Системы впрыска топлива в двигатель

В современных автомобилях в бензиновых силовых установках принцип работы системы питания схож с тем, который применяется на дизелях. В этих моторах она разделена на две – впуска и впрыска. Первая обеспечивает подачу воздуха, а вторая – топлива. Но из-за конструктивных и эксплуатационных особенностей функционирование впрыска существенно отличается от применяемого на дизелях.

Отметим, что разница в системах впрыска дизельных и бензиновых моторов все больше стирается. Для получения лучших качеств конструкторы заимствуют конструктивные решения и применяют их на разных видах систем питания.

Устройство и принцип работы инжекторной системы впрыска

Второе название систем впрыска бензиновых моторов – инжекторная. Основная ее особенность заключается в точной дозировке топлива. Достигается это путем использования в конструкции форсунок. Устройство инжекторного впрыска двигателя включает в себя две составляющие – исполнительную и управляющую.

В задачу исполнительной части входит подача бензина и его распыление. Она включает в себя не так уж и много составных элементов:

1. Бак.
2. Насос (электрический).
3. Фильтрующий элемент (тонкой очистки).
4. Топливопроводы.
5. Рампа.
6. Форсунки.

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

В задачу указанных элементов входит подготовка топлива и обеспечение его поступления к форсункам, которыми и осуществляется их впрыскивание.

Принцип работы исполнительной составляющей прост. При повороте ключа зажигания (на некоторых моделях – при открытии водительской двери) включается электрический насос, который качает бензин и заполняет им остальные элементы. Топливо проходит очистку и по топливопроводам поступает в рампу, которая соединяет собой форсунки. За счет насоса топливо во всей системе находится под давлением. Но его значение ниже, чем на дизелях.

Открытие форсунок осуществляется за счет электрических импульсов, подаваемых с управляющей части. Эта составляющая системы впрыска топлива состоит из блока управления и целого комплекта следящих устройств – датчиков.

Эти датчики отслеживают показатели и параметры работы – скорость вращения коленчатого вала, количества подаваемого воздуха, температуры ОЖ, положения дросселя. Показания поступают на блок управления (ЭБУ). Он эту информацию сравнивает с данными, занесенными в память, на основе чего определяется длина электрических импульсов, подаваемых на форсунки.

Электроника, используемая в управляющей части системы впрыска топлива, нужна, чтобы высчитать время, на которое должна открыться форсунка при том или ином режиме работы силового агрегата.

Виды инжекторов

Но отметим, что это общая конструкция системы подачи бензинового мотора. Но инжекторов разработано несколько, и каждая из них обладает своими конструктивными и рабочими особенностями.

На автомобилях применяются системы впрыска двигателя:

• центрального;
• распределенного;
• непосредственного.

Центральный впрыск считается первым инжектором. Его особенность заключается в использовании только одной форсунки, которая впрыскивала бензин во впускной коллектор одновременно для всех цилиндров. Изначально он был механическим и никакой электроники в конструкции не использовалось. Если рассмотреть устройство механического инжектора, то она схожа с карбюраторной системой, с единственной разницей, что вместо карбюратора использовалась форсунка с механическим приводом. Со временем центральную подачу сделали электронной.

Сейчас этот тип не используется из-за ряда недостатков, основной из которых — неравномерность распределения топлива по цилиндрам.

Распределенный впрыск на данный момент является самой распространенной системой. Конструкция этого типа инжектора расписана выше. Ее особенность заключается в том, что топливо для каждого цилиндра подает своя форсунка.

В конструкции этого вида форсунки устанавливаются во впускном коллекторе и располагаются рядом с ГБЦ. Распределение топлива по цилиндрам дает возможность обеспечить точную дозировку бензина.

Непосредственный впрыск сейчас является самым совершенным типом подачи бензина. В предыдущих двух типах бензин подавался в проходящий поток воздуха, и смесеобразование начинало осуществляться еще во впускном коллекторе. Этот же инжектора по конструкции копирует дизельную систему впрыска.

В инжекторе с непосредственной подачей распылители форсунок располагаются в камере сгорания. В результате компоненты топливовоздушной смеси здесь запускаются в цилиндры по отдельности, и уже в самой камере они смешиваются.

Особенность работы этого инжектора заключается в том, что для впрыскивания бензина требуется высокие показатели давления топлива. И его создание обеспечивает еще один узел, добавленный в устройство исполнительной части – насос высокого давления.

Системы питания дизельных двигателей

И дизельные системы модернизируются. Если раннее она была механической, то сейчас и дизеля оснащаются электронным управлением. В ней используются те же датчики и блок управления, что и в бензиновом моторе.

Сейчас на автомобилях применяется три типа дизельных впрысков:

1. С распределительным ТНВД.
2. Common Rail.
3. Насос-форсунки.

Как и в бензиновых моторах, конструкция дизельного впрыска состоит из исполнительной и управляющей частей.

Многие элементы исполнительной части те же, что и у инжекторов – бак, топливопроводы, фильтрующие элементы. Но есть и узлы, которые не встречаются на бензиновых моторах – топливоподкачивающий насос, ТНВД, магистрали для транспортировки топлива под высоким давлением.

В механических системах дизелей применялись рядные ТНВД, у которых давление топлива для каждой форсунки создавала своя отдельная плунжерная пара. Такие насосы отличались высокой надежностью, но были громоздкими. Момент впрыска и количество впрыскиваемого дизтоплива регулировалось насосом.

В двигателях, оснащаемых распределительным ТНВД, в конструкции насоса используется только одна плунжерная пара, которая качает топливо для форсунок. Этот узел отличается компактными размерами, но ресурс его ниже, чем рядных. Применяется такая система только на легковом автотранспорте.

Common Rail считается одной из самых эффективных дизельных систем впрыска двигателя. Общая концепция ее во многом позаимствована у инжектора с раздельной подачей.

В таком дизеле моментом начала подачи и количеством топлива «заведует» электронная составляющая. Задача насоса высокого давления — только нагнетание дизтоплива и создание высокого давления. Причем дизтопливо подается не сразу на форсунки, а в рампу, соединяющую форсунки.

Насос-форсунки – еще один тип дизельного впрыска. В этой конструкции ТНВД отсутствует, а плунжерные пары, создающие давление дизтоплива, входят в устройство форсунок. Такое конструктивное решение позволяет создавать самые высокие значения давления топлива среди существующих разновидностей впрыска на дизельных агрегатах.

Напоследок отметим, что здесь приводится информация по видам впрыска двигателей обобщенно. Чтобы разобраться с конструкцией и особенностями указанных типов, их рассматривают по отдельности.

Видео: Управление системой впрыска топлива

Система впрыска топлива: как и что происходит?

Система впрыска топлива — это система , которая подает топливную жидкость в определенном количестве в цилиндры самого двигателя . Такая система используется на моторах и бензиновых , и дизельных , однако технология процесса работы отличается в этих двух случаях : в дизельном двигателе топливная жидкость подается под высоким давлением : соединяясь с раскаленным воздухом она возгорается практически за мгновение . В бензиновом двигателе дело обстоит немного иначе : при подаче топлива появляется топливно — воздушная смесь , возгорающегося в дальнейшем от искры свечи зажигания .

Историческая справка

Сейчас в мире инжекторный ( впрысковый ) двигатель почти совсем вытеснил ставшую устаревшей карбюраторную систему . Но так было не всегда . Впервые систему впрыскивания топлива применяли еще в военной авиации середины прошлого века . Тогда она еще не получила достаточного распространения в автомобилестроении : лишь в 90х годах XX столетия , из — за ухудшившейся экологической ситуации в мире , стало понятно , что в выхлопах карбюратора остается слишком много не догоревшего топлива . Ситуация с экологией стала ухудшаться – объемы выбросов опасных веществ в атмосферу стало носить критический характер . Изменения в машиностроении стали необходимостью и конструкция топливных систем кардинально изменилась со временем . Первыми компаниями , выпустившими автомобили с инжекторной системой , были всем известные : Mercedes — Benz , Volkswagen , BMW , Mitsubishi . Новое решение казалось идеальным , если бы ни одно « но »: эволюционное решение имело один минус – высокие требования к качеству топливным смесям , а при использовании менее качественных смесей появилась опасность выделения оксида азота , что привело привело к значительному усложнению мотора .

Какие системы бывают

Систему можно классифицировать по точке ее установки , а также по количеству топливных форсунок ( инжекторов ):

1. Моновпрыск ( представляет собой одноточечный впрыск ).

Здесь единственная форсунка обслуживает сразу все камеры сгорания . Располагается , чаще всего , на местах самого карбюратора . Надежность в работе и проста : удобно расположена под потоками прохладного воздуха . Однако из — за возросших требований к экологичности ( требуется индивидуальная дозировка топливной смеси к каждому цилиндру ) становится все менее популярна .

1. Многоточечный впрыск ( он распределяет определенными траекториями ).

Это дна один цилиндр приходится одна изолированная форсунка . Есть подвиды этой установке :

• Одновременный — Когда все форсунки срабатывают одновременно .
• Параллельно — попарный – парное открывание : перед моментом впуска , осуществляется открывание одной пары .

На сегодняшний день , применяется принцип фазированного впрыска , а параллельно — попарный чаще применяется при запуске в аварийном состоянии , когда некорректно работают датчики фаз .

• Фазированный — все форсунки контролируются под индивидуальным управлением они открывается в начале самого впуска .
• Непосредственный — впрыскивание топливной жидкости производится напрямую в цилиндр .

Достоинства

Инжекторы имеют достаточно много плюсов :

За счет дозированной подачи топлива уменьшается его расход . Даже в системах первых серий автомобилей , расход топлива в сравнении с карбюраторными уменьшается в среднем на 30 — 40 %. В современном мире разница увеличивается до двух раз у автомобилей схожей массы и рабочего объема .

1. Повышение мощности двигателя .

Происходит особенно сильно на низких оборотах . Общее повышение составляет 7 — 10 % за счет более качественного наполнения цилиндров и более оптимального угла опережения зажигания .

1. Экологичность .

Благодаря появлению датчиков по параметрам выхлопов , контролируется снижение токсичности .

1. Упрощение и автоматизация запуска двигателя .
2. Повышение динамических свойств автомобиля .

Возможности управления двигателем расширяются за счет моментальной реакции системы впрыскивания на каждую изменившуюся нагрузку .

1. Независимость от погодных условий .

Как известно , карбюратор зависит от уровня атмосферного давления ( например , в горах ), что совершенно отсутствует у инжектора . В том числе под сильным наклоном влияния на работу инжектора не ощущается , что нельзя сказать о карбюраторе ( при повороте 15 градусов могут появиться перебои в работе ).

1. Отсутствие необходимости в периодическом обслуживании .

Удобство инжекторной подаче топлива состоит в том , что имеются достаточно много возможностей для настройки параметров собственноручно , владельцем транспорта . По этой причине , единственное , что может потребоваться – это замена элементов , вышедших из строя .

1. Повышенная защита от угона .

Блок электрических систем двигателем настроен так , что подача топливной смеси в мотор не будет осуществляться без полученного позволения от иммобилайзера .

1. Нет сбора горючей смеси в выпускном тракте . Нет опасности попадания пламени во впускной тракт и последующего его возгорания при некорректной работе системы зажигания ( звук , похожий на хлопки , а в дальнейшем пожар или нарушение систем питания ). Благодаря тому , что в инжекторах горючее поступает лишь в момент открывания форсунки нужного цилиндра , топливо не может накопиться в каллекторе .
2. Способность изменить высоту капота . В результате того , что система впрыска располагается не поверх двигателем , а по его бокам , появляется возможность понижения уровня капота , чего не скажешь о карбюраторной системе .

Недостатки

Конечно , и у инжекторной системы есть некоторые недостатки . Но с течением времени многие из них стали неактуальны , например высокая стоимость деталей , пониженная ремонтоспособность , необходимость в специализированном персонале при обслуживании . С развитием массового машиностроения , повышением надежности , а также возможность диагностики через мобильные устройства , эти проблемы уже в прошлом . Однако некоторые все же остались :

1. К составу топлива все также остаются высокие требования .
2. Зависимость от электропитания ( у вариантов автомобилей , контролируемых электроникой ).
3. Повышенная вероятность пожара при ДТП . За счет подачи топлива под давлением . Для таких случаев работает контроллер , который отключает бензонасос в аварийных ситуациях .

Датчики топливной системы

При разной комплектации автомобиля может отличаться количество датчиков . Устанавливать их все , для нормальной работы , необязательна .

1. Датчик кислорода . Он рассчитывает данные по содержанию кислорода в общем объеме отработанных газов .
2. Датчик положения коленвала . Автомобиль не заведется при поломки данного датчика . Вы не сможете добраться до сервиса без помощи эвакуатора при неполадках с ДПКВ .
3. Датчик массового расхода воздуха Поступающий объем воздуха и его расход двигателем рассчитывается именно этим датчиком .
4. Датчик температуры охлаждающей жидкости . Для контроля температурного уровня охлаждающей жидкости , устанавливается данный датчик . Сигнал отправляется на блок управления , но на панели применяется другой датчик .
5. Датчик скорости . Подает на приборную панель количество пробега .
6. Датчик положения дроссельной заслонки Нагрузка , оказываемая на мотор , рассчитывается этим датчиком .
7. Датчик детонации . При определении детонации в автомобиле , включается система ее гашения .
8. Датчик фазы . Синхронизирует впрыск топлива . В аварийной ситуации , переводит двигатель на параллельно — попарную подачу горючего .

В итоге можно сказать , что система впрыска топлива сильно продвинулась за последние пятьдесят лет в своем технологическом совершенстве . Конечно , недостатки все еще остались , но однозначно , массовость в машиностроении , экология — все это непосредственно влияет на развитие двигателей автомобилей . Сейчас невероятно актуальна экологическая составляющая нашей планеты , поэтому разработчики автомобильных двигателей не имеют шансов остаться на том же уровне , что и сейчас , не вводя все новые и новые усовершенствованные методы переработки горючей смеси в двигателе .

http://avtocity365.ru/ustrojstvo-i-ekspluatatsiya-avtomobilya/sistemy-vpryska/
Источник Источник Источник Источник http://elm327.club/remont-i-obsluzhivanie-avto/sistema-vpryska-topliva.html