Принцип работы инжекторного двигателя — frankivsk.one

Инжекторные двигатели сегодня практически полностью заменили устаревшие карбюраторные системы. Использование инжекторного двигателя позволяет существенно улучшить эксплуатационные характеристики авто – оптимизировать расход бензина, увеличить динамические показатели, снизить негативное влияние на окружающую среду.

Автомобильный моноинжектор выполняет ту же функцию, что и карбюратор – подает топливо в камеры сгорания поршней. Процесс происходит не путем всасывания бензина, а с помощью впрыска дозированного количества топлива, поэтому этот тип двигателя еще называется впрыскивающим. Бензин подается в коллектор или сразу в камеру сгорания, где происходит образование воздушно-топливной смеси.

Инжекторная система подачи топлива бывает трех типов:

• Центральная (моновпрыск). Эта система мгновенно отвечает на смену рабочих параметров и отличается простой конструкцией. Топливо поступает через форсунки в коллекторе, а затем распределяется в камеры сгорания.
• Распределена (мультивпрыск). Более экономичная система, которая обеспечивает высокую мощность и снижает выбросы токсичных веществ в атмосферу. Топливо подаётся отдельно для каждого цилиндра, в камерах сгорания оно смешивается с воздухом.
• Непосредственное. Считается улучшенной версией распределенной системы. Ее особенность в том, что топливо попадает в цилиндры и там смешивается с воздухом.

Современные инжекторные двигатели с раздельной подачей топлива позволяют снизить расход бензина и обеспечить большую мощность. Они практичны, экономны, выносливы, при регулярной замене комплектующих служат в течение длительного времени.

Инжекторный двигатель

По сравнению с карбюраторными системами инжекторные двигатели имеют следующие преимущества:

• Экономия горючего. Благодаря точной дозировке существенно снижаются расход бензина – топлива расходуется столько, сколько требует двигатель для бесперебойной работы.
• Снижение токсичности выхлопных газов. Попадая в коллектор топливо смешивается с воздухом, поэтому в атмосферу попадает на 50-70% меньше вредных веществ.
• Увеличение мощности двигателя. Благодаря равномерному заполнению цилиндров этот показатель можно прирастить на 10%.
• Улучшение динамических показателей автомобиля. Инжекторная конструкция мгновенно отвечает изменению нагрузки и корректирует подачу топливно-воздушной смеси.

Автомобили с инжекторным двигателем легче заводятся при любых условиях. Система не нуждается в прогревании при низких температурах. Использование качественного горючего, регулярный сервис и замена фильтров позволяют обеспечить нормальную работу сложной инжекторной конструкции.

Инжекторная система подачи топлива

Современная инжекторная конструкция, предназначенная для подачи топлива, состоит из следующих элементов:

• Электрический бензонасос. Используется для нагнетания бензина в топливопроводе.
• Топливный фильтр. Очищает горючее от примесей и грязи, что может привести к загрязнению форсунок.
• Топливопроводы. Слугут для подачи бензина от бензонасоса к рампе и обратно.
• Контроллер впрыска. Электронное устройство, содержащее программу для работы всех составляющих узлов системы.
• Форсунки. Их может быть как несколько, так и одна в зависимости от типа инжекторной конструкции.
• Датчик расхода воздуха. Он определяет заполнение цилиндров. Сначала определяется общее потребление, а затем высчитывается требуемое количество воздуха для каждого цилиндра.
• Датчик дроссельной заслонки. Установка текущего состояния движения и нагрузки на двигатель.
• Датчик для определения температуры. Контроль степени нагрева охлаждающей жидкости, по его данным корректируется работа двигателя, если необходимо, для охлаждения включается вентилятор.
• Датчик фактического нахождения коленчатого вала. Он контролирует синхронную работу всех составляющих узлов системы.
• Датчик кислорода. Определение его содержания в выхлопных газах.
• Датчик детонации. Он контролирует возникновение и устранение детонации.

В состав системы могут входить дополнительные элементы. Это зависит от конструкции силового агрегата.

Топливная система инжекторного двигателя

Для нормальной работы двигателя следует обеспечить, чтобы в камеру сгорания поступала топливо-воздушная масса нужной концентрации. Смесь образуется во впускной трубе – здесь горючее смешивается с воздухом. Благодаря работе контроллера импульс подается на форсунку, после чего клапан открывается и во впускную трубу под давлением поступает топливо.

Контроллер выравнивает необходимое соотношение топлива и воздуха из-за изменения продолжительности импульса. Чтобы получить обогащенную воздухом смесь, контроллер увеличивает продолжительность электрического импульса, поступающего на форсунки. Для уменьшения количества воздуха контроллер уменьшает продолжительность импульса, таким образом процесс впрыска топлива в камеру сгорания замедляется. Дозированное поступление позволяет экономить топливо и обеспечивает полноценную работу системы.

Кроме точной дозировки, немаловажную роль играет такой показатель, как момент подачи. В связи с этим количество форсунок и цилиндров силового агрегата должно быть одинаковым.

Инжекторная машина

Инжекторный мотор – это современная альтернатива обычному карбюратору. Такие конструкции используют все известные автомобильные компании, позволяющие получить машины с большей мощностью и экономичным расходом топлива. Некоторые марки и модели автомобилей, в которых установлены инжекторные моторы:

• ALFA ROMEO – Brera, Giulia, GTV, MiTo, Spider;
• BMW – 6 GT, 1 – 8-Series, X1 – X7;
• Toyota – Auris, Corolla, Land Cruiser, Solara;
• SKODA – Felicia, Rapid, Praktik, Yeti;
• NISSAN – Primera, Sentra, Terrano, Moco, Versa;
• MITSUBISHI – Colt, Pajero, Lancer, Galant;
• FORD – S-Max, Eco Sport, Focus, Mustang;
• CITROEN – Jumpy, Nemo, C-Crosser, Berlingo.

Это лишь малая часть машин, оснащенных инжекторной системой подачи горючего. Инжекторный двигатель и другие комплектующие для этих автомобилей можно заказать на сайте Hotauto.parts. В наличии оригинальные запчасти и качественные аналоги, доставляемые из Польши и других стран ЕС.

More from author

ВАЗ 2110 инжектор двигатель, схема и принципы работы инжекторного двигателя «десятки» — Автомобильный блог

ВАЗ 2110 инжектор двигатель который отличается экономичностью, повышенной мощностью и стабильностью работы, если сравнивать его с карбюраторными двигателями ВАЗ 2110. Широкое применение инжекторных моторов на «Автовазе началось в 2000-ых годах. Сегодня мы подробно расскажем как работает инжекторный двигатель «десятки».

Стоит напомнить, что инжекторные моторы на «десятку» устанавливали разные по объему и количеству клапанов. Сегодня на вторичном рынке можно встретить инжекторные ВАЗ 2110 с 8-ми и 16-клапанными силовыми агрегатами рабочим объемом, как 1.5, так и 1.6 литра.

Силовые агрегаты с инжектором отличаются от карбюраторных версий принципом подачи топлива в камеру сгорания бензинового двигателя. Если карбюраторному двигателю необходимо «всасывать» топливо из камер карбюратора, то в инжекторном варианте топливо впрыскивается под давлением посредством форсунок. Это на много экономичнее, поскольку электромагнитные клапана форсунок пропускают только необходимое количество топлива и не каплей больше. За этим чутко следит электроника, которая дает команды пользуясь информацией от различных датчиков, после анализа всех данных подается необходимый импульс в форсунку и она снабжает топливом двигатель. При этом весь процесс происходит практически мгновенно. Далее подробная схема работы ВАЗ 2110 инжектор двигатель.

• 1 – реле зажигания
• 2 – аккумуляторная батарея
• 3 – выключатель зажигания
• 4 – нейтрализатор
• 5 – датчик концентрации кислорода
• 6 – форсунка
• 7 – топливная рампа
• 8 – регулятор давления топлива
• 9 – регулятор холостого хода
• 10 – воздушный фильтр
• 11 – колодка диагностики
• 12 – датчик массового расхода воздуха
• 13 – тахометр
• 14 – датчик положения дроссельной заслонки
• 15 – контрольная лампа «CHECK ENGINE»
• 16 – дроссельный узел
• 17 – блок управления иммобилайзером
• 18 – модуль зажигания
• 19 – датчик температуры охлаждающей жидкости
• 20 – контроллер
• 21 – свеча зажигания
• 22 – датчик детонации
• 23 – топливный фильтр
• 24 – реле включения вентилятора
• 25 – электровентилятор системы охлаждения
• 26 – реле включения электробензонасоса
• 27 – топливный бак
• 28 – электробензонасос с датчиком указателя уровня топлива
• 29 – сепаратор паров бензина
• 30 – гравитационный клапан
• 31 – предохранительный клапан
• 32 – датчик скорости
• 33 – датчик положения коленчатого вала
• 34 – двухходовой клапан

Важнейшим элементом системы питания инжекторного мотора «десятки» является электрический бензонасос, который расположен в баке, именно он постоянно обеспечивает необходимое давление в рампе с форсунками, через которые топлива подается во впускные коллекторы.

Работает бензонасос в ВАЗ 2110 инжектор довольно шумно. Достаточно вставить ключ зажигания и повернуть его, как в салоне автомобиля послышится характерное «жужжание» электро бензонаноса. Если вы не слышите жужжания, перед пуском двигателя, а мотор при этом еще не заводится, значит бензонанос неисправен. А следовательно завести инжекторный двигатель с «толкача» не получится, ведь давления в рампе и форсунках все равно нет, значит и топливо не будет подаваться.

Ремонт и обслуживание инжекторных моторов требует специального диагностического оборудования. На ВАЗ 2110 устанавливались в основном инжекторные двигатели рабочим объемом 1.5 и 1.6 литра, как 8-ми, так и 16 клапанные версии. Далее приведем краткие характеристики этих моторов в таблице ниже.

Модель двигателя
	Рабочий объем	Количество клапанов	Мощность л. с.(кВт)	Крутящий момент Нм
ВАЗ 2111	1499 см3	8	76 (56)	115.7
ВАЗ 2112	1499 см3	16	93.5 (69)	128
ВАЗ 21114	1596 см3	8	82 (60)	125
ВАЗ 21124	1596 см3	16	89 (65.5)	131

Самый мощный мотор из всех, что устанавливались на «десятку», это инжекторный 16-клапанник ВАЗ-2112 объемом 1. 5 литра. Однако данный силовой агрегат имеет один недостаток, если рвется ремень ГРМ, то поршня встречаются с клапанами, что приводит к серьезному и дорогостоящему ремонту силового агрегата. А качественный ремонт и обслуживание инжекторных моторов ВАЗ-2110 требует специального диагностического оборудования. Часто неисправность одного лишь датчика приводит к нестабильной работе всего двигателя.

Электронные системы впрыска топлива для двигателей большой мощности

Электронные системы впрыска топлива для двигателей большой мощности

Ханну Яаскеляйнен, Магди К. Хайр

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите под номером , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Ряд производителей дизельных двигателей большой мощности разработали собственные электронные системы впрыска топлива. Примеры включают гидравлические насос-форсунки с электронным управлением (HEUI) и системы с механическим приводом и электронным управлением (MEUI) от Caterpillar, а также ряд систем от Cummins, таких как система аккумуляторных насосов (CAPS), Quantum CELECT, HPI и системы впрыска XPI.

• Введение
• Системы впрыска Cummins
  • Обзор
  • Система впрыска Cummins PT
  • Система насос-форсунок Bendix/Cummins CELECT
  • Аккумуляторная насосная система Cummins
  • Система впрыска топлива Cummins HPI
  • Система впрыска топлива Cummins/Scania XPI
• Системы впрыска Caterpillar
  • Обзор
  • Система впрыска Caterpillar HEUI-A
  • Система впрыска Caterpillar HEUI-B
  • Навистар/Штурман/Сименс G2
  • Система впрыска Caterpillar MEUI-A
  • Системы впрыска Caterpillar MEUI-B/MEUI-C

В связи с возросшим спросом на снижение выбросов дизельных двигателей гибкость и улучшенные характеристики, обеспечиваемые электронным управлением, стали важным стимулом для многих производителей двигателей к внедрению систем впрыска топлива с электронным управлением в конце 1980-х — начале 1990-х годов. Важным инструментом снижения выбросов дизельных двигателей, произведенных в этот период, было время впрыска топлива, которое можно было изменять в зависимости от частоты вращения и диапазона нагрузки двигателя.

В то время как время впрыска можно было изменять чисто механическим способом, электронное управление предлагало гораздо более гибкий и потенциально более простой способ добиться этого, а также предоставляло возможность введения ряда других желаемых функций. Одни из первых систем впрыска топлива с электронным управлением в двигателях большой мощности появились в Detroit Diesel Series 9.2 в 1985 году и Series 60 в 1987 году [2151] . Caterpillar применила его к 3176 в 1988 году [2043] .

Насосные форсунки, используемые в этих двигателях, хорошо подходили для раннего внедрения электронных топливных форсунок с соленоидным приводом. Конструкции электромагнитных приводов того периода все еще были относительно большими и громоздкими, а насос-форсунка для двигателя большой мощности предоставляла для него достаточно места. Производителям потребовалось несколько лет, чтобы усовершенствовать конструкцию привода, чтобы сделать его достаточно компактным для использования в системах Common Rail для легких условий эксплуатации

[2187] , а также для производства насос-форсунки Delphi E1 для тяжелых условий эксплуатации в 2000 году, в которой громоздкий боковой привод был заменен более компактной конструкцией, которую можно было интегрировать в корпус форсунки.

Производители быстро поняли, что электронное управление дает возможность не только контролировать время впрыска в зависимости от скорости и нагрузки, но и в зависимости от стиля вождения автомобиля. В 1990-х годах было обычным делом программировать контроллеры двигателя на регулировку момента впрыска для оптимизации расхода топлива в мощных дизельных двигателях, когда условия эксплуатации указывали на крейсерские условия на шоссе. В некоторых случаях это время впрыска противоречило времени, необходимому для соблюдения регулируемых пределов выбросов.

Поскольку нормы выбросов продолжали ужесточаться, требования, предъявляемые к топливным системам, еще более возросли, и было недостаточно просто обеспечить гибкость в управлении моментом впрыска. Дополнительные драйверы, которые подтолкнули эволюцию систем впрыска дизельного топлива, включали:

• Поддержание точности времени и дозирования топлива в течение ожидаемого срока службы двигателя предъявляет повышенные требования к повторяемости времени и количества впрыска, а также к долговечности форсунок.
• Увеличено давление впрыска для поддержания теплового КПД двигателя и некоторого снижения выбросов выхлопных газов.
• Время отклика инжектора стало меньше, чтобы обеспечить предсказуемый впрыск небольших объемов. Это была важная функция для включения множественных событий внедрения.
• Улучшенный контроль за открытием и закрытием форсунки, чтобы избежать неконтролируемых вторичных впрысков и обеспечить резкое окончание впрыска. Это также было важно для включения множественных инъекций.
• Улучшенный механический КПД системы впрыска для достижения общей цели повышения КПД двигателя.

Ряд крупных производителей двигателей разработали собственные, часто уникальные системы впрыска топлива. Ниже приведены примеры систем впрыска собственной разработки:

• Системы насос-форсунок с электронным управлением корпорации Detroit Diesel, разработанные в 1980-х годах в сотрудничестве с Rochester Products Division компании GM.
• Система насос-форсунок Caterpillar с гидравлическим приводом и электронным управлением (HEUI).
• Система впрыска Cummins HPI, разработанная в сотрудничестве со Scania.

В других случаях крупные производители двигателей большой мощности могли приобретать запатентованные технологии и развивать концепции собственной линейки двигателей. Примером может служить система насос-форсунки Bendix Diesel Engine Controls, которая была лицензирована Cummins и использовалась в насос-форсунке CELECT.

Хотя в этой статье описывается эволюция электронных систем впрыска топлива для двух конкретных производителей двигателей — Cummins и Caterpillar, следует признать, что она никоим образом не охватывает весь спектр систем впрыска, доступных в дизельных двигателях большой мощности. Также очень распространены топливные системы таких поставщиков, как Bosch, Delphi, Siemens/Continental, Denso и других.

###

Что такое топливная форсунка?

Компания Bosch создала форсунку для дизельного топлива в 1920 году в ответ на рост спроса и цен на топливо. С момента введения впрыска топлива в транспортных средствах скорость и ускорение многих преувеличены, в результате чего усовершенствования в технологии сделали двигатели более экономичными, эффективными и создали более высокую мощность. Эта технология, хотя и обновленная, сегодня используется как в дизельных, так и в бензиновых двигателях.

Что такое топливная форсунка?

Топливная форсунка — это устройство для распыления и впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания. Форсунка распыляет топливо и нагнетает его непосредственно в камеру сгорания в определенный момент цикла сгорания. Более новые форсунки также могут измерять количество топлива в соответствии с указаниями и контролем электронного модуля управления (ECM). Бензиновые топливные форсунки теперь выступают в качестве альтернативы карбюратору, в котором воздушно-топливная смесь всасывается за счет разрежения, создаваемого ходом поршня вниз.

Как правило, форсунки для дизельного топлива устанавливаются в головке двигателя с наконечником внутри камеры сгорания, размер отверстий, количество отверстий и углы распыления могут варьироваться от двигателя к двигателю.

Бензиновые форсунки могут быть установлены во впускном коллекторе (многоточечный впрыск, корпус дроссельной заслонки или, в последнее время, непосредственно в камеру сгорания (GDI).

Зачем нам нужны топливные форсунки?

Топливные форсунки являются необходимыми компонентами двигателя, потому что :

· Принцип работы двигателей внутреннего сгорания гласит, что чем лучше качество топливно-воздушной смеси, тем лучше сгорание, что обеспечивает более высокий КПД двигателя и более низкий уровень выбросов. 0003

· Неэффективное смешивание топлива и воздуха, обеспечиваемое карбюраторами, оставляет различные несгоревшие частицы внутри камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания. Это приводит к неправильному распространению пламени сгорания из-за неисправности, известной как «детонация», а также к более высоким выбросам.

· Несгоревшее топливо в виде углерода или несгоревших газов и частиц внутри камеры сгорания отрицательно влияет на эффективность (пробег) и выбросы автомобиля. Чтобы избежать этого, модернизированная технология впрыска топлива стала необходимой.

Типы топливных форсунок

Развитие технологий впрыска топлива привело к появлению различных схем впрыска топлива, таких как впрыск топлива через дроссельную заслонку, многоточечный впрыск топлива, последовательный впрыск топлива и непосредственный впрыск, которые варьируются в зависимости от применения.

Основы впрыска топлива

Существует 2 типа топливных форсунок:

1. Форсунки для дизельного топлива

Современные форсунки для дизельного топлива используются для непосредственного распыления и впрыска или распыления дизельного топлива (более тяжелого топлива, чем бензин). в камеру сгорания дизельного двигателя для воспламенения от сжатия (без свечей зажигания).

Для форсунок дизельного топлива требуется гораздо более высокое давление впрыска (до 30 000 фунтов на кв. дюйм), чем для бензиновых форсунок, поскольку дизельное топливо тяжелее бензина, и для распыления топлива требуется гораздо более высокое давление.

2. Бензиновые топливные форсунки

Бензиновые топливные форсунки используются для впрыска или распыления бензина непосредственно (GDI) или через впускной коллектор (многопортовый) или корпус дроссельной заслонки в камеру сгорания для воспламенения от искры.

Конструкция бензиновых форсунок различается в зависимости от типа… в более новых форсунках GDI используется сопло с несколькими отверстиями, а в многоканальном корпусе дроссельной заслонки используется сопло бесцельного типа. Давление впрыска бензина намного ниже, чем у дизеля… 3000 фунтов на квадратный дюйм для GDI и 35 фунтов на квадратный дюйм для типа Pinter.

Основы дозирования топлива — форсунки

Существует 2 типа дозирования топлива (контроль продолжительности впрыска, давления и времени подачи топлива) топливных форсунок. Современные двигатели имеют до 5 впрысков в каждом цикле сгорания… чтобы извлечь выгоду из эффективности и сокращения выбросов.

1. Топливные форсунки с механическим управлением

Механические топливные форсунки, в которых управление скоростью подачи топлива, количеством, синхронизацией и давлением осуществляется механически с использованием пружин и плунжеров. Эти детали получают сигнал от кулачка или топливного насоса высокого давления.

2. Топливные форсунки с электронным управлением

Эти топливные форсунки имеют электронное управление, когда речь идет о количестве топлива, давлении и времени. Электронный соленоид получает данные от электронного модуля управления (ECM) автомобиля.

Конструкция топливных форсунок

Упрощенная конструкция топливной форсунки напоминает насадку садового шланга, которая используется для распыления воды на траву. Ту же задачу выполняет топливная форсунка, но разница в том, что вместо воды топливо распыляется и «распыляется» внутри двигателя, попадая в камеру сгорания.

Давайте разберемся в конструкции и работе топливной форсунки, рассмотрев топливные форсунки как с механическим, так и с электронным управлением.

Топливная форсунка с механическим управлением

Топливная форсунка с механическим управлением состоит из следующих частей:

· Корпус форсунки — внешний корпус или «оболочка», внутри которой расположены все остальные части форсунки. Внутренняя часть корпуса форсунки должна содержать точно спроектированный капилляр или канал, через который топливо под высоким давлением из топливного насоса может течь для распыления и впрыска.

· Плунжер. В топливной форсунке может использоваться поршень, который используется для открытия или закрытия форсунки под действием давления топлива. Он управляется комбинацией пружин и прокладок.

· Пружины. Внутри топливных форсунок с механическим управлением используются одна или две пружины. К ним относятся:

1. Пружина плунжера. Движение плунжера вперед и назад контролируется пружиной плунжера, которая сжимается из-за повышенного давления топлива. Когда давление топлива внутри топливной форсунки увеличивается до уровня, превышающего заданную комбинацию пружины и регулировочной шайбы, игла в форсунке поднимается, топливо распыляется и впрыскивается, а по мере снижения давления форсунка закрывается.

2. Основная пружина. Основная пружина используется для управления давлением открытия впрыска. Основная пружина действует против действия давления топлива, создаваемого топливным насосом.

Топливная форсунка с электронным управлением

Это «интеллектуальный» тип топливной форсунки, которая управляется электронным блоком управления (ECM) двигателя, также известным как мозг современных двигателей.

Топливные форсунки с электронным управлением состоят из следующих частей:

· Корпус форсунки. Как и в случае с механически управляемой топливной форсункой, корпус форсунки этого типа представляет собой точно спроектированную полую оболочку, внутри которой расположены все остальные компоненты.

· Плунжер. Как и в топливных форсунках с механическим управлением, плунжер может использоваться для открытия и закрытия форсунки, но в топливных форсунках с электронным управлением открытие форсунки управляется электронным способом с помощью электромагнитов или соленоидов.

· Пружина. Как и в топливной форсунке с механическим управлением, пружина плунжера используется для удержания плунжера в его положении до тех пор, пока не будет достигнуто давление впрыска, а затем, при необходимости, для закрытия сопла топливной форсунки.

· Электромагниты. В отличие от топливных форсунок с механическим управлением, форсунки этого типа оснащены электромагнитами или соленоидами вокруг плунжера, которые управляют открытием форсунки. Это делается путем получения электронного сигнала от электронного модуля управления двигателем через электронное соединение, соединяющее топливную форсунку с электронным модулем управления двигателем.