Принцип работы инжекторного двигателя: Инжекторный двигатель

Принцип работы инжекторного двигателя

Автор admin На чтение 6 мин. Просмотров 760

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

Как работает ДВС

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

1. бензиновые;
2. дизельные;
3. газодизельные;
4. газовые;
5. роторные.

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

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

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

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

Все описанное выше можно увидеть на видео

О карбюраторе, его достоинствах и недостатках

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

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

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

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

Про инжекторные моторы

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

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

Как это происходит, можно в деталях увидеть на видео

Подобное устройство мотора позволяет решить те проблемы, которые возникают при работе карбюратора. Использование инжектора обеспечивает по сравнению с карбюраторным вариантом следующие преимущества мотору:

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

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

Устройство впрыска

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

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

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

Виды впрысковых систем

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

Одноточечный впрыск

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

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

Многоточечный впрыск

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

Непосредственный впрыск

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

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

Мне нравится1Не нравится

Что еще стоит почитать

Как работает инжекторный двигатель, принцип работы и преимущества

Вместо недавно повсеместно распространенных карбюраторных двигателей сейчас в основном используются инжекторные или впрысковые двигатели. Принцип их работы относительно прост и чрезвычайно экономичен. Однако, чтобы оценить преимущество инжектора, нужно сначала разобраться, почему они пришли на смену карбюраторам.

Карбюратор служит для подачи топлива во впускной коллектор, где оно уже смешивается с воздухом, а оттуда распределяется в камеры сгорания поршней. На подачу и смешивание топлива с воздухом израсходуются силы двигателя – до десяти процентов. Бензин всасывается в коллектор благодаря разнице в давлении в атмосфере и коллекторе, а чтобы поддерживать нужный уровень давления, как раз и расходуются ресурсы двигателя.

Кроме этого у карбюратора есть и масса других недостатков, например, когда через карбюратор проходит слишком много топлива, он просто физически не успевает направить его через узкую горловину в коллектор, в результате чего карбюратор начинает коптить. Если же топливо ниже определенного уровня, то двигатель попросту не тянет и глохнет – знакомая многим ситуация.

Принцип работы инжектора

Инжектор, в принципе, исполняет в двигателе ту же работу, что и карбюратор – подает топливо в камеры сгорания поршней. Однако происходит это не из-за всасывания бензина в коллектор, а методом впрыска топлива через форсунки непосредственно в камеры сгорания или в коллектор, и здесь же происходит смешивание топлива с воздухом.

Мощность инжекторных двигателей в среднем на 10 процентов выше, чем карбюраторных.

Инжекторы делятся на два основных вида:

• моновпрыск – топливо подается через форсунки в коллекторе, а затем распределяется непосредственно в камеры сгорания;
• распределенный впрыск – в головке цилиндров имеется форсунка для каждого поршня и смесь топлива с воздухом происходит в камере сгорания.

Инжекторные двигатели с распределенным впрыском являются самыми экономичными и мощными. Подача бензина происходит в момент открытия впускного клапана.

Преимущества инжектора

Система впрыска незамедлительно реагирует на любые изменения нагрузки на двигатель, как только увеличиваются обороты, впрыск производится чаще.

Автомобили с впрысковой системой легче заводятся, увеличивается динамический момент двигателя. Инжектор меньше реагирует на погодные условия, ему не требуется длительное прогревание при минусовых температурах воздуха.

Инжекторы более “дружелюбны” к экологии, уровень выбросов вредных веществ на 50-70 процентов ниже, чем у карбюратора.

Также они более экономны, поскольку топлива расходуется ровно столько, сколько нужно для бесперебойной работы двигателя в данный момент.

Недостатки впрысковых систем

К недостаткам можно отнести тот факт, что для нормальной работы двигателя требуется слаженная работа нескольких электронных датчиков, которые контролируют разные параметры и передают их на главный процессор бортового компьютера.

Высокие требования к чистоте топлива – узкие горлышки форсунок очень быстро будут забиваться, если пользоваться некачественным бензином.

Ремонт обходится очень дорого, а некоторые элементы вообще не подлежат восстановлению.

Как видим, ни одна система не лишена недостатков, однако преимуществ у инжектора значительно больше и именно из-за этого инжекторные двигатели пришли на замену карбюраторным.

Очень наглядное видео, в 3D, о принципе работы инжекоторного двигателя.

В данном видео вы узнаете о принципе работы системы питания инжекторного двигателя.

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

Принцип работы инжекторного двигателя автомобиля, сравнение с карбюраторным

Принцип работы инжекторного двигателя автомобиля, сравнение с карбюраторным

У этого поста — 1 комментарий.

Содержание статьи:

Современный ритм движения и растущие потребности в комфортном управление автомобилем на передовой рубеж вывели инжекторный (впрысковый) тип двигателя. Он практически вытеснил устаревшую систему карбюраторов. Инжекторный двигатель кардинальным образом улучшил не просто эксплуатационные качества автомобиля, но и изменил показатели мощности (расход топлива, динамику в отношении разгона, экологические характеристики).

Инжекторный двигатель – это двигатель, имеющий инжекторную подачу топлива. Система подобного типа полностью заменила карбюраторную систему и предназначена для всех современных двигателей, использующих бензин.

Инжекторный двигатель – принципы работы.

В сравнении с карбюраторным двигателем, было выявлено, что двигатель с инжектором способен продолжительное время поддерживать высочайшие экологические стандарты, причем без дополнительных ручных регулировок. Это стало возможно лишь из-за самонастройки кислородного датчика по поступающим к нему данным.

И все же, постараемся четко себе представить, как работает инжекторный двигатель. В двигатель инжекторного типа подача топливо в воздушный поток осуществляется с помощью специальных форсунок. Они могут располагаться на выпускном коллекторе, и в этом случае речь идет о системе «Моновпрыск». Если форсунки расположены либо непосредственно во впускном коллекторе каждого цилиндра либо неподалеку от него, принято вести речь о системе «распределенного впрыска». Синонимом этого названия стало «многоточечный коллекторный впрыск». Третий вариант, когда форсунки находятся в головке цилиндров. При подобном расположении впрыск происходит напрямую в камеру сгорания, соответственно система называется « прямой впрыск».

Подача топлива к форсункам в обязательном порядке осуществляется только под давлением. Бортовой компьютер автомобиля в определенный момент времени подает импульс тока, который служит сигналом для открытия форсунок. Объем впрыснутого тока определяет длительность импульса. В свою очередь параметры для длительности подачи тока берутся из данных, поступающих с датчиков, которые и отвечают за контроль над параметрами двигателя. К основным параметрам можно отнести температуру и обороты двигателя, информация о разрежении в задроссельном пространстве и об угле под которым открыта дроссельная заслонка. Не стоит забывать и о контроле над расходом воздуха.

Вот что получает автомобиль, если на нем установлен инжекторный двигатель (сравнение ведется с карбюратором).

1. Осуществляется точная дозировка топлива. Как следствие, расход топлива более экономный, что в свою очередь приводит к снижению токсичности у выхлопных газов.

2. Мощность двигателя возрастает в среднем на 7-10%. Это происходит из-за улучшения наполнения цилиндров. К тому же устанавливается оптимальный угол опережения зажигания, что полностью соответствует рабочему движению двигателя.

3. Динамические свойства автомобиля значительно улучшаются. Вкратце это выглядит так. Система впрыска практически моментально реагирует на малейшие изменения в нагрузке и корректирует параметры топливно–воздушной массы.

4. Автомобиль с легкостью заводится при любых погодных условиях.

Другие похожие статьи:

Инжекторный двигатель: принцип работы инжектора, неисправности

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

Главные отличия карбюратора от электронного впрыска

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

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

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

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

Разновидности инжектора

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

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

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

Устройство инжекторного двигателя

Простейший инжектор состоит из следующих компонентов:

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

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

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

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

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

1. момент открытия форсунки;
2. время, при котором игла форсунки открыта;
3. количество топлива;
4. угол зажигания.

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

Достоинства и недостатки двигателя с электронным впрыском

Из плюсов можно выделить:

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

Недостатки:

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

Основные неисправности

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

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

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

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

Рекомендации по эксплуатации инжекторного двигателя

Инжекторная система питания долговечна, но требуется соблюдать следующие меры:

• Раз в год производить чистку форсунок (добавкой моющей присадки в топливо),
• Каждые 10 000 км менять топливный фильтр,
• Сократить на 30-50% диапазон замены воздушного фильтра,
• Обрабатывать средством для контактов провода датчиков двигателя,
• Обеспечить герметизацию ЭБУ.

А также раз в 20 000 км надо чистить дроссельную заслонку, регулятор холостого хода и впускной коллектор.

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.

Устройство инжектора

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

Устройство системы питания инжектора:

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

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

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

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

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

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

Как работает система питания инжекторного двигателя?

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

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:

1. Экономичность расхода;
2. Лучший выход мощности;
3. Меньшее количество вредных веществ в выхлопных газах;
4. 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

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:

1. Центральная;
2. Распределенная;
3. 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:

1. 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.
2. 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;
3. Датчик положения дроссельной заслонки (аббр. ДПДЗ). Этот датчик подает сигнал о положении педали акселератора. Установлен в дроссельном узле;
4. Датчик температуры силовой установки. На основе показаний этого элемента регулируется состав смеси в зависимости от температуры мотора. Располагается возле термостата;
5. 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;
6. Датчик детонации. Необходим для выявления образования детонационного сгорания и принятия мер для его устранения. Расположен на блоке цилиндров;
7. Датчик скорости. Нужен для создания импульсов, по которым высчитывается скорость движения авто. На основе его показаний делается корректировка топливной смеси. Установлен на коробке передач;
8. 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.

принцип работы, плюсы и минусы

Современный автомобильный мир ушел на несколько шагов вперед. И это не удивительно, ведь только так можно оставаться на плаву и получать хорошую прибыль. Особенно это касается силовых установок, которые устанавливаются на автомобили. Вы наверняка слышали такое словосочетание, как инжекторный двигатель. По сути, это всем известный карбюратор, только немного видоизмененный.

В нем также происходит процесс сгорания топлива и выделение мощности. Единственное отличие инжектора заключается в новой инжекторной системе подачи топливовоздушной смеси.

История

Многие знают, что первая система по образованию топливовоздушной смеси называлась карбюратор.

Она позволяет подавать топливо непосредственно в каждый цилиндр автомобиля и приводить его в движение. Что касается расположения, то изначально карбюратор устанавливался перед впускным коллектором и готовил качественную смесь.

С некоторым временем потребности современных водителей и конструкторов возросли в несколько раз. Из-за этого система не могла выдавать того желаемого результата, который хотели видеть все. Особенно это касается кораблестроения и самолетостроения. Дело в том, что в этих отраслях нужна огромная мощность и высокий КПД.

В результате этого конструкторы придумали совершенно новую систему, которая немного походила на дизельный двигатель, но имела стандартные свечи зажигания. Все это произошло в начале 40-х годов, именно в это время были сконструированы первые инжекторные двигатели.

Данный скачок позволил получить желаемый результат по мощности, но немного не подходил под экологическую безопасность. В результате, разработки пришлось на время прекратить до начала 70-х годов. Именно в это время американские конструкторы решили возродить подачу топлива непосредственно в цилиндры двигателя и сделать более усовершенствованную систему.

Устройство

В современных инжекторных двигателях топливо подается не самотеком, а при помощи небольшой системы, под названием форсунка.

Ее работа основана на считывании всевозможных датчиков, которые располагаются в двигателе. Благодаря этому топливовоздушная смесь дозируется небольшими порциями и подается именно в тот момент, когда это необходимо.

Что касается самого управления, то все держится на простом блоке управления, так называемом компьютере. Именно он и раздает небольшие команды каждой форсунке.

Инжекторная система имеет следующие компоненты:

1. Топливная форсунка;
2. Топливная рампа;
3. Насос;
4. Сам блок управления;
5. И небольшая система датчиков.

Подробнее о каждом компоненте:

• Топливная форсунка является основным компонентом, который и называют инжектором. Она позволяет своевременно подавать топливо и распылять его непосредственно в каждый цилиндр. В основе форсунки лежит простой корпус и электромагнитный клапан, который и осуществляет процесс открытия и закрытия форсунки. Что касается самого распыления, то оно происходит через специальное отверстие, управляемое клапаном.
• Топливную рампу можно найти в любом современном инжекторном двигателе. Ее главное предназначение состоит в подводе топлива ко всем форсункам. Если говорить просто, то она соединяет все форсунки в единое целое.
• Что касается топливного насоса, то он просто подает топливовоздушную смесь под давлением, сравнимую с давлением в несколько атмосфер. Без него бы топливо подавалось просто самотеком, как и в карбюраторном двигателе.
• Мозгом системы является блок управления, который и отдает команды всем форсункам. По сути, это небольшой микроконтроллер, соединенный с большим количеством датчиков, форсунками, топливным насосом, системой зажигания, регулятором холостого хода и другими системами. Его главная задача состоит в сборе всей информации по состоянию двигателя и распределении топлива.
• Датчики отвечают за измерение основных параметров силовой установки в реальном времени. В основном это расход воздуха, расположение коленвала, образование детонации в цилиндрах, температура, скорость транспортного средства и другое. Также можно встретить датчики, которые определяют включен ли кондиционер, ровная ли дорога и как располагается распределительный вал.

Принцип работы

1. В силовом агрегате топливная смесь подготавливается вне камеры сгорания при помощи специального устройства. В результате движения поршня вниз определенное количество топлива всасывается в камеру сгорания.
2. Далее идет основной процесс, так называемый рабочий ход. В это время происходит сжимание топлива и поджигание при помощи искры.
3. В итоге все топливо сгорает и выделяется огромное количество тепла, которое идет на мощность инжекторного двигателя.
4. В конце такта поршень движется вверх и открывается выпускной клапан, который и выводит отработавшие газы. Далее приоткрывается впускной клапан, и новая порция топлива поступает в цилиндр.

Данный процесс происходит в течение долгого времени, пока двигатель работает. Специалисты называют такой газообмен четырехтактным. То есть все это происходит за четыре такта:

1. Впуск;
2. Сжатие;
3. Сгорание;
4. Выпуск.

Чтобы совершить один такой цикл требуется два оборота коленвала. Чтобы потери мощности были минимальны, конструкторы придумали многоцилиндровые системы. Они позволяют выдавать огромное количество тепла и мощности.

В современном мире большую популярность получил четырехтактный инжекторный двигатель, что неудивительно. Дело в том, что он отличается не только техническими характеристиками, но и самими габаритами. В основе данной системы лежит порядок работы цилиндров.

Режимы работы

Сейчас можно встретить восемь режимов работы силового агрегата:

1. При холодном пуске топливная смесь очень сильно обедняется. Это случается из-за того, что топливо очень плохо смешивается с воздухом. В результате не происходит того испарения, которое нужно. Такой способ работы двигателя очень сильно вредит деталям. То есть большое количество топлива оседает на стенках цилиндра и выпускных труб;
2. Если вы заводите авто при низкой температуре, то на начальном этапе требуется очень обогащенная смесь. Для этого нужно подавать большее количество топлива, пока температура в камере сгорания не повысится до нужного значения;
3. После пуска идет процесс прогрева инжекторного двигателя. Вы знаете, что во время пуска в мороз смесь очень бедная, образуется некая топливная пленка в выпускной трубе. Она исчезает только после достижения очень высокой температуры. В связи с этим топливную смесь нужно очень сильно обогащать;
4. При частичной нагрузке необходимо поддерживать определенный состав топливовоздушной смеси. Если двигатель инжекторный не оснащен нейтрализатором, то обогащенность должна быть в пределах 1,05 – 1,2;
5. При полной нагрузке дроссельная заслонка полностью открыта. Поступает большое количество воздуха, что очень хорошо. В этом режиме достигается максимальная мощность и крутящий момент;
6. Во время ускорения заслона то открывается, то закрывается. В результате этого смесь кратковременно обедняется и происходит ограничение подачи топлива. Для предотвращения такого явления обогащение должно быть меньше 1;
7. В холостом режиме происходит замедление, автомобиль двигается по инерции. В этом случае подача топлива полностью перекрывается;
8. Если происходит увеличение высоты, то плотность воздуха уменьшается. Из этого следует, что двигаться в горах очень сложно, топливная смесь будет очень обогащена. Это может привести к трудному пуску силового агрегата и увеличению расхода топлива.

Преимущества и недостатки

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

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

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

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

Типы инжекторной системы

Сейчас можно встретить три типа:

1. Одноточечный впрыск;
2. Многоточечный впрыск;
3. Непосредственный впрыск.

Первый является самым простым и очень распространённым. Он не очень сильно начинен электроникой, что приводит к меньшему эффекту. Большим недостатком такой системы является то, что некая часть топлива теряется во время впрыска. То есть топливная смесь подается через форсунку во впускной коллектор, где происходит распределение по цилиндрам.

Следом идет многоточечный впрыск, который позволяет подавать топливо индивидуально в каждый цилиндр. Благодаря этому у вас не будет возникать вопрос: нужно ли прогревать инжекторный двигатель. Что касается самого распределения, то он мощнее и экономичнее. По многочисленным тестам можно увидеть, что мощность увеличивается на 7 процентов. К основным преимуществам можно отнести автоматическую настройку подачи топлива и впрыскивание вблизи клапана.

Непосредственный впрыск используется во многих современных автомобилях. Его особенность состоит в том, что подача топлива происходит непосредственно в каждый цилиндр. Ни одной капли смеси не будет расходоваться впустую. Если у вас возникает вопрос надо ли прогревать двигатель, то ответ очень простой. Это зависит от самого производителя и его рекомендаций. Некоторые рекомендуют прогревать силовой агрегат не очень долго, чтобы не навредить всем деталям. Каждый должен сам ответить на вопрос, надо ли ему прогревать двигатель, изучив рекомендации к своему авто.

Как работают системы впрыска топлива

Алгоритмы управления двигателем довольно сложны. Программное обеспечение должно позволять автомобилю соответствовать требованиям по выбросам на 100 000 миль, соответствовать требованиям EPA по экономии топлива и защищать двигатели от неправильного использования. И есть еще десятки других требований.

Блок управления двигателем использует формулу и большое количество справочных таблиц для определения ширины импульса для заданных условий эксплуатации. Уравнение будет представлять собой серию множества множителей, умноженных друг на друга.Многие из этих факторов будут взяты из справочных таблиц. Мы рассмотрим упрощенный расчет длительности импульса топливной форсунки . В этом примере в нашем уравнении будет только три фактора, тогда как в реальной системе управления их может быть сто или больше.

Ширина импульса = (основная ширина импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B)

Для вычисления ширины импульса ЭБУ сначала ищет базовую ширину импульса в справочной таблице. Базовая ширина импульса является функцией частоты вращения двигателя (об / мин) и нагрузки (которая может быть рассчитана по абсолютному давлению в коллекторе).Допустим, частота вращения двигателя составляет 2000 об / мин, а нагрузка равна 4. Мы находим число на пересечении 2000 и 4, что составляет 8 миллисекунд.

1000

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

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

8 x 0,8 x 1,0 = 6,4 миллисекунды

Из этого примера вы можете увидеть, как система управления выполняет настройки. Если параметр B представляет собой уровень кислорода в выхлопе, справочная таблица для B — это точка, в которой (по мнению разработчиков двигателей) слишком много кислорода в выхлопе; и, соответственно, ЭБУ сокращает расход топлива.

Реальные системы управления могут иметь более 100 параметров, каждый со своей таблицей поиска. Некоторые параметры даже меняются со временем, чтобы компенсировать изменения в характеристиках компонентов двигателя, таких как каталитический нейтрализатор. И в зависимости от оборотов двигателя ЭБУ может выполнять эти вычисления более ста раз в секунду.

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

Чипы Performance производятся компаниями вторичного рынка и используются для увеличения мощности двигателя. В ЭБУ есть микросхема, которая содержит все таблицы поиска; чип производительности заменяет этот чип. Таблицы в микросхеме производительности будут содержать значения, которые приводят к увеличению расхода топлива в определенных условиях движения. Например, они могут подавать больше топлива при полностью открытой дроссельной заслонке на каждой скорости двигателя. Они также могут изменить время зажигания (для этого тоже есть справочные таблицы). Поскольку производители чипов производительности не так озабочены такими проблемами, как надежность, пробег и контроль выбросов, как производители автомобилей, они используют более агрессивные настройки в топливных картах своих чипов производительности.

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

Система впрыска топлива — обзор

13.3.4 Воздушный впрыск топлива

Системы впрыска топлива незаменимы при усовершенствовании двухтактных двигателей с целью увеличения их преимуществ в применениях в автомобильных двигателях. Имеется множество отчетов о разработках инжекторов [35–42], но очень немногие содержат достаточную информацию, относящуюся к подробным характеристикам распыляемых капель.Системы распыления и впрыска были тщательно исследованы, особенно в дизельных двигателях. Двухтактный двигатель включает в себя сложные процессы, такие как процесс продувки, циклическое изменение и пропуски зажигания, которые тесно связаны с распространением и отражением волны давления. Хотя процесс продувки был ключевой особенностью при разработке двухтактных двигателей [20,22–24,43–46], имеется очень мало экспериментальных данных, объясняющих взаимосвязь между испарением аэрозоля бензина, образованием смеси и продувкой. процесс [47–54].

Для небольших двухтактных двигателей прямой впрыск топлива рассматривается как способ решения проблем неполного сгорания и чрезмерной концентрации углеводородов в выхлопных газах. В частности, пневматический впрыск топлива был разработан как мощный инструмент для создания более горючей топливно-воздушной смеси при обедненных условиях сгорания. Пневматический впрыск использует сжатый воздух для распыления топлива в форсунке и улучшения проникновения мелких капель. В мире появилось много различных типов инжекторных механизмов.В формировании струи инжектора с подачей воздуха преобладает вспомогательный воздушный поток, поэтому следует понимать процесс диспергирования капель и их распыление, а также динамику капель.

Инструменты лазерной диагностики, такие как лазерный лист [55], эксиплекс [56] и LDV [14], могут предоставить информацию, касающуюся угла распыления, формы распыления, проникновения, области паров и т. Д., Но подробную информацию о распылении, такую ​​как капля Распределение диаметра и его скорости в двумерной плоскости пока не получено.Техника визуализации может предоставить достаточную пространственную, но очень скудную временную информацию о характеристиках распыления. Фазовый доплеровский анемометр (КПК) может измерять диаметр капли и ее скорость с очень высоким пространственным и временным разрешением, но это метод измерения по одной точке. Для определения двумерного изображения аэрозоля с подробными характеристиками капель требуется альтернативный метод.

В этом разделе доказана полезность среднего диаметра по Заутеру (SMD) [57,58] в периодическом инжекторе, а также реализованы классы размеров капель, чтобы лучше понять передачу импульса между жидкой и газовой фазами.

Пневматическая форсунка, использованная в этом эксперименте, была коммерческой форсункой для двухтактного морского двигателя мощностью более 22 кВт (30 л.с.) на цилиндр, как показано на рисунке 13.21. Топливо сначала впрыскивается в полость, и воздушный инжектор приводится в действие путем открытия тарельчатого клапана. Соотношение воздух-топливо можно контролировать, изменяя период открытия клапана, когда разница давлений между воздухом и топливом установлена ​​на определенном уровне. Перед клапаном форсунка имеет прямую трубку длиной 36 мм, в которой проводится предварительная атомизация.Топливо с пневмоприводом впрыскивается через тарельчатый клапан диаметром 5 мм.

Рис. 13.21. Инжектор с пневмоприводом.

(перепечатано с разрешения SAE)

В качестве топлива вместо бензина использовался сухой растворитель с показателем преломления 1,427. Удельная плотность сухого растворителя составляет 0,77 г / см ³ , что очень похоже на плотность бензина (0,7–0,8 г / см ³ ). Угол рассеяния 68 ° определялся углом преломления первого порядка [59]. Для векторных измерений использовался однокомпонентный ЛДВ с изменением угла падения луча на ± 45 °.

Прямые фотографии впрыскиваемого спрея показаны [60] на рисунке 13.22. Понятно, что грибовидный вихрь вызывается напряжением сдвига на распылительной оболочке. Скорость распылительного наконечника, рассчитанная по этим изображениям, составляет около 64 м / с. Лист лазера YAG был использован для получения двумерного изображения аэрозоля, как показано на том же рисунке. Эти кадры представляют собой прямые снимки определенного цикла. Хорошо известно, что в этом типе инжектора с пневмоприводом бывают вариации от цикла к циклу. На рисунке также показаны два изображения в разных циклах в одно и то же время.Эти фотографии указывают на важность и необходимость анализа брызг с помощью двухмерного изображения с высоким временным разрешением, поскольку визуализация лазерного листа не может предоставить информацию об изменении во времени и информацию о диаметре. Одноточечные измерения не выявляют изменений от цикла к циклу и вариаций пространственной структуры. Однако, используя одноточечное измерение с усредненными по ансамблю данными, можно продемонстрировать двухмерное изображение брызг с его пространственной структурой, как показано [61] на рисунке 13.23. Также показаны средний диаметр по Заутеру (SMD) и соответствующие векторы скорости.

Рис. 13.22. Изображения структуры впрыснутого спрея.

(перепечатано с разрешения SAE)

Рис. 13.23. Векторы скорости капель и SMD.

(перепечатано с разрешения SAE)

Пространственная дисперсия капель лучше всего объясняется с помощью плоских источников информации, таких как фотография или изображение лазерного листа. Метод КПК предоставляет одноточечную информацию, но метод усреднения по ансамблю с фазовой синхронизацией может продемонстрировать двумерное изображение, как показано на рисунке 13.23. Осесимметрия струи была проверена путем измерения в противоположных точках до r = –3 мм. На этом рисунке показано изменение SMD и его пространственная структура в зависимости от времени. Длина вектора была рассчитана как длина траектории капли в пределах 0,25 мс, а цвет представляет собой SMD. Максимальный размер SMD составлял 130 микрон.

Через 1,6 мс после сигнала впрыска, который использовался в качестве сигнала вспомогательного пневмопривода, на оси наблюдалась первая капля. Через 0,25 мс скорость распылительного наконечника достигла примерно 65 м / с, и наблюдалось рассеяние капель в радиальном направлении.Скорость распылительного наконечника 65 м / с была почти такой же, как и скорость, рассчитанная на основе изображения прямого распыления. Размер SMD на наконечнике распылителя составлял около 25 микрон. На центральной оси направление капли было параллельно оси, в то время как направление капли в области оболочки распылителя было более 45 градусов в радиальном направлении.

Через 2,3 мс скорость распылительного наконечника на оси увеличилась, и следующая капля из сопла образовала группу капель большего размера. Область, в которую проникают капли, напоминала зонтик.Мелкие и быстрые капли существовали до 2,8 мс. Через 2,8 мс скорость распылительного наконечника уменьшилась, а SMD увеличился вблизи центральной оси. Более крупные капли догоняли и сталкивались с более мелкими каплями, и, следовательно, диаметр начал увеличиваться. Капли брызг во внешней области имели более низкую скорость из-за сильных сдвиговых потоков, и тогда направление капель показывало волнистую структуру брызг. Очень большая капля красного цвета возле сопла образовалась за 2,875 мс, когда размер капли распылительного наконечника составлял 30 микрон.

Кроме того, капли брызг, находящиеся под влиянием турбулентного воздуха, имели тенденцию следовать за движением воздуха, но большие капли с высоким импульсом проникали в области с высокой турбулентностью потока, такие как области рециркуляционного потока. Тогда эту динамику капель нельзя было продемонстрировать только по среднему диаметру Заутера, но для этого требуются другие передовые методы, такие как анализ по размеру.

Четыре вектора скорости капли, классифицированные по размеру, показаны замороженными на 2,875 мс на рисунке 13.24. Ясно, что в областях малых капель образуется грибовидный вихрь, вызванный сдвиговым потоком.На наконечнике распылителя мелкие капли демонстрируют больший градиент скорости, чем более крупные капли. Векторы капель большего размера имеют более прямые и более узкие углы впрыска. В области оболочки распылителя нет капель размером более 30 мкм мкм.

Рис. 13.24. Динамика капель по размеру при 2,875 мс.

(перепечатано с разрешения SAE)

Угол распыления для каждого размерного класса и затухание количества движения необходимо количественно определить, чтобы понять процессы испарения и образование смеси.Профили движения воздуха и турбулентной энергоемкости показаны на рисунке 13.25. Большая область турбулентной энергии, показанная темной областью на рисунке, указывает на наличие области сильного сдвигового потока. В начале периода закачки большее пятно находится в центре оси. На следующем этапе в области оболочки распылителя появляется темная область. Вектор скорости скольжения показывает большой угол вектора в области сильного сдвига.

Рис. 13.25. Движение воздушного потока, турбулентная кинетическая энергия и скорость скольжения маленькой капли.

(перепечатано с разрешения SAE)

Характеристики распыления бензинового инжектора с пневмоприводом были исследованы с помощью фазовых доплеровских измерений. Краткое изложение вышеизложенных результатов следует ниже.

Для демонстрации пространственной структуры образования брызг использовалось двумерное планарное изображение капель, классифицированных по размеру. Было обнаружено, что средний диаметр по Заутеру не является лучшим представительным значением в области ускорения, и что метод классификации по размеру очень полезен для понимания подробных характеристик распыления.Скорость скольжения и относительное число Рейнольдса были реализованы, чтобы показать область передачи импульса из-за сильной силы сопротивления. Грибовидный вихрь образовывался сильным сдвиговым потоком на распылительной оболочке и состоял из маленьких капель размером от 10 до 20 мкм мкм. Возле сопла была обнаружена структура с двойным распылительным наконечником, которая быстро уменьшалась с расстоянием. Капли размером более 30 мкм м проникли почти прямо вниз по течению. Было обнаружено, что эта анимация брызг может быть самым мощным инструментом в понимании процессов передачи импульса.

Система впрыска топлива: определение, функции, виды, работа

Вы знаете, как топливо поступает в камеру сгорания в автомобильных двигателях? Уверен, вы думаете не о карбюраторе, а о топливной форсунке . Сейчас они в основном ушли в прошлое, особенно в двигателях внутреннего сгорания. Используемый эффективный процесс известен как система впрыска топлива .

Впрыск топлива — это введение топлива в двигатели внутреннего сгорания, в основном автомобильные, с использованием инжектора.Этот процесс был введен в соответствие с законами о выбросах и топливной эффективности. За год производители автомобилей увидели большие преимущества топливных форсунок, и именно здесь начинается падение карбюраторов.

С 1980 года впрыск топлива стал альтернативой карбюраторам на бензиновых двигателях. Ну, разница между впрыском топлива и карбюрацией заключается в том, что впрыск топлива распыляет топливо через небольшое сопло под высоким давлением. В то время как карбюраторы полагаются на всасывание топлива в воздушный поток через трубку Вентури.

Исследования показали, что все дизельные двигатели конструктивно используют впрыск топлива. В газовых двигателях можно использовать непосредственный впрыск бензина, 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

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 могут открываться и закрываться много раз в секунду.

До появления топливных форсунок карбюратор широко использовался в двигателях, и до настоящего времени этот двигатель все еще существует.Фактически, во многих других машинах, таких как газонокосилки и бензопилы, по-прежнему используются карбюраторы. Но поскольку компонент усложнился, пытаясь контролировать все требования к автомобилю, была выпущена лучшая альтернатива.

Карбюраторы, где сначала была заменена система впрыска топлива в корпус дроссельной заслонки. Эта система также известна как одноточечная или центральная система впрыска топлива. Это электрически управляемые топливные форсунки в корпусе дроссельной заслонки.

Это была почти лучшая альтернатива, которая позволяла производителям автомобилей не вносить радикальных изменений в конструкцию двигателей.

Постепенно, по мере разработки новых двигателей, многоточечный впрыск топлива заменил впрыск топлива в корпусе дроссельной заслонки. Этот многоточечный впрыск топлива также известен как портовый, многоточечный или последовательный впрыск топлива.

Система содержит топливные форсунки для каждого цилиндра, которые распыляются прямо на впускной клапан. Он обеспечивает более точный учет топлива и более быструю реакцию.

Функции топливной форсунки

Ниже приведены функции топливных форсунок в двигателе внутреннего сгорания:

• Основное назначение системы впрыска топлива в дизельных двигателях состоит в том, что на их конструкцию сильно влияет компонент,
• Топливная форсунка помогает подавать топливо в цилиндры.
• Улучшает характеристики двигателя по характеристикам, выбросам и шуму.
• Топливо подается под очень высоким давлением впрыска.
• Его материалы спроектированы так, чтобы выдерживать более высокие нагрузки, что обеспечивает долговечность, соответствующую работе двигателя.
• Еще одно предназначение системы впрыска — своевременный впрыск топлива. То есть регулируется момент впрыска.
• Необходимо подать правильное количество топлива, чтобы обеспечить требуемую мощность двигателя.Вот почему контролируется дозирование впрыска.

Инжектор

• изготовлен с большей точностью и допуском, чтобы обеспечить его эффективность работы. Это также предотвращает утечку.
• Топливная форсунка распыляет топливо на очень маленькие топливные частицы, обеспечивая испарение каждой маленькой капельки топлива и ее сгорание.
• Кислорода достаточно для смешивания с распыляемым топливом и обеспечения полного сгорания.

Читайте: Общие сведения о системе смазки двигателя

Основные части системы впрыска топлива

Ниже приведены основные функциональные части, которые обеспечивают работу системы впрыска топлива в автомобильных двигателях, и названия компонентов топливной форсунки:

Основные части системы впрыска топлива разделены на две части: стороны низкого и высокого давления, части низкого давления — это топливный бак, топливный фильтр и топливный насос.При этом на стороне высокого давления находятся насос высокого давления, топливная форсунка, гидроаккумулятор, форсунка топливной форсунки. Форсунка имеет различную конструкцию срабатывания для различных типов систем впрыска топлива.

Поскольку топливо необходимо перекачивать из топливного бака в систему форсунок, роль играет топливная система низкого давления. При этом от топливной форсунки до камеры сгорания идет система высокого давления. Ниже представлена ​​роль следующих частей, указанных выше:

• Топливный бак — часть, где хранится топливо.
• Топливный насос — перекачивает топливо из топливного бака в систему впрыска топлива.
• ТНВД — эта деталь является измерителем и нагнетает топливо для впрыска.
• Губернатор — подача топлива в соответствии с нагрузкой.
• Форсунка — подает топливо из ТНВД в цилиндры.
• Топливный фильтр — для фильтрации грязи, каналов и абразивных частиц от блокировки системы впрыска.

На рисунке ниже показаны основные части топливной форсунки:

Система впрыска топлива работает полностью точно, чтобы обеспечить правильное количество топлива для любых условий эксплуатации. Блок управления двигателем (ЭБУ) используется для контроля большинства входных датчиков. Ниже приведены несколько деталей, в которых датчик используется для точной работы:

• Датчик кислорода — обратите внимание на количество кислорода в выхлопных газах, которое позволяет ЭБУ определять, является ли топливная смесь богатой или бедной.Соответственно, выполняется регулировка.
• Датчик положения дроссельной заслонки — этот датчик контролирует положение дроссельной заслонки, чтобы узнать, сколько воздуха попадает в двигатель. ЭБУ быстро реагирует на изменения, увеличивая или уменьшая расход топлива по мере необходимости.
• Датчик массового расхода воздуха — сообщить блоку управления двигателем количество топлива, поступающего в двигатель.
• Датчик температуры охлаждающей жидкости — ЭБУ определяет, когда двигатель достигает надлежащей рабочей температуры.
• Датчик абсолютного давления в коллекторе — определяет давление воздуха во впускном коллекторе.
• Датчик частоты вращения двигателя — контролирует частоту вращения двигателя, поэтому используется для расчета ширины импульса.
• Датчик напряжения — определяет напряжение системы в автомобиле, чтобы знать, когда ЭБУ поднимает обороты холостого хода. это может быть, когда напряжение падает, что указывает на высокую электрическую нагрузку.

Читайте: Обычные и нетрадиционные типы автомобильных шасси

Типы систем впрыска топлива

Ниже приведены распространенные типы системы впрыска топлива, встречающиеся в старых и современных автомобилях:

Одноточечный впрыск или впрыск дроссельной заслонки:

Одноточечная система впрыска — это самый ранний и простой впрыск топлива, пришедший на смену карбюраторам.Он содержит одну или две форсунки в корпусе дроссельной заслонки, который является горловиной впускного коллектора двигателя.

Эта система форсунок не точна, чем предыдущая, но по сравнению с карбюраторами она лучше управляема, дешевле и проще в обслуживании.

Портовый или многоточечный впрыск топлива:

В многоточечных топливных форсунках разделительные форсунки расположены в каждом цилиндре на его впускном канале. Вот почему систему иногда называют форсункой, которая выпускает пары топлива близко к месту впуска, обеспечивая их полное втягивание в цилиндр.

Одним из преимуществ этой форсунки является то, что расходомер топлива более точен по сравнению с одной точкой. Он также идеально подходит для достижения требуемого соотношения между топливом и воздухом и практически исключает возможность конденсации или накопления топлива во впускном коллекторе.

Последовательный впрыск топлива:

Этот тип топливной форсунки также известен как последовательный впрыск топлива через порт или впрыск по времени. Это тип многопортового впрыска, даже если базовый многопортовый использует несколько форсунок.Все они распыляют свое топливо в одно и то же время или последовательно, заставляя топливо оставаться в течение 150 миллисекунд, когда двигатель работает на холостом ходу.

Преимущества последовательного впрыска топлива заключаются в том, что система реагирует быстрее, если водитель делает резкое изменение. Это связано с тем, что клапану нужно только дождаться открытия следующего впускного клапана, а не полного оборота двигателя.

Прямой впрыск:

Прямой впрыск является обычным явлением в дизельных двигателях, хотя начинает применяться и в бензиновых двигателях.Его иногда называют DIG для бензина с прямым впрыском. При этом топливо впрыскивается прямо в камеру сгорания, мимо клапанов.

Дозирование топлива более точное, чем у других типов впрыска топлива. Прямой впрыск топлива дает инженерам еще одну возможность точно влиять на то, как происходит сгорание в цилиндрах. Наука о конструкции двигателя изучает, как воздушно-топливная смесь вращается в цилиндрах. А еще мотыга идет взрыв от точки возгорания.

Прямой впрыск в бензиновом двигателе может обрабатывать такие вещи, как форма цилиндров и поршней.А также 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 понятна. Основная работа идет от топливной форсунки до камеры сгорания после того, как топливо перекачивается в нее из топливного бака.

Как было сказано ранее, топливная форсунка — это механическое устройство с электронным управлением, которое отвечает за распыление топлива.На инжектор подается питание, и электромагнит перемещает плунжер, который открывает клапан. Этот клапан позволяет топливу под давлением выливаться через крошечное сопло. Форсунка предназначена для распыления топлива, что обеспечивает легкое горение топлива,

Время, в течение которого топливная форсунка остается открытой, определяет подачу топлива в двигатель. Это известно как «ширина импульса» и управляется устройством ECU. Система топливных форсунок устанавливается непосредственно на впускной коллектор, так что топливо может распыляться прямо на впускной клапан.

Внутри обычного инжектора есть пружина, которая удерживает игольчатый клапан в закрытом положении. Он удерживает этот игольчатый клапан до тех пор, пока линия высокого давления не достигнет определенного значения. Существует труба под названием «топливная рампа», по которой топливо под давлением подается к форсункам.

Правильное количество топлива, подаваемого на требуемые детали. Различные части двигателя оснащены датчиками, которые передают в ЭБУ информацию о количестве топлива и при необходимости производят регулировку. Различные датчики были перечислены и объяснены в приведенной выше части этой статьи.

Посмотрите видео ниже, чтобы лучше понять работу системы впрыска топлива:

Прочтите: Что нужно знать о двигателях с турбонаддувом

Признаки неисправных топливных форсунок и способы их предотвращения

Отказ топливной форсунки происходит после перегрузки, и если ее не обслуживать регулярно, это может привести к серьезным неисправностям или засорению. Ниже приведены симптомы неисправности топливных форсунок и способы их предотвращения:

• Неравномерные характеристики двигателя
• Осложнения при запуске автомобиля
• Запах топлива
• Разбавление маслом
• Неудачная эмиссия
• Двигатель не развивает полную частоту вращения
• Низкая производительность автомобиля
• Катастрофический отказ двигателя
• Выделение дыма
• Повышенный расход топлива
• Загрязнение

Проблема часто возникает на топливной форсунке, когда есть грязь, частицы углерода, жидкое топливо или скопление остатков, приводящих к засорению топливных форсунок.Проблемы возникают после того, как корзина фильтра собирает мусор, который препятствует протеканию топлива через нее.

Правильный способ предотвратить отказ топливных форсунок — это регулярное техническое обслуживание. Детали автомобиля необходимо регулярно осматривать. Несмотря на то, что топливные форсунки имеют большие допуски, все же следует проводить проверку компонентов.

Для более надежного результата добавление влаги втягивание этанола или присадок, визуальный контроль, проведение ультразвуковой очистки. Кроме того, поможет фактическая картина потока для проверки объема и распыления.

Преимущества и недостатки системы впрыска топлива

Преимущества:

Ниже приведены преимущества системы впрыска топлива:

• Точная топливная смесь топлива и воздуха обеспечивает максимально возможную топливную экономичность и выработку энергии.
• Процесс сгорания значительно более эффективен в двигателе с впрыском топлива.
• Двигатели с впрыском топлива более экономичны и позволяют максимально или минимизировать уровень выбросов.
• В двигателе с впрыском топлива исключен холодный пуск, что устраняет необходимость в ручной блокировке.
• Он также используется на современных мотоциклах.
• Система впрыска топлива автоматически уравновешивает топливовоздушную смесь с учетом окружающей среды.
• Уменьшается вибрация двигателя и сводится к минимуму проблема засорения свечей зажигания.

Прочтите: Двухтактный двигатель: все, что вам нужно знать

Недостатки

Несмотря на все преимущества системы впрыска, все же есть некоторые ограничения.Ниже приведены недостатки системы:

• Это сложное устройство с электронным управлением, которое работает с несколькими электронными датчиками.
• Обслуживание и ремонт системы очень ограничены. То есть не вся мастерская может делать свою работу.
• Система впрыска топлива стоит довольно дорого.
• Настоятельно рекомендуется использовать качественные материалы и топливо.
• Нет решения из-за низкой стоимости и малой емкости.

В заключение, система впрыска топлива полностью заменила карбюраторы в автомобильном двигателе.мы обсудили его функции, одна из которых — подавать топливо под высоким давлением в цилиндр. Система впрыска топлива разных типов, включающая корпус дроссельной заслонки и многопортовый, также выявлена ​​ее составляющая со стороны низкого и высокого давления. он рабочий, симптомы и преимущества и недостатки системы впрыска топлива.

Вот и все для этой статьи. Надеюсь, вам понравилось чтение. Если да, то прокомментируйте, поделитесь и порекомендуйте этот сайт другим студентам технических специальностей.Спасибо!

Принцип электронного впрыска топлива

Принцип, используемый большинством автомобилей для регулирования топливных форсунок, следующий:

Одноканальная многоточечная система или «одновременный впрыск»

Цель:

Только один драйвер / транзистор запускает все форсунки одновременно.

Это также означает: Все форсунки параллельно соединены друг с другом электроникой.

Форсунка впрыскивает относительно большое количество топлива.Поэтому время открытия
короткие, но частота включения и выключения последовательностей высока. Частый
Последовательность включения и выключения форсунки / форсунок вызывает турбулентность. Турбулентность
вместе с высоким коэффициентом дезинтеграции / распыления топлива улучшит
действие стадии газожидкостной смеси. Мы сейчас говорим о многоточечной системе!
Тогда все форсунки открываются и закрываются одновременно. Нельзя синхронизировать
каждый цилиндр, так что каждая форсунка распыляет впускное отверстие, когда оно открыто
— для этого нужна последовательная система.

Каждая форсунка находится под давлением топлива, и время открытия очень короткое. Открытие
время составляет от 1 до 10 мс в зависимости от производителя вашей системы и
нагрузка на двигатель. Время закрытия форсунки составляет от 50 до 100 мс (на холостом ходу).

Термины «время открытия» и «время закрытия» находятся здесь (и в соответствующих
документы с этого веб-сайта), эквивалентные характеристикам электрического сигнала, а не
время открытия или закрытия клапана топливной форсунки.Собственно, можно рассматривать как
ширина импульса и фактическое время открытия одинаковы, но позвольте мне объяснить проблему более подробно.
деталь: эффективное время открытия топливной форсунки или интервал, в течение которого форсунка впрыскивает топливо,
происходит через некоторое время после электрического импульса. Причина такого поведения зависит от
от электрической индукции в катушке форсунки и механической инерции. Задержка составляет примерно
1 мс, а время, необходимое для начала движения клапана, называется мертвым временем или временем задержки.Когда электрический импульс закончится, клапан начнет закрываться, но, опять же, на это потребуется время.
до закрытия клапана. Хотя у этого времени в основном такая же продолжительность, как у мертвых
временной интервал, но имеет тенденцию быть короче. Производители топливных форсунок гарантируют
однако эти задержки не влияют на линейность. Задержки (или время задержки) варьируются
в зависимости от производителя, но масса топлива на единицу всегда соответствует электрическому
вариации сигнала линейной функцией. Это только при очень коротком времени открытия в качестве инжектора.
может быть нелинейным.Подробнее о линейности форсунок ниже.

Частота открытия форсунок зависит от оборотов двигателя. Так что если
скорость / об / мин увеличивается, частота делать то же самое. Время работы также зависит от
нагрузка на двигатель, как я уже сказал. Нет никакой связи между частотой и
время открытия. Вместо этого они работают совершенно независимо друг от друга.

Когда топливо представляет собой этанол, каждую форсунку необходимо открывать дольше обычного.Этот вопрос
быть легкой проблемой для топливного компьютера двигателя, но дополнительное количество топлива слишком далеко
от обычных вариантов бензина различного качества, поэтому компьютер вскоре достигает
предел, и этот предел также различается в зависимости от производителя топливного компьютера.

Это просто ограничение электроники, не более того, но есть
объяснение таким образом, чтобы устроить здесь такую ​​систему, и это действительно для безопасности.
Когда компьютер достигает предела того, что, по его мнению, является слишком большим количеством топлива,
интерпретирует компьютер, что это, вероятно, утечка топлива.Это ненормально и, следовательно, также горит светодиод неисправности двигателя.

По идее, такая индикация может предотвратить аварию — пожар.

В Интернете ходили слухи, что продлевать открытие нельзя.
время форсунки, потому что импульсы попадают друг в друга, когда двигатель
достигает определенной скорости. Интерпретируйте рисунок ниже; вы легко можете это понять.
Фактически, расстояния между каждым промежутком / интервалом больше.Если мы начнем с
двигатель на холостом ходу и посмотрите, как долго впускной клапан может быть открыт, а затем холостой ход
скорость около 800 об / мин — это будет около 13 об / сек. Впускной порт
открывать половину оборота коленвала каждые два круга, 1 / (13×2) секунды — это 38 мс.
Время закрытия или интервал до следующего импульса будет 38×3 = 114 мс. Было бы
у нас есть последовательная система, если у каждого инжектора есть 38 мс для впрыска нужного
количество топлива. Сравните затем с многоточечной системой, в которой время открытия
на холостом ходу около 2 мс! Для последовательной системы все форсунки рассчитаны по времени, а открытие
время немного больше, скажем 3 мс.Вместе со временем закрытия у нас есть 3 мс
плюс время закрытия 114 мс. Таким образом, одна форсунка открыта на 2,5% от максимального времени, в течение которого
может быть открытым.

Если выбрать скорость 10000 об / мин, то получится 167 об / сек. Время
впускной клапан открыт, тогда становится 3 мСм, а интервал составляет 9 мСм. Инжектор может
затем оставаться открытым 25% максимального времени только во время такта впуска. Было бы
производитель двигателя не рассчитывает на определенные габариты, когда нагрузка на двигатель
а скорость максимальная? Предположим, что форсунка открыта на 50% максимум.
нагрузка.Тогда еще есть место, чтобы удвоить топливо, если вы захотите
тюнингуйте двигатель! Вместо настройки мы увеличиваем длительность импульса на 40%.
для инжектора, который открыт 50% от максимального времени, поэтому общее время будет
70%, а затем еще 30% времени, чтобы выжать из трима (при максимальной нагрузке).
Я думаю, что есть место, как вы думаете?

Дело в том, что там недостаточно хороших с линейным изменением.

При использовании низкоэнергетического топлива возникает небольшая проблема.

Кривая, применимая к бензину, не применима ко всем низкоэнергетическим видам топлива. Если твой
компьютер открывает дроссельную заслонку для нового топлива, как это было для бензина, будет ли двигатель
либо разбогатеть, либо похудеть, по крайней мере, на короткое время, прежде чем компьютер
дозировка. Лямбда-зонд знает, что двигатель получил неправильное
количество топлива, и система перезагрузится.

Однако при использовании этанола или E85 можно считать с линейным изменением. В
компьютер может открываться для топлива, как для бензина — тогда он работает нормально,
таким образом, следуйте тому же графику (отображение), что и бензин.Некоторые проблемы остаются — и
который применяет настройки, когда лямбда-контроль отключен.

Отображение обычно достаточно хорошее, если вы имеете дело с обычными
грузовые автомобили, но насколько большим должно быть расширение импульса, намного больше
сложно предсказать — это зависит от линейности топливной форсунки или
вернее; наклон графика линейности. Если увеличить пульс
длина на 30%, так что это не значит, что расход топлива увеличится на 30%.Может быть, количество увеличится только на 25%, а может быть, увеличение идет
в сторону 40% …

Важно понимать, что топливная форсунка имеет запаздывание, мертвая
время до его открытия. Синий инжектор имеет мертвое время 0,8 мс, но как только он
открывается, действует линейно почти сразу. На нелинейной части обычно присутствуют
время открытия двигателя на холостом ходу, поэтому на него можно не обращать внимания.
Ширина импульса ниже 0,8 мс не повлияет на форсунки в приведенном выше примере.Линейность изменяется, если напряжение питания изменяется, но топливный компьютер
может довольно легко это компенсировать. С моими схемами IPE можно решить, какие
расширение импульса, которое наилучшим образом соответствует линейности форсунки, через один или два
потенциометры. Хотя, импульсную линейность тоже можно изменить, но следует
обычно держатся как можно выше.

На этом изображении показано нечто среднее между обычной многоточечной системой и последовательной
система. Один канал — это два канала — два многоточечных канала… или вы можете
также рассматривайте это как разделение на группы. Двигатель V8 может иметь такую ​​конфигурацию,
в котором два водителя используют одну половину форсунок.

Однако это изображение не показывает принцип для V8.

РАЗЛИЧНЫЕ СИСТЕМЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Одноточечный впрыск или впрыск дроссельной заслонки (TBI)

Самый ранний и простой тип впрыска топлива, одноточечный, просто заменяет
карбюратор с одной или двумя форсунками в корпусе дроссельной заслонки, который
горловина впускного коллектора двигателя.Для некоторых автопроизводителей одноточечный
инъекция была ступенькой к более сложной многоточечной системе. Хотя не
такой же точный, как и последующие системы, TBI измеряет топливо лучше, чем
карбюраторные, они дешевле и проще в обслуживании.

Портовый или многоточечный впрыск топлива (MPFI)

Многоточечный впрыск топлива предусматривает отдельную форсунку для каждого цилиндра,
прямо за входным портом, поэтому систему иногда называют портовой
инъекция.Стрельба паров топлива так близко к впускному отверстию почти гарантирует
что он будет полностью втянут в цилиндр. Главное преимущество в том, что MPFI
измеряет топливо более точно, чем конструкции TBI, что позволяет лучше достичь желаемого уровня воздуха / топлива
соотношение и улучшение всех связанных аспектов. Кроме того, это практически исключает возможность
это топливо будет конденсироваться или собираться во впускном коллекторе. С TBI и карбюраторами,
впускной коллектор должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло от двигателя, чтобы
испарить жидкое топливо.В этом нет необходимости для двигателей, оснащенных MPFI, поэтому
Впускной коллектор может быть выполнен из более легкого материала, даже из пластика. Инкрементальный
Результатом является улучшение экономии топлива. Также там, где обычные металлические впускные коллекторы
должны быть расположены наверху двигателя для отвода тепла, те, что используются в MPFI, могут быть размещены
более креативно, предоставляя инженерам гибкость при проектировании.

Последовательный впрыск топлива (SFI)

Последовательный впрыск топлива, также называемый последовательным впрыском топлива в порт (SPFI) или
синхронизированный впрыск — это тип многопортового впрыска.Хотя в базовом MPFI используются
несколько форсунок, все они распыляют топливо одновременно или группами. Как результат,
топливо может «зависать» над портом до 150 миллисекунд, когда двигатель
работает на холостом ходу. Это может показаться не таким уж большим, но этого недостатка достаточно, чтобы инженеры
Решение этой проблемы: Последовательный впрыск топлива запускает каждую форсунку независимо.
По времени, как свечи зажигания, они распыляют топливо непосредственно перед забором или по мере его поступления.
клапан открывается.Это кажется незначительным шагом, но эффективность и выбросы улучшаются.
в очень малых дозах.

Прямой впрыск

Прямой впрыск продвигает концепцию впрыска топлива настолько далеко, насколько это возможно, впрыскивая
топливо прямо в камеры сгорания, мимо клапанов. Чаще встречается в дизельном топливе
двигателей, непосредственный впрыск начинает появляться в конструкциях бензиновых двигателей и
в наши дни широко распространены, иногда их называют DIG для бензина с непосредственным впрыском.Опять же, дозирование топлива даже более точное, чем в других схемах впрыска,
а прямой впрыск дает инженерам еще одну возможность точно влиять на
как происходит горение в цилиндрах. Наука о конструкции двигателя внимательно изучает
как топливно-воздушная смесь вращается в цилиндрах и как распространяется взрыв
от точки возгорания. Такие вещи, как форма цилиндров и поршней; порт и
расположение свечей зажигания; время, продолжительность и интенсивность искры; и количество искр
свечи на цилиндр (возможно несколько) влияют на равномерность и полноту топлива.
воспламенения в бензиновом двигателе.Прямая инъекция — еще один инструмент в этой дисциплине, который
может использоваться в двигателях, работающих на обедненной смеси с низким уровнем выбросов.

Источник: Cars.com

Принцип работы и схема топливной форсунки

Электронная система впрыска топлива представляет собой серию топливных систем, в которых используются электромеханические детали для подачи топлива из бака в цилиндр с идеальным соотношением.

Одной из основных частей системы EFI является инжектор.Тогда каково определение инжектора? как работает инжектор на двигателе? проверьте содержимое ниже

Определение и функция топливной форсунки

Топливная форсунка — это клапан с электроуправлением, который используется для распыления топлива. В системе впрыска бензина форсунка действует как дверь для распыления топлива из топливных магистралей во впускной коллектор.

Инжектор выполняет не только функцию распылителя, но и распыляет топливо во впускном коллекторе. Когда топливо находится в форме распыления, молекулы могут лучше смешиваться с воздухом.

Когда форсунка находится под напряжением, форсунка открывается, так что топливо под высоким давлением внутри форсунки может распыляться.

Тогда кто контролирует работоспособность инжектора? это работа ЭБУ. ЭБУ (электронный блок управления) будет регулировать открытие форсунки, и это так. Но ЭБУ нуждается в помощи ряда датчиков.

Итак, схема, датчик будет определять несколько состояний двигателя, таких как температура двигателя, температура всасываемого воздуха, период всасываемого воздуха и другие.Затем датчик отправит данные в ЭБУ, данные будут обрабатываться ЭБУ, а выходные данные будут отправлены для форсунок, находящихся под напряжением.

Дополнительно, Понимание системы впрыска топлива в бензиновых двигателях

Принцип работы инжектора

img от enginebasics.com

Форсунка работает с использованием электроэнергии, когда на форсунку подается напряжение, форсунка открывается, и топливо распыляется. Какова продолжительность подачи напряжения, влияющего на объем распыляемого топлива.

Форсунка состоит из трех основных компонентов;

Трубка — это основной корпус форсунки (цилиндрическая часть), здесь заканчивается топливо.

Соленоид — это магнитная катушка, которая может преобразовывать электрическую энергию в энергию движения. При этом напряжение от ЭБУ поступает на соленоид. На соленоидах электромагнитные силы возникают из-за протекания электричества через катушку.

Электромагнитная сила будет перемещать железный сердечник в середине катушки, это движение открывает сопло.

При этом сопло представляет собой игольчатую деталь (конусообразную). В нормальных условиях (форсунка выключена) форсунка закрывает зазор трубки. Однако, когда сопло слегка жидкое, зазор трубки откроется.

Это вызывает разбрызгивание топлива.

Одна вещь, о которой нельзя забывать, это распыление топлива в виде распылителя.

Это происходит из-за того, что зазор на трубке очень мал и имеет круглую форму. При высоком давлении топлива топливо распыляется.

Тип топливной форсунки

Широко применяются три типа форсунок;

1.Инжектор пружинного типа

Этот тип также называется механическим инжектором, это вызвано его работой, которая не использует электрическую энергию, а вместо этого использует существующее давление топлива.

Основным компонентом этой форсунки является пружина. В выключенном форсунке пружина толкает форсунку вниз и закрывает трубку. Однако при самопроизвольном повышении давления топлива форсунка открывается автоматически.

Но открытие сопла также очень мало, потому что пружина все еще удерживается.

Поскольку он работает только тогда, когда давление топлива повышается самопроизвольно, давление топлива в этой системе впрыска не может поддерживаться непрерывно. Давление топлива будет увеличиваться только при достижении угла опережения зажигания.

Итак, как контролировать тайминг и продолжительность форсунки?

Это работа от ТНВД. Насос самопроизвольно поднимает давление при достижении тайминга, в то время как продолжительность регулируется топливным баллоном внутри насоса, и объем может изменяться в зависимости от открытия педали газа.

Этот тип широко применяется в обычных дизельных двигателях.

2. Электромагнитный инжектор

Соленоидный инжектор работает на электромагнитных принципах, процесс описан выше. Где электрические силы будут преобразованы в механические движения через магнитную катушку.

Отличие от первого типа, соленоидный тип имеет стабильное давление топлива (постоянно). Это потому, что инжектор управляется ЭБУ.

Этот тип широко применяется в бензиновых двигателях EFI, а также в дизельных системах впрыска Common Rail.

3. Форсунка Pizeo

Топливный инжектор Pizeo — это инжектор, в котором используется материал кусочков пизео. Ломтик пизео — это материал, который может изменять свой объем под напряжением.

В этом случае в инжектор помещаются тысячи ломтиков пизео. Когда ЭБУ подает напряжение, этот кусок пизео сдуется. Сдув будет совершать минимальное движение, и это движение используется для перемещения сопла так, чтобы зазор сопла был открыт.

Этот тип относительно новый, поэтому пока мало разработчиков используют эту модель.

Бензин с прямым впрыском | Autopedia

В двигателях внутреннего сгорания бензин с прямым впрыском — это последний вариант впрыска топлива, используемый в современных двух- и четырехтактных бензиновых двигателях. Бензин / бензин находится под высоким давлением и впрыскивается через топливопровод Common Rail непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра, в отличие от обычного многоточечного впрыска топлива, который происходит во впускном тракте или отверстии цилиндра.

В некоторых случаях непосредственный впрыск бензина обеспечивает сгорание расслоенного топлива (сверхбедельное сжигание) для повышения эффективности использования топлива и снижения уровня выбросов при низкой нагрузке.

Принцип действия []

Основными преимуществами двигателя GDI являются повышенная топливная эффективность и высокая выходная мощность. Кроме того, охлаждающий эффект впрыскиваемого топлива и более равномерно распределенные смеси позволяют получить более агрессивные кривые опережения зажигания. Уровни выбросов также можно более точно контролировать с помощью системы GDI. Указанные преимущества достигаются за счет точного контроля количества топлива и времени впрыска, которые меняются в зависимости от условий нагрузки.Кроме того, в некоторых двигателях GDI отсутствуют потери на дросселирование по сравнению с обычным двигателем с впрыском топлива или карбюратором, что значительно повышает эффективность и снижает «насосные потери» в двигателях без дроссельной заслонки. Скорость двигателя контролируется блоком управления двигателем / системой управления двигателем (EMS), которая регулирует функцию впрыска топлива и угол зажигания, вместо того, чтобы иметь дроссельную заслонку, ограничивающую поступающий воздух. Добавление этой функции в EMS требует значительного улучшения ее обработки и памяти, поскольку прямой впрыск и управление частотой вращения двигателя должны иметь очень точные алгоритмы для обеспечения хорошей производительности / управляемости.

Система управления двигателем постоянно выбирает один из трех режимов сгорания: сжигание на обедненной смеси, стехиометрический и полная выходная мощность. Каждый режим характеризуется соотношением воздух-топливо. Стехиометрическое соотношение воздух-топливо для бензина (бензина) составляет 14,7: 1 по весу, но режим сверхбедственной смеси может включать соотношение до 65: 1 (или даже выше в некоторых двигателях в течение очень ограниченного периода времени). Эти смеси намного беднее, чем в обычном двигателе, и значительно снижают расход топлива.

• Ультра-обедненный режим используется для работы с небольшой нагрузкой, при постоянной или пониженной скорости движения, когда не требуется ускорение.Топливо впрыскивается не на такте впуска, а на последних стадиях такта сжатия, так что небольшое количество воздушно-топливной смеси оптимально размещается рядом со свечой зажигания. Этот многослойный заряд окружен в основном воздухом, который удерживает топливо и пламя подальше от стенок цилиндра, что снижает выбросы и тепловые потери. Горение происходит в тороидальной (пончиковой) полости на поверхности поршня. Этот метод позволяет использовать ультра-обедненные смеси, невозможные с карбюраторами или обычным впрыском топлива.
• Стехиометрический режим используется для условий умеренной нагрузки. Топливо впрыскивается во время такта впуска, создавая в цилиндре однородную топливно-воздушную смесь. Благодаря стехиометрическому соотношению оптимальное сгорание приводит к чистым выхлопным газам, которые дополнительно очищаются каталитическим нейтрализатором.
• Полная мощность Режим используется для быстрого разгона и больших нагрузок (например, при подъеме в гору). Топливно-воздушная смесь однородна, а соотношение немного выше стехиометрического, что помогает предотвратить детонацию (звон).Топливо впрыскивается во время такта впуска.

Прямой впрыск может также сопровождаться другими технологиями двигателя, такими как регулируемые фазы газораспределения (VVT) и настроенный / многопутевый впускной коллектор или впускной коллектор переменной длины (VLIM или VIM). Впрыск воды или (чаще) рециркуляция выхлопных газов (EGR) может помочь снизить выбросы с высоким содержанием оксидов азота (NOx), которые могут возникнуть в результате сжигания сверхбедных смесей.

Также можно вводить более одного раза в течение одного цикла.После воспламенения первого заряда топлива можно добавлять топливо по мере опускания поршня. Преимущества заключаются в большей мощности и экономичности, но было замечено, что некоторые виды топлива с октановым числом вызывают эрозию выпускных клапанов. По этой причине большинство компаний перестали использовать операцию стратифицированного впрыска топлива (FSI) во время нормальной работы.

Настройка электростанции FSI для выработки более высокой мощности является сложной задачей, поскольку впрыск топлива возможен только во время фазы индукции. Обычные двигатели с впрыском могут производить впрыск на протяжении всей 4-тактной последовательности, поскольку инжектор впрыскивает заднюю часть закрытого клапана.Двигатель с прямым впрыском, в котором форсунка впрыскивается непосредственно в цилиндр, ограничивается ходом всасывания поршня. По мере увеличения числа оборотов время, доступное для впрыска топлива, уменьшается.

История []

Ранние системы []

Впервые непосредственный впрыск бензина был применен в двигателе Hesselman, изобретенном шведским инженером Йонасом Хессельманом в 1925 году. ^{[1] [2]} В двигателях Hesselman использовался принцип сверхбедного горения и впрыск топлива в конце сжатия ход, а затем зажигал его свечой зажигания, он часто запускался на бензине, а затем переключался на дизельное топливо или керосин.Двигатель Гессельмана имел конструкцию с низким уровнем сжатия, предназначенную для работы на тяжелом топливе.

Прямой впрыск бензина использовался на серийных самолетах во время Второй мировой войны как немецкой (Daimler Benz), так и советской (КБ «Химавтоматика») конструкции. Первая автомобильная система с непосредственным впрыском топлива, использовавшаяся для работы на бензине, была разработана Bosch и представлена ​​Голиафом и Гутбродом в 1952 году. В Mercedes-Benz 300SL 1955 года, первом спортивном автомобиле с впрыском топлива, использовался прямой впрыск. Топливные форсунки Bosch были помещены в отверстия на стенке цилиндра, используемые для свечей зажигания в других шестицилиндровых двигателях Mercedes-Benz (свечи зажигания были перемещены на головку блока цилиндров).Позже более распространенные применения впрыска топлива отдавали предпочтение менее дорогостоящим методам непрямого впрыска.

В конце 1970-х Ford Motor Company разработала двигатель со стратифицированным наддувом, который они назвали «ProCo» (программируемое сгорание), ^{[3] [4]} , использующий уникальный насос высокого давления и прямые форсунки. Сто автомобилей Crown Victoria были построены на заводе Ford в Атланте в Хейпвилле, штат Джорджия, с использованием двигателя ProCo V8. Проект был закрыт по нескольким причинам; электронное управление, ключевой элемент, находилось в зачаточном состоянии; стоимость насосов и форсунок была чрезвычайно высокой; а при сжигании обедненной смеси образуются оксиды азота, превышающие установленные в ближайшем будущем ограничения Агентства по охране окружающей среды США (EPA).Кроме того, трехкомпонентный каталитический нейтрализатор оказался более экономичным решением.

Более поздние системы []

Только 1996 бензин с непосредственным впрыском снова появился на автомобильном рынке. Mitsubishi была первой с двигателем GDI на японском рынке с рядным четырехцилиндровым двигателем Galant / Legnum 4G93 1,8 л. ^[5] Впоследствии он был доставлен в Европу в 1997 году на Carisma, ^[6] , хотя тогдашнее европейское неэтилированное топливо с высоким содержанием серы привело к проблемам с выбросами, а эффективность использования топлива оказалась ниже ожидаемой. ^[7] Она также разработала первую шестицилиндровую силовую установку GDI, 6G74 3,5 л V6, в 1997 году. ^[8] Компания Mitsubishi широко применила эту технологию, выпустив к 2001 году более миллиона двигателей GDI в четырех семействах. ^[9]

В 1998 система прямого впрыска Toyota D4 впервые появилась на различных автомобилях японского рынка, оснащенных двигателями SZ и NZ . ^{[10] [11] [12]} Позднее Toyota представила свою систему D4 на европейских рынках с двигателем 1AZ-FSE , установленным на Avensis 2001 года. ^[13] и рынки США в 2005 году с двигателем 3GR-FSE , установленным в Lexus GS 300. Toyota 2GR-FSE V6 использует более совершенную систему прямого впрыска, которая сочетает в себе прямой и непрямой впрыск с использованием двух видов топлива. форсунки на цилиндр, традиционный топливный инжектор (низкое давление) и прямой топливный инжектор (высокое давление). ^[14] Эта система, известная как D-4S или D4 Superior, впервые появилась в США с запуском Lexus IS 350.

В 1999 Renault представила 2.0 IDE (Injection Direct Essence), ^[15] сначала на Megane, а затем на Laguna. Вместо того чтобы следовать принципу сжигания обедненной смеси, в конструкции Renault используются высокие коэффициенты рециркуляции выхлопных газов для повышения экономичности при низких нагрузках двигателя, с прямым впрыском, позволяющим концентрировать топливо вокруг искры. ^[16] Более поздние бензиновые двигатели с непосредственным впрыском были усовершенствованы и проданы из-за их высоких характеристик, а также повышенной топливной экономичности. PSA Peugeot Citroën, Hyundai и Volvo лицензировали технологию Mitsubishi GDI в 1999 году, а Hyundai создала первый GDI V8. ^{[17] [18]} Хотя с тех пор бензиновые двигатели с прямым впрыском разрабатывались другими компаниями, аббревиатура «GDI» (с заглавной буквой «I») остается зарегистрированной торговой маркой Mitsubishi Motors. ^[19]

В 2000 концерн Volkswagen представил свой бензиновый двигатель с непосредственным впрыском в Volkswagen Lupo, 1,4-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель под названием «Топливный стратифицированный впрыск» ( FSI ). Технология была адаптирована из прототипа гоночного автомобиля Audi R8 в Ле-Мане.Марки Volkswagen Group используют прямой впрыск в своих 2,0-литровых двигателях FSI с турбонаддувом и безнаддувных четырехцилиндровых двигателях. Позже 2,0-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель был представлен в Audi A4 2003 модельного года. Все новые бензиновые двигатели основных марок Volkswagen Group теперь используют эту технологию FSI. PSA Peugeot Citroën представила свой первый двигатель GDi (HPi) в 2000 году для автомобилей Citroën C5 и Peugeot 406. Это был 2,0-литровый 16-клапанный агрегат EW10 D мощностью 140 л.с., система была лицензирована Mitsubishi. ^[17]

В 2001 Ford представил свой первый европейский двигатель Ford, в котором используется технология прямого впрыска, под маркой SCi (Smart Charge Injection) для прямого впрыска-искрового зажигания (DISI). ^[20] В ассортимент будут входить некоторые производные модели с турбонаддувом, в том числе 1,1-литровый трехцилиндровый агрегат с турбонаддувом, представленный на Женевском автосалоне в 2002 году. ^[20] Этот новый 1,8-литровый атмосферный двигатель Duratec SCi дебютирует в производстве Ford Mondeo в 2003 году. ^[20]

В 2002 компания Alfa Romeo представила свой первый двигатель с прямым впрыском, JTS (Jet Thrust Stoichiometric), ^[21] , и сегодня эта технология используется почти во всех двигателях Alfa Romeo.

В 2003 компания BMW представила бензиновый двигатель низкого давления N73 V12 с прямым впрыском. ^[22] Эта первоначальная установка BMW не могла войти в режим сжигания обедненной смеси, но компания представила свою систему высокоточного впрыска второго поколения (HPI) на обновленном N52 с рядным шестицилиндровым двигателем в 2006 году, в котором использовались форсунки высокого давления. ^[23] Эта система превосходит многие другие благодаря более широкому диапазону времени сжигания обедненной смеси, что увеличивает общую эффективность. ^[24] В 2007 году компания BMW выпустила новый двигатель N54 с двойным турбонаддувом и прямым впрыском для своего купе 335i, а затем и для моделей 335i Sedan, 535i и 135i. ^[25] PSA сотрудничает с BMW в разработке новой линейки двигателей, которая впервые появилась на MINI Cooper S. 2007 года. Honda выпустила собственную систему прямого впрыска на Stream, продаваемую в Японии. ^[26] Топливная форсунка Honda расположена прямо над цилиндром под углом 90 градусов, а не под углом. ^[26]

С 2004 General Motors выпустила три таких двигателя с прямым впрыском: в 2004 году 155-сильная версия 2,2-литрового двигателя Ecotec, используемого в Opel / Vauxhall Vectra и Signum в 2005 году, 2,0-литровый двигатель с турбонаддувом. Ecotec для новых Opel GT, Pontiac Solstice GXP и Saturn Sky Red Line в 2007 году тот же двигатель использовался в версиях Super Sport Chevrolet Cobalt и HHR.Также в 2007 году 3,6-литровый LLT стал доступен в модернизированных Cadillac CTS и STS. 3,6 л были добавлены к моделям GMC Acadia, Chevrolet Traverse, Saturn Outlook, Buick Enclave и Chevy Camaro 2010 года выпуска. В 2004 году Isuzu выпустила первый двигатель GDi, продаваемый для массового американского автомобиля, который входит в стандартную комплектацию Axiom 2004 года и опционально для Rodeo 2004 года. Isuzu утверждает, что преимущество GDi заключается в том, что испаряющееся топливо обладает охлаждающим эффектом, что обеспечивает более высокую степень сжатия (10,3: 1 против 9,1: 1), что увеличивает мощность на 20 л.с., а разгон от 0 до 60 миль в час снижается с 8.С 9 до 7,5 секунд, а четверть мили сократилась с 16,5 до 15,8 секунды. ^[27]

В 2005 Mazda начала использовать свою собственную версию с прямым впрыском топлива в Mazdaspeed6, а затем в спортивном утилитарном CX-7, а также в новой Mazdaspeed3 на рынке США и Европы. Это называется искровым зажиганием с прямым впрыском (DISI).

В 2006 Mercedes-Benz выпустил свою систему прямого впрыска (CGI) на CLS 350 с пьезоэлектрическими топливными форсунками. ^[28]

В 2007 компания Ford представила свою новую технологию двигателей Ford EcoBoost, разработанную для ряда транспортных средств по всему миру (от небольших автомобилей до больших грузовиков). Двигатель впервые появился в Lincoln MKR Concept 2007 года под названием TwinForce . ^[29] Новое глобальное семейство 4-цилиндровых и 6-цилиндровых двигателей EcoBoost отличается технологией турбонаддува и непосредственного впрыска (GTDI — Gasoline Turbocharged Direct Injection). ^[29] 2,0-литровая версия была представлена ​​в Ford Explorer America Concept 2008 года выпуска. ^[29]

В 2009 Ferrari начала продавать автомобиль California с передним расположением двигателя и с системой прямого впрыска и объявила, что новый автомобиль 458 Italia также будет оснащен системой прямого впрыска, впервые для двигателя Ferrari со средней задней частью. настройки. ^[30] Porsche также начал продавать модели 997 и Cayman без турбонаддува, оснащенные непосредственным впрыском. Ford выпустил Taurus SHO и Flex нового поколения с 3,5-литровым твин-турбо EcoBoost V-6 с прямым впрыском. ^[31]

В двухтактных двигателях []

Преимущества прямого впрыска еще более очевидны в двухтактных двигателях, поскольку он устраняет большую часть вызываемого ими загрязнения.В обычных двухтактных двигателях выпускной и впускной каналы открыты одновременно в нижней части хода поршня. Большая часть топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндр из картера через впускные отверстия, выходит прямо через выпускное отверстие, несгоревшая. При прямом впрыске из картера выходит только воздух, а топливо не впрыскивается, пока поршень не поднимется и все порты не будут закрыты.

В двухтактных двигателях используются два типа GDi: с пневмоприводом низкого давления и высокого давления.Первый, разработанный австралийской Orbital Engine Corporation (ныне Orbital Corporation), впрыскивает смесь топлива и сжатого воздуха в камеру сгорания. Когда воздух расширяется, он распыляет топливо на 8-микрометровые капли, очень маленькие по сравнению с 20-30-микрометровыми каплями топлива в других системах прямого впрыска. Система Orbital используется в мотороллерах, производимых Aprilia, Piaggio, Peugeot и Kymco, в подвесных моторах, производимых Mercury и Tohatsu, и в гидроциклах, производимых Bombardier Recreational Products (BRP).

В начале 1990-х годов компания Ficht GmbH из Кирхзееона, Германия, разработала прямой инжектор высокого давления для использования с двухтактными двигателями. Этот инжектор был уникален тем, что не требовал насоса высокого давления, но все же был способен создавать давление, достаточное для впрыска в закрытую камеру сгорания. Компания Outboard Marine Corporation (OMC) лицензировала эту технологию в 1995 году и представила ее на серийных подвесных двигателях в 1996 году. ^{[32] [33]} OMC приобрела контрольный пакет акций Ficht в 1998 году. ^[34]
Учитывая обширные претензии по гарантии на подвесные двигатели Ficht, а также предшествующие и сопутствующие управленческие и финансовые проблемы,
Компания OMC объявила о банкротстве в декабре 2000 года, и в 2001 году компания BRP приобрела часть производства двигателей и бренды (Evinrude Outboard Motors и Johnson Outboards), включая технологию Ficht. ^{[35] [36]}

Evinrude представила E -Tec система, усовершенствованная система впрыска топлива Ficht, в 2003 году, на основе патента США 6,398,511.В 2004 году компания Evinrude получила награду EPA Clean Air Excellence Award за свои подвесные двигатели, в которых используется система E-Tec. ^[37] Система E-Tec недавно была адаптирована для использования в высокопроизводительных двухтактных снегоходах.

Yamaha также имеет систему прямого впрыска высокого давления (HPDI) для двухтактных подвесных двигателей. Он отличается от систем прямого впрыска Ficht / E-Tec и Orbital, поскольку в нем используется отдельный механический топливный насос высокого давления с ременным приводом для создания давления, необходимого для впрыска в закрытой камере.Это похоже на большинство современных 4-тактных автомобильных двигателей.

EnviroFit, некоммерческая корпорация, спонсируемая Университетом штата Колорадо, разработала комплекты для модернизации с прямым впрыском для двухтактных мотоциклов в рамках проекта по сокращению загрязнения воздуха в Юго-Восточной Азии с использованием технологии, разработанной Orbital Corporation of Australia. ^[38]
Всемирная организация здравоохранения заявляет, что загрязнение воздуха в Юго-Восточной Азии и Тихоокеанском регионе вызывает 537 000 преждевременных смертей ежегодно. 100 миллионов двухтактных такси и мотоциклов в этой части мира являются главной причиной. ^{[39] [40]}

Будущее []

Двухтопливные двигатели []

Кодовое название Bobcat — новый двухтопливный двигатель от Ford. Он основан на блоке двигателя V8 объемом 5,0 л, но использует систему впрыска в цилиндр E85 и впрыск бензина. Двигатель был разработан совместно с компанией Ethanol Boosting Systems, LLC из Кембриджа, Массачусетс, которая называет свой товарный знак DI Octane Boost. Прямой впрыск этанола увеличивает октановое число обычного бензина с октанового числа 88-91 до более чем 150.Проект Bobcat был представлен Министерством энергетики и Обществом автомобильных инженеров в апреле 2009 года. ^{[41] [42]}

См. Также []

Внешние ссылки []

Устройство и принцип работы системы впрыска топлива.Система впрыска топлива

В каждой современной машине есть система подачи топлива. Его предназначение — подача топлива из бака в двигатель, его фильтрация, а также образование горючей смеси с последующим ее подачей в цилиндры в ДВС. Каковы взгляды СПТ и в чем их отличия — об этом мы расскажем ниже.

[Скрыть]

Общие

Как правило, большинство систем впрыска похожи друг на друга, принципиальное отличие может заключаться в смесеобразовании.

Основные элементы топливных систем, независимо от рассматриваемых бензиновых или дизельных двигателей:

1. Бак, в котором хранится топливо. Бак представляет собой емкость, оснащенную насосным устройством, а также фильтрующим элементом для очистки топлива от грязи.
2. Топливные магистрали представляют собой набор форсунок и шлангов, предназначенных для подачи топлива из бака в двигатель.
3. Узел смесительный агрегат, предназначенный для образования горючей смеси, а также ее дальнейшей передачи на цилиндры в соответствии с тактом работы силового агрегата.
4. Управляющий модуль. Применяется в инжекторных двигателях, это связано с необходимостью управления разными датчиками, клапанами и форсунками.
5. Сам насос. Как правило, в современных автомобилях используются погружные варианты. Такой насос представляет собой небольшой по размеру и мощности электродвигатель, подключенный к жидкостному насосу. Смазка устройства осуществляется за счет топлива. Если в бензобаке будет меньше пяти литров топлива, это может привести к поломке мотора.

СПТ на двигатель ЗМЗ-40911.10

Характеристики топливной аппаратуры

Чтобы выхлопные газы меньше загрязняли окружающую среду, автомобили оснащаются каталитическими нейтрализаторами. Но со временем стало ясно, что их использование целесообразно только в том случае, если в двигателе образуется качественная горючая смесь. То есть при отклонениях в образовании эмульсии эффективность использования катализатора значительно снижается, поэтому со временем производители автомобилей перешли с карбюраторов на инжекторы.Тем не менее их эффективность также была не особенно высокой.

Для того, чтобы система автоматически настраивала показатели, в нее впоследствии был добавлен модуль управления. Если помимо каталитического нейтрализатора, а также кислородного датчика используется блок управления, он выдает неплохие индикаторы.

Какие преимущества характерны для таких систем:

1. Возможность увеличения рабочих характеристик Блок питания. При правильной эксплуатации мощность двигателя может быть выше 5% от заводской.
2. Улучшение динамических характеристик автомобиля. Электродвигатели форсунок достаточно чувствительны по отношению к изменению нагрузок, поэтому могут самостоятельно регулировать состав горючей смеси.
3. Горючая смесь, сформированная в правильных пропорциях, сможет значительно снизить объем, а также токсичность выхлопных газов.
4. Инжекторные моторы, как показала практика, отлично заводятся при любых погодных условиях, в отличие от карбюраторов.Конечно, если речь идет о температуре -40 градусов (автор видео — Сергей Морозов).

Устройство системы подачи топлива форсунки

Предлагаем ознакомиться с устройством SPT форсунки. Все современные силовые агрегаты оснащены форсунками, их количество соответствует количеству установленных цилиндров, а вместе эти части соединяются при помощи аппарели. Само топливо находится под низким давлением, которое создается насосным устройством. Объем поступающего топлива зависит от того, как долго форсунка открыта, а это, в свою очередь, контролируется модулем управления.

Для настройки блока приема показаний с различных контроллеров и датчиков, расположенных в разных частях автомобиля, предлагаем ознакомиться с основными приборами:

1. Расходомер или ДМРВ. Его цель — определить источник воздуха в цилиндре двигателя. При возникновении проблем в системе его показания блок управления игнорирует, а обычные данные из таблицы использует для формирования смеси.
2. ДПДЗ — положения дроссельной заслонки. Его цель — отразить нагрузку на двигатель, которая возникает из-за положения дроссельной заслонки, оборотов двигателя, а также циклического наполнения.
3. Утка. Регулятор температуры антифриза в системе позволяет реализовать управление вентилятором, а также регулировать подачу топлива и зажигание. Разумеется, все это настраивает блок управления на базе Джтников.
4. ДПКВ — положение коленвала. Его назначение — синхронизировать работу ГТТ в целом. Устройство рассчитывает не только обороты силового агрегата, но и положение вала в определенной точке. Само по себе устройство относится к полярным контроллерам, соответственно его поломка приведет к невозможности эксплуатации автомобиля.
5. Лямбда-зонд или. Он используется для определения количества кислорода в выхлопных газах. Данные с этого устройства поступают в модуль управления, который на их основе регулирует горючую смесь (автор видео — avto-blogger.ru).

Типы систем впрыска на бензиновом двигателе

Что такое jetronics, какие бензиновые двигатели spt?

Предлагаем ознакомиться с вопросом разновидностей:

1. СПТ с центральным впрыском.Подача бензина в этом случае осуществляется за счет входных резервуаров. Поскольку насадка используется только одна, такие СПД еще называют Мумпрозами. В настоящее время такие СПД не актуальны, поэтому в более современных автомобилях они просто предусмотрены. К основным достоинствам таких систем можно отнести простоту эксплуатации, а также высокую надежность. Из минусов — это сниженная моторная среда, а также довольно большой расход топлива.
2. SPT с распределенным впрыском или k-jetronics.В таких узлах бензин подается отдельно в каждый цилиндр, который снабжен форсункой. Сама горючая смесь образуется во впускном коллекторе. На сегодняшний день такой СПТ оснащено большинство силовых агрегатов. К их основным достоинствам можно отнести достаточно высокую экологию, приемлемый расход бензина, а также умеренные требования к качеству потребляемого бензина.
3. С немедленным впрыском. Этот вариант считается одним из самых прогрессивных и совершенных.Принцип работы этого ПТ заключается в непосредственном впрыске бензина в цилиндр. Как показывают результаты многочисленных исследований, такие ПТА позволяют добиться наиболее оптимального и качественного состава топливовоздушной смеси. Причем на любом этапе работы силового агрегата, что позволяет значительно улучшить процесс сгорания смеси и во многом повысить КПД двигателя и его мощность. Ну и, конечно, уменьшить количество выхлопных газов.Но нужно учитывать, что у таких СПД есть и свои недостатки, в частности, более сложная конструкция, а также высокие требования к качеству используемого бензина.
4. СПТ с комбинированным впрыском. Этот вариант, по сути, является результатом комбинации SPT с распределенным и прямым впрыском. Как правило, его используют для уменьшения количества выбрасываемых в атмосферу токсичных веществ, а также выхлопных газов. Соответственно, он используется для повышения экологических показателей двигателя.
5. Система L-jetronics все еще используется в бензиновых двигателях.Это парная система впрыска топлива.

Фотогалерея «Разновидности бензиновых систем»

Типы систем впрыска дизельных двигателей

Основные типы СПТ в дизелях:

1. Насос-форсунка. Такие СПД используются для подачи, а также дальнейшего нагнетания образовавшейся эмульсии под высоким давлением с помощью насос-форсунок. Основная особенность такого ПТ в том, что насосы-форсунки выполняют варианты создания давления, а также непосредственного нагнетания. У таких ПТТ тоже есть свои недостатки, в частности, речь идет о насосе, оснащенном специальным приводом постоянного типа от распределительного вала силового агрегата.Этот узел не отключается, соответственно он способствует повышенному износу конструкции в целом.
2. Именно из-за последнего недостатка большинство производителей предпочитают COMMON RAIL типа SPT. или аккумуляторный впрыск. Этот вариант считается более совершенным для многих дизельных агрегатов. Такое название СПТ получил в результате использования топливного каркаса — основного элемента конструкции. Пандус используется один на все форсунки. В этом случае подача топлива к форсункам осуществляется от самой аппарели, ее можно отнести к батарее повышенного давления.
   Подача топлива осуществляется в три этапа — предварительный, основной и дополнительный. Такое распределение дает возможность снизить шум и вибрацию при работе силового агрегата, сделать его работу более эффективной, в частности, речь идет о процессе воспламенения смеси. Кроме того, это также позволяет уменьшить количество вредных выбросов в окружающую среду.

Независимо от типа SPT, дизельные агрегаты также управляются с помощью электронных или механических устройств.В механических вариантах устройства контролируют уровень давления и объема компонентов смеси, а также момент впрыска. Что касается электронных опций: они позволяют обеспечить более эффективное управление силовым агрегатом.

Система прямого впрыска Топливо в бензиновых двигателях на сегодняшний день является самым передовым и современным решением. Главной особенностью немедленного впрыска можно считать то, что топливо подается непосредственно в цилиндры.

По этой причине эту систему также часто называют прямым впрыском топлива.В этой статье мы рассмотрим, как работает двигатель с немедленным впрыском топлива, а также какие достоинства и недостатки имеет такая схема.

Читайте в этой статье

Прямой впрыск топлива: система прямого впрыска

Как было сказано выше, топливо в таком виде подается непосредственно в камеру сгорания двигателя. Это означает, что форсунки распылителя бензина не попадают, после чего топливно-воздушная смесь попадает насквозь в цилиндр и впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания.

Первые бензиновые двигатели с непосредственным впрыском стали. В дальнейшем схема получила широкое распространение, в результате чего сегодня с такой системой подачи топлива можно встретить линейку многих известных автопроизводителей.

Например, концерн Vag. представили ряд моделей Audi и Volkswagen с атмосферным и турбонаддувом, получившие непосредственный впрыск топлива. Также двигатели с прямым впрыском производят BMW, Ford, GM, Mercedes и многие другие.

Столь широкое распространение прямого впрыска топлива получено за счет высокой экономичности системы (около 10-15% по сравнению с распределенным впрыском), а также более полного сгорания рабочей смеси в цилиндрах и уменьшения уровень токсичности выхлопных газов.

Система прямого впрыска: особенности конструкции

Итак, в качестве примера возьмем двигатель FSI с его так называемым «послойным» впрыском. В состав системы входят:

• контур высокого давления;
• бензин;
• регулятор давления;
• топливная рампа;
• датчик высокого давления;
• форсунок;

Начнем с топливного насоса. Указанный насос создает высокое давление, под которым топливо подается на топливную рампу, а также на форсунки.Насос имеет плунжеры (в насосах роторного типа плунжеры могут быть как несколько, так и один) и привод от распредвала впускных клапанов.

РДТ (регулятор давления топлива) интегрирован в насос и отвечает за дозировку подачи топлива, которая соответствует впрыску форсунки. Топливная рампа (топливная рампа) нужна для того, чтобы распределять топливо по форсункам. Также наличие этого элемента позволяет избежать скачков давления (пульсации) топлива в контуре.

Кстати, в схеме используется специальный предохранитель, который стоит в граблях.Указанный клапан нужен для того, чтобы избежать слишком высокого давления топлива и тем самым защитить отдельные элементы системы. Рост давления может возникнуть из-за того, что топливо имеет свойство расширяться при нагревании.

Датчик высокого давления — это устройство, измеряющее давление в топливной рампе. Сигналы с датчика передаются на, который, в свою очередь, может изменять давление в топливной рампе.

Что касается инжектора впрыска, то элемент обеспечивает своевременную подачу и распыление топлива в камеру сгорания для создания необходимой топливной смеси.Обратите внимание, что описанные процессы протекают под контролем. В системе есть группа различных датчиков, электронный блок управления, а также исполнительные механизмы.

Если говорить о системе непосредственного впрыска, то вместе с датчиком высокого давления задействовано топливо :, ДПРВ, датчик температуры воздуха во впускном коллекторе, датчик температуры и т. Д.

Благодаря срабатыванию этих датчиков необходимая информация поступает на компьютер, после чего блок отправляет сигналы исполнительным механизмам.Это позволяет добиться слаженной и точной работы электромагнитных клапанов, форсунок, предохранительного клапана и ряда других элементов.

Как работает система прямого впрыска топлива

Основным преимуществом прямого впрыска является возможность получения различных типов перемешивающего пласта. Другими словами, такая силовая система способна гибко изменять состав рабочей топливной смеси с учетом режима работы двигателя, его температуры, нагрузки на двигатель и т. Д.

Смеси слоистые, стехиометрические и однородные. Именно такое перемешивание способствует наиболее эффективному потреблению топлива. Смесь всегда получается качественной независимо от режима работы двигателя, бензин сгорает полностью, двигатель становится мощнее, при этом снижается токсичность выхлопных газов.

• Послойное перемешивание активируется, когда нагрузка на двигатель низкая или средняя, ​​а обороты коленчатого вала малы.Если просто, то в таких режимах смесь несколько смещают в целях экономии. Стехиометрическое смешение предполагает приготовление такой смеси, которая легко воспламеняется, не слишком обогащается.
• Гомогенное перемешивание позволяет получить так называемую «мощную» смесь, которая необходима при больших нагрузках на двигатель. На обедненной гомогенной смеси, чтобы еще больше ожесточиться, силовой агрегат работает в переходных режимах.
• При включении режима послойной укладки дроссельная заслонка широко открыта, а приточные заслонки находятся в закрытом состоянии.В камеру сгорания воздух подается с большой скоростью, возникают завихрения воздушного потока. Впрыск топлива происходит ближе к окончанию такта сжатия, впрыск производится в районе свечи зажигания.

За короткое время, до появления искры на свече, образуется топливно-воздушная смесь, в которой коэффициент избытка воздуха составляет 1,5-3. Далее смесь воспламеняется от искры, при этом вокруг зоны возгорания имеется достаточное количество воздуха. Указанный воздух выполняет функцию температурного «изолятора».

Если рассматривать однородное стехиометрическое смесеобразование, то такой процесс происходит, когда впускные заслонки открыты, при этом дроссельная заслонка тоже открыта на тот или иной угол (зависит от степени нажатия на педаль акселератора).

В этом случае топливо впрыскивается на такте впуска, в результате чего получается однородная смесь. Избыточный воздух имеет коэффициент, близкий к единице. Такая смесь легко воспламеняется и полностью горит во всем объеме камеры сгорания.

Обедненная однородная смесь создается, когда дроссельная заслонка полностью открыта, а впускные заслонки закрыты.В этом случае в цилиндре активно движется воздух, и впрыск топлива приходится на такт впуска. ECD поддерживает избыток воздуха на уровне 1,5.

Дополнительно в чистый воздух можно добавлять отработанные газы. Это связано с работой. В результате выхлоп переключается на цилиндры без ущерба для мотора. Это снижает уровень выбросов вредных веществ в атмосферу.

Что в итоге

Как видно, непосредственный впрыск позволяет добиться не только экономии топлива, но и хорошей отдачи от двигателя как в режимах малых, так и средних и высоких нагрузок.Другими словами, наличие прямого впрыска означает, что оптимальный состав смеси будет поддерживаться на всех режимах работы ОИ.

К недостаткам расхода непосредственного впрыска можно отнести разве что повышенную сложность при ремонте и цену запчастей, а также высокую чувствительность системы к качеству топлива и состоянию топливных и воздушных фильтров.

Читайте также

Устройство и схема работы инжектора.Плюсы и минусы инжектора по сравнению с карбюратором. Неисправности систем питания форсунок. Полезные советы.

Основное назначение системы впрыска (другое название — система впрыска) — обеспечение своевременной подачи топлива в рабочие цилиндры ДВС.

В настоящее время подобная система активно применяется на дизельных и бензиновых двигателях.внутреннее сгорание. Важно понимать, что для каждого типа двигателя система впрыска будет сильно отличаться.

Фото: RSBP (Flickr.com/photos/rsbp/)

Т. Б. Бензин ДВС Процесс впрыска способствует образованию топливно-воздушной смеси, после чего происходит ее принудительное воспламенение.

В дизельном двигателе подача топлива осуществляется под высоким давлением, когда одна часть топливной смеси соединяется с горячим сжатым воздухом и практически мгновенно самораспространяется.

Система впрыска остается ключевой частью общей топливной системы любого автомобиля. Центральным рабочим элементом этой системы является топливная форсунка (форсунка).

Как уже было сказано ранее, в бензиновых и дизельных двигателях используются различные типы систем впрыска, которые мы рассмотрим визуально в этой статье, а подробно рассмотрим в последующих публикациях.

Типы систем впрыска на бензиновых двигателях

На бензиновых двигателях используются следующие системы подачи топлива — центральный впрыск (моновпрыск), распределенный впрыск (многоточечный), комбинированный впрыск и прямой впрыск.

Центральный впрыск

Подача топлива в систему центрального впрыска происходит за счет топливной форсунки, которая находится во впускном коллекторе. Так как форсунка всего одна, то эту систему впрыска еще называют — МоновПраш.

Системы этого вида сегодня утратили свою актуальность, поэтому в новых моделях автомобилей они не предусмотрены, однако в некоторых старых моделях некоторых автомобильных марок можно встретить.

К преимуществам моновпрыска можно отнести надежность и простоту использования.Недостатки такой системы — низкий уровень экологичности двигателя и большой расход топлива.

Распределенный впрыск

Система многоточечного впрыска предусматривает подачу топлива отдельно в каждый цилиндр, оборудованный своим впускным патрубком. В этом случае ретокс топлива образуется только во впускном коллекторе.

В настоящее время большинство бензиновых двигателей оснащено системой распределенной подачи топлива. Преимущества такой системы — высокая экологичность, оптимальный расход топлива, умеренные требования к качеству потребляемого топлива.

Прямой впрыск

Одна из самых современных и прогрессивных систем впрыска. Принцип работы такой системы заключается в непосредственной подаче (впрыске) топлива в камеру сгорания цилиндров.

Система прямой подачи топлива позволяет получить качественный состав ТВС на всех этапах работы двигателя с целью улучшения процесса сгорания горючей смеси, увеличения рабочей мощности двигателя, снижения уровня выхлопных газов.

К недостаткам данной системы впрыска можно отнести сложную конструкцию и высокое качество топлива.

Комбинированный впрыск

Система данного типа объединяет две системы — прямого и распределенного впрыска. Его часто используют для снижения выбросов токсичных элементов и отработавших газов, за счет чего достигаются высокие экологические показатели двигателя.

Все системы подачи топлива, заменяемые на бензиновых двигателях, могут быть оснащены механическими или электронными устройствами управления, из которых последнее является наиболее совершенным, поскольку обеспечивает наилучшие инженерные и экологические характеристики двигателя.

Подача топлива в таких системах может осуществляться непрерывно или дискретно (импульсная). По мнению специалистов, импульсная подача топлива наиболее целесообразна и эффективна и сегодня применяется во всех современных двигателях.

Типы систем впрыска дизельных двигателей

В современных дизельных двигателях системы впрыска используются как системная насосная система, система Common Rail, рядная система или распределительный насос (топливный насос высокого давления).

Самыми популярными и считаются наиболее прогрессивными системами: Common Rail и насосы-форсунки, о которых мы поговорим чуть подробнее ниже.

ТНВД — центральный элемент топливной системы любого дизельного двигателя.

В дизельных двигателях подача горючей смеси может осуществляться как в форкамеру, так и непосредственно в камеру сгорания (немедленный впрыск).

На сегодняшний день предпочтение отдается системе непосредственного впрыска, которая отличается повышенным уровнем шума и менее плавной работой двигателя по сравнению с впрыском в предварительную камеру, но дает гораздо более важный показатель — экономичность.

Насос-форсунка системы впрыска

Такая система используется для подачи и впрыска топливной смеси под высоким давлением центральным устройством — насосом форсунок.

По названию можно догадаться, что ключевая особенность этой системы заключается в том, что в одном устройстве (насос-форсунка) совмещены две функции: создание давления и впрыск.

Конструктивным недостатком данной системы является то, что помпа оснащена приводом постоянного типа от распредвала двигателя (не выключен), что приводит к быстрому износу конструкции.Из-за этого производители все чаще делают выбор в пользу системы впрыска Common Rail.

Система впрыска Common Rail (перезаряжаемый впрыск)

Это более совершенная система TC для большинства дизельных двигателей. Свое название получил от основного элемента конструкции — топливной рампы, общей для всех форсунок. Common Rail в переводе с английского означает — общая рампа.

В такой системе топливо к топливным форсункам подается с аппарели, которую еще называют аккумуляторной батареей высокого давления, из-за чего система получила второе название — аккумуляторная система впрыска.

В системе Common Rail предусмотрено три стадии впрыска — предварительный, основной и дополнительный. Это позволяет снизить шум и вибрацию двигателя, сделать процесс воспламенения топлива более эффективным, уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.

Для управления системами впрыска на дизелях наличие механических и электронных устройств. Системы на механике позволяют контролировать рабочее давление, объем и момент впрыска топлива. Электронные системы обеспечивают более эффективное управление дизельным двигателем в целом.

Первые системы впрыска были механическими (рис. 2.61), а не электронными, и некоторые из них (например, высокоэффективная система Bosch) были чрезвычайно остроумными и работали хорошо. Впервые механическая система впрыска топлива была разработана на Daimler Benz, и первый серийный автомобиль с впрыском бензина был выпущен в 1954 году. Основные преимущества системы впрыска по сравнению с карбюраторными системами заключаются в следующем:

Отсутствие дополнительного сопротивления воздушному потоку на впуске, имеющем место в карбюраторе, обеспечивающем увеличение наполнения цилиндров и литровой мощности двигателя;

Более точное распределение топлива по отдельным цилиндрам;

Значительно более высокая степень оптимизации состава горючей смеси на всех режимах работы двигателя с учетом его состояния, что приводит к улучшению экологичности топлива и снижению токсичности выхлопных газов.

Хотя в итоге оказалось, что для этой цели лучше использовать электронику, которая позволяет сделать систему более компактной, надежной и более адаптируемой к требованиям различных двигателей. Одними из первых электронных систем впрыска были карбюратор, из которого сняли все «пассивные» топливные системы и установили одну-две форсунки. Такие системы получили название «Центральный (одноточечный) впрыск» (рис. 2.62 и 2.64).

Рис. 2.62. Центральный (одноточечный) узел впрыска

Рис.2.64. Схема центральной системы впрыска топлива: 1 — подача топлива;

Рис. 2.63. Электронный блок управления 2 — воздухозаборник; 3 — дроссельная заслонка четырехцилиндрового двигателя; 4 — впускной трубопровод; Valvetronic BMW 5 — форсунка; 6 — Двигатель

В настоящее время получены крупнейшие системы распределения (многоточечные) электронного впрыска. На изучении этих энергосистем необходимо остановиться подробнее.

Система питания с электронным распределенным впрыском бензина (тип Motronic)

В системе центрального впрыска подача смеси и ее распределение по цилиндрам осуществляется внутри впускного коллектора (рис.2.64).

Самая современная система впрыска топлива отличается тем, что на впускном тракте каждого цилиндра установлена ​​отдельная форсунка, которая в определенный момент впрыскивает дозируемую порцию бензина на впускной клапан соответствующего цилиндра. Бензин прибыл

В баллоне испаряется и перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Моторные тележки с такими системами питания имеют лучшую топливную экономичность и пони в премиальном содержании вредных веществ в выхлопных газах по сравнению с автомобилями от бюро двигателей.

Работой форсунок управляет электронный блок управления (ЭБУ) (рис. 2.63), который представляет собой специальный компьютер, который принимает и обрабатывает электрические сигналы от сенсорной системы, сравнивает их показания со значениями,

хранится в памяти компьютера, и выдается управление электрическими сигналами на электромагнитные клапаны форсунок и других исполнительных механизмов. К тому же ЭБУ постоянно диагностируется

Рис. 2.65. Схема системы впрыска топлива Motronic: 1 — подающий верх Liva; 2 — воздухозаборник; 3 — сальник поселка заслонки; 4 — патрубок подвода воды; 5 — форсунки; 6 — Двигатель

Система впрыска топлива и при поиске неисправностей в работе предупреждает водителя с помощью контрольной лампы, установленной в панели приборов.Серии записываются в память управления BLO и могут быть прочитаны при проведении диагностики.

Система с распределенным впрыском состоит из следующих компонентов:

Система подачи и очистки топлива;

Система подачи и очистки воздуха;

Система отвода и сжигания паров бензина;

Электронная часть с комплектом датчиков;

Система выпуска и дожигания отработавших газов.

Система подачи топлива состоит из прямого бака, электрического топливного насоса, топливного фильтра, трубопроводов и аппарелей верхней площадки, на которых установлены форсунки и регулятор давления топлива.

Рис. 2.66. Погружной электрический топливный насос; а — топливный коллектор с НАСО сом; б — внешний вид насоса и насосной части роторного типа топливного насоса с электроприводом; в передаче; р — ролик; д — пластинчатый; Д — Схема работы насосной секции роторного типа: 1 — корпус; 2 — зона всасывания; 3 — ротор; 4 — зона разгрузки; 5 — направление вращения

Рис. 2.67. Топливный пятицилиндровый двигатель с установленными на нем форсунками, регулятором давления и блоком регулирования давления

Электрооборудование Sonasos (обычно роликовое) может устанавливаться как внутри бензобака (рис.2.66) и снаружи. Бензонасос укомплектован электромагнитным реле. Бен Зин всасывает насосом из бака и одновременно промывает и охлаждает электродвигатель насоса. На выходе из насоса установлен обратный клапан, не пропускающий топливо от давления из напорной магистрали при выключенном топливном насосе. Предохранительный клапан служит для ограничения давления.

Поступающее от топливного насоса топливо под давлением не менее 280 кПа проходит через топливный фильтр тонкой очистки и попадает в топливную рампу.Фильтр имеет металлический корпус, заполненный бумажным фильтрующим элементом.

Пандус (рис. 2.67) представляет собой полую конструкцию, к которой крепятся форсунки и регулятор давления. Рампа крепится болтами к впускной трубе двигателя. На рампе также устанавливается штуцер, служащий для регулирования давления топлива. Фитинг закрывается резьбовой пробкой для защиты от загрязнения.

Сопло (рис. 2.68) имеет металлический кожух, внутри которого расположен электромагнитный клапан, состоящий из электрической обмотки, стали серого дехкина, пружин и запорной иглы.В верхней части форсунки находится не большой сетчатый фильтр, предохраняющий форсунку распылителя (имеющую очень маленькие отверстия) от загрязнения. Резиновые кольца обеспечивают ненужное уплотнение между аппарелью, патрубком и посадочной площадкой во входном трубопроводе. Фиксация насадки

Рампа

осуществляется с помощью специального зажима. На корпусе форсунки есть электрические контакты для

.

Рис. 2.68. Электромагнитные форсунки бензинового двигателя: слева — GM, справа — Bosch

Рис.2.69. Регулятор давления топлива: 1 — корпус; 2 — крышка; 3 — насадка для вакуумного шланга; 4 — мембрана; 5 — КЛАН; А — топливная полость; B — Вакуумная полость

Рис. 2.70. Трубы воздухозаборные пластиковые с ресивером и дроссельной заслонкой

сохраняющий электрический разъем. Регулировка количества топлива, впрыскиваемого форсункой, осуществляется изменением длительности электрического импульса, подаваемого на контакты форсунки.

Регулятор давления топлива (рис.2.69) используется для изменения давления в рампе в зависимости от вакуума во впускном трубопроводе. В стальном корпусе регулятора расположен подпружиненный игольчатый клапан, соединенный с диафрагмой. На диафрагме с одной стороны действует давление топлива в рампе, а с другой — разрежение во впускном трубопроводе. При увеличении разрежения во время прикрытия дроссельной заслонки клапан открывается, излишки топлива сливаются по сливному патрубку обратно в бак, а давление в рампе снижается.

В последнее время появились системы впрыска, в которых нет регулятора давления топлива. Например, на рампе автомобиля V8 NEW Range Rover нет регулятора давления, а состав горючей смеси обеспечивается только работой форсунок, принимающих сигналы от электронного блока.

Система подачи и очистки воздуха состоит из воздушного фильтра со сменным фильтрующим элементом, дроссельной заслонки с заслонкой и регулятора холостого хода, смотровой веры и выпускного трубопровода (рис.2.70).

Ресивер должен иметь достаточно большой объем, чтобы сглаживать пульсации воздушного двигателя, поступающего в цилиндры.

Дроссельная заслонка крепится на ресивере и служит для изменения количества ВОЗ Spirit в цилиндрах двигателя. Изменение количества воздуха осуществляется с помощью дроссельной заслонки, вращаемой в корпусе с помощью троса от педали «Газ». Датчик положения дроссельной заслонки установлен на датчике положения дроссельной заслонки и регуляторе холостого хода.В сопле дроссельной заслонки есть отверстия по случаю RA RAB, который используется системой улавливания паров бензина.

В последнее время конструкторы системы впрыска начинают применять электропривод, когда отсутствует механическая связь между педалью газа и дроссельной заслонкой (рис. 2.71). В таких конструкциях на педали «Газ» установлены датчики ее положения, а дроссель приводится во вращение шаговым электродвигателем с коробкой передач. Электрическая пружина вращает демпфер по сигналам ЭБУ, управляя работой двигателя.В таких конструкциях не только обеспечивается четкое выполнение команд водителя, но и можно воздействовать на двигатель, исправляя ошибки водителя, воздействовать на электронную систему поддержания устойчивости автомобиля и другие современные электронные системы безопасности. .

Рис. 2.71. Дроссель с электроникой Рис. 2.72. Индуктивные датчики с позиционным приводом проверяют возраст коленчатого вала и распределительную способность управления двигателем по proof

.

Вода

Датчик положения дроссельной заслонки это потенциометр, ползунок которого соединен с осью дроссельной заслонки.При повороте дроссельной заслонки изменяется электрическое сопротивление датчика и напряжение его питания, что является выходом спазбанда для ЭБУ. В системах электропривода управления дроссельной заслонкой используется не менее двух датчиков, чтобы компьютер определял направление движения заслонки.

Регулятор холостого хода служит для регулировки ротора коленчатого вала двигателя на холостом ходу путем изменения количества воздуха, проходящего в закрытую дроссельную заслонку. Регулятор состоит из шагового двигателя, управляемого ЭБУ, и конического клапана.В современных системах с более мощными компьютерами управления двигателем не стоят регуляторы холостого хода. Компьютер, анализируя сигналы от множества числовых датчиков, контролирует протяженность электрического тока электрических токов, поступающих в форсунки, и работу двигателя во всех режимах, в том числе на холостом ходу.

Между воздушным фильтром и впускным патрубком устанавливаются форсунки дат чик массовый расход топлива. Датчик изменяет частоту электрического сигнала, поступающего в ЭБУ, в зависимости от количества воздуха, проходящего через форсунку.Этот датчик поступает на ЭБУ и выдает электрический сигнал, соответствующий температуре проходящего воздуха. В первых электронных системах впрыска использовались датчики, оценивающие объем поступающего воздуха. Во впускном патрубке была установлена ​​заслонка, которая отклонялась на разные значения в зависимости от напора поступающего воздуха. Потенциометр был связан с барьером, который изменял сопротивление в зависимости от значения вращения клапана. Современные датчики массового расхода воздуха работают по принципу изменения электрического сопротивления нагретой проволоки или проводящей пленки при охлаждении входящим потоком воздуха.Управляющий компьютер, который также получает сигналы от температуры поступающего воздуха, может определять массу воздуха, поступившего в воздух.

Для правильного управления работой системы распределенного впрыска электронному BLU требуются сигналы от других датчиков. Последние: Датчик температуры охлаждающей жидкости, Датчик положения коленчатого вала, Датчик частоты вращения коленчатого вала, Мобильный датчик скорости, датчик детонации, датчик концентрации кислорода (установлен в приемной трубе системы выпуска выхлопных газов в системе обратной связи системы впрыска).

В качестве датчиков температуры в основном используются смеси прозвищ, которые изменяют электрическое сопротивление при изменении температуры. Датчики положения и скорости вращения коленчатого вала обычно выполняются индуктивного типа (рис. 2.72). Они вырабатывают импульсы электрического тока при вращении маховика с отметками на нем.

Фиг. 2.73. Схема работы адсорбера: 1 — отсос воздуха; 2 — дроссель; 3 — впускной коллектор двигателя; 4 — вентильная продувочная емкость с активированным углем; 5 — сигнал от ЭБУ; 6 — сосуд с активированным углем; 7 — окружающий воздух; 8 — Верхняя расправленная пара в топливном баке

Система питания с распределенным впрыском может быть последовательной или параллельной.В системе параллельного впрыска, в зависимости от количества цилиндров двигателя, несколько форсунок срабатывают одновременно. В системе с последовательным впрыском в нужный момент срабатывает только одна конкретная форсунка. Во втором случае ЭБУ должен получить информацию о моменте нахождения каждого поршня возле ВМТ в такте впуска. Для этого нужен не только датчик положения коленчатого вала, но также dat chick положение распределительного вала. На современных автомобилях, как правило, шпаклеваны двигатели с последовательным впрыском.

Для топтания паров бензина , которые испаряются из топливного бака, во всех системных темах впрыска используются специальные адсорберы с активированным углем (рис. 2.73). Активированный уголь, находящийся в специальной емкости, соединенной трубопроводами с топливным баком, хорошо поглощает пары бензина. Для удаления бензина из адсорбера он продувается воздухом и подключается к впускному патрубку двигателя, по порядку

Для одновременной работы двигателя продувка производится только по определению режимов работы двигателя, с помощью специальных клапанов, которые открываются и закрываются по команде ЭБУ.

В системах обратного впрыска используют датчиков концентрации кислорода в выхлопных газах, которые устанавливаются в выхлопной системе с каталитическим нейтрализатором выхлопных газов.

Каталитический нейтрализатор (рис. 2.74;

Рис. 2.74. Каталитический нейтрализатор двухслойный трехкомпонентный Floor Gaza: 1 — датчик концентрации кислорода для замкнутого контура управления; 2 — монолитный блок-носитель; 3 — элемент MON HELF в виде проволочной сетки; 4 — Двухстворчатая теплоизоляция Nate Roller

2.75) устанавливается в выхлопной системе для снижения содержания вредных веществ в выхлопных газах. Нейтральный, участок содержит один катализатор восстановления (родий) и два окислительных (платиновый и палиевый) катализатора. Окислительные ката-лизысы способствуют окислению неферментирующих углеводородов (CH) в водяном паре,

Рис. 2.75. Нейтрализатор внешнего вида

и оксид углерода (CO) в диоксиде углерода. Катализатор семейства VOS восстанавливает вредные оксиды азота NOX в безвредном азоте.Поскольку эти нейтрализаторы снижают в выхлопных газах содержание трех вредных веществ, их называют трехкомпонентными.

Работа автомобильного двигателя на съеденном бензине приводит к выходу из строя дорогостоящего каталитического нейтрализатора. Поэтому в большинстве стран употребление съеденного бензина запрещено.

Трехкомпонентный каталитический нителификатор работает наиболее эффективно, если подается смесь стехиометрического состава, то есть с соотношением воздуха и топлива 14,7: 1 или с коэффициентом избытка воздуха, равным единице.Если воздуха в смеси слишком мало (то есть мало кислорода), то CH и CO не полностью окисляются (сгорают) до безопасного побочного продукта. Если воздуха слишком много, то можно обеспечить разложение N0x на кислород и азот. Поэтому появилось новое поколение двигателей, в которых смесь постоянно корректировалась для получения точного соответствия коэффициента превышения самолета SS = 1 с использованием дат концентрации кислорода (лямбда-зоны да) (рис. 2.77), заложенных в вытяжная система.

Рис. 2.76. Зависимость эффективности нейтрализатора от коэффициента избытка воздуха

Рис. 2.77. Датчик концентрации кислорода, прибор: 1 — Уплотнение КО; 2 — металлический корпус с резьбой и шестигранником «под ключ»; 3 — Кий керамический изолятор; 4 — провода; 5 — уплотнительная манжета проволоки; 6 — Токовый контакт питания ТЭНа; 7 — внешний защитный экран с отверстиями для атмосферного воздуха; 8 — Токо съемник электрический сигнал; 9 — электронный обогреватель; 10 — керамический наконечник; 11 — Защитный экран из латуни для выхлопных газов

Этот датчик определяет количество кислорода в выхлопных газах, и его электрический сигнал использует компьютер, который соответственно изменяет количество верхнего Liva.Принцип работы датчика заключается в способности пропускать через себя жидкую суспензию. Если содержание кислорода на активных поверхностях датчика (одна из которых контактирует с атмосферой, а другая с выхлопными газами) существенно отличается, происходит резкое изменение напряжения на выходах датчика. Иногда встречаются две даты концентрации кислорода в кислороде: одна — до нейтрализатора, а другая — после.

Для эффективной работы катализатора и датчика концентрации кислорода на них должна быть этикетка с указанием определенной температуры.Минимальная температура, при которой задерживаются 90% вредных веществ, составляет около 300 «С. Также необходимо избегать перегрева нейтрализатора, так как это может повредить кузов и частично перекрыть проход для газов. работают с перебоями, затем несгоревшее топливо втаптывается в катализатор, резко повышая его температуру. Ино, гда может хватить нескольких минут работы двигателя с перебоями, чтобы полностью вывести нейтрализатор из строя.Поэтому электронные системы Современные двигатели должны определять перебои в работе и предотвратить их, а также серьезно предупредить водителя об этой же проблеме.Иногда для ускорения прогрева каталитического нейтрализатора после ПУ СКА Холодного двигателя используются электронагреватели. Круглые датчики концентрации, которые используются в настоящее время, почти все имеют нагревательные элементы. В современных двигателях с целью ограничения выбросов вредных веществ в атмосферу

РУ при прогреве двигателя предварительные каталитические тепловозы устанавливаются максимально близко к выхлопному коллектору (рис. 2.78) для обеспечения быстрого нагрева нейтрализатора до рабочей температуры.Датчики кислорода Устанавливаются до и после нейтрализатора.

Для улучшения экологических показателей двигателя необходимо не только с выступом нейтрализаторов выхлопных газов, но и для улучшения процессов, протекающих в двигателе. Содержание углеводородов удалось снизить за счет снижения

«Объемы щелей», такие как зазор между поршнем и стенкой цилиндра над верхним соответствующим кольцом и полости вокруг седла клапана.

Тщательное исследование потока горючей смеси внутри цилиндра на компьютере по методике Терное позволило обеспечить более полное сгорание и низкие уровни CO.Уровень NOX был снижен с помощью системы рециркуляции выхлопных газов за счет бора системы градуировки газовой части и подачи его в воздушный поток на входе. Эти меры и быстрый и точный контроль работы двигателя в переходных режимах позволяют снизить вредные выбросы до минимума еще до катализатора. Для ускорения прогрева каталитического нейтрализатора и вывода его на рабочий режим также применяется метод вторичной обработки в выпускном коллекторе с помощью специального электронасоса.

Другим эффективным и правильным способом нейтрализации вредных продуктов в выхлопных газах является дожигание пламенем, основанное на способности горючих компонентов выхлопных газов (CH, CH, альдегиды) окисляться при высоких температурах. Выхлопные газы попадают в камеру шокового агента, имеющую эжектор, через который нагревается воздух от тепла лобемника. Горение происходит в камере,

Рис. 2.78. Выпускной коллектор двигателя и для замка зажигания

с предварительным нейтрализатором свеча.

Прямой впрыск бензина

Первые системы впрыска бензина непосредственно в цилиндры двигателя появились в первой половине XX века. и используется в авиационных двигателях. Попытки применить непосредственный впрыск в бензиновых двигателях автомобилей были прекращены в 40-х годах XIX века, поскольку такие двигатели получались дорогими, неэкономичными и сильно дымящими на режимах большой мощности. Впрыск бензина прямо в цилиндры сопряжен с определенными трудностями. Форсунки для прямого впрыска бензина работают в более сложных условиях, чем установленные во впускном трубопроводе.Головка блока, в которую должны крепиться такие насадки, получается более сложной и дорогой. Время, отводимое на процесс перемешивания при непосредственном впрыске, значительно сокращается, а значит, для хорошего перемешивания необходимо подавать бензин до боли ШИМ.

Со всеми этими трудностями удалось справиться специалистам Mitsubishi, в Toraya впервые применили систему непосредственного впрыска бензина на автомобильных двигателях. Первый серийный автомобиль Mitsubishi. Галант с патроном 1.Двигатель 8 GDI (Gasoline Direct Injection — непосредственный впрыск бензина) появился в 1996 году (рис. 2.81). Сейчас магниты с непосредственным впрыском бензина производят Peugeot-Citroen, Renault, Toyota, Daimlerchrysler и другие производители (рис. 2.79; 2.80; 2.84).

Преимущества системы прямого впрыска в основном заключаются в повышении топливной экономичности, а также в некотором увеличении мощности. Первое объясняется способностью работы двигателя с системой непосредственного впрыска

Рис.2.79. Схема двигателя Volkswagen FSI с непосредственным впрыском бензина

Фиг. 2.80. В 2000 году PSA Peugeot-Citroen представила свой двухлитровый цилиндровый двигатель HPI с прямым впрыском бензина, который мог работать на плохих смесях

.

на очень плохих смесях. Увеличение мощности связано с тем, что организация процесса подачи топлива в цилиндры двигателя дает возможность повысить степень сжатия до 12,5 (в обычных бензиновых двигателях редко удается установить степень сжатия более 10 из-за до начала детонации).

В двигателе GDI топливный насос обеспечивает давление 5 МПа. Электромагнитная форсунка, установленная в блоке цилиндров, впрыскивает бензин непосредственно в цилиндр двигателя и может работать в двух режимах. Благодаря простоте подаваемого электрического сигнала он может впрыскивать топливо либо мощной конической горелкой, либо компактной струей (рис. 2.82). Дно поршня имеет особую форму в виде сферической выемки (рис. 2.83). Эта форма позволяет закручивать поступающий воздух, направлять впрыснутые предохранители в свечу зажигания, установленную в центре камеры сгорания.Впускной патрубок провода расположен не сбоку, а вертикальный

.

Рис. 2.81. Двигатель Mitsubishi GDI — на серийный Двигатель с системой не посредственного впрыска бензина

но сверху. У него нет резких изгибов, поэтому воздух поступает с большой скоростью.

Фиг. 2.82. Форсунка двигателя GDI может работать в двух режимах, обеспечивая мощный (а) или компактный (б) распыляемый бензиновый фонарь

В работе двигателя с системой непосредственного впрыска можно выделить три различных режима:

1) режим работы на сверхстенных смесях;

2) режим работы на стехиометрической смеси;

3) режим резких ускорений с малых оборотов;

Первый режим применяется в том случае, когда машина движется без резких ускинов со скоростью около 100-120 км / ч.В этом режиме используется очень плохая горючая смесь с коэффициентом избытка воздуха более 2,7. В нормальных условиях такая смесь не может воспламениться от искры, поэтому в форсунку впрыскивается топливо в пакет в конце такта сжатия (как в дизеле). Сферическая выемка в поршне на шуршащем потоке топлива к электродам свечи зажигания, где высокая концентрация паров бензина обеспечивает возможность перемешивания смеси.

Второй режим используется при движении автомобиля с большой скоростью и с резкими ускорениями, когда нужно получить большую мощность.Такой режим движения требует стехиометрического состава смеси. Смесь такого состава легко воспламеняется, но двигатель GDI имеет повышенную степень

.

Сжатие, а чтобы не забрались де Тонация, форсунка впрыскивает топливо с помощью мощной горелки. Мелкодисперсное топливо заполняет цилиндр и, испаряясь, покрывает поверхность цилиндра, снижая вероятность детонации.

Третий режим нам нужен для получения большого крутящего момента при резком нажатии педали «Газ» при двигателе

бутылки на малых оборотах.Этот режим двигателя отличается тем, что за один цикл форсунка работает дважды. Во время впуска в цилиндр для

Рис. 2.83. Поршень двигателя с непосредственным впрыском бензина имеет особую форму (процесс сгорания над поршнем)

4. Заказ № 1031. 97

Рис. 2.84. Конструктивные особенности Двигатель с непосредственным впрыском Ben Zina Audi 2.0 FSI

его охлаждение мощной горелкой нагнетается сверхстенной смесью (А = 4.1). По окончании такта сжатия форсунка еще раз впрыскивает горючее, но компактным факелом. При этом смесь в цилиндре обогащается и детонация не происходит.

По сравнению с обычным двигателем При силовой системе с распределенным бензином двигатель с системой GDI примерно на 10% экономичнее и выбрасывает в атмосферу на 20% меньше углекислого газа. Увеличенная мощность двигателя достигает 10%. Однако, как показала работа автомобилей с двигателями такого типа, они очень чувствительны к содержанию серы в бензине.

Оригинальный процесс впрыска бензина был разработан ORBITAL. При этом в цилиндры двигателя впрыскивается бензин, предварительно смешанный с воздухом с помощью специальной форсунки. Орбитальное сопло состоит из двух губок, топливной и воздушной.

Рис. 2.85. Форсунка орбитальная рабочая

Воздух в воздушные рубашки поступает в сжатом виде от специального компрессора под давлением 0,65 МПа. Давление топлива 0,8 МПа. Сначала срабатывает жир, а затем в нужный момент и воздух, поэтому топливно-воздушная смесь в виде аэрозоля (рис.2.85) впрыскивается в цилиндр.

Форсунка, установленная в головке блока цилиндров рядом со свечой зажигания, подающая топливо и воздушную струю непосредственно к электродам свечи зажигания, что обеспечивает ее хорошее зажигание.

В современных автомобилях на бензиновых электростанциях Принцип действия системы аналогичен применяемому на дизельных двигателях. В этих моторах он разделен на два — впускной и впрыскивающий. Первый обеспечивает подачу воздуха, а второй — топлива. Но в силу конструктивных и эксплуатационных особенностей работа впрыска существенно отличается от используемых дизелей.

Отметим, что разница в системах впрыска дизельных и бензиновых двигателей все больше стирается. Чтобы добиться наилучших качеств, конструкторы заимствуют конструктивные решения и применяют их в различных типах энергосистем.

Устройство и принцип работы системы впрыска

Второе название систем впрыска бензиновых двигателей — впрыск. Его главная особенность — точная дозировка топлива. Это достигается за счет использования в конструкции форсунок.Устройство впрыска двигателя включает в себя два компонента — исполнительный и управляющий.

В задачу исполнительной части входит подача бензина и его опрыскивание. Составных элементов в нем не так много:

1. Насос (электрический).
2. Фильтрующий элемент (тонкая очистка).
3. Подача топлива.
4. Пандус.
5. Сопло.

Но это только основные компоненты. Исполнительный компонент может включать в себя еще ряд дополнительных узлов и деталей — регулятор давления, систему слива излишков бензина, адсорбер.

В задачу этих элементов входит подготовка топлива и обеспечение его поступления в форсунки, чтобы осуществлялся их впрыск.

Принцип работы исполнительного компонента прост. При повороте ключа зажигания (на некоторых моделях — при открытии водительской двери) включается электронасос, который качает бензин и заправляет их другими элементами. Топливо очищается и топливопроводы попадают на аппарель, соединяющую форсунки. Из-за насоса топливо во всей системе находится под давлением.Но его стоимость ниже, чем на дизелях.

Открытие форсунок осуществляется за счет электрических импульсов, поступающих от управляющей части. Этот компонент системы впрыска топлива состоит из блока управления и целого набора устройств слежения — датчиков.

Эти датчики отслеживают показатели и параметры работы — скорость вращения коленчатого вала, количество подаваемого воздуха, температуру угля, положение дроссельной заслонки. Поступают показания на блок управления (ЭБУ).Он сравнивает эту информацию с данными, внесенными в память, на основе которых определяется длина электрических импульсов, подаваемых на форсунки.

Электроника, используемая в управляющей части системы впрыска топлива, нужна для расчета времени открытия форсунки в момент времени или другого режима работы силового агрегата.

Типы форсунок

Но учтите, что это общая конструкция системы питания бензинового мотора. Но форсунок разработано несколько, и каждый из них имеет свои конструктивные и рабочие особенности.

Системы впрыска двигателя используются на автомобилях:

• центральный;

Распределено

• ;
• прямой.

Центральный впрыск считается первым инжектором. Его особенность — использование только одной форсунки, которая впрыскивает бензин во впускной коллектор одновременно для всех цилиндров. Изначально он был механическим и никакая электроника в конструкции не использовалась. Если рассматривать устройство механической форсунки, то она аналогична карбюраторной, с той лишь разницей, что вместо карбюратора использовалась форсунка механического привода.Со временем центральная картотека стала электронной.

Сейчас этот тип не используется из-за ряда недостатков, главный из которых — неравномерное распределение топлива по цилиндрам.

Распределенный впрыск на данный момент является самой распространенной системой. Конструкция этого типа инжектора описана выше. Его особенность в том, что топливо для каждого цилиндра дает своя форсунка.

В конструкции этого типа форсунки устанавливаются во впускной коллектор и располагаются рядом с GBC.Распределение топлива по цилиндрам позволяет обеспечить точную дозировку бензина.

Мгновенный впрыск в настоящее время является наиболее совершенным типом бензина. В двух предыдущих типах бензин подавался в проходящий поток воздуха, а смесь стала выноситься еще во впускной коллектор. Такая же конструкция инжектора копирует систему впрыска дизеля.

В форсунке с непосредственной подачей форсунки форсунок расположены в камере сгорания. В результате компоненты топливовоздушной смеси здесь запускаются в цилиндры по отдельности, а уже в самой камере смешиваются.

Особенность данной форсунки в том, что для впрыска бензина требуются высокие показатели давления топлива. И на его создание предусмотрен еще один узел, добавленный к устройству исполнительной части — насос высокого давления.

Дизельные двигатели и системы питания

Модернизированы и дизельные системы. Если раньше он был механическим, то теперь дизель оснащен электронным управлением. В нем используются те же датчики и блок управления, что и в бензиновом моторе.

Сейчас на авто есть три типа впрыска дизеля:

1. С распределительным насосом.
2. ОБЩИЙ РЕЛЬС.
3. Насос-форсунка.

Как и в бензиновых двигателях, конструкция дизельного впрыска Состоит из исполнительного и управляющего блоков.

Многие элементы исполнительной части такие же, как и форсунки — бак, заправка, фильтрующие элементы. Но есть и узлы, которых нет на бензиновых двигателях — ТНВД, ТНВД, ТНВД для транспортировки.

В механических системах дизельных двигателей использовались рядные ТНВД, в которых давление топлива для каждой форсунки создавало свою отдельную плунжерную пару.Такие насосы отличались высокой надежностью, но были громоздкими. Момент впрыска и количество впрыскиваемого дизельного топлива регулировалось насосом.

В двигателях, оборудованных распределительным насосом, в конструкции насоса используется только одна плунжерная пара, качающая топливо для форсунок. Этот узел отличается компактными размерами, но его ресурс ниже, чем в рядке. Эта система используется только на легковых автомобилях.

COMMON RAIL считается одной из самых эффективных систем впрыска дизельного двигателя.Общая концепция во многом позаимствована у инжектора с раздельной подачей.

В таком дизеле момент подачи и количество топлива «Головы» электронная составляющая. Задача насоса высокого давления — только слив дизельного топлива и создание высокого давления. Причем дизельное топливо подается не сразу в форсунки, а в рампу, соединяющую форсунки.

Насос-форсунка — еще один вид дизельного впрыска. В данной конструкции нет ТНВД, а в форсунки включены плунжерные пары, создающие давление дизельного топлива.Такое конструктивное решение позволяет создать самые высокие значения давления топлива среди существующих видов впрыска на дизельных агрегатах.

Наконец, отметим, что здесь приводится информация о типах впрыска двигателя, которые можно обобщить. Чтобы разобраться в конструкции и особенностях указанных типов, их рассматривают отдельно.

Видео: Управление впрыском топлива

.