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

Двигатель АШ-82 в музее в Праге

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

Устройство

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

Классификация

По точке установки и количеству форсунок:

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

Управление системой подачи топлива

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

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

Принцип работы

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

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

На основе полученной информации контроллер управляет следующими системами и приборами:

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

Изменение параметров электронного впрыска может происходить буквально «на лету», так как управление осуществляется программно, и может учитывать большое число программных функций и данных с датчиков. Также, современные системы электронного впрыска способны адаптировать программу работы под конкретный экземпляр мотора, под стиль вождения и многие другие характеристики и спецификации.

Ранее использовалась механическая система управления впрыском.

Достоинства двигателей, оборудованных системой впрыска с микропроцессорным управлением

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

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

Недостатки

Основные недостатки двигателей с блоком управления по сравнению с карбюраторными:

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

История

Появление и применение систем впрыска в авиации

Карбюраторные системы для работы под углом к горизонту необходимо дополнять множеством устройств, либо применять специально спроектированные карбюраторы. Система непосредственного впрыска авиационных двигателей — удобная альтернатива карбюраторной, так как инжекционной системе впрыска в силу конструкции безразлично рабочее положение (подача топлива осуществляется независимо от положения двигателя относительно земной поверхности).

Первый мотор с системой впрыска был изготовлен в России в 1916 году Микулиным и Стечкиным. Он же стал первым авиационным двигателем, перешагнувшим 300-сильный рубеж мощности.

К 1936 году на фирме Robert Bosch были готовы первые комплекты топливной аппаратуры для непосредственного впрыска бензина в цилиндры, которую через год стали серийно ставить на V-образный 12-цилиндровый двигатель Daimler-Benz DB 601. Именно этими моторами объёмом 33,9 л оснащались, в частности, основные истребители Люфтваффе Messerschmitt Bf 109. И если карбюраторный двигатель DB 600 развивал на взлетном режиме 900 л.с., то «шестьсот первый», с впрыском, позволял поднять мощность до 1100 л.c. и более. Чуть позже, в серию пошла девятицилиндровая «звезда» BMW 132 с подобной системой питания — тот самый лицензионный авиадвигатель Pratt & Whitney Hornet, который на BMW производили с 1928 года, он же устанавливался, к примеру, на транспортные самолеты Junkers Ju-52. Авиационные двигатели в Англии, США и СССР в те времена были исключительно карбюраторными. Японская же система впрыска на истребителях «Зеро» требовала промывки после каждого полета и поэтому не пользовалась популярностью в войсках.

Лишь к 1940 году, когда Советскому Союзу удалось закупить образцы новейших германских авиационных двигателей с впрыском, работы по созданию отечественных систем непосредственного впрыска получили новый импульс. Однако серийное производство советских насосов высокого давления и форсунок, созданных на основе немецких, началось лишь к середине 1942 года — первенцем стал звездообразный мотор АШ-82ФН, который ставили на истребители Ла-5, Ла-7 и бомбардировщики Ту-2. Мотор со впрыском — АШ-82ФН оказался настолько удачным, что выпускался ещё долгие десятилетия, использовался на вертолете Ми-4 и до сих пор используется на самолетах Ил-14.

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

Применение систем впрыска в автомобилестроении

Системы управления двигателем в автомобилестроении начали применяться с 1951 года, когда механической системой непосредственного впрыска бензина производства западногерманской фирмы Bosch был оснащён двухтактный двигатель микролитражного купе 700 Sport, выпущенного небольшой фирмой Goliath из Бремена. В 1954 году появилось легендарное купе Mercedes-Benz 300 SL («Крыло чайки»), двигатель которого оснащался аналогичной механической системой впрыска Bosch.^[1] Тем не менее, до эпохи появления дешёвых микропроцессоров и введения в странах Запада жёстких требований к экологической безопасности автомобилей идея непосредственного впрыска популярностью не пользовалась и только с конца 1970-х их массовым внедрением занялись все ведущие мировые автопроизводители.

Первой серийной моделью с электронным управлением системы впрыска бензина стал седан Rambler Rebel («Бунтарь») 1957 модельного года, который выпускала фирма Nash, входившая в качестве отделения в состав концерна AMC. Нижневальная V-образная «восьмерка» Rebel объёмом 5,4 л в карбюраторном варианте развивала 255 л.с., а в заказной версии Electrojector уже 290 л.с. Разгон до 100 км/ч у такого седана занимал менее 8 с.

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

См. также

• Карбюратор
• Двигатель внутреннего сгорания
• Форсунка

Примечания

1. ↑ Electrojector и его потомки

Ссылки

• Инжектор, обучение системам впрыска автомобиля, обучение диагностике неисправности систем впрыска, статьи, форум
• Описание основных датчиков инжекторной системы ВАЗ и следствия их отказов
• Справочник по системам впрыска бензина автомобилей ГАЗ и УАЗ
• Сайт, посвященный инжекторным системам (впрыска)
• Инжектор, всё об инжекторе

Из самолетов – в автомобили: эволюция и преимущества инжекторных систем

Компоненты

Главная   /   Компоненты

dvizhok. su

20.08.2021

Сегодня карбюраторные системы впрыска остаются актуальными разве что для любителей покопаться в старом автомобильном «железе»: последние 20–30 лет их заменяет инжекторная система подачи топлива. И сдавать позиции она не собирается. Вместе с компанией Bosch разбираемся в преимуществах, которые обеспечивают подобные системы, а также в тонкостях их эксплуатации и обслуживания.

Главный недостаток карбюраторных двигателей — сложности с точностью дозирования топливовоздушной смеси. Из­за этого в некоторых условиях мотору может недоставать мощности. А порой — напротив, в него поступают излишки топлива, которые, помимо прочего, ухудшают показатели выбросов CO₂ — настолько, что сегодня двигатели этого типа уже попросту не соответствуют действующим экологическим стандартам.

В инжекторных двигателях от указанных недостатков удалось избавиться. За дозирование топлива, которое поступает в камеру сгорания, в них отвечает электронный блок управления. При этом с помощью системы датчиков он отслеживает множество важных параметров: от расхода воздуха, количества свободного кислорода в отработавших газах и температуры двигателя до положения коленвала и дроссельной заслонки. Сам же впрыск топлива в воздушный поток происходит принудительно — посредством форсунок.

Первоначально системы впрыска нашли применение в авиационных двигателях. Произошло это еще в 1916 году, а в 1951-­м системы впрыска начали применяться в автомобилестроении. Первыми были механические системы впрыска производства компании Bosch. Активное развитие инжекторных систем подачи топлива началось в 70­е годы XX века. К началу 2000­х они практически полностью вытеснили карбюраторные.

Основными причинами доминирующего положения инжекторных систем в современном автомобилестроении в Bosch называют их надежность и долговечность; более низкий расход топлива (примерно на 20% по сравнению с карбюраторными двигателями сопоставимой мощности) за счет точного дозирования топливовоздушной смеси; снижение токсичности выхлопных газов за счет оптимизации состава топливовоздушной смеси и контроля ее сгорания; увеличение мощности двигателя и повышение крутящего момента за счет более оптимального наполнения цилиндров; улучшение динамики двигателя за счет возможности отслеживать изменения нагрузки и гибко менять параметры топливовоздушной смеси; более легкий запуск в любую погоду и сокращение времени предварительного прогрева двигателя за счет точной дозировки топлива.

В зависимости от способа подачи топлива все существующие сегодня инжекторные двигатели можно разделить на три основных типа. Это системы центрального (одноточечного), распределенного и непосредственного (прямого) впрыска.

Первые — самые простые по своему устройству: местом впрыска топлива является впускной коллектор, откуда уже готовая топливовоздушная смесь распределяется по цилиндрам двигателя. Именно с одноточечного впрыска начиналось развитие современных инжекторных систем. Правда, добиться равномерного распределения топлива в цилиндрах (а значит, и достаточной эффективности двигателя) оказалось сложно. Поэтому системы моновпрыска со временем уступили место более совершенным решениям. Ими стали системы распределенного и непосредственного впрыска.

В системах с распределенным впрыском количество форсунок соответствует количеству цилиндров двигателя: впрыск происходит отдельно для каждого, хотя и осуществляется во все тот же впускной коллектор. В зависимости от режима работы форсунок впрыск может происходить одновременно, попарно­параллельно или фазированно.

В отличие от всех остальных, системы непосредственного впрыска подают топливо не во впускной коллектор, а непосредственно в цилиндры двигателя. Это самое эффективное, но в то же время наиболее технически сложное, требовательное к качеству топлива и недешевое в реализации решение.

О неполадках в работе системы впрыска водителя предупреждает сигнальная лампочка Check Engine на приборной панели. По данным Bosch, большинство поломок инжекторных систем вызваны проблемами в работе датчиков и состоянием форсунок, которые могут выйти из строя из­за некачественного топлива или отсутствия привычки сливать остатки топлива вместе с водой и грязью из бензобака. Что касается датчиков, то сами эти устройства ломаются редко, гораздо чаще случаются проблемы с электроцепью — вроде поврежденной проводки или перегоревших предохранителей.

Какова бы ни была точная причина неисправности, самостоятельно выявить и устранить ее не получится: инжекторные системы имеют достаточно сложное устройство, для их диагностики и ремонта требуется помощь специалистов. Так что, заметив, что двигатель работает неровно (стал хуже заводиться, дергаться при езде или «плавать» на холостых оборотах), а расход топлива растет, лучше не тянуть с визитом на станцию техобслуживания! Причем такую, где есть оборудование, необходимое для диагностики и ремонта инжекторных систем.

Bosch является одним из основных поставщиков систем впрыска на конвейеры различных автопроизводителей, а также производит инструменты для их обслуживания. Одна из недавних новинок — набор BTG 5120, с помощью которого можно производить профессиональное обслуживание и ремонт распространенных клапанных форсунок HDEV5 и HDEV6.

На правах рекламы

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен

«Движок» теперь в Telegram! Подписывайтесь и узнавайте первыми о новинках и результатах тестов!

2173

Новости по теме

Компоненты / Новости

15 новых сайлентблоков Febest расширили фирменный ассортимент

Свежие позиции адресованы владельцам BMW, Citroen, Geely, Hyundai, Kia, Jeep, Renault, Toyota и SsangYong.
Как следует из обновленного каталога, новые сайлентблоки задней балки стали доступны владельцам первого поколения кроссовера Hyundai…

Febest, Сайлентблоки

Компоненты / Новости

Sintec представил новую линейку масел

Компания Sintec Lubricants объявила о расширении ассортимента бренда Sintec за счет новой линейки моторных масел ExtraLife.
Как сообщает пресс-служба компании, линейка ExtraLife представляет собой серию моторных масел, предназначенных для с…

Sintec, моторное масло, Новинки

Компоненты / Новости

Бренд масел и технических жидкостей Furo вышел на российский рынок

Представители компании «Армтек» сообщили о старте продаж смазочных материалов и технических жидкостей под брендом Furo.
Заявлено, что ассортимент в первую очередь направлен на широко распространенные агрегаты и узлы легковых и коммерческих…

Furo, Масла, технические жидкости

Статьи по теме

Компоненты / Статьи

Антибактериальные фильтры: реальная польза или уловка маркетологов?

В последнее время на рынке автозапчастей наблюдается существенный рост предложения в сегменте антибактериальных фильтров салона. В том, что они собой представляют, и стоит ли верить рекламе, «Движок» разбирался вместе с техническими специалистами…

Антибактериальные фильтры, салонные фильтры

Компоненты / Статьи

Завод в Новополоцке: как делают присадки для масел «ЛУКОЙЛ»

Брендов масел на российском рынке сегодня столько, что их производство кажется делом нехитрым: ставим смесительное оборудование, закупаем базовое масло, присадки — и можно подсчитывать прибыль! Но чтобы получить по-настоящему качественный продукт,…

ЛУКОЙЛ, Производство

Компоненты / Статьи

Последовательно или параллельно? Особенности обслуживания автомобилей, поступающих в РФ по параллельному импорту

Журнал «Движок» поговорил с экспертами — представителями российской автоиндустрии о том, как обслуживаются машины, поставляемые в нашу страну по схеме параллельного импорта. В частности — о том, доступны ли на рынке запчасти для таких автомобилей,…

Послепродажное обслуживание, Параллельный импорт

Тесты по теме

Компоненты / Тесты

Большой тест салонных фильтров для Toyota: оригинал Toyota, MANN Filter, BIG Filter, Mando, Lucas Filters, Corteco, Sakura, Fenox, Metaco, Parts-Mall, Stellox, Tatsumi, TSN, Zekkert, Filtron

Журнал «Движок» продолжает ставшие уже традиционными ежегодные испытания фильтров в весенне-летний сезон. Однако до этого мы тестировали только воздушные фильтры, несправедливо обходя вниманием салонные, а ведь именно в эти жаркие месяцы, в…

Toyota, MANN Filter, BIG Filter, Mando, Lucas Filters, Corteco, Sakura, Fenox, Metaco, Parts Mall, Stellox, Tatsumi, TSN, Zekkert, Filtron

Компоненты / Тесты

Тест шин Cordiant Off Road 2: для бездорожья и не только

Когда речь заходит о внедорожных покрышках, большинство даже бывалых «джиповодов» с ходу вспоминают только пару-тройку всем известных марок с отнюдь не российской пропиской. А зря, ведь нашим производителям тоже есть чем порадовать любителей…

Тест шин, Cordiant

Компоненты / Тесты

Тест щеток стеклоочистителя: испытываем девять образцов на качество очистки и ресурс

Журнал «Движок» продолжает серию сравнительных тестов автозапчастей и компонентов самых востребованных на российском рынке категорий. На сей раз мы испытывали бескаркасные щетки стеклоочистителя длиной 600 мм, причем тесты проходили по расширенной…

Щетки стеклоочистителя

Как работают системы впрыска топлива

Топливная система, используемая в современных автомобилях, сильно изменилась за последние годы, пытаясь соответствовать законам о выбросах и эффективности использования топлива. Subaru Justy 1990 года была последней проданной в США машиной с карбюратором; В следующем модельном году у Justy был впрыск топлива. Но впрыск топлива существует с 1950-х годов, а электронный впрыск топлива широко использовался в европейских автомобилях примерно с 1980 года. Теперь все автомобили, продаваемые в Соединенных Штатах, имеют системы впрыска топлива.

В этой статье мы узнаем, как топливо попадает в цилиндр двигателя, и что означают такие термины, как «многоточечный впрыск топлива» и «впрыск топлива через дроссельную заслонку».

Реклама

Содержание

1. Падение карбюратора
2. Когда вы нажимаете на газ
3. Инжектор
4. Датчики двигателя
5. Элементы управления двигателем и чипы производительности

Падение карбюратора

На протяжении большей части существования двигателя внутреннего сгорания карбюратор был устройством, подающим топливо в двигатель. На многих других машинах, таких как газонокосилки и бензопилы, он все еще есть. Но по мере развития автомобиля карбюратор становился все сложнее и сложнее, пытаясь справиться со всеми эксплуатационными требованиями. Например, для выполнения некоторых из этих задач карбюраторы имели пять различных цепей:

• Главный контур — обеспечивает достаточное количество топлива для экономичного круиза
• Контур холостого хода — Обеспечивает ровно столько топлива, сколько необходимо для поддержания работы двигателя на холостом ходу
• Ускорительный насос — Обеспечивает дополнительную порцию топлива при первом нажатии педали акселератора, уменьшая колебания до того, как двигатель наберет обороты.
• Цепь повышения мощности — Обеспечивает дополнительное топливо, когда автомобиль поднимается в гору или буксирует прицеп
• Дроссель — Обеспечивает дополнительное топливо, когда двигатель холодный, чтобы он запустился

Чтобы соответствовать более строгим требованиям к выбросам, были введены каталитические нейтрализаторы. Для эффективной работы каталитического нейтрализатора требовался очень тщательный контроль соотношения воздух-топливо. Кислородные датчики контролируют количество кислорода в выхлопных газах, а блок управления двигателем (ECU) использует эту информацию для регулировки соотношения воздух-топливо в режиме реального времени. это называется управление по замкнутому контуру — было невозможно достичь этого управления с карбюраторами. Был короткий период карбюраторов с электрическим управлением, прежде чем на смену пришли системы впрыска топлива, но эти электрические карбюраторы были еще сложнее, чем чисто механические.

Сначала карбюраторы были заменены системами впрыска топлива в корпус дроссельной заслонки (также известными как системы одноточечного впрыска топлива или центрального впрыска топлива ), которые включали в корпус дроссельной заслонки клапаны топливных форсунок с электрическим управлением. Они были почти полной заменой карбюратора, поэтому автопроизводителям не пришлось вносить радикальные изменения в конструкцию своих двигателей.

Постепенно, по мере разработки новых двигателей, впрыск топлива в корпус дроссельной заслонки был заменен многоточечным впрыском топлива (также известным как порт , многоточечный или последовательный впрыск топлива ). Эти системы имеют топливную форсунку для каждого цилиндра, обычно расположенную так, что они распыляют прямо на впускной клапан. Эти системы обеспечивают более точную дозировку топлива и более быстрое реагирование.

Реклама

Когда вы нажимаете на газ

Педаль газа в вашем автомобиле подключена к дроссельному клапану — это клапан, который регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель. Так что педаль газа на самом деле педаль воздуха.

Частично открытая дроссельная заслонка

Когда вы нажимаете на педаль газа, дроссельная заслонка открывается больше, впуская больше воздуха. Блок управления двигателем (ECU, компьютер, который управляет всеми электронными компонентами вашего двигателя) «видит», что дроссельная заслонка открыта, и увеличивает подачу топлива в ожидании поступления большего количества воздуха в двигатель. Важно увеличить расход топлива, как только откроется дроссельная заслонка; в противном случае при первом нажатии на педаль газа могут возникнуть колебания, так как некоторое количество воздуха достигает цилиндров без достаточного количества топлива.

Датчики контролируют массу воздуха, поступающего в двигатель, а также количество кислорода в выхлопе. ECU использует эту информацию для точной настройки подачи топлива, чтобы соотношение воздух-топливо было правильным.

Реклама

Инжектор

Топливная форсунка — это не что иное, как клапан с электронным управлением. Он питается топливом под давлением от топливного насоса вашего автомобиля и способен открываться и закрываться много раз в секунду.

Когда на форсунку подается питание, электромагнит перемещает поршень, который открывает клапан, позволяя топливу под давлением выбрасываться через крошечное сопло. Форсунка предназначена для распыления топлива — для создания как можно более тонкого тумана, чтобы он мог легко гореть.

Количество топлива, подаваемого в двигатель, определяется временем, в течение которого топливная форсунка остается открытой. Это называется шириной импульса и управляется ЭБУ.

Форсунки установлены во впускном коллекторе таким образом, что они распыляют топливо непосредственно на впускные клапаны. Трубка под названием топливная рампа подает топливо под давлением ко всем форсункам.

Для того, чтобы обеспечить нужное количество топлива, блок управления двигателем оснащен целой кучей датчиков. Давайте посмотрим на некоторые из них.

Реклама

Датчики двигателя

Чтобы обеспечить правильное количество топлива для каждого режима работы, блок управления двигателем (ECU) должен контролировать огромное количество входных датчиков. Здесь только несколько:

• Датчик массового расхода воздуха — Сообщает ЭБУ массу воздуха, поступающего в двигатель
• Кислородный датчик(и) – Контролирует количество кислорода в выхлопных газах, чтобы ЭБУ мог определить, насколько богата или обеднена топливная смесь, и внести соответствующие коррективы.
• Датчик положения дроссельной заслонки — отслеживает положение дроссельной заслонки (от которого зависит, сколько воздуха поступает в двигатель), поэтому ЭБУ может быстро реагировать на изменения, увеличивая или уменьшая расход топлива по мере необходимости.
• Датчик температуры охлаждающей жидкости — Позволяет блоку управления двигателем определять, когда двигатель достиг надлежащей рабочей температуры
• Датчик напряжения — Контролирует напряжение в системе автомобиля, чтобы ECU мог увеличить скорость холостого хода, если напряжение падает (что указывает на высокую электрическую нагрузку)
• Датчик абсолютного давления во впускном коллекторе — Контролирует давление воздуха во впускном коллекторе
• Количество воздуха, всасываемого в двигатель, является хорошим показателем его мощности; и чем больше воздуха поступает в двигатель, тем ниже давление в коллекторе, поэтому это показание используется для измерения вырабатываемой мощности.
• Датчик частоты вращения двигателя — Контролирует частоту вращения двигателя, которая является одним из факторов, используемых для расчета ширины импульса

Существует два основных типа управления для многоточечных систем : все топливные форсунки могут открываться одновременно или каждая из них может открываться непосредственно перед открытием впускного клапана своего цилиндра (это называется последовательной многоточечной топливной форсункой ). впрыск ).

Преимущество последовательного впрыска топлива заключается в том, что если водитель делает резкое изменение, система может реагировать быстрее, потому что с момента изменения ей нужно только ждать, пока откроется следующий впускной клапан, а не до следующего полного. оборот двигателя.

Реклама

Элементы управления двигателем и чипы производительности

Алгоритмы управления двигателем достаточно сложны. Программное обеспечение должно позволить автомобилю соответствовать требованиям по выбросам на 100 000 миль, соответствовать требованиям EPA по экономии топлива и защищать двигатели от неправильного использования. Кроме того, есть десятки других требований, которые необходимо выполнить.

Блок управления двигателем использует формулу и большое количество справочных таблиц для определения ширины импульса для заданных условий работы. Уравнение будет представлять собой ряд многих факторов, умноженных друг на друга. Многие из этих факторов будут получены из справочных таблиц. Мы пройдем упрощенный расчет Ширина импульса топливной форсунки . В этом примере наше уравнение будет иметь только три фактора, тогда как реальная система управления может иметь сто или больше.

Для расчета ширины импульса ЭБУ сначала ищет базовую ширину импульса в справочной таблице. Базовая ширина импульса является функцией частоты вращения двигателя (об/мин) и нагрузки (которую можно рассчитать по абсолютному давлению в коллекторе). Допустим, обороты двигателя 2000 об/мин, а нагрузка 4. Находим число на пересечении 2000 и 4, что составляет 8 миллисекунд.

В следующих примерах A и B — это параметры, поступающие от датчиков. Допустим, что A — это температура охлаждающей жидкости, а B — уровень кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода равен 3, справочные таблицы говорят нам, что Фактор A = 0,8 и Фактор B = 1,0.

А	Фактор А		Б	Фактор В
0	1.2		0	1.0
25	1.1		1	1. 0
50	1.0		2	1.0
75	0,9		3	1.0
100	0,8		4	0,75

Итак, поскольку мы знаем, что базовая ширина импульса равна является функцией нагрузки и оборотов, и что ширина импульса = (базовая ширина импульса) x (фактор A) x (фактор B) , общая ширина импульса в нашем примере равна:

Из этого примера видно, как система управления вносит коррективы. С параметром B в качестве уровня кислорода в выхлопных газах справочная таблица для B представляет собой точку, в которой (по мнению разработчиков двигателя) слишком много кислорода в выхлопных газах; и соответственно ЭБУ урезает топливо.

Реальные системы управления могут иметь более 100 параметров, каждый из которых имеет собственную справочную таблицу. Некоторые параметры даже меняются со временем, чтобы компенсировать изменения в работе компонентов двигателя, таких как каталитический нейтрализатор. И в зависимости от частоты вращения двигателя ЭБУ может выполнять эти расчеты более ста раз в секунду.

Чипы производительности
Это подводит нас к обсуждению микросхем производительности. Теперь, когда мы немного понимаем, как работают алгоритмы управления в ЭБУ, мы можем понять, что делают производители высокопроизводительных чипов, чтобы получить больше мощности от двигателя.

Чипы производительности производятся компаниями послепродажного обслуживания и используются для увеличения мощности двигателя. В ECU есть микросхема, которая содержит все таблицы поиска; чип производительности заменяет этот чип. Таблицы в чипе производительности будут содержать значения, которые приводят к более высоким расходам топлива при определенных условиях вождения. Например, они могут подавать больше топлива при полностью открытой дроссельной заслонке на каждой частоте вращения двигателя. Они также могут изменить момент зажигания (для этого тоже есть справочные таблицы). Поскольку производители производительных чипов не так озабочены такими вопросами, как надежность, пробег и контроль выбросов, как производители автомобилей, они используют более агрессивные настройки в топливных картах своих производительных чипов.

Для получения дополнительной информации о системах впрыска топлива и других автомобильных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.

Реклама

Часто задаваемые вопросы по системам впрыска топлива

Можно ли переоборудовать карбюратор на систему впрыска топлива?

Послепродажный комплект для переоборудования системы впрыска топлива может заменить карбюратор топливными форсунками.

Сколько стоит система преобразования впрыска топлива?

Хотя есть несколько систем, доступных по цене менее 1000 долларов, большинство из них стоят намного дороже.

Увеличивает ли впрыск топлива мощность?

В зависимости от вашего двигателя впрыск топлива может добавить от 10 до 20 лошадиных сил.

Имеются ли в старых автомобилях топливные форсунки?

До 1990 года большинство автомобилей в США имели карбюратор, а не топливные форсунки, хотя впрыск топлива существует с 1950-х годов и широко используется в европейских автомобилях с 1980 года.

Какие существуют типы впрыска топлива? системы?

Современный впрыск топлива включает четыре основных типа: одноточечный, многоточечный, последовательный и непосредственный впрыск.

Много дополнительной информации

Похожие статьи HowStuffWorks

• Тест по впрыску топлива
• Как работают автомобильные системы зажигания
• Как работают автомобильные двигатели
• Как работают каталитические нейтрализаторы
• Как работают автомобильные системы охлаждения
• С какой скоростью следует двигаться, чтобы добиться максимальной эффективности использования топлива?
• Как работает бензин
• Как работает водородная экономика
• Как работает гибрид Aptera

Подробнее Great Links

• Система подачи топлива
• Поиск и устранение неисправностей электронной системы впрыска топлива
• Сервисные наконечники для впрыска дизельного топлива
• Видеоролики GM Goodwrench

​

Процитируйте это!

Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks. com:

Карим Найс
«Как работают системы впрыска топлива»
4 января 2001 г.
HowStuffWorks.com.
28 июня 2023 г.

Citation

Как работают системы впрыска топлива

Топливная система, используемая в современных автомобилях, с течением времени претерпела значительные изменения, пытаясь соответствовать законам о выбросах и эффективности использования топлива. Subaru Justy 1990 года была последней проданной в США машиной с карбюратором; В следующем модельном году у Justy был впрыск топлива. Но впрыск топлива существует с 1950-х годов, а электронный впрыск топлива широко использовался в европейских автомобилях примерно с 1980 года. Теперь все автомобили, продаваемые в Соединенных Штатах, имеют системы впрыска топлива.

В этой статье мы узнаем, как топливо попадает в цилиндр двигателя, и что означают такие термины, как «многоточечный впрыск топлива» и «впрыск топлива через дроссельную заслонку».

Реклама

Содержание

1. Падение карбюратора
2. Когда вы нажимаете на газ
3. Инжектор
4. Датчики двигателя
5. Элементы управления двигателем и чипы производительности

htm»>

Падение карбюратора

На протяжении большей части существования двигателя внутреннего сгорания карбюратор был устройством, подающим топливо в двигатель. На многих других машинах, таких как газонокосилки и бензопилы, он все еще есть. Но по мере развития автомобиля карбюратор становился все сложнее и сложнее, пытаясь справиться со всеми эксплуатационными требованиями. Например, для выполнения некоторых из этих задач карбюраторы имели пять различных цепей:

• Главный контур — обеспечивает достаточное количество топлива для экономичного круиза
• Контур холостого хода — Обеспечивает ровно столько топлива, сколько необходимо для поддержания работы двигателя на холостом ходу
• Ускорительный насос — Обеспечивает дополнительную порцию топлива при первом нажатии педали акселератора, уменьшая колебания до того, как двигатель наберет обороты.
• Цепь повышения мощности — Обеспечивает дополнительное топливо, когда автомобиль поднимается в гору или буксирует прицеп
• Дроссель — Обеспечивает дополнительное топливо, когда двигатель холодный, чтобы он запустился

Чтобы соответствовать более строгим требованиям к выбросам, были введены каталитические нейтрализаторы. Для эффективной работы каталитического нейтрализатора требовался очень тщательный контроль соотношения воздух-топливо. Кислородные датчики контролируют количество кислорода в выхлопных газах, а блок управления двигателем (ECU) использует эту информацию для регулировки соотношения воздух-топливо в режиме реального времени. это называется управление по замкнутому контуру — было невозможно достичь этого управления с карбюраторами. Был короткий период карбюраторов с электрическим управлением, прежде чем на смену пришли системы впрыска топлива, но эти электрические карбюраторы были еще сложнее, чем чисто механические.

Сначала карбюраторы были заменены системами впрыска топлива в корпус дроссельной заслонки (также известными как системы одноточечного впрыска топлива или центрального впрыска топлива ), которые включали в корпус дроссельной заслонки клапаны топливных форсунок с электрическим управлением. Они были почти полной заменой карбюратора, поэтому автопроизводителям не пришлось вносить радикальные изменения в конструкцию своих двигателей.

Постепенно, по мере разработки новых двигателей, впрыск топлива в корпус дроссельной заслонки был заменен многоточечным впрыском топлива (также известным как порт , многоточечный или последовательный впрыск топлива ). Эти системы имеют топливную форсунку для каждого цилиндра, обычно расположенную так, что они распыляют прямо на впускной клапан. Эти системы обеспечивают более точную дозировку топлива и более быстрое реагирование.

Реклама

Когда вы нажимаете на газ

Педаль газа в вашем автомобиле подключена к дроссельному клапану — это клапан, который регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель. Так что педаль газа на самом деле педаль воздуха.

Частично открытая дроссельная заслонка

Когда вы нажимаете на педаль газа, дроссельная заслонка открывается больше, впуская больше воздуха. Блок управления двигателем (ECU, компьютер, который управляет всеми электронными компонентами вашего двигателя) «видит», что дроссельная заслонка открыта, и увеличивает подачу топлива в ожидании поступления большего количества воздуха в двигатель. Важно увеличить расход топлива, как только откроется дроссельная заслонка; в противном случае при первом нажатии на педаль газа могут возникнуть колебания, так как некоторое количество воздуха достигает цилиндров без достаточного количества топлива.

Датчики контролируют массу воздуха, поступающего в двигатель, а также количество кислорода в выхлопе. ECU использует эту информацию для точной настройки подачи топлива, чтобы соотношение воздух-топливо было правильным.

Реклама

Инжектор

Топливная форсунка — это не что иное, как клапан с электронным управлением. Он питается топливом под давлением от топливного насоса вашего автомобиля и способен открываться и закрываться много раз в секунду.

Когда на форсунку подается питание, электромагнит перемещает поршень, который открывает клапан, позволяя топливу под давлением выбрасываться через крошечное сопло. Форсунка предназначена для распыления топлива — для создания как можно более тонкого тумана, чтобы он мог легко гореть.

Количество топлива, подаваемого в двигатель, определяется временем, в течение которого топливная форсунка остается открытой. Это называется шириной импульса и управляется ЭБУ.

Форсунки установлены во впускном коллекторе таким образом, что они распыляют топливо непосредственно на впускные клапаны. Трубка под названием топливная рампа подает топливо под давлением ко всем форсункам.

Для того, чтобы обеспечить нужное количество топлива, блок управления двигателем оснащен целой кучей датчиков. Давайте посмотрим на некоторые из них.

Реклама

Датчики двигателя

Чтобы обеспечить правильное количество топлива для каждого режима работы, блок управления двигателем (ECU) должен контролировать огромное количество входных датчиков. Здесь только несколько:

• Датчик массового расхода воздуха — Сообщает ЭБУ массу воздуха, поступающего в двигатель
• Кислородный датчик(и) – Контролирует количество кислорода в выхлопных газах, чтобы ЭБУ мог определить, насколько богата или обеднена топливная смесь, и внести соответствующие коррективы.
• Датчик положения дроссельной заслонки — отслеживает положение дроссельной заслонки (от которого зависит, сколько воздуха поступает в двигатель), поэтому ЭБУ может быстро реагировать на изменения, увеличивая или уменьшая расход топлива по мере необходимости.
• Датчик температуры охлаждающей жидкости — Позволяет блоку управления двигателем определять, когда двигатель достиг надлежащей рабочей температуры
• Датчик напряжения — Контролирует напряжение в системе автомобиля, чтобы ECU мог увеличить скорость холостого хода, если напряжение падает (что указывает на высокую электрическую нагрузку)
• Датчик абсолютного давления во впускном коллекторе — Контролирует давление воздуха во впускном коллекторе
• Количество воздуха, всасываемого в двигатель, является хорошим показателем его мощности; и чем больше воздуха поступает в двигатель, тем ниже давление в коллекторе, поэтому это показание используется для измерения вырабатываемой мощности.
• Датчик частоты вращения двигателя — Контролирует частоту вращения двигателя, которая является одним из факторов, используемых для расчета ширины импульса

Существует два основных типа управления для многоточечных систем : все топливные форсунки могут открываться одновременно или каждая из них может открываться непосредственно перед открытием впускного клапана своего цилиндра (это называется последовательной многоточечной топливной форсункой ). впрыск ).

Преимущество последовательного впрыска топлива заключается в том, что если водитель делает резкое изменение, система может реагировать быстрее, потому что с момента изменения ей нужно только ждать, пока откроется следующий впускной клапан, а не до следующего полного. оборот двигателя.

Реклама

Элементы управления двигателем и чипы производительности

Алгоритмы управления двигателем достаточно сложны. Программное обеспечение должно позволить автомобилю соответствовать требованиям по выбросам на 100 000 миль, соответствовать требованиям EPA по экономии топлива и защищать двигатели от неправильного использования. Кроме того, есть десятки других требований, которые необходимо выполнить.

Блок управления двигателем использует формулу и большое количество справочных таблиц для определения ширины импульса для заданных условий работы. Уравнение будет представлять собой ряд многих факторов, умноженных друг на друга. Многие из этих факторов будут получены из справочных таблиц. Мы пройдем упрощенный расчет Ширина импульса топливной форсунки . В этом примере наше уравнение будет иметь только три фактора, тогда как реальная система управления может иметь сто или больше.

Для расчета ширины импульса ЭБУ сначала ищет базовую ширину импульса в справочной таблице. Базовая ширина импульса является функцией частоты вращения двигателя (об/мин) и нагрузки (которую можно рассчитать по абсолютному давлению в коллекторе). Допустим, обороты двигателя 2000 об/мин, а нагрузка 4. Находим число на пересечении 2000 и 4, что составляет 8 миллисекунд.

В следующих примерах A и B — это параметры, поступающие от датчиков. Допустим, что A — это температура охлаждающей жидкости, а B — уровень кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода равен 3, справочные таблицы говорят нам, что Фактор A = 0,8 и Фактор B = 1,0.

А	Фактор А		Б	Фактор В
0	1.2		0	1.0
25	1.1		1	1. 0
50	1.0		2	1.0
75	0,9		3	1.0
100	0,8		4	0,75

Итак, поскольку мы знаем, что базовая ширина импульса равна является функцией нагрузки и оборотов, и что ширина импульса = (базовая ширина импульса) x (фактор A) x (фактор B) , общая ширина импульса в нашем примере равна:

Из этого примера видно, как система управления вносит коррективы. С параметром B в качестве уровня кислорода в выхлопных газах справочная таблица для B представляет собой точку, в которой (по мнению разработчиков двигателя) слишком много кислорода в выхлопных газах; и соответственно ЭБУ урезает топливо.

Реальные системы управления могут иметь более 100 параметров, каждый из которых имеет собственную справочную таблицу. Некоторые параметры даже меняются со временем, чтобы компенсировать изменения в работе компонентов двигателя, таких как каталитический нейтрализатор. И в зависимости от частоты вращения двигателя ЭБУ может выполнять эти расчеты более ста раз в секунду.

Чипы производительности
Это подводит нас к обсуждению микросхем производительности. Теперь, когда мы немного понимаем, как работают алгоритмы управления в ЭБУ, мы можем понять, что делают производители высокопроизводительных чипов, чтобы получить больше мощности от двигателя.

Чипы производительности производятся компаниями послепродажного обслуживания и используются для увеличения мощности двигателя. В ECU есть микросхема, которая содержит все таблицы поиска; чип производительности заменяет этот чип. Таблицы в чипе производительности будут содержать значения, которые приводят к более высоким расходам топлива при определенных условиях вождения. Например, они могут подавать больше топлива при полностью открытой дроссельной заслонке на каждой частоте вращения двигателя. Они также могут изменить момент зажигания (для этого тоже есть справочные таблицы). Поскольку производители производительных чипов не так озабочены такими вопросами, как надежность, пробег и контроль выбросов, как производители автомобилей, они используют более агрессивные настройки в топливных картах своих производительных чипов.

Для получения дополнительной информации о системах впрыска топлива и других автомобильных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.

Реклама

Часто задаваемые вопросы по системам впрыска топлива

Можно ли переоборудовать карбюратор на систему впрыска топлива?

Послепродажный комплект для переоборудования системы впрыска топлива может заменить карбюратор топливными форсунками.

Сколько стоит система преобразования впрыска топлива?

Хотя есть несколько систем, доступных по цене менее 1000 долларов, большинство из них стоят намного дороже.

Увеличивает ли впрыск топлива мощность?

В зависимости от вашего двигателя впрыск топлива может добавить от 10 до 20 лошадиных сил.

Имеются ли в старых автомобилях топливные форсунки?

До 1990 года большинство автомобилей в США имели карбюратор, а не топливные форсунки, хотя впрыск топлива существует с 1950-х годов и широко используется в европейских автомобилях с 1980 года.

Какие существуют типы впрыска топлива? системы?

Современный впрыск топлива включает четыре основных типа: одноточечный, многоточечный, последовательный и непосредственный впрыск.

Много дополнительной информации

Похожие статьи HowStuffWorks

• Тест по впрыску топлива
• Как работают автомобильные системы зажигания
• Как работают автомобильные двигатели
• Как работают каталитические нейтрализаторы
• Как работают автомобильные системы охлаждения
• С какой скоростью следует двигаться, чтобы добиться максимальной эффективности использования топлива?
• Как работает бензин
• Как работает водородная экономика
• Как работает гибрид Aptera

Подробнее Great Links

• Система подачи топлива
• Поиск и устранение неисправностей электронной системы впрыска топлива
• Сервисные наконечники для впрыска дизельного топлива
• Видеоролики GM Goodwrench

​

Процитируйте это!

Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.