit Diesel Series 9.2 в 1985 году и Series 60 в 1987 году [2151] . Caterpillar применила его к 3176 в 1988 году [2043] .

Насосные форсунки, используемые в этих двигателях, хорошо подходили для раннего внедрения электронных топливных форсунок с соленоидным приводом. Конструкции электромагнитных приводов того периода все еще были относительно большими и громоздкими, а насос-форсунка для двигателя большой мощности предоставляла для него достаточно места. Производителям потребовалось несколько лет, чтобы усовершенствовать конструкцию привода, чтобы сделать его достаточно компактным для использования в системах Common Rail для легких условий эксплуатации [2187] , а также для производства насос-форсунки Delphi E1 для тяжелых условий эксплуатации в 2000 году, в которой громоздкий боковой привод был заменен более компактной конструкцией, которую можно было интегрировать в корпус форсунки.

Производители быстро поняли, что электронное управление дает возможность не только контролировать время впрыска в зависимости от скорости и нагрузки, но и в зависимости от стиля вождения автомобиля. В 1990-х годах было обычным делом программировать контроллеры двигателя на регулировку момента впрыска для оптимизации расхода топлива в мощных дизельных двигателях, когда условия эксплуатации указывали на крейсерские условия на шоссе. В некоторых случаях это время впрыска противоречило времени, необходимому для соблюдения регулируемых пределов выбросов.

Поскольку нормы выбросов продолжали ужесточаться, требования, предъявляемые к топливным системам, еще более возросли, и было недостаточно просто обеспечить гибкость в управлении моментом впрыска. Дополнительные драйверы, которые подтолкнули эволюцию систем впрыска дизельного топлива, включали:

Поддержание точности времени и дозирования топлива в течение ожидаемого срока службы двигателя предъявляет повышенные требования к повторяемости времени и количества впрыска, а также к долговечности форсунок.
Увеличено давление впрыска для поддержания теплового КПД двигателя и некоторого снижения выбросов выхлопных газов.
Время отклика инжектора стало меньше, чтобы обеспечить предсказуемый впрыск небольших объемов. Это была важная функция для включения множественных событий внедрения.
Улучшенный контроль открытия и закрытия форсунки для предотвращения неконтролируемых вторичных впрысков и обеспечения резкого окончания впрыска. Это также было важно для включения множественных инъекций.
Улучшенный механический КПД системы впрыска для достижения общей цели повышения КПД двигателя.

Ряд крупных производителей двигателей разработали собственные, часто уникальные системы впрыска топлива. Ниже приведены примеры систем впрыска собственной разработки:

Системы насос-форсунок с электронным управлением корпорации Detroit Diesel, разработанные в 1980-х годах в сотрудничестве с Rochester Products Division компании GM.
Система насос-форсунок Caterpillar с гидравлическим приводом и электронным управлением (HEUI).
Система впрыска Cummins HPI, разработанная в сотрудничестве со Scania.

В других случаях крупные производители двигателей большой мощности смогли приобрести запатентованные технологии и разработать концепцию собственной линейки двигателей. Примером может служить система насос-форсунки Bendix Diesel Engine Controls, которая была лицензирована Cummins и использовалась в насос-форсунке CELECT.

Хотя в этой статье описывается эволюция электронных систем впрыска топлива для двух конкретных производителей двигателей — Cummins и Caterpillar, следует признать, что она никоим образом не охватывает весь спектр систем впрыска, доступных в дизельных двигателях большой мощности. Также очень распространены топливные системы таких поставщиков, как Bosch, Delphi, Siemens/Continental, Denso и других.

###

Что такое топливная форсунка и как она работает?

Содержание

Введение

«Улучшение технологий сегодня приведет вас к большей эффективности завтра» очень правильно сказано, поскольку увеличение зависимости человека от машин не только облегчает жизнь, но и увеличивает потребность в топливе, особенно если мы говорим об автомобилях. , количество транспортных средств на дорогах значительно увеличилось с начала 20-го века, что напрямую отражает потребности в топливе, а также цены, поэтому для исследователей возникла необходимость разработать инновационную систему, которая может сделать вождение доступным и надежным. Для решения этой проблемы в 1920 Компания Bosch придумала название устройства «Fuel Injector» для дизельного двигателя, что стало настоящим бумом в области двигателей внутреннего сгорания, так что давайте углубимся в подробности.

Что такое топливная форсунка?

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

Расположение топливных форсунок различается для разных конструкций двигателей, но обычно они устанавливаются на головке двигателя наконечником внутрь камеры сгорания двигателя.

Зачем они нам нужны?

Топливные форсунки необходимы всем автомобилям в наши дни, потому что-

Принцип работы двигателей внутреннего сгорания прямо указывает на то, что чем лучше качество топливно-воздушной смеси, тем лучше будет ее сгорание, что, в свою очередь, обеспечивает более высокий КПД двигателя. , поэтому нам нужны топливные форсунки, которые обеспечивают гораздо лучшее качество топливовоздушной смеси, чем карбюраторы.
Неправильное смешивание топлива с воздухом, обеспечиваемое карбюраторами, оставляет различные несгоревшие частицы внутри камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания, что приводит к неправильному распространению пламени сгорания, из-за которого возникает неисправность двигателя, известная как детонация или детонация, чтобы избежать это почти все транспортные средства на дороге сегодня используют технологию впрыска топлива.
Потери топлива в виде нагара или несгоревших частиц внутри камеры сгорания непосредственно отражают пробег автомобиля, что нежелательно, поэтому во избежание этого становится необходимым внедрение технологии впрыска топлива.
В случае карбюраторов контроль качества топливовоздушной смеси и времени (расчёт топлива) не является точным, как в карбюраторах, регулировка может выполняться механически, но когда речь идёт о топливных форсунках, благодаря интеллектуальному блоку с электронным управлением или ЭБУ достигается высокая точность дозирования топлива.
Было замечено, что не только пробег, но и производительность автомобилей с впрыском топлива лучше, чем у автомобилей с карбюратором.

Читайте также:

Типы автомобильных тормозных систем
Что такое главный цилиндр и как он работает?
Что такое усилитель тормозов и как он работает?

Типы топливных форсунок

Развитие технологий впрыска топлива привело к появлению различных механизмов впрыска топлива, таких как впрыск топлива через корпус дроссельной заслонки, многоточечный впрыск топлива, последовательный впрыск топлива и непосредственный впрыск, которые можно использовать в зависимости от области применения. но когда дело доходит до типов топливных форсунок, то классифицировать их действительно сложно. По нашему мнению, топливные форсунки можно разделить на –

На основе топлива

На основе впрыска топлива форсунки бывают двух типов-

1. Форсунки дизельного топлива

топлива, чем бензин) непосредственно в камеру сгорания дизеля для дальнейшего сгорания за счет сжатия.

Капилляр и сопло дизельных форсунок выполнены таким образом, что они могут образовывать дизельные пакеты при распылении топлива внутри камеры сгорания.

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

2. Бензиновые топливные форсунки

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

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

Поскольку бензин легче дизельного топлива, для бензиновых форсунок требуется меньшая прокачка, чем для дизельных форсунок.

На основе дозирования топлива

На основе дозирования топлива (контроля скорости, количества и давления топлива) топливные форсунки бывают 2 типов-

1. Форсунки с механическим управлением

Они — это топливные форсунки, в которых управление скоростью, количеством, моментом подачи топлива и давлением осуществляется механически с помощью пружины и плунжера, который получает вход от кулачка и топливного насоса, или от распределителя топлива (усовершенствованный).

2. Топливные форсунки с электронным управлением

Это топливные форсунки, в которых управление скоростью подачи топлива, количеством, давлением и синхронизацией осуществляется электронным способом с помощью электронного соленоида, который получает данные либо от распределителя топлива, либо от электронный блок управления (усовершенствованный) автомобиля.

Конструкция топливных форсунок

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

Топливная форсунка с механическим управлением

Топливная форсунка с механическим управлением, состоящая из частей:

Корпус форсунки форсунки устроены так же, как садовый душ. Внутренняя часть корпуса форсунки сконструирована таким образом, что в ней находится точно спроектированный капилляр или канал, через который топливо под высоким давлением из топливного насоса может течь для дальнейшего распыления.

Плунжер – Плунжер используется на форсунке или узком конце топливной форсунки, который используется для открытия или закрытия форсунки под действием давления топлива, регулируемого распределителем топлива или регулятором двигателя.
Пружины – 2 пружины используются внутри топливных форсунок с механическим управлением, которые-

Пружина плунжера- Движение плунжера вперед и назад контролируется пружиной плунжера, которая действует, когда давление топлива внутри топлива Увеличение форсунки приводит к открытию форсунки и возвращается в исходное положение при снижении давления, что, в свою очередь, закрывает форсунку.
Основная пружина- Основная пружина используется для управления входом топливной форсунки. Основная пружина работает под действием давления топлива, создаваемого топливным насосом.

Читайте также:

Что такое двигатель Стирлинга — типы, основные части, работа и применение?
Что такое порядок работы 4- и 6-цилиндрового двигателя?
Типы коробок передач – полное объяснение

Топливная форсунка с электронным управлением

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

Топливные форсунки с электронным управлением состоят из следующих частей –

Корпус форсунки. Как и у форсунки с механическим управлением, корпус форсунки этого типа представляет собой точно спроектированную полую оболочку, внутри которой расположены все остальные компоненты.

Плунжер- Как и в топливной форсунке с механическим управлением, плунжер используется для открытия и закрытия сопла, но в топливной форсунке с электронным управлением открытие сопла управляется электронным способом с помощью электромагнитов.

Пружина – Как и в топливной форсунке с механическим управлением, пружина плунжера используется для удержания плунжера в его положении, чтобы при необходимости закрыть сопло топливной форсунки.

Электромагниты – В отличие от топливных форсунок с механическим управлением, этот тип форсунок оснащен электромагнитами вокруг плунжера, который управляет открытием форсунки, получая электронный сигнал от электронного блока управления двигателем через электронный штекер или штуцер, соединяющий топливную форсунку с электронным блоком управления двигателем.
Электронный штекер/соединение- На верхнем конце топливной форсунки с электронным управлением имеется штуцер/штекер, через который электронный сигнал от электронного блока управления двигателем передается на электромагниты, которые, в свою очередь, открывают форсунку, чтобы для распыления топлива.

Рабочий

До сих пор нам ясно назначение топливной форсунки. Итак, чтобы понять, как различные части топливной форсунки выполняют эту задачу, давайте рассмотрим механические и электронные топливные форсунки –

Топливная форсунка с механическим управлением

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

После распределителя топлива топливо подается к форсунке в соответствии с указанием распределителя топлива по топливопроводам.

В топливной форсунке, когда это топливо под высоким давлением достигает топливной форсунки, из-за высокого давления это топливо толкает впускную или основную пружину, чтобы попасть в топливную форсунку.

Когда это топливо поступает в топливную форсунку, оно начинает толкать пружину плунжера, которая, в свою очередь, выталкивает плунжер наружу, и происходит открытие форсунки, что приводит к распылению топлива.

При завершении впрыска топлива для определенного цикла в соответствии с сигналом от распределителя топлива давление внутри топливной форсунки снижается, благодаря чему пружина плунжера остается в исходном положении, что приводит к закрытию форсунки и распылению топлива. топливо останавливается для этого конкретного цикла.

Топливная форсунка с электронным управлением

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

Топливный насос начинает подавать топливо к топливной форсунке, а время, количество и давление топлива, поступающего в топливную форсунку, регулируются электронным блоком управления.

Электронный блок управления посылает электронный сигнал на топливную форсунку с помощью электронного соединения, благодаря этим электронным сигналам от ECU активируются электромагниты внутри топливной форсунки, что, в свою очередь, выталкивает плунжер наружу, что приводит к открытию форсунки и, наконец, происходит распыление топлива.

После завершения данного цикла электронный сигнал от ЭБУ прекращается, что в свою очередь деактивирует электромагниты, благодаря чему плунжер возвращается в исходное положение, что приводит к закрытию форсунки и прекращению распыления топлива.

Закрытие сопла поддерживается пружиной плунжера.

Это все о топливной форсунке. Если вы нашли эту статью полезной и информативной, не забудьте поставить лайк и поделиться ею с друзьями.

Posted inДвигатель

Устройство инжектора и принцип работы инжектора на автомобилях

Виды инжекторных систем

Центральная (моновпрыск) инжекторная система

Распределенная (мультивпрыск) инжекторная система

Система непосредственного впрыска

Виды электронных форсунок

Принцип работы инжектора

Преимущества инжектора и его недостатки

Принцип работы инжекторного двигателя

Как работает ДВС

Про инжекторные моторы

Устройство впрыска

Виды впрысковых систем

Одноточечный впрыск

Многоточечный впрыск

Непосредственный впрыск

Инжекторный двигатель: принцип работы инжектора, неисправности

Главные отличия карбюратора от электронного впрыска

Разновидности инжектора

Устройство инжекторного двигателя

Достоинства и недостатки двигателя с электронным впрыском

Основные неисправности

Рекомендации по эксплуатации инжекторного двигателя

Принцип работы инжекторного двигателя, что такое инжекторный двигатель

Типы инжекторных систем

Как работает инжектор

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного

Применение инжекторных двигателей

Достоинства и недостатки инжекторного двигателя

Заключение

Инжекторный двигатель: устройство и принцип работы

Принцип работы инжектора

В чём особенности устройства?

Форсунки

Каталитический нейтрализатор

Датчики

Основные датчики инжекторного двигателя:

Что такое инжектор, зачем он нужен и как устроен?

Инжектор: что это, как работает, для чего нужен?

Преимущества и недостатки инжектора

Внутреннее устройство инжектора и принцип его работы

Режимы работы

Частые поломки и ремонт инжектора

СИСТЕМА ВПРЫСКА: КОМПОНЕНТЫ, ТИПЫ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

Принцип работы топливной форсунки и Схема

Определение систем впрыска топлива

Принцип работы системы впрыска топлива

Непосредственный впрыск: определение, функции, компоненты, принцип работы

Что такое система прямого впрыска?

Функции системы прямого впрыска

Компоненты системы прямого впрыска

Схема прямого впрыска:

Принцип работы

Посмотрите видео, чтобы понять, как работает система прямого впрыска:

Преимущества и недостатки системы прямого впрыска

Преимущества:

Присоединяйтесь к нашему информационному бюллетеню

Недостатки:

Как работает топливная форсунка? Бензин по сравнению с дизельным топливом

Принцип работы обычной топливной форсунки:

Принцип работы a Бензиновый инжектор:

Что такое насос-форсунка?

Функционирование насос-форсунки:

Пьезоэлектрическая форсунка:

Пьезоэлектрические форсунки имеют:

Пьезофорсунки:

Посмотреть видео работы форсунки можно здесь:

Электронные системы впрыска топлива для двигателей большой мощности

Что такое топливная форсунка и как она работает?

Топливная форсунка с механическим управлением

Топливная форсунка с электронным управлением