Vstřikovací motor (motor se vstřikovačem, anglicky electronic fuel injection engine) je moderní typ spalovacího motoru, vybavený systémem vstřikování paliva, který nahradil motory s karburátorem. Nové benzinové vozy jsou dnes vybaveny výhradně vstřikovačem, protože toto řešení je schopno zajistit, aby elektrárna splňovala přísné normy týkající se účinnosti a toxicity výfukových plynů.
Karburátor ztrácí na vstřikovači z hlediska celkové účinnosti, protože vstřikovací motory pracují stabilněji, vůz získá lepší dynamiku zrychlení. Vstřikovací jednotka spotřebovává méně paliva, snižuje se obsah škodlivých látek ve výfukových plynech, protože palivo plněji hoří. Řízení systému je plně automatizované (na rozdíl od karburátoru), to znamená, že během provozu nevyžaduje ruční seřizování. Pokud jde o dieselové motory, systém vstřikování nafty u takových motorů má řadu konstrukčních rozdílů, ačkoli obecný princip činnosti vstřikovače nafty zůstává podobný jako u benzínových protějšků.
Jak funguje vstřikovač
Vstřikovací systém obsahuje několik dalších prvků, včetně senzorů, ovladače, benzínového čerpadla a regulátoru tlaku. Regulátor přijímá informace z četných senzorů, které informují elektroniku o spotřebě vzduchu, otáčkách klikového hřídele, teplotě chladicí kapaliny, napětí v automatické síti, poloze škrticí klapky a mnoha dalších důležitých údajích. Na základě přijatých informací regulátor (nebo ECU - elektronická řídicí jednotka) dávkuje dodávku paliva a řídí další systémy, automatická zařízení, čímž zajišťuje nejoptimálnější provoz motoru.
Schéma činnosti vstřikovačů lze také uvažovat jiným způsobem: elektrické čerpadlo čerpá palivo, regulátor tlaku zajišťuje tlakový rozdíl ve vstřikovačích a sacím potrubí a regulátor, přijímající informace ze senzorů, řídí systémy motoru, vč. přívod paliva, rozvod zapalování.
Výhody a nevýhody injektoru
Jednou z hlavních výhod je nižší spotřeba paliva oproti karburátorovému motoru díky bodovému vstřikování. Také přesné dávkování zajišťuje téměř úplné spálení paliva ve válcích, což snižuje toxicitu výfukových plynů. V důsledku provozu vstřikovače motor pracuje v nejoptimálnějším režimu, což zvyšuje jeho výkon (asi o 5-10%) a prodlužuje jeho životnost.
Mezi další výhody patří snadnější startování v zimě (není potřeba topení) a rychlá reakce na změny zatížení, což zlepšuje dynamické vlastnosti vozu. Ale byly tu některé nevýhody: vstřikovač je dražší než systém karburátoru a jeho oprava je poměrně komplikovaná a nákladná. Pokud údržba karburátoru často spočívá v proplachování, proplachování, pak pouze kvalitní diagnostika vstřikovače vyžaduje speciální vybavení, které vzhledem k ruským specifikům není k dispozici v každém autoservisu. 
Schéma vstřikovače
Pokud se nedostanete do džungle „elektronického mozku“ našeho auta, pak je schéma činnosti vstřikovače následující. Četné senzory přijímají informace o: otáčení klikového hřídele, spotřebě vzduchu, teplotě chladicí kapaliny motoru, škrticí klapce, klepání motoru, spotřebě paliva, režimu rychlosti, napětí palubní sítě vozidla a tak dále.
Regulátor, který přijímá tyto informace o parametrech vozu, řídí systémy a zařízení, zejména: přívod paliva, zapalovací systém, regulátor volnoběžných otáček, diagnostický systém atd. Změna provozních parametrů vstřikovacího systému se mění systematicky na základě přijatých dat.
Zařízení nejjednoduššího vstřikovače
Injektor obsahuje takové ovládací prvky jako:
- palivové čerpadlo (elektrické),
- ECU (ovladač),
- regulátor tlaku,
- senzory,
- tryska (vstřikovač).
Podle toho okruh vstřikovačů: elektrické palivové čerpadlo dodává palivo, regulátor tlaku udržuje tlakový rozdíl ve vstřikovačích (tryskách) a vzduchu v sacím potrubí. Regulátor zpracovává informace ze senzorů: teplota, detonace, vačkový hřídel a klikový hřídel a řídí zapalování, systémy přívodu paliva atd.
Systém vstřikování paliva je dobrý pro každého, ale nebyl bez jeho vlastních vlastností. Přívrženci karburátorů je nazývají nedostatky. Vlastnosti vstřikovače lze bezpečně nazvat: poměrně vysoké náklady na součásti vstřikovače, nízká udržovatelnost, vysoké požadavky na kvalitu a složení paliva, potřeba speciálního vybavení pro diagnostiku a vysoké náklady na opravy.
Nyní přejděme od příběhu o tom, jak injektor funguje a vypadá, k vizuální pomůcce. Na videu uvidíte princip fungování vstřikovače a vše, co je napsáno výše, vám bude okamžitě jasné.
TROCHU HISTORIE
Takový energetický systém je aktivně instalován na automobilech od poloviny 80. let, kdy se začaly zavádět ekologické emisní normy. Samotná myšlenka vstřikovacího energetického systému se objevila mnohem dříve, ve 30. Hlavní úkol ale tehdy nebyl v ekologicky šetrném výfuku, ale ve zvýšení výkonu.
První vstřikovací systémy byly použity v bojovém letectví. Tehdy se jednalo o zcela mechanické provedení, které své funkce plnilo docela dobře. S příchodem proudových motorů se vstřikovače prakticky přestaly používat ve vojenských letadlech. U automobilů nebyl mechanický vstřikovač příliš rozšířený, protože nemohl plně vykonávat přiřazené funkce. Faktem je, že režimy motoru automobilu se mění mnohem častěji než u letadla a mechanický systém neměl čas se včas přizpůsobit provozu motoru. V tomto ohledu zvítězil karburátor.
Ale aktivní vývoj elektroniky dal „druhý život“ vstřikovacímu systému. A důležitou roli v tom sehrál boj o snížení emisí škodlivých látek. Při hledání náhrady za karburátor, který již nesplňoval ekologické normy, se konstruktéři vrátili ke vstřikovacímu systému, ale radikálně přepracovali jeho fungování a konstrukci.
TYPY VSTŘIKOVAČŮ
První vstřikovače, které se masivně používaly u benzínových motorů, byly ještě mechanické, ale už začaly mít některé elektrické prvky, které přispívaly k lepšímu výkonu motoru.
Moderní vstřikovací systém zahrnuje velké množství elektronických prvků a celý chod systému je řízen regulátorem, známým také jako elektronická řídicí jednotka.
Celkem existují tři typy vstřikovacích systémů, které se liší typem dodávky paliva:
- Centrální;
- distribuovaný;
- Bezprostřední.
1. STŘEDNÍ
Centrální vstřikovací systém je nyní zastaralý. Jeho podstatou je, že palivo je vstřikováno na jedno místo – na vstupu do sacího potrubí, kde se mísí se vzduchem a rozvádí po válcích. V tomto případě je jeho činnost velmi podobná karburátoru, pouze s tím rozdílem, že palivo je dodáváno pod tlakem. Tím je zajištěna jeho atomizace a lepší promíchání se vzduchem. Ale řada faktorů by mohla ovlivnit rovnoměrné plnění válců.
Centrální systém se vyznačoval jednoduchou konstrukcí a rychlou reakcí na změny provozních parametrů elektrárny. Nemohl ale plně plnit své funkce.Vzhledem k rozdílu v plnění válců nebylo možné dosáhnout požadovaného spalování paliva ve válcích.
2. DISTRIBUOVÁNO
Distribuovaný systém je v současnosti nejoptimálnější a používá se na mnoha vozidlech. U tohoto vstřikovače je palivo dodáváno samostatně pro každý válec, i když je vstřikováno také do sacího potrubí. Pro zajištění odděleného napájení jsou prvky, které dodávají palivo, instalovány v blízkosti hlavy bloku a benzín je dodáván do oblasti ventilu.
Díky této konstrukci je možné dosáhnout dodržení poměrů směsi vzduch-palivo pro zajištění požadovaného spalování. Vozy s takovým systémem jsou hospodárnější, ale zároveň mají větší výkon a méně zatěžují životní prostředí.
Mezi nevýhody distribuovaného systému patří složitější konstrukce a citlivost na kvalitu paliva.
3. PŘÍMÝ
Systém přímého vstřikování je v současnosti nejpokročilejší. Liší se tím, že palivo je vstřikováno přímo do válců, kde je již smícháno se vzduchem. Tento systém je principiálně velmi podobný dieselu. Umožňuje dále snížit spotřebu benzínu a poskytuje větší výkon, ale je designově velmi složitý a velmi náročný na kvalitu benzínu.
ELEKTRONICKÁ SOUČÁSTKA
Hlavním prvkem elektronické části systému je elektronická jednotka skládající se z ovladače a paměťové jednotky. Konstrukce také zahrnuje velké množství senzorů, na základě jejichž odečtů ECU řídí systém.
ECU pro svou práci používá údaje ze senzorů:
- Lambda sonda. Jedná se o senzor, který detekuje zbývající nespálený vzduch ve výfukových plynech. Na základě odečtů lambda sondy ECU vyhodnocuje, jak je pozorována tvorba směsi v požadovaných poměrech. Instaluje se do výfukového systému vozu.
- Snímač hmotnostního průtoku vzduchu (zkr. DMRV). Tento snímač určuje množství vzduchu procházející sestavou škrticí klapky, když je nasáván válci. Nachází se ve skříni vložky vzduchového filtru;
- Snímač polohy škrticí klapky (zkr. TPS). Tento snímač dává signál o poloze pedálu plynu. Instalováno v sestavě škrticí klapky;
- Teplotní senzor elektrárny. Na základě odečtů tohoto prvku je složení směsi regulováno v závislosti na teplotě motoru. Nachází se v blízkosti termostatu;
- Snímač polohy klikového hřídele (zkr. DPKV). Na základě naměřených hodnot tohoto snímače se určí válec, do kterého je potřeba dodat část paliva, doba pro přívod benzínu a jiskření. Instalováno v blízkosti řemenice klikového hřídele;
- Snímač klepání. Je nutné detekovat vznik detonačního hoření a přijmout opatření k jeho odstranění. Nachází se na bloku válců;
- Snímač rychlosti. Je potřeba vytvořit impulsy, podle kterých se počítá rychlost vozu. Na základě jeho svědectví se upravuje palivová směs. Namontované na převodovce;
- Fázový senzor. Je určen k určení úhlové polohy vačkového hřídele. U některých vozidel nemusí být k dispozici. Pokud je tento snímač v motoru přítomen, provádí se fázové vstřikování, to znamená, že otevírací impuls je přijímán pouze pro konkrétní vstřikovač. Pokud tento snímač není přítomen, pak vstřikovače pracují v párovém režimu, kdy je signál otevření odeslán dvěma vstřikovačům najednou. Instalováno do hlavy bloku;
Nyní krátce k tomu, jak vše funguje. Elektrické palivové čerpadlo plní celý systém palivem. Regulátor přijímá údaje ze všech senzorů, porovnává je s daty uloženými v paměťovém bloku. Pokud se naměřené hodnoty neshodují, opraví provoz energetického systému tak, aby se dosáhlo maximální shody přijatých
data uložená v paměťovém bloku.
Co se týče dodávky paliva, regulátor na základě údajů ze senzorů vypočítá dobu otevření vstřikovačů, aby zajistil optimální množství dodávaného benzínu pro vytvoření směsi vzduch-palivo v požadovaném poměru.
Pokud některý ze snímačů selže, regulátor přejde do nouzového režimu. To znamená, že vezme průměrnou hodnotu naměřených hodnot vadného senzoru a použije je k práci. V tomto případě je možná změna ve fungování motoru - zvyšuje se spotřeba, klesá výkon, objevují se přerušení práce. To ale neplatí pro DPKV, pokud se porouchá, motor nemůže fungovat. 
Jaký je rozdíl mezi vstřikovacím motorem a karburátorem
Vstřikovač je zásadně odlišný způsob dodávání paliva do spalovací komory ve srovnání s karburátorem. Jinými slovy, u vstřikovacího motoru se největší konstrukční změny dotkly systémů napájení a přívodu paliva. V karburátorovém motoru se benzín mísí s určitým množstvím vzduchu v externím zařízení (karburátoru). Poté je výsledná směs paliva a vzduchu nasávána do válců motoru. Vstřikovací motor má speciální vstřikovací trysky, které měřeně vstřikují palivo pod tlakem, načež se část paliva smísí se vzduchem. Pokud porovnáme účinnost dodávky paliva vstřikovačem a karburátorem, je motor se vstřikovačem až o 15 % výkonnější. Významné úspory paliva jsou také zaznamenány v různých provozních režimech motoru.
Časté poruchy vstřikovače
Vzhledem k tomu, že vstřikovač je komplexní vícesložkový systém, mohou jednotlivé prvky časem selhat. Hlavním úkolem vstřikovače je co nejvyšší účinnost spalování paliva, které je dosaženo při dodržení přesně definovaného složení pracovní směsi paliva a vzduchu. V důsledku toho jakákoli porucha v činnosti elektronických snímačů vede k nerovnováze v činnosti celého vstřikovacího systému, volnoběžné otáčky nebo v pohybu mohou plavat, motor se může ztrojnásobit nebo nenastartovat, změna barvy výfuku je poznamenal, atd.
V některých případech může ECU uvést motor do nouzového režimu. Pohonná jednotka v takové situaci nezíská dynamiku, na palubní desce svítí „kontrola“ atd. Další příčinou poruch vstřikovačů je znečištění filtračních prvků v systému přívodu paliva nebo samotných vstřikovacích trysek v důsledku použití nekvalitního benzínu. Pro zachování výkonu je nutné včas vyměnit palivový filtr. Neméně pozornosti, zejména u vozů s najetými kilometry více než 50–70 tisíc km, si zaslouží síťový filtr palivového čerpadla. Uvedené síto palivového čerpadla se doporučuje vyměnit nebo vyčistit.
Je také žádoucí umýt palivovou nádrž jednou za několik let souběžně s výměnou nebo čištěním uvedeného hrubého filtru palivového čerpadla. Všimněte si, že je důležité včas identifikovat a opravit poruchu vstřikovače, protože poruchy v jeho provozu mohou výrazně zhoršit celkový stav spalovacího motoru a vést k dalším poruchám. S ohledem na zanesené vstřikovače paliva se v tomto případě motor hůře startuje, ztrácí výkon a začíná spotřebovávat více paliva. Porušení tvaru rozstřikovaného paprsku paliva (zejména u motorů s přímým vstřikováním) vede k místnímu přehřátí, detonaci motoru, vyhoření ventilů atd.
Také vstřikovače mohou „nalévat“ palivo, to znamená, že se nezavřou po zastavení impulsu z ECU. V tomto případě se přebytečné palivo dostane do spalovací komory, poté může netěsnostmi v místech instalace pístních kroužků proniknout do výfukového systému a do systému mazání motoru. V takových situacích velmi trpí celý motor, protože benzín ředí olej a zhoršuje se mazání zatěžovaných dílů. Přítomnost paliva ve výfukovém systému vyřadí z činnosti katalyzátor (katalyzátor), který čistí výfukové plyny od škodlivých sloučenin.
Aby se zabránilo poruchám vstřikovače, musí být trysky pravidelně čištěny. Faktem je, že přítomnost frakcí a nečistot v benzínu postupně znečišťuje vstřikovače, což snižuje jejich výkon a také narušuje kvalitu rozstřiku paliva. Existují dva způsoby čištění trysek: s vyjmutím nebo přímo na stroji. Postup čištění trysek vstřikovačů na autě předpokládá, že speciální proplachovací kapalina prochází vstřikovači, aby se vstřikovač vyčistil.
Metoda spočívá v tom, že se palivové potrubí odpojí od palivové lišty, načež místo benzínového čerpadla začne speciální kompresor namísto benzínového čerpadla pumpovat proplachovací kapalinu do systému. Další možností čištění vstřikovače je čištění s vyjmutím trysek v ultrazvukové lázni nebo na speciálním mycím stojanu. Pokud jde o ultrazvuk, trysky jsou umístěny ve speciálním přístroji nebo vaně, kde vlnové vibrace „rozbíjejí“ usazeniny. Proplachování vstřikovačů s vyjmutím na stojanu je procedura, kdy se simuluje činnost vstřikovačů v motoru, přičemž jimi místo benzínu prochází mycí kapalina.
