Устройство системы питания инжекторного двигателя

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

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

Устройство системы питания инжектора:

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

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

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

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

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

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

Как работает система питания инжекторного двигателя?

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

Система питания инжекторного двигателя

Выполнила

мастер п/о

Демкова М. В.

Система питания топливом бензинового двигателя  

предназначена для размещения и очистки топлива, а также приготовления горючей смеси определенного состава и подачи ее в цилиндры в необходимом количестве в соответствии с режимом работы двигателя.

Требования к агрегатам и узлам системы питания топливом бензинового двигателя:

• герметичность
• точность дозирования топлива
• надежность
• удобство в обслуживании

Назначение инжекторной системы питания

В инжекторной системе питания бензин подается строго заданными порциями принудительно в коллектор (цилиндр).

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

Устройство инжекторной системы питания

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

Датчики системы инжектора:

Датчик расхода воздуха

Датчик абсолютного давления

Датчик положения коленвала

Датчик фаз (распредвала)

Датчик детонации

Датчик дроссельной заслонки

Датчик температуры  ОЖ

Лямбда-зонд

Устройство инжекторной системы питания

Устройства механической части выполняют то, что им скажет блок управления.

Электрический бензонасос

Электромагнитные форсунки

Дроссельный механизм

Регулятор холостого хода

Модуль зажигания  

Принцип работы инжекторной системы питания

В современных впрысковых двигателях для каждого цилиндрах предусмотрена индивидуальная форсунка. Все форсунки соединяются с топливной рампой, где топливо находится под давлением, которое создает бензонасос. Количество впрыскиваемого топлива зависит от продолжительности открытия форсунки. Момент открытия регулирует электронный блок управления (контролер) на основании обрабатываемых им данных от различных датчиков.

Виды и типы инжекторов

С одноточечным впрыском : форсунка только одна, установленна во впускном коллекторе — одна на все цилиндры двигателя, независимо от их общего количества.

• 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. И самое большое неудобство — это то, что при выходе из строя форсунки двигатель останавливается и запустить его невозможно.

Виды и типы инжекторов

Многоточечный впрыск — для каждого цилиндра предусмотрена своя форсунка.

Схема системы питания топливом бензинового двигателя

с многоточечным впрыском:

1 — топливная рампа; 2 — форсунки; 3 — регулятор давления;

4 — впускной патрубок двигателя; 5 — фильтр; 6 — замок зажигания;

7 — топливный насос; 8 — топливный бак

• 1 — топливная рампа; 2 — форсунки; 3 — регулятор давления; 4 — впускной патрубок двигателя; 5 — фильтр; 6 — замок зажигания; 7 — топливный насос; 8 — топливный бак
• 1 — топливная рампа; 2 — форсунки; 3 — регулятор давления; 4 — впускной патрубок двигателя; 5 — фильтр; 6 — замок зажигания; 7 — топливный насос; 8 — топливный бак
• 1 — топливная рампа; 2 — форсунки; 3 — регулятор давления; 4 — впускной патрубок двигателя; 5 — фильтр; 6 — замок зажигания; 7 — топливный насос; 8 — топливный бак

Типы впрыска

• Одновременный впрыск топливовоздушной смеси — открытие форсунок не зависит от такта.

• Парный, он же попарно-параллельный. В этом типе форсунки работают парами.

• Фазированный впрыск — количество форсунок и цилиндров одинаковое, открытие и закрытие электроклапанов происходит в зависимости от того, какой такт проходит двигатель.

Обратная связь

Благодаря датчикам обеспечивается так называемая «обратная связь». Суть ее заключается вот в чем:

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

Основные неисправности топливной системы

Признаки

Неисправности

Затрудненный пуск двигателя.

Двигатель не развивает номинальной мощности

Снижение производительности топливного насоса

Перебои в работе двигателя на всех режимах (пуск, холостой ход, движение).

Двигатель не развивает номинальной мощности

Засорение топливного фильтра

Повышенный расход топлива. Двигатель не развивает номинальной мощности.

Затрудненный пуск двигателя. Неустойчивый холостой ход

Засорение

(деформация) сливного топливопровода

Повышенный расход топлива. Запах бензина. Подтеки топлива.

Двигатель не развивает номинальной мощности.

Затрудненный пуск двигателя. Неустойчивый холостой ход

Негерметичность системы

Как контролируется электронный впрыск топлива (EFI)?

Поиск по ключевым словам

Элементы управления и датчики EFI

EFI использует датчики для определения количества топлива, необходимого в любой момент времени. Каждая система EFI будет иметь некоторую комбинацию следующих частей.

Электронный блок управления (ECU)

ECU является мозгом операции. Он использует обороты двигателя и сигналы от различных датчиков для измерения расхода топлива. Он делает это, сообщая топливным форсункам, когда и как долго стрелять. ЭБУ часто управляет другими функциями, такими как топливный насос и опережение зажигания.

Датчик положения дроссельной заслонки (TPS)

Датчик TPS крепится к концу вала дроссельной заслонки. Он точно сообщает ЭБУ, насколько открыт дроссельный клапан. ЭБУ использует эту информацию для подачи нужного количества топлива.

Датчик абсолютного давления во впускном коллекторе (MAP)

Датчик MAP устанавливается во впускном коллекторе или рядом с ним. Он определяет нагрузку двигателя на основе вакуума двигателя. Низкий уровень вакуума может указывать на высокую нагрузку, например, при движении в гору. Для этого требуется больше топлива.

Датчик массового расхода воздуха (MAF)

Датчик массового расхода воздуха расположен во впускной трубе перед корпусом дроссельной заслонки. Он измеряет объем воздуха, поступающего в двигатель. Затем ECU использует измерения для регулировки количества топлива.

Датчик кислорода (O2)

Датчики кислорода расположены в выхлопной трубе рядом с выпускным коллектором. Они измеряют количество кислорода в выхлопе. Существует 2 типа датчиков O2, стандартные и широкополосные. Оба сообщают ECU правильность соотношения воздух/топливо.

• Стандартный датчик O2 посылает в ECU сигнал либо о богатой, либо о обедненной смеси.
• Широкополосный кислородный датчик или датчик воздуха/топлива (A/F) может точно определить, сколько кислорода содержится в выхлопных газах. Широкополосный датчик более полезен в качестве средства настройки.

ЭБУ использует сигнал O2 для регулировки количества топлива. Компенсация, основанная на датчике O2, называется «коррекцией подачи топлива».

Датчик температуры впускного воздуха (IAT)

Датчики IAT расположены во впускном коллекторе. Он сообщает ЭБУ, насколько теплый или холодный воздух. Поскольку холодный воздух более плотный, ЭБУ может компенсировать это, подавая больше топлива.

Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT)

Датчик ECT обычно расположен рядом с термостатом. Он сообщает ЭБУ, когда двигатель прогрет. Холодному двигателю требуется больше топлива и более высокие обороты холостого хода для облегчения запуска. Когда он прогревается, ECU может включить вентилятор охлаждения или увеличить опережение зажигания.

Датчик детонации

Датчики детонации расположены на блоке цилиндров. Они очень чувствительны и обнаруживают детонацию, как только она происходит. Он сигнализирует ЭБУ о задержке синхронизации.

Клапан управления холостым ходом (IAC)/привод

IAC расположен на корпусе дроссельной заслонки. Он управляется ЭБУ. Он обеспечивает достаточное количество воздуха, чтобы двигатель мог поддерживать обороты холостого хода. Клапан IAC подает воздух, пока дроссельная заслонка остается закрытой. Привод IAC физически открывает дроссельную заслонку.

Идентификатор ответа
5222
|
Опубликовано
15.08.2019 12:43
|
Обновлено
25.08.2020 15:11

Был ли этот ответ полезен?

Сенсорная технология для синхронизации впрыска топлива

Момент впрыска является критическим параметром в двигателях внутреннего сгорания. От мастеров-механиков, выжимающих из своей поездки каждую лошадиную силу, до инженеров, стремящихся к прорыву в топливной экономичности, внесение корректировок здесь влияет на всю систему двигателя.

Сенсорная технология для синхронизации впрыска топлива

Эмили Фолк | Люди сохранения

24.08.20, 05:40

| Инжиниринг

| Датчики и схемы

Процесс впрыска должен строго контролироваться, если двигатель должен получать правильное количество топлива для правильной работы. Сегодня это, как правило, цифровой процесс, когда блок управления двигателем (ECU) получает данные от ряда датчиков и соответствующим образом регулирует время подачи топлива.

Это обзор основных типов датчиков, используемых сегодня в системах впрыска топлива.

1. Датчики массового расхода воздуха

Датчик массового расхода воздуха (MAF) отвечает за измерение количества воздуха, поступающего в двигатель. Плотность воздуха меняется в зависимости от высоты над уровнем моря и температуры окружающей среды. Это означает, что для того, чтобы двигатель поддерживал правильное соотношение топлива и воздуха, необходимы непрерывные измерения.

Датчики массового расхода бывают двух видов — датчики с термометром и крыльчатые расходомеры. Первая является более новой и лучшей технологией. Датчики с горячей проволокой обычно меньше по размеру, лучше реагируют на незначительные изменения и дешевле встраиваются.

2. Датчики кислорода (O2)

Большинство автомобилей, выпущенных после 1980 года, оснащены датчиками кислорода. Каждый вид топлива имеет разное идеальное соотношение воздуха и бензина в процессе сгорания. Кислородные датчики определяют, достигается ли это соотношение в любой момент времени.

Кислородные датчики работают, контролируя выхлоп автомобиля и измеряя содержание кислорода. Слишком мало воздуха приводит к остаткам топлива. Такая смесь называется «богатой». Слишком много воздуха создает «бедную» смесь.

Обе ситуации приводят к предотвратимым уровням загрязняющих веществ, включая оксид азота. Бедная смесь также может снизить производительность или повредить двигатель.

3. Датчики положения дроссельной заслонки

Водители вводят множество собственных переменных во время вождения, поэтому современные автомобили стандартно оснащаются датчиками положения дроссельной заслонки.

Эти датчики обеспечивают прямую обратную связь с системой впрыска топлива, регулярно измеряя, насколько открыта или закрыта дроссельная заслонка и как быстро происходят эти изменения.

По сути, датчики положения дроссельной заслонки предоставляют данные о том, как движется автомобиль, и о потребляемой мощности двигателя в данный момент. «Синхронизация» поведения дроссельной заслонки с моментом впрыска топлива с помощью этого датчика обеспечивает плавность холостого хода автомобилей и ускорение по требованию.

4. Датчики абсолютного давления во впускном коллекторе (MAP)

Датчики MAP, расположенные вблизи или внутри впускного коллектора автомобиля, измеряют силовую нагрузку, воздействующую на двигатель в любой момент времени. Датчик сравнивает эти измерения с вакуумом для согласованности.

Датчики MAP важны, потому что они сообщают о внешних факторах, которые способствуют высокой нагрузке на двигатель и повышенному расходу топлива. Например, если транспортное средство начинает подниматься в гору, датчик MAP должен регистрировать низкий уровень вакуума и высокую нагрузку на двигатель. В свою очередь, датчик MAP отправляет эти данные в ECU, который запрашивает больше топлива.

5. Датчики температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT)

Как и другие сенсорные технологии, упомянутые здесь, датчики ECT помогают согласовать условия внутри и снаружи двигателя. В этом случае датчики ЕСТ, расположенные рядом с термостатом автомобиля, определяют влияние температуры окружающей среды на двигатель.

Если двигатель холодный, для его нормальной работы необходимы две вещи:

Более теплые двигатели, напротив, нуждаются в регулировке. Когда двигатель прогревается, датчик ЕСТ и ЭБУ включают вентиляторы охлаждения или регулируют угол опережения зажигания. Когда угол опережения зажигания работает должным образом, двигатель не должен терять мощность, когда это необходимо. Неправильное зажигание может привести к детонации двигателя, потерям мощности и повреждению двигателя.

Другие сенсорные технологии

Это обзор наиболее распространенных датчиков времени впрыска топлива. Есть также множество других, находящихся в активной разработке, многие из которых дают наилучшие результаты при совместном использовании.

В одном научном исследовании изучался ряд нестандартных, но «достаточно эффективных» и «надежных» технологий, включая следующие:

• Датчики подъема иглы

  : обеспечивают мгновенные измерения начала и окончания впрыска топлива.

• Пьезорезистивные преобразователи давления: обеспечивают более точные измерения изменений давления в двигателе.

• Фотодатчики (или оптические оконные датчики): датчики этого типа обеспечивают быстрые измерения начала и продолжительности горения.

Интеллектуальная технология улучшает впрыск топлива

Есть несколько преимуществ более тщательного изучения впрыска топлива и интеграции датчиков для обеспечения оперативного сбора данных. Точная настройка впрыска топлива увеличивает срок службы двигателя, увеличивает мощность двигателя, когда это необходимо больше всего, и снижает уровень расхода топлива.

Эти интеллектуальные датчики привносят принципы Индустрии 4.0, такие как мобильность данных, во внутренние ниши некоторых из самых распространенных машин на земле — бензиновых двигателей.

Применение правильных технологий на этом уровне делает наши автомобили более эффективными. Благодаря экономии топлива это также означает, что наш мир становится все более здоровым местом для жизни.

Содержание и мнения в этой статье принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения ManufacturingTomorrow

24. 08.20, 05:40

| Инжиниринг

| Датчики и схемы

Другие технические статьи | Истории | Новости

Эта запись не имеет комментариев. Будьте первым, кто оставит комментарий ниже.

Опубликовать комментарий

Прежде чем оставлять комментарии, вы должны войти в систему. Войти сейчас.

Рекомендуемый продукт

Модель TR1 Tru-Trac

Решение для линейных измерений Tru-Trac™ модели TR1 — это универсальный вариант для отслеживания скорости, положения или расстояния на самых разных поверхностях. Встроенный энкодер, измерительное колесо и подпружиненный торсион в одном компактном устройстве модели TR1 просты в установке. Подпружиненный торсионный рычаг обеспечивает регулируемую скручивающую нагрузку, что позволяет устанавливать модель TR1 практически в любом положении — даже вверх ногами.