Инжектор что это такое и в чём секрет популярности систем впрыска?

Автомобиль

12.07.2017

0 1 003 2 minutes read

С приходом в мир бензинового моторостроения инжекторные системы впрыска топлива сотворили революцию, вытеснив устаревшие карбюраторные механизмы. Тому масса причин, о которых, конечно же, поговорим в этой статье, а главный вопрос сегодняшней публикации: инжектор что это такое и как устроен?

Оглавление

• 1 Инжектор и его история становления
• 2 Секрет — инжектор что это такое, раскрыт
• 3 Карбюраторы против инжекторов: кто кого?

Инжектор и его история становления

Что такое инжектор? Инжектор нужен бензиновому двигателю внутреннего сгорания, чтобы образовывать топливно-воздушную смесь и подавать её непосредственно в камеры сгорания или во впускной коллектор.

Этот процесс контролируется электроникой, что позволяет выдерживать строгую дозировку горючего, рассчитанную в зависимости от режима работы мотора и нагрузки на него, что, к сожалению, карбюраторам не под силу.

Именно этот нюанс стал решающим в судьбе последних и навсегда отправил их на лавку запасных.

Дабы у вас сложилась полная картина о том, что такое инжектор, нужен небольшой экскурс в историю бензиновых агрегатов.

Всё началось очень давно, в 1951 году. Специалисты небезызвестного концерна Bosch укомплектовали этой инновационной по меркам того времени системой впрыска небольшое купе забытой марки Goliath.

Идею тут же подхватили в Mercedes, но электроника, которая необходима для работы инжектора, в те годы была такой же экзотикой, как и полёт в космос, поэтому массового распространения подобные системы не получили, и своё изобретение «бошовцы» отложили в долгий ящик до лучших времён.

И такие времена настали спустя 20 лет, когда электроника стала более доступной и дешёвой. С 70-х годов инжектор начал победоносное шествие по автопрому, начисто вытеснив старые неэкономные карбюраторы из-под капотов машин.

Секрет — инжектор что это такое, раскрыт

Вполне логично, что у вас возник следующий вопрос: инжектор как работает и как устроен?

В первую очередь хотелось бы прояснить, что под инжектором понимают узел, который впрыскивает горючее в камеру сгорания или впускной коллектор.

Отчасти это верно, но гораздо корректней называть его форсункой, а понятие инжектор распространять на всю систему. А состоит она из таких основных частей:

• электронный блок управления;
• бензонасос;
• всевозможные датчики;
• форсунки инжектора;
• регуляторы давления.

Ключевым элементом, даже можно сказать мозгом всей системы является, конечно же, блок управления, напичканный умной электроникой.

От него и зависит ответ на вопрос – инжектор как работает. На основе данных, получаемых от россыпи датчиков (датчика расхода воздуха, положения дроссельной заслонки, оборотов коленвала, лямбда-зонда и тд.) вычисляет, сколько нужно топлива мотору в конкретный момент времени.

Определив величину, он подаёт команды бензонасосу, регуляторам давления в топливной системе и, конечно же, форсункам. Это происходит в считанные доли секунды и в чётко выверенные моменты времени.

Карбюраторы против инжекторов: кто кого?

Итак, с вопросом «инжектор что это такое» мы, похоже, более-менее разобрались, осталось выяснить в чём же их преимущество над карбюраторными схемами питания двигателя. На самом деле практически во всём.

• инжекторные системы намного экономнее карбюраторных. Выигрыш по расходу горючего достигает 40%;
• высокая экологичность, благодаря электронике, которая знает, сколько топлива сгорело в камерах сгорания;
• высокая надёжность конструкции по сравнению с карбюраторами, содержащими множество мелких механических деталей;
• низкая восприимчивость к перепадам температур;
• инжекторный впрыск позволяет выжать из мотора больше лошадиных сил.

Наверное, чуть ли не единственное преимущесво карбюраторов заключается в их всеядности.

Эти механизмы могут одинаково хорошо работать с бензином самого разного качества, чего не скажешь об инжекторах, а если точнее – форсунках, которые засоряются и портятся, если заправлять машину «левым» топливом.

Надеюсь, друзья, я приоткрыл вам тайну инжектора, чем он заслужил свою популярность в двигателестроении.

На эту тему на блоге много статей о разных системах, к примеру: Система впрыска Motronic, система Common Rail, система впрыска TFSI.

Спасибо, что вы с нами, подписывайтесь на блог, и не пропускайте свежие и интересные статьи.

Статьи по теме

Как работает инжектор комплекса NICA?

Инжектор NICA в ЛФВЭ ОИЯИ – это часть ускорительного комплекса, где пучок заряженных частиц формируется, ускоряется и транспортируется до попадания в циклические ускорители Бустер и Нуклотрон. О том, как создавалась техническая часть комплекса и специальная электроника, каким образом происходит получение пучков заряженных частиц для экспериментов, рассказал в рамках цикла научно-популярных лекций в Доме ученых ОИЯИ старший инженер Лаборатории физики высоких энергий Дмитрий Понкин.

Старший инженер ЛФВЭ Дмитрий Понкин

Он сообщил, что инжекционный комплекс NICA включает в себя два инжектора – тяжелых ионов, а также легких ионов и поляризованных протонов. Инжекторы, в свою очередь, состоят из источников заряженных частиц (ионов, протонов, дейтронов), линейных ускорителей и каналов транспортировки в циклические ускорители Нуклотрон и Бустер.

Инжекционный комплекс NICA

Инжектор легких ионов существует с момента запуска ускорителя Синхрофазотрон, был модернизирован несколько раз, и до недавнего времени его основой был линейный ускоритель ЛУ-20. В рамках работ по сооружению комплекса NICA инжектор легких ионов обновляется, ЛУ-20 будет заменен на новый линейный ускоритель, который создается в кооперации с немецкой компанией BEVATECH.

Инжектор легких ионов

Инжектор тяжелых ионов был создан и запущен в работу в 2016 году также в кооперации с компанией BEVATECH и Центром по изучению тяжелых ионов имени Гельмгольца (GSI). Новые линейные ускорители работают по принципу однородной резонансно-квадрупольной фокусировки, впервые предложенному в СССР учеными Ильей Капчинским и Владимиром Тепляковым в Институте теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ).

КРИОН-6Т (слева) и начало линейного ускорителя тяжелых ионов (справа)

Процесс получения пучка на инжекторе тяжелых ионов происходит в источнике ионов КРИОН-6Т, импульсном криогенном сверхпроводящем ионизаторе атомов тяжелых элементов, который позволяет получать пучки ионов тяжелых элементов высокой зарядности. После выхода из источника ионов пучок проходит по каналу транспортировки низкой энергии (LEBT) и попадает в линейный ускоритель тяжелых ионов (ЛУТИ), где ускоряется до энергии около 5 МэВ/нуклон. После ЛУТИ пучок проходит еще один канал транспортировки и попадает в циклический ускоритель Бустер.

Линейный ускоритель ЛУТИ

Источник ионов КРИОН-6Т является экспериментальным развитием направления электронно-лучевых источников ионов, идею которых впервые предложил профессор Евгений Донец в ЛВЭ ОИЯИ в 1970-ых годах. Атомы рабочего вещества, как правило, газа, в электронно-лучевых источниках ионов удерживаются внутри структуры дрейфа с помощью ионной ловушки, ионизируются электронами в течение необходимого времени и выводятся из источника с помощью импульса положительного напряжения.

«Ускорительный комплекс работает в импульсном режиме: мы инжектируем банчи, проще говоря – сгустки частиц, дальше они ускоряются в связке циклических ускорителей Бустер и Нуклотрон, и через несколько секунд медленно – до 5 секунд – выводятся на мишени», — пояснил инженер.

Получение пучка ионов в источнике, диагностика, оценка его размеров, интенсивности и положения в каналах транспортировки, а также управление магнитными элементами корректировки и многие другие моменты обеспечиваются специальной электроникой, разработанной командой инженеров Ускорительного отделения ЛФВЭ.

Дмитрий Понкин также отметил, что ЛФВЭ ведет большую работу по разработке и изготовлению электроники, необходимой как для инжектора, так и для других частей ускорительного комплекса. Так, например, в ЛФВЭ разрабатываются системы диагностики пучка, комплексы синхронизации, высоковольтная электроника, гибкие платы для криогенных датчиков и многое другое. Дмитрий сообщил, что многие решения по электронике для NICA являются корпоративными. Коллектив Ускорительного отделения ЛФВЭ выполняет большую работу по замене некоторых проектных решений собственными.

«Имея идею конкретного электронного модуля, приняв модель и начав ее реализацию, мы разрабатываем функциональную схему, на основе которой может проектироваться рисунок печатной платы», — сказал он.

Схемотехническое моделирование

Например, модель системы сигнальной синхронизации на комплексе NICA, разработанная в ЛФВЭ, была реализована в 2017 году в виде крейта с оптическими входами, оптическим приемником и разветвителем сигналов импульсной синхронизации.

Дальше идет этап конструкторского моделирования, которое также называют 3D-моделированием. Это компьютерное моделирование трехмерных объектов, цель которого – обеспечить правильное изготовление и дальнейшую сборку технической системы. На этом этапе моделируется сборка отдельных элементов, стыкуются платы и т. д. Разработка печатных плат ведется не только для устройств, цифровых модулей и модулей управления, но также и для разных датчиков. «В производстве и изготовлении печатных плат мы тесно сотрудничаем с коллегами из Зеленограда, а также из ЛНФ и ЛЯР, — отметил Дмитрий. — Чтобы написать понятное техническое задание, требуется много времени. Погружаясь в задачу, мы стараемся улучшить, модернизировать или упростить какой-либо узел или момент в работе. Такие люди, способные понять ход задачи, физику процесса, сделать расчеты, получить схемотехнические решения, их промоделировать и реализовать в виде плат, модулей, систем, называются fullstack-разработчиками».

Конструкторское моделирование

Многие идеи и разработки для инжекционного комплекса были применены на циклических ускорителях NICA и каналах для прикладных исследований. «К аппаратуре на ускорительном комплексе есть ряд требований: системность – чтобы все было выполнено в рамках общей идеи, — надежность, расширяемость и возможность удаленного управления», — добавил Дмитрий Понкин.

Сейчас на источнике тяжелых ионов КРИОН и линейном ускорителе ЛУТИ продолжается оптимизация работы технических систем, ведутся доработки и исправления выявленных недочетов после ускорительного сеанса 2023 года.

Инжектор Информация/Часто задаваемые вопросы

Форсунки. .. Факты, вымыслы и цифры Один посмотрите на топливные форсунки на вашем автомобиле, и вы удивитесь, как они работают при всего, не говоря уже о десятках тысяч миль. Форсунки позволяют нам получить расход бензина, в то же время мы развиваем дополнительную мощность и более чистые выбросы. единственное, что требуется вашим топливным форсункам взамен, — это стабильная подача чистого бензин. Вот почему топливный фильтр так важен для вашего топлива. форсунки — даже крошечный кусочек грязи или мусора может засорить механизм внутри ваши топливные форсунки, поэтому регулярная замена топливного фильтра имеет важное значение. Когда ваш автомобиль покидал завод, он мог быть оснащен топливными форсунками. который больше склонялся к экономической стороне уравнения, чем к производительности сторона. С топливными форсунками вторичного рынка, такими как наши топливные форсунки ACCEL, вы можете перенесите это уравнение на сторону власти. В пытаясь не отставать от законов о выбросах и эффективности использования топлива, топливная система используемые в современных автомобилях, сильно изменились за эти годы. Субару Джасти 1990 года была последней машиной, проданной в Соединенные Штаты иметь карбюратор. В следующем модельном году Justy был впрыск топлива. Но впрыск топлива существует с 1950-х годов, и электронный впрыск топлива широко использовался на европейских автомобилях, начиная с 1980. Теперь все автомобили продаются в Соединенные Штаты есть системы впрыска топлива. Часто задаваемые вопросы и факты Как работает топливо инжектор работает? Топливная форсунка — это не что иное, как высокоскоростной клапан для бензина. Компьютер или контроллер двигателя используется для управления подачей топлива. инжектор. Вопреки распространенному мнению, это не делается путем направления власти в инжектор. На топливные форсунки обычно подается питание при каждом повороте ключа зажигания. на. Компьютер управляет отрицательной или заземляющей стороной цепи. Когда ЭБУ обеспечивает массу форсунки, цепь замыкается и через форсунку пускают ток. Это заряжает электромагнитная катушка внутри форсунки, которая притягивает уплотнительный механизм (штифт, шарик или диск) в сторону от своего гнезда. Это позволяет топливу течь через форсунку в двигатель. Когда компьютер удаляет электрическое заземление на форсунку, электромагнитная катушка становится размагничивается и пружина сжимает штифт, шарик, или диск закрыт, чтобы перекрыть подачу топлива. Даже при оборотах двигателя всего 1000 об/мин , это делается сотни раз в минуту. Что означают термины статический и имеется в виду рабочий цикл? Форсунка в двигателе включается и выключается очень быстро контролировать количество подаваемого топлива. Время, в течение которого инжектор включается и подает топливо, называется рабочим циклом. Это измеряется как процент, поэтому рабочий цикл 50% указывает на то, что форсунка удерживается открытой и удерживается закрыто на такое же время. Когда двигателю требуется больше топлива, время что форсунка остается включенной (ее рабочий цикл) увеличивается, так что больше топлива может быть течь в двигатель. Если инжектор остается включенным все время, говорят, что он статический (полностью открытый или 100% рабочий цикл). Форсунки не должны останавливаться в работающий двигатель. Если инжектор статичен на работающем двигателе (открыт на 100% время), эта форсунка больше не может контролировать подачу топлива. Это должно быть указание на то, что форсунка слишком мала для нужд двигателя. Рабочий цикл форсунки, как правило, не должен превышать 80% при работающем двигателе в любое время. время. Что такое импеданс? Импеданс – это электрическое сопротивление электромагнитная катушка внутри форсунки. Измеряется в омах и может быть определяется омметром. Форсунки классифицируются как высокоимпедансные (также известный как насыщенный) или низкоимпедансный (известный как пиковый и держать). Форсунки с высоким импедансом обычно имеют сопротивление от 11 до 16 Ом. импеданс, в то время как форсунки с низким импедансом обычно находятся в диапазоне от 0,7 до 5 Ом. импеданс (эти значения импеданса основаны на том, что в настоящее время доступно в потребительский рынок и могут меняться). Большинство OEM-компьютеров двигателей Предназначен для управления высокоимпедансными топливными форсунками. Форсунки с низким импедансом обычно предпочтительнее для гонок или сверхвысокой производительности, потому что они реагировать быстрее, но обычно требуются контроллеры двигателя вторичного рынка контролировать их. Что такое статический расход форсунок ставка? Производители оценивают топливные форсунки по максимальной сумме топлива, которое они могут пропустить за заданное количество времени. Это измерение снято с форсункой, включенной в 100% случаев (100% рабочий цикл или полностью открытый) и с топливом при заданном давлении (обычно 43,5 фунтов на квадратный дюйм). Например, форсунка производительностью 19 фунтов в час (фунт/час) подает 19 фунтов топлива в один час при 100% рабочем цикле и давлении топлива 43,5 фунта на кв. дюйм давление. Форсунки в импортных автомобилях часто измеряются в кубических сантиметрах. в минуту (cc/min) вместо фунтов в час. Это также делается при 100% нагрузке. цикл. Если форсунки не должны превышать 80% рабочий цикл в условиях эксплуатации, почему производители оценивают их на 100% рабочий цикл? Испытание при 100% рабочем цикле используется для определения максимальное количество топлива, протекающее через форсунку за единицу времени. Этот тест полезен для определения того, не повреждены ли внутренние топливные форсунки. каналы были обработаны правильно, но это не проверяет работоспособность форсунок включить или выключить цикл. Обычно не рекомендуется запускать инжектор на более более 80% рабочего цикла в реальных условиях вождения. Этот 80% рабочий цикл рабочий предел принимается во внимание, чтобы убедиться, что инжектор будет большим достаточно для питания двигателя в реальных условиях эксплуатации и не будет голодать двигатель для топлива. Вы восстанавливаете топливные форсунки? Нет. В рамках обслуживания топливных форсунок мы чистим и проверить форсунки заказчика и заменить исправные компоненты (уплотнительные кольца, входные фильтры и т. д.) Мы не модифицируем и не изменяем какие-либо внутренние компоненты инжектора. Эти внутренние компоненты (обмотки, штифт, д.), как правило, не подлежат обслуживанию. Если они повреждены, форсунку следует заменены. Можно ли переделать форсунки для увеличения их статические скорости потока? Абсолютно нет. Иногда можно увеличить статический расход форсунок при заданном давлении путем механической обработки или увеличения штифт или внутренние каналы инжектора. Тем не менее, эта процедура, как правило, не является хорошей идеей! Топливная форсунка включается и выключается тысячи раз в минуту, чтобы подать в двигатель необходимое количество топливо. Из-за этого электромагнитная катушка и штифт инжектора очень тщательно подобраны друг к другу. Модификация штифта или другие части форсунки могут привести к тому, что она будет подавать больше топлива на пределе своих возможностей. (полностью открытая или статическая), но при более низких оборотах двигателя форсунка будет крайне непоследовательно. Это создает проблемы с управляемостью, колебания холостого хода, более высокие выбросы, богатые/обедненные условия и т. д. Мы провели обширную лабораторные испытания на многих модифицированных форсунках и еще не нашли такой, которая работает так же, как и немодифицированный инжектор той же производительности. Что входит в состав инжектора услуга? Форсунки проверяются на правильность функционирования. Его скорость потока и форма распыления топлива проверяются, чтобы определить, работает ли он. правильно, и его импеданс проверяется. Затем инжектор очищается и промытые и любые обслуживаемые детали, такие как уплотнительные кольца, уплотнения и пластиковый штифт колпачки заменены. После этого форсунка повторно проверяется, чтобы отметить любые улучшение производительности благодаря сервису. Все измерения и информация, собранная во время тестирования, записывается в лист анализа, который отгружается заказчику вместе с форсункой. Когда несколько форсунок при условии, что форсунки также проверяются друг на друга, чтобы убедиться, что они совпадают по производительности. Итак если вам нужны топливные форсунки, посетите нас, чтобы получить лучшие цены и лучший выбор в любом месте.

Как работают топливные форсунки? – EZ-POUR

Перейти к содержимому

Posted on 14 октября 2021 г. 16 ноября 2021 г. by EZ Pour

В прошлом автомобили полагались на не очень совершенные карбюраторные механизмы для подачи топлива в двигатель. К счастью, современные автомобили теперь оснащены топливными форсунками для выполнения той же основной задачи.

Топливные форсунки — это инновационные устройства, которые помогают обеспечить подачу в двигатель необходимого количества топлива в нужное время.

Топливные форсунки бывают двух типов: механические и электронные. Хотя все еще существуют системы, использующие механический впрыск топлива, многие современные автомобили теперь используют электронные системы впрыска топлива. Электронная версия обеспечивает большую эффективность использования топлива и экономию. Понимание того, как работают топливные форсунки, имеет решающее значение для лучшего ухода за автомобилем.

Механические топливные форсунки

Механические топливные форсунки подают топливо под высоким давлением из топливного бака. Как только топливо выкачивается из топливного бака, оно поступает в аккумулятор, буфер для временного хранения топлива. Затем блок управления дозированием распределяет это топливо по цилиндрам автомобиля. Откидной клапан, расположенный внутри воздухозаборника двигателя, открывается каждый раз, когда автомобиль ускоряется или замедляется, чтобы обеспечить правильное смешивание топлива и воздуха при поступлении в цилиндры. То же самое и с распределителем топлива. Таким образом, соотношение топлива и воздуха остается пропорциональным.

Топливораспределитель работает за счет двух пружин: основной и плунжерной. Основная пружина управляет подачей топлива в топливную форсунку. Топливо, поступающее из топливного насоса, находится под давлением. Это давление заставляет основную пружину открываться и впускать топливо в топливную форсунку. Когда топливо поступает во впуск, оно смешивается с воздухом, что увеличивает давление. Это увеличение давления заставляет пружину плунжера двигаться, заставляя плунжер двигаться наружу. Все эти действия накапливаются, чтобы открыть сопло. Это открытое сопло позволяет осуществлять контролируемое распыление топлива.

Электронные топливные форсунки

Электронные топливные форсунки, используемые во многих новых автомобилях, отличаются по количеству топлива и напряжению, необходимому для открытия и закрытия клапана с помощью пружины. Вместо того, чтобы использовать эти две функции для управления распылением топлива, электронные системы используют электронный блок управления (ЭБУ) для управления всеми необходимыми функциями.

Автомобиль передает в ЭБУ текущую информацию, такую ​​как температура воздуха, давление воздуха на впуске, температура двигателя, частота вращения двигателя и положение акселератора в режиме реального времени. Эти условия позволяют ЭБУ рассчитать конкретное количество топлива, необходимое для каждого цилиндра.

Топливные рампы, соединенные с топливным баком и топливной форсункой, транспортируют топливо. Электрический топливный насос позволяет топливу проходить через топливную рампу и топливную форсунку под давлением. Затем ЭБУ посылает электронные сигналы на контакты топливных форсунок. Это действие создает электромагнит внутри топливной форсунки, который заставляет плунжер двигаться наружу, создавая проход для топлива. Как только цикл впрыска топлива заканчивается, ECU прекращает посылать электронный сигнал на топливную форсунку, фактически деактивируя электромагнит. Как только этот компонент деактивируется, ничто не выталкивает поршень наружу, и сопло закрывается.

Эта система гораздо более точная, чем механическая топливная форсунка, она обеспечивает подачу нужного количества топлива в каждый цилиндр вашего автомобиля.