Degvielas iesmidzināšanas sistēmas dzinējā. Degvielas iesmidzināšanas sistēmas: atšķirība un darbības principi Degvielas iesmidzināšanas metodes

Mūsdienu automašīnās ar benzīnu elektrostacijas Barošanas sistēmas darbības princips ir līdzīgs dīzeļdzinējiem izmantotajam. Šajos dzinējos tas ir sadalīts divās daļās - ieplūdes un iesmidzināšanas. Pirmais nodrošina gaisa padevi, bet otrais - degvielu. Bet sakarā ar konstruktīvo un darbības iezīmes iesmidzināšanas darbība ievērojami atšķiras no tās, ko izmanto dīzeļdzinējiem.

Ņemiet vērā, ka dīzeļdegvielas un benzīna dzinēju iesmidzināšanas sistēmu atšķirības arvien vairāk tiek izdzēstas. Par iegūšanu labākās īpašības dizaineri aizņemas dizaina risinājumus un pielieto tos dažādi veidi energosistēmas.

Iesmidzināšanas sistēmas ierīce un darbības princips

Otrais benzīna dzinēju iesmidzināšanas sistēmu nosaukums ir iesmidzināšana. Tās galvenā iezīme ir precīza degvielas deva. Tas tiek panākts, konstrukcijā izmantojot sprauslas. Ierīce inžektora injekcija Dzinējs ietver divas sastāvdaļas - izpildvaras un vadības.

Izpilddaļas uzdevums ir benzīna piegāde un tā izsmidzināšana. Tas ietver ne tik daudz komponentu:

1. Sūknis (elektrisks).
2. filtra elements ( smalka tīrīšana).
3. Degvielas vadi.
4. Rampa.
5. Sprauslas.

Bet šīs ir tikai galvenās sastāvdaļas. Izpildkomponentā var būt vairākas papildu sastāvdaļas un daļas - spiediena regulators, sistēma liekā benzīna novadīšanai, adsorbers.

Šo elementu uzdevums ir sagatavot degvielu un nodrošināt tās padevi sprauslām, kuras tiek izmantotas to ievadīšanai.

Izpildkomponenta darbības princips ir vienkāršs. Pagriežot aizdedzes atslēgu (dažos modeļos - atverot vadītāja durvis) ieslēdzas elektriskais sūknis, kas sūknē benzīnu un piepilda ar to pārējos elementus. Degviela tiek attīrīta un caur degvielas vadiem nonāk sliedē, kas savieno sprauslas. Sūkņa dēļ degviela visā sistēmā ir zem spiediena. Bet tā vērtība ir zemāka nekā dīzeļiem.

Sprauslu atvēršana tiek veikta elektrisko impulsu dēļ, kas tiek piegādāti no vadības daļas. Šī degvielas iesmidzināšanas sistēmas sastāvdaļa sastāv no vadības bloka un visa izsekošanas ierīču komplekta - sensoriem.

Šie sensori uzrauga veiktspēju un darbības parametrus – kloķvārpstas griešanās ātrumu, pievadītā gaisa daudzumu, dzesēšanas šķidruma temperatūru, droseles stāvokli. Rādījumi tiek nosūtīti uz vadības bloku (ECU). Viņš šo informāciju salīdzina ar atmiņā ievadītajiem datiem, uz kuru pamata nosaka sprauslām piegādāto elektrisko impulsu garumu.

Degvielas iesmidzināšanas sistēmas vadības daļā izmantotā elektronika ir nepieciešama, lai aprēķinātu laiku, uz kādu sprauslai jāatveras noteiktā spēka agregāta darbības režīmā.

Inžektoru veidi

Bet ņemiet vērā, ka šis vispārējs dizains benzīna dzinēju padeves sistēmas. Bet ir izstrādāti vairāki inžektori, un katram no tiem ir sava konstrukcija un darbības iezīmes.

Automašīnās tiek izmantotas dzinēja iesmidzināšanas sistēmas:

• centrālais;
• izplatīts;
• tiešā veidā.

Centrālā injekcija tiek uzskatīta par pirmo inžektoru. Tā īpatnība slēpjas tikai vienas sprauslas izmantošanā, kas benzīnu ieplūdes kolektorā iesmidzināja vienlaicīgi visiem cilindriem. Sākotnēji tas bija mehānisks, un dizainā netika izmantota elektronika. Ja mēs uzskatām mehāniskā inžektora ierīci, tad tā ir līdzīga karburatora sistēmai ar vienīgo atšķirību, ka sprausla ar mehāniskā piedziņa. Laika gaitā centrālā padeve tika padarīta elektroniska.

Tagad šis tips netiek izmantots vairāku trūkumu dēļ, no kuriem galvenais ir nevienmērīgais degvielas sadalījums pa cilindriem.

Izkliedētā injekcija ieslēgta Šis brīdis ir visizplatītākā sistēma. Šāda veida inžektora konstrukcija ir aprakstīta iepriekš. Tās īpatnība slēpjas faktā, ka degvielu katram cilindram piegādā sava sprausla.

Šāda veida konstrukcijā sprauslas ir uzstādītas ieplūdes kolektorā un atrodas blakus cilindra galvai. Degvielas sadale pa cilindriem ļauj nodrošināt precīzu benzīna dozēšanu.

Tiešā iesmidzināšana tagad ir vismodernākais benzīna piegādes veids. Iepriekšējos divos veidos benzīns tika ievadīts caurejošā gaisa plūsmā, un maisījuma veidošanās sāka notikt pat ieplūdes kolektorā. Tas pats inžektors pēc konstrukcijas kopē dīzeļdegvielas iesmidzināšanas sistēmu.

Tiešās padeves inžektorā sprauslas sprauslas atrodas sadegšanas kamerā. Rezultātā gaisa un degvielas maisījuma komponenti šeit tiek palaisti cilindros atsevišķi, un tie jau tiek sajaukti pašā kamerā.

Šī inžektora īpatnība ir tāda, ka benzīna iesmidzināšanai ir nepieciešams augsts degvielas spiediens. Un tā izveide nodrošina vēl vienu izpilddaļas ierīcei pievienotu mezglu - augstspiediena sūkni.

Dīzeļdzinēju barošanas sistēmas

Un dīzeļdegvielas sistēmas tiek modernizētas. Ja agrāk tas bija mehānisks, tad tagad dīzeļdzinēji ir aprīkoti arī ar elektronisko vadību. Tas izmanto tos pašus sensorus un vadības bloku kā benzīna dzinējā.

Tagad automašīnās tiek izmantoti trīs dīzeļdegvielas iesmidzināšanas veidi:

1. Ar sadales iesmidzināšanas sūkni.
2. Common Rail.
3. Inžektora sūknis.

Tāpat kā benzīna dzinējos, dizains dīzeļdegvielas iesmidzināšana sastāv no izpildvaras un vadības daļām.

Daudzi izpilddaļas elementi ir tādi paši kā inžektoriem - tvertne, degvielas vadi, filtru elementi. Bet ir arī komponenti, kas nav atrodami benzīna dzinējos - degvielas uzpildes sūknis, augstspiediena degvielas sūknis, augstspiediena degvielas transportēšanas līnijas.

Dīzeļdzinēju mehāniskajās sistēmās tika izmantoti in-line iesmidzināšanas sūkņi, kuros degvielas spiedienu katrai sprauslai izveidoja ar savu atsevišķu virzuļu pāri. Šie sūkņi ir atšķirīgi augsta uzticamība bet bija apjomīgi. Iesmidzināšanas moments un iesmidzinātās dīzeļdegvielas daudzums tika regulēts ar sūkni.

Dzinējos, kas aprīkoti ar sadales iesmidzināšanas sūkni, sūkņa konstrukcijā tiek izmantots tikai viens virzuļu pāris, kas sūknē degvielu sprauslām. Šis mezgls ir kompakta izmēra, taču tā resurss ir mazāks nekā rindā esošajiem. Šo sistēmu izmanto tikai pasažieru transportlīdzekļos.

Common Rail tiek uzskatīta par vienu no efektīvākajām dīzeļdzinēju iesmidzināšanas sistēmām. Tās vispārējā koncepcija lielā mērā ir aizgūta no inžektora ar atsevišķu piegādi.

Šādā dīzeļdzinējā padeve sākas un degvielas daudzumu “pārvalda” elektroniskā sastāvdaļa. Augstspiediena sūkņa uzdevums ir tikai sūknēt dīzeļdegvielu un radīt augstu spiedienu. Turklāt dīzeļdegviela netiek piegādāta uzreiz uz sprauslām, bet gan uz rampas, kas savieno sprauslas.

Sūkņa inžektori ir vēl viens dīzeļdegvielas iesmidzināšanas veids. Šajā dizainā nav iesmidzināšanas sūkņa un virzuļu pāri, kas rada dīzeļdegvielas spiedienu, ir iekļauti inžektora ierīcē. Tādas konstruktīvs risinājumsļauj jums izveidot visvairāk augstas vērtības degvielas spiediens starp esošajiem dīzeļdzinēju iesmidzināšanas veidiem.

Visbeidzot, mēs atzīmējam, ka šeit ir sniegta informācija par dzinēja iesmidzināšanas veidiem kopumā. Lai risinātu šo tipu dizainu un īpašības, tie tiek aplūkoti atsevišķi.

Video: Degvielas iesmidzināšanas sistēmas vadība

Degvielas iesmidzināšanas sistēma tiek izmantota dozētai degvielas padevei dzinējam iekšējā degšana stingri noteiktā laika brīdī. Automobiļa dzinēja jauda, ​​efektivitāte un vides klase ir atkarīga no šīs sistēmas īpašībām. Iesmidzināšanas sistēmām var būt dažādi dizaini un versijas, kas raksturo to efektivitāti un apjomu.

Īsa izskata vēsture

Degvielas iesmidzināšanas sistēmu sāka aktīvi ieviest 70. gados, reaģējot uz paaugstinātu piesārņojošo vielu emisiju līmeni atmosfērā. Tas tika aizgūts no aviācijas nozares un bija videi draudzīga alternatīva karburatora dzinējam. Pēdējais bija aprīkots ar mehānisku degvielas padeves sistēmu, kurā spiediena starpības dēļ degviela iekļuva sadegšanas kamerā.

Pirmā iesmidzināšanas sistēma bija gandrīz pilnībā mehāniska, un tai bija raksturīga zema efektivitāte. Iemesls tam bija nepietiekams līmenis tehniskais progress kura nevarēja pilnībā izmantot savu potenciālu. Situācija mainījās 90. gadu beigās, attīstot elektroniskās dzinēja vadības sistēmas. Elektroniskais vadības bloks sāka kontrolēt cilindros iesmidzinātās degvielas daudzumu un gaisa-degvielas maisījuma sastāvdaļu procentuālo daudzumu.

Benzīna dzinēju iesmidzināšanas sistēmu veidi

Ir vairāki galvenie degvielas iesmidzināšanas sistēmu veidi, kas atšķiras ar to, kā veidojas gaisa un degvielas maisījums.

Viena injekcija vai centrālā injekcija

Mono iesmidzināšanas sistēmas darbības shēma

Centrālā iesmidzināšanas shēma paredz vienas sprauslas klātbūtni, kas atrodas ieplūdes kolektorā. Šādas iesmidzināšanas sistēmas var atrast tikai vecākām vieglajām automašīnām. Tas sastāv no šādiem elementiem:

• Spiediena regulators - nodrošina pastāvīgu darba spiedienu 0,1 MPa un novērš rašanos gaisa slūžas degvielas sistēmā.
• Iesmidzināšanas sprausla - veic impulsu benzīna padevi dzinēja ieplūdes kolektoram.
• Droseles vārsts - regulē piegādātā gaisa daudzumu. Var būt mehāniski vai elektriski darbināms.
• Vadības bloks - sastāv no mikroprocesora un atmiņas bloka, kas satur degvielas iesmidzināšanas raksturlielumu atsauces datus.
• Sensori motora kloķvārpstas stāvoklim, droseles stāvoklim, temperatūrai utt.

Benzīna iesmidzināšanas sistēmas ar vienu sprauslu darbojas saskaņā ar šādu shēmu:

• Dzinējs darbojas.
• Sensori nolasa un pārraida informāciju par sistēmas stāvokli vadības blokam.
• Saņemtie dati tiek salīdzināti ar atsauces raksturlielums, un, pamatojoties uz šo informāciju, vadības bloks aprēķina sprauslas atvēršanas brīdi un ilgumu.
• Uz elektromagnētisko spoli tiek nosūtīts signāls, lai atvērtu sprauslu, kas noved pie degvielas padeves ieplūdes kolektorā, kur tā sajaucas ar gaisu.
• Uz cilindriem tiek piegādāts degvielas un gaisa maisījums.

Vairāku portu iesmidzināšana (MPI)

Daudzportu iesmidzināšanas sistēma sastāv no līdzīgiem elementiem, taču šajā konstrukcijā katram cilindram ir atsevišķas sprauslas, kuras var atvērt vienlaikus, pa pāriem vai pa vienam. Gaisa un benzīna sajaukšanās notiek arī ieplūdes kolektorā, taču, atšķirībā no monoiesmidzināšanas, degviela tiek piegādāta tikai atbilstošo cilindru ieplūdes kanāliem.

Sistēmas darbības shēma ar sadalītu iesmidzināšanu

Vadību veic elektronika (KE-Jetronic, L-Jetronic). Tās ir universālas Bosch degvielas iesmidzināšanas sistēmas, kuras tiek plaši izmantotas.

Izkliedētās injekcijas darbības princips:

• Dzinējam tiek piegādāts gaiss.
• Ar vairāku sensoru palīdzību tiek noteikts gaisa tilpums, tā temperatūra, kloķvārpstas griešanās ātrums, kā arī droseļvārsta stāvokļa parametri.
• Balstoties uz saņemtajiem datiem, elektroniskais vadības bloks nosaka degvielas daudzumu, kas ir optimāls ienākošajam gaisa daudzumam.
• Tiek dots signāls un tiek atvērtas atbilstošās sprauslas uz nepieciešamo laiku.

Tiešā degvielas iesmidzināšana (GDI)

Sistēma nodrošina benzīna padevi pa atsevišķām sprauslām tieši uz katra cilindra sadegšanas kamerām zem augsta spiediena, kur vienlaikus tiek padots gaiss. Šī iesmidzināšanas sistēma nodrošina visprecīzāko gaisa un degvielas maisījuma koncentrāciju neatkarīgi no dzinēja darbības režīma. Tajā pašā laikā maisījums gandrīz pilnībā izdeg, tādējādi samazinot kaitīgo izmešu daudzumu atmosfērā.

Tiešās iesmidzināšanas sistēmas diagramma

Šāda iesmidzināšanas sistēma ir sarežģīta un jutīga pret degvielas kvalitāti, padarot tās ražošanu un ekspluatāciju dārgu. Tā kā sprauslas darbojas agresīvākos apstākļos, par pareiza darbībaŠādai sistēmai ir jānodrošina augsts degvielas spiediens, kam jābūt vismaz 5 MPa.

Strukturāli tiešās iesmidzināšanas sistēma ietver:

• Augstspiediena degvielas sūknis.
• Degvielas spiediena kontrole.
• Degvielas sliede.
• Drošības vārsts (uzstādīts uz degvielas sliedes, lai aizsargātu sistēmas sastāvdaļas no spiediena palielināšanās vairāk nekā pieņemamā līmenī).
• Augsta spiediena sensors.
• Sprauslas.

Šāda veida Bosch elektroniskā iesmidzināšanas sistēma saņēma nosaukumu MED-Motronic. Tās darbības princips ir atkarīgs no maisījuma veidošanās veida:

• Slāņains - tiek īstenots pie zemiem un vidējiem dzinēja apgriezieniem. Gaiss tiek ievadīts sadegšanas kamerā ar lielu ātrumu. Degviela tiek iesmidzināta virzienā uz aizdedzes sveci un, pa ceļam sajaucoties ar gaisu, aizdegas.
• Stehiometrisks. Nospiežot gāzes pedāli, atveras droseļvārsts un vienlaikus ar gaisa padevi tiek iesmidzināta degviela, pēc tam maisījums aizdegas un pilnībā sadedzina.
• Homogēns. Balonos tiek izraisīta intensīva gaisa kustība, bet benzīns tiek iesmidzināts uz ieplūdes gājiena.

Tiešā degvielas iesmidzināšana benzīna dzinējā ir visdaudzsološākais virziens iesmidzināšanas sistēmu attīstībā. Pirmo reizi tas tika ieviests 1996. gadā Mitsubishi Galant vieglajiem automobiļiem, un šodien lielākā daļa lielāko autoražotāju to uzstāda savās automašīnās.

Pirmās iesmidzināšanas sistēmas bija mehāniskas (2.61. attēls), nevis elektroniskas, un dažas no tām (piemēram, augstas veiktspējas BOSCH sistēma) bija ārkārtīgi ģeniālas un darbojās labi. Pirmo reizi Daimler Benz izstrādāja mehānisko degvielas iesmidzināšanas sistēmu un pirmo akciju automašīna ar benzīna iesmidzināšanu tika izlaista tālajā 1954. gadā. Galvenās iesmidzināšanas sistēmas priekšrocības salīdzinājumā ar karburatora sistēmām ir šādas:

Papildu pretestības trūkums gaisa plūsmai pie ieplūdes atveres, kas notiek karburatorā, kas nodrošina cilindru piepildījuma un litru dzinēja jaudas palielināšanos;

Precīzāka degvielas sadale pa atsevišķiem cilindriem;

Ievērojami augstāka degmaisījuma sastāva optimizācijas pakāpe visos motora darbības režīmos, ņemot vērā tā stāvokli, kas uzlabo degvielas ekonomiju un samazina izplūdes gāzu toksicitāti.

Lai gan beigās izrādījās, ka šim mērķim labāk izmantot elektroniku, kas ļauj sistēmu padarīt kompaktāku, uzticamāku un prasībām pielāgojamāku dažādi dzinēji. Dažas no pirmajām sistēmām elektroniskā iesmidzināšana tie bija karburators, no kura tika izņemtas visas "pasīvās" degvielas sistēmas un uzstādīta viena vai divas sprauslas. Šādas sistēmas sauc par "centrālo (viena punkta) iesmidzināšanu" (2.62. un 2.64. att.).

Rīsi. 2.62. Centrālā (viena punkta) iesmidzināšanas iekārta

Rīsi. 2.64. Centrālās degvielas iesmidzināšanas sistēmas shēma: 1 - degvielas padeve;

Rīsi. 2.63. Elektroniskais vadības bloks 2 - gaisa ieplūde; 3 - droseļvārsts četrcilindru dzinējam; 4 - ieplūdes cauruļvads; Valvetronic BMW 5 - uzgalis; 6 - dzinējs

Šobrīd visplašāk tiek izmantotas sadalītās (daudzpunktu) elektroniskās iesmidzināšanas sistēmas. Ir nepieciešams pakavēties pie šo uztura sistēmu izpētes sīkāk.

DARBĪBAS SISTĒMA AR ELEKTRONISKU IZPLATĪTU BENZĪNA IJEDZIJU (MOTRONISKAIS TIPS)

Centrālajā iesmidzināšanas sistēmā maisījums tiek piegādāts un sadalīts starp cilindriem ieplūdes kolektora iekšpusē (2.64. att.).

Vismodernāko sadalītās degvielas iesmidzināšanas sistēmu raksturo fakts, ka laikā ieplūdes trakts Katrs cilindrs ir aprīkots ar atsevišķu inžektoru, kas noteiktā brīdī iesmidzina dozētu benzīna porciju uz attiecīgā cilindra ieplūdes vārsta. Benzīns saņemts

nonāk cilindrā, iztvaiko un sajaucas ar gaisu, veidojot degošu maisījumu. Dzinējiem ar šādām degvielas sistēmām ir labāka degvielas efektivitāte un mazāks degvielas saturs kaitīgās vielas izplūdes gāzēs, salīdzinot ar karburatora dzinējiem.

Inžektoru darbību kontrolē elektroniskais vadības bloks (ECU) (2.63. att.), kas ir īpašs dators, kas saņem un apstrādā elektriskos signālus no sensoru sistēmas, salīdzina to rādījumus ar vērtībām.

tiek saglabāti datora atmiņā un ģenerē elektriskos vadības signālus inžektora solenoīda vārstiem un citiem izpildmehānismiem. Turklāt ECU pastāvīgi veic diagnostiku

Rīsi. 2.65. Motronic sadalītās degvielas iesmidzināšanas sistēmas shēma: 1 - degvielas padeve; 2 - gaisa padeve; 3 - droseļvārsts; 4 - ieplūdes cauruļvads; 5 - sprauslas; 6 - dzinējs

Degvielas iesmidzināšanas sistēma un darbības traucējumu gadījumā brīdina vadītāju ar palīdzību kontroles lampiņa uzstādīts instrumentu panelī. Nopietnas kļūdas tiek ierakstītas vadības bloka atmiņā, un tās var nolasīt diagnostikas laikā.

Barošanas sistēmai ar sadalītu iesmidzināšanu ir šādas sastāvdaļas:

Degvielas padeves un attīrīšanas sistēma;

Gaisa padeves un attīrīšanas sistēma;

Benzīna tvaiku uztveršanas un sadedzināšanas sistēma;

Elektroniskā daļa ar sensoru komplektu;

Izplūdes gāzu izplūdes un pēcsadedzināšanas sistēma.

Degvielas padeves sistēma sastāv no degvielas tvertnes, elektriskā degvielas sūkņa, degvielas filtra, cauruļvadiem un degvielas sliedes, uz kuras ir uzstādītas sprauslas un degvielas spiediena regulators.

Rīsi. 2.66. Iegremdējamais elektriskais degvielas sūknis; a - degvielas ieplūde ar sūkni; b - sūkņa un degvielas sūkņa rotācijas tipa sūkņa sekcijas izskats ar elektriskā piedziņa; in - pārnesums; g - veltnis; d - slāņveida; e - rotācijas tipa sūkņa sekcijas darbības shēma: 1 - korpuss; 2 - sūkšanas zona; 3 - rotors; 4 - injekcijas zona; 5 - griešanās virziens

Rīsi. 2.67. Piecu cilindru dzinēja degvielas sliede ar uz tā uzstādītām sprauslām, spiediena regulatoru un armatūra spiediena kontrolei

Elektriskais degvielas sūknis(parasti rullīti) var uzstādīt gan gāzes tvertnes iekšpusē (2.66. att.), gan ārpusē. Degvielas sūkni ieslēdz elektromagnētiskais relejs. Benzīnu sūknis izsūc no tvertnes un tajā pašā laikā mazgā un atdzesē sūkņa motoru. Sūkņa izejā ir pretvārsts, kas neļauj degvielai izplūst no spiediena līnijas, kad degvielas sūknis ir izslēgts. Izmanto spiediena ierobežošanai drošības ventilis.

Degviela, kas nāk no benzīna sūkņa, zem spiediena vismaz 280 kPa, iziet caur smalko degvielas filtru un nonāk degvielas sliedē. Filtram ir metāla korpuss, kas piepildīts ar papīra filtra elementu.

Rampa(2.67. att.) ir doba konstrukcija, kurai pievienotas sprauslas un spiediena regulators. Rampa ir pieskrūvēta pie dzinēja ieplūdes kolektora. Uz rampas ir uzstādīts arī armatūra, kas kalpo degvielas spiediena kontrolei. Armatūra ir aizvērta ar skrūvējamu aizbāzni, lai pasargātu to no piesārņojuma.

Uzgalis(2.68. att.) ir metāla korpuss, kura iekšpusē atrodas elektromagnētiskais vārsts, kas sastāv no elektriskā tinuma, tērauda serdes, atsperes un bloķēšanas adatas. Sprauslas augšpusē ir neliels sieta filtrs, kas aizsargā sprauslas uzgali (kurā ir ļoti mazi caurumi) no piesārņojuma. Gumijas gredzeni nodrošina nepieciešamo blīvējumu starp sliedi, sprauslu un sēdeklis ieplūdes cauruļvadā. Sprauslu fiksācija

uz rampas tiek veikta, izmantojot īpašu skavu. Uz sprauslas korpusa ir elektriski kontakti

Rīsi. 2.68. Benzīna dzinēja solenoīda inžektori: pa kreisi - GM, pa labi - Bosch

Rīsi. 2.69. Degvielas spiediena kontrole: 1 - korpuss; 2 - vāks; 3 - atzarojuma caurule vakuuma šļūtenei; 4 - membrāna; 5 - vārsts; A - degvielas dobums; B - vakuuma dobums

Rīsi. 2.70. Plastmasas ieplūdes caurule ar rezervuāru un droseļvārsta savienojumu

elektriskā savienotāja slēdzis. Inžektora iesmidzinātās degvielas daudzuma regulēšana tiek veikta, mainot sprauslas kontaktiem pievadītā elektriskā impulsa garumu.

spiediena regulators degviela (2.69. att.) kalpo spiediena maiņai sliedē atkarībā no vakuuma ieplūdes cauruļvadā. Regulatora tērauda korpusā ir atsperes adatas vārsts, kas savienots ar diafragmu. Diafragmu, no vienas puses, ietekmē degvielas spiediens sliedē un, no otras puses, vakuums ieplūdes kolektorā. Palielinoties vakuumam, aizverot droseļvārstu, vārsts atveras, liekā degviela caur drenāžas cauruli tiek novadīta atpakaļ tvertnē, un spiediens sliedē samazinās.

Nesen ir parādījušās iesmidzināšanas sistēmas, kurās nav degvielas spiediena regulatora. Piemēram, uz V8 dzinēja rampas auto Jauns Range Rover nav spiediena regulatora, un degmaisījuma sastāvu nodrošina tikai to sprauslu darbība, kas saņem signālus no elektroniskās vienības.

Gaisa padeves un attīrīšanas sistēma sastāv no gaisa filtra ar maināmu filtra elementu, droseļvārsta caurules ar slāpētāju un tukšgaitas regulatoru, uztvērēja un izplūdes caurules (2.70. att.).

Uztvērējs jābūt pietiekami lielam, lai izlīdzinātu dzinēja cilindros ieplūstošā gaisa pulsāciju.

Droseles caurule fiksēts uz uztvērēja un kalpo, lai mainītu gaisa daudzumu, kas nonāk dzinēja cilindros. Gaisa daudzuma maiņa tiek veikta ar droseļvārsta palīdzību, kas pagriezta korpusā ar kabeļa piedziņu no “gāzes” pedāļa. Droseles stāvokļa sensors un tukšgaitas ātruma kontrole ir uzstādīti uz droseles caurules. Droseļvārsta caurulē ir atveres vakuuma ieplūdei, ko izmanto benzīna tvaiku atgūšanas sistēma.

Pēdējā laikā iesmidzināšanas sistēmu projektētāji ir sākuši izmantot elektrisko vadības piedziņu, kad nav mehāniska savienojuma starp “gāzes” pedāli un droseļvārstu (2.71. att.). Šādos konstrukcijās tā stāvokļa sensori ir uzstādīti uz “gāzes” pedāļa, un droseļvārstu griež pakāpju motors ar pārnesumkārbu. Elektromotors griež amortizatoru atbilstoši datora signāliem, kas kontrolē motora darbību. Šādās konstrukcijās tiek nodrošināta ne tikai precīza vadītāja komandu izpilde, bet arī iespējams ietekmēt dzinēja darbību, labojot vadītāja kļūdas, iedarbinot elektroniskās sistēmas transportlīdzekļa stabilitātes uzturēšanai un citas modernas elektroniskās drošības sistēmas.

Rīsi. 2.71. Droseles vārsts ar elektrisko Rīsi. 2.72. Induktīvie sensori ar pozitīvu piedziņu nodrošina dzinēja kloķvārpstas un sadales kontroli caur kritieniem.

Ūdeņi

Droseles stāvokļa sensors ir potenciometrs, kura slīdnis ir savienots ar droseles asi. Pagriežot droseļvārstu, mainās sensora elektriskā pretestība un tā barošanas spriegums, kas ir ECU izejas signāls. Motorizētās droseļvārsta vadības sistēmās tiek izmantoti vismaz divi sensori, lai dators varētu noteikt droseļvārsta kustības virzienu.

tukšgaitas ātruma regulators kalpo dzinēja tukšgaitas ātruma regulēšanai, mainot gaisa daudzumu, kas plūst ap aizvērto droseļvārstu. Regulators sastāv no pakāpju motora, ko kontrolē ECU, un konusa vārsta. Mūsdienu sistēmās ar vairāk jaudīgi datori dzinēja vadība, iztikt bez tukšgaitas ātruma regulatoriem. Dators, analizējot signālus no daudziem sensoriem, kontrolē inžektoriem piegādāto elektriskās strāvas impulsu ilgumu un dzinēja darbību visos režīmos, ieskaitot tukšgaitu.

Starp gaisa filtrs un ir uzstādīts ieplūdes caurules veidgabals degvielas masas plūsmas sensors. Sensors maina datora elektriskā signāla frekvenci atkarībā no gaisa daudzuma, kas iet caur cauruli. No šī sensora nonāk ECU un elektriskais signāls, kas atbilst ienākošā gaisa temperatūrai. Pirmajās elektroniskajās iesmidzināšanas sistēmās tika izmantoti sensori, kas novērtēja ienākošā gaisa daudzumu. Ieplūdes caurulē tika uzstādīts aizbīdnis, kas novirzījās par dažāda izmēra atkarībā no ieplūstošā gaisa spiediena. Amortizatoram tika pievienots potenciometrs, kas mainīja pretestību atkarībā no amortizatora griešanās apjoma. Mūsdienu gaisa masas plūsmas sensori darbojas, izmantojot principu, ka tiek mainīta sakarsētā stieples vai vadošās plēves elektriskā pretestība, kad to atdzesē ienākošā gaisa plūsma. Vadības dators, kas saņem signālus arī no ieplūdes gaisa temperatūras sensora, var noteikt dzinējā ienākošā gaisa daudzumu.

Lai pareizi kontrolētu sadalītās iesmidzināšanas sistēmas darbību, elektroniskajam blokam ir nepieciešami signāli no citiem sensoriem. Pēdējie ietver: dzesēšanas šķidruma temperatūras sensoru, kloķvārpstas stāvokļa un ātruma sensoru, transportlīdzekļa ātruma sensoru, sitiena sensoru, skābekļa koncentrācijas sensoru (uzstādīts izplūdes sistēmas izplūdes caurulē atgriezeniskās saites iesmidzināšanas sistēmas versijā).

Pašlaik pusvadītājus galvenokārt izmanto kā temperatūras sensorus, kas maina elektrisko pretestību, mainoties temperatūrai. Kloķvārpstas stāvokļa un ātruma sensori parasti ir induktīvā tipa (2.72. att.). Viņi dod impulsus elektriskā strāva griežot spararatu ar atzīmēm uz tā.

Rīsi. 2.73. Adsorbera shēma: 1 - ieplūdes gaiss; 2 - droseļvārsts; 3 - dzinēja ieplūdes kolektors; 4 - tvertnes iztukšošanas vārsts ar aktīvo ogli; 5 - signāls no ECU; 6 - trauks ar aktivēto ogli; 7 - apkārtējais gaiss; 8 - degvielas tvaiki degvielas tvertnē

Barošanas sistēma ar sadalītu iesmidzināšanu var būt secīga vai paralēla. Paralēlā iesmidzināšanas sistēmā atkarībā no dzinēja cilindru skaita vienlaicīgi iedegas vairāki inžektori. Secīgās iesmidzināšanas sistēmā īstajā laikā iedegas tikai viens konkrēts inžektors. Otrajā gadījumā ECU ir jāsaņem informācija par brīdi, kad katrs virzulis ir tuvu TDC ieplūdes gājienā. Tam nepieciešams ne tikai kloķvārpstas stāvokļa sensors, bet arī pozīcijas sensors izciļņu vārpsta. Mūsdienu automašīnām parasti tiek uzstādīti dzinēji ar secīgu iesmidzināšanu.

Priekš benzīna tvaiku uztveršana, kas iztvaiko no degvielas tvertnes, visās iesmidzināšanas sistēmās tiek izmantoti speciāli adsorberi ar aktīvo ogli (2.73. att.). Aktīvā ogle, kas atrodas īpašā traukā, kas savienots ar cauruļvadu uz degvielas tvertne labi absorbē benzīna tvaikus. Lai noņemtu benzīnu no adsorbera, pēdējo iztīra ar gaisu un savieno ar dzinēja ieplūdes cauruli, lai

lai netiktu traucēta dzinēja darbība, attīrīšana tiek veikta tikai noteiktos dzinēja darbības režīmos, izmantojot īpašus vārstus, kas atveras un aizveras pēc datora komandas.

Atsauksmes iesmidzināšanas sistēmu izmantošana skābekļa koncentrācijas sensori jā izplūdes gāzēs, kas ir uzstādītas izplūdes sistēmā ar izplūdes gāzu katalītisko neitralizatoru.

katalizators(2.74. att.;

Rīsi. 2.74. Divslāņu trīsceļu katalītiskais neitralizators izplūdes gāzēm: 1 - skābekļa koncentrācijas sensors slēgtai vadības cilpai; 2 - monolīts nesēja bloks; 3 - montāžas elements stiepļu sieta veidā; 4 - neitralizatora dubultā apvalka siltumizolācija

2.75) ir uzstādīts izplūdes sistēmā, lai samazinātu kaitīgo vielu saturu izplūdes gāzēs. Neitralizators satur vienu reducējošu (rodija) un divus oksidējošus (platīna un pallādija) katalizatorus. Oksidācijas katalizatori veicina nesadegušo ogļūdeņražu (CH) oksidēšanos ūdens tvaikos,

Rīsi. 2.75. Izskats neitralizators

un oglekļa monoksīdu (CO) pārvērš oglekļa dioksīdā. Redukcijas katalizators samazina kaitīgo slāpekļa oksīdu NOx par nekaitīgu slāpekli. Tā kā šie pārveidotāji samazina trīs kaitīgo vielu saturu izplūdes gāzēs, tos sauc par trīskomponentu.

Automašīnas dzinēja darbība ar svinu saturošu benzīnu noved pie dārga katalītiskā neitralizatora atteices. Tāpēc lielākajā daļā valstu ir aizliegts izmantot svinu saturošu benzīnu.

Trīsceļu katalītiskais neitralizators darbojas visefektīvāk, ja dzinējs tiek barots ar stehiometrisku maisījumu, t.i., gaisa degvielas attiecību 14,7:1 vai liekā gaisa attiecību viens. Ja maisījumā ir pārāk maz gaisa (t.i., nepietiek skābekļa), CH un CO pilnībā neoksidējas (sadegs) līdz drošam blakusproduktam. Ja gaisa ir par daudz, tad nevar nodrošināt NOX sadalīšanos skābeklī un slāpeklī. Tāpēc parādījās jaunas paaudzes dzinēji, kuros maisījuma sastāvs tika pastāvīgi regulēts, lai iegūtu precīzu atbilstību liekā gaisa attiecībai cc = 1, izmantojot skābekļa koncentrācijas sensoru (lambda zondi jā) (2.77. att.), kas iebūvēts izplūdes sistēma.

Rīsi. 2.76. Neitralizatora efektivitātes atkarība no liekā gaisa koeficienta

Rīsi. 2.77. Skābekļa koncentrācijas sensora ierīce: 1 - blīvgredzens; 2 - metāla korpuss ar vītni un pabeigtu sešstūri; 3 - keramikas izolators; 4 - vadi; 5 - vadu blīvējuma aproce; 6 - sildītāja strāvas vada kontakts ar strāvu; 7 - ārējais aizsargājošs ekrāns ar caurumu priekš atmosfēras gaiss; 8 - elektriskā signāla strāvas uztveršana; 9 - elektriskais sildītājs; 10 - keramikas uzgalis; 11 - aizsargekrāns ar caurumu izplūdes gāzēm

Šis sensors nosaka skābekļa daudzumu izplūdes gāzēs, un tā elektrisko signālu izmanto ECU, kas attiecīgi maina iesmidzinātās degvielas daudzumu. Sensora darbības princips ir spēja izlaist caur sevi skābekļa jonus. Ja skābekļa saturs uz sensora aktīvajām virsmām (no kurām viena saskaras ar atmosfēru, bet otra ar izplūdes gāzēm) būtiski atšķiras, sensora izejās notiek krasas sprieguma izmaiņas. Dažreiz tiek uzstādīti divi skābekļa koncentrācijas sensori: viens pirms pārveidotāja un otrs pēc.

Lai katalizators un skābekļa koncentrācijas sensors darbotos efektīvi, tie ir jāuzsilda līdz noteiktai temperatūrai. Minimālā temperatūra, kurā saglabājas 90% kaitīgo vielu, ir aptuveni 300 °C. Tāpat ir jāizvairās no pārveidotāja pārkaršanas, jo tas var sabojāt pildvielu un daļēji bloķēt gāzu kanālu. Ja dzinējs sāk darboties ar pārtraukumiem, tad nesadegusī degviela izdeg katalizatorā, strauji paaugstinot tā temperatūru. Dažreiz var pietikt ar dažām dzinēja darbības minūtēm ar pārtraukumiem, lai pilnībā sabojātu katalītisko neitralizatoru. Tāpēc mūsdienu dzinēju elektroniskajām sistēmām ir jāatklāj un jānovērš aizdedzes kļūda un jābrīdina vadītājs par problēmas nopietnību. Dažreiz, lai paātrinātu katalītiskā neitralizatora uzsilšanu pēc auksta dzinēja iedarbināšanas, elektriskie sildītāji. Gandrīz visiem pašlaik izmantotajiem skābekļa koncentrācijas sensoriem ir sildelementi. Mūsdienu dzinējos, lai ierobežotu kaitīgo vielu emisiju atmosfērā

ru dzinēja iesildīšanas laikā pirmskatalītiskos neitralizatorus uzstāda pēc iespējas tuvāk izplūdes kolektoram (2.78. att.), lai nodrošinātu ātru pārveidotāja uzsilšanu līdz darba temperatūrai. Skābekļa sensori ir uzstādīti pirms un pēc pārveidotāja.

Lai uzlabotu dzinēja ekoloģiskos raksturlielumus, nepieciešams ne tikai uzlabot izplūdes gāzu pārveidotājus, bet arī uzlabot dzinējā notiekošos procesus. Ogļūdeņražu saturu kļuva iespējams samazināt, reducējot

"atstarpes tilpumi", piemēram, sprauga starp virzuli un cilindra sienu virs augšējā kompresijas gredzena un dobumi ap vārstu ligzdām.

Rūpīga degmaisījuma plūsmas izpēte cilindra iekšpusē, izmantojot datortehnoloģiju, ļāva nodrošināt pilnīgāku sadegšanu un zems līmenis CO. NOx līmeni ir samazinājusi EGR sistēma, paņemot daļu gāzes no izplūdes sistēmas un ievadot to ieplūdes gaisa plūsmā. Šie pasākumi un ātra, precīza dzinēja pāreju kontrole var samazināt emisijas līdz minimumam pat pirms katalizatora. Lai paātrinātu katalītiskā neitralizatora sildīšanu un iestāšanos darba režīmā, tiek izmantota arī sekundārā gaisa padeves metode izplūdes kolektoram, izmantojot īpašu elektrisko sūkni.

Vēl viens efektīvs un izplatīts veids, kā neitralizēt kaitīgos produktus izplūdes gāzēs, ir liesmas pēcdedzināšana, kuras pamatā ir izplūdes gāzu degošu komponentu (CO, CH, aldehīdu) spēja oksidēties augstā temperatūrā. Izplūdes gāzes nonāk pēcdegšanas kamerā, kurā ir ežektors, caur kuru no siltummaiņa ieplūst sasildīts gaiss. Degšana notiek kamerā,

Rīsi. 2.78. Dzinēja izplūdes kolektors un aizdedzei ir aizdedze

ar iepriekšēju neitralizatoru svece.

TIEŠĀ BENZĪNA IEEJA

Pirmās benzīna iesmidzināšanas sistēmas tieši dzinēja cilindros parādījās 20. gadsimta pirmajā pusē. un lietots tālāk lidmašīnu dzinēji. Mēģinājumi izmantot tiešo iesmidzināšanu benzīna automašīnu dzinējos tika pārtraukti 19. gadsimta 40. gados, jo šādi dzinēji izrādījās dārgi, neekonomiski un stipri kūpēja pie lielas jaudas režīmiem. Benzīna iesmidzināšana tieši cilindros ir saistīta ar zināmām grūtībām. Inžektori tiešai benzīna iesmidzināšanai darbojas vairāk nekā grūti apstākļi nekā tiem, kas uzstādīti ieplūdes kolektorā. Bloka galva, kurā jāuzstāda šādas sprauslas, izrādās sarežģītāka un dārgāka. Karburācijas procesam ar tiešo iesmidzināšanu atvēlētais laiks ir ievērojami samazināts, kas nozīmē, ka labai karburācijai ir nepieciešams piegādāt benzīnu zem augsta spiediena.

Visas šīs grūtības pārvarēja speciālisti Mitsubishi, kas aizsāka benzīna tiešās iesmidzināšanas izmantošanu automobiļu dzinēji. Pirmais seriāls Mitsubishi automašīna Galant ar 1,8 GDI dzinēju (Gasoline Direct Injection - benzīna tiešā iesmidzināšana) parādījās 1996. gadā (2.81. att.). Tagad dzinējus ar tiešo benzīna iesmidzināšanu ražo Peugeot-Citroen, Renault, Toyota, DaimlerChrysler un citi ražotāji (2.79. att.; 2.80.; 2.84.).

Tiešās iesmidzināšanas sistēmas priekšrocības galvenokārt ir uzlabota degvielas ekonomija, bet arī jauda. Pirmais ir saistīts ar tiešās iesmidzināšanas dzinēja spēju darboties

Rīsi. 2.79. Shēma Volkswagen dzinējs FSI tiešā iesmidzināšana

Rīsi. 2.80. 2000. gadā PSA Peugeot-Citroen ieviesa savu 2,0 litru četrcilindru HPI tiešās iesmidzināšanas dzinēju, kas varēja darboties ar liesiem maisījumiem.

uz ļoti liesiem maisījumiem. Jaudas pieaugums galvenokārt ir saistīts ar faktu, ka degvielas padeves uz motora cilindriem procesa organizācija ļauj palielināt kompresijas pakāpi līdz 12,5 (parastajos benzīna dzinējos reti ir iespējams iestatīt kompresijas pakāpi virs 10 līdz detonācijai).

Dzinējā GDI degviela sūknis nodrošina spiedienu 5 MPa. Cilindra galvā uzstādītais elektromagnētiskais inžektors iesmidzina benzīnu tieši dzinēja cilindrā un var darboties divos režīmos. Atkarībā no piegādātā elektriskā signāla tas var iesmidzināt degvielu vai nu ar jaudīgu konisku lodlampu, vai ar kompaktu strūklu (2.82. att.). Virzuļa apakšdaļai ir īpaša forma sfēriskas padziļinājuma veidā (2.83. att.). Šī forma ļauj virpuļot ienākošo gaisu, novirzot iesmidzināto degvielu uz aizdedzes sveci, kas uzstādīta sadegšanas kameras centrā. Ieplūdes caurule atrodas nevis sānos, bet vertikāli

Rīsi. 2.81. Mitsubishi GDI dzinējs - pirmais sērijveidā ražotais dzinējs ar benzīna tiešās iesmidzināšanas sistēmu

bet virsū. Tam nav asu līkumu, un tāpēc gaiss ieplūst lielā ātrumā.

Rīsi. 2.82. GDI dzinēja inžektors var darboties divos režīmos, nodrošinot jaudīgu (a) vai kompaktu (b) izsmidzinātu benzīna strūklu.

Darbojoties dzinējam ar tiešās iesmidzināšanas sistēmu, var izdalīt trīs dažādus režīmus:

1) darbības režīms īpaši sliktiem maisījumiem;

2) darba režīms uz stehiometriskā maisījuma;

3) asu paātrinājumu režīms no maziem ātrumiem;

Pirmais režīms tiek izmantots, kad automašīna pārvietojas bez pēkšņiem paātrinājumiem ar ātrumu aptuveni 100-120 km/h. Šis režīms izmanto ļoti sliktu degošs maisījums ar gaisa pārpalikuma attiecību vairāk nekā 2,7. Normālos apstākļos šādu maisījumu nevar aizdedzināt dzirkstele, tāpēc inžektors kompresijas gājiena beigās (kā dīzeļdzinējā) iesmidzina degvielu kompaktā liesmā. Sfēriskais padziļinājums virzulī virza degvielas strūklu uz aizdedzes sveces elektrodiem, kur augstā benzīna tvaiku koncentrācija ļauj maisījumam aizdegties.

Otrais režīms izmanto, braucot ar liels ātrums un straujos paātrinājumos, kad nepieciešams iegūt lielu jaudu. Šādam kustības režīmam ir nepieciešams maisījuma stehiometriskais sastāvs. Šāda sastāva maisījums ir viegli uzliesmojošs, bet GDI dzinējam ir paaugstināta pakāpe

kompresiju, un, lai novērstu detonāciju, sprausla iesmidzina degvielu ar jaudīgu degli. Smalki izsmidzinātā degviela piepilda cilindru un, tai iztvaikojot, atdzesē cilindra virsmas, samazinot detonācijas iespējamību.

Trešais režīms nepieciešams, lai iegūtu lielu griezes momentu, strauji nospiežot gāzes pedāli, kad dzinējs darbojas

brauc ar mazu ātrumu. Šis dzinēja darbības režīms atšķiras ar to, ka viena cikla laikā inžektors iedegas divas reizes. Ieplūdes gājiena laikā uz cilindru par

Rīsi. 2.83. Dzinēja ar benzīna tiešo iesmidzināšanu virzulim ir īpaša forma (degšanas process virs virzuļa)

4. Rīkojums Nr.1031. 97

Rīsi. 2.84. Dizaina iezīmes Audi 2.0 FSI tiešās iesmidzināšanas dzinējs

atdzesējot to ar jaudīgu degli, tiek ievadīts īpaši vājš maisījums (a = 4,1). Kompresijas gājiena beigās inžektors atkal iesmidzina degvielu, bet ar kompaktu liesmu. Šajā gadījumā maisījums cilindrā tiek bagātināts un detonācija nenotiek.

Salīdzinot ar parasto benzīna porta iesmidzināšanas dzinēju, GDI dzinējs ir par aptuveni 10% ekonomiskāks un atmosfērā izdala par 20% mazāk oglekļa dioksīda. Dzinēja jaudas pieaugums ir līdz 10%. Tomēr, kā liecina transportlīdzekļu darbība ar šāda veida dzinējiem, tie ir ļoti jutīgi pret sēra saturu benzīnā.

Sākotnējo benzīna tiešās iesmidzināšanas procesu izstrādāja Orbital. Šajā procesā benzīns tiek ievadīts dzinēja cilindros, iepriekš sajaukts ar gaisu, izmantojot īpašu sprauslu. Orbital sprausla sastāv no divām strūklām, degvielas un gaisa.

Rīsi. 2.85. Orbitālās sprauslas darbība

Gaiss tiek piegādāts gaisa strūklām saspiestā veidā no speciāla kompresora ar spiedienu 0,65 MPa. Degvielas spiediens ir 0,8 MPa. Vispirms iedegas degvielas strūkla un pēc tam īstajā laikā gaisa strūkla, tādējādi cilindrā tiek iesmidzināts spēcīgs lāpas. degvielas-gaisa maisījums aerosola veidā (2.85. att.).

Inžektors, kas atrodas cilindra galvā blakus aizdedzes svecei, iesmidzina degvielas-gaisa strūklu tieši uz aizdedzes sveces elektrodiem, kas nodrošina labu aizdedzes sveces aizdedzi.

Viena no svarīgākajām gandrīz jebkuras automašīnas darba sistēmām ir degvielas iesmidzināšanas sistēma, jo tieši pateicoties tai tiek noteikts degvielas daudzums. ko pieprasa dzinējs noteiktā laika brīdī. Šodien mēs apsvērsim šīs sistēmas darbības principu, izmantojot dažu tās veidu piemēru, kā arī iepazīsimies ar esošajiem sensoriem un izpildmehānismiem.

1. Degvielas iesmidzināšanas sistēmas īpašības

Mūsdienās ražotajiem dzinējiem tas nav izmantots ilgu laiku karburatora sistēma, kuru pilnībā aizstāja jaunāka un modernāka degvielas iesmidzināšanas sistēma. Degvielas iesmidzināšanu sauc par degvielas šķidruma dozēšanas sistēmu motora cilindriem. transportlīdzeklis. To var uzstādīt gan uz benzīna, gan dīzeļdzinēji, tomēr ir skaidrs, ka dizains un darbības princips būs atšķirīgs. Lietojot benzīna dzinējos, iesmidzinot, viendabīgs gaisa-degvielas maisījums kuru spiež aizdegties aizdedzes sveces dzirkstele.

Kas attiecas uz dīzeļa tips dzinēju, tad šeit degviela tiek iesmidzināta zem ļoti augsta spiediena, un nepieciešamā degvielas daļa tiek sajaukta ar karstu gaisu un gandrīz nekavējoties aizdegas. Iesmidzinātās degvielas porcijas daudzums, un tajā pašā laikā vispārējā jauda dzinēju nosaka iesmidzināšanas spiediens. Tāpēc, jo lielāks spiediens, jo lielāka kļūst barošanas bloka jauda.

Mūsdienās šīs sistēmas sugu daudzveidība ir diezgan liela, un galvenie veidi ir: sistēma ar tiešu iesmidzināšanu, ar mono iesmidzināšanu, mehāniskās un sadalītās sistēmas.

Tiešās (tiešās) degvielas iesmidzināšanas sistēmas darbības princips ir tāds, ka degvielas šķidrums, izmantojot sprauslas, tiek padots tieši uz dzinēja cilindriem (piemēram, kā dīzeļdzinējam). Pirmo reizi šāda shēma tika izmantota militārajā aviācijā Otrā pasaules kara laikā un dažām pēckara perioda automašīnām (pirmā bija Goliath GP700). Tomēr tā laika tiešās iesmidzināšanas sistēma nespēja iegūt pienācīgu popularitāti, kā iemesls bija dārgie darbībai nepieciešamie augstspiediena degvielas sūkņi un oriģinālā cilindra galva.

Rezultātā inženieriem neizdevās panākt sistēmas darbības precizitāti un uzticamību. Tikai divdesmitā gadsimta 90. gadu sākumā, pievilkšanas dēļ vides standartiem, interese par tiešo iesmidzināšanu atkal sāka pieaugt. Viens no pirmajiem uzņēmumiem, kas uzsāka šādu dzinēju ražošanu, bija Mitsubishi, Mercedes-Benz, Peugeot-Citroen, Volkswagen, BMW.

Kopumā tiešo iesmidzināšanu varētu saukt par energosistēmu evolūcijas virsotni, ja ne vienu lietu... Šādi dzinēji ir ļoti prasīgi degvielas kvalitātes ziņā, turklāt, izmantojot liesus maisījumus, tie arī spēcīgi izdala slāpekļa oksīdu, kas ir jārisina, sarežģījot motora konstrukciju.

Viena punkta iesmidzināšana (saukta arī par "mono-injekciju" vai "centrālo iesmidzināšanu") ir sistēma, ko sāka izmantot divdesmitā gadsimta 80. gados kā alternatīvu karburatoram, jo ​​īpaši tāpēc, ka to darbības principi ir ļoti līdzīgi: gaisa plūsmas tiek sajauktas ar degvielas šķidrumu ieplūdes kolektora laikā, bet sprausla tika aizstāta ar sarežģītu un jutīgu pret karburatora iestatījumiem. Protams, sistēmas izstrādes sākumposmā elektronikas vispār nebija, un benzīna padeve tika kontrolēta. mehāniskās ierīces. Tomēr, neskatoties uz dažiem trūkumiem, iesmidzināšanas izmantošana nodrošināja dzinējam daudz lielāku jaudu un ievērojami lielāku degvielas efektivitāti.

Un tas viss pateicoties vienai un tai pašai sprauslai, kas ļāva daudz precīzāk dozēt degvielas šķidrumu, izsmidzinot to sīkās daļiņās. Sajaukšanas ar gaisu rezultātā izrādījās viendabīgs maisījums, un, mainoties automašīnas kustības apstākļiem un motora darbības režīmam, tā sastāvs gandrīz uzreiz mainījās. Jāatzīst, ka tas neiztika bez mīnusiem. Piemēram, tā kā vairumā gadījumu sprausla tika uzstādīta bijušā karburatora korpusā, un lielgabarīta sensori apgrūtināja “motora elpošanu”, gaisa plūsma, kas iekļūst cilindrā, sastapās ar nopietnu pretestību. No teorētiskās puses šādu trūkumu varētu viegli novērst, taču ar esošo slikto sadalījumu degvielas maisījums, tad neviens neko nevarēja darīt. Varbūt tāpēc mūsu laikos viena punkta injekcija tik reti.

Mehāniskā iesmidzināšanas sistēma parādījās 30. gadu beigās, kad to sāka izmantot lidmašīnu degvielas padeves sistēmās. Tas tika prezentēts dīzeļdegvielas izcelsmes benzīna iesmidzināšanas sistēmas veidā, izmantojot augstspiediena degvielas sūkņus un slēgtas sprauslas katram atsevišķam cilindram. Mēģinot tos uzstādīt uz automašīnas, izrādījās, ka viņi nevar izturēt karburatora mehānismu konkurenci, un tas bija saistīts ar konstrukcijas ievērojamo sarežģītību un augstām izmaksām.

Pirmo reizi zema spiediena iesmidzināšanas sistēma tika uzstādīta automašīnai MERSEDES 1949. gadā un veiktspējas īpašības uzreiz pārspēja karburatora tipa degvielas sistēmu.Šis fakts deva impulsu tālākai idejas attīstībai par benzīna iesmidzināšanu automašīnām, kas aprīkotas ar iekšdedzes dzinēju. No cenu politikas un ekspluatācijas uzticamības viedokļa veiksmīgākais šajā ziņā bija mehāniskā sistēma Bosch K-Jetronic. Viņa sērijveida ražošana tika dibināta 1951. gadā un gandrīz nekavējoties kļuva plaši izplatīta gandrīz visos Eiropas automobiļu ražotāju zīmolos.

Degvielas iesmidzināšanas sistēmas daudzpunktu (izkliedētā) versija atšķiras no iepriekšējām ar atsevišķu sprauslu, kas tika uzstādīta katra atsevišķa cilindra ieplūdes caurulē. Tās uzdevums ir piegādāt degvielu tieši ieplūdes vārstam, kas nozīmē degvielas maisījuma sagatavošanu tieši pirms tā nonākšanas sadegšanas kamerā. Dabiski, ka šādos apstākļos tam būs viendabīgs sastāvs un aptuveni vienāda kvalitāte katrā no cilindriem. Rezultātā ievērojami palielinās dzinēja jauda, ​​tā degvielas efektivitāte, kā arī samazinās izplūdes gāzu toksicitātes līmenis.

Ceļā uz sadalītās degvielas iesmidzināšanas sistēmas izstrādi dažkārt radās zināmas grūtības, taču tā joprojām turpināja uzlaboties. Sākotnējā posmā tas tāpat kā iepriekšējā versija tika vadīts arī mehāniski, tomēr straujā elektronikas attīstība to ne tikai padarīja efektīvāku, bet arī deva iespēju saskaņoties ar pārējām motora konstrukcijas sastāvdaļām. Tātad izrādījās, ka moderns dzinējs spēj signalizēt par darbības traucējumiem vadītājam, ja nepieciešams, patstāvīgi pārslēgties uz avārijas darbības režīmu vai ar drošības sistēmu atbalstu izlabot atsevišķas vadības kļūdas. Bet to visu sistēma veic ar palīdzību noteikti sensori, kas paredzēti, lai fiksētu mazākās izmaiņas vienas vai otras tās daļas darbībā. Apsvērsim galvenos.

2. Degvielas iesmidzināšanas sistēmas sensori

Degvielas iesmidzināšanas sistēmas sensori ir paredzēti, lai uztvertu un pārraidītu informāciju no izpildmehānismiem uz dzinēja vadības bloku un otrādi. Tie ietver šādas ierīces:

Tā jutīgais elements tiek ievietots izplūdes (izplūdes) gāzu plūsmā, un, darba temperatūrai sasniedzot 360 grādus pēc Celsija, sensors sāk ģenerēt savu EML, kas ir tieši proporcionāls skābekļa daudzumam izplūdes gāzēs. No praktiskā viedokļa, kad atgriezeniskās saites cilpa ir aizvērta, skābekļa sensora signāls ir strauji mainīgs spriegums no 50 līdz 900 milivoltiem. Sprieguma maiņas iespēju rada pastāvīgas maisījuma sastāva izmaiņas stehiometrijas punkta tuvumā, un pats sensors nav piemērots maiņstrāvas sprieguma ģenerēšanai.

Atkarībā no barošanas avota tiek izdalīti divu veidu sensori: ar impulsu un pastāvīgu jaudu sildelements. Impulsu versijā skābekļa sensoru silda elektroniskais vadības bloks. Ja tas nav iesildīts, tam būs augsta iekšējā pretestība, kas neļaus tam radīt savu EMF, kas nozīmē, ka vadības bloks "redzēs" tikai norādīto stabilo atsauces spriegumu. Sensora iesildīšanas laikā tā iekšējā pretestība samazinās un sākas sava sprieguma ģenerēšanas process, kas nekavējoties kļūst zināms ECU. Vadības blokam tas ir signāls par gatavību lietošanai, lai pielāgotu maisījuma sastāvu.

Izmanto, lai novērtētu gaisa daudzumu, kas nonāk automašīnas dzinējā. Viņš ir daļa elektroniskā sistēma dzinēja vadība. Šo ierīci var izmantot kopā ar dažiem citiem sensoriem, piemēram, gaisa temperatūras sensoru un atmosfēras spiediena sensoru, kas koriģē tā rādījumus.

Gaisa plūsmas sensors sastāv no diviem platīna pavedieniem, ko silda ar elektrisko strāvu. Viens pavediens izlaiž gaisu caur sevi (tādā veidā atdzesē), bet otrais ir vadības elements. Ar pirmās platīna vītnes palīdzību tiek aprēķināts gaisa daudzums, kas iekļuvis dzinējā.

Pamatojoties uz informāciju, kas saņemta no gaisa plūsmas sensora, ECU aprēķina nepieciešamo degvielas daudzumu, kas nepieciešams gaisa un degvielas stehiometriskās attiecības uzturēšanai dotajos dzinēja darbības režīmos. Turklāt elektroniskais bloks izmanto saņemto informāciju, lai noteiktu motora režīma punktu. Līdz šim ir vairāki dažādu veidu sensori, kas ir atbildīgi par masas plūsma gaiss: piemēram, ultraskaņa, lāpstiņa (mehāniska), karstā stieple utt.

Dzesēšanas šķidruma temperatūras sensors (DTOZH). Tam ir termistora, tas ir, rezistora, forma, kurā elektriskā pretestība var mainīties atkarībā no temperatūras indikatori. Termistors atrodas sensora iekšpusē un izsaka negatīvu temperatūras indikatoru pretestības koeficientu (ar sildīšanu pretestības spēks samazinās).

Attiecīgi plkst paaugstināta temperatūra dzesēšanas šķidrums - ir zema sensora pretestība (aptuveni 70 omi pie 130 grādiem pēc Celsija), un zema pretestība - augsta (apmēram 100 800 omi pie -40 grādiem pēc Celsija). Tāpat kā vairums citu sensoru, šo ierīci negarantē precīzus rezultātus, kas nozīmē, ka var runāt tikai par dzesēšanas šķidruma temperatūras sensora pretestības atkarību no temperatūras indikatoriem. Kopumā, lai gan aprakstītā ierīce praktiski neplīst, dažreiz tā tiek nopietni “kļūdīta”.

. Tas ir uzstādīts uz droseļvārsta caurules un savienots ar paša slāpētāja asi. Tas ir attēlots potenciometra formā ar trim galiem: viens tiek piegādāts ar pozitīvu jaudu (5 V), bet otrs ir savienots ar zemi. Trešā tapa (no slīdņa) nosūta izejas signālu uz kontrolieri. Kad droseļvārsts tiek pagriezts, kad pedālis ir nospiests, mainās sensora izejas spriegums. Ja droseļvārsts ir aizvērtā stāvoklī, tad tas attiecīgi ir zemāks par 0,7 V, un, kad aizbīdnis sāk atvērties, spriegumam paaugstinās un pilnībā atvērtā stāvoklī jābūt lielākam par 4 V. Sekojot līdzi izejas spriegumam sensors, kontrolieris, atkarībā no leņķa droseles atvēršanas, veic degvielas korekciju.

Ņemot vērā, ka kontrolieris pats nosaka ierīces minimālo spriegumu un uzskata to par nulli, šis mehānisms nav nepieciešama pielāgošana. Pēc dažu autobraucēju domām, droseles stāvokļa sensors (ja tas ir vietējā ražošana) ir visneuzticamākais sistēmas elements, kas periodiski jāmaina (bieži pēc 20 kilometriem). Viss būtu kārtībā, taču nav tik viegli veikt nomaiņu, it īpaši, ja jums nav līdzi augstas kvalitātes instrumenta. Tas viss attiecas uz stiprināšanu: diez vai apakšējā skrūve tiks atskrūvēta ar parasto skrūvgriezi, un, ja tā izdosies, to izdarīt ir diezgan grūti.

Turklāt, pievelkot rūpnīcā, skrūves tiek “uzstādītas” uz hermētiķa, kas “noblīvē” tik ļoti, ka, atskrūvējot, vāciņš bieži nolūst. Šajā gadījumā ieteicams pilnībā noņemt visu droseļvārsta komplekts, un sliktākajā gadījumā jums tas būs jāizvelk ar spēku, bet tikai tad, ja esat pilnīgi pārliecināts, ka tas nav darba stāvoklī.

. Kalpo, lai pārraidītu signālu uz kontrolieri par kloķvārpstas ātrumu un stāvokli. Šāds signāls ir atkārtotu elektriskā sprieguma impulsu sērija, ko sensors ģenerē kloķvārpstas griešanās laikā. Pamatojoties uz saņemtajiem datiem, kontrolieris var vadīt sprauslas un aizdedzes sistēmu. Kloķvārpstas stāvokļa sensors ir uzstādīts uz vāka eļļas sūknis, viena milimetra (+0,4mm) attālumā no kloķvārpstas skriemeļa (tam ir 58 zobi, kas sakārtoti aplī).

Lai varētu ģenerēt “sinhronizācijas impulsu”, trūkst divu skriemeļa zobu, proti, tie ir 56. Kad disks griežas, diska zobi maina sensora magnētisko lauku, tādējādi radot impulsu. spriegums. Pamatojoties uz impulsa signāla raksturu, kas nāk no sensora, kontrolieris var noteikt kloķvārpstas stāvokli un ātrumu, kas ļauj aprēķināt aizdedzes moduļa un inžektoru darbības brīdi.

Kloķvārpstas stāvokļa sensors ir vissvarīgākais no visiem šeit uzskaitītajiem, un mehānisma darbības traucējumu gadījumā automašīnas dzinējs nedarbosies. Ātruma sensors.Šīs ierīces darbības princips ir balstīts uz Halla efektu. Viņa darba būtība ir pārsūtīt sprieguma impulsus uz kontrolieri ar frekvenci, kas ir tieši proporcionāla transportlīdzekļa dzenošo riteņu griešanās ātrumam. Pamatojoties uz instalācijas bloka savienotājiem, visiem ātruma sensoriem var būt dažas atšķirības. Tā, piemēram, Bosch sistēmās tiek izmantots kvadrātveida savienotājs, un apaļš savienotājs atbilst 4. janvāra un GM sistēmām.

Pamatojoties uz ātruma sensora izejošajiem signāliem, vadības sistēma var noteikt degvielas padeves atslēgšanas sliekšņus, kā arī iestatīt elektronisko ātruma ierobežojumi automašīna (pieejama jaunās sistēmās).

Sadales vārpstas stāvokļa sensors(vai kā es to saucu arī par "fāzes sensoru") ir ierīce, kas paredzēta sadales vārpstas leņķa noteikšanai un attiecīgās informācijas pārsūtīšanai uz transportlīdzekļa elektronisko vadības bloku. Pēc tam, pamatojoties uz saņemtajiem datiem, kontrolieris var kontrolēt aizdedzes sistēmu un degvielas padevi katram atsevišķam cilindram, ko viņš patiesībā arī dara.

Klauves sensors izmanto, lai meklētu detonācijas triecienus iekšdedzes dzinējā. No konstruktīvā viedokļa tā ir korpusā ievietota pjezokeramikas plāksne, kas atrodas uz cilindru bloka. Mūsdienās ir divu veidu detonācijas sensori – rezonējošais un modernāks platjoslas savienojums. Rezonanses modeļos primārā signāla spektra filtrēšana tiek veikta pašā ierīcē un tieši atkarīga no tās konstrukcijas. Tāpēc tālāk dažādi veidi izmantots dzinējs dažādi modeļi detonācijas sensori, kas atšķiras viens no otra rezonanses frekvence. Sensoru platjoslas skatam ir plakans raksturlielums detonācijas trokšņu diapazonā, un signālu filtrē elektroniskais vadības bloks. Līdz šim rezonanses detonācijas sensori vairs nav uzstādīti ražošanas modeļi automašīnas.

Sensors absolūtais spiediens. Nodrošina izsekošanu barometriskā spiediena izmaiņām, kas rodas barometriskā spiediena izmaiņu un/vai augstuma izmaiņu rezultātā. Barometrisko spiedienu var izmērīt, kad ir ieslēgta aizdedze, pirms dzinējs sāk darboties. Ar elektroniskā vadības bloka palīdzību ir iespējams "atjaunināt" barometriskā spiediena datus, darbojoties dzinējam, kad, pie zemiem dzinēja apgriezieniem, droseļvārsts ir gandrīz pilnībā atvērts.

Tāpat, izmantojot absolūtā spiediena sensoru, ir iespējams izmērīt spiediena izmaiņas ieplūdes caurulē. Spiediena izmaiņas izraisa izmaiņas motora slodzēs un kloķvārpstas apgriezienos. Absolūtā spiediena sensors pārveido tos izejas signālā ar noteiktu spriegumu. Kad droseļvārsts ir aizvērtā stāvoklī, izrādās, ka absolūtā spiediena izejas signāls dod relatīvu zems spriegums, savukārt plaši atvērts droseļvārsts - atbilst augstsprieguma signālam. Augsta izejas sprieguma parādīšanās ir izskaidrojama ar atbilstību starp atmosfēras spiedienu un spiedienu ieplūdes caurulē pie pilnas droseles. Tiek aprēķināti cauruļu iekšējā spiediena indikatori elektroniskā vienība vadība, pamatojoties uz sensora signālu. Ja izrādījās, ka tas ir augsts, tad ir nepieciešama palielināta degvielas šķidruma padeve, un, ja spiediens ir zems, tad otrādi - samazināts.

(ECU). Lai gan tas nav sensors, taču, ņemot vērā to, ka tas ir tieši saistīts ar aprakstīto ierīču darbību, mēs uzskatījām par nepieciešamu to iekļaut šajā sarakstā. ECU ir degvielas iesmidzināšanas sistēmas "smadzeņu centrs", kas pastāvīgi apstrādā no dažādiem sensoriem saņemtos informācijas datus un, pamatojoties uz to, kontrolē izejas ķēdes (sistēmas) elektroniskā aizdedze, sprauslas, tukšgaitas regulators, dažādi releji). Vadības bloks ir aprīkots ar iebūvētu diagnostikas sistēmu, kas spēj atpazīt sistēmas darbības traucējumus un, izmantojot brīdinājuma lampiņu “CHECK ENGINE”, brīdina par tiem vadītāju. Turklāt tiek glabāti viņa atmiņā diagnostikas kodi, kas norāda konkrētas bojājuma vietas, kas ievērojami atvieglo remontdarbu veikšanu.

ECU satur trīs veidu atmiņu: programmējama lasāmatmiņa (RAM un PROM), brīvpiekļuves atmiņa (RAM vai RAM) un elektriski programmējama atmiņa (EPROM vai EEPROM). Operatīvo atmiņu iekārtas mikroprocesors izmanto mērījumu rezultātu, aprēķinu un starpdatu pagaidu glabāšanai. Šāda veida atmiņa ir atkarīga no enerģijas padeves, kas nozīmē, ka informācijas glabāšanai ir nepieciešams pastāvīgs un stabils barošanas avots. Strāvas padeves pārtraukuma gadījumā visi operatīvajā atmiņā saglabātie diagnostikas problēmu kodi un aprēķinu informācija tiek nekavējoties izdzēsta.

EPROM saglabā kopējo summu darba programma, kas satur nepieciešamo komandu secību un dažādu kalibrēšanas informāciju. Atšķirībā no iepriekšējās versijas, šāda veida atmiņa nav nepastāvīga. EPROM tiek izmantots, lai īslaicīgi saglabātu imobilaizera paroles kodus (pretaizdzīšanas automobiļu sistēma). Pēc tam, kad kontrolieris ir saņēmis šos kodus no imobilaizera vadības bloka (ja tādi ir), tie tiek salīdzināti ar jau saglabātajiem EEPROM, un tad tiek pieņemts lēmums atļaut vai aizliegt dzinēja iedarbināšanu.

3. Iesmidzināšanas sistēmas izpildmehānismi

Degvielas iesmidzināšanas sistēmas izpildmehānismi tiek piedāvāti sprauslas, benzīna sūkņa, aizdedzes moduļa, tukšgaitas regulatora, dzesēšanas ventilatora, degvielas patēriņa signāla un adsorbera veidā. Apskatīsim katru no tiem sīkāk. Uzgalis. pilda lomu solenoīda vārsts ar standarta veiktspēju. To izmanto, lai iesmidzinātu noteiktu degvielas daudzumu, kas aprēķināts konkrētam darbības režīmam.

Benzīna sūknis. Izmanto degvielas pārvietošanai degvielas sliede, kurā spiedienu uztur ar vakuummehānisko spiediena regulatoru. Dažos sistēmas variantos to var kombinēt ar benzīna sūkni.

aizdedzes modulis ir elektroniska ierīce paredzēts dzirksteļošanas procesa kontrolei. Tas sastāv no diviem neatkarīgiem kanāliem maisījuma aizdedzināšanai dzinēja cilindros. Jaunākajās, modificētajās ierīces versijās tās zemsprieguma elementi ir definēti ECU, un, lai iegūtu augstsprieguma tiek izmantota vai nu divu kanālu tālvadības aizdedzes spole, vai tās spoles, kas atrodas tieši uz pašas sveces.

Tukšgaitas regulators. Tās uzdevums ir uzturēt iestatīto ātrumu dīkstāves režīmā. Regulators ir pakāpju motora veidā, kas kontrolē gaisa apvada kanālu droseļvārsta korpusā. Tas nodrošina motoru ar nepieciešamo gaisa plūsma it īpaši, ja droseļvārsts ir aizvērts. Dzesēšanas sistēmas ventilators, kā norāda nosaukums, nepieļauj detaļu pārkaršanu. Kontrolē ECU, kas reaģē uz dzesēšanas šķidruma temperatūras sensora signāliem. Parasti atšķirība starp ieslēgšanas un izslēgšanas pozīcijām ir 4-5°C.

Degvielas patēriņa signāls- iet uz borta dators attiecībā 16 000 impulsu uz 1 aprēķināto izmantotās degvielas litru. Protams, tie ir tikai aptuveni dati, jo tie tiek aprēķināti, pamatojoties uz kopējo sprauslu atvēršanas laiku. Turklāt tiek ņemts vērā noteikts empīriskais koeficients, kas nepieciešams, lai kompensētu pieņēmumu kļūdas mērīšanā. Neprecizitātes aprēķinos rada sprauslu darbība diapazona nelineārajā daļā, nesinhronā degvielas padeve un daži citi faktori.

Adsorber. Tas pastāv kā slēgtas ķēdes elements benzīna tvaiku recirkulācijas laikā. Euro-2 standarti izslēdz iespēju saskarties starp gāzes tvertnes ventilāciju un atmosfēru, un benzīna tvaiki ir jāadsorbē un jānosūta pēcsadedzināšanai tīrīšanas laikā.