Подача топлива в инжекторном двигателе, описание особенностей. Дизельный инжекторный двигатель
Подача топлива в инжекторных двигателях, описание отличий типов систем впрыска
Инжекторные двигатели отличаются отсутствием карбюратора, вместо которого выступают новые системы подачи топливных смесей. При надавливании на педаль газа происходит автоматическое регулирование поступления воздуха в топливные цилиндры.
Контроль бензиновых растворов производит специальное электронное устройство, внедренное в двигатель. Подача топлива в инжекторном двигателе отличается конструктивными особенностями, способствующими уменьшению количества вредных веществ, выбрасываемым в атмосферу.
Отличия работы инжекторных двигателей
Принцип подготовки воздушно-топливных смесей полностью отличается от предыдущих. Для создания высокого давления в подаваемых смесях топливный бак имеет встроенный электрический бензонасос. Бензин под давлением поступает в специальный отсек — рампу с форсунками для впрыска в цилиндры, где происходит смешивание его с воздухом.
В зависимости от количества поступившего бензина, температуры двигателя, скорости вращения коленчатого вала электронное управляющее устройство (ЭБУ) регулирует такие параметры:
- Состав топливной смеси.
- Количество впрыскиваемой жидкости и объем воздуха.
- Расчет интервала, через который происходит открытие клапана на форсунке.
Топливо подается под автоматическим контролем. Электронное управление является мозговым центром автомобиля.
Автоматизация контроля поступления топлива в систему питания инжекторного мотора позволяет улучшить основные показатели машины:
- скорость разгона;
- показатели загрязнения экологии;
- общий расход бензина.
Описание преимуществ инжекторных систем
По сравнению с карбюраторами системы питания инжекторного двигателя имеют следующие достоинства:
- Более тщательная дозировка количества топливной смеси позволяет существенно экономить общий расход.
- Использование датчиков, следящих за характеристиками топливных смесей и выхлопных газов, приводит к снижению токсичности выхлопа.
- Опережение зажигания, регулировка угла в соответствии с режимами двигателя способствует росту мощности почти на 10%.
- При изменениях нагрузки происходит мгновенная корректировка системой впрыска состава топливно-воздушной смеси.
- Наличие гарантированного облегченного запуска при любой погоде.
- Уменьшение количества углеводородов в отработанных газах
Недостатки инжекторных двигателей:
- высокие цены на ремонт и обслуживание;
- многие узлы и детали не подлежат восстановлению, возникает необходимость их полной замены;
- повышенные требования к качеству бензина;
- потребность в специализированном диагностическом, обслуживающем и ремонтном оборудовании.
Корректировка функций двигателя контроллером ЭБУ
Современные двигатели впрыскивающего типа используют обособленные форсунки, предназначенные для цилиндров. Бензонасос инжекторного двигателя создает необходимое давление, топливо через открытые клапаны форсунок поступает в специальную камеру для сжигания.
Электронный блок управления (ЭБУ) осуществляет регулирование момента открытия каждой форсунки. Встроенная система специальных приборов — датчиков служит для передачи необходимой информации управляющему устройству.
Данные, используемые ЭБУ:
- Расход воздуха.
- Расположение дроссельной заслонки.
- Контроль охлаждающей жидкости.
- Расположение коленчатого вала.
- Кислород в газах.
- Наличие детонации.
- Состояние распределительного вала.
Количество расхода воздуха влияет на автоматический перерасчет наполненности цилиндров отдельного цикла. При поломке считывающего прибора перерасчет производится по специальным таблицам аварийного состояния.
Загруженность двигателя, количество оборотов, наполненность цилиндров в одном цикле рассчитываются при помощи информации, предоставляемой датчиком расположения заслонки дросселя, отражающих угол ее открытия.
Прибор, отражающий нагрев охлаждающей жидкости, помогает откорректировать впрыск, зажигание, участвует в управлении электрической вентиляцией. При отказе датчика используются температурные данные, присущие определенному периоду действия силового агрегата, находящиеся в специальной таблице.
Датчик положения коленвала является прибором, без которого невозможно передвижение всей машины. При выходе из строя данного прибора автомобиль не в состоянии добраться даже до ближайшего СТО. С его помощью синхронизируется вся система, производится расчет оборотов движка, определяется расположение коленчатого вала в любой момент работы двигателя.
Кислородный прибор поставляет данные о насыщенности отработавших газов элементом О2. После получения сведений ЭБУ корректирует состав направляемого топлива, его количество. Международные нормы контроля выбросов Евро-2 и Евро-3 требуют использовать данные приборов, следящих за кислородом. Евро-3 предполагает наличие двух кислородных приборов, расположенных после каталитического катализатора и перед ним.
При сигнале специального датчика о возникновении детонации ЭБУ гасит ее путем корректировки угла опережения зажигания. Эксплуатация мотора с детонацией приводит к ускоренному сгоранию топлива. Возникают ударные нагрузки на двигатель, нагрев всех элементов, дымный выброс, прогорание поршней и клапанов, увеличение расхода топлива, снижение мощности силового агрегата. Такая работа мотора крайне нежелательна.
Датчик, контролирующий распределительный вал, подает информацию, необходимую для создания синхронности при впрыске.
В зависимости от встроенной системы впрыска силовые агрегаты комплектуются приборами, помогающими выявлять причины отсутствия поступления бензина в движок. Дополнительные приборы осуществляют контроль за выбросами.
Управляющий механизм также корректирует функционирование рабочих узлов:
- системы зажигания;
- вентилятора системы охлаждения;
- регулятора холостого хода;
- бензонасоса;
- форсунок;
- клапана адсорбера, предназначенного для улавливания паров бензина.
При запуске силового агрегата остатки паров автоматически направляются в камеру для последующего сжигания.
Благодаря четкому взаимодействию всех механизмов производится точное впрыскивание топлива. Состав и количество топливной смеси отрегулированы благодаря отлаженной работе ЭБУ.
Описание видов систем питания
Системы впрыска имеют несколько разновидностей:
- Одноточечные, при которых имеется одна форсунка и несколько цилиндров.
- Многоточечные, здесь каждый цилиндр снабжен своей форсункой.
- Непосредственные системы основаны на работе по принципу дизелей, где подача топлива производится форсунками прямо в цилиндры.
Схема системы питания одноточечного типа:
При применении одноточечных систем или моновпрыска используется минимальное количество управляющей электроники. На основании данных, полученных с датчиков, ЭБУ изменяет условия подачи топлива. При одноточечном впрыске существенно экономится бензин, улучшается состав выхлопа, повышается надежность двигателя. К недостаткам такого типа системы относится снижение приемистости двигателя, наблюдается скопление топлива на стенках коллектора в виде осадка.
Схема питания многоточечного впрыска:
Система питания многоточечного впрыска более совершенна. Здесь топливо подается на каждый цилиндр. Данный метод впрыска топлива отличается сложностью, однако мощность двигателя при этом возрастает почти на десять процентов.
При установке двигателей с многоточечным впрыском автомобиль получает ускоренный разгон благодаря настройкам и качественному наполнению цилиндров. Приближение клапанов впуска к форсункам способствует точности подачи топлива, минимизирует вероятность образования топливных осадков.
Впрыскивающие системы непосредственного типа обладают оптимальным сочетанием высокого качества сгорания воздушно-топливных смесей и повышенного КПД. В двигателях непосредственной системы питания более тщательно производится распыление и смешивание с воздушными потоками, происходит более грамотное распределение готовой смеси в зависимости от режимов работы мотора.
К преимуществам относится экономичность расхода топлива, увеличение интенсивности ускорения машины, более чистый выхлоп. К недостаткам можно отнести повышенные требования к качеству бензина. Топливная аппаратура такого двигателя очень капризна.
Проведение техобслуживания систем питания инжекторных двигателей
Мероприятия по техническому обслуживанию систем питания обладают особенностями:
- В процессе эксплуатации моторов наиболее часто подвергаются загрязнениям и выходу из строя воздушные фильтры. Каждые тридцать тысяч километров пробега необходимо менять фильтрующий элемент на новый экземпляр. Рекомендуется также регулярно очищать извлеченный узел от грязи и пыли при помощи щетки и встряхивания.
- Возникновение рывков при движении машины говорит о необходимости замены фильтра, производящего тонкую очистку топлива. Рекомендуется также производить плановые замены после очередных 30 тыс. км пробега.
- Форсунки подвергаются регулярным проверкам, производится замена регулятора холостого хода.
avtodvigateli.com
Разбираемся в типах движков — карбюраторный, инжекторный, дизельный
Карбюраторный. Более обычная система питания, представляющая собой обрезок трубы, через который двигатель сосет из атмосферы воздух и в который впрыскивается горючее, нужное движку для работы. Простые мотоциклетные карбюраторы конкретно так и смотрятся: маленькая трубка, перегороженная скользящей заслонкой дросселя и имеющая отверстие жиклера, через которое подсасывается бензин. Главным преимуществом карбюратора является его простота. При неком опыте данный двигатель можно регулировать без помощи других, «на глазок», добиваясь хороших результатов. Недочетом – низкая экономичность схожей системы питания.
Инжекторный. Представляет собой обыденный карбюраторный двигатель, на котором горючее не выливается в «трубу», а при помощи особых форсунок впрыскивается в цилиндры в строго отмеренном, согласно расчетам компьютера, количестве. Главным преимуществом является отменная экономичность, позволяющая понизить расход горючего процентов на 20 по сопоставлению с карбюраторным, способность к саморегулировке, экологическая чистота. Недочетом – высочайшая цена машин, запчастей и агрегатов — отдельных узлов системы впрыска, невозможность проведения самостоятельного ремонта.
Дизельный. Отличается принципно другим принципом поджигания горючего: работающий на «сдавливание» поршень сжимает воздух до таковой степени, что тот раскаляется выше температуры вспышки дизтоплива. В этот момент в рабочую камеру при помощи форсунки впрыскивается «горючка», вспыхивает и производит нужную для движения работу. Схожая конструкция имеет ряд преимуществ и недочетов, заложенных в самом принципе деяния. Преимуществ у дизеля много. Он приметно экономичнее даже инжекторных моторов, он потребляет дешевенькую солярку заместо дорогого бензина, он не нуждается в сложных системах зажигания и способен работать на вполне обесточенной машине, он практически не выпускает ядовитых выхлопных газов.
Недочетов меньше, но они очень специфичны. Ранее основными недочетами дизелей считали их более высшую цена и нехорошую приемистость (тупость). К истинному моменту эти вопросы решены, и оборудованную дизелем машину тяжело с первого взора отличить от бензиновой по поведению на дороге либо стоимости. Но остались прирожденные недочеты, непоправимые на этом типе моторов в принципе. Это дурная привычка дизельного горючего застывать на морозе, превращаясь в снегоподобную массу, и нагрев рабочей консистенции способом сжатия.
В абсолютном большинстве случаев с приближением холодов на автозаправочных станциях начинают продавать так именуемую «зимнюю» солярку, замерзающую при более низких температурах. Но если вы в течение, скажем, пары недель не садились за руль либо садились, но проехали не сильно много и о дозаправке бака пока не думали, то с первыми легкими морозами вас может ожидать сюрприз: вы придете к машине, попытаетесь завести, очень изумитесь ее упрямству, откроете горловину бака – и заместо горючего обнаружите странноватый холодец.
Лечится сия проблема только одним методом: буксировкой машины в теплое помещение на несколько часов, сливом горючего и подменой его на более подходящее по сезону (или разбавлением солярки бензином, керосином либо спецсоставами для растворения парафинов).
Понятие об инжекторном двигателе.
Системы питания с впрыском бензина
Понятие об инжекторных двигателях
Инжекторными называются двигатели с искровым зажиганием топливной смеси, в которых в качестве топлива используют бензин, а процесс смесеобразования происходит с помощью форсунки или форсунок, впрыскивающих топливо под давлением во впускной трубопровод или в цилиндр двигателя.
Впрыск топлива вместо использования процесса карбюрации позволил получить ряд определенных выгод, поэтому в последние годы все системы питания, использующие впрыск все больше вытесняют карбюраторные системы питания двигателей, особенно на легковых автомобилях.
Широкому применению систем впрыска топлива на грузовых автомобилях в настоящее время препятствуют такие их недостатки, как повышенная сложность обслуживания и дороговизна используемых приборов и узлов. Однако, с учетом несомненных преимуществ, позволяющих получить ощутимую долгосрочную выгоду, можно предположить, что и на грузовом автотранспорте, особенно малой и средней грузоподъемности, системы впрыска бензина найдут широкое применение в ближайшие годы. На грузовых автомобилях повышенной грузоподъемности и автобусах достойной конкуренции дизельным двигателям пока нет.
***
Достоинства и недостатки систем впрыска топлива
Несомненным преимуществом систем впрыскивания топлива по сравнению с карбюраторными системами питания являются следующие:
- отсутствие устройств, создающих сопротивление потоку воздуха на впускном трубопроводе (карбюратора) и вследствие этого более высокий коэффициент наполнения цилиндров, что обеспечивает получение более высокой «литровой» мощности;
- возможность использования большего перекрытия клапанов, когда открыты одновременно впускной и выпускной клапаны, что улучшает процесс продувки камеры сгорания чистым воздухом, а не горючей смесью;
- более точное дозирование количества топлива, необходимого для работы двигателя на различных режимах его работы;
- снижение температуры стенок цилиндров, днища поршней и выпускных клапанов из-за лучшей продувки и более равномерного состава горючей смеси, что позволяет без опасности детонации поднять степень сжатия смеси в цилиндре на 2…3 единицы;
- снижение количества оксидов азота при сгорании топлива, т. е. снижение токсичности отработавших газов;
- улучшение смазывания зеркала цилиндров двигателя и, как следствие, снижение уровня механических потерь на трение.
Таким образом, благодаря перечисленным достоинствам системы питания с впрыском топлива позволяют обеспечить по сравнению с карбюраторной системой (при прочих равных условиях) более высокую мощность двигателя, улучшенную экономичность, снижение выбросов вредных веществ в атмосферу и повышение степени сжатия, а также повысить ресурс двигателя.
Особенно ценным качеством бензиновых систем питания, использующих впрыск, является возможность объединить управление систем питания и зажигания посредством единого управляющего центра (компьютера), что открывает широкие динамические и экономические перспективы для инжекторных двигателей, а также возможность существенной автоматизации многих процессов в их работе.
Не лишены системы впрыска воздуха и недостатков:
- относительно высокая стоимость;
- сложность технического обслуживания, требующая специального оборудования и высокой квалификации обслуживающего персонала;
- повышенные требования к качеству и очистке бензина.
***
Классификация систем питания с впрыском бензина
k-a-t.ru
Инжекторный двигатель - обзорная статья + видео
Словосочетание инжекторный двигатель, наверняка, знакомо сегодня каждому владельцу автомобиля, да и тем, кто его не имеет, но просто интересуется автомобилестроением. Для непосвященных, сразу скажу, что это не какой-то отличительно новый вид двигателя, а все на всего тот же знакомый нам бензиновый двигатель внутреннего сгорания, но с инжекторной системой подачи топлива, которая и является его принципиальным отличием. К примеру, двигатель FSI, о нем вот здесь.
История инжекторного двигателя.
Изначально системой образования топливно-воздушной смеси, которая непосредственно и сгорает в цилиндрах двигателя, приводя его в движение, занимался такой узел автомобиля, как карбюратор. Он располагался непосредственно перед впускным коллектором и готовил смесь для работы двигателя. Однако потребности отдачи от двигателя постоянно росли, и карбюратор уже не мог дальше удовлетворять все требования, которые к нему предъявляли конструктора. Особенно это было актуально в авиации, где важны такие параметры успеха, как малый вес и большой КПД (мощность) двигателя.
Получилось, что при применении карбюраторов конструкторы 40-х, так сказать, уперлись в «потолок» по увеличению мощности двигателя от стандартной системы подачи топлива и приготовления воздушно-топливного коктейля. Поэтому был выбран абсолютно новый подход к образованию топливной смеси, а именно впервые была придумана и применена технология впрыска топлива непосредственно в цилиндры двигателя, что-то сродни дизельных двигателей, но при этом еще и с применением свечей зажигания, кстати, о том, как их заменит вот тут. Это и позволило увеличить мощность двигателя, не изменяя его размеров.
Как неудивительно, но эта технология хоть и позволяла достичь желаемых результатов, но не прижилась в автомобилестроении. Причиной этому послужила сложность применения данной системы при массовом производстве автомобилей. Да, существовали некоторые экземпляры с механической системой впрыска, но не более того, а вот небеса такие двигатели продолжали покорять.
К идее применения впрыска в автомобильных двигателях вернулись снова, но гораздо позже. Все было хорошо, и никто особо не задумывался по вопросу внедрения инжекторных систем до того момента, пока в США не встал вопрос об экологичности двигателей внутреннего сгорания. Тут-то инженеры вновь и обратили внимание на использование системы впрыска топлива. Однако система, которая начала применятся в конце 70-х в массовом автомобилестроении, была на порядок технологичнее той, что применялась ранее.
Как работает инжекторный двигатель?
Во-первых, впрыск производился посредством электронной форсунки не в камеру сгорания, а во впускной коллектор отдельной форсункой непосредственно перед впускным клапаном. Применение именно такого способа впрыска позволило снизить требования к давлению в топливной магистрали. Ведь при таком способе впрыска давление нагнетает электрический топливный насос, составляя порядка 3 бар, в то время как для непосредственного впрыска нужно около 50 бар.
В то же время, как подвид, применялись модификации так называемых моно-инжектроных систем. Когда форсунка была одна и располагалась сразу за дроссельной заслонкой. Если хотите знать, как промыть форсуноки своими руками, тогда вам сюда. Такого рода инжекторная система позволяла с легкостью модифицировать обычную карбюраторную версию двигателя с небольшой доработкой, чем и пользовались некоторые производители, обновляя свои модельные ряды. Однако со временем применение моновпрыска сошло на нет, так как тот же распределенный впрыск позволял гораздо эффективнее экономить топливо, увеличивая мощность. А доступность микроконтроллерных систем управления впрыском топлива и вовсе сыграла значительную роль в развитии распределенного впрыска топлива. Когда каждая форсунка, управляемая электронным блоком управления, который, оценивая показания нескольких датчиков, подавал необходимое количество топлива именно в нужный момент времени. С применением инжекторов в наш обиход вошел и такой знаменитый датчик содержания кислорода, как лямда-зонд. Наверняка, вы слышали о нем, когда неисправность этого датчика являлась причиной повышенного расхода топлива и неравномерной работы двигателя.
Честно говоря, это датчик лишь та малая часть, которая оценивает состояние работы вашего двигателя, и чем дальше идет прогресс, тем сложнее становится система впрыска. Развитие данной системы в автомобильных двигателях не стоит на месте. Как ее логическое продолжение (как и когда-то в 40-х годах прошлого века) впрыск вновь стал возвращаться непосредственно в цилиндры. Впервые такую систему непосредственного впрыска топлива в цилиндры двигателя на массовом рынке применил такой известный автопроизводитель как Mitsubishi, чуть позже ее стали применять и другие «киты» данного рынка как BMW, Mercedes, Volkswagen и Toyota.
Применение такой системы позволяет двигателю работать гораздо экологичнее на небольших оборотах и скоростях присущих городскому циклу движения. В данной ситуации используется обедненная смесь, которая подается непосредственно перед вспышкой искры на такте сжатия. При скоростных поездках по трассам данная система впрыска топлива переводится в другой режим, при котором струя топлива подается в цилиндры при впуске, и впрыск в такой ситуации мало чем отличим от распределенного впрыска топлива в впускной коллектор. Однако именно возможность работать двигателю эффективно как при малых оборотах, так и при высоких, соответствуя при этом все более и более жестким экологическим требованиям, становится основной причиной перехода многих автопроизводителей именно к такому принципу впрыска топлива.
Вместе с тем, как все более и более сложными становятся системы впрыска и требования к экологичности двигателей нашего мира, возрастают и требования к качеству топлива. Сегодня системы с непосредственным впрыском требуют только качественного топлива с низким содержанием побочных продуктов, которые могут губительно сказаться на деталях как непосредственно впрыска, так и системе нейтрализации выхлопных газов.
Помимо требований к качеству топлива, немаловоажным становится тот факт, что современный инжекторный двигатель весьма технологичный узел, который требует соответствующего обслуживания, если раньше с помощью небольшого количества инструмента практический каждый мужчина нашей страны способен был перебрать двигатель своего автомобиля без ущерба его характеристикам. Сегодня это становится гораздо сложнее, тут уже будет недостаточно знать основного принципа работы двигателя, читаем, как почистить инжектор. Да и современные электронные узлы диагностируются только лишь подключением их к компьютеру со специальным программным обеспечением, которой в сводной продаже вряд ли встретишь.
Ну, наверное, последние два абазаца нельзя отнести к каким-то чрезвычайным недостаткам инжекторного впрыска. Да, растут требования к качеству топлива, да, необходим качественный сервис, но ведь и вы стали более требовательны к тем вещам, которые используете. Не стоит и забывать о том, что с применением инжекторных технологий в двигателях автомобилей мы стали меньше загрязнять окружающую среду, а это тоже немаловажно, особенно учитывая тот факт, что количество автомобилей, которые колесят по миру, с каждым годом становится все больше и больше.
Видео.
Рекомендую прочитать:
autoepoch.ru
.jpg)
