ГлавнаяРазноеЧто такое инжекторный двигатель

Инжекторный автомобильный двигатель: принцип работы, плюсы и минусы. Что такое инжекторный двигатель


Инжекторный двигатель - это... Что такое Инжекторный двигатель?

Двигатель АШ-82 в музее в Праге

Инжекторная система подачи топлива — система подачи топлива, устанавливаемая на современных бензиновых двигателях взамен устаревшей карбюраторной системы. Двигатели, имеющие такую систему, называют инжекторными двигателями.

Устройство

В инжекторной системе впрыск топлива в воздушный поток осуществляется специальными форсунками. В зависимости от их количества и расположения системы впрыска делятся на:

  • Моновпрыск или центральный впрыск — одна форсунка на все цилиндры, расположенная на месте карбюратора (во впускном коллекторе). В современных двигателях не встречается.
  • Распределённый впрыск — на каждый цилиндр приходится отдельная изолированная форсунка во впускном коллекторе.
  • Прямой впрыск — форсунки расположены непосредственно возле цилиндров и впрыск топлива происходит непосредственно в него.

По методу управления:

  • Механический
  • Электронный — решение о времени и длительности открытия форсунок принимает микроконтроллёр, основываясь на данных датчиков.

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

Достоинства

Инжекторная система позволяет улучшить эксплуатационные и мощностные показатели двигателя (такие как динамика разгона, расход топлива, экологические характеристики и т. д.). Основным преимуществом по сравнению с карбюраторной системой является самонастройка по датчику кислорода. Это позволяет длительное время соблюдать высокие экологические стандарты без ручных регулировок.

Недостатки

Основные недостатки инжекторных двигателей по сравнению с карбюраторными:

  • Высокая стоимость ремонта,
  • Высокая стоимость узлов,
  • Неремонтопригодность элементов,
  • Высокие требования к качеству топлива,
  • Необходимость в специализированном оборудовании для диагностики, обслуживания и ремонта.

История

Появление и применение систем впрыска в авиации

Карбюраторные системы для работы под углом к горизонту необходимо дополнять множеством устройств, либо применять специально спроектированные карбюраторы. Инжекторная система питания авиационных двигателей — удобная альтернатива карбюраторной, так как инжекционной системе впрыска в силу конструкции безразлично рабочее положение (вверх ногами или как обычно).

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

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

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

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

Применение систем впрыска в автомобилестроении

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

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

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

См. также

Ссылки

Примечания

  1. ↑ http://www.autoreview.ru/archive/2008/01/injection/

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

Как работает инжекторный двигатель?

Система питания инжекторного двигателя или, попросту говоря, впрыскивания – система топливной подачи, которая применяется для двигателей, работающих на бензине, и имеет преимущества по сравнению с карбюраторной.

Инжекторный двигатель производит легкий запуск автомобиля независимо от любых погодных условий. Такая система способна себя корректировать во время работы, гибко сдвигая параметры приготовления, воздушно-топливной смеси, основываясь на показаниях датчиков, информация с которых поступает на электронный блок управления (ЭБУ).

На сегодняшний день инжекторный двигатель практически полностью исключил использование устаревшей карбюраторной системы. С его появлением существенно улучшилась динамика разгона, снизилось количество вредных веществ, выделяемых в атмосферу, уменьшился расход автомобильного топлива. Он моментально реагирует даже на минимальные изменения нагрузки.

Инжекторные системы классифицируют по положению и количеству форсунок. В настоящее время наиболее популярна таковая, имеющая устройство инжекторного двигателя с распределённым впрыском топлива, где предусмотрена индивидуальная форсунка для каждого цилиндра. Все форсунки соединены с рампой, в которой топливо находится под давлением. Оно создает электрический бензонасос. Количество топлива, впрыскиваемого в систему, зависит от времени открытия форсунки.

Сколько времени она будет открыта, регулирует ЭБУ (контроллер). Устройство инжекторного двигателя таково, что, основываясь на результате обработки показаний от различных датчиков, ЭБУ запускает инжекторный двигатель. Датчик массового расхода воздуха применяется для расчетов цикла наполнения цилиндров. Объём расходуемого воздуха измеряется, затем происходит перерасчёт электронным блоком управления в циклы цилиндрового наполнения. Мощность двигателя увеличивается до 10% из-за улучшения наполнения цилиндров, оптимального угла опережения зажигания, который соответствует режиму работающего двигателя. При поломке датчика проводится расчет по определённым таблицам.

Датчик положения заслонки дросселя используется для расчета нагрузки на двигатель. В случае изменения работы двигателя, циклов наполнения цилиндров изменяется угол поворота заслонки дросселя.

Температурный датчик для охлаждающей жидкости используется для определения корректировки подачи топлива по температурным параметрам и для управления электрическим вентилятором. При его поломке показания в расчёт не берутся, параметры, смотря сколько времени работает двигатель, берутся из аварийной таблицы.

Для того чтобы система работала синхронизировано, для определения оборотов двигателя, положения коленчатого вала в определенные моменты, применен полярный датчик, определяющий положение коленчатого вала. При неверном включении инжекторный двигатель просто не заведется. Если этот датчик сломается, система работать не будет. Он очень важен, и если при поломке других контроллеров машина ехать сможет, то без него автомобиль не заведется.

В системе впрыска имеется обратная связь – в выпускной системе, непосредственно перед катализатором, установлен датчик содержания кислорода в выхлопных газах автомобиля (его ещё называют лямбда-зондом). Та информация, которую он выдает, используется системой для корректирования нужного количества топлива, подаваемого в инжекторную систему, точно выдерживая нужные параметры рабочей смеси, следовательно, расход топлива становится более экономичным, при этом уровень токсичности выхлопных газов снижается.

Здесь приведены основные необходимые для работы инжекторной системы датчики. Система питания инжекторного двигателя, в зависимости от того, какой двигатель установлен на вашем автомобиле, может быть укомплектована различными контроллерами.

fb.ru

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.

dvigatels.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

принцип работы, устройство, чем отличается от карбюраторного

1888 Просмотров

Каждый автолюбитель в курсе, что у машины может быт как инжекторный двигатель, так и карбюраторный. Только не все знают, что каждый из них представляет из себя. Поэтому следует как можно лучше разобраться в этом вопросе. Для начала отметим, что функция выполняется одна и та же. Формируется горючая смесь, которая подается в двигатель. Только между их работой есть большое отличие. Рассмотрим какое.

Принцип работы инжекторного типа двигателя

Если сказать конкретно, то под карбюратором понимается устройство, которое создает смесь из воздуха и топлива, также оно в состоянии регулировать расход полученной смеси. Принцип работы заключается в том, чтобы засасывать ее в мотор. Это возможно благодаря тому, что впускной коллектор и атмосфера имеют разное давление.

Инжекторный двигатель подразумевает работу электроники. В этой системе контролируется качество смеси без участия человека. Впрыскивается она с помощью форсунок дозированно. После впрыска смесь отправляется в двигатель для сгорания. В настоящее время машины оснащены именно электронной, а не механической системой. Далее рассмотрим, чем отличается один от другого.

Сравнение инжектора и карбюратора

Рассмотрим в чем принцип работы карбюратора. Это устройство способно сформировать смесь, которая состоит из воздуха и топлива. Смесь богата на горючие, легковоспламеняющиеся вещества. Она нужна, чтобы мотором могла осуществляться требуемая работа. Сколько бы оборотов не совершала двигательная система, он поглощает одно и то же по объему количество смеси.

По расходам карбюратор потребляет очень много топлива. В то же время сильно загрязняется воздух.

Теперь рассмотрим, каков принцип работы системы инжектора. Все устройство работает так, что в мотор отправляется бедная смесь из воздуха и топлива, которая должна быть точно дозирована. У современных автомобилей это происходит под влиянием блока управления. Так как дозируется топливо по граммам (порциям), то и расход его значительно мал. К тому же, токсичность выхлопных газов практически на нуле при выходе из выхлопной трубы. Получается, что двигатель внутреннего сгорания, практически не загрязняет воздух.

Инжектор может увеличить мощность мотора до десяти процентов, также клапанный блок устроен так, что работа двигателя улучшается. Принцип действия, который допускает устройство внутреннего сгорания, состоит в том, что инжектор образует смесь из воздуха и горючего, причем для него важно такое топливо, которое отличается качеством, иначе автомобилем управлять невозможно.

Также еще хочется отметить, что в отличие от карбюратора, который зимой замерзает, а летом перегревается, на инжектор не влияет температурный режим внешней среды.

Если говорить о том, насколько надежен карбюратор, то его принцип работы очень прост. Устройство так сделано, что после сгорания топлива, через выхлопную трубу выходит воздух, который сильно загрязнен. Но зато его не нужно регулярно обслуживать и производить ремонтные работы при эксплуатации. Только важно, чтобы не испортить устройство, использовать фильтр для топлива и только качественную марку.

Клапанный блок при этом отличается своей надежностью. Если мы говорим о карбюраторе, то на самом деле это устройство ломается очень часто, так как трудно найти качественное топливо. Правда, отремонтировать его очень просто. Любой автолюбитель это сделает своими руками. К тому же несложно найти запасные части, да и стоят они недорого.

Если же говорить об инжекторе, то его клапанный блок более надежен, когда его эксплуатируют. Но если что-то сломается, то починить сложнее, да и диагностировать поломку самостоятельно не удастся. Требуется особое оборудование. К тому же все дополнительные элементы для сгорания топлива, которые обосновывают принцип работы инжектора, стоят дорого.

Отличия между инжектором и карбюратором.

  1. Если мы говорим о карбюраторе, то смесь поступает в мотор сразу, а при работе инжектора в цилиндр отправляется смесь после впрыска из форсунок.
  2. Когда речь идет о карбюраторе, то обычно всегда подразумевается нестабильное его использование, тогда как благодаря электронике обеспечивается надежность.
  3. Карбюратором в холода пользоваться опасно, он замерзает, когда очень холодно, тогда как для инжектора погода не помеха.
  4. Карбюратор обеспечивает выбросы в атмосферу грязные, тогда как электроника более чистые.
  5. Благодаря электронной системе проще набрать обороты, если сравнивать с карбюратором.
  6. Если применяется инжектор, то обычно экономится до сорока процентов горючего.
  7. Хотя карбюратор ломается чаще, чем электроника, но отремонтировать второй очень дорого, по сравнению с первым.
  8. Также можно отметить еще одно отличие, которое состоит в том, что хотя каждый элемент привередлив к тому, каким качеством обладает топливо, электронная система также подвержена поломкам от некачественного горючего.

Заключение

Подводя итоги, хочется отметить, что в современных машинах ставится именно инжектор, так как он более качественен и надежен, да и работать с ним проще, так как, к примеру, воздух не загрязняется продуктами сгорания так сильно. Но вот он более привередлив к топливной массе, а обеспечить ее качество сложно, ведь часто в бензин что-то подмешивают. В результате он ломается, а его ремонт дорогостоящий, да и детали для него найти сложней. О самостоятельном ремонте не может идти и речи, так как требуется особое оборудование, которого обычно на руках нет.

portalmashin.ru

характеристика и преимущества :: SYL.ru

Введение

Инжекторный двигатель имеет особую систему топливной подачи. Она устанавливается на нынешние бензиновые двигатели вместо карбюраторной системы.

Общая характеристика

Сегодня инжекторный двигатель, можно сказать, стал абсолютной заменой карбюраторной системы. Он улучшает все показатели машины (расход топлива, экологические характеристики, динамику разгона и т.д.). Кроме того, он дает возможность на протяжении долгого времени соблюдать высокие экостандарты без использования ручных регулировок – только благодаря самостоятельной настройке по кислородному датчику.

Впрыск топлива

Инжекторный двигатель устроен таким образом, что в поток воздуха впрыск топлива осуществляется при помощи специальных форсунок, которые располагаются либо там, где находился карбюратор (т.е. на впускном коллекторе), либо рядом со впускным клапаном каждого цилиндра. Еще они могут находиться в головке цилиндров, тогда впрыск осуществляется в камеру сгорания. Топливо к форсункам подается под давлением, а автомобильный бортовой компьютер в нужные моменты подает токовые импульсы, которые их открывают. При этом количество подающегося топлива определяется тем, насколько импульс тока велик. Его длительность рассчитывают на основании информации, которая дается набором датчиков, контролирующих параметры двигателя. Среди них – его температура, обороты, данные о разрежении, а также о расходе воздуха. Хочется отметить, что такая система питания инжекторного двигателя появилась еще в конце XIX века, но из-за сложной конструкции, а также отсутствия нужных систем управления она тогда не нашла своего применения.

Система подачи топлива

Эта тема заслуживает отдельного внимания. Со специальных датчиков в контроллер поступает информация, которая оповещает о массовом расходе воздуха, температуре охлаждающей жидкости, содержании в отработанных газах кислорода, положении дроссельной заслонки, частоте вращения вала, напряжении в сети, а также о наличии в двигателе детонации, положении распределительного вала, автомобильной скорости. Контроллер на основе данной информации осуществляет управление системой зажигания, подачей топлива, регулятором холостого хода, системой диагностики. Одним словом, этот процесс очень сложный, однако результат превосходит все возможные ожидания. И, соответственно, стоит отметить достоинства, которыми обладает инжекторный двигатель.

Достоинства

Устройство инжекторного двигателя позволяет тратить меньше топлива. Еще нужно отметить, что у него высокая динамика разгона. Сюда стоит добавить небольшое количество вредных веществ и несомненную стабильность работы. Единственным недостатком данного механизма является сложность его ремонта.

Принцип работы

Инжекторный двигатель способен долго время соблюдать высокие экостандарты (как было сказано ранее) без дополнительных ручных регулировок. Это достигается при помощи системы самостоятельной настройки по данным с датчика кислорода.

www.syl.ru

Принцип работы инжектора для начинающих

С целью сокращения вредных выбросов и повышения экономичности двигателей автомобильная топливная система в последние годы серьезно изменилась. Например, в США от карбюраторов отказались ещё в 1990 году. Системы впрыска топлива появились ещё в середине ХХ века, а на серийных автомобилях европейских производителей их начали применять примерно с 1980-х.

На сегодняшний день все новые автомобили оснащаются именно инжекторными двигателями. В этой познавательной статье мы рассмотрим принцип работы инжектора и его устройство. Вы сможете узнать, как топливо попадает в цилиндр двигателя. Устройство двигателя с системой впрыска – очень актуальная тема для современного автолюбителя, поэтому устраивайтесь поудобнее и начинаем!

Карбюратор «сдаёт позиции»

После появления двигателя внутреннего сгорания карбюратор использовался для подачи топлива в двигатель. В такой технике как бензопилы и газонокосилки это устройство применяется до сих пор. Но в процессе эволюции автомобиля карбюратору становилось всё сложнее и сложнее удовлетворять многим требованиям к эксплуатации.

Например, для того чтобы соответствовать ужесточающимся экологическим нормам были введены каталитические нейтрализаторы (катализаторы). Катализатор эффективен лишь в случае тщательного контроля топливно-воздушной смеси. Кислородные датчики (как их проверяют мы уже писали — http://avtopub.com/proverka-kislorodnogo-datchika-lyambda-zonda-svoimi-silami/) отвечают за контроль количества кислорода в выхлопных газах. Эта информация используется и электронным блоком управления двигателем (ЭБУ) для регулировки пропорции воздух/топливо в режиме реального времени.

В итоге получается замкнутая система управления, которую невозможно было реализовать с использованием карбюраторов. В течение короткого периода времени выпускались карбюраторы с электронным управлением, но они были ещё более сложными, чем чисто механические устройства.

Сначала карбюраторы были заменены системой впрыска топлива в корпусе дроссельной заслонки (также известна как одноточечная система впрыска или система центрального впрыска топлива). В них форсунки были расположены в корпусе дроссельной заслонки. Это было простое решение для замены карбюратора, поэтому автопроизводителям не пришлось вносить изменения в конструкцию двигателей.

Со временем, в процессе появления новых двигателей, система центрального впрыска топлива была заменена многоточечной системой впрыска топлива (также известна как система последовательного впрыска). В этих системах используется отдельная топливная форсунка для каждого цилиндра. Как правило, они расположены так, чтобы распылять топливо прямо на впускной клапан. Эти системы обеспечивают более точное дозирование топлива и быструю реакцию. Пришло время подробнее изучить принцип работы инжектора.

Когда вы давите на газ

Педаль газа в вашем автомобиле подключена к дроссельной заслонке. Речь идет о клапане, который регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель. Так что педаль газа на самом деле является педалью воздуха.

Когда вы нажимаете на педаль газа, дроссельная заслонка открывается больше, в результате чего двигатель получает больше воздуха. Блок управления двигателем (ЭБУ, компьютер, управляющий всеми электронными компонентами двигателя) «замечает» открытую дроссельную заслонку и увеличивает подачу топлива для приготовления оптимальной топливно-воздушной смеси. Очень важно, чтобы подача топлива увеличивалась сразу после открытия дроссельной заслонки. В противном случае, некоторая часть воздуха окажется в цилиндрах без достаточного количества топлива.

Датчики контролируют содержание кислорода в выхлопных газах, а также количество воздуха, поступающего в двигатель. ЭБУ использует эти данные для максимально точного выбора соотношения воздуха и топлива. Как работает инжектор на современных автомобилях?

Форсунка

Топливная форсунка (инжектор) – это клапан с электронным управлением. Подачу топлива к этому клапану обеспечивает топливный насос. Форсунка может открываться/закрываться много раз в секунду.

Когда форсунка находится под напряжением, электромагнит перемещает поршень, открывающий клапан, в результате чего происходит впрыск топлива под давлением через крошечное сопло. Насадка предназначена для распыления топлива. Появляется мелкий туман, который легко сгорает.

Количество топлива, которое подается в двигатель, зависит от того, сколько времени форсунка остается в открытом положении. Данный показатель называют длительностью или шириной импульса, он управляется ЭБУ.

Форсунки установлены во впускном коллекторе таким образом, чтобы распылять топливо прямо на впускные клапана. Трубка, которая поставляет топливо к каждой из форсунок под определенным давлением, называется топливной рампой.

Для того чтобы определить оптимальное количество топлива, блок управления двигателя получает сигналы от множества датчиков. Рассмотрим самые важные из них.

Устройство инжекторного двигателя – основные датчики

Для выбора оптимального количества топлива в различных условиях эксплуатации ЭБУ двигателя следит за показаниями различных датчиков. Вот лишь несколько основных:

  • Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ). Сообщает блоку управления массу воздуха, поступающего в двигатель.
  • Датчик (-и) кислорода (лямбда-зонд). Контролирует содержание кислорода в выхлопных газах. С помощью полученной от него информации ЭБУ может выявить богатую или бедную топливную смесь и внести соответствующие коррективы.
  • Датчик положения дроссельной заслонки. Следит за положением дроссельной заслонки (она влияет на подачу воздуха в двигатель), благодаря чему блок управления может оперативно реагировать на изменения, увеличивая либо сокращая расход топлива по мере необходимости.
  • Датчик температуры охлаждающей жидкости. Помогает ЭБУ определить, когда двигатель достиг оптимальной рабочей температуры.
  • Датчик напряжения. Следит за напряжением бортовой сети автомобиля. В зависимости от показаний датчика блок управления может увеличить число оборотов холостого хода двигателя, если напряжение падает (такое бывает при высоких электрических нагрузках).
  • Коллекторный датчик абсолютного давления. Анализирует давление воздуха во впускном коллекторе. Количество воздуха, поступающего в двигатель, является хорошим показателем того, сколько энергии он вырабатывает. Чем больше воздуха поступает в двигатель, тем ниже давление в коллекторе. Этот показатель используется для определения количества производимой энергии.
  • Датчик скорости вращения коленчатого вала. Скорость вращения коленвала – один из факторов, влияющих на расчет требуемой длительности импульса.

Существует два основных типа управления многоточечными системами впрыска: топливные форсунки могут открываться одновременно или каждая из них может открываться только перед открытием впускного клапана соответствующего цилиндра (это называется последовательный многоточечный впрыск топлива).

Преимущество последовательного впрыска топлива заключается в том, что система может реагировать на любые действия водителя быстрее, поскольку с момента выполнения действия она ждет лишь очередного открытия впускного клапана. Системе не нужно ждать полного вращения двигателя. Разобраться в работе инжектора мы смогли, но кто всем этим «руководит»?

Управление работой двигателя

Алгоритмы, управляющие двигателем, являются довольно сложными. Существует множество требований, которым силовой агрегат должен удовлетворять. Например, это касается показателя вредных выбросов или требований топливной экономичности.

Блок управления двигателем использует формулу и множество таблиц соответствия для установки длительности импульса в определенных условиях эксплуатации. Формула представляет собой сочетание многих факторов, умноженных друг на друга. Мы рассмотрим упрощенную формулу определения длительности импульса топливной форсунки. В этом примере наша формула будет состоять лишь из трех показателей, в то время как в реальности обычно учитывается свыше сотни параметров.

Длительность импульса = (Длительность базового импульса) x (Фактор A) x (Фактор B)

Для расчета длительности импульса электронный блок сначала выполняет поиск длительности базового импульса в соответствующей справочной таблице. Базовая длительность импульса – это функция от частоты вращения двигателя (RPM) и нагрузки (она вычисляется из абсолютного давления в коллекторе). Например, частота вращения двигателя 2000 оборотов в минуту, а показатель нагрузки равен 4. В таблице необходимо найти число в месте пересечения показателей 2000 и 4. Получается 8 миллисекунд.

Частота вращения двигателя

Нагрузка
1 2 3 4 5
1,000 1 2 3 4 5
2,000 2 4 6 8 10
3,000 3 6 9 12 15
4,000 4 8 12 16 20

В следующих примерах А и В представляют собой параметры, которые блок управления получает от датчиков. Допустим, что А – это температура охлаждающей жидкости, а B – уровень содержания кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода – 3, справочные таблицы свидетельствуют о том, что фактор А = 0,8, а фактор B = 1,0.

A Фактор A B Фактор B
0 1.2 0 1.0
25 1.1 1 1.0
50 1.0 2 1.0
75 0.9 3 1.0
100 0.8 4 0.75

Таким образом, поскольку нам известно, что длительность базового импульса – это функция от нагрузки и частоты вращения двигателя, а длительность импульса = (длительность базового импульса) x (фактор A) x (фактор B), общая длительность импульса в нашем примере равна:

8 х 0,8 х 1,0 = 6,4 мс

На этом примере видно, как система управления выполняет настройку. Так как параметр В отображает содержание кислорода в выхлопных газах, согласно данным с таблицы, можно сделать вывод, что выхлопные газы содержат слишком много кислорода, в результате чего ЭБУ сокращает подачу топлива.

Реальные системы управления учитывают свыше 100 параметров, для каждого из которых составлена собственная таблица соответствия. Некоторые параметры даже корректируются с течением времени с целью компенсации изменений производительности компонентов, к примеру, каталитического нейтрализатора (о проверке катализатора читайте по ссылке). И в зависимости от количества оборотов двигателя, блок управления может выполнять эти расчеты более 100 раз в секунду.

Если наша статья о том, как работает инжектор, и какие существуют системы впрыска топлива, вам понравилась, поделитесь ссылкой с друзьями в социальных сетях, используя соответствующие кнопочки ниже. Спасибо за внимание, оставайтесь с нами!

avtopub.com