Виды и особенности работы систем впрыска бензиновых двигателей

Система топливного впрыска применима для подачи топлива небольшими порциями в двигатель внутреннего сгорания в конкретно заданный момент времени. Параметры системы влияют на показатель мощности, экологический и экономический класс мотора транспортного средства. Конструкция и исполнение системы впрыска могут сильно различаться, что говорит только об их эффективности и области применения.

Оглавление

Небольшой экскурс в историю создания

Системы впрыска бензиновых моторов: виды

Центральный впрыск или моновпрыск

Распределенный впрыск (MPI)

Непосредственный топливный впрыск (GDI)

Небольшой экскурс в историю создания

Полномасштабное внедрение инжекторной подачи топлива стартовало в семидесятых годах, и это было логичной реакцией на то, что сильно увеличился уровень поставки в атмосферу загрязняющих компонентов и соединений. Такую систему заимствовали в области авиастроения, и она считается более безопасной в плане экологичности, поэтому она и стала реальной альтернативой карбюраторному мотору. Он на тот момент работал за счет механической системы топливной подачи, что характеризуется его поступлением в камеру сгорания за счет формирования разницы в давлении.

Первая система впрыска была только механической, характеризовалась минимальной эффективностью на тот момент. В качестве основной причины подобного явления называют недостаточно высокий уровень прогресса в плане технологий, который оказался не способен раскрыть ее потенциал полностью. Изменение ситуации наметилось на конец девяностых годов, когда стали активно создавать, развиваться и внедряться электронные системы управления функционированием двигателей. Электронный блок управления обеспечивал более четкий контроль объема впрыскиваемого топлива в цилиндры, а также процентное соотношение компонентов формируемой топливовоздушной смеси.

Системы впрыска бензиновых моторов: виды

Выделяется совокупность базовых видов систем топливного впрыска, различающиеся между собой по методике формирования топливовоздушной смеси.

Центральный впрыск или моновпрыск

В подобных системах в наличие имеется одна форсунка, размещенная во впускном коллекторе. Подобные варианты реализации впрыска представлены только на легковых автомобилях моделей, которые уже перестали спускать с конвейеров. В ее состав входят такие составные элементы:

• Регулятор давления, который предназначен для обеспечения постоянного значения величины рабочего давления 0,1 МПа, а также предотвращение возникновения в системе подачи топлива воздушных пробок.
• Форсунка впрыска, предназначенная для импульсной подачи бензина во впускной коллектор мотора.
• Дроссельная заслонка нужна для регулирования объема атмосферного воздуха, подаваемого в камеру сгорания. Допускается использование заслонки, оснащенной современным механическим или электрическим приводом.
• Блок управления, выполненный из блока памяти и микропроцессора, ответственных за талонные данные параметров топливного впрыска.
• Датчик положения коленвала мотора, положения дроссельной заслонки, температурный датчик и прочие.

Работа системы впрыска бензина с одной форсункой базируется на конкретной схеме: 

• Двигатель запущен.
• Установленные в системе датчики отвечают за считывание и передачу сведений о текущем состоянии системы непосредственно в блок управления.
• Происходит сравнение полученных данных с эталонной характеристикой, а далее на базе этих сведений блоком управления рассчитывается подходящий момент и длительность открытия форсунки.
• Сигнал о том, что форсунка открылась, транслируется на электромагнитную катушку, что активирует топливную подачу на впускной коллектор, где реализовано смешивание с атмосферным воздухом.
• Смесь из топлива и воздуха передается в цилиндры.

Распределенный впрыск (MPI)

В составе системы с распределенным впрыском используются аналогичные компоненты, но в данной конструкции используются выделенные форсунки для каждого отдельного цилиндра. Их открытие реализовано попарно, по отдельности или всех в один момент времени.

Воздух и бензин смешиваются во впускном коллекторе, но от моновпрыска такая система отличается тем, что топливо подается исключительно во впускные тракты соответствующих цилиндров.

Система с распределенным впрыском работает по вполне понятной схеме, при этом электроника  (KE-Jetronic,  L-Jetronic) полностью обеспечивает управление. Эти конструкции выпускаются компанией Bosch, являются универсальными, получили широчайшее распространение в автомобилях разных марок.

По каким механизмам осуществляется действие распределенного топливного впрыска:

• Воздух подается в двигатель.
• С помощью совокупности датчиков определяется объем воздуха, его температурный показатель, скорость вращения коленвала, параметры текущего положения дроссельной заслонки.
• Все эти полученные данные предназначены для электронного блока управления, чтобы определить объем топлива, оптимальный для количества воздуха, поступившего внутрь.
• Транслируется сигнал, чтобы соответствующие форсунки открывались на необходимый временной промежуток.

 Непосредственный топливный впрыск (GDI)

В системе данного конструктивного исполнения предусмотрена подача бензина посредством отдельных форсунок непосредственно в камеры сгорания каждого из цилиндров двигателя под давлением, и одновременно с этим туда же реализована подача атмосферного воздуха. Такая система впрыска позволяет создать необходимую концентрацию топливовоздушной смеси, вне зависимости от текущего режима работы двигателя внутреннего сгорания. Смесь в это время сгорает почти полностью, поэтому снижается объем опасных выбросов и вредных компонентов, которые попадают в атмосферу.

Подобная система впрыска имеет довольно сложную конструкции и внутреннее устройство, она заметно восприимчива к топливному качеству, что делает ее довольно дорогостоящей в плане производства и последующей эксплуатации. Так как функционирование форсунок реализовано в более агрессивных условиях, корректная работа подобной системы возможна только в случае обеспечения повышенного давления топлива, уровень которого необходимо поддерживать на отметке не ниже 5 МПа.

В плане конструктивного исполнения у системы непосредственного впрыска имеется определенный набор элементов:

• Топливный насос, работающий под высоким давлением;
• Регулятор давления топлива;
• Рампа топлива;
• Предохранительный клапан, который размещен на топливной рампе для предохранения элементов системы от повышения давления более заданного допустимого уровня;
• Датчик, улавливающий высокое давление;
• Форсунки.

Электронная система впрыска данного типа выпускается компанией Bosch, и получила собственное наименование MED-Motronic. Ее действие базируется на принципах, которые сильно зависят от вида смесеобразования:

• Послойное – реализовано на двигателях со средними и малыми оборотами. Подача воздуха в камеру сгорания осуществляется на большо скорости. Впрыск топлива реализован по направлению к свече зажигания, а далее происходит смешивание с воздухом, после чего смесь воспламеняется.
• Стехиометрическое. Нажатие на педаль газа вызывает открытие дроссельной заслонки, одновременно с подачей воздуха происходит впрыск топлива, а далее смесь воспламеняется, чтобы полностью сгореть.
• Гомогенное. В цилиндрах запускается интенсивное воздушное движение, при этом впрыск бензина реализован на такте впуска воздуха.

Непосредственный топливный впрыск в бензиновом моторе представляет собой самое перспективное направление для данной сферы в эволюции и совершенствовании систем впрыска. Впервые его реализовали в 1996 году на легковых автомобилях марки Mitsubishi Galant, а на данный момент его используют для установки и сегодня его устанавливают на свои автомобили большинство крупнейших автопроизводителей.

Так как неисправности, сопряженные с системой топливного впрыска, возникают довольно часто и причин этому много, сначала рекомендовано выполнить диагностику автомобильный сканером, чтобы выявить ошибки. Если не хочется посещать сервис, то можно сделать это посредством специализированного универсального устройства Rokodil ScanX Pro.

Этот же сканер позволяет отрегулировать положение дроссельной заслонки, выполнить проверку системы выхлопных газов, а также считать параметры работы мотора и многое другое.

Системы впрыска бензиновых двигателей | Интернет журнал автомобилиста

Принцип работы системы впрыска бензиновых двигателей состоит в следующем (рис. 1).

В топливном баке находится электрический бензонасос, всасывающий топливо и подающий его через топливный фильтр в распределитель впрыска, где установлен регулятор давления. Затем бензин поступает во впрыскивающий клапан к форсункам. Воздухомер отмеряет нужное количество воздуха, которое всасывается двигателем через воздушный фильтр и общую всасывающую трубу. В корпусе воздухомера имеется заслонка, которая отклоняется и удерживается в определенном положении проходящим воздушным потоком. Специальный датчик передает информацию о ее положении.

Рисунок 1. Устройство электронного впрыска KE-Jetronic

Время впрыска и количество впрыскиваемого топлива определяются прибором электронного управления, который передает команду на распределитель впрыска.

При этом обогащение смеси и количество впрыскиваемого горючего всегда оптимальны. Кроме того, система электронного впрыска управляет отключением топлива при движении накатом. В случае выхода из строя электроники устройство KE-Jetronic работает механически.

Коллектор вмещает 20 мл бензина, который благодаря мембране находится под давлением, не образовывая пузырьков пара. Клапан холодного запуска впрыскивает дополнительное количество топлива при запуске холодного двигателя. Датчик положения дроссельной заслонки при достижении максимального числа оборотов, а также в режиме движения накатом прерывает контакт и регулятор давления останавливает подачу топлива. Клапанные форсунки издают равномерный стук, который легко отличается от посторонних шумов в случае появления какой-либо неисправности.

Запускать автомобиль с электронной системой впрыска топлива можно только при надежно подсоединенном и действующем аккумуляторе или от кабеля вспомогательного старта. При работающем двигателе аккумулятор отсоединять нельзя. Необходимо проверить систему зажигания и свечи, которые должны быть исправными.

Электронный прибор управления не рекомендуется подвергать разогреву свыше 80°С. При включенном зажигании нельзя вынимать штепсельное соединение прибора управления.

Техническое состояние систем впрыска бензиновых двигателей проверяют специальными диагностическими приборами — мультиметрами, сканерами и другими. Мультиметры (тестеры) имеют высокое входное сопротивление и следующие пределы измерений: 0–20 В, 0–200 Ом, 0–20 кОм. Мультиметры могут быть аналоговыми и цифровыми. Такие приборы кроме измерения силы тока, напряжения, сопротивления, могут определять дополнительные параметры: частоту вращения коленчатого вала, угол замкнутого состояния контактов и др.

Сканеры, или сканирующие приборы, дают наиболее достоверную информацию о техническом состоянии системы впрыска. Сканеры являются портативными компьютерными тестерами, служащими для диагностирования различных электронных систем управления посредством считывания цифровой информации с диагностического разъема автомобиля. В России часто применяют сканеры фирмы «Бош» и российские сканеры ДСТ-2.

В комплект сканера входят сам сканер, сменные картриджи и соединительные кабели, предназначенные для присоединения к диагностическому разъему проверяемого автомобиля. Сканеры имеют несколько режимов работы. В режиме «Ошибки» на экране высвечиваются цифровые коды той или иной неисправности, хранящиеся в памяти контроллера автомобиля. Режим «Параметры» оценивает работу двигателя при движении автомобиля: напряжение в бортовой сети, детонацию, частоту вращения коленчатого вала, состав смеси, скорость движения и др. Чтобы просмотреть измерения параметров работы двигателя в динамике, имеется режим «Сбор данных».

Сканер KST—500 фирмы «Бош» и некоторые другие сканеры для наблюдения процессов работы системы впрыска и других систем автомобиля в динамике могут выдавать графическое изображение сигналов на экране, что позволяет наблюдать их визуально. При проверке системы впрыска автомобиля возможности сканеров определяются диагностическими функциями блока управления данного автомобиля, однако, как правило, все сканеры считывают и стирают коды отказов, выводят цифровые параметры в реальном масштабе времени, управляют некоторыми исполнительными механизмами, например форсунками, соленоидами, реле. При диагностировании систем впрыска применяют имитаторы сигналов отдельных датчиков (температуры охлаждающей жидкости, положения дроссельной заслонки и др.), например, Lucas Pulse Tester YW 33306, передающих сигналы в блок управления. Имитаторы сигналов датчиков используют для имитации сигналов датчиков систем управления или определенных воздействий на работу системы по каким-либо входам.

Для диагностирования элементов систем впрыска, кроме сканеров и имитаторов, с целью проверки функционирования различных входных и выходных компонентов электронных систем управления применяют и другие специальные приборы.

Так, в комплект диагностического оборудования могут входить:

• компрессометр или компрессограф, служащие для диагностирования состояния цилиндро-поршневой группы, газораспределительного механизма;

• универсальный вакуумный насос (вакууметр), служащий для диагностирования состояния ЦПГ и клапанного механизма, наличия подсоса воздуха во впускной трубопровод;

• мультиметр, служащий для диагностирования систем управления и их компонентов, измерения различных параметров и сигналов, регулировки;

• стробоскоп, служащий для проверки правильности установки начального момента зажигания, проверки характеристик центробежного и вакуумного регуляторов опе­режения зажигания или функций управления моментом зажигания;

• комплект для измерения давления топлива, служащий для диагностирования гидравлической части систем топливоподачи бензиновых двигателей;

• тестеры систем холостого хода, служащие для определения неисправности и правильности функционирования регуляторов холостого хода различных типов;

• тестер форсунок, служащий для диагностирования исправности электромагнитных форсунок;

• тестер компонентов системы зажигания, служащий для определения исправности катушек и оконечных модулей системы зажигания;

• имитатор сигналов датчиков, служащий для имитации сигналов различных датчиков систем управления, а также различных условий и режимов функционирования систем управления.

Проверка электронных систем впрыска дискретного действия.

Для проверки и измерения давления подачи топлива и производительности топливного насоса используют манометр с набором различных переходников и адаптеров, с пределами измерения от 4,0 до 4,5 кг/см2. На американских и некоторых европейских автомобилях, таких как «Форд», «Вольво», «Мерседес-Бенц», в топливной магистрали есть специальный вывод с золотником, который аналогичен применяемым в автошинах. Этот золотник часто называют «клапан Шредера», и служит он для быстрого подсоединения манометра. При тестировании автомобиля, в топливной системе которого имеется клапан Шредера, следует соблюдать следующие требования: после окончания измерений, сброса давления и отсоединения манометра надо проверить положение подвижного штока золотника и убедиться, что он не находится в нижнем положении, т.е. не заклинен. Только при полной работоспособности клапана можно запускать двигатель. На автомобилях, где нет клапана Шредера, используют переходник другого типа. Для включения топливного насоса достаточно замкнуть соответствующие ножки на колодке реле топливного насоса. Если напряжение к силовым контактам реле поступает от замка зажигания или другого реле, необходимо также включить зажигание.

Измерение давления может осуществляться непосредственно на работающем двигателе или при прокрутке коленчатого вала стартером. В этом случае необходимо, чтобы аккумуляторная батарея была заряжена.

Когда измеряют давление при остановленном двигателе, манометр будет показывать нерегулируемое давление в системе, которое обычно составляет 2,5—3,0 кг/см2. После запуска двигателя давление должно снизиться до 2,0–2,5 кг/см2, т.е. на величину разрежения во впускном коллекторе. Если полученное давление меньше указанного в технической документации, необходимо проверить регулятор давления и про­изводительность топливного насоса. Если давление больше рекомендованного, следует проверить регулятор и магистрали обратного слива и убедиться в отсутствии засорения.

Для того, чтобы измерить количество подаваемого топливным насосом топлива, применяют топливопровод обратного слива. Для этого его необходимо отсоединить от регулятора давления и опустить в двухлитровый сосуд. В конструкциях, где топливопровод обратного слива, идущий от регулятора давления, сделан из металла и не изгибается, можно расположить мерный сосуд в любом удобном для расстыковки обратного топливопровода месте либо вместо штатного топливопровода герметично подсоединить к регулятору подходящий резиновый шланг. Затем включают топливный насос и измеряют объем топлива, поступившего в мерный сосуд за 30 с. В зависимости от типа системы он составляет 0,75—1,0 л.

При сложностях включения топливного насоса без запуска двигателя, насос проверяют на работающем двигателе, так как количество топлива, потребляемого прогретым двигателем в режиме холостого хода, очень мало. Практически все топливо перепускается обратно в бак. Однако во избежание случайного возгорания мерный сосуд из-под капота выносят. Если производительность насоса ниже заданной, проверяют состояние топливного фильтра и подающей магистрали. Если фильтр и топливопровод исправны, причиной недостаточной производительности может быть разрыв или трещина в подающем топливопроводе внутри бензобака — для насосов погружного типа, в противном случае бензонасос заменяют.

Регулятор давления проверяют в зависимости от системного давления. Если давление нормальное или пониженное, необходимо на двигателе, работающем в режиме холостого хода, снять шланг подвода разрежения с регулятора. Давление должно увеличиться на 0,5–0,6 кг/см2. Если давление не увеличивается, тогда пережимают топливопровод обратного слива. Увеличение давления топлива до 4—5 кг/см2 говорит о неисправности регулятора давления. Если при пережатии топливопровода обратного слива давление не возрастает, нужно проверить производительность топливного насоса.

Резиновые шланги для подвода и слива топлива в новых автомобилях не применяют. Вместо них используют металлические трубки, соединенные с топливной магистралью. В этом случае штатную трубку обратного слива отсоединяют и подсоединяют на ее место специально подобранный штуцер с надетым на него резиновым шлангом нужной длины. Шланг закрепляют червячным хомутом.

Сделав замену, шланг опускают в сосуд, запускают двигатель, кратковременно пережимают шланг и наблюдают за давлением в топливной магистрали. Если давление повышено, топливопровод обратного слива отсоединяют от регулятора и временно подсоединяют к нему подходящий штуцер с плотно надетым на него резиновым шлангом и опускают его в сосуд. Если после запуска двигателя давление нормализуется, следует проверить топливопровод обратного слива. Если топливопровод не помят и не засорен, значит, неисправен регулятор давления.

Для проверки и контроля остаточного давления двигатель прогревают до рабочей температуры, выключают и делают двадцатиминутную паузу. После паузы давление в системе не должно быть менее 1 кг/см2. Если давление падает быстро, то это свидетельствует об утечке, которая может происходить в регуляторе давления, в пусковой и основной форсунках, в обратном клапане бензонасоса.

Чтобы проверить работу пусковой форсунки, с помощью штырей измеряют напряжение с тыльной стороны подсоединенного к ней разъема. При этом прокручивают коленчатый вал холодного двигателя стартером. Напряжение должно быть не ниже 8 В. Если оно меньше или равно нулю, необходимо проверить сопротивление проводников, подходящих к форсунке, и сопротивление контактов термовыключателя. Если показатели близки к нулю, проверяют подачу напряжения питания к пусковой форсунке от реле бензонасоса или системного реле при прокрутке стартером. При отсутствии напряжения реле заменяют.

Если после прокрутки стартером на форсунку подается нормальное напряжение питания, распыление топлива форсункой проверяют визуально. Форсунку снимают с впускного коллектора, не отсоединяя от нее топливопровод, и опускают в прозрачный сосуд. Если при прокрутке стартером факела топлива нет, проверяют наличие системного давления на топливопроводе форсунки. При нормальном давлении форсунку следует заменить, в противном случае — проверить топливопровод пусковой форсунки. При детальной проверке пусковой форсунки определяют ее герметичность, конус распыла и производительность.

Термореле проверяют на холодном двигателе. Для проверки с форсунки снимают разъем и измеряют сопротивление между выводом «W» и корпусом форсунки. Сопротивление не должно быть более 1 Ом. Если оно существенно больше, термореле заменяют. Если сопротивление меньше, необходимо подать напряжение от положительного вывода аккумуляторной батареи на контакт «G» термореле. Примерно через несколько секунд после подачи напряжения сопротивление, измеряемое омметром, должно возрасти до 150–250 Ом. Если этого не происходит, термореле заменяют.

Как правило, в электронных системах распределенного впрыска пусковая форсунка может включаться путем коммутации на «массу» транзисторным ключом блока управления. В этом случае термореле не применяют. Если напряжение питания на клеммах пусковой форсунки при пуске холодного двигателя отсутствует, то это свидетельствует либо об обрыве или коротком замыкании в проводке, либо о неисправности в цепи датчика температуры охлаждающей жидкости или блока управления.

Работоспособность электромагнитных форсунок распределенного впрыска может быть проверена по вибрации форсунки. Регулярное открытие и закрытие клапана работающей форсунки создает равномерную вибрацию, которую можно определить на ощупь либо деревянным бруском или стетоскопом. Если вибрация равномерна, значит форсунка исправна, если вибрация отсутствует или в ней перебои — это свидетельствует об отклонениях в ее работе.

Работоспособность форсунки можно определить, отключив ее на холостом ходу от электропитания. При исправно работающей форсунке частота вращения коленчатого вала не должна измениться. Если на автомобиле установлен стабилизатор холостого хода, на время проверки его нужно отключить. При неисправности в форсунке в первую очередь проверяют состояние соленоидной обмотки. Для этого необходимо определить ее сопротивление и убедиться в отсутствии обрыва. Номинальное сопротивление должно соответствовать данным фирмы-изготовителя. При отсутствии данных сопротивления проверяемых форсунок сравнивают между собой.

Точную проверку работоспособности форсунок и электронной системы впрыска проводят с помощью мотор-тестера или осциллографа по продолжительности открытия форсунки в зависимости от режима работы двигателя.

Проверка периодичности впрыска

Важным оценочным параметром работоспособности системы впрыска, в частности, форсунок, является периодичность впрыска. Периодичностью впрыска является время между двумя последовательными открытиями клапана одной и той же форсунки. Продолжительность впрыска проверяют, подсоединяя один провод измерительного прибора к одной клемме форсунки, другой провод подсоединяют на «массу». Стартером проворачивают коленчатый вал двигателя и проверяют наличие сигнала на осциллографе. Если сигналы есть, двигатель запускают и дают ему немного поработать на холостом ходу. Запоминают форму сигнала. Резко открывают дроссель и разгоняют двигатель до 3000 об/мин. Во время ускорения продолжительность импульса открытия клапана форсунки должна увеличиваться, затем, после выхода на постоянную частоту вращения коленчатого вала, быть равной или чуть меньшей, чем на холостом ходу. Дроссель отпускают. Если система оборудована устройством отсечки топлива на принудительном холостом ходу, сигнал должен пропасть, и на экране будет наблюдаться прямая линия. При запуске холодного двигателя смесь необходимо обогащать, поэтому продолжительность импульса должна быть больше. Продолжительность импульса уменьшается по мере прогрева двигателя.

Проверка герметичности, производительности форсунок, очистка форсунок

Для проверки герметичности форсунок их устанавливают в емкость, подают на них рабочее напряжение и выключают. Из распылителей форсунки в течение одной минуты не должно вытекать более одной капли топлива. Производительность форсунки проверяют по объему вытекающего из нее топлива. Для электронной системы впрыска «ЛЕ-Джетроник» объем вытекающего топлива должен быть не более 176 см3/мин. Угол конуса распыла должен быть равен примерно 30°.

Для очистки форсунок их можно снимать с двигателя и можно очищать на работающем двигателе. Эффективную очистку снятых с двигателя форсунок производят лишь на специальных ультразвуковых установках. В мастерских это можно сделать, подавая в форсунку под давлением 5-Ю кг/см2 спирта или жидкости для очистки карбюраторов.

Чтобы очистить форсунки на работающем двигателе, применяют автономные устройства как замкнутого, так и одностороннего цикла, подающие специальный состав к дозатору — распределителю топлива в системах непрерывного впрыска «К-Джетроник» и «КЕ-Джетроник» или в топливную магистраль в системах дискретного действия. При этом отсоединяют подающий топливопровод и топливопровод обратного слива, отключают бензонасос, чтобы не переносить растворенные отложения из насоса и топливного бака к форсункам.

Холостой ход двигателя регулируют двумя винтами — количества (частоты вращения коленчатого вала) и качества (состава) 20 рабочей смеси. Способы регулировки системы холостого хода для систем распределенного впрыска такие же, как и для систем непрерывного впрыска.

В последнее время автомобили с электронными системами впрыска, например, «Мазда MX—6», «Фольксваген» и некоторые другие, не имеют винта качества. В таких системах состав смеси определяется бортовым компьютером и в зависимости от соотношения воздуха и топлива регулируется автоматически. Специальным винтом регулируют систему холостого хода только для установления нужной частоты вращения коленчатого вала.

Для проверки противодавления в системе выпуска отработавших газов необходимо вывернуть кислородный датчик из гнезда, предварительно сняв с него разъем. Вместо кислородного датчика вворачивают штуцер манометра с пределом измерения не более 1 кг/см2. Далее двигатель запускают и выводят на частоту вращения коленчатого вала примерно 2500 об/мин. Если на манометре давление превышает 0,10— 0,15 кг/см2, сопротивление выпускной системы считают повышенным. Обычно причиной этой неполадки является оплавление катализатора или его засорение.

Система впрыска бензина

: типы, преимущества, недостатки [PDF]

Темы сегодняшнего дня

Система впрыска бензина стала популярной из-за недостатков карбюратора. Одному карбюратору сложно обеспечить однородность смеси во всех цилиндрах многоцилиндрового двигателя.

Таким образом, некоторые цилиндры могут получить более слабую смесь, в то время как другие цилиндры получают более богатую смесь, чем хотелось бы. За счет этого возникает эффект загрязнения из-за неполного сгорания смеси в цилиндре. Решение этих проблем было найдено с помощью впрыска бензина.

Типы системы впрыска бензина:

1. В соответствии с расположением инжектора
   1. Прямая инъекция
   2. Внедрение порта
   3. Проверка тела дроссельной заслонки
2. В соответствии с двойной и временной инъекцией
3. .
4. Прерывистого типа
5. Последовательного типа

В зависимости от количества форсунок

1. Одноточечный впрыск
2. Многоточечная впрыска

Согласно методу контроля

1. Механический метод внедрения бензина
2. Электронный метод инъекции бензина

Механическая инъекция бензина:

Этот тип. насоса, распределителя и т. д. Механический топливный насос впрыска сейчас устарел, и он был заменен электронным насосом для впрыска бензина, так что поддерживается более высокая точность по сравнению с топливо во время стрельбы.

Компоненты механической системы впрыска бензина:

Система впрыска бензина состоит из следующих деталей:

• Топливный бак
• Топливный фильтр
• Насос давление
• Рельефный клапан
• Возвращающийся труба для избытка топлива
• Рельеф.
• Форсунка
• Воздушный фильтр
• Дроссельная заслонка
• Цилиндр двигателя

Принцип работы механического впрыска бензина:

Вышеуказанные компоненты объясняются ниже в разделе «Работа» и выделены для вас жирным шрифтом, чтобы вам было легче их понять.

Топливо должно храниться в топливном баке для подачи его в камеру сгорания вместе с воздухом. Топливный фильтр используется для удаления примесей, присутствующих в топливе, чтобы избежать помех во время потока.

  Нагнетательный насос  используется для проверки давления топлива, поступающего из топливного бака. Он подает топливо под заданным давлением (около 700 кПа) в дозирующий распределитель.

Предохранительный клапан  отправляет необходимое количество топлива в распределитель, а оставшееся (избыточное топливо) будет отправлено обратно в топливный бак с помощью возвратной трубы при постоянном давлении.

Дозирующий распределитель  подает топливо на каждую форсунку по очереди. Количество подаваемого топлива также регулируется в распределителе давлением в коллекторе двигателя.

Форсунка обычно удерживается в закрытом состоянии пружиной до тех пор, пока давление топлива не откроет ее для подачи распыленной струи топлива. Ручное управление на приборной панели управляет дозирующим распределителем и тем самым количеством подаваемого им топлива.

Дроссельная заслонка открывается для впуска воздуха в цилиндр вместе с топливом в цилиндр двигателя для надлежащей воздушно-топливной смеси.

Таким образом, при использовании механического впрыска топлива топливо подается в цилиндр двигателя через форсунку.

Электронный впрыск бензина:

В системе механического впрыска есть некоторые ограничения, но в случае с электронной системой впрыска бензина мы можем это преодолеть. Используя датчики и электронный блок, мы можем легко контролировать такие функции, как частота вращения двигателя, температура, нагрузка на двигатель, крутящий момент и многое другое.

В 1957 году вступает в действие первая коммерческая система электронного впрыска, разработанная Bendix и предложенная American Motors Corporation

Компоненты электронного впрыска бензина:

Электронная система впрыска бензина состоит из следующих детали:

• Топливный бак
• Топливный фильтр
• Электронасос
• Регулятор давления топлива
• Форсунка
• Электронный блок управления (ЭБУ)
• Воздушный фильтр
• Дроссельный клапан
• Цилиндр двигателя

Принцип работы электронного впрыска бензина:

Топливо должно храниться в топливном баке для подачи его в камеру сгорания. Топливный фильтр используется для удаления примесей, присутствующих в топливе, чтобы избежать помех во время потока.

Топливный насос с электрическим приводом (S.U.Electrical Fuel Pump) всасывает топливо из бака через фильтр и подает его к форсункам под давлением, которое поддерживается постоянным с помощью Регулятор давления топлива .

Насос всасывает больше топлива, чем требуется, и излишки топлива возвращаются в бак регулятором давления топлива. Таким образом предотвращается образование паровых пробок в топливопроводах.

Форсунки удерживаются в закрытом состоянии с помощью пружины и открываются с помощью соленоидов, приводимых в действие управляющим сигналом от электронного блока управления (ЭБУ), который состоит из небольшого предварительно запрограммированного аналогового компьютера, преобразующего сигналы датчиков в командные сигналы.

Сила управляющего сигнала ЭБУ, который определяет время открытия форсунки для управления количеством впрыскиваемого топлива, зависит от требований двигателя, которые определяются ЭБУ на основе сигналов датчиков из критических мест.

Таким образом, ECU работает должным образом, чтобы подавать точное количество топлива в форсунку по отношению к воздуху, который всасывается в камеру сгорания.

Преимущества системы впрыска бензина:

Преимущества системы впрыска бензина:

• Получается очень качественное распределение топлива.
• Улучшение объемного КПД с соответствующим улучшением мощности и крутящего момента.
• Реакция двигателя на управление дроссельной заслонкой очень быстрая, поскольку между движением дроссельной заслонки и впрыском топлива, которое теперь впрыскивается непосредственно в каждое впускное отверстие, существует очень небольшая задержка по времени.
• Многоточечный впрыск не требует времени для транспортировки топлива во впускной коллектор. Кроме того, отсутствует смачивание стенок коллектора.
• Как одноточечные, так и многоточечные системы особенно подходят для двигателей с наддувом.
• Расход топлива меньше.
• Оборудование для впрыска топлива гораздо более точно дозирует распыление впрыскиваемого топлива во впускные каналы в рабочем диапазоне частоты вращения двигателя, нагрузки и температуры.

Недостатки системы впрыска бензина:

Существуют некоторые недостатки системы впрыска бензина, а именно:

• Начальная стоимость топливного инжектора очень высока.
• Механизм намного сложнее карбюратора из-за наличия сложного и точного ТНВД, форсунки и трубопроводов для каждого цилиндра.
• Требует значительного обслуживания по сравнению с карбюратором.
• Больше шума, механического и гидравлического из-за перекачки и дозирования топлива.

Это подробное объяснение системы впрыска бензина, также я упомянул преимущества и недостатки наряду с ее типами, включая систему механического впрыска бензина и электронную систему впрыска бензина.

Если у вас есть какие-либо сомнения, не забудьте указать в разделе комментариев, я буду рад ответить на них. А также не забудьте поделиться этой статьей.

Подробнее о системе зажигания

Аккумуляторная система зажигания
Система зажигания от магнето

Каталожные номера:

---

• Карбюратор, устранение неисправностей и система впрыска топлива 110 Топливная система впрыска 16 a90 Топливная система впрыска16 | Как работает автомобиль

Источники СМИ:

---

• Автомобильный двигатель: Автор Vegavairbob из английской Википедии, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12013462
• Характерное изображение: Изменено автором

Присоединяйтесь к Telegram

Бензиновый порт впрыска топлива

Надежная систематическая подача топлива

При впрыске бензина во впускной коллектор воздушно-топливная смесь образуется вне камеры сгорания во впускном коллекторе. Топливная форсунка распыляет топливо перед впускным клапаном. Во время такта впуска смесь поступает через открытый впускной клапан в камеру сгорания. Топливные форсунки были выбраны таким образом, чтобы потребность двигателя в топливе всегда покрывалась, даже при полной нагрузке и высокой частоте вращения.

Bosch разрабатывает и производит инновационные технологии трансмиссии для автомобилей с бензиновым впрыском топлива через порт. Ассортимент продукции Bosch включает компоненты для подачи топлива, впрыска топлива, управления подачей воздуха, зажигания, управления двигателем и обработки выхлопных газов. Помимо отдельных компонентов для впрыска бензина во впускной коллектор, Bosch также предлагает целостно скоординированные системные технологии.

От подачи топлива до обработки выхлопных газов

Подача топлива

Модуль подачи топлива со встроенным электротопливным насосом, датчиком уровня в баке и топливным фильтром обеспечивает форсунки необходимым количеством топлива из бака при определенном давлении.

Впрыск топлива

При впрыске бензина через порт топливно-воздушная смесь готовится во впускном коллекторе и подается в цилиндр для сгорания. Топливные форсунки необходимы для образования смеси, поскольку они подготавливают топливо к сгоранию в двигателе. Топливные форсунки, установленные на топливной рампе, непрерывно дозируют необходимое количество топлива во впускной коллектор в соответствии со схемой распыления и с высочайшей точностью.

Зажигание

Бензиновым двигателям требуется искра зажигания для воспламенения воздушно-топливной смеси в цилиндре двигателя. Эта искра производится свечой зажигания. Необходимое высокое напряжение обеспечивает катушка зажигания. Для этого он преобразует электрическую энергию аккумулятора в напряжение зажигания и подает это напряжение на свечу зажигания в точке зажигания.

Управление подачей воздуха

Управление подачей воздуха обеспечивает подачу в двигатель правильной массы воздуха в каждой рабочей точке.

Система управления двигателем

Электронный блок управления двигателем «Motronic» от Bosch позволяет расставлять приоритеты и централизованно управлять многими различными функциями, которые должна выполнять современная система управления двигателем. Используя крутящий момент в качестве центральной точки отсчета, система уверенно регулирует требуемую топливно-воздушную смесь.

Очистка отработавших газов

Очистка отработавших газов помогает OEM-производителям выполнять международные нормы по выбросам, т.е. с помощью каталитической очистки выхлопа. Лямбда-контроль обеспечивает еще более эффективную очистку. Этот контроль направлен на постоянное достижение стехиометрического соотношения воздух-топливо (λ=1).

Работа управляемого клапана – инновационный и надежный анализ для моторной оптимизации

Zukünftige Kundenforderungen nach geringerer Geräuschentwicklung und Steuerung der Kraftstoffmenge stellen neue Herausforderungen für den Verbrennungsmotor dar. Mit seiner einzigartigen Innovationn Systemlösung Controlled Valve Operation für Motoren mit Benzin-Saugrohreinspritzung hat Bosch einen mechatronischen Ansatz entwickelt, der wesentlich dazu beiträgt, diese Anforderungen zu erfüllen.

Das Motorsteuergerät und die Niederdruckeinspritzventile von Bosch sind das Herzstück der Lösung. Anders als bei der konventionellen gesteuerten Einspritzung bilden das Steuergerät und die Niederdruckeinspritzventile in diesem System einen geschlossenen Regelkreis. Das Steuergerät erfasst die Spannung und das Stromsignal während der Einspritzung und bestimmt exakt das Öffnen und Schließen der Ventilnadeln. So kann das Steuergerät die tatsächliche Einspritzdauer jedes Einspritzventils berechnen und gegebenenfalls Anpassungen vornehmen.

Управление клапаном, управляемым в сыром состоянии, включает в себя управление краном с минимальной нагрузкой Abweichungen eingespritzt werden. Die Präzision der Benzineinspritzung wurde in diesem Bereich deutlich verbessert. Sie bleibt über die gesamte Lebensdauer des Ventils erhalten und gewährleistet somit einen stabilen Verbrennungsvorgang.

Экономичная система силового агрегата становится еще более энергоэффективной

Благодаря постоянному дальнейшему совершенствованию системных технологий и сочетанию инновационных измерений оптимизации компания Bosch создала концепцию системы «Advanced PFI».

Благодаря таким инновациям, как двойной впрыск, повышение давления и впрыск с открытым клапаном, реализованы впечатляющие системные преимущества и переопределены технические возможности для этого принципа привода.

Впрыск топлива с двойным впрыском

Использование двух топливных форсунок на каждый впускной коллектор оптимизирует выравнивание форсунок и подачу смеси в цилиндр. Целенаправленная подача смеси, «Нацеливание на распыление», связывает результаты физических исследований жидкости и ноу-хау, связанные с двигателем. Геометрия форсунок идеально адаптирована к конкретным требованиям впускного коллектора.

Благодаря распределению на две форсунки размер распыляемой капли (SMD) уменьшается за счет меньшего статического расхода, меньшей плотности распыления (из-за большего угла конуса), а также оптимизированного потока подвода внутри клапана (одиночный конусная струя). В целом это улучшает парообразование, минимизирует образование пленки на стенках и стабилизирует воспламенение. Другие преимущества включают более позднее угловое расстояние зажигания при работе в холодном состоянии и более быстрое достижение точки преобразования каталитического нейтрализатора.

Повышение давления

Для поддержки образования смеси при холодном пуске давление в топливной системе низкого давления временно повышается до 6 бар. Это приводит к увеличению массы испаряющегося топлива и уменьшению размера распыляемых капель SMD, а также к образованию пленки на стенках. Повышенное давление увеличивает максимальную дозу топлива и, таким образом, поддерживает синхронный впрыск. Индивидуальное обеспечение расхода и давления топлива также снижает среднюю потребляемую мощность топливного насоса.

Впрыск с открытым клапаном (OVI)

open[2], ‘accordion-item’: !status.open[2]}»/>

Особенностью этого процесса впрыска является то, что топливо впрыскивается в поступающий свежий воздух во впускной коллектор только после открытия впускного клапана. Этот синхронный впрыск осуществляется при частоте вращения от низкой до средней при полной нагрузке двигателя и, таким образом, имеет тенденцию к детонации. За счет уменьшения контакта топливовоздушной смеси со стенками свежий поток лучше охлаждается и снижается детонация. В результате степень сжатия базового двигателя может быть увеличена в 0,5–1,0 раза, а расход в диапазоне частичных нагрузок снижается. Комбинация с Twin Injection усиливает эффект OVI за счет оптимизированного распыления и испарения, а также оптимизированного нацеливания.

Две системы впрыска топлива в одной: порт и непосредственный впрыск бензина

С системой прямого впрыска бензина Bosch сочетает прямой впрыск бензина с системой впрыска бензина через порт. Причина этого необычного партнерства заключается в следующем: объединение двух обычно отдельных подходов к впрыску топлива создает одну инновационную систему, в которой сильные стороны отдельных систем идеально дополняют друг друга. В данном конкретном случае это приводит к преимуществам с точки зрения расхода топлива и выбросов – как при частичной, так и при полной нагрузке. Каждый из двух партнеров позволяет другому взять на себя инициативу, когда приходит время показать свои сильные стороны. Каждая система впрыска обеспечивает свои преимущества с точки зрения эффективности использования топлива и количества выбрасываемых частиц (PN) в различных условиях эксплуатации.

Бензиновый впрыск топлива во впускной коллектор отличается меньшими потерями на трение при частичной нагрузке, а непосредственный впрыск превосходит работу при полной нагрузке благодаря повышенному пределу детонации. В сочетании эти системы обеспечивают дополнительное сокращение выбросов твердых частиц — лучшее разделение труда.

Но бензиновый впрыск топлива через порт добавляет еще больше преимуществ выгодному партнерству. Благодаря хорошей гомогенизации смеси система производит меньше частиц, имеет более низкий уровень шума и потребляет меньше топлива в ситуациях с низкой нагрузкой двигателя благодаря более низким потерям на трение по сравнению с непосредственным впрыском.

С прямым впрыском бензина Bosch сочетает прямой впрыск бензина с впрыском бензина через порт. Причина этого необычного партнерства заключается в следующем: объединение двух обычно отдельных подходов к впрыску топлива создает одну инновационную систему, в которой сильные стороны отдельных систем идеально дополняют друг друга. В данном конкретном случае это приводит к преимуществам с точки зрения расхода топлива и выбросов – как при частичной, так и при полной нагрузке. Каждый из двух партнеров позволяет другому взять на себя инициативу, когда приходит время показать свои сильные стороны. Каждая система впрыска обеспечивает свои преимущества с точки зрения эффективности использования топлива и количества выбрасываемых частиц (PN) в различных условиях эксплуатации.

Бензиновый впрыск топлива во впускной коллектор отличается меньшими потерями на трение при частичной нагрузке, а непосредственный впрыск превосходит работу при полной нагрузке благодаря повышенному пределу детонации. В сочетании эти системы обеспечивают дополнительное сокращение выбросов твердых частиц — лучшее разделение труда.

Но бензиновый впрыск топлива через порт добавляет еще больше преимуществ выгодному партнерству. Благодаря хорошей гомогенизации смеси система производит меньше частиц, имеет более низкий уровень шума и потребляет меньше топлива в ситуациях с низкой нагрузкой двигателя благодаря более низким потерям на трение по сравнению с непосредственным впрыском.

Другие преимущества распределенного и прямого впрыска бензина:

• При распределенном впрыске топлива очищающий эффект отверстий и клапанов впускного коллектора способствует более высокой степени рециркуляции отработавших газов
• Улучшенные шумовые характеристики на низких скоростях возможность дома

Кроме того, портовый и непосредственный впрыск бензина рассчитаны на будущее: объединение обеих систем и оптимизация стратегии работы двигателя могут внести ценный вклад в дополнительную экономию с точки зрения расхода топлива и новых законодательных ограничений на выбросы, таких как EU6d.