Многоточечный впрыск топлива что это: Как функционирует многоточечный впрыск топлива?

Разница между одноточечным и многоточечным впрыском

В то время как все современные автомобили используют многоточечный впрыск, многие старые автомобили (до начала 90-х годов) выигрывают от одноточечного впрыска.

Начнем с начала… Первая топливная система работала с карбюратором, в котором топливо выходило в виде паров, смешанных с воздухом (чем больше вы нажимали на педаль, тем больше она открывалась. Увы, этот процесс был не очень удачным. Затем последовал впрыск (сначала одноточечный), который на этот раз состоял из впрыска топлива (с электронным управлением) непосредственно во впускной коллектор (или коллектор), что позволило повысить эффективность. По мере ужесточения правил, касающихся выбросов загрязняющих веществ, в начале 90 — х годов, все производители поэтому пришлось выбирать для инъекции одноточечной. Наконец, было обнаружено , что это было бы еще более экономичным впрыскивать топливо. как можно ближе к камере сгорания, будучи в состоянии контролировать, цилиндр, цилиндр, отправленная доза: именно тогда появилась многоточечная инъекция (прямая или косвенная: нажмите здесь, чтобы узнать разницу Ренс). Впоследствии этот многоточечный впрыск получил дальнейшее развитие в системе под названием «common rail» (нажмите здесь, чтобы узнать) или даже в насос-форсунку для Volkswagen (с тех пор, как он был заброшен).

Единая точка позволяла экономить топливо за счет очень точного контроля количества топлива, подаваемого во впускной коллектор (карбюратор делает это немного более «грубо»). Многоточечный — это только эволюция одноточечного, поскольку мы применяем тот же процесс, интегрируя инжектор в каждый цилиндр (поэтому производство более дорогое…). Благодаря этому дозирование становится еще более точным, что помогает предотвратить потери топлива. Наконец, общая топливораспределительная рампа (размещенная между насосом и форсунками, служащая аккумулятором давления) еще более повысила эффективность.

ОДНОТОЧЕЧНЫЙ впрыск: одна форсунка подает топливо в коллектор. Красным цветом выделен выпускной коллектор, но он нас здесь особо не интересует.

MULTIPOINT впрыск: одна форсунка на цилиндр. Это прямая инъекция (я мог бы также сделать косвенную инъекцию, чтобы проиллюстрировать это: см. Соответствующую статью по ссылке, указанной в тексте выше)

инъекция многоточечный : Воздух дозируется коробкой, помещенной во впускной коллектор. Калибровка топлива производится с помощью дозатора, заслонка которого регулируется перемещением расходомера воздуха, размещенного во впускном коллекторе. В дозатор топливо поступает от электронасоса через регулятор давления. Форсунки непрерывно подают топливо, давление и расход которого определяются расходом воздуха и его абсолютным давлением.

Электронный впрыск одноточечный : Термин «одноточечный» означает, что в системе имеется только одна форсунка, в отличие от многоточечной системы, в которой по одной форсунке на цилиндр.

Одноточечный впрыск состоит из корпуса дроссельной заслонки, расположенного перед впускным коллектором (коллектора) и на котором установлен инжектор.

Расход воздуха измеряется потенциометром, соединенным с дроссельной заслонкой, и манометром давления, установленным на трубе. Эта информация передается в компьютер, который сигнализирует о частоте вращения двигателя, температуре всасываемого воздуха, содержании кислорода в выхлопных газах и температуре воды.

Компьютер анализирует эту информацию и передает на электромагнитный инжектор управляющее напряжение, начало, продолжительность и конец впрыска которого зависят от входных параметров.

Все комментарии и реакции

Dernier комментарий опубликован:

Мак Адам (Дата: 2020, 06:07:23)

Привет,

Читая технический лист Suzuki, я вижу, что они указывают для двух бензиновых двигателей: многоточечный впрыск для одного и прямой впрыск для другого. Наконец, если я правильно понял, это примерно одно и то же? Спасибо за статью.

Il Я. 3 реакция (и) на этот комментарий:

• Администратор АДМИНИСТРАТОР САЙТА (2020-06-08 10:42:08): многоточечный означает несколько форсунок. Так что это может быть прямое или косвенное.

  Но по соглашению мы говорим о многоточечном, когда он является косвенным (в отличие от моноточечного), потому что при прямой инъекции он может быть только многоточечным.

  Короче говоря, многоточечный = непрямой с несколькими инжекторами в трубке, а прямой = прямой …

• ГОСЕКПА (2020-08-24 20:40:02): В вашем письме есть противоречие.

  вы говорите «» по соглашению, мы говорим о многоточечном, когда он является косвенным (в отличие от одноточечного), потому что при прямом впрыске он может быть только многоточечным «.» Обычно это прямой, который может быть только многоточечным.

• Acb (2021-06-08 23:31:01): я ничего не понимаю, что вы должны в конце ??

(Ваш пост будет виден под комментарием после проверки)

Написать комментарий

Вы сентиментально привязаны к себе?

Впрыск – Картина дня – Коммерсантъ

&nbspВпрыск

       Продолжим рассказ о системах питания двигателя. В предыдущем номере журнала мы воздали последние почести старичку карбюратору по случаю его 100-летнего юбилея. Сейчас речь пойдет о гораздо более современных системах впрыска топлива, хотя лет им на самом деле не меньше, чем карбюратору.

       Для распыления топлива и приготовления топливо-воздушной смеси в любой системе питания используется перепад давления: в карбюраторе он образуется за счет создаваемого двигателем разрежения воздуха, в системах впрыска — за счет давления топлива, создаваемого высокопроизводительным бензонасосом. Разница, казалось бы, непринципиальная. Но перепад давления в системах впрыска почти на порядок выше. Это не только обеспечивает лучшую гомогенизацию и испарение топлива, но, самое главное, позволяет гораздо более точно, гибко и эффективно управлять процессом подачи топлива в двигатель.

       Идея подачи топлива в двигатель под давлением стара так же, как и сам двигатель внутреннего сгорания. Первые опыты в этой области провели еще в конце прошлого века. Интересно, что прежде чем эти системы научились как следует «стоять на ногах», они уже начали осваивать воздушное пространство, ведь именно авиации они многим обязаны в своем становлении и развитии. Достаточно сказать, что аэроплан братьев Райт, первый полет которого состоялся в 1903 году, имел бензиновый двигатель, оснащенный механической системой впрыска.

       Конструкторы автомобильных двигателей тоже не чурались этой идеи. Первое экспериментальное механическое устройство впрыска топлива под давлением появилось на 4-тактном двигателе еще в 1894 году, т. е. годом раньше карбюратора Даймлера и Майбаха. Фирма Bosch начала эксперименты с механическими системами впрыска в 1912 году. Подобными разработками занимались и другие компании. Однако системы механического впрыска монтировались лишь на уникальных гоночных машинах, до серийного производства дело не доходило. Таким образом, на автомобилях того времени безраздельно господствовал карбюратор: он был несравненно проще в производстве, надежнее в эксплуатации и, самое главное, на порядок, а то и на два дешевле.

       Систему впрыска топлива для дизельных автомобильных двигателей фирма Bosch создала в 1927 году. Использовались топливные насосы высокого давления с механическим приводом от двигателя. В 1937 году эта идея была реализована в авиационных моторах, как дизельных, так и бензиновых. Позднее были созданы аналогичные устройства для гоночных автомобилей, а в 1954 году в Германии был представлен публике легковой автомобиль с бензиновым двигателем, оснащенным механической системой впрыска. Это был знаменитый Mercedes-Benz 300SL. Позже подобные системы появились на автомобилях BMW, Jaguar и других фирм.

       В самой автомобильной стране мира — США — первая система впрыска появилась в 1957 году на автомобилях Chevrolet. Это тоже была механическая система, созданная Рочестерским (Rochester) отделением корпорации General Motors. В этом же году фирма Bendix разработала первую систему впрыска с электронным управлением — Electrojector, а фирма Chrysler даже взялась было устанавливать ее на свои автомобили, но высокая стоимость ($400—500 по тем временам было дорого) быстро отпугнула потенциальных покупателей.

       Позже фирма Bosch приобрела лицензию на производство этой конструкции и все свои усилия направила на создание массовой, недорогой и надежной системы впрыска. Однако потребовалось еще 10 лет, чтобы такая система появилась. Это произошло в 1967 году, когда продаваемые в США автомобили Volkswagen стали оснащаться электронной системой впрыска ECGI, позднее получившей название D-Jetronic. Система прожила почти 10 лет, последними автомобилями, на которых она устанавливалась, были Volvo 164E и Mercedes 450 1975 года.

       Систем впрыска на сегодняшний день создано довольно много. Не будем городить сложную классификацию, для наших целей достаточно упомянуть, что впрыск топлива может осуществляться в различные точки двигателя — во впускной коллектор (центральный впрыск — Central-point Injection, иногда Throttle Body Injection), в предклапанное пространство каждого цилиндра (многоточечный впрыск — Multi-point Injection) или же непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра двигателя (непосредственный, или прямой впрыск — Direct Injection).

       Впрыскивать топливо можно как непрерывно (Continuous Injection), так и импульсно, отдельными порциями (Pulsed Injection). Управление впрыском может осуществляться электронным, механическим или комбинированным способами.

       Широко распространенный термин Electronic Fuel Injection (EFI) — электронный впрыск, строго говоря, сегодня ничего особенного не значит, поскольку большинство современных систем впрыска в той или иной степени использует электронные схемы управления. По традиции, этот термин обычно относят к системам импульсного впрыска.

       

       Перед тем как переходить к рассмотрению различных типов и конструкций систем впрыска следует сказать несколько слов, относящихся ко всем системам питания двигателей. Известно, что в зависимости от режима работы двигателя в каждый конкретный момент времени количество подаваемого в него топлива должно строго дозироваться. Для изменения режима работы меняется и количество подаваемого топлива. Кроме того, соответственно изменяются и такие параметры, как момент подачи топлива, время открытия и закрытия клапанов, угол опережения зажигания.

       При создании двигателя инженеры обкатывают его на стенде и на полигоне, подбирая сочетание оптимальных параметров для каждого режима работы. Работа длительная, кропотливая и дорогая. Полученные экспериментальные данные сводятся в электронную карту управления двигателем, которая заносится в память электронного блока (компьютера) и является индивидуальной для каждой модели двигателя. В простых системах компьютер управляет только впрыском топлива, в более сложных компьютеру поручено и управление всеми дополнительными параметрами. Такие электронные блоки называются системами комплексного управления двигателем. Кроме управления впрыском компьютер выбирает оптимальный момент зажигания, регулирует работу двигателя на холостом ходу, управляет давлением наддува и рециркуляцией отработавших газов, включает и отключает компрессор кондиционера и электрический вентилятор системы охлаждения, производит непрерывную самодиагностику и запись всех сбоев в работе системы в специальную область памяти и многое другое. Обязанности современных электронных систем настолько обширны, что впору писать об этом отдельную статью. Здесь же мы попытаемся рассмотреть только те части системы управления двигателем, которые относятся к впрыску.

       
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ВПРЫСК

       Основные отличия системы впрыска от карбюратора достаточно наглядны, если рассмотреть систему центрального впрыска, например, Bosch Mono-Jetronic, схема которой представлена на рис. 1.

       На впускном коллекторе на месте привычного карбюратора прямо над дроссельной заслонкой (отсюда Throttle Body Injection) расположена электромагнитная форсунка, или инжектор (5). На первый взгляд очень похоже на карбюратор. Да и функции те же, только выполняются по-другому. Форсунка представляет собой быстродействующий электромагнитный клапан с соплом, обеспечивающим высокоэффективное распыливание топлива, когда клапан находится в открытом состоянии. Для открытия клапана на него подается управляющее напряжение. Топливо к форсунке подводится под давлением около 1 кг/см кв. через фильтр (3) электрическим насосом (2), расположенным в бензобаке 1. Распыленное топливо с потоком воздуха всасывается двигателем.

       Количество подаваемого топлива зависит от времени открытия клапана форсунки, дозирование осуществляется дискретно-временным (импульсным) способом. Время открытия клапана (приблизительно от 1 до 20 миллисекунд) определяется электронным блоком — компьютером (7), который сравнивает занесенные в его память экспериментальные данные об оптимальном режиме работы двигателя с информацией о его нагрузочном режиме в данный момент времени, поступающей от установленных на двигателе датчиков (6, 8, 9, 10, 11, 12).

       Частота срабатывания клапана форсунки кратна частоте вращения коленчатого вала двигателя. В более совершенных вариантах такой системы момент впрыска связан также и с фазами газораспределения, т. е. с моментами открытия впускных клапанов.

       Системы центрального впрыска, безусловно, являлись шагом вперед по сравнению с карбюраторными системами питания, но из-за своей простоты не лишены недостатков и уже не удовлетворяют современным требованиям. Основной изъян, как и у карбюратора, — неоднородное распределение смеси по цилиндрам и ее конденсация во впускном коллекторе.

       В Европе и Японии системы центрального впрыска получили распространение в основном на небольших автомобилях, что связано прежде всего с относительной дешевизной этих систем. Немаловажно и то, что под них легко адаптируются карбюраторные двигатели почти без конструктивных переделок или технологических изменений в производстве. А вот в США, где пик популярности систем центрального впрыска пришелся на конец 80-х — начало 90-х годов, их ставили на двигатели любого объема — вплоть до самых больших — 7,5 литровых.

       
МНОГОТОЧЕЧНЫЙ ВПРЫСК

       Более совершенными являются системы многоточечного впрыска, в которых подача топлива к каждому цилиндру осуществляется индивидуально. Устройство такой системы на примере L-Jetronic показано на рис. 2.

       Топливо из бензобака (1) насосом (2) через топливный фильтр 3 подается к общей распределительной магистрали, запитывающей электромагнитные форсунки (5). Давление топлива поддерживается постоянным, благодаря регулятору (4), который направляет излишки топлива обратно в бак. В каждый цилиндр двигателя топливо впрыскивается отдельной форсункой. Принцип дозирования количества топлива, как и во всех системах с электронным управлением, — временной. Клапаны форсунок (рис. 3) управляются электрически и открываются синхронно с работой коленчатого вала двигателя поодиночке или группами по 2 или 3 (т. н. последовательный впрыск — sequental fuel injection). Микропроцессор (компьютер), входящий в состав блока управления (7), обрабатывает поступающие от соответствующих датчиков данные о нагрузочном режиме двигателя, частоте вращения и положении коленчатого вала, положении дроссельной заслонки, температуре охлаждающей жидкости, количестве и температуре поступающего в двигатель воздуха… Эти данные в сопоставлении с заложенными в память блока управления экспериментальными регулировочными характеристиками используются процессором блока для определения длительности импульсов напряжения, подаваемых на клапаны форсунок. В наиболее совершенных моделях систем этого типа определяется также и оптимальный момент впрыска.

       Основной датчик во всех системах впрыска — это устройство, измеряющее количество поступающего в двигатель воздуха, что позволяет судить о нагрузочном режиме двигателя. Измерять количество воздуха можно по-разному. В первой и самой простой системе Bosch D-Jetronic измерялось давление во впускном коллекторе, отсюда обозначение D (Druck по-немецки — давление). Это был косвенный метод, такой же, как в карбюраторе. В 1974 году появилась система L-Jetronic, в которой количество поступающего в двигатель воздуха определялось более точно — по углу отклонения шторки, или лопасти датчика воздушного потока (Luft — воздух). Самый точный метод измерений использован в системах LH-Jetronic (1984 год) и LH-Motronic (1987 год, Motronic по классификации Bosch обозначает систему управления впрыском, объединенную с системой управления зажиганием). Буква H в обозначении — от немецкого Heiss — горячий. Действительно, в термоанемометрах системы LH используется тонкий (70 мкм) платиновый проводник, нагретый до 1000C. Поток проходящего воздуха охлаждает проводник, по изменению его электрического сопротивления определяется количество проходящего воздуха. Преимущество: прямое измерение массы, а не объема воздуха, что позволяет отказаться от поправок на температуру и плотность воздуха, или высоту над уровнем моря.

       
НЕПРЕРЫВНЫЙ ВПРЫСК

       Описанные выше системы являются импульсными, впрыск топлива форсунками осуществляется дискретно, по командам блока управления. Можно сделать проще — подавать топливо из форсунок непрерывно, изменяя лишь его количество в зависимости от нагрузки на двигатель.

       В качестве примера современного устройства непрерывного впрыска можно привести систему К-Jetronic, созданную Bosch в 1973 году и годом позже примененную на Porsche 911T. Буква K в обозначении — от немецкого Kontinuerlich — непрерывный. Система с механическим (иногда его называют гидравлическим) управлением не лишена недостатков. Пожалуй, единственная причина появления механической системы в то время, когда на рынке давно и широко были представлены электронные, заключалась в ее низкой цене, сопоставимой со стоимостью карбюраторных систем питания.

       Работу К-Jetronic (рис. 4) можно описать следующим образом: поток воздуха, засасываемый двигателем, отклоняет напорный диск (6), который через рычаг воздействует на дозирующий плунжер (7), а тот, перемещаясь внутри цилиндра (8), изменяет площадь радиально расположенных дозирующих отверстий (9). Количество отверстий равно количеству цилиндров двигателя. В цилиндр (8) под давлением порядка 5—6 кг/см кв. подается топливо, нагнетаемое электрическим бензонасосом (2). Пройдя дозирующие отверстия (9), топливо по трубопроводам поступает к впрыскивающим форсункам (инжекторам), которые расположены прямо над впускными клапанами. Форсунки в этой системе (рис. 5) — это просто пружинные клапаны с распылителем на конце, которые открываются при определенном давлении. Топливо из форсунок поступает непрерывно, меняется лишь его количество, определяемое положением дозирующего плунжера (на самом деле все несколько сложнее, мы намеренно не описали еще несколько подсистем, но сути это не меняет). Чем выше нагрузка на двигатель, тем сильнее отклоняется напорный диск и тем выше поднимается дозирующий плунжер, увеличивая тем самым площадь отверстий (9), а значит, и подачу топлива к форсункам.

       В момент открытия впускного клапана поступившее топливо смешивается с воздухом и всасывается в цилиндр. Все остальное время, пока впускной клапан закрыт, в зоне над ним происходит накопление и испарение топлива. С технической точки зрения не очень изящно, но тем не менее К-Jetronic неплохо работает, доказательством чему являются миллионы изготовленных экземпляров данной системы и ее многочисленные модификации, выпущенные после 1973 года. Особой любовью такие системы пользовались у инженеров из Штутгарта — вплоть до недавнего времени впрыск топлива на автомобилях Mercedes был представлен почти исключительно системами K- и KE-Jetronic.

       KE-Jetronic является развитием системы К-Jetronic, но в отличие от последней, она снабжена электронным блоком и некоторыми другими дополнениями, сделавшими работу системы более точной и гибкой. Есть вариант KE-Jetronic с лямбда-сенсором. Есть и другие усовершенствования базовой системы: KE3-Jetronic и KE-Motronic, дополненные схемами управления зажиганием. Применяются они в основном на автомобилях Audi под названиями соответственно CIS-E III и CIS-Motronic.

       Стоит сказать, что созданные Bosch системы непрерывного впрыска используются исключительно на автомобилях европейских производителей — c 1989 года ни на одной машине японского или американского происхождения К-Jetronic или ее аналоги не устанавливались. Среди европейских пользователей — все ведущие фирмы: Audi, BMW, Ferrari, Lotus, Mercedes, Peugeot, Porsche, Renault, Rolls-Royce, Saab, Volvo и, конечно, Volkswagen. На 12-цилиндровых двигателях Ferrari (Testarossa) и Mercedes по две системы KE-Jetronic устанавливались параллельно, каждая обслуживала свою группу цилиндров.

       Отличительным внешним признаком системы непрерывного впрыска является отдельный блок, объединяющий в себе измеритель воздушного потока и дозирующее устройство. Этот блок, как правило, крепится между воздушным фильтром и впускным коллектором, с которым соединяется гибким рукавом. От дозирующего устройства к каждому (если впрыск многоточечный) инжектору подведен отдельный тонкий бензопровод. Встречаются, правда, и исключения: на многих двигателях Mercedes, а также на V-образных шестерках Peugeot, Renault и Volvo этот блок крепится прямо на впускном коллекторе и закрыт сверху воздушным фильтром — внешне похоже на обычный карбюратор. В любом случае электрические провода к инжекторам и единый массивный распределительный бензопровод, являющиеся отличительными признаками системы импульсного впрыска, естественно, отсутствуют.

       Для обогащения смеси в момент пуска холодного двигателя в системах многоточечного впрыска во впускной трубопровод раньше устанавливали еще одну, дополнительную форсунку, т. н. инжектор холодного пуска, управляемый термочувствительным переключателем. В последние годы от этого решения отказались, изменив при пуске режим работы стандартных инжекторов.

       
НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ВПРЫСК

       Перспективной разновидностью многоточечного впрыска являются системы непосредственного, или прямого впрыска топлива. От обычных конструкций они отличаются тем, что впрыск бензина происходит не во впускной коллектор, а непосредственно в камеру сгорания. Интересно, что первая в мире система впрыска для серийного бензинового двигателя (Mercedes-Benz 300SL, 1954 год) относилась именно к этой категории. Но там использовались топливные насосы высокого давления с механическим приводом от двигателя, что требовало высокой точности изготовления и тщательной регулировки. Стоимость таких систем и их обслуживания была весьма высока, да и Mercedes-Benz 300SL назвать серийным автомобилем можно лишь с большой натяжкой. Широкого применения они не нашли.

       Реализация на современном техническом уровне идеи прямого впрыска для бензиновых двигателей требует решения ряда конструктивных и технологических проблем, и осуществить ее в массовом производстве пока не удается, тем не менее идея считается весьма перспективной, разработки в этом направлении ведутся многими фирмами.

       На Tokyo Motor Show в конце 1993 года Toyota показала свой новый двигатель D-4 («Автопилот #1). Это 4-цилиндровый бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива, работающий на переобедненной смеси. Степень сжатия 12,5. Топливо подается под давлением более 100 кг/см кв. Применены быстродействующие пьезоэлектрические инжекторы повышенной точности, которые фирма называет электронными. Момент впрыска регулируется в зависимости от нагрузки на двигатель: при малых и средних нагрузках впрыск происходит позднее, при больших — раньше. Для управления турбуленцией потока в цилиндре применен специальный клапан (swirl control valve) в воздушном впускном патрубке, открывающийся при больших нагрузках.

       Работа над двигателем продолжается, по окончании его доводки конструкторы надеются добиться 20% экономии топлива. Массовое внедрение двигателей с непосредственным впрыском фирмы Toyota ожидают не ранее 2005—2010 годов.

       
ЗАЧЕМ ОНИ ПОНАДОБИЛИСЬ

       А теперь наконец попробуем разобраться, почему собственно системы впрыска получили такое распространение и в чем их преимущество перед теми же карбюраторами?

       Может показаться, что ответ лежит на поверхности — системы впрыска позволяют увеличить мощность, улучшить динамику, двигатель становится более экономичным. Действительно, вначале целью внедрения таких систем на серийных автомобилях было прежде всего улучшение ездовых качеств. Однако обвальное распространение впрыска топлива на современных автомобилях обусловлено прежде всего не техническими, а экологическими соображениями.

       Как известно, при сгорании бензина в двигателе в атмосферу выбрасывается множество вредных для человека и окружающей среды веществ и соединений. Регламентируется пока (к счастью для автопроизводителей и к несчастью для всех остальных) выброс только трех компонентов выхлопа: окиси углерода (CO), углеводородов (НС) и окислов азота (NOx). Снизить их содержание можно совершенствованием двигателя, оптимизацией процесса сгорания топлива, а также установкой в системе выпуска специальных трехкомпонентных (по числу регламентируемых компонентов выхлопа) каталитических нейтрализаторов отработавших газов. Без них выполнить современные, а тем более планируемые в недалеком будущем нормы по токсичности выхлопа невозможно. А применение катализатора обязательно влечет за собой комплектацию автомобиля системой впрыска топлива.

       Массовое внедрение каталитических устройств в системе выпуска отработавших газов и, соответственно, систем впрыска топлива началось в США, где нормы на чистоту выхлопа становились более жесткими, чем в Европе. Уже с 1980 года европейские производители автомобилей были вынуждены поставлять свою продукцию в США с системами впрыска, в то время как на местные рынки по-прежнему шли автомобили с карбюраторными системами питания.

       Разработанные к середине 80-х годов трехкомпонентные катализаторы предназначались для нейтрализации продуктов, образующихся при сжигании в двигателе т. н. нормальной топливо-воздушной смеси (весовое соотношение бензин/воздух 1/14,7). Любое отклонение состава смеси от указанного приводило к падению эффективности работы катализатора и увеличению токсичности выхлопа.

       Поддержание нужного состава смеси на различных режимах работы двигателя при наличии массы возмущающих факторов возлагалось на систему впрыска. Для карбюраторов, даже оснащенных электронным управлением, это была совершенно непосильная задача. Да и упрощенные системы впрыска, например, К-Jetronic или KE-модификация тоже не могли решить ее полностью.

       Выход был найден следующий. В систему впрыска ввели обратную связь — в выпускную систему, непосредственно перед катализатором, поставили датчик содержания кислорода в выхлопных газах, т. н. лямбда-сенсор. По сигналам этого датчика компьютер системы управления регулировал подачу топлива в двигатель, точно выдерживая нужный состав смеси.

       Трехкомпонентный катализатор в сочетании со снабженной лямбда-сенсором системой впрыска работал весьма эффективно — с точки зрения экологов. Но для конструкторов автомобильных двигателей такая схема обернулась серьезной проблемой — дело в том, что максимальная экономичность двигателя достигается при работе на обедненной или даже переобедненной смеси (отношение бензин/воздух 1/25), и конструкторами уже была проделана немалая работа по созданию именно таких двигателей. Однако на обедненных смесях катализатор работает плохо.

       За чистоту выхлопа, достигнутую в результате внедрения катализаторов, пока приходится расплачиваться некоторым увеличением расхода топлива по сравнению с результатами, которых удалось добиться к середине 80-х годов на двигателях без катализаторов. Но увеличение расхода топлива приводит к увеличению общего количества выбросов в атмосферу, пусть даже и более чистых. Круг замыкается. Решение — за экологами, экономистами и политиками.

       Тенденция работать на переобедненных смесях, по-видимому, сохранится. Потребуются, конечно, новые катализаторы, способные работать с такими смесями, а сокращение расхода топлива будет достигаться за счет дальнейшего совершенствования и усложнения систем управления двигателем: в конце концов принцип «Максимально достижимой технологии» — это получение наилучших результатов вне зависимости от сложности и стоимости технических решений.

       Приверженность переобедненным смесям демонстрируют японские конструкторы. Первый двигатель такого типа Toyota выпустила на рынок в 1984 году. Соотношение бензин/воздух 1/25, многоточечный впрыск, мощная система зажигания, 2 впускных клапана/цилиндр, в системе управления двигателем — дополнительный датчик состава смеси или давления в камере сгорания. Экономия топлива 8—10%.

       Похожие двигатели в 1991 году выпустили Mitsubishi и Honda, в 1994 году о завершении аналогичной разработки объявил Nissan. Одна из проблем в таких конструкциях — необходимость повышения турбуленции, или завихрения топливо-воздушной смеси в камере сгорания. Завихрение может происходить по-разному — swirl или tumble — как в стиральных машинах с вертикально или горизонтально расположенной осью барабана. В двигателях Toyota и Nissan для завихрения смеси в одном из двух воздушных впускных патрубков каждого цилиндра применен специальный клапан — swirl control valve. Honda для этих целей использует различающееся на 1 мм по высоте приоткрытие впускных клапанов каждого цилиндра, Mitsubishi — особую конфигурацию впускных патрубков в сочетании с формой днища поршня.

       Пока все созданные двигатели имеют относительно небольшой (до 2,0 литра) объем, который можно будет увеличить лишь после создания катализаторов, хорошо работающих с переобедненными смесями. Определенный прогресс в этом направлении уже достигнут. Toyota, кроме того, небезуспешно экспериментирует с системой из двух датчиков кислорода в выпускной системе, один из которых установлен до катализатора, а второй после. Исследуется метод электроподогрева катализатора для улучшения его работы при пуске холодного двигателя. FIAT предлагает использование двух каталитических нейтрализаторов, один из которых установлен близко к выпускному коллектору и способен работать при более высокой температуре.

       
ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ

       Многие до сих пор настороженно относятся к автомобилям, оснащенным системами впрыска топлива. Напрасно. Во-первых, карбюраторные двигатели все равно постепенно отходят в прошлое и волей-неволей к впрыску придется привыкать. Во-вторых, с точки зрения эксплуатации системы впрыска гораздо надежнее карбюраторов, требующих постоянной чистки и регулировки. О выигрыше с точки зрения ходовых качеств автомобиля можно не говорить. И о зимнем запуске двигателя тоже. И о многом другом. Но, конечно, неприятности тоже случаются.

       В первую очередь, заправка этилированным бензином. Его продажа в Москве запрещена, но кто не попадал в ситуацию, когда заправляться приходится за городом? А в других городах? Одной заправки этилированным бензином с гарантией хватает на то, чтобы вывести из строя катализатор. Можно, конечно, не думать об окружающей среде, но от содержащегося в этилированном бензине тетраэтилсвинца страдает не только катализатор — из строя выходит и датчик кислорода, лямбда-сенсор. Это уже хуже, поскольку нарушается управление двигателем. А это потеря мощности и другие прелести.

       Бывают и курьезные случаи. Один из наших коллег за городом оборвал глушитель. Где-то в самой передней части. Грохочет машина, естественно, жутко. И не едет совсем. Сначала думал, что дело в психологии — не хотелось сильно шуметь. Превозмог себя, нажал на газ как следует — все равно не едет, вернее едет, но плохо. Потом только в гараже разобрался — глушитель оборван перед самым цилиндром с катализатором, датчик кислорода торчит наружу. Естественно, сигнализирует, что кислорода много. Умный компьютер понял — подаваемая в двигатель смесь слишком бедная. И обогатил ее до отказа. С соответствующей потерей мощности двигателя.

       Другой пример — добыл себе человек Land Rover. Летом все было нормально, но как только чуть похолодало, начались проблемы. Когда разобрались, выяснилось, что человек из экономических соображений немного схитрил — купил машину по случаю, в исполнении для жарких стран. Естественно, компьютер был запрограммирован на совершенно другой температурный диапазон. Пришлось ставить новый. Этим и закончилась экономия.

       Достаточно распространенное явление в отечественных условиях — загрязнение форсунок инжекторов. От плохого бензина. Проявляется это в повышенной шумности холостого хода, провале или неуверенном наборе скорости при резком нажатии на педаль газа, увеличении расхода топлива, грязном выхлопе. Чаще происходит в небольших автомобилях с тесным подкапотным пространством при коротких поездках по городу с длительными остановками между ними: в неработающем горячем двигателе оставшиеся в соплах форсунок капли топлива испаряются, оставляя осадок, постепенно забивающий тонкий (около 0,05 мм) кольцевой канал (рис. 6). Профилактика — использование высокосортного топлива с хорошими моющими характеристиками. Проверка — только на стенде. Лечение — моющие добавки к бензину, причем использовать рекомендуется только те из них, которые специально предназначены для чистки инжекторов — добавки для карбюраторных двигателей не годятся.

       И здесь мы переходим к важному вопросу. В целом системы впрыска устроены логичнее и даже проще карбюраторов. Но уровень их технического исполнения таков, что найти неисправность без специального диагностического оборудования сложно, а уж отремонтировать — тем более. И вряд ли здесь поможет умелец в робе с продранными локтями, который регулирует карбюраторы на улице. И хотя ломаются системы впрыска крайне редко, ищите хорошую станцию заранее.

       

       Сергей Газетин, Михаил Васильев

       

Что такое система многоточечного впрыска топлива (MPFI)

Судя по всему, двигатель является наиболее важной частью любого автомобиля, и его срок службы во многом зависит от способа подачи топлива. В то время как карбюраторы выполняли эту обязанность до середины 90-х годов, только в конце 90-х годов системы многоточечного впрыска топлива появились на индийском рынке, а затем быстро популяризировались благодаря своей максимальной эффективности. Система многоточечного впрыска топлива является одним из лучших инженерных достижений, когда-либо созданных, и сегодня каждый бензиновый или газовый автомобиль, независимо от его цены, поставляется с MPFI. В этой статье мы узнаем, что такое MPFI и как они функционируют.

Как работает система MPFI?

Перед MPFI давайте немного узнаем о карбюраторах. Карбюраторы смешивают топливо с воздухом в необходимом соотношении и подают его во впускной коллектор. Из-за отсутствия электронного управления карбюратор не может правильно измерять соотношение воздух-топливо при изменении давления воздуха и температуры топлива. двигателя снабжен инжектором перед впускными клапанами (снаружи впускного отверстия), поэтому его также называют «впрыском через порт». Эти топливные форсунки впрыскивают оптимальное количество топлива в камеру сгорания, что также приводит к лучшему распылению и завихрению топлива в камере сгорания. Поскольку каждый цилиндр имеет определенную форсунку, вероятность конденсации топлива вне впускного коллектора незначительна. Компоненты MPFI

• Регулятор давления топлива
• Топливные форсунки
• Цилиндры
• Нажимная пружина
• Диафрагма управления

В системе несколько топливных форсунок расположены перед впускными клапанами цилиндров. Регулятор давления топлива соединен с топливной рампой и регулирует расход топлива. Между тем управляющая диафрагма и нажимная пружина контролируют открытие впускного клапана и количество топлива, которое может вернуться. Скорость двигателя и нагрузка изменяют давление во впускном коллекторе.

Типы систем многоточечного впрыска топлива

Система последовательного многоточечного впрыска топлива

В системе последовательного многоточечного впрыска топлива каждая форсунка работает независимо, и они синхронизируются, как свечи зажигания, чтобы впрыскивать топливо непосредственно перед открытием соответствующих впускных клапанов или во время их открытия. Это приводит к незначительному расходу топлива на холостом ходу за пределами впускных клапанов, а максимальное количество топлива сжигается для выработки электроэнергии, повышая эффективность, мощность и снижая выбросы.

Пакетная система MPFI

Пакетные системы MPFI используются в гоночных автомобилях, работающих при высоких оборотах двигателя. При таких высоких оборотах стандартные системы последовательного впрыска топлива не смогут адекватно распылять топливо, необходимое двигателю для обеспечения сгорания. Чтобы гарантировать, что двигатель получает необходимое ему топливо, система дозированного MPFI впрыскивает топливо, когда впускной клапан открыт, а также когда он закрыт. Таким образом, когда впускной клапан открывается, в цилиндр поступает, так сказать, «порция» топлива. В зависимости от своей функции пакетная система MPFI будет потреблять больше топлива. Однако, поскольку он используется в основном для высокопроизводительных двигателей, топливная экономичность не является серьезной проблемой.

Преимущества системы многоточечного впрыска топлива

• Поскольку количество топлива на холостом ходу вне впускных клапанов незначительно, сжигается максимальное количество топлива, что приводит к максимальной выходной мощности. Например, старый Maruti 800 с карбюратором (выпускавшийся с 1983 по 2000 год) будет обеспечивать мощность 35-40 л. с., а Maruti 800 с MPFI — 47 л.с.

Двигатели, оборудованные

• MPFI, меньше вибрируют, что обеспечивает более плавное вождение по сравнению с автомобилями, оснащенными карбюратором.
• Поскольку каждый цилиндр имеет собственную топливную форсунку, впрыск топлива в цилиндр происходит быстрее, чем в системе одноточечного впрыска топлива. Это делает двигатели с MPFI более отзывчивыми.
• В MPFI сжигается максимальное количество топлива, а отложение топлива вне впускных клапанов незначительно по сравнению с системой одноточечного впрыска топлива и карбюраторами. Таким образом, MPFI обеспечивают лучшую топливную экономичность и меньшие выбросы.

Недостатки системы многоточечного впрыска топлива

• Требуется регулярная проверка топливных форсунок
• Система дорогая по сравнению с карбюраторами.
• Сложная конструкция и трудоемкий ремонт по сравнению с карбюраторами

Краткое описание системы многоточечного впрыска топлива

Подводя итог, можно сказать, что система многоточечного впрыска топлива на сегодняшний день является лучшей и наиболее успешной системой впрыска топлива и, следовательно, устанавливается в каждом бензиновом автомобиле. MPFI имеет гораздо больше преимуществ, чем ограничений, и самое главное, он значительно продлевает срок службы двигателя. Эта статья подробно расскажет вам о MPFI и поможет вам более адекватно обслуживать двигатель вашего автомобиля.

Часто задаваемые вопросы о системе многоточечного впрыска топлива (MPFI)

Q. Что такое технология двигателя MPFI?

Система многоточечного впрыска топлива имеет отдельную форсунку для каждого цилиндра, расположенную сразу за впускным отверстием, поэтому эту систему также называют распределенным впрыском. Эти топливные форсунки впрыскивают оптимальное количество топлива в камеру сгорания, что также приводит к лучшему распылению и завихрению топлива в камере сгорания

В. В чем разница между одноточечным и многоточечным впрыском топлива?

Система одноточечного впрыска имеет общую топливную форсунку для всех цилиндров в камере сгорания двигателя. Это самая старая и самая простая форма системы впрыска топлива. Вместо карбюратора одноточечный впрыск использует одну или две топливные форсунки в корпусе дроссельной заслонки, поэтому он также называется впрыском в корпус дроссельной заслонки (TBI). В технологии многоточечного впрыска топлива (MPFI) каждый цилиндр в камере сгорания двигателя снабжен форсункой перед впускными клапанами (за пределами впускного отверстия), поэтому ее также называют «распределенным впрыском».

В. Используется ли MPFI в бензиновых двигателях?

Да, MPFI используется в бензиновых двигателях.

В. Используется ли MPFI в дизельных двигателях?

Нет, MPFI не используется в дизельных двигателях. Вместо этого в дизельных двигателях используется непосредственный впрыск Common Rail (CRDi).

В. Многоточечный впрыск топлива — это то же самое, что и непосредственный впрыск?

Основное различие между MPFI и непосредственным впрыском заключается в том, что в системе MPFI топливо впрыскивается во впускной коллектор, а в системе прямого впрыска топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр.

EFi против MPFi против GDi: как работает технология электронного впрыска топлива?

EFi означает электронный впрыск топлива (EFI), тогда как MPFi или MPi означает многоточечный впрыск топлива, а GDi означает прямой впрыск бензина. Все это типы систем впрыска топлива, которые в основном используют бензиновые или бензиновые двигатели. Все эти термины относятся к системам бензинового впрыска нового поколения.

Раньше в старых двигателях использовался простой впрыск топлива (Fi), который заменил карбюратор, чтобы преодолеть некоторые его недостатки. Карбюратор, будучи механическим устройством, просто не мог в полной мере контролировать точное соотношение воздух-топливо, чтобы удовлетворить растущие требования к лучшему контролю выбросов.

Следовательно, она была заменена технологией впрыска топлива первого поколения. В этом методе бензин распыляется путем подачи его через инжектор, в отличие от его всасывания, создаваемого трубкой Вентури в карбюраторе, которая поднимает бензин через свои отверстия. Таким образом, существует фундаментальная разница между карбюратором более раннего поколения и системой впрыска топлива (EFI) нового поколения.

Ранее система впрыска топлива первого поколения отличалась простой конструкцией, состоящей из форсунки и механического топливного насоса. По сути, топливный насос создавал давление, достаточное для гидромеханического открытия форсунки. Позже эта система была модернизирована и теперь включает инжектор с электрическим приводом от ЭБУ, который представляет собой систему электронного впрыска топлива первого поколения или EFi.

Система впрыска в корпус дроссельной заслонки (TBI) —

Система впрыска в корпус дроссельной заслонки также известна как центральная система впрыска топлива. Он состоит из топливной форсунки с электрическим управлением, расположенной над дроссельной заслонкой (дроссельной заслонкой) и распыляющей топливо в корпус дроссельной заслонки.

EFi 1-го поколения — система впрыска топлива в корпус дроссельной заслонки — TBI

Одноточечный впрыск топлива —

Одноточечный впрыск топлива — это система впрыска топлива второго поколения, в которой используется впрыск топлива с электронным управлением (EFI). Кроме того, он точно регулировал момент впрыска с помощью ЭБУ, датчиков и исполнительных механизмов. В нем использовалась «общая для всех цилиндров» форсунка, которая подавала бензин в распыленной форме.

EFi 2-го поколения — система одноточечного впрыска — коллекторный впрыск

Однако инженеры переместили его из прежнего положения в корпусе дроссельной заслонки на впускной коллектор. Здесь бензин смешивается с поступающим воздухом. Затем топливовоздушная смесь (известная как заряд) поступает в каждый цилиндр. Следовательно, эту систему также называют «коллекторным впрыском», поскольку впрыск бензина происходит во впускной коллектор.

Многоточечный впрыск топлива (MPFi) —

Кроме того, производители разработали систему коллекторного впрыска, включающую форсунку «один на каждый цилиндр», которая обеспечивала четыре форсунки в четырехцилиндровом двигателе. Инженеры назвали эту передовую технологию с электронным управлением «последовательным впрыском топлива», также известным как многоточечный впрыск топлива или MPFi / MPi.

EFi 3-го поколения — многоточечный впрыск топлива — MPFi

В MPFi используется отдельная форсунка для каждого цилиндра для подачи нужного количества топлива через «топливную рампу» в соответствии с «порядком зажигания» или в «определенной последовательности». Кроме того, система MPFi обеспечивает дополнительную точность, изменяя количество топлива и время впрыска, управляя каждой форсункой отдельно. Таким образом, он повышает производительность и эффективно контролирует выбросы.

Эта технология состоит из следующих частей:

1. Форсунки
2. Топливный насос
3. Топливная рампа
4. Датчик давления топлива
5. Блок управления двигателем
6. Регулятор давления топлива
7. Различные датчики – датчик положения коленчатого вала, датчик давления во впускном коллекторе, Кислородный датчик

#Прямой впрыск бензина (GDI) –

Прямой впрыск бензина (GDI) также известен как прямой впрыск бензина/прямой впрыск с искровым зажиганием (SIDI)/распределенный впрыск топлива (FSI), который является новейшей технологией EFi. Кроме того, в нем используются специальные форсунки, распыляющие бензин под очень высоким давлением. В отличие от системы MPFi, эта форсунка впрыскивает бензин непосредственно в камеру сгорания, как в дизельных двигателях.

EFi 4-го поколения — прямой впрыск бензина — GDi

Сложная «система управления двигателем» (EMS) точно контролирует смешивание воздуха и топлива. Смешивание воздуха и бензина происходит внутри камеры сгорания, а не во впускном коллекторе. Таким образом, этот метод обеспечивает больший контроль над процессом горения. Кроме того, он также обеспечивает несколько режимов сгорания, которые включают соотношение воздух-топливо для сверхбедной смеси. В настоящее время в двигателях нового поколения используется GDI в сочетании с турбокомпрессором, что повышает производительность двигателя.

Преимущества системы впрыска топлива в бензиновых двигателях –

1. Более плавный и надежный отклик двигателя
2. Устранение дроссельной заслонки и более легкий холодный запуск
3.