インジェクションインジェクションシステム

インジェクションインジェクションシステム

28.03.2021

インジェクターは、自動車の噴射システムの論理的な発展であり、環境基準を満たすためのその後のキャブレターの改良は現実的ではありませんでした。 噴射燃料の強制注入は、経済性、環境へのやさしさ、出力特性の点でキャブレターよりも優れています。 インジェクターの動作原理と、インジェクターの電源システムの設計を検討してください。

システムの種類

燃料噴射システムは、ガソリンの噴霧を担当するデバイスからその名前が付けられました-インジェクター(英語から。インジェクション-インジェクション、インジェクター-ノズル)。 このタイプの電源システムは、前世紀の 20 年代には航空機に搭載されていました。 驚くべきことに、それはエンジンシリンダーへの直接燃料噴射でした。 燃料供給と点火角調整を担うモトロニックシステム(以下、ECUまたはECU)のバリエーション開発に注力します。

シングルポイント燃料噴射

モノ噴射としてより一般的に知られているシングルポイント噴射は、多くの自動車メーカーが低コストでキャブレター付き燃料システムから噴射システムに切り替えることを可能にした移行技術です。

つまり、キャブレターの代わりに、中央燃料噴射ユニットがインテークマニホールドの上に設置され始めました。 このシステムには、ECU によってガソリンのより正確な投与が可能になったため、多くの利点がありました。

インジェクターの動作原理は、次の要素に基づいています。

  1. – 燃料ポンプが配置された燃料タンク。
  2. – 燃料洗浄用フィルターエレメント;
  3. – 中央射出ユニット。 3a - スロットルポジションセンサー (TPS); 3b - 燃料圧力を担当するレギュレータ。 3c - インジェクターノズル。 3e - インテークマニホールドに入る空気の温度センサー。 3e - スロットルポジションレギュレーター(最も単純な設計オプションでは、ダンパードライブはケーブルドライブによってアクセルペダルに接続されていました);
  4. – クーラント温度センサー (DTOZH);
  5. – ラムダプローブ (酸素センサー);
  6. - 電子エンジン制御ユニット。

動作原理

この図には、メカニズムの動作が不可能になる要素、つまりクランクシャフト位置センサーが示されていません。 ECUがエンジンに入る空気の量を計算できるようにするのはDPKVです。 供給される燃料の量は、シリンダーに入る空気の質量に完全に依存することを思い出してください。そうしないと、ガソリンエンジンの通常の動作のために混合気(TPVS)の組成を調整することは不可能です。 エンジンを作成する段階で、設計者は、特定の負荷、つまりスロットル開度、および特定のエンジン速度で通過する空気の量を計算します。 データはエンジンの燃料カードに入力され、ECU に記録されます。 その後、エンジンが作動しているとき、コントロールユニットはDPKVを使用して速度を固定し、負荷はスロットルポテンショメーターによって決定されます。これにより、必要な燃料量に対応する燃料マップから値を取得できます。 しかし、システムは理想的には実験室の条件でのみ機能します。実際には、大気圧は海面上の位置だけでなく温度にも依存し、時間の経過とともにエアフィルターが詰まり、それ自体を通過する空気が少なくなり、スロットルアセンブリ自体が詰まった。 補正には気温センサーが使われますが、その役割は小さいです。 排気ガス中の酸素量を測定するラムダ プローブは、実際に混合気の組成に影響を与えます。 酸素が多すぎる場合、ECU は混合気を濃縮する必要があることを認識し、その逆も同様です。

特性

シングルポイント注入の主な利点は、実装コストが低いことです。 欠陥:

  • ノズルの位置によるシリンダーの不均一な充填;
  • ウェットコレクター。 インジェクターが開くと、ガソリンは燃焼室まで長い道のりを移動します。 コレクターが冷えているとき、燃料は蒸発せず、壁に沈降するため、混合物を大幅に濃縮する必要があります。
  • ラムダプローブを使用するとTPVSを調整できますが、空気の質量を測定する方法は一般的に非効率的です.

マルチポイント燃料噴射

マルチポイント噴射は、自動車が EURO-3 排出基準に投資できるため、シングルポイント噴射と比較して大きな前進でした。

設計上の特徴による不治の病による一点注入は、EURO-2の要件を満たすことしかできませんでした。

自動車用噴射システムの進化の歴史は非常に興味深いものですが、この記事の主なトピックではありません。 そのため、D-ジェトロニック、KE-ジェトロニック、K-ジェトロニック、L-ジェトロニックなどの分散噴射を備えたエンジン管理システムの複雑な操作には注意を払いません。 リストされたバリエーションは、90年代初頭の車に搭載されなくなったため、このタイプの「ライブ」分配噴射システムを備えた車に出会うことは非常に困難です。

本格的なインジェクターとシングルインジェクションの主な違いは、吸気バルブの近くにある4つのノズルの存在です。 インジェクション エンジン コンポーネント:

  1. - ほとんどの場合、タンク内にある燃料ポンプ。
  2. – 粗い燃料フィルター;
  3. - 余分な燃料を排出するためにリターンラインがタンクに行く燃料圧力調整器。 一部の車では、リターンライン自体がなく、燃料レギュレーターがタンク内のポンプの隣にあります。
  4. - ノズル。 上の写真は、すべてのインジェクターが燃料レールによってどのように接続されているかを示しています。
  5. - エアフローメータ;
  6. – クーラント温度センサー;
  7. - アイドルスピードレギュレーター (IAC);
  8. - スロットルバルブの実際の位置を修正するポテンショメータ (TPDZ);
  9. – クランクシャフトの回転数ゲージ (DPKV);
  10. - 酸素センサー;
  11. -ECU;
  12. - 点火ディストリビューター。

空気質量計算

ノズルに加えて、システムの特徴は空気質量の計算方法です。 スロットルを通過する空気の量を測定するには、次の 5 つの方法しかありません。


特性

バルブへのディストリビュータ注入の利点:

  • シリンダーの均一な充填;
  • DMRV または MAP センサーを使用すると、空気の流れを正確に計算できます。これにより、すべてのエンジン動作モードで TPVS を調整するためのオプションが増えます。

そのため、本格的なインジェクターを搭載した車は、シングルポイント噴射を搭載した車よりも常に強力で経済的です。

ディストリビューター噴射システムの一種である直噴は、ガソリンエンジン動力システムの最後の言葉です。 直噴の最大の特徴は、燃料を直接燃焼室に送り込むことです。

GDI、FSI、D4 は、それぞれ三菱、フォルクスワーゲン、トヨタが直噴エンジンに使用する略語です。 このような内燃エンジンの電源システムは、通常のオットーサイクル内燃エンジンよりもディーゼルエンジンに似ています。 デバイス:

効率を決めるもの

直接噴射の主な欠点である高コストと生産の複雑さは、極端な効率と出力特性によって十分に補われます。 これは、エンジンが燃料混合物の 3 つの主要なオプションで実行できるという事実により達成されます (例として GDI システムが選択されています)。

  • スーパーブレンド。 燃料は圧縮行程の終わりに噴射され、スパークプラグのすぐ近くで燃焼しますが、燃焼室の燃焼ゾーンの周りには、主にきれいな空気または排気ガスと空気の混合物があり、これは EGR によって供給されます。
  • 化学量論。 燃料は吸気行程で供給され、空気とよく混ざり合い、燃焼室全体で理想的な比率 (14.7 / 1) に近い混合気を形成します。
  • TPVSが2段階に用意されたパワーモード。 少量の燃料は吸気行程で噴射されますが、その大部分は圧縮行程の終わりに噴射されます。

液相の燃料を燃焼室に直接供給することにより、直噴エンジンは圧縮されにくくなり、圧縮比が高くなり、エンジン効率が向上します。


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