Содержание
Система питания инжекторного двигателя: характеристика, устройство
Система питания инжекторного двигателя современного автомобиля — это сложнейший «организм», состоящий из датчиков, исполнительных устройств и самого главного — блока управления. Не зря в народе его называют «мозги». Именно блок управления контролирует работу всей системы впрыска топлива.
С его помощью происходит нормальное функционирование двигателя, регулировка угла опережения зажигания, момента впрыска топливовоздушной смеси и многих других параметров.
Описание
За многолетнюю историю автомобилестроения появилось несколько типов впрыска топлива. И конструкции инжекторной системы бензинового двигателя различаются, причём существенно. Дизель достаточно схож в системе впрыска с инжектором.
Но есть огромные отличия в конструкции отдельных механизмов — степень сжатия в дизельном моторе во много раз выше. В целом же первые конструкции инжекторных систем очень сильно были похожи на дизельные.
Центральный впрыск топлива
Моновпрыск — это самый простой механизм. Второе название — центральный впрыск. И он же был первым в истории. Массовое применение получил в США в начале 2 половины ХХ века. Как работает центральный впрыск? Простота — это именно то, что понравилось не только автовладельцам, но и производителям. Конструкция очень схожа с карбюратором, только вместо него применяется форсунка.
Она устанавливается на впускном коллекторе — одна на все цилиндры двигателя, независимо от их общего количества. Топливо поступает в коллектор постоянно, как и воздух. В результате происходит образование топливовоздушной смеси, которая распределяется по цилиндрам.
Плюсы и минусы
Преимущества, которыми обладает центральная система впрыска:
- простота и дешевизна конструкции;
- для смены режимов работы достаточно провести регулировку одной форсунки;
- при смене карбюратора на инжектор (моновпрыск) существенных изменений в систему питания не производится.
К недостаткам относится то, что не выходит достигнуть высоких показаний экологичности. Поэтому на сегодняшний день автомобили с моновпрыском нельзя встретить в продаже и эксплуатации в развитых странах Америки, Европы и Азии. Разве что в странах третьего мира они будут беспрепятственно колесить по дорогам.
И самое большое неудобство — это то, что при выходе из строя форсунки двигатель останавливается и запустить его невозможно.
Распределённый впрыск топливной смеси
В таких системах количество форсунок равно числу цилиндров. Все форсунки находятся на впускном коллекторе, топливовоздушная смесь подаётся при помощи общей для всех топливной рампы. В ней происходит смешивание бензина и воздуха. Режимы работы форсунок:
- Фазированный впрыск — самые современные системы работают именно с его использованием. Количество форсунок и цилиндров одинаковое, открытие и закрытие электроклапанов происходит в зависимости от того, какой такт проходит двигатель. Наилучшим режимом работы мотора считается такой, при котором открытие форсунки происходит непосредственно перед началом такта впуска. И двигатель работает устойчиво, и достигается высокая экономия бензина. Преимущества такой топливной системы очевидны.
- Одновременный впрыск топливовоздушной смеси — открытие форсунок не зависит от такта. Они все открываются одновременно, несмотря на то, что находятся на впускных коллекторах «своих» цилиндров. Это несколько модернизированный моновпрыск, несмотря на то, что форсунок несколько, управление ими происходит так, будто установлена всего одна. В общем, такие конструкции надёжны и работа их стабильна, но по характеристикам уступают более современным конструкциям.
- Попарно-параллельный впрыск топливной смеси немного отличается от предыдущего. Главное отличие — открываются не все форсунки разом, а парами. Одна пара открывается перед впуском, вторая — перед выпуском. Именно так обычно работает впрыск. Из употребления такие системы вышли давно, но, например, если выходит из строя датчик фаз, современные инжекторы переходят в аварийный режим (попарно-параллельный впрыск происходит вместо фазированного, так как без параметров этого датчика работа невозможна).
- Системы непосредственного впрыска топлива имеют высокую стоимость, но и надёжность у них завидная. Экономичность и мощность двигателя на высоком уровне, регулировка подачи топливовоздушной смеси максимально точная. Мотор может быстро изменить режим работы. Электромагнитные форсунки устанавливаются в ГБЦ, смесь распыляется непосредственно в камеру сгорания цилиндра (отсюда и название системы).
В конструкции отсутствует впускной коллектор и клапан. Реализация конструкции довольно сложная, так как в ГБЦ на каждый цилиндр есть отверстия под свечи, клапаны (2 или 4, в зависимости от типа мотора). Элементарно не хватает места для установки форсунки.
Изначально такие системы впрыска устанавливались на габаритные и мощные двигатели, на бюджетных их не встретить. И ремонт таких систем выливается в круглую сумму.
Система датчиков инжекторных двигателей
Без этих компонентов работа системы впрыска топлива невозможна. Именно датчики сообщают блоку управления всю информацию, которая необходима для работы исполнительных устройств в нормальном режиме. Неисправности системы питания инжекторного двигателя по большей части вызывают именно датчики, так как они могут неверно производить замеры.
- Датчик расхода воздуха устанавливается после воздушного фильтра, так как в конструкции имеется дорогостоящая платиновая нить, которая при попадании мелких посторонних частиц может засоряться, отчего показания окажутся неверными. Датчик считает, какое количество воздуха проходит через него. Понятно, что взвесить воздух не представляется возможным, да и объем его измерить проблематично. Суть работы заключается в том, что внутри пластиковой трубки находится платиновая нить. Она нагревается до рабочей температуры (более 600º, именно это значение закладывается в ЭБУ). Поток воздуха охлаждает нить, блок управления фиксирует температуру и, исходя из этого, вычисляет количество воздуха.
- Датчик абсолютного давления необходим для более точного снятия показаний о количестве потребляемого двигателем воздуха. Состоит из 2 камер, одна из которых герметична и внутри у неё вакуум. Вторая камера соединена с впускным коллектором. В последнем при впуске разрежение. Между камерами устанавливается диафрагма с пьезоэлементом, который вырабатывает небольшое напряжение во время изменения давления. Это значение напряжения поступает на вход блока управления.
- Датчик положения коленвала располагается рядом со шкивом генератора. Если присмотреться, то можно увидеть, что на шкиве есть зубья, причём они расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. Суммарное число зубьев — 60, оси соседних расположены на расстоянии 6º. Но если присмотреться ещё внимательнее, то можно увидеть, что 2-х не хватает. Этот промежуток необходим, чтобы датчик фиксировал положение коленвала максимально точно. Датчик вырабатывает напряжение, которое тем больше, чем выше частота вращения.
- Датчик фаз (распредвала) работает на эффекте Холла. В конструкции есть диск с вырезанным сегментом и катушка. При вращении диска вырабатывается напряжение. Но в момент, когда прорезь находится над чувствительным элементом, напряжение снижается до 0. В этот момент первый цилиндр находится в ВМТ на такте сжатия. Благодаря датчику фаз точно подаётся искра на свечу и открывается своевременно форсунка.
- Датчик детонации расположен на блоке ДВС между 2 и 3 цилиндрами (чётко посередине). Работает на пьезоэффекте — при наличии вибрации происходит генерирование напряжения. Чем сильнее вибрация, тем выше уровень сигнала. Блок управления при помощи датчика изменяет угол опережения зажигания.
- Датчик дроссельной заслонки представляет собой переменный резистор, на который подаётся напряжение 5 В. В зависимости от того, в каком положении находится заслонка, напряжение уменьшается. Иногда случаются поломки — в начальном положении показания датчика прыгают. Стирается резистивный слой, ремонт невозможен, эффективнее установить новый.
- Датчик температуры ОЖ, от него зависит качество воспламенения топливовоздушной смеси. С его помощью не только происходит коррекция угла опережения зажигания, но и включение электровентилятора.
- Лямбда-зонд расположен в системе выпуска отработанных газов. В современных системах, которые удовлетворяют последним экологическим стандартам, можно встретить 2 датчика кислорода. Лямбда-зонд отслеживает количество кислорода в выхлопных газах. У него есть внешняя часть и внутренняя. За счёт напыления из драгметалла можно оценить количество кислорода в выхлопных газах. Внешняя часть датчика «дышит» чистым воздухом. Показания передаются на блок управления и сравниваются. Эффективные замеры возможны только при достижении высоких температур (свыше 400º), поэтому часто устанавливают подогреватель, чтобы даже в момент начала работы двигателя не наблюдалось перебоев.
Исполнительные механизмы инжекторных систем
По названию видно, что эти устройства выполняют то, что им скажет блок управления. Все сигналы от датчиков анализируются, сравниваются с топливной картой (огромной схемой работы при тех или иных условиях), после чего подаётся команда на исполнительный механизм. Следующие исполнительные механизмы входят в состав инжекторной системы:
- Электрический бензонасос, установленный в баке. Он нагнетает в рампу бензин под давлением около 3,5 Мпа. Вот какое давление в топливной системе должно быть, при нем распыление смеси окажется наиболее качественным. При повышении оборотов коленвала увеличивается расход бензина, нужно его больше нагнетать в рампу, чтобы удерживать давление на уровне. В нижней части насосов устанавливается фильтр, который нужно менять хотя бы раз в 30000 км пробега.
- Электромагнитные форсунки устанавливаются в рампе и предназначены для подачи топливовоздушной смеси в камеры сгорания. Чем дольше открыт клапан форсунки, тем больше смеси поступит в камеру сгорания — именно такой принцип дозирования лежит в основе.
- Дроссельный механизм приводится в движение педалью из салона. Но в последние годы набирает популярность электронная педаль газа. Это означает, что вместо тросика используется потенциометр на педали и небольшой электродвигатель на дроссельной заслонке.
- Регулятор холостого хода предназначен для контроля количества воздуха, поступающего в топливную рампу при полностью закрытой дроссельной заслонке. На карбюраторных моторах аналогичную функцию выполняет «подсос». Несмотря на то, что топливная система отличается, суть работы остаётся той же — подача смеси и её сгорание.
- Модуль зажигания — короб, в котором находится 4 высоковольтные катушки. Хорошая конструкция, но крайне ненадёжная — высоковольтные провода имеют свойство портиться. Намного эффективнее окажется использование для каждой свечи отдельной катушки, выполненной в виде наконечника.
Работа двигателя с инжекторной системой впрыска
А теперь можно рассмотреть и принцип работы системы питания инжекторного двигателя. При включении зажигания происходит переход в рабочий режим всех механизмов и устройств. Первым делом насос нагнетает бензин в рампу до минимального давления, которого хватит для запуска.
А дальше все ждут, когда провернётся коленвал, и с его датчика пойдёт сигнал на блок управления о положении поршней в цилиндрах. Одновременно с этим датчик фаз выдаёт сигнал о том, какой такт совершается. После анализа данных блок управления даёт команду на форсунки (в зависимости от того, в каком цилиндре происходит впуск).
При вращении коленвала постоянно снимаются данные с датчиков и, исходя из них, происходит открывание нужных электромагнитных форсунок на определённый промежуток времени. Смесь воспламеняется, отработанные газы выходят через выпускной коллектор. По тому, какое содержание кислорода в них, можно судить о качестве сгорания топлива.
Если содержание кислорода большое, то смесь сгорает не до конца. Блок управления производит корректировку угла опережения зажигания, чтобы добиться наилучших показаний.
Но вот во время прогрева некоторые датчики не влияют на работу системы управления. Это датчики расхода воздуха, детонации и абсолютного давления. При достижении рабочей температуры включаются они в работу. Причина — во время прогрева невозможно соблюсти все условия, в частности, соотношение бензина и воздуха. Уровень СО в выхлопных газах тоже будет зашкаливать, поэтому контроль всех этих параметров не следует производить.
его достоинства, виды, конструктивные особенности
Сейчас практически на любом бензиновом моторе легкового автомобиля, используется инжекторная система питания, которая пришла на смену карбюратору. Инжектор благодаря ряду рабочих характеристик превосходит карбюраторную систему, поэтому он является более востребованным.
Немного истории
Активно устанавливаться такая система питания на автомобилях стала со средины 80-х годов, когда начали вводиться нормы экологичности выбросов. Сама идея инжекторной системы впрыска топлива появилась значительно раньше, еще в 30-х годах. Но тогда основная задача крылась не в экологичном выхлопе, а повышении мощности.
Первые инжекторные системы применялись в боевой авиации. На то время, это была полностью механическая конструкция, которая вполне неплохо выполняла свои функции. С появлением реактивных двигателей, инжекторы практически перестали использоваться в военной авиатехнике. На автомобилях же механический инжектор особо распространения не получил, поскольку он не мог полноценно выполнять возложенные функции. Дело в том, что режимы двигателя автомобиля меняются значительно чаще, чем у самолета, и механическая система не успевала своевременно подстраиваться под работу мотора. В этом плане карбюратор выигрывал.
Но активное развитие электроники дало «вторую жизнь» инжекторной системе. И немаловажную роль в этом сыграла борьба за уменьшение выброса вредных веществ. В поисках замены карбюратору, который уже не соответствовал нормативам экологии, конструкторы вернулись к инжекторной системе впрыска топлива, но кардинально пересмотрели ее работу и конструкцию.
Что такое инжектор и чем он хорош
Инжектор дословно переводится как «впрыскивание», поэтому второе название его – система впрыска с помощью специальной форсунки. Если в карбюраторе топливо подмешивалось к воздуху за счет разрежения, создаваемого в цилиндрах мотора, то в инжекторном моторе бензин подается принудительно. Это самое кардинальное различие между карбюратором и инжектором.
Достоинствами инжекторного двигателя, относительно карбюраторных, такие:
- Экономичность расхода;
- Лучший выход мощности;
- Меньшее количество вредных веществ в выхлопных газах;
- Легкость пуска мотора при любых условиях.
И достигнуть этого всего удалось благодаря тому, что бензин подается порционно, в соответствии с режимом работы мотора. Из-за такой особенности в цилиндры мотора поступает топливовоздушная смесь в оптимальных пропорциях. В результате, практически на всех режимах работы силовой установки в цилиндрах происходит максимально возможное сгорание топлива с меньшим содержанием вредных веществ и повышенным выходом мощности.
Видео: Принцип работы системы питания инжекторного двигателя
youtube.com/embed/OpIEJqh2t24″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»>
Виды инжекторов
Первые инжекторы, которые массово начали использовать на бензиновых моторах все еще были механическими, но у них уже начал появляться некоторые электронные элементы, способствовавшие лучшей работе мотора.
Современная же инжекторная система включает в себя большое количество электронных элементов, а вся работа системы контролируется контроллером, он же электронный блок управления.
Всего существует три типа инжекторных систем впрыска, различающихся по типу подачи топлива:
- Центральная;
- Распределенная;
- Непосредственная.
1. Центральная
Центральная инжекторная система сейчас уже является устаревшей. Суть ее в том, что топливо впрыскивается в одном месте – на входе во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом и распределяется по цилиндрам. В данном случае, ее работа очень схожа с карбюратором, с единственной лишь разницей, что топливо подается под давлением. Это обеспечивает его распыление и более лучшее смешивание с воздухом. Но ряд факторов мог повлиять на равномерную наполняемость цилиндров.
Центральная система отличалась простотой конструкции и быстрым реагированием на изменение рабочих параметров силовой установки. Но полноценно выполнять свои функции она не могла Из-за разности наполнения цилиндров не удавалось добиться нужного сгорания топлива в цилиндрах.
2. Распределенная
Распределенный впрыск топлива
Распределенная система – на данный момент самая оптимальная и используется на множестве автомобилей. У такого типа инжекторных двигателей топливо подается отдельно для каждого цилиндра, хоть и впрыскивается оно тоже во впускной коллектор. Чтобы обеспечить раздельную подачу, элементы, которыми подается топливо, установлены рядом с головкой блока, и бензин подается в зону работы клапанов.
Благодаря такой конструкции, удается добиться соблюдения пропорций топливовоздушной смеси для обеспечения нужного горения. Автомобили с такой системой являются более экономичными, но при этом выход мощности – больше, да и окружающую среду они загрязняют меньше.
К недостаткам распределенной системы относится более сложная конструкция и чувствительность к качеству топлива.
3. Непосредственная
Система непосредственного впрыска топлива
Система непосредственного впрыска на данный момент – самая совершенная. Она отличается тем, что топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, где уже и происходит смешивание его с воздухом. Эта система по принципу работы очень схожа с дизельной. Она позволяет еще больше снизить потребление бензина и обеспечивает больший выход мощности, но она сложная по конструкции и очень требовательна к качеству бензина.
Конструкция и принцип работы инжектора
Поскольку система распределенного впрыска – самая распространенная, то на именно на ее примере рассмотрим конструкцию и принцип работы инжектора.
Условно эту систему можно разделить на две части – механическую и электронную. Первую дополнительно можно назвать исполнительной, поскольку благодаря ей обеспечивается подача компонентов топливовоздушной смеси в цилиндры. Электронная же часть обеспечивает контроль и управление системой.
Механическая составляющая инжектора
Система питания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099
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.
Видео: Инжектор
Принцип работы инжектора
Что касается назначения каждого из них, то все просто. Бак является емкостью для бензина, где он хранится и подается в систему. Электробензонасос располагается в баке, то есть забор топлива производится непосредственно им, причем этот элемент обеспечивает подачу топлива под давлением.
Далее в систему установлен топливный фильтр, обеспечивающий очистку бензина от сторонних примесей. Поскольку бензин находится под давлением, то передвигается он по топливопроводу высокого давления.
Для предотвращения превышения давления, в систему входит регулятор давления. От фильтра, через него по топливопроводам бензин движется в топливную рампу, соединенной со всеми форсунками. Сами же форсунки устанавливаются во впускном коллекторе, недалеко от клапанных узлов цилиндров.
Раньше форсунки были полностью механическими, и срабатывали они от давления топлива. При достижении определенного значения давления топливо, преодолевая усилие пружины форсунки, открывало клапан подачи и впрыскивалось через распылитель.
Устройство электромагнитной форсунки
Современная форсунка – электромагнитная. В ее основе лежит обычный соленоид, то есть проволочная обмотка и якорь. При подаче электрического импульса, который поступает от ЭБУ, в обмотке образуется магнитное поле, воздействующее на сердечник, заставляя его переместиться, преодолев усилие пружины, и открыть канал подачи. А поскольку бензин подается в форсунку под давлением, то через открывшийся канал и распылитель бензин поступает в коллектор.
С другой стороны через воздушный фильтр в систему засасывается воздух. В патрубке, по котором движется воздух, установлен дроссельный узел с заслонкой. Именно на эту заслонку и воздействует водитель, нажимая на педаль акселератора. При этом он просто регулирует количество воздуха, подаваемого в цилиндры, а вот на дозировку топлива водитель вообще никакого воздействия не имеет.
Электронная составляющая
Основным элементом электронной части инжекторной системы подачи топлива является электронный блок, состоящий из контролера и блока памяти. В конструкцию также входит большое количество датчиков, на основе показаний которых ЭБУ выполняет управление системой.
Для своей работы ЭБУ использует показания датчиков:
- Лямбда-зонд . Это датчик, который определяет остатки несгоревшего воздуха в выхлопных газах. На основе показаний лямбда-зонда ЭБУ оценивает как соблюдается смесеобразование в необходимых пропорциях. Устанавливается в выпускной системе авто.
- Датчик массового расхода воздуха (аббр. ДМРВ). Этим датчиком определяется количество проходящего через дроссельный узел воздуха при всасывании его цилиндрами. Расположен в корпусе воздушного фильтрующего элемента;
- Датчик положения дроссельной заслонки (аббр. ДПДЗ). Этот датчик подает сигнал о положении педали акселератора. Установлен в дроссельном узле;
- Датчик температуры силовой установки. На основе показаний этого элемента регулируется состав смеси в зависимости от температуры мотора. Располагается возле термостата;
- Датчик положения коленчатого вала (аббр. ДПКВ). На основе показаний этого датчика определяется цилиндр, в который необходимо подать порцию топлива, время подачи бензина, и искрообразование. Установлен возле шкива коленчатого вала;
- Датчик детонации. Необходим для выявления образования детонационного сгорания и принятия мер для его устранения. Расположен на блоке цилиндров;
- Датчик скорости. Нужен для создания импульсов, по которым высчитывается скорость движения авто. На основе его показаний делается корректировка топливной смеси. Установлен на коробке передач;
- Датчик фаз. Он предназначен для определения углового положения распредвала. На некоторых автомобилях может отсутствовать. При наличии этого датчика в двигателе выполняется фазированный впрыск, то есть, импульс на открытие поступает только для конкретной форсунки. Если этого датчика нет, то форсунки работают в парном режиме, когда сигнал на открытие подается сразу на две форсунки. Установлен в головке блока;
Теперь коротко от том, как все работает. Элекробензонасос заполняет всю систему топливом. Контролер получает показания от все датчиков, сравнивает их с данными, занесенными в блок памяти. При несовпадении показаний, он корректирует работу системы питания двигателя так, чтобы добиться максимального совпадения получаемых данных с занесенными в блок памяти.
Что касается подачи топлива, то на основе данных от датчиков, контролером высчитывается время открытия форсунок, чтобы обеспечить оптимальное количество подаваемого бензина для создания топливовоздушной смеси в необходимой пропорции.
При поломке какого-то из датчиков, контролер переходит в аварийный режим. То есть, он берет усредненное значение показаний неисправного датчика и использует их для работы. При этом возможно изменение функционирование мотора – увеличивается расход, падает мощность, появляются перебои в работы. Но это не касается ДПКВ, при его поломке, двигатель функционировать не может.
Автолюбителю | Ремонт инжектора двигателя, инструкции по замене датчиков системы питания лада 2110, проверка топливной системы двигателя лада 2112, порядок снятия и установки форсунок своими руками ваз 2111, ваз 2112, ваз 2110. Обслуживание двигателя автомобиля лада 2112. Инструкции по ремонту системы охлаждения, выпуска отработавших газов, питания лада 2111. Особенности 8-ми и 16-ти клапанного двигателя лада 2110. Эксплуатация основных узлов и агрегатов двигателя Схема подачи топлива двигателя с системой впрыска топлива 1 – форсунки Топливо подается из бака, установленного под днищем в районе задних сидений. Топливный бак ваз 2111 – стальной, состоит из двух сваренных между собой штампованных половин. Заливная горловина соединена с баком резиновым бензостойким шлангом, закрепленным хомутами. Пробка герметична. Бензонасос – электрический, погружной, роторный, двухступенчатый, установлен в топливном баке. Развиваемое давление — не менее 3 бар (3 атм). Бензонасос ваз 2110 включается по команде контроллера системы впрыска (при включенном зажигании ваз 2112) через реле. Для доступа к насосу под задним сиденьем в днище автомобиля имеется лючок. От насоса по гибкому шлангу топливо под давлением подается к фильтру тонкой очистки и далее – через стальные топливопроводы и резиновые шланги – к топливной рампе. Фильтр тонкой очистки топлива – неразборный, в стальном корпусе, с бумажным фильтрующим элементом. На корпусе фильтра нанесена стрелка, которая должна совпадать с направлением движения топлива. Топливная рампа служит для подачи топлива к форсункам и закреплена на впускном коллекторе. С одной стороны на ней находится штуцер для контроля давления топлива, с другой – регулятор давления. Последний изменяет давление в топливной рампе – от 2,8 до 3,2 бар (2,8-3,2 атм) – в зависимости от разрежения в ресивере, поддерживая постоянный перепад между ними. Это необходимо для точного дозирования топлива форсунками. Регулятор давления топлива ваз 2111, ваз 2112 представляет собой топливный клапан, соединенный с подпружиненной диафрагмой. Под действием пружины клапан закрыт. Диафрагма делит полость регулятора на две изолированные камеры – «топливную» и «воздушную». «Воздушная» соединена вакуумным шлангом с ресивером, а «топливная» – непосредственно с полостью рампы. При работе двигателя разрежение, преодолевая сопротивление пружины, стремится втянуть диафрагму, открывая клапан. С другой стороны на диафрагму давит топливо, также сжимая пружину. В результате клапан открывается, и часть топлива стравливается через сливной трубопровод обратно в бак. При нажатии на педаль «газа» разрежение за дроссельной заслонкой уменьшается, диафрагма под действием пружины прикрывает клапан – давление топлива возрастает. Если же дроссельная заслонка закрыта, разрежение за ней максимально, диафрагма сильнее оттягивает клапан – давление топлива снижается. Перепад давлений задается жесткостью пружины и размерами отверстия клапана, регулировке не подлежит. Регулятор давления – неразборный, при выходе из строя его заменяют. Форсунки крепятся к рампе через уплотнительные резиновые кольца. Форсунка представляет собой электромагнитный клапан, пропускающий топливо при подаче на него напряжения, и запирающийся под действием возвратной пружины при обесточивании. На выходе форсунки имеется распылитель, через который топливо впрыскивается во впускной коллектор. Управляет форсунками контроллер системы впрыска. При обрыве или замыкании в обмотке форсунки ее следует заменить. При засорении форсунок их можно промыть без демонтажа на специальном стенде СТО. В системе впрыска с обратной связью применяется система улавливания паров топлива ваз 2110. Она состоит из адсорбера, установленного в моторном отсеке, сепаратора, клапанов и соединительных шлангов. Пары топлива из бака частично конденсируются в сепараторе, конденсат сливается обратно в бак. Оставшиеся пары проходят через гравитационный и двухходовой клапаны. Гравитационный клапан предотвращает вытекание топлива из бака при опрокидывании автомобиля ваз 2111, а двухходовой препятствует чрезмерному повышению или понижению давления в топливном баке. Затем пары топлива попадают в адсорбер ваз 2110, где поглощаются активированным углем. Второй штуцер адсорбера соединен шлангом с дроссельным узлом, а третий – с атмосферой. Однако на выключенном двигателе третий штуцер перекрыт электромагнитным клапаном, так что в этом случае адсорбер не сообщается с атмосферой. При запуске двигателя контроллер системы впрыска начинает подавать управляющие импульсы на клапан с частотой 16 Гц. Клапан сообщает полость адсорбера с атмосферой и происходит продувка сорбента: пары бензина отсасываются через шланг в ресивер. Чем больше расход воздуха двигателем, тем больше длительность управляющих импульсов и тем интенсивнее продувка. В системе впрыска без обратной связи система улавливания паров топлива состоит из сепаратора с двухходовым обратным клапаном. Воздушный фильтр ваз 2111 установлен в передней левой части моторного отсека на трех резиновых держателях (опорах). Фильтрующий элемент – бумажный, при установке его гофры должны располагаться параллельно оси автомобиля. После фильтра воздух проходит через датчик массового расхода воздуха и попадает во впускной шланг, ведущий к дроссельному узлу. Дроссельный узел закреплен на ресивере. Нажимая на педаль «газа», водитель приоткрывает дроссельную заслонку, изменяя количество поступающего в двигатель воздуха, а значит, и горючей смеси – ведь подача топлива рассчитывается контроллером в зависимости от расхода воздуха. Когда двигатель работает на холостом ходу и дроссельная заслонка закрыта, воздух поступает через регулятор холостого хода – клапан, управляемый контроллером. Последний, изменяя количество подаваемого воздуха, поддерживает заданные (в программе компьютера) обороты холостого хода. Регулятор холостого хода ваз 2112 – неразборный, при выходе из строя его заменяют. Система питания инжекторных двигателей Давление в топливной системе Топливная рампа и регулятор давления топлива Замена топливных форсунок Проверка топливных форсунок Привод дроссельной заслонки Дроссельный узел Регулятор холостого хода Замена адсорбера Система управления двигателем Контроллер и датчик впрыска Система впрыска Замена датчика детонации Датчик кислорода, лямбда зонд СО потенциометр Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) Снятие и установка модуля зажигания Датчик расхода воздуха Датчик фаз двигателя Предохранители и реле системы впрыска
ВАЗ / 2110, 2111, 2112 / ремонт / двигатель / инжекторная система / Система питания инжекторных двигателей |
Содержание Введение………………………………………………………………………….
..3
Министерство
образования и науки Российской Федерации
Сыктывкарский
лесной институт филиал
Федерального
государственного бюджетного
образовательного учреждения
высшего
профессионального образования
Санкт-Петербургского
государственного лесотехнического
университета
им.
С.М.Кирова
Факультет
ЛТФ
Кафедра
АиАХ
Лабораторная
работа № 1,2
Отчёт
Дисциплина:
ТЭА
Тема:
Система
питания инжекторного двигателя.
Выполнил
Артеева Т. П., гр. 141
Проверил
Юшков А. Н., к.т.н.
Зав.
кафедрой
Чудов В. И., к.т.н.
Сыктывкар
– 2011
Устройство
системы питания инжекторного
двигателя…..………………….4Основные
неисправности системы питания.………………………………7Датчики………………………………………………………………….7
Форсунки………………………………………………………………..9
Бензонасос……………………………………………………………..11
ТО
системы питания………….………………..………………………….12
Введение
На
сегодняшний день инжекторный двигатель
практически полностью заменил устаревшую
карбюраторную систему.
Инжекторный
двигатель улучшает эксплуатационные
и мощностные показатели автомобиля
(динамика разгона, экологические
характеристики, расход топлива и т.д.).
Инжектор
позволяет длительное время соблюдать
высокие экологические стандарты, без
ручных регулировок, благодаря самонастройки
по датчику кислорода.
Инжекторный
двигатель. Основные достоинства.
Основные
достоинства инжектора по сравнению с
карбюратором: уменьшенный расход
топлива, улучшенная динамика разгона,
уменьшение выбросов вредных веществ,
стабильность работы. Изменение параметров
электронного впрыска может происходить
буквально «на лету», так как
управление осуществляется программно,
и может учитывать практически большое
число программных функций и данных с
датчиков. Также современные системы
электронного впрыска способны адаптировать
программу работы под конкретный экземпляр
мотора, под стиль вождения водителя, и
т.п.
Инжекторный
двигатель. Недостатки.
Основные
недостатки инжекторных двигателей по
сравнению с карбюраторными: высокая
стоимость ремонта, высокая стоимость
узлов, неремонтопригодность элементов,
высокие требования к качеству топлива,
необходимо специализированное
оборудование для диагностики, обслуживания
и ремонта.
Инжекторные
системы питания двигателя классифицируются
следующим образом. Моновпрыск или
центральный впрыск — одна форсунка на
все цилиндры, расположенная на месте
карбюратора (во впускном коллекторе).
В современных двигателях не встречается.
Распределённый впрыск — каждый цилиндр
обслуживается отдельной изолированной
форсункой во впускном коллекторе.
Одновременный — все форсунки открываются
одновременно. Попарно-параллельный —
форсунки открываются парами, причём
одна форсунка открывается непосредственно
перед циклом впуска, а вторая перед
тактом выпуска.
Устройство системы питания инжекторного двигателя
Рис.1.
Схема подачи топлива двигателя с системой
впрыска топлива
1
– форсунки; 2 – пробка штуцера для
контроля давления топлива;3 – рампа
форсунок; 4 – кронштейн крепления
топливных трубок;5 – регулятор давления
топлива; 6 – адсорбер с электромагнитным
клапаном; 7 – шланг для отсоса паров
бензина из адсорбера;8 – дроссельный
узел; 9 – двухходовой клапан;10 –
гравитационный клапан; 11 – предохранительный
клапан;12 – сепаратор; 13 – шланг сепаратора;
14 – пробка топливного бака; 15 – наливная
труба; 16 – шланг наливной трубы; 17 –
топливный фильтр; 18 – топливный бак; 19
– электробензонасос; 20 – сливной
топливопровод; 21 – подающий топливопровод.
Топливо
подается из бака, установленного под
днищем в районе задних сидений. Топливный
бак ваз 2111 – стальной, состоит из двух
сваренных между собой штампованных
половин. Заливная горловина соединена
с баком резиновым бензостойким шлангом,
закрепленным хомутами. Пробка герметична.
Бензонасос – электрический, погружной,
роторный, двухступенчатый, установлен
в топливном баке. Развиваемое давление
— не менее 3 бар (3 атм).
Бензонасос
ваз 2110 включается по команде контроллера
системы впрыска (при включенном зажигании
ваз 2112) через реле. Для доступа к насосу
под задним сиденьем в днище автомобиля
имеется лючок. От насоса по гибкому
шлангу топливо под давлением подается
к фильтру тонкой очистки и далее – через
стальные топливопроводы и резиновые
шланги – к топливной рампе.
Фильтр
тонкой очистки топлива – неразборный,
в стальном корпусе, с бумажным фильтрующим
элементом. На корпусе фильтра нанесена
стрелка, которая должна совпадать с
направлением движения топлива.
Топливная
рампа служит для подачи топлива к
форсункам и закреплена на впускном
коллекторе. С одной стороны на ней
находится штуцер для контроля давления
топлива, с другой – регулятор давления.
Последний изменяет давление в топливной
рампе – от 2,8 до 3,2 бар (2,8-3,2 атм) – в
зависимости от разрежения в ресивере,
поддерживая постоянный перепад между
ними. Это необходимо для точного
дозирования топлива форсунками.
Регулятор
давления топлива ваз 2111, ваз 2112 представляет
собой топливный клапан, соединенный с
подпружиненной диафрагмой. Под действием
пружины клапан закрыт. Диафрагма делит
полость регулятора на две изолированные
камеры – «топливную» и «воздушную».
«Воздушная» соединена вакуумным
шлангом с ресивером, а «топливная»
– непосредственно с полостью рампы.
При работе двигателя разрежение,
преодолевая сопротивление пружины,
стремится втянуть диафрагму, открывая
клапан. С другой стороны на диафрагму
давит топливо, также сжимая пружину. В
результате клапан открывается, и часть
топлива стравливается через сливной
трубопровод обратно в бак. При нажатии
на педаль «газа» разрежение за
дроссельной заслонкой уменьшается,
диафрагма под действием пружины
прикрывает клапан – давление топлива
возрастает. Если же дроссельная заслонка
закрыта, разрежение за ней максимально,
диафрагма сильнее оттягивает клапан –
давление топлива снижается. Перепад
давлений задается жесткостью пружины
и размерами отверстия клапана, регулировке
не подлежит. Регулятор давления –
неразборный, при выходе из строя его
заменяют.
Форсунки
крепятся к рампе через уплотнительные
резиновые кольца. Форсунка представляет
собой электромагнитный клапан,
пропускающий топливо при подаче на него
напряжения, и запирающийся под действием
возвратной пружины при обесточивании.
На выходе форсунки имеется распылитель,
через который топливо впрыскивается
во впускной коллектор. Управляет
форсунками контроллер системы впрыска.
При обрыве или замыкании в обмотке
форсунки ее следует заменить. При
засорении форсунок их можно промыть
без демонтажа на специальном стенде
СТО.
В
системе впрыска с обратной связью
применяется система улавливания паров
топлива ваз 2110. Она состоит из адсорбера,
установленного в моторном отсеке,
сепаратора, клапанов и соединительных
шлангов. Пары топлива из бака частично
конденсируются в сепараторе, конденсат
сливается обратно в бак. Оставшиеся
пары проходят через гравитационный и
двухходовой клапаны. Гравитационный
клапан предотвращает вытекание топлива
из бака при опрокидывании автомобиля
ваз 2111, а двухходовой препятствует
чрезмерному повышению или понижению
давления в топливном баке.
Затем
пары топлива попадают в адсорбер ваз
2110, где поглощаются активированным
углем. Второй штуцер адсорбера соединен
шлангом с дроссельным узлом, а третий
– с атмосферой. Однако на выключенном
двигателе третий штуцер перекрыт
электромагнитным клапаном, так что в
этом случае адсорбер не сообщается с
атмосферой. При запуске двигателя
контроллер системы впрыска начинает
подавать управляющие импульсы на клапан
с частотой 16 Гц. Клапан сообщает полость
адсорбера с атмосферой и происходит
продувка сорбента: пары бензина
отсасываются через шланг в ресивер. Чем
больше расход воздуха двигателем, тем
больше длительность управляющих
импульсов и тем интенсивнее продувка.
В
системе впрыска без обратной связи
система улавливания паров топлива
состоит из сепаратора с двухходовым
обратным клапаном. Воздушный фильтр
ваз 2111 установлен в передней левой части
моторного отсека на трех резиновых
держателях (опорах). Фильтрующий элемент
– бумажный, при установке его гофры
должны располагаться параллельно оси
автомобиля. После фильтра воздух проходит
через датчик массового расхода воздуха
и попадает во впускной шланг, ведущий
к дроссельному узлу. Дроссельный узел
закреплен на ресивере. Нажимая на педаль
«газа», водитель приоткрывает
дроссельную заслонку, изменяя количество
поступающего в двигатель воздуха, а
значит, и горючей смеси – ведь подача
топлива рассчитывается контроллером
в зависимости от расхода воздуха. Когда
двигатель работает на холостом ходу и
дроссельная заслонка закрыта, воздух
поступает через регулятор холостого
хода – клапан, управляемый контроллером.
Последний, изменяя количество подаваемого
воздуха, поддерживает заданные (в
программе компьютера) обороты холостого
хода. Регулятор холостого хода ваз 2112
– неразборный, при выходе из строя его
заменяют.
Подборка по базе: Роль планирования и организации системы снабжения (закупок) на п, Тема 1.1. Введение. История Новейшего времени.pdf, Сущность и формы кредита. Структура современной кредитной систем, Тесты_Поисковые системы. Поиск медицинской информации.docx, Лекция 07.09.2022 Системы счислени.docx, 9 системы счисления проверочная работа.doc, Курсовой проект — ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ — методич, 5кл для конкурса Земля — планета солнечной системы. .docx, Инфекции мочевой системы у детей.pptx, Информационные системы.pptx Содержание Введение 5 1. Устройство системы питания инжекторного двигателя 6 2. Основные неисправности 11 3.Особенности ТО инжекторных автомобилей 16 4. Охрана труда и техника безопасности 21 Заключение 22 Список литературы 23 Приложения 24 Введение Автомобильный транспорт — наиболее распространенный и доступный вид транспорта в нашей стране. По объёму перевозок в тоннах он занимает первое место, перевозя более 80% всех грузов в стране. Автомобильный транспорт обладает высокой мобильностью, большим разнообразием транспортных средств по грузоподъёмности, грузоемкости, назначению, конструктивным и экономическим характеристикам, благодаря чему он может перевозить различные по виду, характеру, объёму и величине партии груза, обеспечивая высокую скорость их доставки. На сегодняшний день инжекторный двигатель практически полностью заменил устаревшую карбюраторную систему. Инжекторный двигатель улучшает эксплуатационные и мощностные показатели автомобиля (динамика разгона, экологические характеристики, расход топлива и т.д.). Инжектор позволяет длительное время соблюдать высокие экологические стандарты, без ручных регулировок, благодаря самонастройки по датчику кислорода. Основные достоинства инжектора по сравнению с карбюратором: уменьшенный расход топлива, улучшенная динамика разгона, уменьшение выбросов вредных веществ, стабильность работы. Изменение параметров электронного впрыска может происходить буквально «на лету», так как управление осуществляется программно, и может учитывать практически большое число программных функций и данных с датчиков. Также современные системы электронного впрыска способны адаптировать программу работы под конкретный экземпляр мотора, под стиль вождения водителя, и т.п. В своей экзаменационной письменной работе я рассмотрю особенности ТО инжекторных автомобилей. 1. Устройство системы питания инжекторного двигателя Основные достоинства инжектора по сравнению с карбюратором: уменьшенный расход топлива, улучшенная динамика разгона, уменьшение выбросов вредных веществ, стабильность работы. Изменение параметров электронного впрыска может происходить буквально «на лету», так как управление осуществляется программно, и может учитывать практически большое число программных функций и данных с датчиков. Также современные системы электронного впрыска способны адаптировать программу работы под конкретный экземпляр мотора, под стиль вождения водителя, и т.п. Основные недостатки инжекторных двигателей по сравнению с карбюраторными: высокая стоимость ремонта, высокая стоимость узлов, неремонтопригодность элементов, высокие требования к качеству топлива, необходимо специализированное оборудование для диагностики, обслуживания и ремонта. Инжекторные системы питания двигателя классифицируются следующим образом. Моновпрыск или центральный впрыск — одна форсунка на все цилиндры, расположенная на месте карбюратора (во впускном коллекторе). В современных двигателях не встречается. Распределённый впрыск — каждый цилиндр обслуживается отдельной изолированной форсункой во впускном коллекторе. Одновременный — все форсунки открываются одновременно. Попарно-параллельный — форсунки открываются парами, причём одна форсунка открывается непосредственно перед циклом впуска, а вторая перед тактом выпуска. Рис.1. Схема подачи топлива двигателя с системой впрыска топлива 1 – форсунки; 2 – пробка штуцера для контроля давления топлива;3 – рампа форсунок; 4 – кронштейн крепления топливных трубок;5 – регулятор давления топлива; 6 – адсорбер с электромагнитным клапаном; 7 – шланг для отсоса паров бензина из адсорбера;8 – дроссельный узел; 9 – двухходовой клапан;10 – гравитационный клапан; 11 – предохранительный клапан;12 – сепаратор; 13 – шланг сепаратора; 14 – пробка топливного бака; 15 – наливная труба; 16 – шланг наливной трубы; 17 – топливный фильтр; 18 – топливный бак; 19 – электробензонасос; 20 – сливной топливопровод; 21 – подающий топливопровод. Топливо подается из бака, установленного под днищем в районе задних сидений. Топливный бак – стальной, состоит из двух сваренных между собой штампованных половин. Заливная горловина соединена с баком резиновым бензостойким шлангом, закрепленным хомутами. Пробка герметична. Бензонасос – электрический, погружной, роторный, двухступенчатый, установлен в топливном баке. Развиваемое давление — не менее 3 бар (3 атм). Бензонасос включается по команде контроллера системы впрыска (при включенном зажигании ваз 2112) через реле. Для доступа к насосу под задним сиденьем в днище автомобиля имеется лючок. От насоса по гибкому шлангу топливо под давлением подается к фильтру тонкой очистки и далее – через стальные топливопроводы и резиновые шланги – к топливной рампе. Фильтр тонкой очистки топлива – неразборный, в стальном корпусе, с бумажным фильтрующим элементом. На корпусе фильтра нанесена стрелка, которая должна совпадать с направлением движения топлива. Топливная рампа служит для подачи топлива к форсункам и закреплена на впускном коллекторе. С одной стороны на ней находится штуцер для контроля давления топлива, с другой – регулятор давления. Последний изменяет давление в топливной рампе – от 2,8 до 3,2 бар (2,8-3,2 атм) – в зависимости от разрежения в ресивере, поддерживая постоянный перепад между ними. Это необходимо для точного дозирования топлива форсунками. Регулятор давления топлива представляет собой топливный клапан, соединенный с подпружиненной диафрагмой. Под действием пружины клапан закрыт. Диафрагма делит полость регулятора на две изолированные камеры – «топливную» и «воздушную». «Воздушная» соединена вакуумным шлангом с ресивером, а «топливная» – непосредственно с полостью рампы. При работе двигателя разрежение, преодолевая сопротивление пружины, стремится втянуть диафрагму, открывая клапан. С другой стороны на диафрагму давит топливо, также сжимая пружину. В результате клапан открывается, и часть топлива стравливается через сливной трубопровод обратно в бак. При нажатии на педаль «газа» разрежение за дроссельной заслонкой уменьшается, диафрагма под действием пружины прикрывает клапан – давление топлива возрастает. Если же дроссельная заслонка закрыта, разрежение за ней максимально, диафрагма сильнее оттягивает клапан – давление топлива снижается. Перепад давлений задается жесткостью пружины и размерами отверстия клапана, регулировке не подлежит. Регулятор давления – неразборный, при выходе из строя его заменяют. Форсунки крепятся к рампе через уплотнительные резиновые кольца. Форсунка представляет собой электромагнитный клапан, пропускающий топливо при подаче на него напряжения, и запирающийся под действием возвратной пружины при обесточивании. На выходе форсунки имеется распылитель, через который топливо впрыскивается во впускной коллектор. Управляет форсунками контроллер системы впрыска. При обрыве или замыкании в обмотке форсунки ее следует заменить. При засорении форсунок их можно промыть без демонтажа на специальном стенде СТО. В системе впрыска с обратной связью применяется система улавливания паров топлива. Она состоит из адсорбера, установленного в моторном отсеке, сепаратора, клапанов и соединительных шлангов. Пары топлива из бака частично конденсируются в сепараторе, конденсат сливается обратно в бак. Оставшиеся пары проходят через гравитационный и двухходовой клапаны. Гравитационный клапан предотвращает вытекание топлива из бака при опрокидывании автомобиля, а двухходовой препятствует чрезмерному повышению или понижению давления в топливном баке. Затем пары топлива попадают в адсорбер, где поглощаются активированным углем. Второй штуцер адсорбера соединен шлангом с дроссельным узлом, а третий – с атмосферой. Однако на выключенном двигателе третий штуцер перекрыт электромагнитным клапаном, так что в этом случае адсорбер не сообщается с атмосферой. При запуске двигателя контроллер системы впрыска начинает подавать управляющие импульсы на клапан с частотой 16 Гц. Клапан сообщает полость адсорбера с атмосферой и происходит продувка сорбента: пары бензина отсасываются через шланг в ресивер. Чем больше расход воздуха двигателем, тем больше длительность управляющих импульсов и тем интенсивнее продувка. В системе впрыска без обратной связи система улавливания паров топлива состоит из сепаратора с двухходовым обратным клапаном. Воздушный фильтр установлен в передней левой части моторного отсека на трех резиновых держателях (опорах). Фильтрующий элемент – бумажный, при установке его гофры должны располагаться параллельно оси автомобиля. После фильтра воздух проходит через датчик массового расхода воздуха и попадает во впускной шланг, ведущий к дроссельному узлу. Дроссельный узел закреплен на ресивере. Нажимая на педаль «газа», водитель приоткрывает дроссельную заслонку, изменяя количество поступающего в двигатель воздуха, а значит, и горючей смеси – ведь подача топлива рассчитывается контроллером в зависимости от расхода воздуха. Когда двигатель работает на холостом ходу и дроссельная заслонка закрыта, воздух поступает через регулятор холостого хода – клапан, управляемый контроллером. Последний, изменяя количество подаваемого воздуха, поддерживает заданные (в программе компьютера) обороты холостого хода. Регулятор холостого хода– неразборный, при выходе из строя его заменяют. Диагностика системы впрыска топлива с использованием специальных приборов и диагностических карт описана в отдельных руководствах по ремонту систем распределенного впрыска топлива. ЭБУ постоянно выполняет самодиагностику по некоторым функциям управления. Языком ЭБУ для указания источника неисправности служат диагностические коды — двузначные номера в диапазоне от 12 до 61. У разных блоков управления коды неисправностей могут несколько отличаться. В табл. 3.1 представлена расшифровка кодов неисправностей электронного блока управления типа «Январь-4» для системы распределенного впрыска топлива без обратной связи и с отечественными комплектующими. Когда ЭБУ обнаружит неисправность, код заносится в память и включается контрольная лампа «CHECK ENGINE». Это не означает, что двигатель надо немедленно остановить, но причину включения контрольной лампы следует выявить при первой возможности. Датчики массового расхода топлива. Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) установлен на корпусе воздушного фильтра. Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) измеряет количество всасываемого двигателем воздуха в кг / час. Устройство достаточно надежное. Основной враг — влага, всасываемая вместе с воздухом. Основное нарушение работы датчика массового расхода воздуха (ДМРВ) — завышение показаний на малых оборотах на 10 — 20%. Это приводит к неустойчивой работе двигателя на холостом ходу, остановке после мощностных режимов, возможны проблемы с запуском. Занижение показаний датчика массового расхода воздуха (ДМРВ) на мощностных режимах приводит к «тупости» мотора и увеличению расхода топлива. Типовое значение расхода воздуха на холостом ходу 8-10 кг / час. При 3000 об / мин — 28-32 кг / час. Датчик положения дроссельной заслонки. Датчик положения дроссельной заслонки установлен сбоку на дроссельном патрубке на одной оси с приводом дроссельной заслонки. Датчик положения дроссельной заслонки считывает показания с положения педали «газа». Основные враги датчика положения дроссельной заслонки — завод-изготовитель датчика и мойщики двигателей. Срок службы датчика положения дроссельной заслонки совершенно непредсказуем. Нарушения в работе датчика положения дроссельной заслонки проявляются в повышенных оборотах на холостом ходу, в рывках и провалах при малых нагрузках. Датчик детонации Датчик детонации установлен на блоке двигателя между 2-м и 3-им цилиндрами. Существуют два типа датчика детонации – резонансный ( бочонок ) и широкополосный ( таблетка ). Датчик детонации разных типов не взаимозаменяемы. Датчик детонации — это надежный элемент, но требует регулярной чистки разъема. Принцип работы датчика детонации как у пьезо зажигалки. Чем сильнее удар, тем больше напряжение. Отслеживает детонационные стуки двигателя. В соответствии с сигналом датчика детонации контроллер устанавливает угол опережения зажигания. Есть детонация — более позднее зажигание. Отказ или обрыв датчика детонации проявляются в «тупости» мотора и повышенному расходу топлива. Датчик кислорода. Датчик кислорода установлен на приемной трубе глушителя. Серьезный, но весьма надежный электрохимический прибор. Задача датчика кислорода- определение наличия остатков кислорода в отработавших газах. Есть кислород — бедная топливная смесь, нет кислорода — богатая. Показания датчика кислорода используются для корректировки подачи топлива. Категорически запрещается использование этилированного бензина. Выход из строя датчика кислорода приводит к увеличению расхода топлива и вредных выбросов. Датчик скорости. Датчик скорости предназначен для формирования импульсов, количество которых в единицу времени пропорционально скорости автомобиля. Датчик скорости установлен на коробке передач сверху. На инжекторных ВАЗах применяются только 6-ти импульсные датчики скорости. Датчик скорости информирует контроллер о скорости автомобиля. Надежность датчика скорости средняя. Часто происходит окисление разъема и проводов вблизи датчика скорости. Выход из строя датчика скорости приводит к незначительному ухудшению ездовых характеристик. Датчик положения коленчатого вала. Датчик положения коленвала предназначен для формирования электрического сигнала при изменении углового положения специального зубчатого диска, установленного на коленвале двигателя. Датчик положения коленвала установлен на крышке масляного насоса. Это основной датчик, по показаниям которого определяется цилиндр, время подачи топлива и искры. Конструктивно датчик положения коленвала представляет собой кусок магнита с катушкой тонкого провода. Очень вынослив. Датчик положения коленвала работает в паре с зубчатым шкивом коленчатого вала. Отказ датчика — остановка двигателя. В лучшем случае ограничение оборотов двигателя в районе 3500 — 5000 об/мин. Датчик фаз. Датчик фазы ВАЗ предназначен для определения углового положения распределительного вала. На 8-ми клапанном двигателе установлен в торце головки блока около воздушного фильтра. На 16-ти клапанном — на головке блока около 1-го цилиндра. На 8-ми клапанных моторах, выпущенных примерно до 2005 года датчик фаз отсутствует. Отсутствие датчика фазы означает, что форсунки открываются в попарно-параллельном режиме. Наличие датчика датчик фаз — фазированный впрыск, т.е. открывается только одна форсунка для конкретного цилиндра. Отказ датчика фаз переводит топливоподачу в попарно-параллельный режим, что приводит к некоторому ( до 10% ) повышению расхода топлива. Датчик температуры воздуха. Датчик температуры воздуха конструктивно встроен в датчик массового расхода воздуха. Начало производства датчика температуры воздуха — примерно, 2005 год. Внешне наличие датчика температуры воздуха можно отличить по количеству проводов, приходящих к датчику расхода воздуха. 5-ть проводов — датчик температуры воздуха предусмотрен, 4-е — нет. Рис. 2. Форсунки двигателя автомобиля Загрязненные форсунки можно промыть в специализированной мастерской на специальном стенде. Бензонасос Рис. 3. Бензонасос на ВАЗ Современные, да и не только, инжекторные автомобили ВАЗ оснащены топливным насосом высокого давления, он же ТНВД. Насос служит для подачи топлива до рампы форсунок по топливопроводу. За счет насоса в топливной рампе создается рабочее давление. С помощью ЭБУ происходит управление форсунками, открывая, закрывая их, происходит впрыск топлива в двигатель. По пути оно мешается с воздухом и получается топливо-воздушная смесь. Работа автомобиля напрямую зависит от качества подачи топлива. Если давление в рампе будет очень низкое, появятся провалы на средних и высоких оборотах двигателя. В особенно запущенных случаях ВАЗ начнет глохнуть при трогании с места, перегазовке и т.д. В таких случаях приходится менять бензонасос. 3. Особенности ТО инжекторных автомобилей Сравнительно недавно большинство отечественных водителей являлись владельцами автомобилей, оборудованных карбюраторными двигателями. В наши дни практически каждый автолюбитель стремится пересесть на транспортное средство с современным инжекторным двигателем, однако проблем с обслуживанием здесь меньше не стало. Разумеется, инжекторный силовой агрегат гораздо более надежен и предсказуем, чем его карбюраторный «конкурент», но он также нуждается в определенном уровне знаний и наличии специальных инструментов в случае необходимости поиска неисправности. Под компьютерной диагностикой инжектора подразумевается подключение компьютера с целью чтения ошибок и проверки показаний датчиков. Комплексная диагностика инжекторного двигателя включает в себя не только компьютерную диагностику, но и проверку давления топлива, компонентов, входящих в состав системы зажигания (свечей, высоковольтных проводов, модуля зажигания). Кроме того, проверяется герметичность впускного коллектора (с помощью генератора дыма), а также осуществляется газоанализ, проверка и последующая регулировка смеси. Для проверки датчиков используется осциллограф. Рис. 4.Осциллограф При безразборной диагностике ресурса и технического состояния механической части силового агрегата обычно проводится замер компрессии, эндоскопирование, проверка состояния ремня ГРМ и правильности положения меток. Также необходимо проверить давление масла в двигателе и наличие утечек надпоршневого пространства на всех цилиндрах. Для этих целей применяется детектор утечек. Во время диагностики следует проверить герметичность системы подачи воздуха и чистоту воздушного фильтра. Последняя обычно проверяется «на глаз». Для проверки герметичности системы подачи воздуха после прогрева двигателя нужно взять горючий аэрозоль и распылить его вокруг всех элементов, которые включает в себя система подачи воздуха. Особенно тщательное распыление аэрозоля необходимо в местах соединений. Увеличение оборотов двигателя говорит о наличии подсоса воздуха, который следует ликвидировать. Проверка правильности установки ремня газораспределительного механизма осуществляется по меткам. В случае нестабильной работы двигателя именно этому стоит уделить первостепенное внимание. Иногда после замены старого ремня на новый срезается шпонка звезды коленчатого вола. В итоге звезда проворачивается относительно необходимого положения на коленвале. Фазы газораспределения при этом сбиваются, а автовладелец не может понять, что творится с его машиной. Автомобили с инжекторными двигателями обычно прекрасно ведут себя в дальних поездках, однако именно там, вдали от дома, горящий сигнал «Check Engine» может доставить автовладельцу особую «головную боль». Такой сигнал говорит об обнаружении электронным блоком управления двигателем (ЭБУ) каких-либо проблем в системе управления мотором. Благодаря умению грамотно распознавать симптомы ряда типичных неисправностей вы сможете сохранить не только двигатель вашей машины, но и свои деньги, время и нервы. ЭБУ черпает информацию с датчиков, после чего он осуществляет выдачу команд на исполнительные устройства. Это – надежный компьютер, который выходит из строя очень редко. Гораздо чаще проблемы водителям доставляют датчики. При этом они могут быть чреваты самыми разными последствиями, начинающимися немного нестабильной работой силового агрегата, а заканчивающиеся его остановкой. Инжекторные двигатели оборудуются датчиком положения коленчатого вала. Его неисправность не позволит даже добраться до автостоянки или гаража. Отказ этого датчика представляет собой исключительное явление. Его ставят на приливе корпуса масляного насоса. Расстояние от датчика до вершин зубцов шкива коленвала составляет около 1 (±0,4) миллиметра. В зависимости от импульса синхронизации определяется положение, а также скорость вращения коленчатого вала. Кроме того, контроллер рассчитывает момент срабатывания модуля зажигания и форсунок. При выходе из строя датчика положения распределительного вала двигатель начинает работать в нештатном режиме, для которого характерна попарно-параллельная подача топлива. В этом случае каждая форсунка срабатывает чаще в 2 раза, то есть на каждый оборот коленчатого вала приходится ее одно срабатывание. Это практически невозможно определить на слух. Об отказе датчика фазы водителю расскажет затрудненный пуск двигателя. При этом выхлоп теряет свою чистоту, хотя выявить увеличение токсичности выхлопов получается лишь путем замеров по ездовому циклу. Кроме того, о том, что двигатель «болен», даст понять увеличивающийся расход топлива. Симптомами выхода из строя датчика положения дроссельной заслонки являются: отсутствие торможения двигателем, его неустойчивая работа на холостых оборотах, не слишком приятные провалы и рывки в процессе разгона, потеря мощности. Может даже показаться, что мотор как бы подменили. Длительная езда с такой неисправностью является не только некомфортной, но и достаточно опасной. При серьезных нагрузках ЭБУ, не получающий необходимой информации, будет исходить из движения транспортного средства в умеренном режиме, для которого нужна экономичная топливовоздушная смесь. В такой ситуации движение с «выжатой в пол» педалью акселератора может привести к перегреву и последующей детонации с вытекающими последствиями. При таком раскладе желательно ехать к гаражу либо к СТО в щадящем режиме, не торопясь. При неисправности датчика массового расхода воздуха становится нужно нажимать на педаль акселератора во время пуска двигателя. Мотор теряет былую резвость при работе в режиме максимального крутящего момента и мощности. Вследствие отказа датчика следует незамедлительная реакция системы управления, которая делает зажигание более поздним. Результатом этого может стать небольшое улучшение реакции двигателя на нажатие на педаль газа, но выхлоп станет более грязным, а сам мотор – гораздо прожорливее. Не требуя от машины чрезмерной прыти, можно без особых проблем добраться до дома или станции технического обслуживания, даже если придется проехать десятки и сотни километров. В результате поломки датчика температуры охлаждающей жидкости ЭБУ принимает температуру пуска мотора за 0 градусов, подавая регулятору добавочного воздуха соответствующую команду. Ненадлежащее соотношение объема воздуха и бензина может стать причиной затрудненного запуска двигателя в мороз. Примерно через пару минут после запуска силового агрегата компьютер принимает решение, что охлаждающая жидкость уже прогрелась до +80 градусов. Поэтому придется поработать педалью газа не только при запуске, но и при прогреве мотора. Нагрев последнего до температуры, которая близка к критической (что может случиться в жаркий день или при движении в пробке), чреват другой неприятностью. Получив неверный сигнал, система управления «считает», что температура антифриза в норме. Вследствие этого компьютер не станет корректировать угол опережения зажигания, что может привести к потере мощности двигателя и детонации. Неисправность датчика детонации – крайне редкая проблема. Чаще повреждения выявляются в проводах, которые к нему ведут. Их проверка необходима при загорании лампы самодиагностики по достижении коленчатым валом частоты вращения порядка 3000 оборотов в минуту и больше. Двигатель становится чувствительнее к качеству топлива. Результатом заправки непроверенным бензином может стать стук пальцев. О поломке датчика холостого хода (регулятора добавочного воздуха) свидетельствуют трудности при пуске мотора с отпущенной педалью акселератора, а также неустойчивая работа на холостых оборотах. Данный узел – неразборный, поэтому, если промывка дроссельной заслонки и каналов холостого хода не принесла должных результатов, придется заменить его целиком. Неисправность бензонасоса чревата серьезными проблемами на дороге. Инжекторные моторы, в отличие от карбюраторных, комплектуются не диафрагменными, а электрическими бензонасосами. После выхода его из строя нет возможности подкачать топливо вручную. Владельцы автомобилей с инжекторными силовыми агрегатами, повернув ключ зажигания, в первую очередь слышат жужжание электрического бензонасоса. Лишь после этого стартер начинает вращать коленчатый вал. Если жужжание становится подозрительно неестественным, то причиной этого может быть износ или поломка крыльчатки электрического двигателя насоса. Зачастую бензонасос перестает выполнять свою функцию вследствие влияния банальных факторов – попадания воды в топливный бак либо использования несоответствующего топлива. 4. Охрана труда и техника безопасности Все проверки, техническое обслуживание и ремонт проводятся только на неподвижно стоящем транспортном средстве. Для этого необходимо провести подготовительные операции, исключающие самопроизвольное движение транспорта: установить автомобиль, поставить рычаг переключения передач (избиратель скорости для автомобилей с автоматической коробкой передач) в нейтральное положение, затормозить автомобиль стояночным тормозом, подложить упоры (башмаки) под колеса ведущих мостов. При техническом обслуживании и ремонте автомобилей необходимо соблюдать требования соответствующих государственных стандартов, Санитарных правил организации технологических процессов и гигиенических требований к производственному оборудованию, Положения о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта, Правил технической эксплуатации подвижного состава автомобильного транспорта, Правил по охране труда на автомобильном транспорте и Правил пожарной безопасности для предприятия автомобильного транспорта общего пользования РФ. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей должны проводиться в специально отведенных для этого местах (на постах), оснащенных необходимыми для выполнения работ устройствами, подъемно-транспортными механизмами, приборами, приспособлениями и инвентарем. В помещениях технического обслуживания с поточным движением автомобилей должны быть световая и звуковая сигнализация, предупреждающая работающих на линии обслуживания о моменте начала движения автомобиля с поста на пост, кроме того, на каждом посту должны быть установлены сигналы аварийной остановки. Заключение С современном обществе спрос на автомобильную технику с каждым годом возрастает в несколько десятков, а то и в сотни раз. Кроме этого со стороны правительства и органов управления большое внимание уделяется развитию автомобильной отрасли и промышленности. Особое внимание уделяется и комплектации, а следовательно одной из составных частей, то есть двигателю, так же основной задачей на сегодняшний день является установления приемлемых цен для покупателя. В своей письменной экзаменационной работе я рассмотрел устройство питания инжекторного двигателя, установил основные неисправности, особенности технического обслуживания инжекторных автомобилей, рассмотрел вопрос об охране труда и технике безопасности при ремонте и техническом обслуживании инжекторных автомобилей. Несмотря на недостатки (дороговизна ремонта и узлов, наличие не подлежащих ремонту элементов, необходимость использования качественного топлива, необходимо спецоборудование для обслуживания, диагностики и ремонта) такого двигателя, я бы все равно выбрал инжекторный двигатель, так его преимущества перекрывают недостатки. В заключении своей письменной экзаменационной работы я подвёл итог и сделал вывод, очень важно правильно и вовремя обслуживать инжекторные автомобили. Так вы не нанесете вред своему автомобилю. Список литературы 1. Васин И.Н. Справочник оборудования для автосервисов. Москва. АО Транскосалтинг НИИАТ. 2004 2. Грибков А.Ю. Расчет топлива и ГСМ. Москва. 2006 3. Епифанов. Техническое обслуживание и ремонт автомобиля. ООО Атберг. 2006 4. Зарубин А.Г. Устройство, обслуживание и ремонт систем современного впрыска. Минск. Высшая школа. 2002 5. Павленко Е.П. Система питания современного двигателя. Москва. Машиностроение, переработано и дополнено. 1998 6. Хромченко В.А. Система впрыска серии Jetronic. Москва. Машиностроение. 2001 7. https://www.bestreferat.ru Приложения Рис.5. Датчик детонации Рис.6. Датчик кислорода Рис.7. Датчик скоростиРис.1. Р |
Система впрыска топлива бензиновых (инжекторных) и дизельных двигателей
Устройство и эксплуатация автомобиля 19 июня 2018 2830 0
Содержание статьи
- 1 Устройство и принцип работы инжекторной системы впрыска
- 1. 1 Виды инжекторов
- 2 Системы питания дизельных двигателей
- 2.0.1 Видео: Управление системой впрыска топлива
В современных автомобилях в бензиновых силовых установках принцип работы системы питания схож с тем, который применяется на дизелях. В этих моторах она разделена на две – впуска и впрыска. Первая обеспечивает подачу воздуха, а вторая – топлива. Но из-за конструктивных и эксплуатационных особенностей функционирование впрыска существенно отличается от применяемого на дизелях.
Отметим, что разница в системах впрыска дизельных и бензиновых моторов все больше стирается. Для получения лучших качеств конструкторы заимствуют конструктивные решения и применяют их на разных видах систем питания.
Устройство и принцип работы инжекторной системы впрыска
Второе название систем впрыска бензиновых моторов – инжекторная. Основная ее особенность заключается в точной дозировке топлива. Достигается это путем использования в конструкции форсунок. Устройство инжекторного впрыска двигателя включает в себя две составляющие – исполнительную и управляющую.
В задачу исполнительной части входит подача бензина и его распыление. Она включает в себя не так уж и много составных элементов:
- Бак.
- Насос (электрический).
- Фильтрующий элемент (тонкой очистки).
- Топливопроводы.
- Рампа.
- Форсунки.
Но это только основные компоненты. Исполнительная составляющая может в себя включать еще ряд дополнительных узлов и деталей – регулятор давления, систему слива излишков бензина, адсорбер.
В задачу указанных элементов входит подготовка топлива и обеспечение его поступления к форсункам, которыми и осуществляется их впрыскивание.
Принцип работы исполнительной составляющей прост. При повороте ключа зажигания (на некоторых моделях – при открытии водительской двери) включается электрический насос, который качает бензин и заполняет им остальные элементы. Топливо проходит очистку и по топливопроводам поступает в рампу, которая соединяет собой форсунки. За счет насоса топливо во всей системе находится под давлением. Но его значение ниже, чем на дизелях.
Открытие форсунок осуществляется за счет электрических импульсов, подаваемых с управляющей части. Эта составляющая системы впрыска топлива состоит из блока управления и целого комплекта следящих устройств – датчиков.
Эти датчики отслеживают показатели и параметры работы – скорость вращения коленчатого вала, количества подаваемого воздуха, температуры ОЖ, положения дросселя. Показания поступают на блок управления (ЭБУ). Он эту информацию сравнивает с данными, занесенными в память, на основе чего определяется длина электрических импульсов, подаваемых на форсунки.
Электроника, используемая в управляющей части системы впрыска топлива, нужна, чтобы высчитать время, на которое должна открыться форсунка при том или ином режиме работы силового агрегата.
Виды инжекторов
Но отметим, что это общая конструкция системы подачи бензинового мотора. Но инжекторов разработано несколько, и каждая из них обладает своими конструктивными и рабочими особенностями.
На автомобилях применяются системы впрыска двигателя:
- центрального;
- распределенного;
- непосредственного.
Центральный впрыск считается первым инжектором. Его особенность заключается в использовании только одной форсунки, которая впрыскивала бензин во впускной коллектор одновременно для всех цилиндров. Изначально он был механическим и никакой электроники в конструкции не использовалось. Если рассмотреть устройство механического инжектора, то она схожа с карбюраторной системой, с единственной разницей, что вместо карбюратора использовалась форсунка с механическим приводом. Со временем центральную подачу сделали электронной.
Сейчас этот тип не используется из-за ряда недостатков, основной из которых — неравномерность распределения топлива по цилиндрам.
Распределенный впрыск на данный момент является самой распространенной системой. Конструкция этого типа инжектора расписана выше. Ее особенность заключается в том, что топливо для каждого цилиндра подает своя форсунка.
В конструкции этого вида форсунки устанавливаются во впускном коллекторе и располагаются рядом с ГБЦ. Распределение топлива по цилиндрам дает возможность обеспечить точную дозировку бензина.
Непосредственный впрыск сейчас является самым совершенным типом подачи бензина. В предыдущих двух типах бензин подавался в проходящий поток воздуха, и смесеобразование начинало осуществляться еще во впускном коллекторе. Этот же инжектора по конструкции копирует дизельную систему впрыска.
В инжекторе с непосредственной подачей распылители форсунок располагаются в камере сгорания. В результате компоненты топливовоздушной смеси здесь запускаются в цилиндры по отдельности, и уже в самой камере они смешиваются.
Особенность работы этого инжектора заключается в том, что для впрыскивания бензина требуется высокие показатели давления топлива. И его создание обеспечивает еще один узел, добавленный в устройство исполнительной части – насос высокого давления.
Системы питания дизельных двигателей
И дизельные системы модернизируются. Если раннее она была механической, то сейчас и дизеля оснащаются электронным управлением. В ней используются те же датчики и блок управления, что и в бензиновом моторе.
Сейчас на автомобилях применяется три типа дизельных впрысков:
- С распределительным ТНВД.
- Common Rail.
- Насос-форсунки.
Как и в бензиновых моторах, конструкция дизельного впрыска состоит из исполнительной и управляющей частей.
Многие элементы исполнительной части те же, что и у инжекторов – бак, топливопроводы, фильтрующие элементы. Но есть и узлы, которые не встречаются на бензиновых моторах – топливоподкачивающий насос, ТНВД, магистрали для транспортировки топлива под высоким давлением.
В механических системах дизелей применялись рядные ТНВД, у которых давление топлива для каждой форсунки создавала своя отдельная плунжерная пара. Такие насосы отличались высокой надежностью, но были громоздкими. Момент впрыска и количество впрыскиваемого дизтоплива регулировалось насосом.
В двигателях, оснащаемых распределительным ТНВД, в конструкции насоса используется только одна плунжерная пара, которая качает топливо для форсунок. Этот узел отличается компактными размерами, но ресурс его ниже, чем рядных. Применяется такая система только на легковом автотранспорте.
Common Rail считается одной из самых эффективных дизельных систем впрыска двигателя. Общая концепция ее во многом позаимствована у инжектора с раздельной подачей.
В таком дизеле моментом начала подачи и количеством топлива «заведует» электронная составляющая. Задача насоса высокого давления — только нагнетание дизтоплива и создание высокого давления. Причем дизтопливо подается не сразу на форсунки, а в рампу, соединяющую форсунки.
Насос-форсунки – еще один тип дизельного впрыска. В этой конструкции ТНВД отсутствует, а плунжерные пары, создающие давление дизтоплива, входят в устройство форсунок. Такое конструктивное решение позволяет создавать самые высокие значения давления топлива среди существующих разновидностей впрыска на дизельных агрегатах.
Напоследок отметим, что здесь приводится информация по видам впрыска двигателей обобщенно. Чтобы разобраться с конструкцией и особенностями указанных типов, их рассматривают по отдельности.
Видео: Управление системой впрыска топлива
Впрыск дизельного топлива
Впрыск дизельного топлива
Магди К. Хайр, Ханну Яаскеляйнен
Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите под номером , чтобы просмотреть полную версию этого документа.
- Компоненты системы впрыска топлива
- Система впрыска насос-линия-форсунка
- Системы насос-форсунок и насосов
- Система впрыска топлива Common Rail
Abstract : Целью системы впрыска топлива является подача топлива в цилиндры двигателя при точном контроле момента впрыска, распыления топлива и других параметров. К основным типам систем впрыска относятся насос-линия-форсунка, насос-форсунка и система Common Rail. Современные системы впрыска достигают очень высокого давления впрыска и используют сложные электронные методы управления.
- Основные принципы
- Распространенные архитектуры систем впрыска дизельного топлива
- Система впрыска топлива/топливные взаимодействия
- Электронное управление впрыском топлива
Назначение системы впрыска топлива
Работа дизельных двигателей во многом зависит от конструкции их системы впрыска. На самом деле, самые заметные достижения в дизельных двигателях стали результатом превосходной конструкции системы впрыска топлива. Хотя основной целью системы является подача топлива в цилиндры дизельного двигателя, именно то, как это топливо подается, влияет на производительность двигателя, выбросы и шумовые характеристики.
В отличие от своего аналога двигателя с искровым зажиганием, система впрыска дизельного топлива подает топливо под чрезвычайно высоким давлением впрыска. Это означает, что конструкции компонентов системы и материалы должны быть выбраны так, чтобы выдерживать более высокие нагрузки, чтобы работать в течение длительного времени, что соответствует целевым показателям долговечности двигателя. Для эффективного функционирования системы также требуется более высокая точность изготовления и жесткие допуски. Помимо дорогих материалов и производственных затрат, дизельные системы впрыска характеризуются более сложными требованиями к управлению. Все эти функции составляют систему, стоимость которой может составлять до 30% от общей стоимости двигателя.
Основной задачей системы впрыска топлива является подача топлива в цилиндры двигателя. Чтобы двигатель эффективно использовал это топливо:
- Топливо должно впрыскиваться в надлежащее время, то есть время впрыска должно контролироваться и
- Необходимо подавать правильное количество топлива для удовлетворения потребности в мощности, т. е. необходимо контролировать дозирование впрыска.
Однако подавать точно отмеренное количество топлива в нужное время для достижения хорошего сгорания еще недостаточно. Дополнительные аспекты имеют решающее значение для обеспечения надлежащей работы системы впрыска топлива, в том числе:
- Распыление топлива — обеспечение распыления топлива на очень мелкие частицы топлива является основной целью проектирования систем впрыска дизельного топлива. Мелкие капли обеспечивают возможность испарения всего топлива и его участия в процессе горения. Любые оставшиеся капли жидкости очень плохо сгорают или выбрасываются из двигателя. В то время как современные системы впрыска топлива способны обеспечивать характеристики распыления топлива, намного превышающие то, что необходимо для обеспечения полного испарения топлива в течение большей части процесса впрыска, некоторые конструкции систем впрыска могут иметь плохое распыление в течение некоторых коротких, но критических периодов фазы впрыска. Окончание процесса закачки является одним из таких критических периодов.
- Массовое смешивание — Хотя распыление топлива и полное испарение топлива имеют решающее значение, обеспечение достаточного содержания кислорода в испаряемом топливе в процессе сгорания не менее важно для обеспечения высокой эффективности сгорания и оптимальной работы двигателя. Кислород обеспечивается всасываемым воздухом, захваченным в цилиндре, и достаточное количество должно быть вовлечено в топливную струю, чтобы полностью смешаться с доступным топливом в процессе впрыска и обеспечить полное сгорание.
- Использование воздуха — Эффективное использование воздуха в камере сгорания тесно связано с объемным смешиванием и может быть достигнуто за счет сочетания проникновения топлива в плотный воздух, сжатый в цилиндре, и деления общего количества впрыскиваемого топлива на число самолетов. Необходимо предусмотреть достаточное количество форсунок, чтобы вовлечь как можно больше доступного воздуха, избегая при этом перекрытия струй и образования зон с высоким содержанием топлива и дефицитом кислорода.
Основные функции системы впрыска дизельного топлива графически представлены на рис. 1.
Рисунок 1 . Основные функции системы впрыска дизельного топлива
Определение терминов
Для описания компонентов и работы систем впрыска дизельного топлива используется множество специализированных понятий и терминов. Некоторые из наиболее распространенных из них включают [922] [2075] :
Форсунка относится к части корпуса форсунки/узла иглы, которая взаимодействует с камерой сгорания двигателя. Такие термины, как сопло P-типа, M-типа или S-типа, относятся к стандартным размерам параметров сопла в соответствии со спецификациями ISO.
Держатель форсунки или Корпус инжектора относится к части, на которой монтируется форсунка. В обычных системах впрыска эта деталь в основном выполняла функцию крепления форсунки и предварительного натяжения пружины иглы форсунки. В системах Common Rail он содержит основные функциональные части: сервогидравлическую схему и гидропривод (электромагнитный или пьезоэлектрический).
Инжектор обычно относится к держателю форсунки и узлу форсунки.
Начало впрыска (SOI) или время впрыска — это время начала впрыска топлива в камеру сгорания. Обычно выражается в градусах угла поворота коленчатого вала (CAD) относительно ВМТ такта сжатия. В некоторых случаях важно различать указанную SOI и фактическую SOI . SOI часто определяется легко измеряемым параметром, таким как время, в течение которого электронный триггер отправляется на инжектор, или сигнал от датчика подъема иглы, который указывает, когда игольчатый клапан инжектора начинает открываться. Точка в цикле, где это происходит, является указанной SOI. Из-за механической реакции форсунки может быть задержка между указанным КНИ и фактическим КНИ, когда топливо выходит из сопла форсунки в камеру сгорания. Разница между фактическим SOI и показанным SOI составляет задержка форсунки .
Начало поставки. В некоторых топливных системах впрыск топлива координируется с созданием высокого давления. В таких системах началом подачи считается момент, когда насос высокого давления начинает подавать топливо к форсунке. Разница между началом подачи и SOI зависит от продолжительности времени, необходимого для прохождения волны давления между насосом и инжектором, а также от длины линии между насосом высокого давления и инжектором и от скорости звука. в топливе. Разницу между началом родов и SOI можно обозначить как задержка впрыска .
Конец впрыска (EOI) — это время в цикле, когда прекращается впрыск топлива.
Количество впрыскиваемого топлива — это количество топлива, подаваемое в цилиндр двигателя за рабочий такт. Его часто выражают в мм 3 /ход или мг/ход.
Продолжительность впрыска — период времени, в течение которого топливо поступает в камеру сгорания из форсунки. Это разница между EOI и SOI, связанная с объемом впрыска.
Схема впрыска. Скорость впрыска топлива часто меняется в течение периода впрыска. На рис. 2 показаны три распространенные формы скорости: загрузочная, линейная и квадратная. Скорость открытия и скорость закрытия относится к градиентам скорости впрыска во время открытия и закрытия игольчатого сопла соответственно.
Рисунок 2 . Общие формы скорости закачки
Множественные события инъекции. В то время как обычные системы впрыска топлива используют один впрыск для каждого цикла двигателя, новые системы могут использовать несколько событий впрыска. На рис. 3 определены некоторые общие термины, используемые для описания событий множественной инъекции. Следует отметить, что терминология не всегда последовательна. Событие основного впрыска обеспечивает основную часть топлива для цикла двигателя. Один или несколько впрысков перед основным впрыском, предварительный впрыск , обеспечивают небольшое количество топлива перед основным впрыском. Предварительный впрыск может также обозначаться как предварительный впрыск . Некоторые называют предварительный впрыск, который происходит за относительно долгое время до основного впрыска, предварительным впрыском, а тот, который происходит за относительно короткое время до основного впрыска, — предварительным впрыском. Инъекции после основных инъекций, постинъекция , может происходить сразу после основной инъекции ( близкая постинъекция ) или через относительно долгое время после основной инъекции ( поздняя постинъекция ). Постинъекции иногда называют постинъекциями . Несмотря на значительные различия в терминологии, близкая постинъекция будет называться постинъекцией, а поздняя постинъекция — постинъекцией.
Рисунок 3 . Множественные события инъекции
Срок разделенный впрыск иногда используется для обозначения стратегий множественного впрыска, когда основной впрыск разделяется на два меньших впрыска примерно одинакового размера или на меньший предварительный впрыск, за которым следует основной впрыск.
В некоторых системах впрыска топлива может произойти непреднамеренный повторный впрыск, когда форсунка на мгновение снова открывается после закрытия. Их иногда называют вторичными впрысками .
Давление впрыска не используется последовательно в литературе. Это может относиться к среднему давлению в гидравлической системе для систем Common Rail или к максимальному давлению во время впрыска (пиковое давление впрыска) в обычных системах.
Основные компоненты топливной системы
Компоненты системы впрыска топлива
За некоторыми исключениями, топливные системы можно разделить на две основные группы компонентов:
- Компоненты стороны низкого давления — Эти компоненты служат для безопасной и надежной подачи топлива из бака в систему впрыска топлива. К компонентам стороны низкого давления относятся топливный бак, топливный насос и топливный фильтр.
- Компоненты стороны высокого давления —Компоненты, которые создают высокое давление, дозируют и подают топливо в камеру сгорания. К ним относятся насос высокого давления, топливная форсунка и топливная форсунка. Некоторые системы могут также включать аккумулятор.
Форсунки для впрыска топлива можно разделить на дырчатые или дроссельные игольчатые, а также на закрытые или открытые. Закрытые форсунки могут приводиться в действие гидравлически с помощью простого пружинного механизма или с помощью сервоуправления. Открытые форсунки, а также некоторые новые конструкции форсунок с закрытыми форсунками могут приводиться в действие напрямую.
Измерение количества впрыскиваемого топлива обычно осуществляется либо в насосе высокого давления, либо в топливной форсунке. Существует ряд различных подходов к измерению топлива, в том числе: измерение давления с постоянным временным интервалом (PT), измерение времени при постоянном давлении (TP) и измерение времени/хода (TS).
Большинство систем впрыска топлива используют электронику для управления открытием и закрытием форсунки. Электрические сигналы преобразуются в механические силы с помощью привода определенного типа. Обычно эти приводы могут быть либо электромагнитными соленоидами, либо активными материалами, такими как пьезоэлектрическая керамика.
Основные компоненты системы впрыска топлива обсуждаются в отдельной статье.
###
Восстановление мощности двигателя с помощью службы впрыска топлива — UnderhoodService
При покупке нового комплекта топливных форсунок необходимо проверить их расход, чтобы убедиться, что все они расходуют в пределах 2–3 % друг от друга. Если скорость потока слишком сильно различается от форсунки к форсунке, у двигателя могут возникнуть проблемы с управляемостью.
Симптомы, с которыми чаще всего сталкивается автомобиль при загрязнении топливных форсунок, заключаются в постепенной потере управляемости и мощности двигателя. Эти симптомы могут проявляться так медленно с течением времени и километрами вождения, что водитель может даже не заметить потери мощности и управляемости.
Со временем поток в топливных форсунках перестанет поступать из-за отложений, которые бензин оставляет в них при прохождении через форсунки, и углеродистых отложений, которые образуются на головке форсунок, вызывая проблемы с управляемостью двигателя. Высокие температуры под капотом, которые часто возникают после выключения двигателя, также вызывают образование отложений в топливных форсунках, поскольку топливо закипает в форсунках при выключении двигателя.
Эти отложения будут искажать форму распыла топливной форсунки и ограничивать способность форсунки подавать в двигатель нужный объем топлива, необходимый двигателю. Отложения не всегда будут образовываться одинаково на каждой топливной форсунке, поэтому вы также можете обнаружить проблемы с управляемостью из-за того, что один или несколько цилиндров не получают столько топлива, сколько другие цилиндры.
Если все топливные форсунки не будут подавать в каждый цилиндр нужное количество испаренного топлива, двигатель не будет работать должным образом, а также будет производить более высокий уровень выбросов выхлопных газов, чем должен.
Диагностика системы впрыска топлива
Использование автомобильного компьютерного диагностического сканера — лучший способ диагностики системы впрыска топлива
. Даже если у вас нет новейшего сканера, на рынке есть множество недорогих и простых в использовании инструментов для компьютерного сканирования.
Данные долгосрочной корректировки подачи топлива, полученные с помощью диагностического сканирующего прибора, можно использовать для определения того, насколько компьютер регулирует ширину импульса топливной форсунки, чтобы двигатель имел правильную среднюю воздушно-топливную смесь.
Когда поток топлива в топливной форсунке становится ограниченным, компьютер пытается отрегулировать подачу топлива, открывая топливную форсунку дольше с помощью функции долгосрочной корректировки подачи топлива. Топливные форсунки с ограниченным потоком необходимо держать открытыми дольше, чем топливные форсунки с нормальным потоком.
Если из форсунок происходит утечка топлива, компьютер отрегулирует количество топлива, поступающего из форсунок, путем вычитания топлива с помощью функции корректировки подачи топлива. Если показания долгосрочной корректировки подачи топлива на сканирующем приборе показывают, что компьютер корректирует состав топливно-воздушной смеси более чем на 10 %, топливная система нуждается в диагностическом вмешательстве. Двигатель будет работать наилучшим образом, когда компьютеру не придется постоянно корректировать топливные форсунки, которые не подают надлежащий объем топлива, необходимый двигателю.
Очистка топливных форсунок
Если топливные форсунки ограничены или негерметичны, существует несколько различных способов их очистки.
Эти варианты включают:
1. Химикат для очистки топливных форсунок, заливаемый в топливный бак.
По нашему опыту, владельцы транспортных средств часто ощущают заметное увеличение управляемости и мощности после всего лишь одного бака бензина, обработанного раствором для очистки впрыска топлива.
Недостаток метода очистки топливных форсунок в баке заключается в том, что топливный «фильтр», имеющийся в большинстве портовых топливных форсунок, может забиваться загрязнениями, которые могут быть вымыты в него, плюс этот метод не позволяет проверить форму распыла и расход топливных форсунок. Если метод очистки инжектора в баке не дает желаемых результатов, возможно, вам придется попробовать другой метод очистки.
2. Очиститель для топливных рамп и форсунок.
Этот метод позволяет использовать более сильную смесь чистящих химикатов, чем вы должны залить в бензобак (эта смесь химикатов может повредить топливную систему). Этот способ очистки может сослужить хорошую службу, но опять же, он не позволяет проверить форму распыла топливной форсунки, плюс топливный «фильтр», встроенный в топливную форсунку, может забиваться загрязнениями, которые смываются в него.
3. Ультразвуковой очиститель форсунок и стенд для проверки потока форсунок.
Это наш предпочтительный метод очистки топливных форсунок. Мы используем блок ACE/ASNU от ACE Fuel Systems, но есть несколько других компаний, таких как Launch Tech USA, GB Remanufacturing и Walker Products, которые также предлагают стендовые системы подачи топливных форсунок.
Метод ультразвуковой очистки включает циклическую очистку топливных форсунок, в то время как наконечники топливных форсунок погружаются в ультразвуковую ванну, в которой для очистки топливных форсунок используется экологически чистая чистящая жидкость.
Часть испытательного стенда также позволяет пользователю выполнять тест потока до и после очистки, а также позволяет пользователю наблюдать за формой распыления топливной форсунки. Этот метод является более трудоемким, поскольку требует, чтобы топливные форсунки были сняты с двигателя и установлены на испытательном приспособлении для выполнения процедуры испытания.
Проверка расхода топливных форсунок
Стенд расхода топливных форсунок можно использовать для проверки фактического расхода топливных форсунок при любых условиях нагрузки или оборотах двигателя (время включения топливных форсунок), которые вы выбрали для моделирования. Стенд потока также позволяет пользователю наблюдать за форсунками форсунок, и вы также можете измерить расход топлива от каждой форсунки, чтобы пользователь мог быть уверен, что форсунки действительно согласованы по потоку. В идеале каждая новая топливная форсунка должна изготавливаться в соответствии с одними и теми же стандартами расхода, но поддержание производственной линии с таким точным допуском повысит стоимость топлива 9. Форсунки 0005 существенно.
Для большинства новых оригинальных топливных форсунок допускается отклонение производственного потока +/-2%, но некоторые менее качественные сменные форсунки могут не соответствовать тем же стандартам плотного потока. Кроме того, из-за объединения номеров деталей некоторые поставщики форсунок продают топливные форсунки с расходом, который может отличаться на 25% от расхода форсунок оригинального оборудования, на работу с которыми запрограммирован компьютер двигателя.
Если поток топлива и схема распыления неодинаковы для каждой топливной форсунки, используемой в двигателе, то воздушно-топливная смесь, подаваемая в каждый цилиндр, будет различаться. Когда состав воздушно-топливной смеси изменяется более чем на 6-8% от цилиндра к цилиндру, в двигателе будут цилиндры, работающие на слишком богатой смеси, и цилиндры, работающие на обедненной смеси.
Если в цилиндре нет правильной топливно-воздушной смеси, пострадают выходная мощность двигателя, ходовые качества и расход топлива.
Топливные форсунки всегда следует заменять комплектом, если вы не подтверждаете, что объем потока и форма распыления замененных форсунок такие же, как у оригинальных форсунок, путем проверки их расхода на стенде для измерения расхода топливных форсунок.
Топливные форсунки GM Multec, которые использовались в ее двигателях с впрыском топлива Tuned Port, произведенных из 1985 до начала 1990-х годов имели некоторые известные проблемы. Изоляция на обмотках катушки топливной форсунки ухудшилась, что привело к короткому замыканию катушки форсунки, поскольку бензин вызвал пробой изоляции.
Проблемы, с которыми вы можете столкнуться, могут варьироваться от случайного пропуска одного цилиндра (вызванного периодическим коротким замыканием в катушке форсунки) до полного выхода из строя цилиндра (короткое замыкание в катушке форсунки, которое больше не подает топливо в цилиндр).
Предотвращение загрязнения топливных форсунок
Лучшее профилактическое средство, помогающее предотвратить проблемы с топливными форсунками, состоит в том, чтобы порекомендовать клиентам вашего двигателя использовать бензин, содержащий моющие средства, которые помогают содержать топливные форсунки в чистоте и предотвращают образование отложений до того, как это станет проблемой. Многие производители автомобилей рекомендуют использовать бензин, соответствующий новым стандартам бензина «высшего уровня», чтобы поддерживать чистоту топливных форсунок.
Топливный бензин содержит детергенты, которые помогают поддерживать топливные форсунки в чистоте во время его использования, и бензин многих основных марок в настоящее время смешивается в соответствии с этими более высокими стандартами. Уровень моющих присадок в бензине высшего уровня не всегда достаточно силен, чтобы поддерживать чистоту ваших топливных форсунок, поэтому время от времени вашим клиентам может потребоваться добавить в свое топливо дополнительную очищающую способность.
Использование очистителя топливных форсунок в баке, добавленного в тот же график пробега, когда вы меняете моторное масло автомобиля, — это очень хороший способ убедиться, что их топливные форсунки остаются чистыми. Доза очистителя инжектора повысит уровень детергентов в топливном баке примерно в 10 раз по сравнению с обычным бензином высшего уровня.
Некоторые из этих продуктов даже имеют рецептуры, помогающие защитить топливную систему от коррозионного воздействия серы, которая обычно содержится в современном бензине. Эти вредные соединения серы могут вызвать коррозию датчика уровня топлива в баке и привести к неисправности указателя уровня топлива.
Наиболее распространенным признаком коррозии датчика уровня топлива является датчик уровня топлива, который может залипнуть или не показывать правильный уровень топлива в баке. Коррозионное воздействие серы может также привести к чрезмерному износу электрического топливного насоса, который находится в бензобаке, и, таким образом, сократить срок службы топливного насоса.
Альтернатива СПГ
СПГ или сжатый природный газ является экологически безопасным альтернативным источником топлива вместо бензина, поскольку СПГ является очень чистым горючим топливом. Транспортные средства, работающие на сжатом природном газе, требуют меньше затрат на техническое обслуживание, чем автомобили с бензиновым двигателем, но они все равно нуждаются в обслуживании. Топливные форсунки, которые используются с CNG, имеют гораздо более высокий расход, чем тот же двигатель, который будет использовать с бензином, но в нем все еще используется тот же крошечный фильтр, что и в стандартной топливной форсунке.
Фильтры некоторых форсунок СПГ, которые мы обслуживали, были намного грязнее, чем любые другие форсунки, которые мы видели. Мне сказали, что эта проблема в основном наблюдается в Северной Калифорнии, но если вы работаете с автомобилями, работающими на сжатом природном газе, было бы разумно следить за фильтрами форсунок.
Мусор, проходящий через топливную систему, и пары масла из компрессора СПГ могут вызвать проблемы с потоком топливной форсунки, поскольку фильтр забивается. Топливные форсунки могут стать настолько ограниченными по потоку, что в экстремальных случаях может произойти повреждение двигателя.
Было бы неплохо очищать топливные форсунки и проверять поток на стенде для очистки топливных форсунок каждый раз, когда двигатель или транспортное средство, работающее на сжатом природном газе, находится в мастерской для настройки или восстановления.
The Clean Advantage
Когда все топливные форсунки подают правильное количество топлива в каждый цилиндр, производительность двигателя будет наилучшей, обеспечивая транспортному средству максимальную мощность и экономию топлива. Обслуживание и ремонт топливных форсунок является очень важной частью надлежащего технического обслуживания автомобиля. Выберите метод очистки топливной форсунки, который лучше всего подходит для вас, и не забудьте заменить топливный фильтр.
Генри Олсен-младший, также известный как «Профессор вождения», является совладельцем и оператором компании Ole’s Carburetor and Electric, Inc. , расположенной в Сан-Бруно, Калифорния. Ole’s Carburetors — это полный магазин автозапчастей, который предлагает услуги по ремонту карбюраторов, топливных форсунок, стартеров, генераторов и генераторов. Кроме того, Ole’s Carbs предлагает тонкую настройку топливной системы и системы зажигания «на автомобиле». Посетите их по телефону www. olescarb.com .
Система впрыска топлива: определение, функции, типы, работа
Знаете ли вы, как топливо подается в камеру сгорания в автомобильных двигателях? Я уверен, что вы думаете не о карбюраторе, а о топливной форсунке . В настоящее время они больше всего ушли в прошлое, особенно для двигателей внутреннего сгорания. Используемый эффективный процесс известен как система впрыска топлива .
Впрыск топлива – это введение топлива в двигатели внутреннего сгорания, в основном автомобильные двигатели, с помощью инжектора. Этот процесс был введен для соблюдения законов о выбросах и эффективности использования топлива. За год производители автомобилей увидели большие преимущества топливных форсунок, с которых начинается падение карбюраторов.
С 1980 года впрыск топлива стал альтернативой карбюраторам на бензиновых двигателях. Итак, разница между впрыском топлива и карбюратором заключается в том, что впрыск топлива распыляет топливо через маленькую форсунку под высоким давлением. В то время как карбюраторы полагаются на всасывание топлива в воздушный поток через трубку Вентури.
Исследования показали, что все дизельные двигатели по своей конструкции используют впрыск топлива. Газовые двигатели могут использовать бензин с непосредственным впрыском, при котором топливо подается непосредственно в камеру внутреннего сгорания. Также можно использовать непрямой впрыск, когда топливо смешивается с воздухом перед тактом впуска.
Сегодня мы подробно рассмотрим определение, функции, детали, типы, принцип работы, проблемы, а также преимущества и недостатки системы топливных форсунок в автомобильных двигателях.
Прочтите: Все, что вам нужно знать об автомобильном поршне
Содержание
- 1 Что такое топливная форсунка?
- 2 Функции топливной форсунки
- 3 Основные части системы впрыска топлива
- 3.0.1 На приведенном ниже рисунке показаны основные части топливной форсунки:
- 4 Типы системы впрыска топлива
- 4. 1 Присоединяйтесь к нашему информационному бюллетеню
- 4.2 Внедрение тела с одним точками или дроссельной заслонкой:
- 4.3. :
- 5 Принцип работы
- 5.0.1 Посмотрите видео ниже, чтобы лучше понять работу системы впрыска топлива:
- 6 Симптомы неисправных топливных форсунок и способы их предотвращения
- 7 Преимущества и недостатки системы впрыска топлива
- 7.1 Преимущества:
- 7.2 Недостатки
- 7.3 Пожалуйста, поделитесь!
Что такое топливная форсунка?
Топливные форсунки представляют собой небольшие форсунки с электронным управлением для распыления топлива под высоким давлением в камеру сгорания двигателя. Он содержит клапаны, которые способны открываться и закрываться много раз в секунду.
До появления топливных форсунок карбюратор широко использовался в двигателях, и этот двигатель все еще существует. Фактически, многие другие машины, такие как газонокосилки и бензопилы, все еще используют карбюраторы. Но поскольку компонент усложнился, пытаясь контролировать все требования к автомобилю, выпущена лучшая альтернатива.
Карбюраторы, впервые замененные системой впрыска топлива с корпусом дроссельной заслонки. Эта система также известна как одноточечная или центральная система впрыска топлива. Это электрически управляемые топливные форсунки в корпусе дроссельной заслонки.
Это была чуть ли не лучшая альтернатива, позволяющая автопроизводителям не вносить кардинальных изменений в конструкцию двигателей.
Постепенно, по мере разработки новых двигателей, многоточечный впрыск топлива заменил дроссельный впрыск. Этот многоточечный впрыск топлива также известен как портовый, многоточечный или последовательный впрыск топлива.
Система содержит топливные форсунки для каждого цилиндра, которые распыляют прямо на впускной клапан. Он обеспечивает более точную дозировку топлива и более быструю реакцию.
Функции топливной форсунки
Ниже приведены функции топливных форсунок в двигателе внутреннего сгорания:
- Основная цель системы впрыска топлива в дизельных двигателях заключается в том, что на их конструкцию сильно влияет компонент
- Топливная форсунка помогает подавать топливо в цилиндры.
- Улучшает характеристики двигателя, выбросы и шум.
- Топливо подается под чрезвычайно высоким давлением впрыска.
- Материалы, используемые в нем, рассчитаны на более высокие нагрузки и долговечность, соответствующие условиям работы двигателя.
- Еще одно назначение системы впрыска – своевременный впрыск топлива. То есть момент впрыска контролируется.
- Необходимо подавать правильное количество топлива, чтобы обеспечить требуемую мощность двигателя. Вот почему дозирование впрыска контролируется.
- изготовлен с большей точностью изготовления и допуском, чтобы обеспечить его эффективность работы. Это также позволяет избежать утечки.
- Топливная форсунка распыляет топливо на очень мелкие частицы топлива, обеспечивая испарение каждой маленькой капли топлива и процесс сгорания.
- Кислорода достаточно для смешивания с распыляемым топливом и обеспечивает полное сгорание.
.
Инжектор
Прочтите: Знакомство с системой смазки двигателя
Основные части системы впрыска топлива
Ниже приведены основные функциональные детали, обеспечивающие работу системы впрыска топлива в автомобильных двигателях, и названия компонентов топливной форсунки:
Основные части системы впрыска топлива разделены на две части, которые включают сторону низкого и высокого давления, части низкого давления — это топливный бак, топливный фильтр и насос подачи топлива. В то время как сторона высокого давления включает насос высокого давления, топливную форсунку, аккумулятор, форсунку топливной форсунки. Впрыскивающая форсунка имеет различные конструкции срабатывания для различных типов систем впрыска топлива.
Поскольку топливо необходимо перекачивать из топливного бака в систему форсунок, эта роль отводится топливной системе низкого давления. Принимая во внимание, что от топливной форсунки до камеры сгорания находится система высокого давления. Ниже приведена роль следующих частей, указанных выше:
- Топливный бак – часть, в которой хранится топливо.
- Топливный насос – перекачивает топливо из топливного бака в систему впрыска топлива.
- Впрыскивающий насос – эта часть является расходомером и нагнетателем топлива для впрыска.
- Регулятор – подача топлива в соответствии с нагрузкой.
- Топливная форсунка – подает топливо от ТНВД к цилиндрам.
- Топливный фильтр – 9 шт.0205, чтобы отфильтровать грязь, воздуховод и абразивные частицы от блокировки системы впрыска.
На изображении ниже показаны основные части топливной форсунки:
Система впрыска топлива работает полностью точно, чтобы обеспечить правильное количество топлива для любых условий эксплуатации. Блок управления двигателем (ECU) используется для контроля большинства частей входных датчиков. Ниже приведены несколько деталей, в которых используется датчик для точной работы:
- Кислородный датчик — обратите внимание на количество кислорода в выхлопе, что позволяет ЭБУ определить, богатая или бедная топливная смесь. Вносит соответствующие коррективы.
- Датчик положения дроссельной заслонки – этот датчик контролирует положение дроссельной заслонки, чтобы знать, сколько воздуха поступает в двигатель. ЭБУ быстро реагирует на изменения, увеличивая или уменьшая расход топлива по мере необходимости.
- Датчик массового расхода воздуха – сообщает ЭБУ количество топлива, поступающего в двигатель.
- Датчик температуры охлаждающей жидкости – определяет, когда двигатель достигает надлежащей рабочей температуры для ЭБУ.
- Датчик абсолютного давления в коллекторе – определить давление воздуха во впускном коллекторе.
- Датчик частоты вращения двигателя – контролирует частоту вращения двигателя, поэтому используется для расчета ширины импульса.
- Датчик напряжения – определяет системное напряжение в автомобиле, чтобы знать, когда ЭБУ поднимает холостой ход. это может быть при падении напряжения, что указывает на высокую электрическую нагрузку.
Читать: Обычные и нетрадиционные типы автомобильных шасси
Типы систем впрыска топлива
Ниже приведены распространенные типы систем впрыска топлива, используемые в старых и современных автомобилях:
Присоединяйтесь к нашему информационному бюллетеню системы впрыска — это самый ранний и самый простой впрыск топлива, пришедший на смену карбюраторам. Он содержит одну или две форсунки в корпусе дроссельной заслонки, который является горловиной впускного коллектора двигателя.
Эта инжекторная система не является точной, как предыдущая система, но по сравнению с карбюраторами она лучше контролируется, дешевле и проще в обслуживании.
Распределенный или многоточечный впрыск топлива:
В многоточечных топливных форсунках разделительные форсунки находятся в каждом цилиндре у его впускного отверстия. Вот почему эту систему иногда называют портовым инжектором, который выпускает пары топлива близко к месту впуска, обеспечивая их полное всасывание в цилиндр.
Одним из преимуществ этой форсунки является более точный расход топлива по сравнению с одноточечным. Он также идеально подходит для достижения требуемого соотношения топлива и воздуха и практически исключает возможность конденсации или скопления топлива во впускном коллекторе.
Последовательный впрыск топлива:
Этот тип топливных форсунок также известен как последовательный впрыск топлива или временной впрыск. Это тип многоточечного впрыска, хотя в базовом многоточечном впрыске используется несколько форсунок. Все они распыляют топливо одновременно или последовательно, в результате чего топливо задерживается на 150 миллисекунд, когда двигатель работает на холостом ходу.
Преимущество последовательного впрыска топлива заключается в том, что система быстрее реагирует, если водитель делает резкое изменение. Это связано с тем, что клапан должен ждать открытия следующего впускного клапана, а не полного оборота двигателя.
Непосредственный впрыск:
Непосредственный впрыск обычно используется в дизельных двигателях, хотя начинает применяться и в бензиновых двигателях. Иногда его называют DIG для бензина с непосредственным впрыском. При этом топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, минуя клапаны.
Измерение топлива более точное, чем другие типы впрыска топлива. Непосредственный впрыск топлива дает инженерам еще одну возможность влиять на то, как именно происходит сгорание в цилиндрах. Наука о конструкции двигателя исследует, как топливно-воздушная смесь циркулирует в цилиндрах. А также мотыгой взрыв идет от точки воспламенения.
Непосредственный впрыск в бензиновом двигателе может учитывать такие вещи, как форма цилиндров и поршней. Кроме того, расположение портов и свечей зажигания, время, продолжительность и интенсивность искры. Количество свечей зажигания на цилиндр. Все это влияет на то, насколько полно и равномерно сгорает топливо в бензиновом двигателе.
Принцип работы
Работа системы топливных форсунок довольно интересна и проста для понимания. Основная работа идет от топливной форсунки к камере сгорания после подачи в нее топлива из топливного бака.
Как было сказано ранее, топливная форсунка представляет собой механическое устройство с электронным управлением, которое отвечает за распыление топлива. На форсунку подается питание, и электромагнит перемещает поршень, который открывает клапан. Этот клапан позволяет топливу под давлением выбрасываться через крошечное сопло. Форсунка предназначена для распыления топлива, благодаря чему топливо легко сгорает,
Количество времени, в течение которого топливная форсунка остается открытой, определяет количество топлива, подаваемого в двигатель. Это известно как «ширина импульса» и контролируется устройством ECU. Система топливных форсунок монтируется непосредственно на впускной коллектор, так что топливо может распыляться непосредственно на впускной клапан.
Внутри обычного инжектора находится пружина, удерживающая игольчатый клапан в закрытом положении. Он удерживает этот игольчатый клапан до тех пор, пока линия высокого давления не достигнет определенного значения. Существует трубка, называемая «топливной рампой», которая подает топливо под давлением к форсункам.
Правильное количество топлива подается к необходимым частям. Различные части двигателя оснащены датчиками, которые передают ЭБУ информацию о количестве топлива и при необходимости вносят коррективы. Различные датчики были перечислены и описаны выше в этой статье.
Посмотрите видео ниже, чтобы лучше понять работу системы впрыска топлива:
Прочтите: Что вам нужно знать о двигателях с турбонаддувом
Признаки неисправных топливных форсунок и способы их предотвращения
Отказ топливной форсунки происходит после перегрузки, и если ее регулярно не обслуживать, она может привести к серьезным неисправностям или засорению. Ниже приведены симптомы неисправных топливных форсунок и способы предотвращения отказов:
- Плохая работа двигателя
- Осложнения при запуске автомобиля
- Топливные запахи
- Разжижение масла
- Неудачная эмиссия
- Двигатель не достигает полных оборотов
- Плохая работа автомобиля
- Катастрофический отказ двигателя
- Дымообразование
- Повышенный расход топлива
- Загрязнение
Проблема часто возникает в топливной форсунке, когда она загрязнена, содержит частицы углерода, масляное топливо или скопление остатков, что приводит к засорению топливных форсунок. Проблемы возникают после того, как корзина фильтра собирает мусор, который препятствует протеканию через нее топлива.
Правильный способ предотвращения выхода из строя топливных форсунок — регулярное техническое обслуживание. Деталь автомобиля должна проходить регулярный осмотр. Несмотря на то, что топливные форсунки имеют большие допуски, все же следует проводить проверку компонентов.
Для более надежного результата, добавление влагопоглощающего этанола или добавок, визуальный контроль, проведение ультразвуковой очистки. Кроме того, поможет фактическая схема потока для испытаний объема и распыления.
Преимущества и недостатки системы впрыска топлива
Преимущества:
Ниже приведены преимущества системы впрыска топлива:
- Точная смесь топлива и воздуха обеспечивает максимально возможную эффективность использования топлива и мощность.
- Процесс сгорания значительно эффективнее в инжекторном двигателе.
- более экономичны и максимально снижают уровень выбросов.
- В двигателях с впрыском топлива исключен холодный пуск, что устраняет необходимость в ручной блокировке.
- Он также используется на современных спортивных мотоциклах.
- Система впрыска топлива автоматически балансирует топливно-воздушную смесь с учетом окружающей обстановки.
- Вибрация двигателя снижена, а проблема загрязнения свечей зажигания сведена к минимуму.
Двигатели с впрыском топлива
Читайте: Двухтактный двигатель: все, что вам нужно знать
Недостатки
Несмотря на все преимущества системы впрыска, некоторые ограничения все же существуют. Ниже приведены недостатки системы:
- Это сложное устройство с электронным управлением, которое работает с несколькими электронными датчиками.
- Техническое обслуживание и ремонт системы очень ограничены. То есть не всякая мастерская может работать.
- Система впрыска топлива довольно дорогая.
- Настоятельно рекомендуется использовать материалы и топливо хорошего качества.
- Не существует решения с низкой стоимостью и малой емкостью.
Таким образом, система впрыска топлива полностью заменила карбюраторы в автомобильных двигателях. мы обсудили его функции, одной из которых является подача топлива под высоким давлением в цилиндр. Системы впрыска топлива разных типов, включающие дроссельную и многоканальную, также выявлены ее составляющие на стороне низкого и высокого давления. это работает, симптомы и преимущества и недостатки системы впрыска топлива.
Это все для этой статьи. Надеюсь, вам понравилось чтение, если да, пожалуйста, прокомментируйте, поделитесь и порекомендуйте этот сайт другим студентам технических специальностей. Спасибо!
Гибридный регрессионный алгоритм Тагучи для системы управления впрыском топлива
. 2021 30 декабря; 22 (1): 277.
дои: 10.3390/s22010277.
Вэнь-Чанг Цай
1
принадлежность
- 1 Школа машиностроения и электротехники, Сямыньский университет Колледж Тан Ках Ки, Чжанчжоу 363105, Китай.
PMID:
35009821
PMCID:
PMC8749755
DOI:
10.3390/с22010277
Бесплатная статья ЧВК
Вэнь-Чанг Цай.
Датчики (Базель).
.
Бесплатная статья ЧВК
. 2021 30 декабря; 22 (1): 277.
дои: 10.3390/s22010277.
Автор
Вэнь-Чанг Цай
1
принадлежность
- 1 Школа машиностроения и электротехники, Сямыньский университет Колледж Тан Ках Ки, Чжанчжоу 363105, Китай.
PMID:
35009821
PMCID:
PMC8749755
DOI:
10.3390/с22010277
Абстрактный
Система впрыска топлива является одним из ключевых компонентов внутрицилиндрового двигателя с непосредственным впрыском топлива. Его производительность напрямую влияет на экономичность, мощность и выбросы двигателя. Предыдущие исследования показали, что метод Тагучи можно использовать для оптимизации схемы впрыска топлива и рабочих параметров системы впрыска. Форсунка с электронным управлением могла устойчиво контролировать рабочие характеристики системы впрыска топлива под высоким давлением, но ее управление было недостаточно точным. В этой статье проводится экспериментальный анализ количества впрыскиваемого топлива форсунками с прямым впрыском с использованием подхода Тагучи-регрессии, а также анализ принятия решений по улучшению конструкции электронных элементов для схемы управления. С целью разработки более стабильного и энергосберегающего драйвера был проведен функциональный эксперимент. Алгоритм гибридной регрессии Тагучи для количества впрыска форсунки с прямым впрыском был проверен, чтобы проверить осуществимость предложенного алгоритма. В этой статье также представлена разработка системы впрыска топлива под высоким давлением и представлена новая теоретическая основа для оптимизации характеристик бензинового двигателя с непосредственным впрыском в цилиндр. Наконец, было проведено имитационное исследование системы управления впрыском топлива в среде MATLAB/Simulink для подтверждения теоретических концепций.
Ключевые слова:
Алгоритм Тагучи-регрессии; двигатель с прямым впрыском; система впрыска топлива.
Заявление о конфликте интересов
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Цифры
Рисунок 1
Принципиальная схема электронного…
Рисунок 1
Принципиальная схема форсунки с электронным управлением.
фигура 1
Принципиальная схема форсунки с электронным управлением.
Рисунок 2
Блок-схема соленоида высокого давления…
Рисунок 2
Блок-схема электромагнитной системы впрыска топлива высокого давления.
фигура 2
Блок-схема электромагнитной системы впрыска топлива высокого давления.
Рисунок 3
Схема электропривода для…
Рисунок 3
Схема электрической цепи управления форсункой HP GDI с тремя длительностью импульса…
Рисунок 3
Схема электрической цепи управления форсункой HP GDI с тремя длительностью импульса и ШИМ-контроллером.
Рисунок 4
Трехимпульсный сигнал инжектора MOSFET…
Рисунок 4
Трехимпульсный MOSFET-инжектор, управляющий и управляющий модуль. ( и )…
Рисунок 4
Трехимпульсный MOSFET-инжектор управления сигналом и управляющей платой. ( a ) Логическая операция и цепь управляющего сигнала. ( b ) Плата управления трехимпульсным полевым МОП-транзистором.
Рисунок 5
Новый трехимпульсный инжектор MOSFET, управляющий…
Рисунок 5
Новая схема управления трехимпульсным инжектором MOSFET с повышающим преобразователем постоянного тока.
Рисунок 5
Новая схема управления трехимпульсным инжектором MOSFET с повышающим преобразователем постоянного тока.
Рисунок 6
Надежный расчет параметров…
Рисунок 6
Расчет надежных параметров системы впрыска топлива.
Рисунок 6
Расчет надежных параметров системы впрыска топлива.
Рисунок 7
Платформа для тестирования виртуальных приборов…
Рисунок 7
Платформа для тестирования виртуальных приборов системы управления впрыском топлива.
Рисунок 7
Платформа для тестирования виртуальных приборов системы управления впрыском топлива.
Рисунок 8
Система управления впрыском топлива.
Рисунок 8
Система управления впрыском топлива.
Рисунок 8
Система управления впрыском топлива.
Рисунок 9
Блок управления расходом топлива.
Рисунок 9
Блок управления расходом топлива.
Рисунок 9
Блок управления расходом топлива.
Рисунок 10
Блок расчета расхода топлива.
Рисунок 10
Блок расчета расхода топлива.
Рисунок 10
Блок расчета расхода топлива.
Рисунок 11
Блок расчета расхода воздуха.
Рисунок 11
Блок расчета расхода воздуха.
Рисунок 11
Блок расчета расхода воздуха.
Рисунок 12
( a ) Топливо высокого давления…
Рисунок 12
( a ) Система подачи топлива высокого давления. ( b ) Электронное управление…
Рисунок 12
( a ) Система подачи топлива высокого давления. ( b ) Инжектор с электронным управлением.
Рисунок 13
Экспериментальный впрыск топлива под высоким давлением.
Рисунок 13
Экспериментальный впрыск топлива под высоким давлением.
Рисунок 13
Экспериментальный впрыск топлива под высоким давлением.
Рисунок 14
( и ). Остаточная ошибка…
Рисунок 14
( и ). Остаточная ошибка заводской настройки для проверки впрыска топлива;…
Рисунок 14
( и ). Остаточная ошибка заводской настройки теста впрыска топлива; ( б ). оптимальная остаточная ошибка инъекционного теста по алгоритму Тагучи-регрессии.
Рисунок 14
( а ). Остаточная ошибка…
Рисунок 14
( и ). Остаточная ошибка заводской настройки для проверки впрыска топлива;…
Рисунок 14
( и ). Остаточная ошибка заводской настройки теста впрыска топлива; ( б ). оптимальная остаточная ошибка инъекционного теста по алгоритму Тагучи-регрессии.
Рисунок 15
( и ). Заводская настройка…
Рисунок 15
( и ). Заводские настройки формы волны напряжения и тока; ( б ).…
Рисунок 15
( и ). Заводские настройки формы волны напряжения и тока; ( б ). оптимизация формы сигнала напряжения и тока с помощью алгоритма Тагучи-регрессии.
Рисунок 16
( a ) Расход топлива…
Рисунок 16
( a ) Расход топлива; ( b ) Соотношение воздух/топливо в…
Рисунок 16
( a ) Расход топлива; ( b ) соотношение воздух/топливо системы управления впрыском топлива.
См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC
Похожие статьи
Исследование управления смещением топлива в дизельном двигателе высокого давления с системой впрыска Common-Rail на основе сигналов сегментов коленчатого вала.
Ван Ю, Ван Г, Яо Г, Шен Л.
Ван Ю и др.
Датчики (Базель). 2022 27 апреля; 22 (9): 3355. дои: 10.3390/s22093355.
Датчики (Базель). 2022.PMID: 355
Бесплатная статья ЧВК.
Многокритериальная оптимизация дизельного двигателя, работающего на различных видах топлива с присадками, с использованием подхода Тагучи на основе Грея.
Челик М., Байындырлы С., Мехреган М.
Челик М. и др.
Environ Sci Pollut Res Int. 2022 апр; 29 (20): 30277-30284. doi: 10.1007/s11356-021-18012-1. Epub 2022 8 января.
Environ Sci Pollut Res Int. 2022.PMID: 34997500
Влияние давления впрыска на производительность, выбросы и характеристики сгорания одноцилиндрового стационарного двигателя CI, работающего на дизельно-ацетиленовом топливе.
Шривастава А.К., Сони С.Л., Шарма Д., Джейн Н.Л.
Шривастава А.К. и соавт.
Environ Sci Pollut Res Int. 2018 март; 25 (8): 7767-7775. doi: 10.1007/s11356-017-1070-3. Epub 2017 30 декабря.
Environ Sci Pollut Res Int. 2018.PMID: 292
Моделирование положения впрыска воды и давления на детонацию, сгорание и выбросы бензинового двигателя с непосредственным впрыском.
Ли А, Чжэн З, Сун Ю.
Ли А и др.
АСУ Омега. 2021 7 июля; 6 (28): 18033-18053. doi: 10.1021/acsomega.1c01792. Электронная коллекция 2021 20 июля.
АСУ Омега. 2021.PMID: 34308038
Бесплатная статья ЧВК.Моделирование искусственной нейронной сети и численное моделирование влияния синтетического газа и времени впрыска на производительность и выбросы двигателя с воспламенением от сжатия для тяжелых условий эксплуатации.
Форутани С., Салехи Г., Фаллахсохи Х., Лари К., Арастех А.М.
Форутани С. и соавт.
АСУ Омега. 2021 26 ноября; 6 (48): 32379-32394. doi: 10.1021/acsomega.1c02829. Электронная коллекция 2021 7 декабря.
АСУ Омега. 2021.PMID: 34
0
Бесплатная статья ЧВК.
Посмотреть все похожие статьи
использованная литература
Лич Ф., Кнорш Т., Лайдиг К., Визе В. Обзор требований к системам впрыска и влияние качества топлива на выбросы твердых частиц из двигателей GDI. САЕ Интернэшнл; Уоррендейл, Пенсильвания, США: 2018 г. Технический документ SAE 2018-01-1710.
—
DOI
Раза М. , Чен Л., Лич Ф., Дин С. Обзор выбросов твердых частиц (PN) от бензиновых двигателей с непосредственным впрыском (GDI) и методов их контроля. Энергии. 2018;11:1417. doi: 10.3390/en11061417.
—
DOI
Цзянцзянь А., Сиян Б.Г., Чунде С.Ю. Экспериментальное исследование системы впрыска топлива и выбросов двигателя GDI малого объема; Материалы 2-й Международной конференции IEEE/ASME по мехатронике, встроенным системам и приложениям; Пекин, Китай. 13–16 августа 2006 г .; стр. 1–6.
—
DOI
Цай В. К., Ю П.К. Проект электропривода форсунки GDI высокого давления мотоциклетного двигателя объемом 500 куб. Междунар. Дж. Инж. Инд., 2011; 2:70–83.
Лу Х., Дэн Дж., Ху З., Ву З., Ли Л. Влияние методов управления на динамические характеристики высокоскоростных соленоидных форсунок. САЕ Интерн. Дж. Двигатели. 2014;7:1155–1164. дои: 10.4271/2014-01-1445.
—
DOI
Грантовая поддержка
- JG2019SRF05 / Колледж Тан Ках Ки Сямэньского университета
Чем хорош прямой впрыск? (ABCs of Car Tech)
Возможно, вы читали или слышали, как один из ваших любимых редакторов Car Tech говорил о прямом впрыске бензина и о том, что это одна из «больших технологий», которая помогает поддерживать жизнь почти 200-летнему двигателю внутреннего сгорания. хорошо в 21 веке. В выпуске ABCs of Car Tech за эту неделю я собираюсь объяснить, что такое, черт возьми, прямой впрыск бензина и почему вас должно волновать, будет он в двигателе вашего следующего автомобиля или нет.
Как работал впрыск топлива до прямого впрыска?
Современному бензиновому двигателю внутреннего сгорания (ДВС) для вращения коленчатого вала необходимы три вещи: насыщенный кислородом воздух, топливо и искра, чтобы воздух и топливо взорвались. Воздух всасывается через воздухозаборник, где он измеряется датчиком массового расхода воздуха (MAF) автомобиля, а затем поступает во впускной коллектор, где единственный впускной тракт разделен на четыре-восемь впускных каналов, каждый из которых ведет в один из цилиндрических каналов вашего автомобиля. камеры сгорания. Где-то вдоль линии всасываемый заряд смешивается с топливом, прежде чем свеча зажигания заставляет все это взорваться внутри камеры сгорания. Я уверен, что для большинства из вас это все ICE 101.
Еще в древние времена двигателестроения карбюраторы и системы одноточечного впрыска топлива смешивали воздух и топливо относительно неточно во впускном коллекторе или даже перед ним, добавляя примерно нужное количество топлива для всего ряда цилиндров. По большей части каждая камера сгорания получила то, что ей было нужно. Однако, в зависимости от конструкции впускного коллектора, это приближение может привести к тому, что в цилиндры, расположенные ближе всего к карбюратору или топливной форсунке, будет поступать слишком много топлива (работа на обогащенной смеси), а в самые дальние цилиндры — слишком мало (обеднение). Опытный настройщик карбюратора (или умный компьютер двигателя) мог предотвратить выход из-под контроля, но даже самая лучшая настройка была ограничена конструкцией впускного коллектора.
На этом рисунке (не в масштабе) показано, как одноточечный впрыск может привести к несоответствию количества топлива (зеленый цвет), добавляемого в каждый цилиндр.
Антуан Гудвин/CNET
В подавляющем большинстве современных автомобилей используется система многоточечного впрыска топлива (MPFI) (также известная как впрыск через порт). Вот как это работает: вместо того, чтобы использовать одну форсунку, которая распыляет примерно нужное количество топлива, каждый из отдельных впускных каналов имеет свою собственную форсунку (или форсунки), которая добавляет струю аэрозольного топлива во всасываемый воздух из инжектора под давлением. Воздушно-топливная смесь втягивается в открытый порт и в камеру сгорания отступающим поршнем. Затем впускной клапан захлопывается, и в уже загерметизированном цилиндре происходит взрывное сгорание.
Многоточечный впрыск выравнивает подачу топлива, предоставляя каждому цилиндру собственную форсунку.
Антуан Гудвин/CNET
По большей части, MPFI просто прекрасен и денди. Это, безусловно, намного эффективнее, чем старые карбюраторные и SPFI-системы, благодаря возможности регулировать количество топлива, подаваемого на впуск для каждого отдельного цилиндра, выравнивая ранее бедные и богатые цилиндры на крайних концах коллектора, улучшая выработку мощности. и сокращение потерь топлива. Итак, зачем чинить то, что фактически не сломано?
Как непосредственный впрыск повышает производительность?
Вы, возможно, заметили, что во время перехода от карбюратора к SPFI и MPFI точка, в которой топливо добавляется во впускной коллектор, перемещается от перед дроссельной заслонкой к впускному коллектору и далее к отдельным впускным каналам — все ближе и ближе к камере сгорания. Прямой впрыск выводит эту эволюцию на новый уровень, размещая форсунку внутри камеры сгорания. Благодаря перемещению форсунки в камеру сгорания система непосредственного впрыска бензина (GDI) получает несколько преимуществ по сравнению с ранее обсуждаемыми системами.
Непосредственный впрыск улучшается еще больше за счет перемещения топливных форсунок в камеру сгорания. Более точное управление означает, что можно добавить еще меньше топлива.
Антуан Гудвин/CNET
Поместив форсунку внутрь цилиндра, компьютер двигателя получает еще более точный контроль над количеством топлива во время такта впуска, дополнительно оптимизируя воздушно-топливную смесь для создания чистого горящего взрыва с очень небольшим расходом топлива и увеличенной мощностью.
Система GDI также обладает большей гибкостью в отношении , когда в цикле сгорания добавляется топливо. Системы MPFI могут добавлять топливо только во время такта впуска поршня, когда впускной клапан открыт. GDI может добавлять топливо всякий раз, когда это необходимо. Например, некоторые двигатели GDI могут регулировать синхронизацию так, чтобы меньшее количество топлива впрыскивалось во время такта сжатия, создавая гораздо меньший контролируемый взрыв в цилиндре. Этот так называемый режим ультра обедненного горения немного жертвует прямой мощностью, но значительно снижает количество топлива, используемого в периоды, когда транспортному средству требуется очень мало ворчания (холостой ход, движение накатом, замедление и т. д.).
Двигатели GDI также быстрее реагируют на эти изменения времени и количества добавляемого топлива, повышая управляемость. Кроме того, транспортное средство может более быстро регулироваться на основе входных сигналов от датчиков, расположенных ниже по потоку от камеры сгорания, контролируя грязные выбросы, выбрасываемые из выхлопной трубы.
Некоторые автопроизводители даже экспериментировали с использованием GDI для дополнительного выброса топлива в цилиндр, чтобы создать вторичный взрыв во время цикла сгорания, что потенциально привело к еще большей мощности и эффективности.
Вот забавный факт: технология прямого впрыска на самом деле не так нова, как вам может показаться. Эта технология существует с 1920-х годов для бензиновых двигателей и фактически уже используется в большинстве дизельных двигателей.
Есть ли потенциальные недостатки GDI?
Вы можете спросить: «Если GDI так хорош, почему он не используется в каждой новой машине?»
Частично причина в том, что производство двигателя с непосредственным впрыском является более дорогим из-за сложности компонентов, а это означает, что автомобиль, который в конечном итоге будет приводиться в движение двигателем, также будет дороже покупать. Например, форсунки на двигателе GDI должны быть более прочными, чем портовые форсунки, чтобы выдерживать тепло и давление сотен (или даже тысяч) крошечных взрывов в минуту. Кроме того, поскольку система GDI должна иметь возможность впрыскивать топливо в камеру сгорания под давлением, топливопроводы, подающие бензин, должны иметь еще более высокую компрессию. Топливные системы GDI могут работать при давлении в несколько тысяч фунтов на квадратный дюйм по сравнению с 40–60 фунтами на квадратный дюйм систем впрыска через порт.
Цена на эти компоненты падает, но в целом и на данный момент портовый впрыск дешевле и «достаточно хорош» для большинства экономичных автомобилей.
Кроме того, некоторые владельцы и ремонтники двигателей GDI (особенно высокопроизводительных моделей с турбонаддувом) сообщают, что в системах с непосредственным впрыском наблюдается повышенное накопление углерода на задней стороне впускных клапанов, что со временем приводит к снижению потока воздуха и производительности. Быстрый поиск в Google дает страницу за страницей анекдотических сообщений об этой проблеме. Накопление происходит из-за того, что в большинстве автомобилей воздух на впуске, откровенно говоря, немного грязный — даже с установленными воздушными фильтрами, современные системы рециркуляции отработавших газов и системы вентиляции картера могут добавить довольно много грязи во впускной воздух — и без порта. форсунки распыляют бензин (и содержащиеся в нем моющие средства) на клапаны, и в течение многих тысяч миль они могут стать довольно грязными.
Прямой впрыск хорошо сочетается с другими технологиями двигателей
Автопроизводители находят множество новых способов дальнейшего усовершенствования двигателя внутреннего сгорания с помощью технологии прямого впрыска. Например, некоторые автопроизводители (в том числе Ford, Audi и BMW) используют GDI в сочетании с турбонаддувом для создания двигателей с малым рабочим объемом, которые обеспечивают небольшой КПД при большой мощности двигателя.
Система D-4S, используемая в двигателе FR-S/BRZ, сочетает в себе системы прямого и портового впрыска.
Антуан Гудвин/CNET
Toyota уже несколько лет предлагает свою систему впрыска топлива D-4S для некоторых моделей своего 3,5-литрового двигателя V-6. В D-4S используется комбинация прямого и портового впрыска, чтобы объединить лучшие черты обеих систем. Как объясняется в этой статье от Wards Auto, система впрыска через порт обеспечивает чистый запуск, система прямого впрыска обеспечивает ускорение при полной нагрузке, и две системы работают в тандеме, чтобы сбалансировать все, что между ними. Эта система D4-S также используется на 2,0-литровом оппозитном четырехцилиндровом двигателе, которым оснащаются Scion FR-S и Subaru BRZ.
Бензин с непосредственным впрыском
От подачи топлива до обработки выхлопных газов
Подача топлива
Изделия подачи топлива (модуль подачи топлива со встроенным электротопливным насосом, датчиком уровня бака и топливным фильтром) обеспечивают подачу в насос высокого давления необходимого количества топлива из бака в конкретную давление до 6 бар.
Впрыск топлива
Двигатели с непосредственным впрыском бензина производят топливно-воздушную смесь непосредственно в камере сгорания. Только свежий воздух поступает во впускное отверстие через открытый впускной клапан. Топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания форсунками высокого давления. Охлаждение камеры сгорания улучшается за счет непосредственного распыления топлива в случае прямого впрыска бензина. Это обеспечивает более высокую степень сжатия двигателя и, в свою очередь, повышение эффективности, что способствует снижению расхода топлива и увеличению крутящего момента. В случае непосредственного впрыска бензина контур высокого давления питается от насоса высокого давления, который поддерживает давление топлива в топливной рампе на требуемом высоком уровне до 350 бар. Форсунки высокого давления установлены на топливной рампе, дозируют и распыляют топливо под высоким давлением очень быстро, чтобы обеспечить оптимальную подготовку смеси непосредственно в камере сгорания.
Управление подачей воздуха
Управление подачей воздуха обеспечивает подачу правильной воздушной массы к двигателю в каждой рабочей точке.
Зажигание
Бензиновым двигателям требуется искра зажигания для воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндре двигателя. Свеча зажигания генерирует искру. Требуемое высокое напряжение вырабатывается катушкой зажигания. Для этого он преобразует электрическую энергию аккумулятора в напряжение зажигания и подает это напряжение на свечу зажигания в точке зажигания.
Электронный блок управления
Электронный блок управления централизованно определяет приоритеты и управляет различными функциями, которые должна выполнять современная система управления двигателем. Принимая крутящий момент за ключевую переменную, электронный блок управления эффективно регулирует необходимую топливно-воздушную смесь, угол опережения зажигания и обработку отработавших газов.
Очистка отработавших газов
Очистка отработавших газов помогает производителям соблюдать международные стандарты по выбросам, т.е. с помощью каталитической обработки выхлопных газов. Использование лямбда-зондов обеспечивает еще более эффективный контроль выбросов. Целью этого механизма является всегда достижение стехиометрического соотношения воздух-топливо (λ=1). При гомогенных процессах сгорания (λ=1) оптимальную обработку выхлопных газов можно обеспечить за счет регулирования стехиометрического соотношения воздух-топливо и использования трехкомпонентного каталитического нейтрализатора. В случае послойного сгорания (обедненной смеси), λ>1, избыток воздуха в камере сгорания приводит к образованию нежелательных оксидов азота в выхлопных газах в процессе сгорания. Оксиды азота направляются на дополнительный каталитический нейтрализатор аккумуляторного типа для удаления.
Сокращение
Уменьшение размеров влечет за собой уменьшение рабочего объема двигателя, что, в свою очередь, снижает расход топлива и связанные с ним выбросы CO 2 . Экономия топлива является результатом того, что двигатель чаще работает в верхних областях карты с более высокой эффективностью. Комбинация турбонагнетателей, работающих на отработавших газах, и прямого впрыска бензина облегчает использование концепций уменьшения габаритов.
Эти концепции используют более высокий удельный крутящий момент, возникающий в результате турбонаддува, для уменьшения рабочего объема двигателя при сохранении выходной мощности. Это решение снижает расход топлива и, в свою очередь, CO 2 выбросов без ущерба для выходной мощности. При постоянном объеме цилиндра топливовоздушная смесь обладает большей энергией. Относительно меньшего объема двигателя достаточно для высвобождения того же количества энергии, что и у более крупного сопоставимого двигателя, без уменьшения размеров.
Работа управляемого клапана (CVO)
Будущее законодательство, направленное на снижение содержания твердых частиц в выхлопных газах, ставит новые задачи перед двигателями внутреннего сгорания. В своей уникальной инновационной системе CVO (управление работой клапана) для бензиновых двигателей с непосредственным впрыском компания Bosch применила мехатронный подход, который может внести ценный вклад в юридические ограничения выбросов, такие как EU6d.
Блок управления двигателем Bosch и форсунки высокого давления Bosch являются основными компонентами CVO. В отличие от обычного управляемого впрыска с разомкнутым контуром, в этой установке блок управления и форсунки высокого давления образуют замкнутый контур. Блок управления улавливает сигнал срабатывания форсунок высокого давления на протяжении всего процесса впрыска и определяет момент открытия и закрытия игл клапанов.
Таким образом, блок управления может рассчитать фактическое количество впрыска каждой форсунки и при необходимости внести коррективы. CVO также позволяет впрыскивать небольшое количество топлива с минимальными допусками. Точность непосредственного впрыска бензина в этой области значительно улучшилась и сохраняется на протяжении всего срока службы клапана, гарантируя стабильный процесс сгорания. CVO оказывает особенно положительное влияние на выбросы твердых частиц на холодном двигателе во время фазы прогрева каталитического нейтрализатора, а затем по мере прогрева двигателя. Следовательно, CVO предлагает инновационный и экономичный подход к оптимизации двигателя.
Две системы впрыска топлива в одной: порт и непосредственный впрыск бензина
С системой прямого впрыска бензина Bosch сочетает прямой впрыск бензина с системой впрыска бензина через порт. Причина такого необычного партнерства заключается в следующем: объединение двух обычно отдельных подходов к впрыску топлива создает одну инновационную систему, в которой сильные стороны отдельных систем идеально дополняют друг друга. В данном конкретном случае это приводит к преимуществам с точки зрения расхода топлива и выбросов – как при частичной, так и при полной нагрузке. Каждый из двух партнеров позволяет другому взять на себя инициативу, когда приходит время показать свои сильные стороны. Каждая система впрыска обеспечивает свои преимущества с точки зрения эффективности использования топлива и количества выбрасываемых частиц (PN) в различных условиях эксплуатации.
Бензиновый впрыск топлива во впускной коллектор отличается меньшими потерями на трение при частичной нагрузке, а непосредственный впрыск превосходит работу при полной нагрузке благодаря повышенному пределу детонации. В сочетании эти системы обеспечивают дополнительное сокращение выбросов твердых частиц — лучшее разделение труда.
Но бензиновый впрыск топлива через порт добавляет еще больше преимуществ выгодному партнерству. Благодаря хорошей гомогенизации смеси система производит меньше частиц, имеет более низкий уровень шума и потребляет меньше топлива в ситуациях с низкой нагрузкой двигателя благодаря более низким потерям на трение по сравнению с непосредственным впрыском.
Другие преимущества распределенного и прямого впрыска бензина:
- При распределенном впрыске топлива очищающий эффект отверстий и клапанов впускного коллектора способствует более высокой степени рециркуляции отработавших газов
- Улучшенные шумовые характеристики на низких скоростях возможность дома
Кроме того, порт и непосредственный впрыск бензина ориентированы на будущее: объединение обеих систем и оптимизация стратегии работы двигателя могут внести ценный вклад в дополнительную экономию с точки зрения расхода топлива и новых законодательных ограничений на выбросы, таких как EU6d.