سیستم های تزریق سوخت موتور سیستم های تزریق سوخت: تفاوت ها و اصول عملکرد روش های تزریق سوخت

در خودروهای بنزینی مدرن نیروگاه هااصل عملکرد سیستم قدرت مشابه آنچه در موتورهای دیزل استفاده می شود است. در این موتورها به دو بخش ورودی و تزریقی تقسیم می شود. اولی تامین هوا را فراهم می کند و دومی - سوخت. اما به دلیل سازنده و ویژگی های عملیاتیعملکرد تزریق به طور قابل توجهی با عملکرد مورد استفاده در موتورهای دیزل متفاوت است.

توجه داشته باشید که تفاوت در سیستم های تزریق موتورهای دیزلی و بنزینی به طور فزاینده ای پاک می شود. برای گرفتن بهترین کیفیت هاطراحان راه حل های طراحی را قرض می گیرند و آنها را به کار می برند انواع متفاوتسیستم های قدرت.

طراحی و اصل عملکرد سیستم تزریق تزریق

نام دوم سیستم های تزریق در موتورهای بنزینی، تزریق است. ویژگی اصلی آن دوز دقیق سوخت است. این امر با استفاده از نازل در طراحی به دست می آید. دستگاه تزریق تزریقیموتور شامل دو جزء - اجرایی و کنترل است.

وظیفه قسمت اجرایی تامین بنزین و سمپاشی است. این شامل بسیاری از اجزا نیست:

1. پمپ (برقی).
2. عنصر فیلتر ( تمیز کردن خوب).
3. خطوط سوخت
4. سطح شیب دار.
5. انژکتورها

اما اینها فقط اجزای اصلی هستند. جزء اجرایی ممکن است شامل تعدادی از اجزا و قطعات اضافی باشد - یک تنظیم کننده فشار، یک سیستم تخلیه بنزین اضافی، یک جاذب.

وظیفه این عناصر تهیه سوخت و اطمینان از جریان آن به انژکتورهایی است که برای تزریق آنها استفاده می شود.

اصل عملکرد جزء اجرایی ساده است. هنگامی که کلید احتراق را می چرخانید (در برخی از مدل ها - هنگام باز کردن درب راننده) روشن پمپ برقی، که بنزین را پمپ می کند و عناصر باقی مانده را با آن پر می کند. سوخت تمیز می شود و از طریق خطوط سوخت به یک سطح شیب دار که انژکتورها را به هم متصل می کند جریان می یابد. با توجه به پمپ، سوخت در کل سیستم تحت فشار است. اما ارزش آن کمتر از موتورهای دیزلی است.

باز شدن انژکتورها به دلیل تکانه های الکتریکی تامین شده از قسمت کنترل انجام می شود. این جزء سیستم تزریق سوخت شامل یک واحد کنترل و مجموعه کاملی از دستگاه های ردیابی - سنسورها است.

این سنسورها نشانگرها و پارامترهای عملیاتی - سرعت چرخش میل لنگ، مقدار هوای عرضه شده، دمای مایع خنک کننده، موقعیت دریچه گاز را کنترل می کنند. قرائت ها به واحد کنترل (ECU) ارسال می شود. او این اطلاعات را با داده های ذخیره شده در حافظه مقایسه می کند و بر اساس آن طول پالس های الکتریکی عرضه شده به انژکتورها تعیین می شود.

الکترونیک مورد استفاده در بخش کنترل سیستم تزریق سوخت برای محاسبه زمان باز شدن انژکتور در یک حالت عملکرد خاص واحد قدرت مورد نیاز است.

انواع انژکتور

اما توجه داشته باشید که این طراحی کلیسیستم های تامین موتور بنزینی اما چندین انژکتور ساخته شده است و هر کدام از آنها ویژگی های طراحی و عملکرد خاص خود را دارند.

سیستم های تزریق موتور در خودروها استفاده می شود:

• مرکزی؛
• توزیع شده؛
• مستقیم.

تزریق مرکزی اولین انژکتور در نظر گرفته می شود. ویژگی آن استفاده از تنها یک انژکتور است که برای همه سیلندرها به طور همزمان بنزین را به منیفولد ورودی تزریق می کند. در ابتدا مکانیکی بود و در طراحی آن از وسایل الکترونیکی استفاده نشده بود. اگر طراحی انژکتور مکانیکی را در نظر بگیریم شبیه سیستم کاربراتوری است با این تفاوت که به جای کاربراتور یک نازل با درایو مکانیکی. با گذشت زمان، خوراک مرکزی الکترونیکی شد.

در حال حاضر این نوع به دلیل تعدادی از معایب مورد استفاده قرار نمی گیرد که اصلی ترین آنها توزیع نابرابر سوخت بین سیلندرها است.

تزریق توزیع شده در این لحظهرایج ترین سیستم است. طراحی این نوع انژکتور در بالا توضیح داده شده است. ویژگی آن این است که هر سیلندر انژکتور سوخت مخصوص به خود را دارد.

در این نوع طراحی، انژکتورها در منیفولد ورودی نصب می شوند و در کنار سرسیلندر قرار می گیرند. توزیع سوخت بین سیلندرها امکان اطمینان از دوز دقیق بنزین را فراهم می کند.

تزریق مستقیم در حال حاضر پیشرفته ترین نوع عرضه بنزین است. در دو نوع قبلی، بنزین به جریان هوای عبوری عرضه شد و تشکیل مخلوط در منیفولد ورودی شروع شد. طراحی همان انژکتور از سیستم تزریق دیزل کپی می کند.

در یک انژکتور تغذیه مستقیم، نازل های نازل در محفظه احتراق قرار دارند. در نتیجه اجزای مخلوط هوا و سوخت به طور جداگانه به داخل سیلندرها پرتاب می شوند و در خود محفظه مخلوط می شوند.

ویژگی این انژکتور این است که برای تزریق بنزین به فشار سوخت بالا نیاز است. و ایجاد آن توسط یک واحد دیگر اضافه شده به دستگاه قسمت اجرایی - یک پمپ فشار بالا - تضمین می شود.

سیستم های قدرت موتور دیزل

و سیستم های دیزل در حال مدرنیزه شدن هستند. اگر قبلاً مکانیکی بود ، اکنون موتورهای دیزل به کنترل الکترونیکی مجهز شده اند. از حسگرها و واحد کنترل مشابه موتور بنزینی استفاده می کند.

در حال حاضر سه نوع تزریق دیزل در خودروها استفاده می شود:

1. دارای پمپ تزریق توزیع
2. راه آهن مشترک.
3. انژکتور پمپ.

همانطور که در موتورهای بنزینی، طراحی تزریق دیزلاز بخش های اجرایی و مدیریتی تشکیل شده است.

بسیاری از عناصر بخش اجرایی همانند انژکتورها هستند - مخزن، خطوط سوخت، عناصر فیلتر. اما قطعاتی نیز وجود دارد که در موتورهای بنزینی یافت نمی شوند - پمپ پرایمینگ سوخت، پمپ تزریق، خطوط انتقال سوخت تحت فشار بالا.

در سیستم های مکانیکی موتورهای دیزلی از پمپ های تزریق درون خطی استفاده می شد که در آنها فشار سوخت برای هر انژکتور توسط جفت پیستون جداگانه خود ایجاد می شد. این پمپ ها متفاوت بودند قابلیت اطمینان بالا، اما دست و پا گیر بودند. زمان تزریق و مقدار سوخت دیزل تزریق شده توسط یک پمپ تنظیم می شد.

در موتورهای مجهز به پمپ تزریق توزیع، طراحی پمپ تنها از یک جفت پیستون استفاده می کند که سوخت را به انژکتورها پمپ می کند. این دستگاه از نظر اندازه جمع و جور است، اما عمر مفید آن کمتر از واحدهای درون خطی است. این سیستم فقط بر روی خودروهای سواری استفاده می شود.

Common Rail یکی از کارآمدترین سیستم های تزریق موتور دیزل در نظر گرفته می شود. مفهوم کلی آن تا حد زیادی از یک انژکتور خوراک جداگانه قرض گرفته شده است.

در چنین موتور دیزلی، لحظه شروع عرضه و مقدار سوخت توسط قطعه الکترونیکی "مدیریت" می شود. وظیفه پمپ فشار قوی فقط پمپاژ سوخت گازوئیل و ایجاد فشار بالا است. علاوه بر این، سوخت دیزل مستقیماً به انژکتورها عرضه نمی شود، بلکه در یک سطح شیب دار که انژکتورها را به هم متصل می کند، عرضه می شود.

انژکتور پمپی یکی دیگر از انواع تزریق دیزل است. در این طرح پمپ تزریق سوخت وجود ندارد و جفت پیستون، ایجاد فشار سوخت گازوئیل، وارد دستگاه انژکتور می شود. این راه حل سازندهبه شما این امکان را می دهد که بیشترین ایجاد را داشته باشید ارزش های بالافشار سوخت در میان انواع تزریق موجود در واحدهای دیزل.

در انتها متذکر می شویم که اطلاعات مربوط به انواع تزریق موتور در اینجا به طور کلی ارائه شده است. برای درک طراحی و ویژگی های این انواع، آنها به طور جداگانه در نظر گرفته می شوند.

ویدئو: کنترل سیستم تزریق سوخت

سیستم تزریق سوخت برای دوز کردن سوخت به موتور استفاده می شود. احتراق داخلیدر یک نقطه زمانی کاملاً تعریف شده قدرت، کارایی و کلاس محیطی موتور خودرو به ویژگی های این سیستم بستگی دارد. سیستم‌های تزریق می‌توانند طرح‌ها و طرح‌های مختلفی داشته باشند که کارایی و دامنه کاربرد آن‌ها را مشخص می‌کند.

تاریخچه مختصری از ظهور

سیستم تزریق سوخت در دهه 70 به عنوان پاسخی به افزایش سطح انتشار آلاینده ها در جو شروع به معرفی فعال کرد. این موتور از صنعت هواپیما به عاریت گرفته شده بود و از نظر زیست محیطی جایگزین ایمن تر برای موتور کاربراتوری بود. دومی مجهز به سیستم تامین سوخت مکانیکی بود که در آن سوخت به دلیل اختلاف فشار وارد محفظه احتراق می شد.

اولین سیستم تزریق تقریباً کاملاً مکانیکی بود و با راندمان پایین مشخص می شد. دلیل این بود سطح ناکافی پیشرفت فنی، که نتوانست به طور کامل از پتانسیل های او استفاده کند. وضعیت در اواخر دهه 90 با توسعه سیستم های الکترونیکی کنترل موتور تغییر کرد. واحد کنترل الکترونیکی شروع به کنترل مقدار سوخت تزریق شده به سیلندرها و درصد اجزای مخلوط هوا و سوخت کرد.

انواع سیستم های تزریق برای موتورهای بنزینی

چندین نوع اصلی از سیستم های تزریق سوخت وجود دارد که در نحوه تشکیل مخلوط هوا و سوخت متفاوت است.

تزریق تک یا تزریق مرکزی

طرح عملکرد سیستم تک تزریق

طرح تزریق مرکزی یک انژکتور را ارائه می دهد که در منیفولد ورودی قرار دارد. چنین سیستم های تزریقی را فقط در خودروهای سواری قدیمی می توان یافت. از عناصر زیر تشکیل شده است:

• تنظیم کننده فشار - فشار کاری ثابت 0.1 مگاپاسکال را فراهم می کند و از وقوع آن جلوگیری می کند گیرهای هوادر سیستم سوخت رسانی
• نازل تزریق - بنزین را به منیفولد ورودی موتور می زند.
• دریچه گاز - حجم هوای عرضه شده را تنظیم می کند. ممکن است درایو مکانیکی یا الکتریکی داشته باشد.
• واحد کنترل - شامل یک ریزپردازنده و یک واحد حافظه است که حاوی داده های مرجع برای ویژگی های تزریق سوخت است.
• سنسورهای موقعیت میل لنگ موتور، موقعیت دریچه گاز، دما و غیره

سیستم های تزریق بنزین با یک انژکتور طبق طرح زیر عمل می کنند:

• موتور در حال کار است.
• سنسورها اطلاعات مربوط به وضعیت سیستم را خوانده و به واحد کنترل منتقل می کنند.
• داده های به دست آمده با مشخصه مرجعو بر اساس این اطلاعات واحد کنترل لحظه و مدت باز شدن نازل را محاسبه می کند.
• سیگنالی برای باز کردن انژکتور به سیم پیچ الکترومغناطیسی ارسال می شود که منجر به تامین سوخت به منیفولد ورودی می شود و در آنجا با هوا مخلوط می شود.
• مخلوطی از سوخت و هوا به سیلندرها عرضه می شود.

تزریق چند پورت (MPI)

یک سیستم تزریق پراکنده از عناصر مشابه تشکیل شده است، اما در این طرح برای هر سیلندر انژکتورهای جداگانه ای وجود دارد که می توانند به طور همزمان، جفت یا یکی در یک زمان باز شوند. اختلاط هوا و بنزین در منیفولد ورودی نیز اتفاق می‌افتد، اما برخلاف تزریق تکی، سوخت فقط به مجرای ورودی سیلندرهای مربوطه عرضه می‌شود.

نمودار عملکرد یک سیستم با تزریق توزیع شده

کنترل به صورت الکترونیکی (KE-Jetronic، L-Jetronic) انجام می شود. اینها سیستم های تزریق سوخت جهانی بوش هستند که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند.

اصل عملیات تزریق توزیع شده:

• هوا به موتور می رسد.
• با استفاده از تعدادی سنسور، حجم هوا، دمای آن، سرعت چرخش میل لنگ و همچنین پارامترهای موقعیت دریچه گاز تعیین می شود.
• بر اساس داده های دریافتی، واحد کنترل الکترونیکی حجم سوختی را که برای مقدار هوای عرضه شده بهینه است، تعیین می کند.
• یک سیگنال داده می شود و انژکتورهای مربوطه برای مدت زمان مورد نیاز باز می شوند.

تزریق مستقیم سوخت (GDI)

این سیستم تامین بنزین را از طریق انژکتورهای جداگانه به طور مستقیم به محفظه های احتراق هر سیلندر تحت فشار بالا فراهم می کند، جایی که هوا به طور همزمان تامین می شود. این سیستم تزریق دقیق ترین غلظت مخلوط هوا و سوخت را بدون توجه به حالت کار موتور فراهم می کند. در این حالت، مخلوط تقریباً به طور کامل می سوزد و در نتیجه حجم انتشارات مضر در جو را کاهش می دهد.

نمودار عملکرد سیستم تزریق مستقیم

این سیستم انژکتوری در طراحی پیچیده و حساس به کیفیت سوخت است که ساخت و کارکرد آن را گران می کند. از آنجایی که انژکتورها تحت شرایط تهاجمی تر عمل می کنند، برای عملکرد صحیحچنین سیستمی به فشار سوخت بالا نیاز دارد که باید حداقل 5 مگاپاسکال باشد.

از نظر ساختاری، سیستم تزریق مستقیم شامل موارد زیر است:

• پمپ سوخت فشار قوی.
• کنترل فشار سوخت
• ریل سوخت.
• سوپاپ ایمنی (بر روی ریل سوخت نصب شده تا از عناصر سیستم در برابر افزایش فشار بیشتر محافظت کند سطح مجاز).
• سنسور فشار بالا
• انژکتورها

سیستم تزریق الکترونیکی از این نوع از بوش MED-Motronic نامیده می شود. اصل عملکرد آن به نوع تشکیل مخلوط بستگی دارد:

• لایه به لایه - در دورهای پایین و متوسط ​​موتور اجرا می شود. هوا با سرعت بالا به محفظه احتراق می رسد. سوخت به سمت شمع تزریق می شود و با مخلوط شدن با هوا در طول مسیر، مشتعل می شود.
• استوکیومتری. هنگامی که پدال گاز را فشار می دهید، دریچه گاز باز می شود و سوخت همزمان با جریان هوا تزریق می شود و پس از آن مخلوط مشتعل شده و کاملا می سوزد.
• همگن. حرکت شدید هوا در سیلندرها تحریک می شود، در حالی که بنزین در طول ضربه ورودی تزریق می شود.

تزریق مستقیم سوخت در موتورهای بنزینی امیدوارکننده ترین جهت در تکامل سیستم های تزریق است. اولین بار در سال 1996 بر روی خودروهای سواری میتسوبیشی گالانت اجرا شد و امروزه اکثر خودروسازان بزرگ آن را روی خودروهای خود نصب می کنند.

اولین سیستم های تزریق مکانیکی بودند (شکل 2.61) تا الکترونیکی، و برخی از آنها (مانند سیستم با راندمان بالا BOSCH) بسیار مبتکرانه بودند و به خوبی کار می کردند. برای اولین بار، یک سیستم تزریق سوخت مکانیکی توسط دایملر بنز توسعه یافت و اولین بار ماشین تولیدیبا تزریق بنزین در سال 1954 عرضه شد. مزایای اصلی سیستم تزریق در مقایسه با سیستم های کاربراتوری به شرح زیر است:

عدم وجود مقاومت اضافی در برابر جریان هوا در ورودی که در کاربراتور اتفاق می افتد، که افزایش پر شدن سیلندر و قدرت موتور لیتری را تضمین می کند.

توزیع دقیق سوخت به سیلندرهای جداگانه؛

درجه قابل توجهی بالاتر از بهینه سازی ترکیب مخلوط قابل احتراق در تمام حالت های عملکرد موتور، با در نظر گرفتن شرایط آن، که منجر به بهبود مصرف سوخت و کاهش سمیت گازهای خروجی می شود.

اگرچه در پایان مشخص شد که بهتر است از الکترونیک برای این منظور استفاده شود که این امر باعث می شود سیستم فشرده تر، قابل اعتمادتر و سازگارتر با نیازها باشد. موتورهای مختلف. برخی از اولین سیستم ها تزریق الکترونیکیکاربراتوری بود که تمام سیستم‌های سوخت «غیرفعال» از آن حذف شد و یک یا دو انژکتور نصب شد. چنین سیستم هایی "تزریق مرکزی (تک نقطه ای)" نامیده می شوند (شکل 2.62 و 2.64).

برنج. 2.62. واحد تزریق مرکزی (تک نقطه ای).

برنج. 2.64. نمودار سیستم تزریق سوخت مرکزی: 1 - تامین سوخت.

برنج. 2.63. واحد کنترل الکترونیکی 2 - تامین هوا؛ 3 - دریچه گاز برای موتور چهار سیلندر. 4 - خط لوله ورودی; Valvetronic BMW 5 - انژکتور; 6 - موتور

در حال حاضر، سیستم های تزریق الکترونیکی توزیع شده (چند نقطه ای) گسترده ترین هستند. لازم است در مورد مطالعه این سیستم های قدرت با جزئیات بیشتر صحبت کنیم.

سیستم برق با پاشش بنزین توزیع شده الکترونیکی (موترونیک نوع)

در سیستم تزریق مرکزی، مخلوط تامین و بین سیلندرهای داخل منیفولد ورودی توزیع می شود (شکل 2.64).

مدرن ترین سیستم تزریق سوخت چند نقطه ای با این واقعیت مشخص می شود که دستگاه مصرفهر سیلندر مجهز به یک انژکتور جداگانه است که در یک لحظه معین مقداری از بنزین را به دریچه ورودی سیلندر مربوطه تزریق می کند. بنزین دریافت کرد

وارد سیلندر شده، تبخیر می شود و با هوا مخلوط می شود و مخلوطی قابل اشتعال تشکیل می دهد. موتورهایی با چنین سیستم های قدرتی بازده سوخت بهتری دارند و کاهش می یابد مواد مضردر گازهای خروجی در مقایسه با موتورهای کاربراتوری.

عملکرد انژکتورها توسط یک واحد کنترل الکترونیکی (ECU) کنترل می شود (شکل 2.63)، که یک کامپیوتر ویژه است که سیگنال های الکتریکی را از سیستم حسگر دریافت و پردازش می کند، قرائت آنها را با مقادیر مقایسه می کند.

در حافظه کامپیوتر ذخیره می شود و سیگنال های الکتریکی کنترلی را به شیرهای برقی انژکتور و سایر محرک ها ارائه می دهد. علاوه بر این، ECU دائماً تشخیص را انجام می دهد

برنج. 2.65. نمودار سیستم تزریق سوخت توزیع شده Motronic: 1 - تامین سوخت. 2 - ورودی هوا; 3 - دریچه گاز; 4 - لوله ورودی; 5 - نازل; 6 - موتور

سیستم پاشش سوخت در صورت بروز نقص در استفاده از آن به راننده هشدار می دهد چراغ هشداردر پانل ابزار نصب شده است. خطاهای جدی در حافظه واحد کنترل ثبت می شوند و می توان آنها را در طول عیب یابی خواند.

سیستم قدرت تزریق توزیع شده دارای اجزای زیر است:

سیستم تامین و تصفیه سوخت؛

سیستم تامین و تصفیه هوا؛

سیستم جذب و سوزاندن بخارات بنزین؛

قطعه الکترونیکی با مجموعه ای از سنسورها؛

سیستم اگزوز و پس سوز گاز اگزوز.

سیستم تامین سوختشامل یک مخزن سوخت، یک پمپ سوخت الکتریکی، یک فیلتر سوخت، خطوط لوله و یک ریل سوخت است که روی آن انژکتورها و یک تنظیم کننده فشار سوخت نصب شده است.

برنج. 2.66. پمپ سوخت الکتریکی شناور؛ الف - مصرف سوخت با پمپ؛ ب - ظاهر پمپ و قسمت پمپ یک پمپ سوخت از نوع دوار ج درایو الکتریکی; ج - دنده؛ g - غلتک؛ د - لایه ای؛ f - نمودار عملکرد بخش پمپاژ نوع روتور: 1 - مسکن. 2 - منطقه مکش; 3 - روتور؛ 4 - منطقه تزریق; 5- جهت چرخش

برنج. 2.67. ریل سوخت موتور پنج سیلندر با انژکتورهای نصب شده روی آن، تنظیم کننده فشار و اتصالات کنترل فشار

پمپ سوخت الکتریکی(معمولاً غلتکی) را می توان هم در داخل مخزن گاز (شکل 2.66) و هم در خارج نصب کرد. پمپ بنزین با استفاده از رله الکترومغناطیسی روشن می شود. بنزین توسط پمپ از باک مکیده شده و به طور همزمان موتور الکتریکی پمپ را شستشو و خنک می کند. در خروجی پمپ یک شیر چک وجود دارد که از خروج سوخت از خط فشار در هنگام خاموش شدن پمپ بنزین جلوگیری می کند. برای محدود کردن فشار از آن استفاده می شود دریچه اطمینان.

سوختی که از پمپ بنزین می آید، تحت فشار حداقل 280 کیلو پاسکال، از فیلتر ریز سوخت عبور کرده و وارد ریل سوخت می شود. این فیلتر دارای یک بدنه فلزی است که با یک عنصر فیلتر کاغذی پر شده است.

سطح شیب دار(شکل 2.67) یک ساختار توخالی است که نازل ها و یک تنظیم کننده فشار به آن متصل شده اند. سطح شیب دار به منیفولد ورودی موتور پیچ می شود. یک اتصالات نیز روی سطح شیب دار نصب شده است که برای کنترل فشار سوخت کار می کند. اتصالات با یک پلاگین پیچ بسته می شود تا از آلودگی جلوگیری شود.

نازل(شکل 2.68) دارای بدنه ای فلزی است که در داخل آن یک شیر الکترومغناطیسی متشکل از سیم پیچ الکتریکی، هسته فولادی، فنر و سوزن قطع کننده وجود دارد. در بالای نازل یک فیلتر توری کوچک وجود دارد که از نازل نازل (که دارای سوراخ های بسیار کوچک است) در برابر آلودگی محافظت می کند. حلقه های لاستیکی مهر و موم لازم را بین سطح شیب دار، نازل و صندلیدر منیفولد ورودی رفع نازل

روی سطح شیب دار با استفاده از یک گیره مخصوص انجام می شود. بدنه نازل دارای کنتاکت های الکتریکی برای اتصال است

برنج. 2.68. انژکتورهای الکترومغناطیسی برای موتور بنزینی: چپ - GM، راست - بوش

برنج. 2.69. کنترل فشار سوخت: 1 - بدن؛ 2 - پوشش; 3 - اتصال برای شیلنگ خلاء; 4 - غشاء؛ 5 - شیر؛ الف - حفره سوخت؛ ب - حفره خلاء

برنج. 2.70. لوله ورودی پلاستیکی با گیرنده و لوله دریچه گاز

اتصال کانکتور الکتریکی مقدار سوخت تزریق شده توسط انژکتور با تغییر طول پالس الکتریکی عرضه شده به کنتاکت های انژکتور تنظیم می شود.

تنظیم کننده ی فشارسوخت (شکل 2.69) بسته به خلاء در منیفولد ورودی برای تغییر فشار در سطح شیب دار عمل می کند. بدنه فولادی رگولاتور حاوی یک شیر سوزنی فنری است که به دیافراگم متصل است. دیافراگم از یک طرف تحت تأثیر فشار سوخت در ریل و از طرف دیگر تحت تأثیر خلاء منیفولد ورودی قرار می گیرد. با افزایش خلاء، هنگام بستن دریچه گاز، دریچه باز می شود، سوخت اضافی از طریق خط لوله تخلیه به مخزن تخلیه می شود و فشار در سطح شیب دار کاهش می یابد.

اخیراً سیستم های تزریقی ظاهر شده اند که تنظیم کننده فشار سوخت ندارند. به عنوان مثال، در یک رمپ موتور V8 ماشین نو Range Rover تنظیم کننده فشار ندارد و ترکیب مخلوط قابل احتراق فقط با عملکرد انژکتورهای دریافت سیگنال از واحد الکترونیکی تضمین می شود.

سیستم تامین و تصفیه هواشامل یک فیلتر هوا با یک عنصر فیلتر قابل تعویض، یک لوله دریچه گاز با یک دمپر و یک تنظیم کننده هوای غیرفعال، یک گیرنده و یک لوله اگزوز (شکل 2.70).

گیرندهباید حجم کافی زیادی داشته باشد تا ضربان های هوای ورودی به سیلندرهای موتور را صاف کند.

لوله دریچه گازبه گیرنده متصل می شود و برای تغییر میزان هوای ورودی به سیلندرهای موتور عمل می کند. مقدار هوا با استفاده از یک دریچه گاز تغییر می کند که با استفاده از یک درایو کابل از پدال گاز در محفظه چرخانده می شود. سنسور موقعیت دریچه گاز و کنترل سرعت دور آرام روی لوله دریچه گاز نصب شده است. لوله دریچه گاز دارای سوراخ هایی برای مکش خلاء است که توسط سیستم بازیابی بخار بنزین استفاده می شود.

اخیراً، طراحان سیستم های تزریق شروع به استفاده از درایو کنترل الکتریکی کرده اند، زمانی که هیچ اتصال مکانیکی بین پدال گاز و دریچه گاز وجود ندارد (شکل 2.71). در چنین طرح هایی، سنسورهای موقعیت روی پدال گاز نصب می شوند و دریچه گاز توسط یک موتور پله ای با گیربکس چرخانده می شود. موتور الکتریکی سوپاپ را بر اساس سیگنال های کامپیوتری که عملکرد موتور را کنترل می کند، می چرخاند. چنین طرح هایی نه تنها اجرای دقیق دستورات راننده را تضمین می کند، بلکه این فرصت را نیز دارد که بر عملکرد موتور، تصحیح خطاهای راننده، از طریق عملکرد سیستم های پایداری الکترونیکی خودرو و سایر سیستم های ایمنی الکترونیکی مدرن تأثیر بگذارد.

برنج. 2.71. دریچه گاز با برقبرنج. 2.72. سنسورهای القایی با درایو مثبت حرکت میل لنگ و توزیع و توانایی کنترل موتور بر اساس شیب را تضمین می کنند.

آب ها

سنسور موقعیت دریچه گازیک پتانسیومتر است که لغزنده آن به محور دریچه گاز متصل است. وقتی دریچه گاز را می چرخانید، مقاومت الکتریکی سنسور و ولتاژ تغذیه آن که سیگنال خروجی به ECU است تغییر می کند. سیستم‌های کنترل دریچه گاز حداقل از دو حسگر استفاده می‌کنند تا به رایانه اجازه دهند جهت حرکت دریچه گاز را تعیین کنند.

کنترل سرعت دور آرامبرای تنظیم سرعت میل لنگ موتور در دور آرام با تغییر مقدار هوای عبوری از سوپاپ دریچه گاز بسته است. رگولاتور شامل یک موتور پله ای است که توسط ECU و یک شیر مخروطی کنترل می شود. در سیستم های مدرن با بیشتر کامپیوترهای قدرتمندکنترل عملکرد موتور، بدون کنترل کننده های دور آرام انجام دهید. کامپیوتر، با تجزیه و تحلیل سیگنال‌های حسگرهای متعدد، مدت زمان پالس‌های جریان الکتریکی را که به انژکتورها می‌رسند و عملکرد موتور را در همه حالت‌ها، از جمله در حالت آرام، کنترل می‌کند.

بین فیلتر هواو منیفولد ورودی نصب شده است سنسور جریان سوخت انبوهسنسور فرکانس سیگنال الکتریکی ارائه شده به ECU را بسته به مقدار هوای عبوری از لوله تغییر می دهد. از این سنسور سیگنال الکتریکی مربوط به دمای هوای ورودی به ECU ارسال می شود. اولین سیستم های تزریق الکترونیکی از حسگرهایی برای اندازه گیری حجم هوای ورودی استفاده می کردند. یک دمپر در لوله ورودی نصب شده بود که منحرف شد اندازه های متفاوتبسته به فشار هوای ورودی یک پتانسیومتر به دمپر متصل شد که بسته به میزان چرخش دمپر، مقاومت را تغییر داد. سنسورهای جریان هوای انبوه مدرن با استفاده از اصل تغییر مقاومت الکتریکی سیم گرم شده یا فیلم رسانا که توسط جریان هوای ورودی خنک می شود، کار می کنند. کامپیوتر کنترلی که سیگنال های سنسور دمای هوای ورودی را نیز دریافت می کند، می تواند جرم هوای ورودی به موتور را تعیین کند.

برای کنترل صحیح عملکرد سیستم تزریق توزیع شده، واحد الکترونیکی به سیگنال هایی از سنسورهای دیگر نیز نیاز دارد. مورد دوم عبارتند از: سنسور دمای مایع خنک کننده، سنسور موقعیت و سرعت میل لنگ، سنسور سرعت خودرو، سنسور ضربه، سنسور غلظت اکسیژن (نصب شده در لوله اگزوز سیستم گاز اگزوز در نسخه سیستم تزریق با بازخورد).

در حال حاضر، نیمه هادی ها عمدتاً به عنوان سنسورهای دما مورد استفاده قرار می گیرند که با تغییر دما، مقاومت الکتریکی را تغییر می دهند. سنسورهای موقعیت و سرعت میل لنگ معمولاً از نوع القایی هستند (شکل 2.72). آنها انگیزه های خود را منتشر می کنند جریان الکتریسیتههنگام چرخاندن فلایویل با علائم روی آن.

برنج. 2.73. نمودار عملکرد جاذب: 1 - هوای ورودی؛ 2 - دریچه گاز; 3 - منیفولد ورودی موتور؛ 4 - دریچه برای تصفیه رگ با کربن فعال. 5 - سیگنال از ECU; 6 - رگ با کربن فعال. 7 - هوای محیط 8 - بخارات سوخت در مخزن سوخت

سیستم منبع تغذیه با تزریق توزیع شده می تواند متوالی یا موازی باشد. در یک سیستم تزریق موازی، بسته به تعداد سیلندرهای موتور، چندین انژکتور به طور همزمان شلیک می کنند. در یک سیستم تزریق متوالی، تنها یک انژکتور خاص در زمان مناسب شلیک می شود. در حالت دوم، ECU باید اطلاعاتی در مورد لحظه نزدیک شدن هر پیستون به TDC در طول کورس ورودی دریافت کند. این نه تنها به یک سنسور موقعیت میل لنگ نیاز دارد، بلکه به آن نیز نیاز دارد سنسور موقعیت میل بادامک. اتومبیل های مدرن، به عنوان یک قاعده، مجهز به موتورهایی با تزریق متوالی هستند.

برای جذب بخارات بنزین،که از مخزن سوخت تبخیر می شود، در تمام سیستم های تزریق از جاذب های مخصوص با کربن فعال استفاده می شود (شکل 2.73). کربن فعال، واقع در یک ظرف مخصوص که توسط یک خط لوله به مخزن سوخت، بخارات بنزین را به خوبی جذب می کند. برای حذف بنزین از جاذب، دومی با هوا پاک می شود و به لوله ورودی موتور متصل می شود.

برای اطمینان از اینکه کارکرد موتور مختل نمی‌شود، پاکسازی تنها در حالت‌های کارکرد موتور خاص، با استفاده از سوپاپ‌های ویژه‌ای که به دستور ECU باز و بسته می‌شوند، انجام می‌شود.

در سیستم های تزریق با بازخورد استفاده می کنند سنسورهای غلظت اکسیژندر گازهای خروجی، که در سیستم اگزوز با مبدل کاتالیزوری برای گازهای خروجی نصب شده است.

مبدل کاتالیزوری(شکل 2.74;

برنج. 2.74. مبدل کاتالیزوری دو لایه سه جزئی: 1 - سنسور غلظت اکسیژن برای یک حلقه کنترل بسته. 2 - حامل بلوک یکپارچه؛ 3 - المان نصب به صورت مش سیمی; 4 - عایق حرارتی دو پوسته خنثی کننده

2.75) برای کاهش محتوای مواد مضر در گازهای خروجی در سیستم اگزوز نصب شده است. ماش خنثی کننده حاوی یک کاتالیزور احیا (رودیوم) و دو اکسیداسیون (پلاتین و پالادیوم) است. کاتالیزورهای اکسیداسیون باعث اکسیداسیون هیدروکربن های نسوخته (CH) به بخار آب می شوند.

برنج. 2.75. ظاهرخنثی کننده

و مونوکسید کربن (CO) به دی اکسید کربن تبدیل می شود. کاتالیزور احیا اکسیدهای نیتروژن مضر NOx را به نیتروژن بی ضرر کاهش می دهد. از آنجایی که این خنثی کننده ها محتوای سه ماده مضر در گازهای خروجی را کاهش می دهند، آنها را سه جزئی می نامند.

کارکردن موتور خودرو با بنزین سرب دار منجر به خرابی مبدل کاتالیزوری گران قیمت می شود. بنابراین در بیشتر کشورها استفاده از بنزین سربدار ممنوع است.

یک مبدل کاتالیزوری سه طرفه زمانی کارآمدتر عمل می کند که موتور با یک مخلوط استوکیومتری، یعنی نسبت هوا به سوخت 14.7:1 یا نسبت هوای اضافی یک عرضه شود. اگر هوای بسیار کمی در مخلوط وجود داشته باشد (یعنی اکسیژن کافی نباشد)، CH و CO به طور کامل اکسید نمی شوند (می سوزند) و به یک محصول جانبی ایمن تبدیل نمی شوند. اگر هوا بیش از حد وجود داشته باشد، تجزیه N0X به اکسیژن و نیتروژن نمی تواند تضمین شود. بنابراین، نسل جدیدی از موتورها ظاهر شد که در آن ترکیب مخلوط به طور مداوم تنظیم می شد تا مطابقت دقیقی با ضریب هوای اضافی сс=1 با استفاده از سنسور غلظت اکسیژن (پروب لامبدا) (شکل 2.77) تعبیه شده در سیستم اگزوز به دست آید.

برنج. 2.76. وابستگی کارایی خنثی کننده به ضریب هوای اضافی

برنج. 2.77. طراحی سنسور غلظت اکسیژن: 1 - حلقه آب بندی؛ 2 - جعبه فلزی با نخ و شش ضلعی "کلید در دست"؛ 3 - عایق سرامیکی; 4 - سیم؛ 5 - یقه آب بندی سیم ها; 6 - تماس حامل جریان سیم برق بخاری. 7 - خارجی صفحه نمایش محافظبا سوراخ برای هوای جوی; 8 - کشش سیگنال الکتریکی جریان; 9 - بخاری برقی; 10 - نوک سرامیکی; 11 - صفحه محافظ با سوراخ برای گازهای خروجی

این سنسور میزان اکسیژن گازهای خروجی را تشخیص می دهد و سیگنال الکتریکی آن توسط ECU استفاده می شود که بر اساس آن میزان سوخت تزریق شده را تغییر می دهد. اصل عملکرد سنسور توانایی عبور یون های اکسیژن از طریق خود است. اگر میزان اکسیژن در سطوح فعال سنسور (که یکی از آنها با جو در تماس است و دیگری با گازهای خروجی) به طور قابل توجهی متفاوت باشد، تغییر شدید ولتاژ در پایانه های سنسور رخ می دهد. گاهی اوقات دو سنسور غلظت اکسیژن نصب می شود: یکی قبل از خنثی کننده و دیگری بعد از آن.

برای اینکه کاتالیزور و سنسور غلظت اکسیژن به طور موثر کار کنند، باید تا دمای خاصی گرم شوند. حداقل دمایی که در آن 90 درصد مواد مضر در آن نگهداری می شود حدود 300 درجه سانتی گراد است. همچنین لازم است از گرم شدن بیش از حد خنثی کننده جلوگیری شود، زیرا این می تواند به پرکننده آسیب برساند و تا حدی مسیر عبور گازها را مسدود کند. اگر موتور به طور متناوب شروع به کار کند، سوخت نسوخته در کاتالیزور می سوزد و دمای آن را به شدت افزایش می دهد. گاهی اوقات ممکن است چند دقیقه کارکرد متناوب موتور برای آسیب کامل به مبدل کافی باشد. به همین دلیل است که سیستم های الکترونیکی در موتورهای مدرن باید اشتباهات را شناسایی کرده و از آن جلوگیری کنند و راننده را از شدت مشکل آگاه کنند. گاهی برای تسریع گرم شدن مبدل کاتالیزوری پس از راه اندازی موتور سرد از بخاری برقی. سنسورهای غلظت اکسیژن که در حال حاضر استفاده می شوند تقریباً همه دارای عناصر گرمایشی هستند. در موتورهای مدرن، به منظور محدود کردن انتشار مواد مضر در جو

هنگام گرم کردن موتور، مبدل های پیش کاتالیزوری تا حد امکان نزدیک به منیفولد اگزوز نصب می شوند (شکل 2.78) تا از گرم شدن سریع مبدل به دمای کار اطمینان حاصل شود. سنسورهای اکسیژن قبل و بعد از مبدل نصب می شوند.

برای بهبود عملکرد زیست محیطی یک موتور، نه تنها بهبود کاتالیزورهای گازهای خروجی، بلکه برای بهبود فرآیندهای رخ داده در موتور نیز ضروری است. کاهش محتوای هیدروکربن با کاهش امکان پذیر شد

«حجم‌های شکاف»، مانند شکاف بین پیستون و دیواره سیلندر بالای حلقه فشاری بالایی و حفره‌های اطراف صندلی‌های سوپاپ.

مطالعه دقیق جریان مخلوط قابل احتراق در داخل سیلندر با استفاده از فناوری کامپیوتری امکان اطمینان از احتراق کاملتر و سطح پایین CO. سطوح NOx با استفاده از چرخش گاز اگزوز (EGR) با برداشتن مقداری از گاز از سیستم اگزوز و وارد کردن آن به جریان هوای ورودی کاهش یافته است. این اقدامات و کنترل سریع و دقیق عملکرد گذرا موتور می تواند انتشارات مضر را حتی قبل از کاتالیزور به حداقل برساند. برای سرعت بخشیدن به گرم شدن مبدل کاتالیزوری و ورود آن به حالت کار، از روشی برای تامین هوای ثانویه به منیفولد اگزوز با استفاده از یک پمپ محرک الکتریکی ویژه نیز استفاده می شود.

یکی دیگر از روش های موثر و رایج برای خنثی کردن محصولات مضر در گازهای خروجی، پس سوزی با شعله است که بر اساس توانایی اجزای قابل احتراق گازهای خروجی (CO، CH، آلدئیدها) برای اکسید شدن در دماهای بالا است. گازهای خروجی وارد محفظه پس سوز می شوند که دارای اجکتوری است که از طریق آن هوای گرم شده از مبدل حرارتی وارد می شود. احتراق در محفظه رخ می دهد،

برنج. 2.78. منیفولد اگزوز موتورو خلبان برای احتراق خدمت می کند

با پیش خنثی کنندهشمع

تزریق مستقیم بنزین

اولین سیستم های تزریق مستقیم بنزین به سیلندرهای موتور در نیمه اول قرن بیستم ظاهر شد. و بر روی استفاده شدند موتورهای هواپیما. تلاش برای استفاده از تزریق مستقیم در موتورهای خودروهای بنزینی در دهه 40 قرن نوزدهم متوقف شد، زیرا معلوم شد که چنین موتورهایی گران، غیراقتصادی و به شدت دود می شوند. تزریق مستقیم بنزین به سیلندرها مشکلات خاصی را ایجاد می کند. انژکتورهای تزریق مستقیم بنزین در بالاترین سطح کار می کنند شرایط دشوارنسبت به موارد نصب شده در منیفولد ورودی. سر بلوکی که باید چنین انژکتورهایی در آن نصب شود پیچیده تر و گران تر است. زمان تخصیص یافته برای فرآیند تشکیل مخلوط با تزریق مستقیم به میزان قابل توجهی کاهش می یابد، به این معنی که برای تشکیل مخلوط خوب باید بنزین تحت فشار بالا تامین شود.

متخصصان توانستند با تمام این مشکلات کنار بیایند شرکت میتسوبیشیکه برای اولین بار از سیستم تزریق مستقیم بنزین استفاده کرد موتورهای خودرو. سریال اول ماشین میتسوبیشی Galant با موتور 1.8 GDI (تزریق مستقیم بنزین) در سال 1996 ظاهر شد (شکل 2.81). اکنون موتورهای با تزریق مستقیم بنزین توسط پژو سیتروئن، رنو، تویوتا، دایملر کرایسلر و سایر سازندگان تولید می شوند (شکل 2.79؛ 2.80؛ 2.84).

مزایای سیستم تزریق مستقیم عمدتاً بهبود مصرف سوخت و همچنین افزایش مقداری قدرت است. اولین مورد با توانایی موتور با سیستم تزریق مستقیم برای کار توضیح داده می شود

برنج. 2.79. طرح موتور فولکس واگن FSI با تزریق مستقیم بنزین

برنج. 2.80. در سال 2000، PSA پژو-سیتروئن موتور دو لیتری چهار سیلندر HPI خود را با تزریق مستقیم بنزین معرفی کرد که می‌توانست روی مخلوط‌های بدون چربی کار کند.

روی مخلوط های بسیار ضعیف افزایش قدرت عمدتاً به این دلیل است که سازماندهی فرآیند تأمین سوخت به سیلندرهای موتور امکان افزایش نسبت تراکم را به 12.5 می دهد (در موتورهای معمولی که با بنزین کار می کنند ، به ندرت امکان تنظیم نسبت تراکم وجود دارد. بالای 10 به دلیل شروع انفجار).

در موتور سوخت GDIپمپ فشار 5 مگاپاسکال را فراهم می کند. یک انژکتور الکترومغناطیسی نصب شده در سرسیلندر، بنزین را مستقیماً به سیلندر موتور تزریق می کند و می تواند در دو حالت کار کند. بسته به سیگنال الکتریکی ارائه شده، می تواند سوخت را با یک مشعل مخروطی قدرتمند یا با یک جت فشرده تزریق کند (شکل 2.82). کف پیستون شکل خاصی به شکل یک فرورفتگی کروی دارد (شکل 2.83). این شکل به شما اجازه می دهد تا هوای ورودی را بچرخانید و سوخت تزریق شده را به شمع نصب شده در مرکز محفظه احتراق هدایت کنید. لوله ورودی نه در کنار بلکه به صورت عمودی قرار دارد

برنج. 2.81. موتور میتسوبیشی GDI - اولین موتور تولیدی با سیستم تزریق مستقیم بنزین

اما از بالا خمیدگی های تیز ندارد و به همین دلیل هوا با سرعت بالایی در جریان است.

برنج. 2.82. انژکتور موتور GDI می تواند در دو حالت کار کند که یک اسپری قدرتمند (a) یا فشرده (b) از بنزین اتمیزه شده را ارائه می دهد.

در عملکرد موتور با سیستم تزریق مستقیم، سه حالت مختلف قابل تشخیص است:

1) حالت کار در مخلوط های بسیار ناب؛

2) حالت کار بر روی یک مخلوط استوکیومتری.

3) حالت شتاب تیز از سرعت های کم؛

حالت اولهنگامی که خودرو بدون شتاب ناگهانی با سرعت حدود 100-120 کیلومتر در ساعت حرکت می کند استفاده می شود. در این حالت، بسیار ضعیف است مخلوط قابل اشتعالبا ضریب هوای اضافی بیش از 2.7. در شرایط عادی، چنین مخلوطی نمی تواند توسط جرقه مشتعل شود، بنابراین انژکتور سوخت را در یک مشعل فشرده در انتهای حرکت تراکم (مانند موتور دیزل) تزریق می کند. یک فرورفتگی کروی در پیستون جریانی از سوخت را به سمت الکترودهای شمع هدایت می کند، جایی که غلظت بالای بخار بنزین اجازه می دهد تا مخلوط مشتعل شود.

حالت دومهنگام رانندگی با ماشین استفاده می شود سرعت بالاو در هنگام شتاب گیری های تند که به قدرت زیاد نیاز است. این حالت حرکت به یک ترکیب مخلوط استوکیومتری نیاز دارد. مخلوطی از این ترکیب بسیار قابل اشتعال است، اما موتور GDI درجه بالاتری دارد

فشرده سازی، و به منظور جلوگیری از انفجار، انژکتور سوخت را با یک مشعل قدرتمند تزریق می کند. سوخت ریز اتمیزه شده سیلندر را پر می کند و با تبخیر شدن، سطوح سیلندر را خنک می کند و احتمال انفجار را کاهش می دهد.

حالت سومبرای به دست آوردن گشتاور زیاد هنگام فشار دادن شدید پدال گاز در هنگام کار موتور ضروری است

با سرعت کم اجرا می شود این حالت کارکرد موتور از این جهت متفاوت است که در طول یک چرخه انژکتور دو بار شلیک می کند. در طول کورس ورودی سیلندر برای

برنج. 2.83. پیستون موتور با تزریق مستقیم بنزین شکل خاصی دارد (فرایند احتراق بالای پیستون)

4. دستور شماره 1031. 97

برنج. 2.84. ویژگی های طراحیموتور با تزریق مستقیم بنزین آئودی 2.0 FSI

برای خنک کردن آن، یک مخلوط بسیار نازک (a = 4.1) با یک مشعل قدرتمند تزریق می شود. در پایان کورس تراکم، انژکتور دوباره سوخت تزریق می کند، اما با یک اسپری فشرده. در این حالت مخلوط موجود در سیلندر غنی شده و انفجار رخ نمی دهد.

در مقایسه با موتورهای معمولی با سیستم تزریق چند نقطه ای بنزین، موتوری با سیستم GDI تقریباً 10 درصد مقرون به صرفه تر است و 20 درصد دی اکسید کربن کمتری را در جو منتشر می کند. افزایش قدرت موتور به 10 درصد می رسد. با این حال، همانطور که عملکرد خودروهای با موتورهای این نوع نشان داده است، آنها نسبت به محتوای گوگرد موجود در بنزین بسیار حساس هستند.

فرآیند اولیه تزریق مستقیم بنزین توسط Orbital توسعه داده شد. در این فرآیند، بنزین به سیلندرهای موتور تزریق می شود و با استفاده از یک نازل مخصوص با هوا مخلوط می شود. انژکتور اوربیتال از دو جت سوخت و هوا تشکیل شده است.

برنج. 2.85. عملیات انژکتور مداری

هوا به صورت فشرده از کمپرسور مخصوص با فشار 0.65 مگاپاسکال به جت های هوا می رسد. فشار سوخت 0.8 مگاپاسکال است. ابتدا جت سوخت فعال می شود و سپس در لحظه مناسب جت هوا فعال می شود، بنابراین یک مشعل قدرتمند به داخل سیلندر تزریق می شود. مخلوط سوخت و هوابه شکل آئروسل (شکل 2.85).

انژکتور که در سرسیلندر در کنار شمع نصب شده است، جریان سوخت-هوا را مستقیماً به الکترودهای شمع تزریق می کند که احتراق خوب را تضمین می کند.

یکی از مهم ترین سیستم های عامل تقریباً هر خودرویی، سیستم تزریق سوخت است، زیرا به لطف آن است که حجم سوخت تعیین می شود. مورد نیاز موتوردر یک مقطع زمانی خاص امروز با استفاده از نمونه برخی از انواع آن به اصل عملکرد این سیستم می پردازیم و همچنین با سنسورها و محرک های موجود آشنا می شویم.

1. ویژگی های سیستم تزریق سوخت

برای مدت طولانی در موتورهای تولید شده امروزی استفاده نشده است. سیستم کاربراتوری، که معلوم شد به طور کامل با یک سیستم تزریق سوخت جدیدتر و بهبود یافته جایگزین شده است. تزریق سوخت معمولاً سیستمی برای تامین دوز سیال سوخت به سیلندرهای موتور نامیده می شود. وسیله نقلیه. قابل نصب بر روی بنزین و موتورهای دیزلیبا این حال، واضح است که اصل طراحی و عملکرد متفاوت خواهد بود. هنگام استفاده در موتورهای بنزینی، در هنگام تزریق، یک همگن است مخلوط هوا و سوخت، که تحت تأثیر جرقه شمع مجبور به احتراق می شود.

مربوط به نوع دیزلیموتور، در اینجا تزریق سوخت تحت فشار بسیار بالا انجام می شود و قسمت مورد نیاز سوخت با هوای گرم مخلوط شده و تقریباً بلافاصله مشتعل می شود.اندازه بخش سوخت تزریق شده، و در همان زمان قدرت عمومیموتور، توسط فشار تزریق تعیین می شود. در نتیجه، هر چه فشار بیشتر باشد، قدرت واحد قدرت بیشتر می شود.

امروزه تنوع گونه ای قابل توجهی از این سیستم وجود دارد و انواع اصلی آن عبارتند از: سیستم با تزریق مستقیم، با تزریق تک، سیستم مکانیکی و پراکنده.

اصل عملکرد سیستم تزریق مستقیم سوخت این است که مایع سوخت با استفاده از نازل ها به طور مستقیم به سیلندرهای موتور (به عنوان مثال، مانند موتور دیزل) عرضه می شود.این طرح برای اولین بار در هوانوردی نظامی در طول جنگ جهانی دوم و در برخی از اتومبیل های دوره پس از جنگ (اولین آنها Goliath GP700) استفاده شد. با این حال، سیستم تزریق مستقیم آن زمان نتوانست محبوبیت کافی را به دست آورد، دلیل آن پمپ های سوخت پرفشار گران قیمت مورد نیاز برای کار و سرسیلندر اصلی بود.

در نتیجه، مهندسان هرگز قادر به دستیابی به دقت کار و قابلیت اطمینان از سیستم نبودند. تنها در آغاز دهه 90 قرن بیستم، به دلیل سفت شدن استانداردهای زیست محیطی، علاقه به تزریق مستقیم دوباره شروع به افزایش کرد. از جمله اولین شرکت هایی بودند که تولید چنین موتورهایی را آغاز کردند میتسوبیشی، مرسدس بنز، پژو-سیتروئن، فولکس واگن، بی ام و.

به طور کلی، تزریق مستقیم را می توان اوج تکامل سیستم های قدرت نامید، اگر نه برای یک چیز ... چنین موتورهایی از نظر کیفیت سوخت بسیار خواستار هستند و هنگام استفاده از مخلوط های بدون چربی، اکسید نیتروژن را نیز به شدت منتشر می کنند. باید با پیچیده کردن طراحی موتور مبارزه کرد.

تزریق تک نقطه ای (که "تزریق تک" یا "تزریق مرکزی" نیز نامیده می شود) سیستمی است که در دهه 80 قرن بیستم به عنوان جایگزینی برای کاربراتور مورد استفاده قرار گرفت، به خصوص که اصول عملکرد آنها بسیار مشابه است. : در طول منیفولد ورودی، جریان هوا با مایع سوخت مخلوط می شود، اما کاربراتور پیچیده و حساس با یک انژکتور جایگزین شده است. البته در مرحله اولیه توسعه سیستم اصلاً الکترونیک وجود نداشت و عرضه بنزین کنترل می شد. دستگاه های مکانیکی. با این حال، علیرغم برخی معایب، استفاده از تزریق هنوز هم سطح قدرت بسیار بالاتر و راندمان سوخت قابل توجهی را برای موتور فراهم می کند.

و همه اینها به لطف همان نازل است که امکان دوز دقیق مایع سوخت را فراهم می کند و آن را به ذرات کوچک می پاشید. در نتیجه مخلوط با هوا، نتیجه شد مخلوط همگنو هنگامی که شرایط رانندگی ماشین و حالت عملکرد موتور تغییر کرد، ترکیب آن تقریباً بلافاصله تغییر کرد. درست است، برخی از نقاط ضعف نیز وجود داشت. به عنوان مثال، از آنجایی که در بیشتر موارد، نازل در بدنه کاربراتور سابق نصب شده بود و حسگرهای حجیم "نفس کشیدن" موتور را دشوار می کردند، جریان هوای ورودی به سیلندر با مقاومت جدی مواجه شد. از جنبه نظری، چنین اشکالی را می توان به راحتی از بین برد، اما با توزیع ضعیف موجود مخلوط سوخت، هیچ کس نمی توانست کاری انجام دهد. احتمالاً به همین دلیل است که در زمان ما تزریق تک نقطه ایبسیار نادر.

سیستم تزریق مکانیکی در اواخر دهه 30 قرن بیستم ظاهر شد، زمانی که شروع به استفاده در سیستم های تامین سوخت هواپیما کرد.این در قالب یک سیستم تزریق بنزین با منشاء دیزل با استفاده از پمپ های سوخت فشار بالا و انژکتورهای بسته برای هر سیلندر ارائه شد. هنگامی که آنها سعی کردند آنها را روی یک ماشین نصب کنند، مشخص شد که آنها نمی توانند در برابر رقابت مکانیزم های کاربراتوری مقاومت کنند و این به دلیل پیچیدگی قابل توجه و هزینه بالای طراحی بود.

برای اولین بار در سال 1949 سیستم تزریق فشار پایین بر روی خودروی مرسدس نصب شد و ویژگی های عملیاتیبلافاصله از سیستم سوخت نوع کاربراتوری پیشی گرفت.این واقعیت انگیزه ای برای توسعه بیشتر ایده تزریق بنزین برای اتومبیل های مجهز به موتور احتراق داخلی ایجاد کرد. از نقطه نظر سیاست قیمت گذاری و قابلیت اطمینان عملیاتی، موفق ترین در این زمینه بود سیستم مکانیکی"K-Jetronic" از BOSCH. او تولید سریالدر سال 1951 تأسیس شد و تقریباً بلافاصله در تقریباً همه برندهای خودروسازان اروپایی رایج شد.

نسخه چند نقطه ای (توزیع شده) سیستم تزریق سوخت با وجود یک نازل مجزا که در لوله ورودی هر سیلندر جداگانه نصب شده است با موارد قبلی متفاوت است. وظیفه آن رساندن سوخت به طور مستقیم به شیر ورودی است، به این معنی که مخلوط سوخت را درست قبل از ورود به محفظه احتراق آماده می کند. طبیعتاً در چنین شرایطی ترکیبی همگن و تقریباً خواهد داشت کیفیت مشابهدر هر یک از سیلندرها در نتیجه، قدرت موتور و راندمان سوخت به طور قابل توجهی افزایش می یابد و سطح سمیت اگزوز کاهش می یابد.

در مسیر توسعه سیستم تزریق سوخت توزیع شده، گاهی اوقات با مشکلات خاصی مواجه می شد، با این حال، همچنان بهبود می یابد. در مرحله اولیه، مانند نسخه قبلی، به صورت مکانیکی کنترل می شد، با این حال، توسعه سریع الکترونیک نه تنها آن را کارآمدتر کرد، بلکه به آن فرصتی داد تا اقدامات را با بقیه اجزای طراحی موتور هماهنگ کند. بنابراین معلوم می شود که یک موتور مدرن قادر است در صورت لزوم به راننده در مورد نقص سیگنال دهد، به طور مستقل به حالت عملیات اضطراری تغییر کند یا با پشتیبانی سیستم های امنیتی، خطاهای فردی را در کنترل تصحیح کند. اما سیستم همه اینها را با استفاده از آن انجام می دهد سنسورهای خاص، که به گونه ای طراحی شده اند که کوچکترین تغییرات در فعالیت یک یا قسمت دیگری از آن را ثبت کنند. بیایید به موارد اصلی نگاه کنیم.

2. سنسورهای سیستم تزریق سوخت

سنسورهای سیستم تزریق سوخت برای ضبط و انتقال اطلاعات از محرک ها به واحد کنترل موتور و عقب طراحی شده اند. اینها شامل دستگاه های زیر است:

عنصر حساس آن در جریان گازهای اگزوز (اگزوز) قرار می گیرد و هنگامی که دمای کار به 360 درجه سانتیگراد می رسد، سنسور شروع به تولید EMF خود می کند که نسبت مستقیمی با میزان اکسیژن موجود در گازهای خروجی دارد. در شرایط عملی، هنگامی که حلقه بازخورد بسته است، سیگنال سنسور اکسیژن ولتاژی است که به سرعت بین 50 تا 900 میلی ولت متغیر است. امکان تغییر ولتاژ به دلیل تغییر مداوم ترکیب مخلوط در نزدیکی نقطه استوکیومتری ایجاد می شود و خود سنسور برای تولید ولتاژ متناوب مناسب نیست.

بسته به منبع تغذیه، دو نوع سنسور وجود دارد: با منبع تغذیه پالسی و ثابت عنصر گرمایش. در نسخه پالس، سنسور اکسیژن توسط واحد کنترل الکترونیکی گرم می شود. اگر گرم نشود، مقاومت داخلی بالایی خواهد داشت، که به آن اجازه نمی دهد EMF خود را تولید کند، به این معنی که واحد کنترل فقط ولتاژ مرجع ثابت مشخص شده را می بیند.با گرم شدن سنسور، مقاومت داخلی آن کاهش می یابد و فرآیند تولید ولتاژ خود آغاز می شود که بلافاصله برای ECU مشخص می شود. برای واحد کنترل، این یک سیگنال آمادگی برای استفاده به منظور تنظیم ترکیب مخلوط است.

برای بدست آوردن تخمینی از مقدار هوایی که وارد موتور خودرو می شود استفاده می شود. او بخشی است سیستم الکترونیکیکنترل عملکرد موتور این دستگاه را می توان به همراه برخی از سنسورهای دیگر مانند سنسور دمای هوا و سنسور فشار اتمسفر که خوانش آن را تنظیم می کنند، استفاده کرد.

سنسور جریان هوا از دو رشته پلاتین تشکیل شده است که توسط جریان الکتریکی گرم می شوند. یک نخ هوا را از خود عبور می دهد (به این ترتیب خنک می شود) و دومی یک عنصر کنترل است. با استفاده از نخ پلاتین اول، مقدار هوای ورودی به موتور محاسبه می شود.

بر اساس اطلاعات دریافتی از سنسور جریان هوا، ECU حجم مورد نیاز سوخت مورد نیاز برای حفظ نسبت هوا به سوخت استوکیومتری را در شرایط کاری موتور معین محاسبه می کند.علاوه بر این، واحد الکترونیکی از اطلاعات دریافتی برای تعیین نقطه کار موتور استفاده می کند. امروزه انواع مختلفی از سنسورها مسئول هستند جریان جرمیهوا: به عنوان مثال، اولتراسونیک، صفحه هوا (مکانیکی)، سیم داغ و غیره.

سنسور دمای مایع خنک کننده (CTS).شکل ترمیستور دارد، یعنی مقاومتی که در آن مقاومت الکتریکی می تواند بسته به نشانگرهای دما. ترمیستور در داخل سنسور قرار دارد و ضریب مقاومت منفی شاخص های دما را بیان می کند (با گرمایش، نیروی مقاومت کاهش می یابد).

بر این اساس، زمانی که درجه حرارت بالاخنک کننده - مقاومت کم سنسور مشاهده می شود (تقریباً 70 اهم در 130 درجه سانتیگراد)، و زمانی که کم - زیاد است (تقریباً 100800 اهم در -40 درجه سانتیگراد).مانند اکثر سنسورهای دیگر، این دستگاهنتایج دقیق را تضمین نمی کند، به این معنی که ما فقط می توانیم تقریباً در مورد وابستگی مقاومت سنسور دمای مایع خنک کننده به نشانگرهای دما صحبت کنیم. به طور کلی، اگرچه دستگاه توصیف شده عملاً خراب نمی شود، گاهی اوقات به طور جدی "اشتباه" می شود.

. روی لوله دریچه گاز نصب می شود و به محور خود شیر وصل می شود. این به شکل یک پتانسیومتر با سه سر ارائه می شود: یکی با برق مثبت (5 ولت) و دیگری به زمین متصل است. پایه سوم (از نوار لغزنده) سیگنال خروجی را به کنترلر منتقل می کند. هنگامی که دریچه گاز در هنگام فشردن پدال چرخانده می شود، ولتاژ خروجی سنسور تغییر می کند. اگر دریچه گاز در حالت بسته باشد، بر این اساس، زیر 0.7 ولت است و هنگامی که شیر شروع به باز شدن می کند، ولتاژ افزایش می یابد و در وضعیت کاملا باز باید بیش از 4 ولت باشد. نظارت بر ولتاژ خروجی سنسور، کنترل کننده بسته به زاویه باز کردن دریچه گاز، اصلاح سوخت را انجام می دهد.

با توجه به اینکه خود کنترلر حداقل ولتاژ دستگاه را تعیین می کند و آن را به عنوان مقدار صفر می گیرد، این مکانیسمنیازی به تنظیم ندارد به گفته برخی از علاقه مندان به خودرو، سنسور موقعیت دریچه گاز (در صورت وجود تولید داخلی) غیر قابل اطمینان ترین عنصر سیستم است که نیاز به تعویض دوره ای دارد (اغلب بعد از 20 کیلومتر). همه چیز خوب خواهد بود، اما تعویض آن چندان آسان نیست، به خصوص بدون ابزار با کیفیت بالا. همه چیز در مورد اتصال است: بعید است که بتوانید پیچ ​​پایین را با یک پیچ گوشتی معمولی باز کنید، و حتی اگر این کار را انجام دهید، انجام این کار بسیار دشوار است.

علاوه بر این، هنگامی که در کارخانه سفت می شوند، پیچ ها روی یک درزگیر "نشانده می شوند"، که به گونه ای "درزگیر" می شود که هنگام باز کردن، کلاه اغلب جدا می شود. در این مورد، توصیه می شود همه را به طور کامل حذف کنید مونتاژ دریچه گازو در بدترین حالت، باید به زور آن را انتخاب کنید، اما به شرطی که کاملاً مطمئن باشید که کار نمی کند.

. برای انتقال سیگنال به کنترل کننده در مورد سرعت و موقعیت میل لنگ عمل می کند. این سیگنال مجموعه ای از پالس های ولتاژ الکتریکی مکرر است که توسط سنسور در طول چرخش میل لنگ تولید می شود. بر اساس داده های دریافتی، کنترلر می تواند انژکتورها و سیستم جرقه زنی را کنترل کند. سنسور موقعیت میل لنگ روی کاور نصب شده است پمپ روغن، در فاصله یک میلی متری (+0.4 میلی متر) از قرقره میل لنگ (دارای 58 دندانه که به صورت دایره ای مرتب شده اند).

برای اطمینان از امکان تولید "پالس همگام سازی"، دو دندان قرقره از دست رفته است، یعنی در واقع، 56 عدد وجود دارد. هنگامی که دندانه های دیسک می چرخند، میدان مغناطیسی سنسور را تغییر می دهند و در نتیجه یک ولتاژ پالس ایجاد می کنند. . بر اساس ماهیت سیگنال پالس دریافتی از سنسور، کنترل کننده می تواند موقعیت و سرعت میل لنگ را تعیین کند، که امکان محاسبه لحظه عملکرد ماژول احتراق و انژکتورها را فراهم می کند.

سنسور موقعیت میل لنگ از همه موارد ذکر شده در اینجا مهمتر است و اگر نقصی در مکانیزم رخ دهد، موتور خودرو کار نخواهد کرد. سنسور سرعت.اصل عملکرد این دستگاه بر اساس اثر هال است. ماهیت کار آن انتقال پالس های ولتاژ به کنترل کننده است، با فرکانس مستقیماً متناسب با سرعت چرخش چرخ های محرک وسیله نقلیه. بر اساس کانکتورهای اتصال بلوک مهار، همه سنسورهای سرعت ممکن است تفاوت هایی داشته باشند. به عنوان مثال، یک کانکتور مربعی در سیستم های بوش استفاده می شود و یک کانکتور گرد مربوط به سیستم های 4 ژانویه و GM است.

بر اساس سیگنال های خروجی از سنسور سرعت، سیستم کنترل می تواند آستانه قطع سوخت را تعیین کند و همچنین الکترونیکی را تنظیم کند. محدودیت سرعتماشین (موجود در سیستم های جدید).

سنسور موقعیت میل بادامک(یا همانطور که من آن را "حسگر فاز" نیز می نامم) دستگاهی است که برای تعیین زاویه میل بادامک و انتقال اطلاعات مربوطه به واحد کنترل الکترونیکی خودرو طراحی شده است. پس از این، بر اساس داده های دریافتی، کنترل کننده می تواند سیستم جرقه زنی و تامین سوخت هر سیلندر را کنترل کند، که در واقع همان کاری است که انجام می دهد.

سنسور ضربه ایبرای جستجوی شوک های انفجاری در موتور احتراق داخلی استفاده می شود. از نقطه نظر سازنده، این یک صفحه پیزوسرامیک محصور در یک محفظه است که روی بلوک سیلندر قرار دارد. امروزه دو نوع حسگر ضربه ای وجود دارد - رزونانس و باند پهن مدرن تر. در مدل های رزونانس، فیلتر اولیه طیف سیگنال در داخل خود دستگاه انجام می شود و مستقیماً به طراحی آن بستگی دارد. بنابراین، در انواع متفاوتموتورها استفاده می شود مدل های مختلفسنسورهای ضربه ای که با یکدیگر متفاوت هستند فرکانس تشدید. نوع باند پهن سنسورها در محدوده نویز انفجار پاسخ صافی دارند و سیگنال توسط واحد کنترل الکترونیکی فیلتر می شود. امروزه دیگر سنسورهای کوبشی رزونانسی روی آن نصب نمی‌شوند مدل های سریالماشین ها.

سنسور فشار مطلق. ردیابی تغییرات فشار اتمسفر را که در نتیجه تغییرات فشار هوا و/یا تغییرات ارتفاع رخ می دهد، فراهم می کند. فشار بارومتریک را می توان زمانی که جرقه زنی روشن می شود، قبل از اینکه موتور شروع به چرخیدن کند، اندازه گیری کرد. با استفاده از واحد کنترل الکترونیکی، می توان داده های فشار هوا را در هنگام کارکرد موتور، زمانی که در سرعت های پایین موتور، دریچه گاز تقریباً به طور کامل باز است، "به روز رسانی" کرد.

همچنین با استفاده از سنسور فشار مطلق می توان تغییر فشار در لوله ورودی را اندازه گیری کرد. تغییرات فشار ناشی از تغییر بار موتور و سرعت میل لنگ است. سنسور فشار مطلق آنها را به یک سیگنال خروجی با ولتاژ مشخص تبدیل می کند. هنگامی که دریچه گاز در موقعیت بسته قرار می گیرد، معلوم می شود که سیگنال خروجی فشار مطلق یک سیگنال نسبتا می دهد. ولتاژ پایین، در حالی که دریچه گاز کاملاً باز است - مربوط به یک سیگنال ولتاژ بالا است. ظاهر یک ولتاژ خروجی بالا با مطابقت بین فشار اتمسفر و فشار داخل لوله ورودی در دریچه گاز کامل توضیح داده می شود. نشانگرهای فشار داخلی لوله محاسبه می شود واحد الکترونیکیکنترل بر اساس سیگنال سنسور اگر معلوم شد که زیاد است، به افزایش عرضه سیال سوخت نیاز است، و اگر فشار کم باشد، برعکس، نیاز به کاهش عرضه است.

(ECU).اگرچه این یک سنسور نیست، اما با توجه به اینکه ارتباط مستقیمی با عملکرد دستگاه های توصیف شده دارد، لازم دانستیم آن را در این لیست قرار دهیم. ECU "مرکز مغز" سیستم تزریق سوخت است که به طور مداوم اطلاعات دریافتی از سنسورهای مختلف را پردازش می کند و بر این اساس مدارهای خروجی (سیستم) را کنترل می کند. احتراق الکترونیکی، انژکتور، کنترل هوای دور، رله های مختلف). واحد کنترل مجهز به یک سیستم تشخیص داخلی است که می تواند نقص های سیستم را تشخیص دهد و با استفاده از لامپ هشدار "CHECK ENGINE" به راننده در مورد آنها هشدار دهد. علاوه بر این، حافظه آن ذخیره می شود کدهای تشخیصی، که مناطق خاصی از نقص را نشان می دهد که کار تعمیر را بسیار تسهیل می کند.

ECU شامل سه نوع حافظه است:حافظه فقط خواندنی قابل برنامه ریزی (RAM و EEPROM)، حافظه دسترسی تصادفی (RAM یا RAM) و حافظه قابل برنامه ریزی الکتریکی (EEPROM یا EEPROM).رم توسط ریزپردازنده واحد برای ذخیره موقت نتایج اندازه گیری، محاسبات و داده های میانی استفاده می شود. این نوع حافظه به منبع انرژی بستگی دارد، به این معنی که برای ذخیره اطلاعات به منبع تغذیه ثابت و پایدار نیاز دارد. در صورت قطع برق، تمامی کدهای عیب یابی و اطلاعات محاسباتی موجود در رم بلافاصله پاک می شوند.

PROM یک مورد مشترک را ذخیره می کند برنامه کاری، که حاوی یک سری دستورات لازم و اطلاعات کالیبراسیون مختلف است. برخلاف گزینه قبلی، این نوع حافظه فرار نیست. EEPROM برای ذخیره موقت کدهای رمز عبور ایموبلایزر (ضد سرقت) استفاده می شود سیستم خودرو). پس از اینکه کنترلر این کدها را از واحد کنترل ایموبلایزر دریافت کرد (اگر وجود داشته باشد)، آنها با کدهایی که قبلاً در EEPROM ذخیره شده اند مقایسه می شوند و سپس تصمیم می گیرد که موتور را مجاز یا ممنوع کند.

3. محرک های سیستم تزریق

محرک های سیستم تزریق سوخت در قالب یک انژکتور، یک پمپ سوخت، یک ماژول احتراق، یک کنترل کننده سرعت دور آرام، یک فن خنک کننده، یک سیگنال مصرف سوخت و یک جاذب ارائه شده است. بیایید به هر یک از آنها با جزئیات بیشتری نگاه کنیم. نازل. ایفای نقش می کند شیر برقیبا عملکرد استاندارد برای تزریق مقدار مشخصی از سوخت محاسبه شده برای یک حالت عملکرد خاص استفاده می شود.

پمپ بنزین.برای انتقال سوخت به ریل سوخت، فشاری که در آن با استفاده از تنظیم کننده فشار مکانیکی خلاء حفظ می شود. در برخی از نسخه های سیستم، می توان آن را با یک پمپ سوخت ترکیب کرد.

ماژول جرقه زنیاست دستگاه الکترونیکی، برای کنترل فرآیند جرقه طراحی شده است. از دو کانال مستقل برای احتراق مخلوط در سیلندرهای موتور تشکیل شده است. در آخرین نسخه های اصلاح شده دستگاه، المان های ولتاژ پایین آن در ECU تعریف شده است و به منظور به دست آوردن ولتاژ بالایا از سیم پیچ احتراق از راه دور دو کانال استفاده می شود، یا آن سیم پیچ هایی که مستقیماً روی خود شمع قرار دارند.

تنظیم کننده سرعت دور آرام.وظیفه آن حفظ سرعت مشخص شده در حالت بیکار است. رگولاتور به شکل یک موتور پله ای ارائه شده است که کانال بای پس هوا را در بدنه دریچه گاز کنترل می کند. این مورد نیاز موتور را برای کار کردن فراهم می کند. جریان هوابه خصوص زمانی که دریچه گاز بسته است. فن سیستم خنک کننده همانطور که از نامش پیداست از گرم شدن بیش از حد قطعات جلوگیری می کند. توسط ECU کنترل می شود که به سیگنال های سنسور دمای مایع خنک کننده پاسخ می دهد. به طور معمول، تفاوت بین وضعیت روشن و خاموش 4-5 درجه سانتیگراد است.

سیگنال مصرف سوخت- مربوط می شه به کامپیوتر سفربه نسبت 16000 پالس به ازای هر 1 لیتر سوخت مصرفی محاسبه شده. البته اینها فقط داده های تقریبی هستند، زیرا بر اساس کل زمان صرف شده برای باز کردن انژکتورها محاسبه می شوند. علاوه بر این، ضریب تجربی خاصی در نظر گرفته شده است که برای جبران فرض در خطای اندازه گیری مورد نیاز است. عدم دقت در محاسبات ناشی از عملکرد انژکتورها در قسمت غیر خطی محدوده، بازگشت سوخت ناهمزمان و برخی عوامل دیگر است.

جاذب.این عنصر به عنوان یک عنصر مدار بسته در طول بازیافت بخارات بنزین وجود دارد. استانداردهای Euro-2 امکان تماس تهویه مخزن گاز با اتمسفر را رد می کند و بخارات بنزین باید در حین پاکسازی جذب و برای پس سوزی ارسال شوند.