インジェクション エンジンはかなり複雑なメカニズムであり、最大限のパフォーマンスを得るにはその動作を十分にデバッグする必要があります。 この記事では、噴射エンジンの動作原理について詳しく説明します。
システム全体の中心となるのがECU（電子制御ユニット）です。 「頭脳」「コンピュータ」など、さまざまな名前で呼ばれています。 実際、そうです、これは混合物の組成、燃料噴射時間などに関する膨大な数のテーブルを含むコンピューターです。 たとえば、エンジン回転数が 1500、スロットルが 10 度開き、空気流量が 23 kg の場合、1 量の燃料がシリンダーに入ります。 入力パラメータが変更されると、結果は異なります。 たとえば、ファームウェアが飛ぶなど、コントロールユニットに問題がある場合、すべてが無駄になり、エンジンがランダムに動作し始めるか、完全に停止します。
インジェクションエンジンセンサー
すべての要素は実行とセンサーに分割できます。 まず、センサーを見てみましょう。
マスエアフローセンサー (DMRV)
このエレメントは、エア フィルターの入口のすぐ前に取り付けられます。 その作業は、読み取り値の違いの原理に基づいています。 つまり、電気は2本のプラチナフィラメントを通過します。 それらの抵抗は温度によって変化します。 スレッドの 1 つは空気の流れからしっかりと覆われているため、スレッドの抵抗は変化しません。 2 つ目は流量によって冷却され、その値の差に基づいて、上記と同じテーブルに従って、ECU が空気の量を計算します。
絶対圧およびエンジン温度センサー (MAP)
これは、読み取り精度を高めるために、代替として、または上記と組み合わせて使用されます。 つまり、2つの部屋があり、そのうちの1つは密閉されており、内部は絶対真空になっています。 2 番目のチャンバーは吸気マニホールドに接続されており、吸気行程中に真空が生成されます。 これらのチャンバーの間には、ダイアフラムと圧電素子があります。 ダイヤフラムが動くと電圧が発生します。 その後、信号は ECU に送られます。
クランクシャフトポジションセンサー（DPKV）
インジェクションエンジンのクランクシャフトプーリーを見ると、櫛が付いているのがわかります。 彼女は魅力的です。 全周に沿って歯が並んでいます。 6 度ごとに合計 60 個あるはずです。 しかし、そのうちの 2 つが欠落しており、同期に必要です。 クランクシャフト位置センサーには、磁化されたスチールコアと銅巻線が組み込まれています。 歯が巻線を通過すると、誘導電流が発生し、その電圧はプーリーの回転速度に依存します。
位相センサー（DF）
以前はすべてのエンジンに搭載されていたわけではありませんでしたが、現在ではほぼどこでも見られるようになりました。 これはホール センサーの原理に基づいて動作します。つまり、コイルを備えたディスクとスロットが備わっています。 スロットがセンサーに当たるとすぐに、その両端の出力電圧はゼロになります。 この瞬間は、第１気筒の圧縮行程の上死点を意味する。 これは、ECU がサイクルを制御するだけでなく、目的のシリンダーで点火するための電圧を生成できるようにするために必要です。 たとえば、作業ストローク中にノズルが開かないようにします。
ノックセンサー
噴射式エンジンのシリンダーブロックに取り付けられます。 エンジン内で爆発が起こるとすぐに、振動がブロックを通して伝わります。 センサーは電圧を発生する圧電素子であり、振動が強いほど電圧も高くなります。 したがって、ECUはその読み取り値に基づいて点火時期を補正します。 しかし、それについては後で詳しく説明します。
スロットルポジションセンサー(TPS)
基本的には単なるポテンショメータです。 基準電圧は、原則として 5 ボルトです。 したがって、スロットルバルブがどの角度に偏るかに応じて、制御出力の電圧が変化します。 すべてがシンプルです。
水温センサー（DTOZH）
このセンサーはエンジンの温度を測定するために必要です。 キャブレターエンジンでは単に電動ファンをオンまたはオフにするだけで済みますが、ここではより複雑な装置になります。 これは熱抵抗であり、その値は温度によって変化します。 したがって、通過すると電圧が変化します。
酸素センサー
排気システムに取り付けられており、2つのセンサーを備えたシステムがあります。 その役割は、排気ガス中の遊離酸素の量を監視することです。 たとえば、それが多すぎる場合、これは混合物全体が燃え尽きないことを意味し、それはそれを濃縮する必要があることを意味します。 酸素が ECU の規制表に表示されているよりも少ない場合は、酸素が枯渇している必要があります。
執行要素
アクチュエーターは、エンジンの動作を調整することからその名前が付けられました。 つまり、コントロールユニットはセンサーから信号を受信して分析し、アクチュエーターに信号を送信します。
燃料ポンプ
まずは電源システムから始めましょう。 タンク内に設置され、3.2～3.5MPaの圧力で燃料レールに燃料を供給します。 これにより、シリンダー内への高品質の燃料噴霧が保証されます。 エンジン速度が上がるとすぐに食欲も増し、圧力を維持するためにより多くの燃料をレールに供給する必要があることを意味します。 制御装置の指令によりポンプが高速回転を開始します。 2013 年頃から始まる最新の自動車のほとんどには、ポンプとインライン フィルターを含む燃料モジュールが装備されています。 モジュール全体を交換する必要があるため、これはフィルター交換のコストに大きく影響します。 一部のメーカーは、モジュールが車の寿命全体にわたって取り付けられると説明書に書いていますが、ある種のフィルターが 2 シーズンを超えて使用できると信じるべきではありません。
ノズル
燃料はワイヤー回路全体を通過した後、ノズルに入り、シリンダーへの供給が行われます。 ノズルは、ガソリンを燃焼室内に噴霧する非常に小さな直径の電磁弁です。 ECUは、インジェクターが開いている間の時間間隔によって供給される燃料の量を変更します。 原則として、これらは 10 分の 1 秒です。
スロットルバルブ
私たちは皆、一度はキャブレターを上から覗いたことがあるでしょう。 そのため、空気を遮断するダンパーが付いていました。 ここでも原理は同じです。 おそらくこれ以上言うことは何もないでしょう。
アイドルスピードレギュレーター(IAC)
これもソレノイドバルブであり、そのステムがスロットルバルブをバイパスするエアダクトを閉じます。 コントロールユニットが供給する電圧に応じて、まさにこのチャネルが開きます。
点火モジュール
原則として、これは同じイグニッションコイルですが、4つあるだけです。 電流が一次巻線を通過すると、二次巻線で高周波高電圧電流が切り替わり、キャンドルに供給されます。
噴射エンジンの動作原理
インジェクション エンジンの主なコンポーネントを理解した後、それがどのように動作するかを見てみましょう。 スターターがクランクシャフトをクランキングした後、DPKV はどのシリンダーがどの位置にあるかを制御ユニットに伝えます。 次に、位相センサーがクロック サイクルを報告しました。 コントロールユニットはこの情報を考慮して、吸気行程が始まるシリンダーのノズルを開きました。 しかし、彼は理由があってそれを開けましたが、表によれば、DMRVまたはDBPの読み取り値に対応する厳密に定義された期間でした。 これが作動混合物を形成する方法です。
ビデオ: ガソリン噴射内燃エンジンの仕組み
ここで吸気行程が終了すると圧縮が始まり、その時点で別の気筒で吸気が行われます。 ここで、DPKV と DF がそれぞれ示すように、ピストンが上死点に到達し、点火モジュールと目的のシリンダーに電圧を印加する時期が来ました。 これを行うために、制御ユニットには 2 つのトランジスタがあり、それぞれが 2 つのシリンダーを担当します。
さらに、爆発が発生すると、ECUはノックセンサーの測定値を見て、その方向の次の気筒の点火時期を補正します。 しかし、それだけではありません。 その後、ガスが酸素センサーに到達すると、制御ユニットは混合気の組成、つまりノズルの開口時間を修正し、燃料とその燃焼を最も効率的に使用できるようにします。 ECU が酸素不足を検出してもスロットル バルブが開いたままの場合、アイドル エア コントロールが少し開きます。
エンジン暖機とエンジン温度センサー
この点は個別に検討する必要があります。これが小さな説明であるとしましょう。 したがって、エンジンのウォームアップモードは一部のセンサーの読み取り値とはまったく関係がなく、センサーには何も依存しません。 具体的には、DMRV、DBP、ノックセンサーです。 すでに述べたように、ブロックには特定のテーブルが含まれており、その数は数百万に及びます。 したがって、ウォームアップ モード中、ECU はこれらのテーブルに従って厳密に動作し、それ以外には何も従いません。 これは、空気と燃料の比率が 14.1:1 であれば、そうなることを意味します。 この数値は、動作温度に関して一般に受け入れられている標準です。 そのため、エンジン温度がコントロールユニットのファームウェアに書き込まれた温度に達するまで、ウォームアップモードはオフになりません。 ECUがセンサーの動作を開始した後。
インジェクションエンジンとキャブレターエンジンはどちらが優れていますか?
この問題は非常に物議を醸しており、一般のドライバーの間でも、噴射エンジンの動作原理を十分に理解している専門家の間でも、それぞれの観点に多くの反対者や支持者がいます。 したがって、キャブレターエンジンは作業の単純さと透明性によって区別されます。 つまり、整備士がアイドリング速度を調整しても、そのままの状態が維持されます。
インジェクションエンジンに関しては、使用される部品の品質だけでなく、タイムリーなメンテナンスがすべてを左右します。
