Инжекторная система впрыска

Инжектор – это самый популярный электронно-механический узел в автомобилестроении. Устройство и принцип работы инжектора одновременно просты и сложны. Конечно, рядовому автовладельцу необязательно вникать в детали конструкции инжекторных систем и их программного обеспечения, но основные моменты знать не помешает.

Ниже мы расскажем о том, что такое инжектор, каков принцип его работы, и какие типы инжекторных форсунок чаще всего применяются на современных двигателях.

Рекомендуем посмотреть видео внизу страницы, на котором хорошо показано, как работает инжектор.

Такие вещи своими силами не ремонтируются, однако разбираться в устройстве инжектора стоит, хотя бы для того, чтобы не попасть впросак при оплате счета в автосервисе.

Содержание

Принцип работы инжекторного двигателя

Итак, после того, как мы разобрались в основных узлах инжекторного двигателя, посмотрим, как же он работает. После того как стартер провернул коленчатый вал, ДПКВ сообщил блоку управления, какой цилиндр в каком положении находится. В свою очередь, датчик фаз сообщил о тактах. Блок управления принял эту информацию к сведению и открыл форсунку в том цилиндре, в котором начинается такт впуска. Но открыл ее не просто так, а на строго определенный промежуток времени, который по таблицам соответствует показаниям ДМРВ или ДАД. Так сформировалась рабочая смесь.

Видео: как работает бензиновый инжекторный двигатель внутреннего сгорания

После того как здесь такт впуска закончился, начинается сжатие, в это время впуск происходит в другом цилиндре. Здесь же поршень доходит до верхней мертвой точки, о чем говорит ДПКВ и ДФ, соответственно, пора подавать напряжение на модуль зажигания, в нужный цилиндр. Для этого в блоке управления стоит два транзистора, которые берут на себя по два цилиндра.

Дальше, когда взрыв произошел, ЭБУ смотрит на показания датчик детонации и корректирует момент зажигания уже для следующего по ходу цилиндра. Но это еще не все. После этого, когда газы дошли до датчика кислорода, блок управления корректирует состав смеси, а именно, время открывания форсунки, что позволяет максимально эффективно использовать топливо и его сгорание. Если ЭБУ распознает недостаток кислорода, но при этом дроссельная заслонка остается открытой, то приоткрывается регулятор холостого хода.

Прогрев двигателя и датчик температуры двигателя

Этот момент стоит рассмотреть отдельно, скажем так, это небольшое уточнение. Итак, прогревочный режим двигателя никак не связан с показаниями некоторых датчиков, то есть, от них ничего не зависит. В частности, это ДМРВ и ДАД, а так же датчик детонации. В блоке, как уже говорилось, заложены определенные таблицы, их очень много, миллионы. Так вот, во время прогревочного режима ЭБУ работает строго по этим таблицам и никак иначе. Это значит, что если в него прописано соотношение воздуха к топливу 14,1:1, то так оно и будет. Эта цифра является общепринятой нормой для рабочей температуры. Так вот, пока температура двигателя не достигнет той, которая прописана в прошивке блока управления, то прогревочный режим не отключится. После ЭБУ начинает работать по датчикам.

Виды системы

Свое название инжекторная система впрыска топлива получила от устройства, которое отвечает за распыление бензина – инжектора (от англ. Injection – впрыск, injector – форсунка). Система питания такого типа устанавливалась на самолеты еще в 20-х годах прошлого столетия. Что примечательно, уже тогда это был непосредственный впрыск топлива в цилиндры двигателя. Основное внимание уделим развитию вариациям системы Motronic, в которой за подачу топлива и регулировку угла зажигания отвечает блок управления двигателем (далее ЭБУ или ECU).

Устройство автомобилей



Система впрыска L-Jetronic (рис. 1) – это управляемая электроникой система многоточечного (распределенного) прерывистого впрыска топлива. Была разработана в конце 70-х годов прошлого столетия, как более технологичная и безотказная альтернатива механической системе K-Jetronic. Сокращеное словосочетание происходит от немецкого “Luftmasse” – воздушная масса

Главные отличия системы L-Jetronic от системы K-Jetronic следующие:

  • отсутствие дозатора-распределителя и регулятора управляющего давления;
  • электромагнитное управление пусковой и рабочими форсунками;
  • наличие электронного блока управления (ЭБУ).

Поскольку отсутствует дозатор-распределитель, существенно изменена конструкция расходомера воздуха.

В системах L-Jetronic примерно в 2 раза меньше давление топлива в системе и возможно отсутствие накопителя (гидроаккумулятора) бензина.

Система впрыска L-Jetronic является более совершенной в сравнении с системой K-Jetronic, повышающая экономичность двигателя, снижающая токсичность отработавших газов, улучшающая динамику автомобиля.

Каждый цилиндр двигателя имеет свою форсунку с электромагнитным управлением, впрыскивающую топливо во впускной коллектор перед впускным клапаном.

Впрыск согласован с частотой вращения коленчатого вала двигателя, информация о которой передается в электронный блок управления от контакта прерывателя (системы зажигания с контактным управлением), от клеммы «1» катушки зажигания или клеммы «16» коммутатора (для бесконтактных систем зажигания).

Система впрыска L-Jetronic работает следующим образом. Топливный электронасос 5 забирает топливо из бака 1 и подает его под давлением 0,25 МПа через фильтр тонкой очистки 6 к распределительной магистрали 4, соединенной шлангами с рабочими форсунками 3 цилиндров двигателя.

Установленный с торца распределительной магистрали 4 регулятор 2 осуществляет слив излишнего топлива в бак. Этим обеспечивается циркуляция топлива в системе и исключается образование паровых пробок.

Количество впрыскиваемого топлива определяется электронным блоком управления 12 в зависимости от температуры, давления и объема поступающего воздуха, частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя, температуры охлаждающей жидкости.

Основным параметром, определяющим дозировку топлива, является объем всасываемого в цилиндры воздуха, измеряемый расходомером воздуха.

Поступающий воздушный поток, преодолевая натяжение пружины, отклоняет напорную измерительную заслонку расходомера воздуха на определенный угол, который преобразуется в электрическое напряжение посредством потенциометра.

Соответствующий электрический сигнал передается на блок электронного управления, который определяет необходимое количество топлива в данный момент работы двигателя и выдает на электромагнитные клапаны рабочих форсунок импульсы времени подачи топлива.

Независимо от положения впускных клапанов форсунки впрыскивают топливо за один или два оборота коленчатого вала двигателя (за цикл или за два такта). Если впускной клапан в момент впрыска закрыт, топливо накапливается перед клапаном и поступает в цилиндр при его следующем открытии одновременно с воздухом.

Клапан добавочного воздуха 19, установленный в воздушном канале, выполненном параллельно дроссельной заслонке, подводит к двигателю добавочный воздух при холодном пуске и прогреве двигателя, что приводит к увеличению частоты вращения коленчатого вала.

Для ускорения прогрева используют повышенную частоту вращения на холостом ходу (более 1000 об/мин).

Для облегчения пуска холодного двигателя применяется электромагнитная пусковая форсунка 21, продолжительность открытия которой изменяется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости посредством термореле 9.

Величина необходимой в данный момент времени дозы топлива вычисляется электронным блоком управления в зависимости от массы всасываемого воздуха (объем, температура, давление), температуры двигателя и режима его работы.

Объем проходящего воздуха полностью определяется положением дроссельной заслонки (нагрузкой двигателя).

Объем (масса) воздуха измеряется расходомером, который не учитывает только воздух, проходящий через дополнительный канал и используемый для регулирования содержания оксида углерода в отработавших газах. О тепловом режиме двигателя дает информацию датчик температуры охлаждающей жидкости.

Информацию о нагрузочном режиме двигателя в блок электронного управления сообщает выключатель положения дроссельной заслонки (сигналы «Холостой ход», «Частичная нагрузка» и «Полная нагрузка»).

Если дроссельная заслонка закрыта, двигатель работает на холостом ходу, контакты, соответствующие закрытому положению дроссельной заслонки замкнуты и в ЭБУ поступает соответствующий сигнал («Холостой ход»). ЭБУ подает команду корректирующую количество впрыскиваемого форсунками топлива.

Если дроссельная заслонка полностью открыта, что соответствует работе двигателя при полной загрузке, контакты размыкаются, и в электронный блок поступает соответствующая информация, которую последний использует для управления подачей форсунок.

Сигнал о частичной нагрузке при неполном открытии дроссельной заслонки формируется посредством потенциометра.

В системе L-Jetronic учитывается, что плотность холодного воздуха выше плотности теплого. Чем выше температура засасываемого воздуха, тем хуже наполнение цилиндров двигателя при постоянном положении дроссельной заслонки.

Температура поступающего воздуха изменяется не только с изменением температуры окружающей среды, но и с изменением температуры в подкапотном пространстве. Нормальная температура в подкапотном пространстве примерно 50 ˚С.

Информация о температуре воздуха поступает от датчика, встроенного в расходомер воздуха, в электронный блок управления (ЭБУ), определяющий дозу впрыскиваемого электромагнитными форсунками топлива.

На некоторых автомобилях устанавливают, кроме того, высотный корректор, который информирует электронный блок управления о наружном атмосферном давлении. Бόльшую часть времени двигатель работает в режиме частичных нагрузок, поэтому программа, заложенная в ЭБУ, обеспечивает минимально возможный расход топлива при допустимой концентрации вредных веществ в отработавших газах.

Обогащение смеси происходит при холодном пуске, прогреве, холостом ходе, ускорении движения, полной нагрузке.

На всех перечисленных режимах, кроме режима полной нагрузки излишек топлива необходим для устойчивой работы двигателя: при холодном пуске – для большего количества легкоиспаряющихся фракций; при холостом ходе – для увеличения наполнения цилиндров в связи с большим количеством остаточных газов. При полной нагрузке излишек топлива необходим для охлаждения двигателя за счет испарения части бензина.

Канал расходомера воздуха является дополнительным элементом в системе холостого хода L-Jetronic. В канале установлен винт качества (состава) смеси или регулирования оксида углерода. Назначение дополнительных (обводных) каналов дроссельной заслонки L-Jetronic такое же, как и в системах K-Jetronic.

В режиме принудительного холостого хода дроссельная заслонка закрыта и в блок управления идет сигнал «Холостой ход». Если при этом частота вращения коленчатого вала двигателя выше так называемой восстанавливаемой частоты вращения, впрыск топлива прекращается (по аналогии с работой экономайзера принудительного холостого хода карбюраторных двигателей).

Соответственно уменьшаются расход топлива и выброс вредных веществ с отработавшими газами.

Восстанавливаемая частота вращение (при которой вновь начинается впрыск топлива) обычно лежит в пределах 1200…17000 об/мин.

Расходомер воздуха системы L-Jetronic работает следующим образом. Воздушный поток действует на измерительную заслонку прямоугольной формы. Заслонка закреплена на оси в специальном канале, который с помощью потенциометра преобразует поворот заслонки в напряжение, пропорциональное расходу воздуха.

Потенциометр представляет собой, как правило, цепочку сопротивлений, включенных параллельно контактной дорожке. Действие воздушного потока на измерительную заслонку уравновешивается пружиной.

Для гашения колебаний, вызванных пульсациями воздушного потока и динамическими воздействиями, характерными для автомобиля, особенно на плохих дорогах, в расходомере имеется демпфер со специальной пластиной.

Пластина выполнена как единое целое с измерительной заслонкой. Резкие перемещения измерительной заслонки становятся невозможными из-за действии на пластину усилия воздуха, сжимаемого в демпферной камере.

На входе в расходомер встроен датчик температуры поступающего воздуха, а в верхней части расходомера расположен обводной канал с винтом качества (состава) смеси.

***

Модернизации системы L-Jetronic

Система впрыска L-Jetronic пережила несколько модернизаций и оказалась работоспособной вплоть до уровня экологических требований EURO-III включительно. Тем не менее, постепенно она была заменена более совершенными системами впрыска, в том числе работающими на основе информации от датчиков массового расхода воздуха.

Первой модернизацией системы L-Jetronic является система впрыска LE-Jetronic (LE-J), в которой изменена в основном электрическая схема электронного блока управления, при этом число контактов в разъеме сокращено с 35 до 25.

Система LE-2J отличается от системы LE-J улучшенной системой пуска и сокращенной подачей топлива.

Система LE-3J работает на основе цифрового кода и с электронным блоком, объединенным с расходомером воздуха.

Система LE-4J отличается от системы LE-3J отсутствием пусковой форсунки, термореле и клапана добавочного воздуха.

Система LH-Jetronic отличается от системы LE-Jetronic главным образом измерителем расхода воздуха и также представляет собой систему прерывистого впрыска топлива низкого давления, в которой электронный блок управления (цифровая микроЭВМ) приводит соотношения воздуха и топлива в соответствие с нагрузкой и частотой вращения коленчатого вала двигателя.

Инжектор что это такое, из чего состоит инжектор, виды форсунок

Инжекторные автомобили уже становятся обыденностью. Ведь они намного экономичнее и производительнее карбюраторных машин, к тому же, не так сильно загрязняют окружающую среду. Сегодняшняя статья будет полностью посвящена этому устройству. Итак, что такое инжектор как он работает и из чего состоит.

Как осуществлялась подача топлива карбюратором

Первоначально двигателе внутреннего сгорания для приготовления топливовоздушной смеси применяли карбюраторы. Это такие устройства, которые смешивают бензин с воздухом и подают его в цилиндр в заданных пропорциях. Всасывание смеси происходило за счет разряжения, возникшего внутри цилиндра двигателя. Внутри установлены заслонки, а также устройство для подачи топлива струей. При открытии заслонки, небольшая порция топлива падала вниз и всасывалась потоком воздуха. После этого ее принимал коллектор, а затем, цилиндр. Проблема данного способа здесь одна — подача бензина осуществляется не эффективно, а соответственно, большая ее часть оставалась на стенках карбюратора.

Что представляет собой инжектор

Инжектором называют специальную форсунку, которая распыляет топливо непосредственно в цилиндры двигателя. Многие ошибочно называют инжектором целую систему впрыска, хотя на самом деле это не так. Впервые, такие форсунки применили на автомобиле Mercedes Benz 300SL. Однако данная разработка была слишком дорогая и получила массовое распространение только к 1970-х годам в Америке.

Существуют два вида инжекторов: 1. Моновпрыск. Самая первая разновидность системы впрыска. Понятно, что топливо подается непосредственно в цилиндры. Однако этот случай характеризуется тем, что для питания используется всего одна форсунка, которая устанавливается на впускном коллекторе. На сегодняшний день данный метод уже не используется. 2. Распределенный впрыск. Самая известная система инжекторного питания, когда форсунка устанавливается на каждом цилиндре и соединяется с топливной рампой, внутри которой создается давление.

Основной принцип подачи топлива заключается основан на том, что бензонасос создает давление внутри рампы, а топливо подается на форсунки. В нужные момент времени клапаны открываются, а топливо распыляется мелкой фракцией.

Видео по теме

Какими бывают форсунки

Инжекторная система питания подразумевает применение трех разных форсунок: 1. Электромагнитная. В основе ее работы лежит применение электромагнитного игольчатого клапана. При возникновении тока на обмотке, игла втягивается под действием магнитного поля и открывает сопло. Топливо под давлением подается внутрь цилиндров. Эта простая система применяется на бензиновых двигателях и является самой основной. 2. Электрогидравлическая. Принцип ее работы заключается не только в создании магнитного поля, но и за счет разности давлений, которая возникает между рампой и цилиндром двигателя. Управление открытием клапана осуществляется при помощи электронного блока, который идет отдельной платой. Оснащаются такими форсунками только дизельные двигатели.

3. Пьезоэлектрическая. Еще один тип, устанавливаемый на дизельные двигатели. Является более совершенной, так как скорость ее работы почти в четыре раза превышает электромагнитную. Принцип ее работы аналогичен электрогидравлической форсунке, однако пьезоэлектрический элемент позволяет выводить иглу дальше.

Из чего состоит инжекторная система

Такая система питания состоит из нескольких сложных элементов: 1. Электронный блок управления. Это может быть как отдельная плата, так и программное обеспечение, заложенное в ЭБУ. Он предназначен для управления форсунками, а значит, открывает и закрывает их в нужные моменты времени. 2. Топливный насос. Представлен электрическим двигателем, который создает необходимое давление в рампе системы впрыска. Насос может быть установлен как в бензобаке (бензиновый двигатель), так и непосредственно на двигателе (дизель). 3. Форсунки, в которых установлены клапана. 4. Набор датчиков. Если в старых системах это было необязательным, то современный двигатель комплектуется целыми наборами. Это датчик массового расхода воздуха, положения коленчатого вала, уловитель паров бензина и т. п. Они необходимы для анализа информации о поступающей смеси, чтобы в дальнейшем сделать ее эффективной и правильной. Как видите, ничего сложного здесь нет. Инжектор по-настоящему имеет множество преимуществ перед карбюраторными двигателями, а потому, по праву будет основной системой питания.

Принцип работы системы питания инжекторного двигателя

Инжектор против карбюратора

Ключевое отличие между этими двумя популярными системами можно отыскать в принципе функционирования более современного инжекторных двигателей. Они оснащаются принципиально иной схемой подачи горючего. А потому по принципу своей работы инжекторный двигатель точно отличается от карбюраторного условного конкурента.

Рекомендуем:  Что такое лифтбек и в чем его особенность?

Если не вдаваться в подробности, то инжекторный тип мотора наиболее сильно отличается от устаревшего карбюратора в плане устройства самой системы подачи в камеру топлива, и относительно питания силовой установки.

В случае с карбюраторными ДВС смешивание бензина с кислородом (воздухом) происходит в специальном отдельном устройстве, которое располагается с внешней стороны. Это и есть сам карбюратор. Когда смесь сформирована, она начинает всасываться в цилиндры. Причём это происходит так называемым самотёком.

Если же говорить о том, как же работают инжекторные двигатели, то здесь в системе предусмотрены специальные подающие форсунки. Они дозируют количество впрыскиваемого топлива, что происходит под определённым давлением, а затем это количество горючего смешивается с определённой порцией воздуха.

Эффективность автомобильного инжектора превышает карбюратор в среднем на 15%! То есть при прочих равных, силовая установка с инжекторной системой будет на 15%!мощнее, чем аналогичный карбюраторный мотор.

Ещё одним весомым аргументом в пользу инжектора выступает вопрос экономии топлива. Вне зависимости от выбранного режима работы силовой установки, инжекторная система потребляет меньше горючего.

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.

Что такое инжектор

Инжектор (англ. — Injector) — это специальная форсунка, установленная на двигатель внутреннего сгорания, либо являющаяся частью целой инжекторной системы. Она выполняет функцию распылителя топлива (жидкого или газообразного).

Впервые данную разработку внедрили в производство специалисты компании Bosch, когда оснастили ею купе Goliath 700 Sport с двухтактным двигателем. Произошло это в 1951 году, а всего через 3 года это же сделал Mercedes (Mercedes-Benz 300 SL). Однако поначалу такие комплектующие были довольно дороги, так что широкое применение инжекторов началось только в 70-х годах. Инжекторная система быстро вытеснила карбюраторы (особенно в Европе, Америке и Японии) и на сегодняшний день большинство моделей автомобилей оснащаются именно этим устройством.

Инжекторная система впрыска топлива (Fuel Injection System) отличается тем, что она осуществляет прямой впрыск непосредственно в цилиндры или же во впускной коллектор. Делается это при помощи все той же форсунки, которые, в свою очередь, делятся на 2 категории, отличающиеся местом монтажа инжектора, а также принципом его работы:

  1. Моновпрыск – его еще называют центральным впрыском топлива. В данном случае инжектор представляет собой только одну форсунку, которая подает топливо во все цилиндры двигателя. При таком подходе сам инжектор крепится прямо на впускном коллекторе. Стоит заметить, что на сегодняшний день данная схема работы устарела и практически не используется автопроизводителями.
  2. Распределенный впрыск – это значит, что для каждого отдельного цилиндра подведена своя форсунка.

Помимо этого, существует несколько типов распределенного впрыска:

  • прямой (непосредственный) – при нем топливо впрыскивается сразу в камеру сгорания мотора;
  • одновременный – в этом случае все форсунки инжектора работают синхронно, в один момент подавая топливо во все цилиндры;
  • попарно-параллельный – осуществляется открытие форсунок парной схемой. Т. е. первая открывается перед впуском, а вторая – перед выпуском. Однако такой подход имеет место только в случае запуска мотора, тогда как в движении реализуется фазированная схема;
  • фазированный впрыск – это означает, что каждая отдельная форсунка инжектора открывается именно перед впуском.

Датчики инжекторного двигателя

Все элементы можно поделить на исполнительные и датчики. Для начала мы рассмотрим датчики.

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

Этот элемент устанавливается перед воздушным фильтром, прямо на входе. В основе его работы лежит принцип разницы показаний. Так, через две платиновые нити проходит электричество. В зависимости от температуры их сопротивление меняется. Одна из нитей надежно укрыта от потока воздуха, что делает ее сопротивление неизменным. Вторая же охлаждается потоком, и на основании разницы величин, по тем же таблицам, о которых сказано выше, ЭБУ рассчитывает количество воздуха.

Датчик абсолютного давлении и температуры двигателя (ДАД)

Он используется либо в качестве альтернативы, либо вместе с вышеописанным для более высокой точности снятия показаний. Если вкратце, в нем имеется две камеры, одна из которых герметична и имеет внутри абсолютный вакуум. Вторая же камера подсоединяется к впускному коллектору, где создается разрежение во время такта впуска. Между этими камерами имеется диафрагма, а так же пьезоэлементы. Они вырабатывают напряжение при движении диафрагмы. Далее сигнал идет на ЭБУ.

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

Если посмотреть на шкив коленвала инжекторного двигателя, то можно рассмотреть на нем гребенку. Она магнитная. По всему периметру установлены зубцы. Всего их должно быть 60 штук, через каждые 6 градусов. Но двух из них нет, они нужны для синхронизации. Датчик положение коленчатого вала имеет в своем составе намагниченный стальной сердечный, а так же медную обмотку. При прохождении зубцов в обмотке возникает индукционный ток, напряжение которого зависит от скорости вращения шкива.

Датчик фаз (ДФ)

Не все двигатели им оснащались раньше, но сейчас его можно встретить практически везде. Он работает по принципу датчика Холла, то есть имеет диск с катушкой, а так же прорезь. Как только прорезь попадает на датчик, выходное напряжение на нем нулевое. Этот момент означает верхнюю мертвую точку такта сжатия первого цилиндра. Нужно это для того, чтобы ЭБУ мог генерировать напряжение для зажигания в нужном цилиндре, а так же контролировать такты. Чтобы, например, форсунка не открылась во время рабочего хода.

Датчик детонации

Он устанавливается на блоке цилиндров инжекторного двигателя. Как только в двигателе возникает детонация, по блоку передается вибрация. Датчик представляет собой пьезоэлемент, который генерирует напряжение, чем сильнее вибрации, тем выше напряжение. Соответственно, ЭБУ на основании его показаний корректирует момент зажигания. Но об этом позже.

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)

По сути своей, это обычный потенциометр. Опорное напряжение на нем, как правило, составляет 5 вольт. Так вот, в зависимости от того, на какой угол отклоняется дроссельная заслонка, меняется напряжение на контрольном выводе. Все просто.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ)

Этот датчик нужен для определения температуры двигателя. Если на карбюраторном двигателе он нужен просто для включения и выключения электровентилятора, то здесь он представляет собой более сложное устройство. Это термосопротивление, величина которого меняется в зависимости от температуры. Соответственно, меняется и напряжение, при прохождении через него.

Датчик кислорода

Он устанавливается в выхлопной системе, существуют системы с двумя датчиками. Его задача – отслеживать количество свободного кислорода в выхлопных газах. Например, если его слишком много, то это значит, что смесь вся не сгорает, а значит, надо обогатить. Если же кислорода меньше, чем значится в нормативных таблицах ЭБУ, то ее надо обеднить.

Single Point fuel Injection

Одноточечный тип впрыска, более известный как моновпрыск, является переходной технологией, которая позволила многим автопроизводителям задешево перейти от карбюраторной системы питания к инжектору.

Иными словами, вместо карбюратора над впускным коллектором начал устанавливаться агрегат центрального впрыска топлива. Система имела ряд преимуществ, поскольку ЭБУ позволял более точно дозировать бензин.

Принцип работы инжектора построен на следующих элементах:

  1. – топливный бак с расположенным в нем топливным насосом;
  2. – фильтрующий элемент для очистки топлива;
  3. – центральный агрегат впрыска. 3а – датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ); 3б – регулятор, отвечающий за давление топлива; 3с – форсунка инжектора; 3д – датчик температуры воздуха, поступающего во впускной коллектор; 3е – регулятор положения дроссельной заслонки (в простейших вариантах конструкции привод заслонки был связан с педалью акселератора тросовым приводом);
  4. – датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ);
  5. – лямбда-зонд (кислородный датчик);
  6. – электронный блок управления двигателем.

Принцип работы

На схеме не показан один элемент, без которого работа механизма была бы невозможной, – датчик положения коленчатого вала. Именно ДПКВ позволяет ЭБУ рассчитывать количество воздуха, поступающего в двигатель. Напомним, что количество подаваемого топлива всецело зависит от массы воздуха, поступающего в цилиндры, иначе регулировать состав топливовоздушной смеси (ТПВС) для нормальной работы бензинового двигателя невозможно. На этапе создания двигателя конструкторами рассчитывается, сколько воздуха проходит при определенной нагрузке, то есть степени открытия дросселя, и на определенных оборотах двигателя. Данные заносятся в топливную карту двигателя, которая будет записана в ЭБУ. Впоследствии при работе двигателя блок управления фиксирует обороты с помощью ДПКВ, нагрузка определяется потенциометром дроссельной заслонки, что позволяет взять из топливной карты значение, соответствующее необходимому количеству топлива. Но система идеально может работать только в лабораторных условиях, поскольку на практике атмосферное давление зависит не только от положения над уровнем моря, но и от температуры, воздушный фильтр со временем забивается, пропуская через себя меньше воздуха, засоряется и сам дроссельный узел. Для коррекции используется датчик температуры воздуха, но роль его невелика. По-настоящему на состав смеси влияет лямбда-зонд, измеряющий количество кислорода в выхлопных газах. Если кислорода слишком много, ЭБУ понимает, что смесь необходимо обогатить, и наоборот.

Статья в тему:  Стал быстро разряжаться аккумулятор?

Характеристика

Главное преимущество одноточечного впрыска – дешевизна реализации. Недостатки:

  • неравномерное наполнение цилиндров, что обусловлено месторасположением форсунки;
  • «мокрый» коллектор. При открытии форсунки бензин преодолевает долгий путь до камеры сгорания. Когда коллектор холодный, топливо не испаряется, а оседает на стенках, вследствие чего смесь необходимо сильно богатить;
  • лямбда-зонд хоть и позволяет корректировать ТПВС, но способ измерения массы воздуха в целом неэффективен.

Система впрыска топлива K-Jetronic: неисправности системы

K-Jetronic представляет собой устройство, осуществляющее стабильный впрыск топлива, которое основано на принципе дозаторного управления подачей в непрерывном цикле.

Изначально она являлась механическим агрегатом, обеспечивающее непрерывный впрыск.

Одним из главных компонентов этой СВТ является механический расходомер, благодаря которому и осуществляется регулирование количества поступающего топлива в двигатель.

K-Jetronic

Первые модели подобных систем впрыска были разработаны еще вначале 1970 годах и применялись не на всех типах машин. Она была разработана на основе дизельных систем впрыска топлива компаниями Bosch и Kugelfischer.

Система представляет собой довольно сложное механическое устройство, которое требует высококвалифицированных специалистов и дорогих запчастей, поэтому устанавливались только на автомобилях, выпускаемых мелкими сериями.

Системы впрыска топлива различаются по типу двигателей. Рассмотрим самую распространенную на тот момент от немецкой компании Bosch, устанавливаемую на двигатели без каталитического нейтрализатора. Она представляет собой электромеханический агрегат, который состоит из множества сложных компонентов.

Принцип действия системы впрыска топлива

Воздух поступает из окружающей среды в воздушный фильтр, там он очищается от пыли и мелкого мусора. После очистки он поступает в механический воздушный расходомер. Он посредством давления поступающего воздуха осуществляет регулирование качество смеси и ее дозировку.

Рекомендуем:  Что такое регулятор давления топлива

Далее, очищенный воздух поступает на заслонку дросселя, которая открывается посредством педали газа, акселератором. Затем во впускные каналы для разбрызгивания приготовленной смеси.

Топливо же проходит следующий путь. Из бака нагнетается насосом с давлением не менее 1,5 бар. Затем бензин поступает в аккумулятор давления, где оно сохраняется при изменении силы насоса.

Потом, проходя через фильтр, поступает на дозатор, который уже отрегулирован потоком воздуха посредством корректора. А потом по отдельным каналам топливо поступает к форсункам.

Дроссельная заслонка отвечает за количество топлива, поступающее в цилиндры.

Схема K-Jetronic

Весь объем воздуха, попадающий в двигатель, измеряется специальным устройством, которое называется расходомер воздуха. Он вместе с дозатором представляет собой единый функциональный блок, который называется регулятором состава топливной смеси. В нем же находится распределительный диск, называемый ротаметр.

Он отклоняется под действием воздушного потока, идущего через входной патрубок. Диск имеет механическую связь посредством системы рычагов с распределительным золотником. Он, перемещаясь вверх под действием рычагов, пропускает некоторое количество бензина, которое поступает через дифференциальные клапаны в форсунки.

Они уже непосредственно подают приготовленную смесь в цилиндры. Так как температура окружающей среды бывает разная, а условия работы системы постоянно меняются в зависимости от нее, то в kjetronic применяется специальное устройство, называемое регулятором управляющего давления.

Для регулирования оборотов двигателя на холостом ходу используется клапан, шунтирующий дроссельную заслонку. Кроме того, для стабильного запуска мотора применяется дополнительная форсунка, которая управляется дополнительным термореле. Продолжительность ее открытого состояния зависит от температуры двигателя.

При запуске мотора топливо одновременно подается во все части системы и сходится в золотнике, на верхний торец которого действует сила, поднимающая его. Именно здесь установлен механизм, который обеспечивает это регулирование.

На автомобилях с двигателями, оснащенными трехкомпонентными каталитическими нейтрализаторами выхлопных газов, устройство впрыска оснащается рядом дополнительных устройств:

Кроме добавления всего перечисленного, были внесены изменения в устройство регулятора качества смеси. А вся система при этом стала управляться электроникой.

Возможные неисправности

Так как устройство инжекторов является весьма сложным, то и вероятность поломок и преждевременного износа также очень высока. Поэтому уместно будет рассмотреть самые часто встречаемые неисправности системы kjetronic.

Нет пуска двигателя на холодную или он осуществляется нестабильно

Система впрыска K-Jetronic

При таком виде сбоя в системе впрыска может быть не один неисправный элемент, потому как в запуске двигателя участвуют практически все компоненты и модули устройства.

А так как kjetronic представляет собой самую сложную из всего семейства, то для его обслуживания понадобится помощь высококвалифицированных специалистов. Кроме того, без специального оборудования также не обойтись.

Итак, при плохом старте двигателя в холодном состоянии необходимо пройти по следующему пути поиска неисправности:

  • система питания двигателя;
  • регулятор давления;
  • регулятор управляющего давления;
  • форсунка впрыска топлива;
  • пусковая форсунка;
  • датчик температуры охлаждающей жидкости;
  • проверка затяжки форсунок;
  • устройство регулирование дроссельной заслонки.

Проверка всей системы питания на целостность и уровень давления

При устранении любого вида поломок, связанных с запуском, сначала необходимо проверить именно систему питания двигателя. Она состоит из бака, топливопровода, насоса, аккумулятора давления, фильтра.

При поломке любого из этих компонентов существует вероятность отсутствия первоначального старта или плохого запуска двигателя. На первых этапах ремонта необходимо определить наличие топлива в системе.

Это можно осуществить, сняв патрубок с выходного штуцера аккумулятора, а если имеется встроенный датчик давления топлива, то проверить его показания.

Вообще, при любом ремонте системы впрыска топлива k-jetronic требуется сначала производить измерение всех давлений во всевозможных компонентах устройства, а также проверка их герметичности. Итак, если же топлива в системе не, то, скорее всего, неисправен насос.

Если же бензин в аккумуляторе имеется, но уровень давления не требуемый, то следует проверить герметичность всей системы и состояние фильтра.

Его требуется производить регулярную замену, потому что бумага очень быстро забивается мелкими частицами грязи, находящейся в самом топливе в баке.

Для проверки герметичности всей системы прибегают к временному повышению давления. Для этого понадобится манометр с вентилем и шланги со штуцерами. Его следует установить в разрыв системы нижних камер дифференциальных клапанов и до форсунок.

Далее, запустите двигатель, если это возможно, а по истечении 30 мин заглушите его и проверьте давление, которое должно составлять не меньше 2,5 кг/см2. В случае заниженных показаний следует проверить реле перегрузок и сам регулятор давления.

Если же двигатель не заводится, то следует принудительно включить топливный насос, для этого необходимо замкнуть накоротко силовые контакты его реле. Манометр должен быть подключен в разрыв системы перед регулятором.

Показания его должны находиться в пределах 5,3 – 5,7 кг/см2. Если оно ниже и система герметична, то следует проверить сам трубопровод на предмет загрязнения, а затем проверить фильтр, аккумулятор и насос.

Все эти компоненты неразборные, поэтому производится только их замена.

K-jetronic c дозатором-распределителем

Двигатель не стабильно работает или повторно не запускается

При возникновении подобной проблемы следует произвести проверку давления управления при динамическом режиме.

Если мотор теплый, то дождитесь полного остывания или можно отсоединить провода от датчика температуры и вставить в него резистор с сопротивлением 2,4 кОм.

Манометр должен находиться в разрыве системы питания после нижних камер дифференциальных клапанов и перед штуцером регулятора давления управления. Затем необходимо запустить двигатель и довести частоту оборотов до 2500.

Показания на датчике должно находится в пределах 0,3 – 0,45 кг/см2.

Если показания манометра не сходятся с приведенными выше, то необходимо произвести следующее:

  • проверить исправность расходомера;
  • измерить величину тока электрогидравлического регулятора, если таковой имеется. В противном случае производится диагностика механического;
  • убедиться в исправности блока управления в версиях KE.

При любом типе неисправности kjetronic, связанном с пуском двигателя, необходимо производить комплексную проверку всех составляющих. Потому что компонентов достаточно много и неправильное функционирование любого из них может приводить к недолжной работе или отсутствию запуска. Отличия при запуске на холодную и на горячую заключаются в использовании пусковой форсунки.

Проверка дозатора-распределителя

Дозатор-распределитель K-jetronic

Двигатель должен быть теплым. Далее, от дозатора следует отсоединить топливопровод и подсоединить шланг, второй конец которого необходимо поместить в мерную емкость.

И принудительно включите насос, замкнув контакты. Объем топлива в колбе должен составлять не менее и не более 130 – 150 см3 за 1 мин работы.

Если он меньше, то следует заменить дозатор, иначе регулятор, а затем проверить дозатор еще раз.

Если неисправность не найдена, то следует произвести проверку пусковой форсунки, уровень обогащения смеси, датчика температуры системы охлаждения, электрические элементы управления и пр.

Инжекторная топливная система

Устанавливается на современные автомобили. Она почти полностью вытеснила старые карбюраторные ТС. Суть, принцип действия инжекторных систем основан на принудительном впрыске топлива в проходящий поток воздуха.

Включает инжекторная ТС следующие элементы:

  • форсунки с рампой;
  • вентилируемый топливный бак;
  • насос электрический;
  • датчик или регулятор давления – РДТ;
  • топливную магистраль, состоящую из трубок подачи и слива горючего;
  • ФТО – фильтра.

Форсунка – главный элемент инжекторной ТС

Форсунка – конструктивный элемент ТС, называемый инжектором. Дозирует подачу бензина или солярки, распыляет горючее в камере сгорания и принимает непосредственное участие в образовании ТВС (горючей смеси).

Форсунка применяется сегодня, как на бензиновых ТС, так и на дизельных. Более современные модели авто оснащаются форсунками с электронным управлением.

Сами форсунки классифицируются, что обусловлено разными вариантами впрыска. В ходу пьезоэлектрические (ПЭФ), электрогидравлические (ЭГФ) и электромагнитные форсунки (ЭМФ).

ЭМФ имеют следующие особенности:

  • ставят их, как правило, на бензиновые силовые агрегаты;
  • они имеют довольно несложную конструкцию.

ЭГФ отличается следующими характеристиками:

  • ставят на дизельные силовые агрегаты, оборудованные, в том числе, передовой системой Коммон Райл;
  • принцип функционирования базируется на канонах давления топливной жидкости.

ПЭФ – самые совершенные в конструктивном плане форсунки:

  • устанавливается на дизельных агрегатах, оборудованных Коммон Райл;
  • быстрее всех остальных форсунок срабатывает и имеет потенциал несколько раз подряд впрыскивать горючее (по сравнению, пьезофорсунка в 4 раза быстрее ЭМФ);
  • совершеннее ПЭФ и в плане точности дозировки впрыскиваемого горючего;
  • пьезофорсунка по своему принципу действия напоминает ПГФ.

Топливный бак

Бак – это вместилище топлива. Отсюда горючее поступает в систему. Примечательно, что в инжекторной ТС в баке расположен топливный насос, в задачу которого входит закачка топливной жидкости под давлением в магистраль.

Устанавливается бак, как правило, перед задней осью под задним сидением. Это сделано специально, чтобы резервуар находился вне зоны деформации при ударе сзади или спереди.

Топливный бак

Объём топливного бака определяется в зависимости от назначения автомобиля. Как правило, должен обеспечиваться пробег на одной заправке хотя бы в 300-400 километров.

Фиксация бака осуществляется с помощью ленточных хомутов. Нижняя часть бака защищается металлическим кожухом от различных механических воздействий. Для предотвращения нагрева бака конструкторы успешно используют теплоизоляционные прокладки.

Читайте также:  Замена радиатора печки ваз 21124 16 клапанов

Материал, из которого делается бак, это либо сталь, либо алюминий, либо пластмасса. Последний вариант – новшество, которое становится всё более популярным в автомобилестроении. Это должен быть полиэтилен высокой плотности. Преимуществами пластмассового бака выступают: лёгкий вес, наилучшее использование свободного пространства (компактность и возможность получить любые формы), большая вместимость. Ну, и конечно, пластик не подвержен коррозии.

Что касается недостатков пластикового бака, то это проницаемость. По этой причине такие баки стараются изготовить многослойными. В некоторых конструкциях поверхность пластика покрывается дополнительно фтором, препятствующим утечкам.

Топливные баки могут различаться в зависимости от модели автомобиля, конструкции его ТС, типа силового агрегата, климатического исполнения и т.д.

Топливная рампа

Обязательный элемент инжекторной ТС. Представляет собой кусок полой трубки с закрытыми концами и наличием отводов для подключения трубок меньшего диаметра. Последние предназначены для подачи горючего к форсункам.

Топливная рампа, как и ТНВД, является элементом, который «достался» бензиновому агрегату от дизеля. Топливная рампа используется во всех ТС, в которых задействован распределённый впрыск.

Топливная рама с форсунками

Устанавливается рампа на впускной коллектор ДВС. Помимо отводящих трубок, в рампе есть специальный выход с клапанным штуцером для соединения с манометром. Таким образом, при ремонтных работах можно проверять давление топливной жидкости, делать анализ. Пробка с резинкой предусмотрена для предотвращения попадания грязи.

Статья в тему: Как заменить электролит самостоятельно

Материал, из которого делается топливная рампа – сталь, не имеющая швов. Трубка способна выдержать высокие давления. Например, на дизельных автомобилях, оснащённых системой Коммон Райл, давление бывает очень высоким.

Тем самым, основное предназначение топливной рампы – подавать горючее, распределяя его по форсункам. Сначала жидкость поступает в самый дальний цилиндр двигателя, а затем по другим форсункам. Некоторые конструкции предусматривают подогрев бензина или солярки перед распылением. Это улучшает свойства горючего, в тёплом виде оно лучше распыляется.

Топливный насос (электрический)

По праву, назван «сердечным клапаном» мотора. В случаях неисправности его всегда можно заменить или отремонтировать.

В инжекторных системах применяется более совершенный вид насоса – электрический. Такой же вариант ставится в дизельные автомобили. Располагается он непосредственно в баке с горючим, и такое местоположение, по мнению конструкторов, самое удобное для бесперебойного функционирования. С другой стороны, усложняется ремонт и чистка, но опытные автомобилисты научились быстро снимать насос.

Электрический топливный насос Газель

Примечательны и другие преимущества такого расположения. ТС не требует дополнительной всасывающей линии, которая имеется в насосе механического типа. Кроме того, насос внутри бака не перегревается, быстрее охлаждается.

Внутри насоса или возле него расположен фильтр грубой очистки, сетка. Ещё насос состоит из поплавка-уровня, клапанов и механизма для забора горючего. Насос такой разновидности может поддерживать давление в пределах до 4 атм, что с лихвой хватает для нормального функционирования автомобиля.

Сами насосы электрического типа тоже бывают разного типа. К примеру, на Ваз «девятку» устанавливается электронасос центробежного типа. Его основной составляющей является реле, которое срабатывает в результате поступления импульсов от ЭБУ.

Регулятор давления

В инжекторных системах количество впрыскиваемой топливной жидкости напрямую зависит от нескольких составляющих. Чтобы учитывать все эти факторы и точно рассчитать количество горючего, был придуман регулятор давления.

РДТ сконструирован таким образом, чтобы содействовать несоответствию показателей давления. Избыток бензина или солярки после его расчёта возвращается обратно в топливный бак. Чтобы точнее рассчитывать показатели с учётом разницы, РДТ устанавливается в конце топливной рамы.

ТС бывают с рециркуляцией топлива и без рециркуляции. В последнем случае РДТ устанавливается в топливном баке.

В состав РДТ входит пружина, клапан с держателем, мембрана, соединитель с впускным коллектором, выход для слива топлива обратно в бак. Благодаря мембране РДТ делится внутри на две камеры: топливную и пружинную.

Регулятор давления

Принцип действия РДТ можно представить так. На мембрану оказывает воздействие снизу давление топливной жидкости, а сверху – давление пружины и разряжение впускного клапана. Как только давление горючего превышает усилие, создаваемое пружиной, клапан открывается, бензин поступает.

Топливная магистраль

Основные её составляющие: подающие шланги и «обратка». Подающие трубки – это линия, по которой топливная жидкость поступает из насоса в рампу. «Обратка» — магистраль, по которой идёт слив горючего обратно в бак.

Топливоприводы, другими словами, это комплекс различных трубок и шлангов, предназначенных для транспортировки бензина или солярки к устройству смесеобразования. «Кровеносные сосуды» ТС, её важнейшие органы, по которым поступает топливо, и уходят излишки обратно в бак.

Безусловно, эластичность и прочность шлангов должна быть на высоте, чтобы циркуляция топливной жидкости проходила успешно. На многих иномарках, правда, вместо эластичного резинового шланга используются металлические трубки.

Читайте также:  Глохнет двигатель на холостом ходу

На автомобилях ВАЗ применяется комбинированная конструкция трубопроводов. Основа – резиновые эластичные шланги, подстраивающиеся под смещение топливной рампы и других автомобильных деталей во время передвижения машины.

Если рассматривать функции топливной магистрали в общих чертах, то в её задачи входит:

  • связывать элементы ТС между собой;
  • компенсировать продольные и поперечные смещения элементов ТС во время передвижения машины;
  • подавать топливо из бака в топливную рампу и обратно.

Статья в тему: Как заменить ремень ГРМ на Рено Дастер своими руками

ФТО

Фильтр тонкой очистки или ФТО способен задерживать мелкие частички, менее 60 мкм. Они незаметны глазу человека, пропускаются сеткой, расположенной в электрическом насосе.

Рекомендуем:  Масляный насос на ВАЗ 2106: принцип работы, регулировка, ремонт

ФТО располагается отдельно, часто под порогом автомобиля или под капотом, врезается в топливную магистраль.

Фильтры тонкой очистки бывают разные: неразборного типа, разборного типа, фильтр для инжекторных систем. Последний мы и рассмотрим. Такой ФТО кроме своей основной задачи по задерживанию мелких твёрдых частичек, должен выдерживать давление. По этой причине ФТО для инжекторных систем делается с более прочным корпусом. Как правило, фильтры изготавливаются либо из прочного алюминия, либо из стали. Используется сварка или завальцовка.

Фильтр тонкой очистки Ваз 2109

Удобно, если фильтр оснащён прозрачным корпусом. В этом случае появляется возможность визуально оценить степень загрязнения фильтрующего элемента, выявить конкретные неисправности.

Примечательны особенности фильтров для дизельных силовых агрегатов. Они должны быть изготовлены так, чтобы никаким образом не пропускать влагу. Особенности дизельных ФТО определяются свойствами солярки, которая может изменяться в зависимости от разных температур. Так, во время холода возникает опасность блокировки оборудования из-за кристаллизации парафинов. Чтобы исключить эту особенность, в фильтрующий элемент добавляют подогрев.

Устройство и принцип работы

Чтобы разобраться детальнее в принципе работы инжектора, нужно посмотреть на его основные компоненты. Любая инжекторная система состоит из нескольких базовых элементов. А именно из:

  • топливных форсунок;
  • топливной рампы;
  • насоса;
  • датчиков;
  • ЭБУ.

Каждый компонент играет свою ключевую роль в том, как работает инжектор с установленными внутри него топливными подающими форсунками.

  1. Форсунки. Являются основным, главным элементом всей подающей системы. Именно форсунки стали причиной для названия инжектора, поскольку они предназначены для распыления и подачи через специальные впускные коллекторы или напрямую в камеру сгорания топлива. Форсунка состоит из корпуса, внутри которого размещается клапан. Этот клапан обязательно электромагнитного типа. Он открывает и закрывает распылитель (форсунку). Сам процесс распыления осуществляется за счёт наличия отверстия кольцевой формы, предусмотренного между иглой и стенками корпуса. Игла управляется клапаном.
  2. Рампа. Важный элемент для современных автомобильных инжекторных систем, которые функционируют по принципу распределённого впрыска. С помощью рампы топливо подаётся на все установленные форсунки, и объединяет их в общую систему.
  3. Насос. Поскольку топливо в случае с инжекторами подаётся под определённым давлением, для его создания нужен электронасос.
  4. ЭБУ. Блок управления полностью отвечает за контроль и процесс подачи формируемой топливовоздушной смеси. Внешне напоминает небольшой блок, соединённый с разными датчиками, форсунками, топливным насосом, а также системой зажигания и прочими элементами. ЭБУ собирает информацию с разных контроллеров и датчиков, что позволяет ему правильно определять пропорции горючего и воздуха, в нужный момент выполнять впрыск и т. д.
  5. Датчики. С помощью датчиков фиксируются различные показатели в условиях реального времени. Причём каждый автопроизводитель определяет перечень датчиков, к которым подключается ЭБУ. Чем больше информации передают контроллеры на блок управления, тем эффективнее работает вся система.

Все эти компоненты тесно связаны друг с другом и постоянно взаимодействуют. Именно на этом взаимодействии базируется принцип работы самого инжекторного двигателя.

Выглядит это примерно следующим образом:

  • включается зажигание;
  • питание идёт на насос, расположенный в топливном баке;
  • насос передаёт топливо по магистрали под давлением;
  • форсунки располагаются на рейке;
  • через рейку топливо поступает к форсунке;
  • дополнительно на рейке (рампе) находятся регуляторы давления;
  • датчики передают на ЭБУ необходимую для анализа информацию;
  • блок синхронизирует впрыск, подавая на форсунки специальные управляющие импульсы;
  • импульсы вынуждают рабочие форсунки открываться в заданный момент времени.

Если говорить простым языком, то горючее распыляется с помощью рабочих форсунок в самом коллекторе, там смешивается с кислородом (воздухом) и подаётся в камеру сгорания через клапаны.

Неоспоримым преимуществом современной инжекторной топливоподающей системы является способность автоматически за доли секунды менять режим работы двигателя, опираясь на текущие условия.

Такая высокая точность в работе системы стала возможной за счёт использования электроники, объединённой в блок управления всем автомобильным двигателем.

Каждый датчик непрерывно передаёт информацию в ЭБУ, который её анализирует и корректирует работу системы по мере необходимости. Это позволяет добиться необходимой мощности, производительности, экономичности и экологичности.

Multi-Point fuel injection

Многоточечный впрыск стал значительным шагом вперед, по сравнению с одноточечным впрыском, поскольку позволил автомобилям вкладываться в нормы токсичности ЕВРО-3.

Одноточечный впрыск, ввиду неизлечимых болезней, обусловленных особенностями конструкции, мог выполнить только требования ЕВРО-2.

История эволюции систем впрыска автомобилей крайне интересна, но не она является главной темой этой статьи. Именно поэтому уделять внимание тонкостям работы таких систем управления двигателем с распределенным впрыском, как D-Jetronic, KE-Jetronic, K-Jetronic и L-Jetronic мы не будем. Устанавливать на авто перечисленные вариации перестали еще в начале 90-х, а поэтому встретить автомобиль с «живой» системой распределительного впрыска такого типа крайне сложно.

Главное отличие полноценного инжектора от моновпрыска – наличие 4-х форсунок, расположенных вблизи впускных клапанов. Компоненты инжекторного двигателя:

  1. – топливный насос, который в подавляющем большинстве случаев расположен в баке;
  2. – фильтр грубой очистки топлива;
  3. – регулятор давления топлива, от которого к баку идет магистраль обратки для слива лишнего топлива. В некоторых авто обратная магистраль отсутствует как таковая, а регулятор топлива находится рядом с насосом в баке;
  4. – форсунка. На рисунке сверху показано, как все форсунки соединены топливной рампой;
  5. – расходомер воздуха;
  6. – датчик температуры охлаждающей жидкости;
  7. – регулятор холостого хода (РХХ);
  8. – потенциометр, фиксирующий фактическое положение дроссельной заслонки (ДПДЗ);
  9. – датчик частоты вращения коленчатого вала (ДПКВ);
  10. – кислородный датчик;
  11. – ЭБУ;
  12. – распределитель зажигания.

Расчет массы воздуха

Помимо форсунок, особенностью системы является способ расчета массы воздуха. Существует всего 5 способов измерения количества воздуха, проходящего через дроссельную заслонку:

Характеристика

Преимущества распределительного впрыска на клапаны:

  • равномерное наполнение цилиндров;
  • использование ДМРВ или MAP-сенсора позволяет точно рассчитывать расход воздуха, что дает больше возможностей для регулировки ТПВС на всех режимах работы мотора.

Именно поэтому автомобили с полноценным инжектором всегда мощнее и экономичнее авто с одноточечным впрыском.

Непосредственный впрыск, являющийся разновидностью системы распределительного впрыска, – последнее слово в системах питания бензиновых двигателей. Главной особенностью прямого впрыска является подача топлива непосредственно в камеру сгорания.

GDI, FSI, D4 – аббревиатуры, использующиеся Mitsubishi, Volkswagen и Toyota, соответственно, для обозначения двигателей с непосредственным впрыском. Система питания таких ДВС больше походит на дизельные моторы, нежели на привычные всем ДВС цикла Отто. Устройство:

Чем обусловлена эффективность

Дороговизна и сложность производства, являющиеся главными недостатками прямого впрыска, с лихвой окупаются чрезвычайной экономичностью и мощностными характеристиками. Достигается это за счет того, что мотор может работать на 3-х основных вариантах топливной смеси (в качестве примера выбрана система GDI):

  • сверхбердная смесь. Топливо впрыскивается в конце такта сжатия и сгорает в непосредственной близости к свече зажигания, в то время как вокруг зоны сгорания в камере сгорания находится преимущественно чистый воздух либо смесь воздуха с выхлопными газами, за подачу которых отвечает EGR;
  • стехиометрическая. Топливо подается на такте впуска, хорошо перешивается с воздухом, образуя смесь близкую к идеальному пропорциональному соотношению (14,7/1) во всей камере сгорания;
  • мощностной режим, при котором ТПВС приготавливается в два этапа. Небольшое количество топлива подается на такте впуска, но основная порция впрыскивается в конце такта сжатия.

Рекомендуем:  Бесконтактная система зажигания (БСЗ)

За счет подачи топлива в жидкой фазе непосредственно в камеру сгорания двигатели с прямым впрыском менее склонны к , что позволяет повысить степень сжатия и увеличить КПД двигателя.

Инжектор (или форсунка) нужен для точечной подачи топлива в двигатель, его распыления в камере сгорания, а так же образования воздушно-топливной смеси.

Инжектор пришел на смену карбюратору из-за несостоятельности последнего. На современных машинах форсунка используется повсеместно, причем как на бензиновых, так и на дизельных движках.

Виды инжекторов

В зависимости от способа подачи топлива в двигатель различают три вида форсунок.

Электромагнитная форсунка. Подобный инжектор пользуется популярностью на бензиновых двигателях. Устройство форсунки включает сопло и электромагнитный клапан с иглой. Работа инжектора осуществляется благодаря постоянному заложенному алгоритму. Блок управления подает напряжение на обмотку клапана. Электромагнитное поле, образованное этим действием, преодолевает усилие пружины и втаскивает иглу. Освобождается сопло, через которое впрыскивается топливо. После этого напряжение уходит, игла форсунки возвращается на седло.

Электрогидравлическая форсунка. Такой инжектор используют на дизельных движках. Устройство форсунки объединяет камеру управления, дроссели (сливной и впускной), а так же электромагнитный клапан.

В начальном положении игла форсунки прижата давлением топлива на поршень к седлу, клапан закрыт и обесточен. Затем из электронного блока управления подается команда на клапан, он открывает сливной дроссель. Через него топливо вытекает в сливную магистраль из камеры управления. Впускной же дроссель препятствует скорому выравниванию давлений во впускной магистрали и камере управления. Вследствие этого давление на поршень падает, а на иглу не меняется, поэтому и происходит впрыск топлива.

Пьезоэлектрическая форсунка. Быстрота срабатывания, точность дозировки впрыскиваемого топлива, а так же возможность его многократного впрыска: все эти параметры позволяют назвать пьезоэлектрический инжектор лучшей форсункой из имеющихся устройств на данный момент. Сделана форсунка на основе пъезокристалла, включает в себя переключающий клапан, иглу, толкатель.

Работа пьезоэлектрического инжектора основана на принципе гидравлики. В начальном положении игла сидит на седле с помощью высокого топливного давления. На пьезоэлемент подается электрический сигнал, что увеличивает его длину. Усилие переходит на поршень, раскрывается переключающий клапан и топливо подается в сливную магистраль. Игла поднимается за счет разницы давлений в нижней части и собственно на иглу, происходит впрыск топлива в двигатель.

Принцип работы инжектора

Наука далеко шагнула вперед, и в отличие от движков старого типа, под каждый из цилиндров ставят отдельный инжектор. Они соединяются между собой топливной рампой, а за каждой из форсунок находится топливо, которое под давлением подает электронный бензонасос. Инжектор оборудован электромагнитным клапаном. Когда он открывается, топливо впрыскивается либо в коллектор, либо в цилиндр, если стоит система прямого впрыска. Чем дольше клапан остается раскрытым, тем больше топлива попадает в цилиндр, и тем выше будут обороты движка. В современных авто за эту систему отвечает электроника. Электронный блок работает на основании сведений от множества датчиков (о них мы расскажем ниже). Эта информация позволяет настраивать двигатель в соответствии с любой нагрузкой, при любой температуре и при любых его оборотах.

Теперь поговорим об основных датчиках, координирующих работу инжектора. Одним из них является датчик температуры охлаждающей жидкости. Он отвечает за коррекцию подачи топлива и управление электрическим вентилятором. В случае поломки датчик перестанет подавать данные в блок, а двигатель будет работать согласно запрограммированным данным. Они берутся из таблиц и полностью зависят от времени работы движка.

Далее рассмотрим датчик массового наполнения. Он регулирует цикловое наполнение цилиндра. Это устройство рассчитывает массовый расход воздуха и переводит это число в цикловое наполнение. При выходе датчика из строя, расчет наполнения будет проходить по аварийным таблицам, а данные датчика – игнорироваться.

Датчик кислорода вычисляет концентрацию кислорода в выхлопных газах. Эти сведения электронный блок употребляет для корректировки топливных объемов. Но не все системы оборудованы этим устройством. Датчик устанавливают в системы Евро 2 и Евро 3, в зависимости от норм токсичности.

Датчик дроссельной заслонки регулирует положение заслонки в зависимости от циклового наполнения и оборотов движка. Этот датчик уменьшает нагрузку на двигатель.

Датчик детонации контролирует детонацию. В его функции входит запуск автоматического гашения детонации и корректировка угла опережения зажигания.

Датчик коленвала – единственное устройство, при выходе из строя которого система не заработает, соответственно, машина не заведется. При выключении остальных датчиков автомобиль поедет, и можно добраться до СТО самостоятельно.

Конечно же, в этом списке не все датчики инжектора, но основные мы перечислили. К тому же, их количество и комплектация зависят от системы впрыска и основных норм токсичности.

История появления инжекторов

На дворе были 70-е и автомобилисты особо не задумывались о вопросах экологии и экономии. Бензин был дешевый, и многолитровые автомобили употребляли его в неограниченных количествах. Воздух был чище, а природные залежи нефти казались неистощимыми. Но ситуация менялась. Новые промышленные предприятия загрязняли окружающую среду, к этому добавлялись и выхлопные газы автомобиля. К тому же, неожиданно возник нефтяной кризис. И люди стали искать из этого выход.

Перед конструкторами встали два вопроса: как снизить расход бензина и как уменьшить выбросы в окружающую среду. Для того чтобы понять, что привело их к инжектору, рассмотрим устройство карбюратора. В ДВС сгорает рабочая смесь, состоящая из топлива и бензина. Для её полного сгорания соотношение веществ нужно привести к 14,7:1. Эта смесь является стехиометрической, то есть, нормальной. Если же в этой смеси уменьшить объем воздуха, то она станет называться богатой. В двигателе она сгорает не полностью, а её ядовитые остатки выбрасываются в атмосферу. Именно эта богатая смесь образуется в карбюраторах при разгоне и торможении машины, а так же при работе на холостом ходу. К тому же, в карбюраторных двигателях повышенный расход топлива: во время его пути из карбюратора в цилиндр на стенках впускного коллектора оседает около 30%!рабочей смеси.

Зная эти минусы, конструкторы должны были разработать топливную систему с точной подачей топлива и полным его сгоранием. Но карбюратору это было не под силу, т.к. в его основе лежит механическое устройство. Поэтому нужно было изобретать новую систему, а не усовершенствовать старую. И тогда конструкторы пришли к идее о системе впрыска. Она обеспечивает точную подачу бензина, а чем меньше размер «капель», тем лучше они соединяются с воздухом. Рабочая смесь выходит однородной и лучше сгорает в двигателе. 

Для снижения выброса отходов, в топливную инжекторную систему стали устанавливать каталитический нейтрализатор. Но возникала новая проблема. Катализатор – система нежная и дорогая. Он устанавливался в выхлопной части системы, а из-за изменения параметров системы впрыска, связанных с износом, в катализатор попадало топливо. Там оно догорало и выводило катализатор из строя. 

Поэтому конструкторы установили в систему датчики, управляющие впрыском и составом топлива. Для того чтобы ими руководить, потребовался электронный блок управления. Такая система с интеллектуальным управлением появилась в 1973 году.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: