ВАЗ 2107 инжектор: система зажигания, неисправности, особенности

ВАЗ 2107 инжектор, она же «семерка» – последний экземпляр из линейки машин ВАЗ с задним приводом. «Семерка» создана на основе ВАЗ 2105 с существенными отличиями: мощностью мотора, внешним видом световых приборов, оформлением салона, формой сидений. В данной статье мы рассмотрим основные параметры, функции, неисправности, плюсы и минусы инжекторных ВАЗ 2107, в частности систему зажигания.

Фото Ваз 2107

 

Также читайте как уменьшить расход топлива на карбюраторной ВАЗ 2107

Содержание

1. Принцип работы инжекторного двигателя ВАЗ 2107
2. ЭБУ также принадлежит контроль следующих функций:
3. Как это все выглядит в работе?
4. Также в расчет берутся такие параметры:
5. Зажигание инжекторных ВАЗ 2107
6. Какие преимущества инжекторных моделей ВАЗ 2107?
7. Недостатки инжекторных моделей двигателя ВАЗ 2107
8. Неисправности инжекторных двигателей ВАЗ 2107
9. Причины засорения инжектора ВАЗ 2107
10. Видео-обзор ВАЗ 2107

Принцип работы инжекторного двигателя ВАЗ 2107

Инжекторная система по методам работы кардинально отличается от принципов работы карбюраторной системы, в которой воздушно – топливная смесь подготавливается в камере карбюратора. В инжекторном двигателе ВАЗ 2107 происходит впрыскивание топливной смеси напрямую в цилиндры. За это она получила название «система распределенного впрыска».

Инжекторные системы характеризуются по принципу работы и по наличию разного количества инжекторов. На «семерке» установлена система разрозненного впрыска с 4 форсунками. То есть впрыск происходит в каждый цилиндр, которыми управляет микроконтроллер электронного блока управления двигателем. При помощи датчиков специального назначения идет считывание информации о режиме работы, положении педали газа и других важных параметров. Исходя из этого, идет контролируемое поступление топлива в цилиндры.

Фото ЭБУ ВАЗ 2107

 

От электронного блока управления (ЭБУ) зависит не только количественная пропорциональность топлива и воздуха, попадающего в камеру сгорания двигателя, но и контроль по созданию искры на свечах зажигания.

ЭБУ также принадлежит контроль следующих функций:

• контроль работы, включение и выключение насоса, подающего горючее;
• регулировка количества оборотов двигателя на холостом ходу;
• контроль количественного содержания углекислого газа в выхлопных газах;
• температуру охлаждающей жидкости в блоке цилиндров.

Как это все выглядит в работе?

Первостепенно бензин из бака для горючего проходит через топливный фильтр и при помощи насоса попадает в топливную рампу. На ней расположен регулятор давления, от которого зависит контроль подачи топлива непосредственно на форсунки. В топливной рампе сохраняется и поддерживается давление 300 МПа, а лишнее горючее возвращается обратно в бак для бензина при помощи трубопровода обратной подачи.

При обособленном обороте двигателя, электронный блок управления контролирует открытие и закрытие форсунок, создавая таким образом подачу топлива во впускные коллекторы. Промежуток времени, на который открывается форсунка, влияет на количество бензина, который поступает в цилиндр. Это самое время ЭБУ исчисляет, основываясь на показаниях различных преобразователей (датчиков).

Информация, поступающая с преобразователя массового расхода топлива и преобразователя положения дроссельной заслонки, является главным показателем, который воздействует на время открытия форсунки. Момент, когда должна открыться форсунка, зависит от положения поршней в цилиндре. Информация о нем поступает с датчика контроля коленчатого вала на электронный блок управления.

Также в расчет берутся такие параметры:

• температурный режим охлаждающей жидкости, оказывающей влияние на процесс горения топлива;
• напряжение бортовой сети. От него зависит время открытия форсунок;
• количество оборотов двигателя;
• количественный состав выхлопных газов.

 

Зажигание инжекторных ВАЗ 2107

В инжекторном двигателе «семерки» имеется электронный узел зажигания, в который входит электронная плата и несколько катушек. Она имеет высокую надежность в работе, и не требовательна в обслуживании благодаря отсутствию двигающихся деталей.

Момент подачи искры задает ЭБУ двигателя, который зависит от количества оборотов, который поддерживает коленчатый вал.

 

Какие преимущества инжекторных моделей ВАЗ 2107?

• Инжекторный двигатель ВАЗ 2107 расходует меньшее количество горючего. При этом более мощный, чем карбюраторный двигатель с таким же объемом. Это достигнуто за счет оптимального формирования качественного и количественного состава смеси топлива. Соответственно КПД инжекторного двигателя выше, чем карбюраторного.

• Благодаря электронной регулировке оборотов, двигатель работает надежнее на холостом ходу, меньше глохнет при старте, хорошо заводится при низкой температуре окружающей среды.

• По сравнению с карбюраторным, инжекторный двигатель не требует частой настройки систем зажигания и подачи горючего.

• Воздушно-топливная смесь, которая поступает в цилиндры, имеет наиболее благоприятный состав. А имеющийся катализатор контролирует минимальное количество вредных выхлопных газов. Это играет большую роль в сохранении окружающей среды и заботе о здоровье.

• Отсутствует необходимость вручную регулировать механизм, поскольку это делают гидронатяжитель цепи и гидрокомпенсаторы зазоров клапанов. А также они гарантируют меньше шума (шумоизоляцию) при работе двигателя.

• Графическая крутящего момента «плавная», больший диапазон оборотов позволяет достигнуть высокого крутящего момента.

СТОИТ ЗАМЕТИТЬ! На двигатель с инжекторной системой возможна установка газо-баллонного оборудования не только 2-го, но так же и 4-го поколения. Это более современный и привлекательный вариант, поскольку установка 4-го поколения ГБО дает большую экономию и сводит к нулю возникновение «хлопков» в двигателе.

 

Конечно, как обычно помимо достоинств инжекторной «семерки» имеют место и отрицательные моменты, которые заключаются в следующих ситуациях:

• Проблемный доступ к некоторым составляющим, по причине нахождения мотора и других механизмов под капотом в том же формате, как и у моделей старого образца. Хотя при этом, система, обеспечивающая впрыск горючего, надежна, и не нуждается в частом обслуживании при эксплуатации.

Фото ВАЗ 2107 под капотом

• Инжекторный ВАЗ 2107 оснащен катализатором, который очень просто повредить при езде по плохой дороге с большими неровностями и препятствиями. В таких случаях, конечно, необходимо соблюдать осторожность во время езды по проблемным дорогам.

Фото катализатора ВАЗ 2107

• Наличие инжекторного двигателя повышает требования к качеству горючего, в отличие от карбюраторного варианта. Если применять низкокачественный бензин не избежать засорения топливной системы. Это приводит к не запланированному техническому обслуживанию автомобиля.

• Если произошла поломка системы впрыска самому выполнить ее ремонт в гаражных условиях не реально. Тут необходимо только обращаться к профессионалам на специализированом СТО.

 

Неисправности инжекторных двигателей ВАЗ 2107

Неисправности инжекторного двигателя ВАЗ 2107 дают о себе знать проявлением следующих проблем:

• Работа двигателя становится неустойчивой и не стабильной;
• Повышается в разы расход горючего;
• Увеличивается количественное содержание углекислого газа в выхлопе;
• При нажатии на педаль газа появляются провалы;
• Падает мощность двигателя, двигатель перестает «тянуть».

Для поиска неисправностей системы впрыска требуется специальное оборудование. Например, чтобы определить правильность работы датчиков и ЭБУ двигателя и определить коды ошибок, требуется специальное программное обеспечение с компьютером, тестер. По этой причине диагностику и ремонт «семерки» инжектор нужно проводить на профессионально оснащенных СТО. Частой причиной неисправностей инжекторов является засор самих форсунок.

 

Причины засорения инжектора ВАЗ 2107

Бензин не очень хорошего качества в основном вызывает проблемы с системой впрыска. В таком бензине содержится высокое количество тяжелых парафинов. Они оставляют наслоения на стенках топливной системы, засоряя ее, и затрудняют подачу горючего. При производстве качественного бензина добавляют специальные добавки (детергенты) которые разрушают такие отложения. В низкокачественном бензине содержится очень высокое количество парафинов, что детергенты не успевают справляются с их отложениями.

1. Такие наслоения скапливаются не только в форсунках. Они так же могут оседать на дроссельной заслонке, что нарушает пропорциональность топливной смеси, которая поступает в цилиндры.
2. Наслоение так же могут появиться на тарелках выпускных клапанов, с их обратной стороны, по этой причине может прогореть клапан и происходить детонация при сгорании бензина.
3. Для очистки системы впрыска от подобных отложений, необходимо применение специальной жидкости для промывки и некоторое оборудование. Прочистить инжектор можно и в домашних условиях (в своем гараже). Что бы это сделать понадобится жидкость для промывки и спринцовка.

Фото промывки для инжектора ВАЗ 2107

 

Промывочная жидкость добавляется в бензин и вливается с систему впрыска через тормозной шланг. Сперва, эта процедура делается на неработающем двигателе затем в его рабочем состоянии. Смесь в работающий мотор подается не большими дозами, медленно. Это способствует разрушению образовавшихся наслоений, которые затем, попадая в цилиндры мотора, там прогорают.

Надо иметь ввиду, что при проведении данной процедуры, может временно возникать выделения черного дыма из глушителя.

Видео-обзор ВАЗ 2107

Система управления инжекторного двигателя ВАЗ-1118

Навигация:Главная›Для ВУЗов, техникумов и ПУ›Автомобили и автомобильное хозяйство›Лабораторные стенды›Типовой комплект учебного оборудования «Система управления инжекторного двигателя ВАЗ-1118»

В избранномВ избранное Артикул: УП-866 Цена: предоставляется по запросу Задать вопрос по оборудованию

Назначение Лабораторный стенд предназначен для проведения комплекса практических работ по изучению электронной системы управления инжекторного двигателя, принципов её функционирования и режимов работы, а также формированию первоначальных навыков по диагностированию, техническому обслуживанию и ремонту автомобиля в рамках курса «Устройство, ремонт и эксплуатация автомобильного транспорта». Общие требования Стенд представляет собой действующую модель инжекторного двигателя ВАЗ 1118 с основными электронными системами управления. В качестве модели двигателя внутреннего сгорания использован электродвигатель переменного тока, управляемый от частотного преобразователя. В стенде реализованы режимы стартерного пуска, холостого хода и работы в аварийных режимах при введении неисправностей в работу электронных систем автомобиля. В стенде предусмотрена возможность использования диагностического оборудования для вывода на экран монитора ПК основных параметров работы двигателя в табличной и графической формах, поиска ошибок в работе системы управления двигателем и использования тестового режима для управления исполнительными механизмами.  Технические характеристики стенда Напряжение питания, В                     220; Частота тока питания, Гц                     50; Потребляемая мощность, ВА            400; Габариты, мм                             1200х900х500; Масса, кг                                              40 кг; Диапазон рабочих температур, °С     +10 до +35; Влажность, %                                       80; Количество человек на рабочем месте       2…3 чел. Состав Блок «Модель СУИД». На лицевой панели установлены основные оригинальные для этой марки автомобиля датчики, электронные блоки и исполнительные механизмы: электронный блок управления двигателем «Январь 7.2»; блок дроссельной заслонки в сборе с датчиком положения дроссельной заслонки и регулятором холостого хода; комбинация приборов; дополнительный блок реле; датчик положения коленчатого вала; датчик положения распределительного вала; замок зажигания; топливная форсунка; катушка зажигания со свечёй; диагностический разъём 16 пиновый OBD 2 (розетка). Адаптер. Адаптер предназначен для соединения компьютера и системы управления автомобиля и совместим с протоколами ISO-9141(K, L –line).  Программное обеспечение для диагностики контроллера. Программное обеспечение (СД-диск) предназначено для диагностики автомобильных систем инжекторных автомобилей российского производства ВАЗ.   Паспорт Методические указания к выполнению лабораторных работ: Устройство и принцип работы системы управления инжекторного двигателя. Диагностика системы управления инжекторного двигателя.   Управление углом опережения зажигания в микропроцессорных системах инжекторных двигателей. Управление топливоподачей в системе питания инжекторного двигателя.  Управление топливоподачей в системе питания инжекторного двигателя на режиме прогрева.  ← Назад

Обработка пищевых продуктов. ИТАЛИЯ

Химические технологии. EDIBON

Пищевые технологии. EDIBON

Окружающая среда. EDIBON

3D Физика. EDIBON.

Энергия. EDIBON

Механика и материалы. EDIBON

Гидромеханика и аэродинамика. EDIBON

Термодинамика и термотехника. EDIBON.

Оборудование PHYWE (Германия)

Гидромеханика

Обучающие тренажеры по системам самолетов и кораблей

Конструкции. Архитектура

Испытания материалов

Аэродинамика

Строительные учебные 3D принтеры

Лаборатории National Instruments

Автоматика.

Автоматизация и управление производством

Автомобили и автомобильное хозяйство

• Комплектные транспортные средства
• Двигатели внутреннего сгорания
• Лабораторные модули
• Стенды-тренажеры
• Стенды-планшеты
• Двигатели, узлы, детали автомобильной техники
• Автоматизированные лабораторные комплексы
• Моторные стенды и станции. Монтаж, регулировка и ремонт ДВС
• Автомобильная и автотракторная техника
• Лабораторные стенды
• Трансмиссия
• Тормозное управление

Альтернативные и возобновляемые источники энергии

Аэрокосмическая техника

Безопасность жизнедеятельности. Защита в чрезвычайных ситуациях

Военная техника.

Вычислительная и микропроцессорная техника. Схемотехника

Газовая динамика. Пневмоприводы и пневмоавтоматика.

Газовое хозяйство

Гидропневмоавтоматика и приводы

Детали машин

Информатика

Источники напряжения, тока и сигналов. Измерительные приборы

Легкая промышленность. Оборудование и технологии общественного питания.

Медицина. Биоинженерия

Метрология. Технические и электрические измерения

Механика жидкости и газа

Микроскопы

Научное и лабораторное исследовательское оборудование

Начертательная геометрия

Нефть, газ.

Оборудование для мастерских электромонтажа и наладки, производственных практик и технического творчества

Прикладная механика

Радиотехника. Телекоммуникации. Сети ЭВМ

Радиоэлектронная аппаратура и бытовая техника

Робототехника и мехатроника

Сельскохозяйственная техника. Контроль качества сельхозпродуктов

Силовая электроника. Преобразовательная техника

Сопротивление материалов

Симуляторы печатных машин

Станки и прессы с компьютерными системами ЧПУ. CAD/CAM-технологии

Теоретическая механика

Строительство. Строительные машины и технологии

Теория механизмов и машин

Теплотехника. Термодинамика

Технология машиностроения. Обработка материалов

Учебные наглядные пособия

Физика

Химия

Экология

Электрические машины. Электропривод

Электромеханика

Электромонтаж

Электроника и микроэлектроника

Электротехника и основы электроники

Электроэнергетика. Релейная защита. Электроснабжение

Энерго- и ресурсосберегающие технологии

Энергоаудит

Производство

Учебное оборудование от Edibon

Что нужно знать о механическом впрыске топлива

Механический впрыск топлива (MFI) был разработан на заре автомобильных гонок и используется до сих пор. MFI имеет долгую историю с множеством различных форматов гонок: дрэг-рейсинг, гонки по кругу, гонки на лодках и соревнования на максимальной скорости, такие как те, которые проводятся на Bonneville Speed ​​Week. Фактически, пионер MFI Стюарт Хилборн из Hilborn Fuel Injection стал первым водителем, который когда-либо преодолел отметку в 150 миль в час на сухом озере Эль-Мираж в апреле 19 года.48 с использованием механической топливной форсунки с постоянным расходом собственной разработки.

Простая регулировка холостого хода на головке Enderle Racing с механическим впрыском топлива.

Механический впрыск топлива хорошо подходит для двигателей без наддува или с наддувом и подходит для большинства типов топлива — газа, смесей этанола, метанола и даже смесей нитрометана. Установки могут варьироваться от простых систем с одним соплом стоимостью в несколько сотен долларов до систем стоимостью в десятки тысяч долларов.

Как это работает?

После заполнения системы топливо подается непосредственно в двигатель для быстрого запуска. Его легко настроить: нужно сделать только одну или две регулировки в байпасном контуре для настройки хорошо развитой системы с соотношением воздух-топливо в качестве мощного параметра для точной настройки. Наконец, его просто настроить — не более чем управляемый водителем воздушный клапан для дросселирования с простой гидравлической системой подачи топлива.

Гоночный механический впрыск топлива на возмутительном, наддувном ностальгическом гоночном седане Ford

Механический впрыск топлива работает с простым воздушным клапаном, управляемым дроссельной заслонкой, и топливным насосом, обычно работающим на половине скорости двигателя. После забора топлива из вентилируемого топливного бака топливо подается через клапан ствола, который регулирует количество топлива в зависимости от положения воздушного клапана. Топливо проходит через клапан ствола, затем по топливопроводам непосредственно во впускную систему, питающую каждый цилиндр. Для настройки простые изменения форсунок контролируют количество топлива, поступающего в каждый цилиндр. На двигателях без наддува правильно настроенная механическая система впрыска топлива обеспечивает мгновенный отклик дроссельной заслонки, что делает эту систему отличной для гоночных автомобилей.

Управление подачей воздуха осуществляется с помощью бабочек в топливной форсунке или коллекторе. Обычно механический трос с рычажным механизмом соединяется с управляемым водителем дросселем, а дроссельные заслонки регулируются упором дросселя на холостой ход. Механическая связь соединяет бабочки с клапаном ствола. Когда заслонки открываются, подавая больше воздуха в двигатель, клапан ствола открывается, подавая в двигатель больше топлива.

Эта базовая система показана на следующем рисунке.

Простая система впрыска топлива начинается с этих основных компонентов. Добавлены дополнительные компоненты для управления воздухом и дроссельной заслонкой для модуляции мощности. Дополнительные форсунки добавляются для подачи топлива в каждый цилиндр многоцилиндрового двигателя с любым количеством цилиндров, независимо от того, является ли он двухтактным, четырехтактным или роторным двигателем.

Для сравнения, электронный впрыск топлива (EFI) работает с аналогичным воздушным клапаном, хотя он может управляться дроссельной заслонкой или управляться электрически. Электрический топливный насос подает топливо при постоянном давлении топлива. Электронное управление модулирует рабочий цикл электронного впрыска топлива в зависимости от положения дроссельной заслонки и других факторов. В то время как EFI имеет гораздо больше управляемых функций, в то же время стоимость и понимание технологии для настройки намного больше.

Использование различных видов топлива

Системы MFI на спиртовом или нитротопливе в сочетании с принудительной индукцией могут обеспечить чрезвычайно высокие уровни мощности. Винтовые двигатели PSI объемом 500 кубических дюймов V8 на метаноле сообщают об уровне мощности более 4000 лошадиных сил, а у метанола есть и другие преимущества.

«Наш опыт показывает, что производительность спирта меняется примерно вдвое меньше, чем у бензина, при типичных изменениях условий воздуха», — говорит Майк Чиландо, владелец Alkydigger.

Дон Джексон из компании Don Jackson Engineering, бывший профессиональный дрэг-рейсер, руководитель команды Top Fuel, производитель двигателей и действующий гонщик Bonneville, сообщает об уровне мощности, превышающем 10 000 лошадиных сил от нитрометановых двигателей с наддувом и MFI. Эти уровни мощности были измерены специальным бортовым динамометром Дона, установленным на машинах NHRA Конни Калитты.

Хотя метанол и нитрометан являются распространенными видами топлива, другие виды топлива, такие как этанол или гоночный газ, также могут использоваться для механического впрыска топлива.

Иллюстрация механического впрыска топлива расширена за счет добавления схемы управления холостым ходом, цилиндрического клапана и нескольких форсунок, питающих узел шляпки дроссельного клапана. Они используются для модуляции воздуха, подаваемого в двигатель, что распространено в гонках по всему миру.

Компоненты системы механического впрыска топлива

Впрыск топлива с постоянным расходом управляется двигателем с помощью одного или нескольких из следующих компонентов:

• Воздухозаборник
• Лампы Ram, часто настраиваемые длина и громкость
• Пленум
• Коллектор поршня
• Корпус или крышка дроссельной заслонки для дросселирования воздуха.

Подача топлива в двигатель контролируется следующим:

• Топливный бак для хранения топлива
• Вентиляционное отверстие топливного бака позволяет воздуху попадать в топливный бак
• Шланги или трубки для транспортировки топлива от одного компонента к другому
• Механический топливный насос, рассчитанный на тип топлива, уровень мощности и диапазон оборотов двигателя
• Шланги форсунок, распределительный блок и линии форсунок для питания форсунок
• Форсунки для впрыска топлива в воздушный поток, поступающий в двигатель.

Компоненты топливной системы

Понимая базовую схему топливной системы, дополнительные компоненты делают систему механического впрыска топлива полезной.

• Цилиндрический клапан или дозирующий клапан регулируют необходимое количество топлива для запуска, частичного открытия дроссельной заслонки, движения и остановки. Клапан ствола также используется для дросселирования топлива при движении с частичной дроссельной заслонкой. Большинство баррельных клапанов имеют очень простую катушку или дозирующий цилиндр внутри клапана для управления потоком топлива. Добавлена ​​связь для управления золотником клапана ствола или дозирующим устройством от воздушного клапана. Это соединение между золотником и воздушным клапаном обычно включает в себя регулируемый талреп.
• Для управления запуском и холостым ходом в системе обычно предусмотрен контур холостого хода. Для Sprint Cars он используется как вторичный байпас при повышенном давлении для повышенного выброса топлива в качестве ускорительного насоса вне поворотов.

Клапан цилиндра на этом двигателе с продувкой спиртом показан с дополнительными топливными путями для различных функций настройки дрэг-рейсинга: запуск, выгорание, постановка, запуск и обеднение на высокой скорости.

В этой системе объем воздуха на холостом ходу устанавливается с помощью дроссельной заслонки. Давление пружины в клапане управления холостым ходом устанавливает объем топлива, как показано на рисунке.

В некоторых установках используется два набора сопел. Один набор предназначен для корпуса дроссельной заслонки или крышки (если они есть), а другой набор предназначен для портов коллектора. Второй набор предназначен для управления распределением топлива между цилиндрами. Все форсунки двигателя включают в себя форсунки топливной системы. Любые байпасные форсунки (включая основной байпас, высокоскоростной байпас, насос-спасатель или другие) отводят лишнее топливо от этих форсунок двигателя для поддержания надлежащего соотношения воздуха и топлива.

Большинство систем впрыска топлива имеют основной перепускной контур. В целях настройки это контур возврата топлива, обычно с ограничителем жиклера. В этих установках увеличенный топливный насос подает больше топлива, чем нужно двигателю. Избыточное топливо возвращается в систему подачи топлива через этот основной перепускной контур. Жиклер ограничивает поток и контролирует количество топлива, подаваемого в двигатель. Изменение размера основного перепускного жиклера является одним из способов настройки механического впрыска топлива, так как больший жиклер наклоняет двигатель, а меньший жиклер обогащает двигатель. Поддержание соотношения воздух/топливо путем изменения основного байпаса — простой метод, который оставляет остальные форсунки двигателя нетронутыми.

Для повышенного уровня регулировки соотношения воздух/топливо при более высоких оборотах двигателя добавлена ​​высокоскоростная перепускная форсунка, обеспечивающая больший контроль.

Простой высокоскоростной байпасный контур, используемый для корректировки топливной кривой при механическом впрыске топлива.

Другие компоненты, часто используемые в установке с механическим впрыском топлива, включают:

• Запорный топливный клапан
• Линейные топливные фильтры
• Манометры или преобразователи для регистрации данных
• Воздушный фильтр на некоторых установках, например, используемых в гонках по бездорожью или на уличных транспортных средствах.

Если вы хотите узнать больше о настройке вашей установки, ознакомьтесь с нашей предыдущей статьей о влиянии погоды на механический впрыск топлива.

Дополнительные форсунки

После настройки основных параметров можно добавить дополнительные форсунки для дальнейшего повышения производительности двигателя. Некоторые настройки MFI добавляют дриблер холостого хода для лучшего контроля количества топлива на холостом ходу, подаваемого в каждый цилиндр. Это особенно характерно для гонщиков с наклонной установкой двигателя, таких как драгстеры и забавные автомобили с двигателями, часто наклоненными вниз. Некоторые лодочные двигатели наклонены вниз или вверх, чтобы выровняться с приводами гребных винтов, которые выигрывают от дополнительных форсунок в портах для управления распределением топлива.

Дополнительные форсунки могут быть добавлены для большего количества топлива на верхнем уровне для эффекта набегающего потока воздуха. Например, в гонках Top Fuel обычно используется несколько дополнительных комплектов форсунок в комплекте. Стандартная установка включает:

• Шляпная насадка – один комплект
• Смазочные устройства воздуходувки – неполный набор, обычно в задней части воздуходувки
• Форсунка коллектора – два комплекта
• Форсунка отверстия головки цилиндра – два комплекта

Форсунки перепуска топлива MFI регулируют подачу топливной смеси в двигатель. Эти форсунки отводят определенное количество топлива от двигателя обратно в топливный бак, что полезно для управления общим потоком топлива в двигатель. Кроме того, высокоскоростные перепускные форсунки включаются, когда двигатель достигает определенной частоты вращения. Это уменьшает подачу топлива в двигатель при более высоких оборотах двигателя, когда объемная эффективность может упасть, что снижает потребность в воздухе на один оборот.

Двигатель драгстера Nostalgia nitro показан с распределительными блоками и линиями шляпы и портового сопла. Форсунки порта часто надеваются на напорную тарелку (латунная тарелка внизу справа на центральном фото), которая удерживает их закрытыми до тех пор, пока не увеличится скорость двигателя. Это обеспечивает большее давление топлива при низких оборотах двигателя для хорошей реакции.

Хотя большинство гонщиков методом проб и ошибок настраивают жиклеры своей топливной системы, поддержание числового управления настройкой может обеспечить постоянство и максимальную мощность. Поиск и поддержание оптимального соотношения воздух/топливо для вашей установки — это самый простой способ определить параметры перепускной струи для оптимальной настройки.

Внешние вспомогательные системы

Понимание впрыска топлива не будет полным без понимания того, как другие части установки работают с впрыском топлива.

Большим преимуществом MFI является его адаптируемость к различным конфигурациям цилиндров. Для большинства конфигураций, таких как рядные, V-образные, оппозитные или роторные двигатели, механический впрыск топлива можно легко адаптировать к различным расположениям цилиндров. Соображения включают низкую стоимость производства и простоту последующего обслуживания.

Механический впрыск топлива с коллекторами на уличном шатунном двигателе V8. Открытые, расширяющиеся воздухозаборники сглаживают поток всасываемого воздуха, увеличивая мощность.

Важен размер топливного насоса. Обычные установки включают топливный насос примерно на 25-50 процентов больше, чем требуется двигателю. Настройка проста путем контроля количества перепуска избыточного топлива обратно в систему подачи топлива. Кроме того, топливный насос должен питаться от соответствующей линии подачи, чтобы избежать кавитации на входе.

Некоторые гоночные классы, такие как Nostalgia Top Fuel, ограничивают размер топливного насоса. Чтобы соответствовать требованиям класса, гонщики используют топливные насосы увеличенного размера с ограничениями на входе. Это обеспечивает дополнительное топливо для большей мощности при более низких оборотах двигателя и совершенно новую эру тюнинговых трюков. Например, в дрэг-рейсинге Nostalgia A-Fuel правила класса в США определяют топливный насос примерно на 12 галлонов в минуту. Последний трюк заключается в использовании топливного насоса большего размера, который будет подавать примерно 15 галлонов в минуту без какого-либо ограничителя. Ограничитель на входе ограничивает производительность топливного насоса до значения 12 галлонов в минуту. Поскольку эта оценка производится при определенном давлении топлива и скорости топливного насоса, значение 12 галлонов в минуту поддерживается при более низких скоростях насоса. Для нитро-гонок это обеспечивает дополнительную мощность при низких оборотах двигателя за счет всего кислорода в нитро-топливной смеси.

При рассмотрении любых трубок, по которым течет топливо между топливным насосом и двигателем, избегайте прямых угловых фитингов или других острых изгибов. Они вызывают проблемы с потоком, что, в свою очередь, ухудшает стабильность и мощность двигателя, когда он находится под нагрузкой. Вместо этого следует использовать концы шлангов с трубчатыми изгибами, чтобы избежать проблем с потоком.

Самый быстрый в мире дверной молоток с наддувом — Camp and John Stanley «Daddy’s Caddy» — оснащен механической системой впрыска топлива от Rage Fuel Systems.

Заключение

Механический впрыск топлива легко настраивается от небольших установок до очень больших выходных мощностей. Небольшие 4-цилиндровые двигатели мощностью 100 лошадиных сил легко использовать в гонках на сверхмалых. С другой стороны, MFI является одним из основных компонентов огромных двигателей мощностью более 10 000 лошадиных сил в приложениях NHRA Top Fuel и Funny Car.

Гонщики с небольшим знанием MFI регулярно превышают расширенные цели производительности. Механический впрыск топлива — недорогая, мощная топливная система, которая выигрывает!

Впрыск топлива — Инженерная школа USC Viterbi

Химическая инженерия, выпуск IV, транспорт

1 марта 2001 г. 26 октября 2017 г.

Об авторе: Брэндон Францке

В марте 2002 года Брэндон Францке был студентом факультета биомедицины/электротехники со специализацией в области неврологии. После выпуска он намерен поступить в аспирантуру и получить докторскую степень в области ЭЭ для работы в области нейропротезирования.

Внедрение системы впрыска топлива в автомобилях стало основным фактором увеличения мощности двигателей в последние годы. Однако его внедрение изначально было медленным из-за присущих системе сложностей. Компьютерная интеграция произвела революцию в конструкции этой автомобильной подсистемы и стала бортовым контроллером самой системы впрыска топлива. Современные автомобили вынуждены соответствовать строгим стандартам выбросов и топливной экономичности, так как в 19 веке были введены требования о чистом воздухе.70-х годов, и это по большей части было достигнуто за счет усовершенствования систем подачи топлива в двигатель. Мы начнем с изучения основных концепций автомобильного двигателя внутреннего сгорания и обсудим функции и принципы, лежащие в основе системы впрыска. Затем мы видим, как интеллектуальное компьютерное управление системой впрыска топлива фактически заставило карбюратор устареть.

Введение

Стремление создавать мощные автомобили является движущей силой развития технологии двигателей. До начала 19Дополнительная мощность в 70 лошадиных сил была получена за счет более крупных и дорогих двигателей [1], которые исходили из убеждения, что сжигание большего количества бензина — лучший способ увеличить доступную мощность. Однако к началу 1970-х гг. города и села стали покрываться густым черным смогом, побочным продуктом горения [2]. В попытке обратить это вспять были приняты правительственные постановления США, которые повысили минимальные требования к эффективности использования топлива для автомобилей. Чтобы соответствовать этим новым стандартам, производители автомобилей были вынуждены уменьшить размер шасси и двигателя, пытаясь уменьшить общий вес, что в конечном итоге повысило эффективность использования топлива. Это привело к значительной потере мощности и бодрости духа.

Однако с появлением автоматизированных систем управления производители автомобилей обнаружили, что можно создавать двигатели меньшего размера с запасом мощности за счет повышения эффективности процесса сгорания [1]. Большинство этих достижений связано с точным определением времени поступления топлива в камеру сгорания, а также с определением времени самого зажигания [3].

Цикл Отто

Принципы, лежащие в основе двигателя внутреннего сгорания, сосредоточены на одной концепции: сжигание химического вещества для получения энергии, а затем использование этой энергии для выполнения работы. Эта энергия получается путем сжигания бензина, заправленного в автомобиль. В автомобиле для извлечения работы из бензина используется контролируемый процесс, называемый 4-тактным циклом или циклом Отто. Цикл Отто можно рассматривать как четыре отдельных шага:
1. Впуск: Поршень движется сверху вниз, создавая небольшой вакуум. Это втягивает топливо и воздух в камеру. Когда поршень достигает нижней точки своего хода, впускной клапан закрывается. Это положение обычно называют нижней мертвой точкой.
2. Сжатие: впускной клапан закрывается, поршень движется вверх и создает давление в топливно-воздушной смеси. Электрическая искра воспламеняется, чтобы сжечь бензин. Смесь сгорает очень быстро и расширение выхлопных газов вызывает быстрый рост давления в системе
3. Мощность: По мере увеличения давления поршень толкается вниз. Это единственный момент во время цикла, когда полезная мощность фактически вырабатывается двигателем.
4. Выхлоп: поршень начинает двигаться вверх. Одновременно открывается клапан для выпуска выхлопных газов [3].

Armchoir/Wikimedia Commons

Рисунок 1: Изображение цикла Отто.

Когда двигатель проходит этапы 1-4 один раз, это называется циклом (рис. 1), и, повторяя цикл за циклом, двигатель может использовать энергию, полученную от множества небольших воспламенений, для движения автомобиля. Движение реального транспортного средства является результатом преобразования циклического движения поршня во вращательное движение колес. Это распределение облегчается за счет использования коленчатого вала, который соединен непосредственно с поршнями. Когда поршни движутся вверх и вниз, коленчатый вал вынужден вращаться. Это вращение затем косвенно связано с колесами передним и задним дифференциалами после включения трансмиссии. В конечном счете, в результате, когда двигатель работает, колеса можно заставить вращаться, включив передачу автомобиля.

Управление циклом со стороны водителя

Теперь мы можем рассмотреть этот процесс с точки зрения знакомых реакций автомобиля во время вождения. Нажимая на газ, вы говорите автомобилю впустить в поршень больший объем бензина и воздуха. Затем, когда вы отпускаете педаль, подается меньше газа. С помощью этого механизма водитель может контролировать количество энергии, получаемой двигателем, и, таким образом, энергию, преобразуемую в движение. До недавнего времени устройством, управляющим механизмом впуска топлива, был карбюратор. Однако с тех пор система впрыска топлива оказалась более эффективной и надежной и сделала карбюратор устаревшим. Каждое из этих устройств контролирует подачу топлива, открывая или закрывая устройство, называемое дроссельной заслонкой, которое регулирует точный объем бензина и воздуха, поступающих в поршень.

Традиционные методы увеличения доступной мощности от цикла Отто

В автомобилях до 1970 года больше энергии получали от каждого такта с помощью двух механизмов: за счет увеличения размера поршня и количества кислорода, доступного во время цикла сгорания.

Поршни большего размера

Увеличивая размер поршня, мы, в свою очередь, можем увеличить размер хода [4]. На самом деле в этом есть два преимущества: 1. за счет увеличения хода можно доставить больше бензина, и 2. доставленный бензин можно сжать сильнее, вырабатывая больше энергии. Здесь мы получаем такие числа, как 450 кубических сантиметров (кубических сантиметров) или 2,3 литра — эти числа относятся к рабочему объему, который представляет собой разницу объема поршня между НМТ (самое низкое) и его верхним положением. Однако, чтобы увеличить ход поршня, необходимо также увеличить поршневую камеру. Для более крупных двигателей требуется больше сырья, в основном стали, и поэтому они становятся непомерно дорогими. Кроме того, большая часть дополнительной энергии, полученной за счет увеличения размера поршня, теряется. Это связано с тем, что требуется больше энергии для изменения направления более массивного поршня вверх вниз во время цикла, что снижает общую эффективность использования топлива [4]. Кроме того, эффективность использования топлива может упасть настолько, что она упадет ниже минимального уровня, установленного федеральным законодательством, и в этом случае автомобиль не может считаться «продаваемым» в Соединенных Штатах.

Больше кислорода

Второй вариант — увеличить эффективность самого процесса горения. В процессе горения фактически сгорает не все топливо [5]. Это называется неполным сжиганием и приводит к потере эффективности. Кислород необходим для быстрого и эффективного горения вещей. Вы можете наблюдать это, когда дуете на горящую спичку или слегка поджигаете, и пламя становится больше. Обычно воздух и топливо поступают в камеру сгорания из-за градиента давления (пониженное давление внутри поршня из-за движения вниз на первом этапе цикла Отто), но это можно ускорить с помощью турбонагнетателей и нагнетателей [5]. . Это гораздо более простой способ получить относительно большое количество энергии от двигателя без существенной нагрузки. Поскольку неэффективно сжигаемое топливо обычно связано с вредными выбросами, такими как угарный газ и сульфиды, добавление устройств для повышения эффективности использования топлива имеет дополнительные преимущества за счет создания более чистых автомобилей [5].

Системы впрыска топлива

Несмотря на повышение эффективности, которое можно получить за счет увеличения подачи кислорода в двигатель, существуют определенные ограничения, которые нельзя преодолеть грубой силой. Одна из причин заключается в том, что системы двигателя с наддувом (например, с турбонаддувом или наддувом) состоят из насосов, которые перед воспламенением нагнетают кислород в поршень [5]. Насосы требуют значительного количества энергии для работы и имеют серьезные проблемы с перегревом. Из-за этого они часто выходят из строя в результате тепловой усталости и, таким образом, требуют дорогостоящего обслуживания, чтобы оставаться в рабочем состоянии. Системой, которая работает совместно с механизмами наддува для повышения эффективности, является впрыск топлива [6]. Концепция впрыска топлива заключается в распылении тонкого тумана бензина (например, из аэрозольного баллончика) в поршень, в отличие от больших капель, которые обеспечивают традиционные впускные клапаны карбюратора [6]. При таком впрыске топлива «между» частицами тумана впрыскивается больше кислорода. В конечном итоге это увеличивает эффективность сгорания и доступную мощность. Из-за этих неоспоримых преимуществ карбюраторы были полностью сняты со всех автомобилей, производимых в США, начиная с 19 века.90 и заменены на системы впрыска топлива [7].

Впрыск топлива работает по общеизвестному принципу: гораздо легче сжечь более мелкие ветки и листья (т. е. распыленный бензин, подаваемый с помощью впрыска топлива), чем большое полено (крупную каплю из стандартных впускных клапанов). Однако существует практический и оптимальный предел размера частиц тумана — около 10 микрометров (примерно половина ширины человеческого волоса) [5]. Из-за стремления получить как можно более высокий КПД от сжигаемого бензина, ограниченного точными техническими условиями, такими как размер частиц, системы впрыска топлива стали очень сложными. Это объясняет медленное развитие таких систем до недавнего времени, когда для моделирования их поведения можно было использовать компьютеры.

Расхождение систем впуска топлива

Buschtrommler/Wikipe​dia Commons

Рисунок 2: Тип двигателя M88 от BMW M1.

С введением системы впрыска одновременно была введена новая степень свободы, что привело к расхождению в типах двигателей внутреннего сгорания. Первый называется гомогенным. Этот тип двигателя внутреннего сгорания обсуждался до сих пор, в котором бензин просто подается в поршень через простой впускной механизм. Затем он диффундирует, создавая гомогенную [5] смесь топлива и кислорода по всей камере. Напротив, система впрыска топлива позволяет производителю точно контролировать временное (точное время на этапе 1 цикла Отто, когда впрыскивается топливо), а также пространственное размещение (форма струи, распыляемой форсункой) распылитель топлива. Этот новый тип двигателя называется двигателем со стратифицированным зарядом [5]. В этих двигателях «целью является расслоение заряда в камере сгорания, т. е. наличие богатого (топливного) кармана внутри большего объема слабой топливно-воздушной смеси и обеспечение того, чтобы богатая, легко воспламеняющаяся область окружала камеру сгорания. искра в месте воспламенения» [5]. В целом эти двигатели дают очень желательные результаты, однако они в некоторой степени ограничены «точным контролем состава смеси и производственными затратами» [5].

Компьютеры и системы впрыска топлива

Системы автоматизированного проектирования (САПР)

В то время как промышленность проводила серьезные исследования в области впрыска топлива на раннем этапе выполнения мандатов по снижению загрязнения окружающей среды и повышению экономии топлива, в целом основные разработки были достигнуты путем проб и ошибок. [8]. Однако введение эпохи микрокомпьютеров устранило это препятствие в разработке и внедрении систем впрыска топлива, потому что теперь системы можно было смоделировать виртуальным ходом на компьютере, а затем модифицировать для работы с новыми параметрами за считанные минуты; это процесс, который занял бы недели или месяцы, поскольку штампы вырезались и отливались в соответствии с традиционной производственной практикой [9].]. Проектированию также способствовали сложные модели, которые предсказывали, как топливо и кислород будут взаимодействовать в поршне, и рассчитывали эффективность сгорания [10]. В дополнение к этим производственным преимуществам вскоре было замечено прямое повышение эффективности. Например, одно важное достижение в повышении эффективности было достигнуто, когда компьютерное моделирование показало, что путем впрыскивания топлива под разными углами можно получить гораздо более тонкий и более контролируемый туман [10].

Автоматизированное внедрение (CAI)

Цифровая логика, а точнее микроконтроллеры (маленькие компьютеры), также произвели революцию в реализации систем впрыска топлива. Раньше фактический механизм подачи топлива был механическим и создавался за счет того, что форсунка проталкивала бензин через гребенчатый фильтр, создавая относительно непостоянный туман. Однако с появлением современных технологий обработки можно точно контролировать время работы одной или даже нескольких отдельных форсунок в каждом поршне. Кроме того, время и количество выбрасываемого топлива могут варьироваться в зависимости от требований, предъявляемых водителем к двигателю. Honda внедрила эту технологию впрыска в своей линейке VTEC под торговой маркой. VTEC расшифровывается как Variable Valve Timing and Lift Electronic Control и представляет собой систему, которая постоянно отслеживает требования, предъявляемые к двигателю. Затем он регулирует не только время впрыска топлива, но и другие важные факторы, такие как продолжительность открытия впускного клапана, называемую его «шириной импульса». По словам Honda, «технология [VTEC] решает старый компромисс между настройкой двигателя на максимальный крутящий момент или максимальную мощность и обеспечивает лучшее из обоих миров. С VTEC двигатель обеспечивает достаточный крутящий момент на низких оборотах и ​​мощность на высоких оборотах, не жертвуя ни тем, ни другим».

Дополнения типа VTEC приближают нас к появлению модернизированного хот-рода. Автомобили будут оснащены компьютеризированными системами впрыска топлива, новейшими компьютерными датчиками и улучшенной функциональностью. Это в конечном итоге вернет им силу и мускулы, которыми они когда-то обладали и которых желают американские водители, при одновременном снижении вредных выбросов и повышении общей эффективности каждого сожженного галлона бензина.

Каталожные номера

• • [1] Историческое место старинных грузовиков Chevy, история двигателей Chevy. [24 октября 2001].
  • [2] Ф. Шафер и Р. ван Бассюйен. Снижение выбросов и расхода топлива в автомобильных двигателях.  Нью-Йорк: Springer-Verlag, 1993.
  • [3] Уильям Б. Риббенс. Понимание автомобильной электроники. Бостон: Newnes, 1998.