Systémy vstřikování paliva pro benzínové motory. Systémy vstřikování paliva moderních spalovacích motorů: benzinové a naftové systémy

Hlavní nevýhodou vozidel vybavených benzinovými motory s karburátorem je, že palivo v nich zcela neshoří. Vzhledem k tomu, že šetrnost k životnímu prostředí, výkon a účinnost stroje jsou určeny výkonnostními charakteristikami dodávky paliva, existuje potřeba zařízení, která tento proces regulují se zaměřením na režim provozu.

Takové uzly se nazývají injekční systémy. U vstřikovacích motorů se palivo dodává v předem stanovenou dobu v dané dávce. Pro benzínové a naftové motory byly vyvinuty systémy vstřikování paliva různých konstrukcí.

Klasifikace a uspořádání vstřikovacích systémů

Rozdíly ve vstřikovacích mechanismech jsou určeny metodou použitou k výrobě směsi benzinu se vzduchem.

Klasifikace se provádí hlavně podle typu vstřikování:

• centrální vstřikování;
• distribuční;
• Přímo;
• kombinovaný.

Centrální vstřikování (jedno vstřikování)

Tento systém nahrazuje karburátor, pracuje na jedné trysce. Jedno vstřikování se téměř nikdy nepoužívá kvůli nedodržení ekologických norem, které se vyskytují u velmi starých automobilů. Tyto mechanismy jsou však jednoduché a spolehlivé díky umístění trysky na místě s dobrou výměnou vzduchu v sacím potrubí.

Prvky monosystému:

• regulátor tlaku - zabraňuje tvorbě vzduchových kapes, zajišťuje konstantní tlak 0,1 MPa;
• tryska - dodává benzín do rozdělovače;
• škrticí klapka (mechanická, elektrická) - reguluje přívod vzduchu;
• řídicí jednotka (paměť, mikroprocesor) - obsahuje informace potřebné pro vstřikování;
• teplotní čidla, stav klikové hřídele, škrticí klapky.

Tento typ je modernější a šetrnější k životnímu prostředí. Jediným rozlišovacím znakem je však to, že v tomto systému má každý válec již svou vlastní trysku. Pouze je také namontován v sacím potrubí, pouze každý ve svém samostatném potrubí. Elektronické systémy řídí dávkování paliva. Nejpokročilejší trysky v tomto ohledu patří společnosti Bosch.

přímé vstřikování

Benzín současně se vzduchem je přiváděn přímo do spalovacích komor. Výhodou systému přímého vstřikování je přesný výpočet složek pro palivovou směs. Procento ekologicky nebezpečných emisí se snižuje díky téměř stoprocentnímu spalování palivové směsi.

Mechanismus zařízení s přímé vstřikování:

• čerpadlo dodávající benzín;
• zařízení pro regulaci tlaku;
• rampa vybavená pojistným ventilem;
• senzor, který zobrazuje parametry tlaku;
• trysky.

nedostatky:

• vysoké požadavky na kvalitní složení paliva;
• komplexní design pro výrobce;
• potřeba tlaku 5 MPa.

Ale vstřikovací systémy tohoto typu jsou nejmodernější, perspektivní.

Kombinovaná injekce

Pro snížení emisí a splnění požadavků Euro 6 vyvinul Volkswagen kombinovaný systém vstřikování, který kombinuje distribuci s přímým vstřikováním. Systémy jsou postupně aktivovány řídicí jednotkou se zaměřením na režim provozu. Tento energetický systém je nejslibnější z hlediska bezpečnosti životního prostředí.

Kombinované zařízení se skládá z:

• palivové čerpadlo;
• detaily přímého mechanismu (vstřikovače instalované ve spalovacích komorách, rampa udržující tlak 20 MPa);
• prvky distribučního systému (vstřikovače instalované v kolektorových kanálech, nízkotlaké rampy).

Princip činnosti

Jednotky vstřikovacích motorů s jednou tryskou fungují podle schématu:

1. motor se spustí;
2. senzory čtou a přenášejí informace do řídící jednotky;
3. skutečná data jsou porovnána s referenčními, vypočítá se okamžik otevření trysky;
4. signál je přenášen do elektromagnetické cívky;
5. benzín je dodáván do rozdělovače pro smíchání se vzduchem;
6. palivová směs je dodávána do válců.

Funkce jednotky s distribuovaným vstřikováním:

1. motor je zásobován vzduchem;
2. senzory určují objem, teplotu, výkon klikového hřídele, polohu tlumiče;
3. množství paliva pro přiváděný vzduch vypočítává řídící jednotka;
4. vstřikovače jsou signalizovány;
5. otevírají v naprogramovaný čas.
6. v rozdělovači dochází ke smíchání benzínu se vzduchem, směs je přiváděna do válců.

Školicí video principu fungování distribuovaného vstřikování

Princip činnosti přímého vstřikování závisí na způsob míchání benzínu se vzduchem:

1. ve vrstvách;
2. stechiometricky;
3. homogenní.

Vrstvený míchání se používá střední rychlostí, rychlost přívodu vzduchu je vysoká, benzín je do válce přiváděn tryskou, po smíchání se vzduchem se rozsvítí.

Při míchání stechiometrické typu, proces začíná v okamžiku, kdy stisknete plyn. Škrtící ventil se otevře, současně se přivádí benzín a vzduch, úplně shoří.

Při míchání homogenní typu, nejprve se ve válcích vytvoří pohyb vzduchu, poté je vstřikován benzín.

Video vysvětlení principu činnosti přímého vstřikovače

Provoz kombinovaného systému zcela závisí na zatížení motoru:

1. přímé vstřikování začíná při startu, zahřívání, maximální zátěži, počet vstřiků závisí na režimu;
2. distribuované vstřikování začíná za jízdy střední rychlostí s častými zastávkami.

Při distribuovaném vstřikování se přímé trysky pravidelně otevírají. Tím se zabrání jejich ucpání.

Vstřikovací systémy jsou vybaveny nejen benzínovými, ale také dieselovými motory. První lze nazvat zážehovými motory, protože směs benzínu a vzduchu je zapálena jiskrou.

Hlavní poruchy

Nejčastěji se selhání vstřikování projevuje několika poruchami:

• motor se nespustí (hlavní relé je vadné, čerpadlo nefunguje, na vstřikovačích není napětí);
• studený motor je nestabilní (snímač teploty je vadný);
• motor nefunguje dobře na přechodech (čerpadlo nebo tryska je vadná);
• motor zhasne (palivový systém je mimo provoz, přívod vzduchu je bez tlaku).

Výhody a nevýhody

Zde, jako v každém systému, existují výhody a nevýhody.

Výhody vstřikovačů (ve srovnání s karburátorem):

1. snížení spotřeby paliva 2krát;
2. zvýšení výkonu;
3. zjednodušené (automatizované) spouštění;
4. snadné ovládání;
5. několikanásobné snížení uvolňování toxinů;
6. samočinné ladění, což zjednodušuje údržbu;
7. oprava je omezena na výměnu dílů;
8. snížení výšky kapoty díky umístění vstřikovacích prvků po stranách motoru;
9. nezávislost na tlaku atmosféry, poloze vozu (při rolování je narušena práce karburátorů).

Nevýhody vstřikovacích systémů:

1. relativně vysoké výrobní náklady;
2. vysoké požadavky na kvalitu benzínu;
3. potřeba speciálního vybavení pro diagnostiku;
4. závislost na elektřině;
5. zvýšení pravděpodobnosti požáru při nehodě v důsledku dodávky benzínu pod tlakem.

Poslední nedostatek je částečně kompenzován instalací ovladače, který při nárazu vypne posuv.

Několik typů vstřikovacích systémů jimi umožnilo vybavit většinu osobních automobilů vyrobených po osmdesátých letech. Mechanické nebo elektronické ovládání, palivo může být dodáváno plynule nebo pulzně.

Bez ohledu na strukturu a princip činnosti systému vstřikování paliva vydrží déle bez opravy, pokud odmítnete manipulovat s napájením, zbytečně nevypínáte zem a nestartujete tažením. Injektorové systémy nesnášejí vlhkost, pokud do nich v zimě pronikne voda, je velká pravděpodobnost poruchy trysek. Palivo musí být čisté, zvláštní pozornost je třeba věnovat stavu filtru instalovaného před čerpadlem. Pokud jsou v palivu nečistoty, velmi brzy selže čerpadlo a řídicí systém.

Systém vstřikování paliva slouží k odměřování dodávky paliva do spalovacího motoru v přesně definovaném časovém okamžiku. Výkon, účinnost a závisí na vlastnostech tohoto systému. Vstřikovací systémy mohou mít různé konstrukce a verze, což charakterizuje jejich účinnost a rozsah.

Stručná historie vzhledu

Systém vstřikování paliva se začal aktivně zavádět v 70. letech jako reakce na zvýšenou úroveň emisí znečišťujících látek do ovzduší. Byl vypůjčen z leteckého průmyslu a byl ekologickou alternativou karburátorového motoru. Ten byl vybaven mechanickým systémem přívodu paliva, ve kterém se palivo dostávalo do spalovací komory kvůli rozdílu tlaků.

První vstřikovací systém byl téměř zcela mechanický a vyznačoval se nízkou účinností. Důvodem byla nedostatečná úroveň technologického pokroku, která nemohla plně odhalit svůj potenciál. Situace se změnila koncem 90. let s rozvojem elektronických řídicích systémů motoru. Elektronická řídicí jednotka začala řídit množství paliva vstřikovaného do válců a procento složek směsi vzduch-palivo.

Typy vstřikovacích systémů pro benzínové motory

Existuje několik hlavních typů systémů vstřikování paliva, které se liší způsobem vytváření směsi vzduchu a paliva.

Jednoduché vstřikování nebo centrální vstřikování

Schéma činnosti monovstřikovacího systému

Schéma centrálního vstřikování zajišťuje přítomnost jednoho, který je umístěn v sacím potrubí. Takové vstřikovací systémy lze nalézt pouze u starších osobních automobilů. Skládá se z následujících prvků:

• Regulátor tlaku - zajišťuje konstantní pracovní tlak 0,1 MPa a zabraňuje vzniku vzduchových kapes uvnitř.
• Vstřikovací tryska - provádí pulzní přívod benzínu do sacího potrubí motoru.
• — reguluje objem přiváděného vzduchu. Může být mechanicky nebo elektricky poháněný.
• Řídicí jednotka - sestává z mikroprocesoru a paměťové jednotky, která obsahuje referenční data charakteristiky vstřikování paliva.
• Snímače polohy klikového hřídele motoru, polohy škrticí klapky, teploty atd.

Systémy vstřikování benzínu s jednou tryskou fungují podle následujícího schématu:

• Motor běží.
• Senzory čtou a přenášejí informace o stavu systému do řídící jednotky.
• Přijatá data jsou porovnána s referenční charakteristikou a na základě této informace vypočítá řídicí jednotka okamžik a dobu trvání otevření trysky.
• Do elektromagnetické cívky je vyslán signál k otevření trysky, což vede k přívodu paliva do sacího potrubí, kde se mísí se vzduchem.
• Do válců je přiváděna směs paliva a vzduchu.

Víceportové vstřikování (MPI)

Víceportový vstřikovací systém se skládá z podobných prvků, ale v tomto provedení jsou pro každý válec samostatné trysky, které lze otevřít současně, ve dvojicích nebo po jedné. Ke smíchání vzduchu a benzínu dochází také v sacím potrubí, ale na rozdíl od monovstřiku je palivo dodáváno pouze do sacích cest příslušných válců.

Schéma činnosti systému s distribuovaným vstřikováním

Řízení je prováděno elektronikou (KE-Jetronic, L-Jetronic). Jedná se o univerzální systémy vstřikování paliva Bosch, které jsou široce používány.

Princip fungování distribuovaného vstřikování:

• Do motoru je přiváděn vzduch.
• Pomocí řady senzorů se zjišťuje objem vzduchu, jeho teplota, rychlost otáčení klikového hřídele a také parametry polohy škrticí klapky.
• Na základě přijatých dat elektronická řídicí jednotka určí množství paliva, které je optimální pro přiváděné množství vzduchu.
• Zazní signál a příslušné trysky se otevřou na požadovanou dobu.

Přímé vstřikování paliva (GDI)

Systém zajišťuje přívod benzinu samostatnými tryskami přímo do spalovacích komor každého válce pod vysokým tlakem, kde je současně přiváděn vzduch. Tento systém vstřikování poskytuje nejpřesnější koncentraci směsi vzduchu a paliva bez ohledu na provozní režim motoru. Směs přitom téměř úplně shoří, čímž se sníží množství škodlivých emisí do atmosféry.

Schéma systému přímého vstřikování

Takový vstřikovací systém je složitý a citlivý na kvalitu paliva, takže je nákladný na výrobu a provoz. Vzhledem k tomu, že vstřikovače pracují v agresivnějších podmínkách, je pro správnou činnost takového systému nutné zajistit vysoký tlak paliva, který musí být minimálně 5 MPa.

Konstrukčně systém přímého vstřikování zahrnuje:

• Vysokotlaké palivové čerpadlo.
• Ovládání tlaku paliva.
• Palivová lišta.
• Pojistný ventil (instalovaný na rozdělovači paliva k ochraně prvků systému před zvýšením tlaku nad povolenou úroveň).
• Senzor vysokého tlaku.
• Trysky.

Elektronický vstřikovací systém tohoto typu od společnosti Bosch dostal název MED-Motronic. Princip jeho fungování závisí na typu tvorby směsi:

• Vrstvené - implementováno při nízkých a středních otáčkách motoru. Vzduch je přiváděn do spalovací komory vysokou rychlostí. Palivo je vstřikováno směrem k a po smíchání se vzduchem se vznítí.
• Stechiometrické. Když sešlápnete plynový pedál, škrticí klapka se otevře a palivo se vstřikuje současně s přívodem vzduchu, načež se směs vznítí a úplně shoří.
• Homogenní. Ve válcích dochází k intenzivnímu pohybu vzduchu, zatímco benzín je vstřikován na sací zdvih.

U benzínového motoru je to nejslibnější směr ve vývoji vstřikovacích systémů. Poprvé byl implementován v roce 1996 na osobních vozech Mitsubishi Galant a dnes jej na své vozy montuje většina největších automobilek.

Čtení 5 min.

V tomto článku naleznete všechny podstatné informace o části silničního vozidla jako je systém vstřikování paliva. Začněte číst hned teď!

V tomto článku můžete snadno najít odpovědi na takové docela běžné otázky:

• Co je to vstřikovací systém a jak funguje?
• Hlavní typy schémat vstřikování;
• Co je vstřikování paliva a jaký vliv má na výkon motoru?

Co je systém vstřikování paliva a jak funguje?

Moderní automobily jsou vybaveny různými systémy pro dodávku benzínu. Systém vstřikování paliva, nebo jak se také nazývá vstřikovač, zajišťuje dodávku směsi benzínu. U moderních motorů vstřikovací systém zcela nahradil schéma výkonu karburátoru. Navzdory tomu mezi motoristy dodnes neexistuje jednotný názor na to, který z nich je lepší, protože každý z nich má své výhody a nevýhody. Před pochopením principu činnosti a typů systémů vstřikování paliva je nutné porozumět jeho prvkům. Systém vstřikování paliva se tedy skládá z následujících hlavních prvků:

• Škrticí klapka;
• Přijímač;
• Čtyři trysky;
• Kanál.

Nyní zvažte princip fungování systému přívodu paliva do motoru. Přívod vzduchu je regulován škrticí klapkou a před rozdělením do čtyř proudů se hromadí v přijímači. Přijímač je potřebný pro správný výpočet hmotnostního průtoku vzduchu, protože se provádí měření celkového hmotnostního průtoku nebo tlaku v přijímači. Přijímač musí mít dostatečnou velikost, aby se vyloučila možnost nedostatku vzduchu ve válcích při vysoké spotřebě vzduchu a aby se vyhladily pulzace při spouštění. Čtyři trysky jsou umístěny v kanálu v těsné blízkosti sacích ventilů.

Systém vstřikování paliva se používá u benzínových i naftových motorů. Kromě toho má konstrukce a provoz benzínové dodávky dieselových a benzínových motorů značné rozdíly. U benzínových motorů se pomocí přívodu paliva vytváří homogenní směs vzduch-palivo, která je násilně zapalována jiskrami. U vznětových motorů je palivová směs přiváděna pod vysokým tlakem, dávka palivové směsi se smíchá s horkým vzduchem a téměř okamžitě se vznítí. Tlak určuje velikost části vstřikované palivové směsi a tím i výkon motoru. Výkon motoru je tedy přímo úměrný tlaku. To znamená, že čím větší je tlak přívodu paliva, tím větší je výkon motoru. Schéma palivové směsi je nedílnou součástí vozidla. Hlavním pracovním „tělem“ absolutně každého schématu vstřikování je tryska.

Systém vstřikování paliva u benzínových motorů

V závislosti na způsobu tvorby směsi vzduch-palivo se takové centrální vstřikovací systémy rozlišují, přímé a distribuované. Distribuovaný a centrální vstřikovací systém je schéma předvstřikování. To znamená, že vstřikování do nich probíhá bez dosažení spalovací komory, která je umístěna v sacím potrubí.

Centrální vstřikování (neboli mono vstřikování) probíhá pomocí jediné trysky, která je instalována v sacím potrubí. K dnešnímu dni se systém tohoto typu nevyrábí, ale stále se vyskytuje u osobních automobilů. Tento typ je poměrně jednoduchý a spolehlivý, ale má zvýšené náklady na palivo a nízký ekologický výkon.

Distribuční vstřikování paliva je přívod palivové směsi do sacího potrubí samostatným vstřikovačem paliva pro každý válec. V sacím potrubí se tvoří směs vzduchu a paliva. Je to nejběžnější schéma vstřikování paliva u benzínových motorů. První a hlavní výhodou distribuovaného typu je hospodárnost. Navíc díky dokonalejšímu spalování paliva v jednom cyklu auta s tímto typem vstřikování méně škodí životnímu prostředí škodlivými emisemi. Při přesném dávkování palivové směsi se riziko nepředvídaných poruch při provozu v extrémních režimech snižuje téměř na nulu. Nevýhodou tohoto typu vstřikovacího systému je poměrně složitá a zcela elektronicky závislá konstrukce. Vzhledem k velkému množství komponentů jsou opravy a diagnostika tohoto typu možné pouze v podmínkách autoservisu.

Jedním z nejslibnějších typů přívodu paliva je systém přímého vstřikování paliva. Směs je přiváděna přímo do spalovacího prostoru všech válců. Schéma dodávky umožňuje vytvořit optimální složení směsi vzduch-palivo během provozu všech provozních režimů motoru, zvýšit úroveň komprese, spotřebu paliva, zvýšit výkon a také snížit škodlivé emise. Nevýhodou tohoto typu vstřikování je složitá konstrukce a také vysoké provozní nároky. Pro snížení úrovně emisí pevných částic do atmosféry spolu s výfukovými plyny se používá kombinované vstřikování, které kombinuje schéma přímé a distribuované dodávky benzinu na jeden spalovací motor.

Vstřikování paliva do motoru může být řízeno elektronicky nebo mechanicky. Nejlepší je elektronické řízení, které přináší výrazné úspory hořlavé směsi a také snížení škodlivých emisí. Vstřikování palivové směsi ve schématu může být pulzní nebo kontinuální. Nejperspektivnější a nejekonomičtější je pulzní vstřikování hořlavé směsi, které využívá všechny moderní typy. V motoru je tento okruh obvykle kombinován se zapalováním a tvoří tak kombinovaný palivový/zapalovací okruh. Koordinaci fungování schémat dodávky paliva zajišťuje řídicí obvod motoru.

Doufáme, že vám tento článek pomohl najít řešení problémů a našli jste odpovědi na všechny otázky, které se tohoto tématu týkají. Při cestování dodržujte pravidla silničního provozu a buďte ostražití!

Systém přímého vstřikování paliva u benzínových motorů je zdaleka nejpokročilejším a nejmodernějším řešením. Za hlavní rys přímého vstřikování lze považovat to, že palivo je přiváděno přímo do válců.

Z tohoto důvodu je tento systém také často označován jako přímé vstřikování paliva. V tomto článku se podíváme na to, jak funguje motor s přímým vstřikováním, a také na to, jaké výhody a nevýhody má takové schéma.

Přečtěte si v tomto článku

Přímé vstřikování paliva: zařízení systému přímého vstřikování

Jak bylo uvedeno výše, palivo v nich je přiváděno přímo do spalovacího prostoru motoru. To znamená, že vstřikovače nestříkají benzín, načež se směs paliva a vzduchu dostává přes válec, ale přímo vstřikují palivo do spalovací komory.

První benzinové motory s přímým vstřikováním byly . V budoucnu se systém rozšířil, v důsledku čehož dnes s takovým systémem přívodu paliva lze nalézt v sestavě mnoha známých výrobců automobilů.

Například koncern VAG představil řadu modelů Audi a Volkswagen s atmosférickými a přeplňovanými, které dostaly přímé vstřikování paliva. Motory s přímým vstřikováním vyrábí také BMW, Ford, GM, Mercedes a mnoho dalších.

Přímé vstřikování paliva se tak rozšířilo díky vysoké účinnosti systému (asi 10-15% ve srovnání s distribuovaným vstřikováním), stejně jako dokonalejšímu spalování pracovní směsi ve válcích a snížení toxicity výfukových plynů.

Systém přímého vstřikování: konstrukční prvky

Vezměme si tedy jako příklad motor FSI s jeho takzvaným „vrstveným“ vstřikováním. Systém obsahuje následující prvky:

• vysokotlaký okruh;
• benzín;
• regulátor tlaku;
• palivová kolejnice;
• snímač vysokého tlaku;
• vstřikovací trysky;

Začněme palivovým čerpadlem. Uvedené čerpadlo vytváří vysoký tlak, pod kterým je palivo dodáváno do rozdělovače paliva a také do vstřikovačů. Čerpadlo má plunžry (může být několik plunžrů nebo jeden u rotačních čerpadel) a je poháněno sacím vačkovým hřídelem.

RTD (regulátor tlaku paliva) je integrován do čerpadla a zodpovídá za dávkování paliva, které odpovídá vstřikování vstřikovače. Pro distribuci paliva do vstřikovačů je zapotřebí palivová lišta (palivová lišta). Přítomnost tohoto prvku také umožňuje vyhnout se tlakovým rázům (pulsacím) paliva v okruhu.

Mimochodem, okruh používá speciální pojistný ventil, který je v kolejnici. Tento ventil je nutný k tomu, aby nedocházelo k příliš vysokému tlaku paliva a tím byly chráněny jednotlivé prvky systému. Ke zvýšení tlaku může dojít v důsledku skutečnosti, že palivo má tendenci se při zahřívání roztahovat.

Senzor vysokého tlaku je zařízení, které měří tlak v rozdělovači paliva. Signály ze snímače jsou přenášeny do, které je zase schopné měnit tlak v rozdělovači paliva.

Pokud jde o vstřikovací trysku, prvek zajišťuje včasnou dodávku a atomizaci paliva ve spalovací komoře za účelem vytvoření potřebné směsi paliva a vzduchu. Všimněte si, že popsané procesy jsou řízeny . Systém má skupinu různých senzorů, elektronickou řídicí jednotku a akční členy.

Pokud mluvíme o systému přímého vstřikování, spolu se snímačem vysokého tlaku paliva se na jeho provozu podílejí:, DPRV, snímač teploty vzduchu v sacím potrubí, snímač teploty chladicí kapaliny atd.

Díky činnosti těchto snímačů jsou potřebné informace dodávány do ECU, načež jednotka vysílá signály do aktorů. To umožňuje dosáhnout koordinovaného a přesného chodu elektromagnetických ventilů, trysek, pojistného ventilu a řady dalších prvků.

Jak funguje přímé vstřikování paliva

Hlavní výhodou přímého vstřikování je schopnost dosáhnout různých typů tvorby směsi. Jinými slovy, takový napájecí systém je schopen flexibilně měnit složení pracovní směsi paliva a vzduchu s přihlédnutím k provoznímu režimu motoru, jeho teplotě, zatížení spalovacího motoru atd.

Je nutné vyčlenit míchání po vrstvách, stechiometrické a také homogenní. Právě tato tvorba směsi v konečném důsledku umožňuje co nejefektivnější využití paliva. Směs se vždy ukáže jako vysoce kvalitní, bez ohledu na režim provozu spalovacího motoru, benzín plně shoří, motor se stává silnějším a zároveň se snižuje toxicita výfukových plynů.

• Tvorba vrstvené směsi se aktivuje, když je zatížení motoru nízké nebo střední a otáčky klikového hřídele jsou nízké. Jednoduše řečeno, v takových režimech je směs poněkud chudší, aby se ušetřilo. Stechiometrické míchání zahrnuje přípravu směsi, která je vysoce hořlavá, aniž by byla příliš obohacena.
• Homogenní tvorba směsi umožňuje získat tzv. "výkonovou" směs, která je potřebná při vysokém zatížení motoru. Na chudé homogenní směsi, aby se dále šetřily peníze, pracuje pohonná jednotka v přechodných režimech.
• Při aktivované stratifikaci je škrticí klapka otevřená dokořán se zavřenými sacími klapkami. Vzduch je přiváděn do spalovací komory vysokou rychlostí, dochází k turbulenci proudění vzduchu. Palivo je vstřikováno na konci kompresního zdvihu, vstřikování se provádí v oblasti, kde je umístěna zapalovací svíčka.

V krátké době, než se na zapalovací svíčce objeví jiskra, se vytvoří směs paliva a vzduchu, ve které je poměr přebytku vzduchu 1,5-3. Dále je směs zapálena jiskrou, přičemž kolem zóny vznícení je zadrženo dostatečné množství vzduchu. Tento vzduch funguje jako tepelný „izolant“.

Uvažujeme-li homogenní stechiometrickou tvorbu směsi, k takovému procesu dochází při otevřených sacích klapkách, přičemž škrticí klapka je rovněž otevřena pod tím či oním úhlem (v závislosti na míře sešlápnutí plynového pedálu).

V tomto případě je palivo vstřikováno i během sacího zdvihu, v důsledku čehož je možné získat homogenní směs. Přebytečný vzduch má koeficient blízký jednotce. Taková směs je vysoce hořlavá a plně hoří v celém objemu spalovací komory.

Chudá homogenní směs vzniká při plném otevření škrticí klapky a zavřených sacích klapkách. V tomto případě se vzduch ve válci aktivně pohybuje a vstřikování paliva připadá na sací zdvih. ECM udržuje přebytečný vzduch na 1,5.

Kromě čistého vzduchu lze přidat výfukové plyny. Je to kvůli práci. Výsledkem je, že výfuk opět „shoří“ ve válcích bez poškození motoru. Zároveň se snižuje úroveň emisí škodlivých látek do ovzduší.

Jaký je výsledek

Jak můžete vidět, přímé vstřikování vám umožňuje dosáhnout nejen úspory paliva, ale také dobré návratnosti motoru při nízkém a středním a vysokém zatížení. Jinými slovy, přítomnost přímého vstřikování znamená, že ve všech režimech provozu spalovacího motoru bude zachováno optimální složení směsi.

Pokud jde o nevýhody, lze nevýhody přímého vstřikování přičíst pouze zvýšené složitosti při opravách a ceně náhradních dílů a také vysoké citlivosti systému na kvalitu paliva a stav palivových a vzduchových filtrů.

Přečtěte si také

Zařízení a schéma injektoru. Klady a zápory vstřikovače ve srovnání s karburátorem. Časté jsou poruchy napájecích systémů vstřikovačů. Užitečné tipy.

Ladění palivového systému atmosférických a turbomotorů. Výkon a spotřeba palivového čerpadla, výběr vstřikovačů paliva, regulátory tlaku.

Jedním z nejdůležitějších pracovních systémů téměř každého automobilu je systém vstřikování paliva, protože díky němu se určuje množství paliva potřebného pro motor v určitém okamžiku. Dnes se podíváme na princip fungování tohoto systému na příkladu některých jeho typů a také se seznámíme se stávajícími senzory a akčními členy.

1. Vlastnosti systému vstřikování paliva

Na dnes vyráběných motorech se již dlouho nepoužívá karburátorový systém, který se ukázal být zcela nahrazen novějším a vylepšeným systémem vstřikování paliva. Je obvyklé nazývat vstřikování paliva systémem pro odměřovanou dodávku palivové kapaliny do válců motoru vozidla. Lze jej instalovat na benzínové i naftové motory, nicméně je jasné, že konstrukce a princip fungování se budou lišit. Při použití na benzínových motorech se při vstřikování objevuje homogenní směs vzduchu a paliva, která je nucena zapálit pod vlivem jiskry zapalovací svíčky.

U vznětového motoru je zde palivo vstřikováno pod velmi vysokým tlakem a potřebná část paliva je smíchána s horkým vzduchem a téměř okamžitě se vznítí. Velikost podílu vstřikovaného paliva a zároveň celkový výkon motoru je dán vstřikovacím tlakem. Čím větší je tedy tlak, tím vyšší je výkon pohonné jednotky.

Dnes existuje poměrně značné množství druhové diverzity tohoto systému a mezi hlavní typy patří: systém s přímým vstřikováním, s mono vstřikováním, mechanické a distribuované systémy.

Princip činnosti systému přímého (přímého) vstřikování paliva spočívá v tom, že palivová kapalina je pomocí trysek přiváděna přímo do válců motoru (například jako dieselový motor). Poprvé bylo takové schéma použito ve vojenském letectví během druhé světové války a na některých vozech poválečného období (prvním byl Goliath GP700). Tehdejší systém přímého vstřikování si však nezískal patřičnou oblibu, důvodem byla drahá vysokotlaká palivová čerpadla nutná k provozu a původní hlava válců.

V důsledku toho se inženýrům nepodařilo ze systému dosáhnout pracovní přesnosti a spolehlivosti. Teprve na počátku 90. let dvacátého století se díky zpřísnění ekologických norem začal opět zvyšovat zájem o přímé vstřikování. Mezi první společnosti, které zahájily výrobu takových motorů, byly Mitsubishi, Mercedes-Benz, Peugeot-Citroen, Volkswagen, BMW.

Obecně by se přímé vstřikování dalo nazvat vrcholem evoluce pohonných systémů, nebýt jednoho... Takové motory jsou velmi náročné na kvalitu paliva a při použití chudých směsí navíc silně vypouštějí oxidy dusíku, které musí být řešeno zkomplikováním konstrukce motoru.

Jednobodové vstřikování (také nazývané „mono-vstřik“ nebo „centrální vstřikování“) – je systém, který se začal používat v 80. letech dvacátého století jako alternativa ke karburátoru, zejména proto, že principy jejich fungování jsou velmi podobné: proudy vzduchu se mísí s palivovou kapalinou během sacího potrubí, ale tryska přišla nahradit složité a citlivé na nastavení karburátoru. Samozřejmě, že v počáteční fázi vývoje systému neexistovala vůbec žádná elektronika a mechanická zařízení ovládala dodávku benzínu. Přes některé nedostatky však použití vstřikování stále poskytovalo motoru mnohem vyšší výkon a výrazně vyšší účinnost paliva.

A to vše díky stejné trysce, která umožnila mnohem přesněji dávkovat palivovou kapalinu a rozprašovat ji na malé částice. V důsledku smíchání se vzduchem byla získána homogenní směs a když se změnily jízdní podmínky vozu a provozní režim motoru, změnilo se téměř okamžitě jeho složení. Nutno uznat, že to nebylo bez stinných stránek. Například protože ve většině případů byla tryska instalována v těle bývalého karburátoru a objemné senzory ztěžovaly „motoru dýchat“, proud vzduchu vstupující do válce narazil na vážný odpor. Po teoretické stránce by se taková nevýhoda dala snadno odstranit, ale se stávajícím špatným rozložením palivové směsi tehdy nikdo nic neudělal. To je pravděpodobně důvod, proč je v naší době jednobodová injekce tak vzácná.

Mechanický vstřikovací systém se objevil koncem 30. let 20. století, kdy se začal používat v systémech dodávky paliva letadel. Představil se v podobě systému vstřikování benzínu dieselového původu, využívajícího vysokotlaká palivová čerpadla a uzavřené trysky pro každý jednotlivý válec. Když se je pokusili nainstalovat na auto, ukázalo se, že nemohou odolat konkurenci karburátorových mechanismů, a to kvůli značné složitosti a vysoké ceně konstrukce.

Poprvé byl systém nízkotlakého vstřikování namontován na vůz MERSEDES v roce 1949 a okamžitě svým výkonem překonal palivový systém karburátorového typu. Tato skutečnost dala podnět k dalšímu rozvoji myšlenky vstřikování benzínu pro vozy vybavené spalovacím motorem. Z hlediska cenové politiky a spolehlivosti v provozu byl v tomto ohledu nejúspěšnější mechanický systém „K-Jetronic“ firmy BOSCH. Jeho sériová výroba byla zahájena již v roce 1951 a téměř okamžitě se rozšířil téměř u všech značek evropských výrobců automobilů.

Vícebodová (distribuovaná) verze systému vstřikování paliva se liší od předchozích v přítomnosti samostatné trysky, která byla instalována ve vstupním potrubí každého jednotlivého válce. Jeho úkolem je přivádět palivo přímo do sacího ventilu, což znamená přípravu palivové směsi těsně před vstupem do spalovacího prostoru. Přirozeně za takových podmínek bude mít jednotné složení a přibližně stejnou kvalitu v každém z válců. V důsledku toho se výrazně zvyšuje výkon motoru, jeho spotřeba paliva a také se snižuje úroveň toxicity výfukových plynů.

Na cestě k vývoji systému distribuovaného vstřikování paliva se občas vyskytly určité potíže, ale stále se zlepšoval. Zpočátku byl také řízen mechanicky, stejně jako předchozí verze, ale rychlý vývoj elektroniky jej nejen zefektivnil, ale také mu dal šanci na koordinaci se zbytkem konstrukčních komponent motoru. Ukázalo se tedy, že moderní motor je schopen signalizovat řidiči poruchu, v případě potřeby samostatně přepnout do nouzového provozního režimu nebo s podporou bezpečnostních systémů opravit jednotlivé chyby v ovládání. To vše ale systém provádí pomocí určitých senzorů, které jsou určeny k zaznamenávání sebemenších změn v činnosti té či oné jeho části. Zvažme ty hlavní.

2. Senzory systému vstřikování paliva

Snímače systému vstřikování paliva jsou navrženy tak, aby zachycovaly a přenášely informace z akčních členů do řídicí jednotky motoru a naopak. Patří sem následující zařízení:

Jeho citlivý prvek je umístěn v proudu výfukových (výfukových) plynů a při dosažení provozní teploty 360 stupňů Celsia začne čidlo generovat vlastní EMF, které je přímo úměrné množství kyslíku ve výfukových plynech. Z praktického hlediska, když je zpětnovazební smyčka uzavřena, signál lambda sondy je rychle se měnící napětí mezi 50 a 900 milivolty. Možnost změny napětí je způsobena neustálou změnou složení směsi v blízkosti stechiometrického bodu a samotný snímač není vhodný pro generování střídavého napětí.

V závislosti na napájení se rozlišují dva typy snímačů: s pulzním a konstantním napájením topného tělesa. V pulzní verzi je lambda sonda vyhřívána elektronickou řídicí jednotkou. Pokud se nezahřeje, bude mít vysoký vnitřní odpor, který mu nedovolí generovat vlastní EMF, což znamená, že řídicí jednotka „vidí“ pouze stanovené stabilní referenční napětí. Během zahřívání snímače klesá jeho vnitřní odpor a začíná proces generování vlastního napětí, které se okamžitě dozví ECU. Pro řídící jednotku je to signál připravenosti k použití za účelem úpravy složení směsi.

Používá se k získání odhadu množství vzduchu, které vstupuje do motoru automobilu. Je součástí elektronického řídicího systému motoru. Toto zařízení lze použít společně s některými dalšími senzory, jako je senzor teploty vzduchu a senzor atmosférického tlaku, které korigují jeho hodnoty.

Snímač průtoku vzduchu se skládá ze dvou platinových vláken vyhřívaných elektrickým proudem. Jedním závitem prochází vzduch (tímto způsobem chlazení) a druhým je ovládací prvek. Pomocí prvního platinového závitu se vypočítá množství vzduchu, které vstoupilo do motoru.

Na základě informací přijatých ze snímače průtoku vzduchu ECU vypočítá požadované množství paliva potřebné k udržení stechiometrického poměru vzduchu a paliva v daných provozních režimech motoru. Kromě toho elektronická jednotka používá přijaté informace k určení bodu režimu motoru. K dnešnímu dni existuje několik různých typů senzorů odpovědných za průtok vzduchu: například ultrazvukové, lopatkové (mechanické), horké dráty atd.

Snímač teploty chladicí kapaliny (DTOZH). Má tvar termistoru, tedy odporu, ve kterém se elektrický odpor může měnit v závislosti na indikátorech teploty. Termistor je umístěn uvnitř snímače a vyjadřuje záporný součinitel odporu teplotních indikátorů (při zahřívání odporová síla klesá).

V souladu s tím je při vysoké teplotě chladicí kapaliny pozorován nízký odpor snímače (přibližně 70 ohmů při 130 stupních Celsia) a při nízké teplotě je vysoký (přibližně 100 800 ohmů při -40 stupních Celsia). Stejně jako většina ostatních snímačů ani toto zařízení nezaručuje přesné výsledky, což znamená, že lze hovořit pouze o závislosti odporu snímače teploty chladicí kapaliny na indikátorech teploty. Obecně platí, že ačkoli se popsané zařízení prakticky nerozbije, někdy se vážně „mýlí“.

. Je namontován na škrticí trubce a připojen k ose samotného tlumiče. Je prezentován ve formě potenciometru se třemi konci: jeden je napájen kladným napájením (5V) a druhý je připojen k zemi. Třetí pin (z posuvníku) posílá výstupní signál do ovladače. Při otočení plynu při sešlápnutí pedálu se změní výstupní napětí snímače. Pokud je škrticí klapka v zavřeném stavu, je tedy nižší než 0,7 V, a když se klapka začne otevírat, napětí vzroste a v plně otevřené poloze by mělo být více než 4 V. Podle výstupního napětí senzor, regulátor v závislosti na úhlu otevření škrticí klapky provádí korekci paliva.

Vzhledem k tomu, že regulátor sám určuje minimální napětí zařízení a bere ho jako nulovou hodnotu, není nutné tento mechanismus upravovat. Podle některých motoristů je snímač polohy škrticí klapky (pokud je vyroben v tuzemsku) nejspolehlivějším prvkem systému, který vyžaduje pravidelnou výměnu (často po 20 kilometrech). Všechno by bylo v pořádku, ale není tak snadné provést výměnu, zvláště když s sebou nemáte vysoce kvalitní nástroj. Je to všechno o upevnění: je nepravděpodobné, že by se spodní šroub odšrouboval běžným šroubovákem, a pokud ano, je to poměrně obtížné.

Šrouby jsou navíc při dotahování z výroby „zasazeny“ na tmel, který „těsní“ natolik, že se krytka při odšroubování často ulomí. V tomto případě se doporučuje úplně demontovat celou sestavu škrticí klapky a v nejhorším případě ji budete muset vybrat násilím, ale pouze pokud jste si zcela jisti, že není v provozuschopném stavu.

. Slouží k přenosu signálu do regulátoru o rychlosti a poloze klikového hřídele. Takový signál je série opakovaných elektrických napěťových impulzů, které jsou generovány snímačem během otáčení klikového hřídele. Na základě přijatých dat může ovladač ovládat vstřikovače a zapalovací systém. Snímač polohy klikového hřídele je namontován na krytu olejového čerpadla, ve vzdálenosti jednoho milimetru (+0,4 mm) od řemenice klikového hřídele (má 58 zubů uspořádaných do kruhu).

Pro umožnění generování „synchronizačního impulsu“ chybí dva zuby řemenice, ve skutečnosti jich je 56. Zuby kotouče při otáčení mění magnetické pole snímače a tím vytvářejí impuls Napětí. Na základě povahy pulzního signálu přicházejícího ze snímače může regulátor určit polohu a rychlost klikového hřídele, což umožňuje vypočítat okamžik činnosti zapalovacího modulu a vstřikovačů.

Snímač polohy klikové hřídele je ze všech zde uvedených nejdůležitější a v případě poruchy mechanismu nebude fungovat motor auta. Snímač rychlosti. Princip činnosti tohoto zařízení je založen na Hallově jevu. Podstatou jeho práce je přenos napěťových impulsů do regulátoru, s frekvencí přímo úměrnou rychlosti otáčení hnacích kol vozidla. Na základě konektorů bloku svazků mohou mít všechny snímače rychlosti určité rozdíly. Takže například v systémech Bosch se používá konektor čtvercového tvaru a kulatý konektor odpovídá systémům 4. ledna a GM.

Na základě odchozích signálů snímače rychlosti může řídicí systém určit prahové hodnoty pro přerušení dodávky paliva a také nastavit elektronické rychlostní limity vozidla (k dispozici v nových systémech).

Snímač polohy vačkového hřídele(nebo jak tomu také říkám "fázový snímač") je zařízení určené k určení úhlu vačkového hřídele a předání příslušných informací do elektronické řídicí jednotky vozidla. Poté může regulátor na základě přijatých dat ovládat zapalovací systém a přívod paliva do každého jednotlivého válce, což ve skutečnosti dělá.

Snímač klepání slouží k hledání detonačních výbojů ve spalovacím motoru. Z konstrukčního hlediska se jedná o piezokeramickou desku uzavřenou v pouzdře, umístěnou na bloku válců. V dnešní době existují dva typy snímačů klepání – rezonanční a modernější širokopásmové. U rezonančních modelů se primární filtrování spektra signálu provádí uvnitř samotného zařízení a přímo závisí na jeho konstrukci. Proto se na různých typech motoru používají různé modely snímačů klepání, které se od sebe liší rezonanční frekvencí. Širokopásmový pohled na snímače má plochou charakteristiku v rozsahu detonačního šumu a signál je filtrován elektronickou řídicí jednotkou. Dnes se rezonanční snímače klepání již neinstalují na sériové modely aut.

Senzor absolutního tlaku. Poskytuje sledování změn barometrického tlaku, ke kterým dochází v důsledku změn barometrického tlaku a/nebo změn nadmořské výšky. Barometrický tlak lze měřit při zapnutém zapalování, než se motor roztáčí. Pomocí elektronické řídící jednotky je možné „aktualizovat“ údaje o barometrickém tlaku při běžícím motoru, kdy je při nízkých otáčkách motoru téměř zcela otevřená škrticí klapka.

Také pomocí snímače absolutního tlaku je možné měřit změnu tlaku v sacím potrubí. Změny tlaku jsou způsobeny změnami zatížení motoru a otáček klikového hřídele. Snímač absolutního tlaku je převádí na výstupní signál s určitým napětím. Když je škrticí klapka v zavřené poloze, výstupní signál absolutního tlaku je relativně nízké napětí, zatímco široce otevřená škrticí klapka je vysoké napětí. Vzhled vysokého výstupního napětí je vysvětlen korespondencí mezi atmosférickým tlakem a tlakem uvnitř sacího potrubí při plném plynu. Vnitřní tlak v potrubí vypočítává elektronická řídicí jednotka na základě signálu čidla. Pokud se ukázalo, že je vysoký, je zapotřebí zvýšený přívod palivové kapaliny, a pokud je tlak nízký, pak naopak - snížený.

(ECU). Nejedná se sice o snímač, ale vzhledem k tomu, že přímo souvisí s provozem popisovaných zařízení, považovali jsme za nutné jej do tohoto seznamu zařadit. ECU je „myšlenková nádrž“ systému vstřikování paliva, která neustále zpracovává informační data přijímaná z různých senzorů a na jejich základě řídí výstupní obvody (elektronické zapalovací systémy, vstřikovače, regulátor volnoběžných otáček, různá relé). Řídicí jednotka je vybavena vestavěným diagnostickým systémem schopným rozpoznat poruchy v systému a pomocí kontrolky „CHECK ENGINE“ na ně upozornit řidiče. A co víc, do paměti ukládá diagnostické kódy, které označují konkrétní oblasti selhání, což výrazně usnadňuje provádění oprav.

ECU obsahuje tři typy paměti: programovatelná paměť pouze pro čtení (RAM a PROM), paměť s náhodným přístupem (RAM nebo RAM) a elektricky programovatelná paměť (EPROM nebo EEPROM). RAM je využívána mikroprocesorem jednotky pro dočasné ukládání výsledků měření, výpočtů a mezilehlých dat. Tento typ paměti závisí na dodávce energie, což znamená, že pro ukládání informací vyžaduje konstantní a stabilní napájení. V případě výpadku napájení jsou všechny diagnostické chybové kódy a výpočtové informace uložené v paměti RAM okamžitě vymazány.

V paměti EPROM je uložen obecný operační program, který obsahuje sekvenci nezbytných příkazů a různé kalibrační informace. Na rozdíl od předchozí verze není tento typ paměti volatilní. EPROM se používá k dočasnému uložení hesel imobilizéru (systém ochrany proti krádeži vozidla). Poté, co ovladač obdrží tyto kódy z řídicí jednotky imobilizéru (pokud existuje), jsou porovnány s těmi, které jsou již uloženy v EEPROM, a poté je přijato rozhodnutí o povolení nebo zákazu nastartování motoru.

3. Akční členy vstřikovacího systému

Akční členy systému vstřikování paliva jsou prezentovány ve formě trysky, benzínového čerpadla, zapalovacího modulu, regulátoru volnoběžných otáček, chladicího ventilátoru, signálu spotřeby paliva a adsorbéru. Zvažme každý z nich podrobněji. Tryska. Funguje jako solenoidový ventil s normalizovanou kapacitou. Slouží ke vstřikování určitého množství paliva vypočítaného pro konkrétní provozní režim.

Benzínové čerpadlo. Slouží k přenosu paliva do palivové lišty, jejíž tlak je udržován vakuově-mechanickým regulátorem tlaku. V některých variantách systému jej lze kombinovat s benzínovým čerpadlem.

zapalovací modul je elektronické zařízení určené k řízení procesu jiskření. Skládá se ze dvou nezávislých kanálů pro zapalování směsi ve válcích motoru. V nejnovějších upravených verzích zařízení jsou jeho nízkonapěťové prvky definovány v počítači a pro získání vysokého napětí se používá buď dvoukanálová cívka dálkového zapalování, nebo ty cívky, které jsou umístěny přímo na svíčce sám.

Regulátor volnoběhu. Jeho úkolem je udržovat nastavenou rychlost v klidovém režimu. Regulátor je prezentován ve formě krokového motoru, který ovládá obtokový kanál vzduchu v tělese škrticí klapky. To poskytuje motoru proud vzduchu, který potřebuje k běhu, zvláště když je škrticí klapka uzavřena. Ventilátor chladicího systému, jak již název napovídá, neumožňuje přehřátí dílů. Řízeno ECU, která reaguje na signály snímače teploty chladicí kapaliny. Rozdíl mezi polohami zapnuto a vypnuto je zpravidla 4-5°C.

Signál spotřeby paliva- vstupuje do palubního počítače v poměru 16 000 impulsů na 1 vypočtený litr spotřebovaného paliva. Jsou to samozřejmě pouze přibližné údaje, protože se počítají na základě celkového času stráveného otevíráním trysek. Navíc je brán v úvahu určitý empirický koeficient, který je potřeba pro kompenzaci předpokladu při měření chyby. Nepřesnosti ve výpočtech jsou způsobeny provozem vstřikovačů v nelineární části rozsahu, nesynchronním výdejem paliva a některými dalšími faktory.

Adsorbér. Existuje jako prvek uzavřeného okruhu při recirkulaci benzínových par. Normy Euro-2 vylučují možnost kontaktu mezi ventilací plynové nádrže a atmosférou a benzínové výpary musí být adsorbovány a odeslány k dodatečnému spalování během čištění.