Принцип работы инжекторного двигателя. Автомеханик говорит

Инжекторный двигатель (двигатель с инжектором, англ. electronic fuel injection engine) — современный тип , оснащенный инжекторной системой топливного впрыска, которая пришла на смену моторам с . Сегодня новые бензиновые автомобили оснащаются исключительно инжектором, так как данное решение способно обеспечить силовой установке необходимое соответствие строгим нормам касательно экономичности и токсичности отработавших газов.

Карбюратор проигрывает инжектору по общим показателям эффективности, так как инжекторные двигатели стабильнее работают, автомобиль получает улучшенную динамику разгона. Инжекторный агрегат потребляет меньше топлива, содержание вредных веществ в выхлопе снижается, так как топливо сгорает более полноценно. Управление системой полностью автоматизировано (в отличие от карбюратора), то есть не требует ручной подстройки во время эксплуатации. Что касается , система впрыска дизтоплива на таких моторах имеет ряд конструктивных отличий, хотя общий принцип работы инжектора на дизеле остается похожим на бензиновые аналоги.

Читайте в этой статье

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного

Инжектор представляет собой принципиально другой способ подачи топлива в камеру сгорания по сравнению с карбюратором. Другими словами, в инжекторном моторе наибольшие конструктивные изменения коснулись . В карбюраторном двигателе бензин смешивается с определенной частью воздуха во внешнем устройстве (карбюраторе).

После образовавшаяся топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндры двигателя. Инжекторный двигатель имеет специальные инжекторные форсунки, которые дозировано впрыскивают горючее под давлением, после чего происходит смешение порции топлива с воздухом. Если сравнивать эффективность подачи горючего инжектором и карбюратором, мотор с инжектором оказывается до 15% мощнее. Также отмечается существенная экономия топлива на разных режимах работы двигателя.

Разновидности инжекторов

Инжекторные системы топливного впрыска делятся на несколько подвидов:

• одноточечный впрыск (моновпрыск);
• распределенный впрыск;
• прямой (непосредственный) впрыск;

Такое деление напрямую зависит от общего количества установленных форсунок, а также от места впрыска самого топлива. Одноточечная система является самой ранней разработкой и предполагает наличие только одной инжекторной форсунки во . Другими словами, форсунка одна для всех цилиндров двигателя. Данное решение имеет ряд недостатков, что и привело к ее быстрому исчезновению.

Следующим витком развития инжектора после моновпрыска стал распределенный впрыск, что означает наличие коллектора и отдельных форсунок, которые устанавливаются над впускным клапаном каждого цилиндра. Непосредственный впрыск топлива является новейшей инжекторной системой. Принцип работы заключается в том, что форсунка устанавливается так, чтобы подавать топливо прямо в цилиндр двигателя (непосредственно в камеру сгорания), а не в коллектор. Местом расположения форсунок в этой системе стали головки цилиндров. Данная система в большой мере напоминает принцип топливоподачи и смесеобразования в дизельных двигателях.

Также каждая из систем дополнительно делится по типу впрыска. Что касается распределенного впрыска, такое решение может быть одновременным (все форсунки впрыскивают горючее). Также впрыск может быть попарно-параллельным (форсунки открываются парами), когда одна форсунка начинает открытие перед впрыском топлива, а другая перед тактом выпуска. Также отмечается фазированный впрыск (форсунка открывается перед тактом впуска) и прямой впрыск непосредственно в цилиндр.

Как устроен и работает инжектор

Устройство инжектора предполагает в основе наличие следующих базовых компонентов системы:

• электронный блок управления ();
• инжекторные форсунки;
• топливная рампа с регулятором давления;
• электронные датчики температуры, угла открытия дроссельной заслонки , и т.д.

Для лучшего понимания принципа работы инжектора давайте поверхностно рассмотрим, как компоненты системы взаимодействуют между собой на примере распространенного типа инжекторных двигателей с многоточечным распределенным впрыском. После поворота ключа зажигания питание подается на электрический бензонасос, который находится в топливном баке и погружен в горючее. Указанный насос подает топливо в топливную магистраль под определенным давлением. Инжекторные форсунки установлены в топливной рампе (рейке), через которую реализован подвод топлива к форсункам, а также осуществлена фиксация самих форсунок на впускном коллекторе. В рампе также установлен регулятор давления топлива, который служит для поддержания разницы между давлением воздуха во впуске и в самих инжекторах.

Благодаря установленным датчикам контроллер ЭБУ получает информацию, на основании которой удается синхронизировать впрыск в соответствии с режимами и условиями работы ДВС. Блок управления получает показания от датчика температуры двигателя, кислородного датчика, (датчика Холла) и датчика коленвала. Так удается скорректировать количество подаваемого топлива в каждый цилиндр, гибко и динамично изменять состав топливно-воздушной смеси и т.д.

Если сказать иначе, для точного впрыска топлива необходимо подать горючее на форсунки под давлением, которое создает бензонасос в . Далее ЭБУ посылает на форсунки управляющие импульсы. Данные импульсы заставляют форсунку открываться на нужный промежуток времени, который зависит от конкретного режима работы двигателя, нагрузки на мотор, степени нажатия на педаль газа и ряда других факторов. Информация о продолжительности импульсов на форсунки и нужном количестве топлива во время впрыска рассчитывается ЭБУ с учетом показаний от электронных датчиков.

Датчики фиксируют различные изменения в работе двигателя и меняющиеся условия, постоянно передавая сигналы на блок управления. Данная схема позволяет затрачивать строго определенное количество топлива во время запуска, прогрева, работы на холостых оборотах, спокойной или динамичной езды и т.д.

Указанная точность во время дозирования горючего возможна только благодаря работе управляющей электроники автомобиля в виде совокупности датчиков и ЭБУ двигателем. В блоке управления прошиты микропрограммы, а сама работа основывается на так называемых топливных картах. Датчики непрерывно подают информацию о режиме работы двигателя, о скорости движения ТС и т.д. Контроллер получает и обрабатывает данные, после чего определяет необходимое количество впрысков топлива и их продолжительность по времени. Любые изменения в работе ДВС считываются датчиками и заставляют ЭБУ динамично вносить коррективы в работу инжектора.

Выдающаяся экологичность инжектора стала возможной благодаря наличию кислородного датчика (лямбда зонда). Указанный датчик находится в выпускной системе и «оценивает» состояние выхлопных газов. На основании его показаний ЭБУ обедняет или обогащает топливно-воздушную смесь (изменяет соотношение количества воздуха и топлива в составе рабочей смеси) во время работы двигателя в большинстве стандартных режимов.

Преимущества и недостатки инжекторных двигателей

Если сравнивать инжектор с карбюратором, тогда первое решение удобнее эксплуатировать, но определенно дороже и сложнее ремонтировать. Простой карбюратор представляет собой механическое устройство, которое требует периодического обслуживания. Двигатели с карбюратором сильнее коксуются, могут с трудом запускаться в холодное время года, перерасходуют горючее, также мотор может нестабильно работать в сильную жару и т.д.

Карбюратор имеет меньший ресурс по сравнению с инжектором. По этой причине карбюратор нужно постоянно чистить, промывать и подстраивать. Неоспоримым плюсом карбюратора является его простота и неприхотливость к качеству топлива, благодаря чему научиться ремонтировать и настраивать карбюратор своими руками может практический каждый автовладелец у себя в гараже.

В случае с инжекторными ДВС главными плюсами являются: экономичность, легкий запуск двигателя и стабильность работы мотора в любых условиях, а также низкий расход топлива. Мотор с инжектором лучше реагирует на педаль газа, не так часто и сильно заливает бензином, двигатель меньше подвержен . При этом определить неисправность инжектора в случае неисправности бывает намного сложнее.

Частые неисправности инжектора

Так как инжектор является сложной многокомпонентной системой, со временем отдельные элементы могут выходить из строя. Главной задачей инжектора является максимально возможная эффективность сгорания топлива, которая достигается благодаря поддержанию строго определенного состава рабочей смеси топлива и воздуха.

1. В результате любой сбой в работе электронных датчиков приводит к дисбалансу в работе всей инжекторной системы, двигатель может или не заводиться, отмечается изменение и т.д. В отдельных случаях ЭБУ может перевести мотор в аварийный режим. Силовой агрегат в такой ситуации не набирает обороты, на приборной панели горит «check» и т.п.
2. Еще одной причиной неисправностей инжектора является загрязнение фильтрующих элементов в системе топливоподачи или самих инжекторных форсунок в результате использования бензина низкого качества. Для поддержания работоспособности топливный фильтр нужно своевременно менять. Не меньше внимания, особенно на автомобилях с пробегом более 50-70 тыс. км, заслуживает сетка-фильтр бензонасоса. Указанную . Также желательно один раз в несколько лет мыть топливный бак параллельно замене или очистке указанной сетки-фильтра грубой очистки топливного насоса.

   Отметим, что важно определять и устранять неисправность инжектора своевременно, так как сбои в его работе могут существенно ухудшить общее состояние ДВС и привести к другим поломкам. Что касается засорения топливных форсунок, в этом случае двигатель хуже заводится, теряет мощность и начинает расходовать больше топлива. Нарушение формы факела распыла топлива (особенно в моторах с прямым впрыском) приводит к локальным перегревам, и т.д.

3. Также форсунки могут «лить» топливо, то есть не закрываться после прекращения импульса от ЭБУ. В этом случае избытки топлива попадают в камеру сгорания, затем могут проникать в выпускную систему и в систему смазки двигателя через неплотности в местах установки . В таких ситуациях сильно страдает весь двигатель, так как бензин разжижает масло и смазка нагруженных деталей ухудшается. Наличие топлива в выхлопной системе выводит из строя каталитический нейтрализатор (катализатор), который очищает отработавшие газы от вредных соединений.

Для предотвращения неисправностей инжектора форсунки необходимо периодически очищать. Дело в том, что наличие фракций и примесей в бензине постепенно загрязняет инжекторы, что и снижает их производительность, а также нарушает качество распыла топлива. Почистить форсунки можно двумя способами: со снятием или прямо на машине. Процедура очистки инжекторных форсунок на автомобиле предполагает то, что через инжекторы пропускается специальная промывочная жидкость для чистки инжектора. Способ заключается в том, что от топливной рампы отсоединяется топливная магистраль, после чего вместо бензонасоса в систему начинает качать промывочную жидкость специальный компрессор вместо бензонасоса.

Еще одним вариантом чистки инжектора является очистка со снятием форсунок в ультразвуковой ванне или на специальном промывочном стенде. Что касается ультразвука, форсунки помещаются в специальный аппарат или ванну, где волновые колебания «разбивают» отложения. Промывка форсунок со снятием на стенде представляет собой процедуру, когда имитируется работа форсунок в двигателе, при этом вместо бензина через них пропускается промывочная жидкость. Отметим, что каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки, о которых можно прочитать в нашей отдельной статье .

Эксплуатация автомобиля на топливе в условиях СНГ обязывает владельца осуществлять замену топливного фильтра каждые 10-15 тыс. км. пробега и периодическую чистку инжекторных форсунок. Данную процедуру желательно производить каждые 30-35 тыс. км. пробега. Дополнительно рекомендуется приобретать топливо только на крупных АЗС с хорошей репутацией.

В целях профилактики можно использовать специальные очистители топливной системы, которые заливаются в топливо для поддержания чистоты инжектора. Отметим, что данные присадки в топливо целесообразно применять только на новых автомобилях или после глубокой очистки топливной системы. Если форсунки уже грязные, тогда необходимо промывать инжектор отдельно.

Не следует ждать того момента, когда проявятся симптомы загрязнения инжектора в виде проблем с работой двигателя. Лучше промывать форсунки заранее. Например, перед каждым вторым плановым ТО. Обратите внимание, в случае использования способа очистки промывочными жидкостями оптимально осуществлять данную процедуру до замены моторного масла.

Напоследок добавим, что снижение производительности форсунок может быть вызвано неполадками бензонасоса. В этом случае необходимо замерить давление в топливной рампе. Если показатели окажутся ниже рекомендуемых, тогда потребуется . Также следует учитывать, что установка более производительных форсунок во время может потребовать обязательной замены топливного насоса.

Двигатель внутреннего сгорания - весьма сложный и технологичный агрегат. С годами его конструкция совершенствуется, появляются новые системы и механизмы. Еще недавно на улицах можно было встретить карбюраторные автомобили. Сейчас даже «девятки» ездят на инжекторе. Считается, что это более современная система питания, которая позволяет увеличить производительность силового агрегата и снизить расход топлива. Не каждый знает, как работает инжектор. Что это такое, из чего состоит — узнаем из данного материала. Также рассмотрим особенности данной конструкции и принципы ее работы.

Характеристика

Название происходит от английского слова Inject, что дословно переводится как «впрыскивать». Что это такое - инжектор?

Это специальная форсунка, что устанавливается на двигатель внутреннего сгорания и является частью его системы питания, более усовершенствованный аналог карбюратора. Основная задача клапана инжектора - это распыление топливно-воздушной смеси в камере сгорания.

Впервые такая система была внедрена в начале 50-х годов на двухтактном двигателе купе Goliath 700. Спустя небольшое время начала появляться на «Мерседесах» (в том числе на модели 300 SL). Однако массовое вытеснение карбюраторов произошло лишь в 70-х годах. Немецкие производители начали использовать механический инжектор (также известный как «К-Джетроник»). С годами система получила электронное управление.

Инжектор на ВАЗе

До автомобилей ВАЗ он добрался лишь в нулевых годах. Первым автомобилем с таким мотором стала отечественная «десятка». Далее производитель начал устанавливать инжектор на ВАЗ-2114, 21099 и прочие модели. Эра карбюраторов прекратила свое существование.

Устройство инжектора

Если рассматривать саму форсунку, то она состоит из нескольких элементов:

• Фильтра тонкой очистки.
• Нажимной пружины.
• Электромагнита.
• Коннектора.
• Обмотки электромагнита.
• Резиновых уплотнителей.
• Иглы-клапана.
• Защитного кожуха.

Находится она между топливной рейкой и впускным коллектором.

Кроме этого, форсунка взаимодействует со следующими деталями:

• Топливным насосом (погружного типа, с электрическим приводом).
• Регулятором давления.
• Электронным блоком (основной управляющий элемент).
• Различными датчиками (температуры ДВС и концентрации СО в газах).

В зависимости от типа, инжектор (что это такое, мы уже знаем) может осуществлять подачу топлива напрямую в цилиндр либо во впускной коллектор. Последняя схема практиковалась на автомобилях с моновпрыском. Но вскоре автопроизводители перешли на более усовершенствованный, распределенный впрыск. В таком случае для каждого цилиндра стоит своя форсунка.

Принцип работы любого инжектора (8-клапанного ВАЗа в том числе) состоит в подаче бензина с воздухом через специальный клапан. А далее эта смесь поджигается свечей в камере, и поршень производит полезную работу.

Типы распределенного впрыска

Существует несколько способов подачи топлива на автомобилях с распределенным впрыском:

• Одновременный. В таком случае все инжекторы одновременно подают порцию бензина.
• Парно-параллельный. Клапан форсунок открывается парно. Так, одна открывается перед выпуском, другая - перед впрыском.
• Фазированный. В данном случае клапан инжектора открывается перед тактом впрыска.
• Прямой. Здесь подача смеси осуществляется прямо в камеру сгорания.

Чтобы состоялся впрыск, необходимо обеспечить в конструкции соответствующее давление. Его вырабатывает погружной электрический бензонасос. Находится он в баке. А количество подаваемого топлива и момент открытия клапана регулируются электронным блоком управления и датчиками, считывающими необходимую информацию.

На современных авто работа инжектора (2110 ВАЗ — не исключение) зависит от установленной в ЭБУ программы. Она может быть «залита» нештатно. Если речь идет об отечественных ВАЗах, то это «Январь» (обычно версии 5,1). Для чего это делается? Перепрошивка электронного блока позволяет более рационально использовать топливо и энергию для работы и движения автомобиля. В результате инжектор на 8 клапанов работает не хуже, чем 16-клапанный.

О вспомогательных элементах

Одного блока управления недостаточно для корректной работы инжектора. Поэтому такие авто оснащаются дополнительно каталитическим нейтрализатором и лямбда-зондом. Для чего нужен первый элемент? Он необходим для дожигания несгоревшего бензина, который вылетает из камеры вместе с отработавшими газами (последние также фильтруются, проходя сквозь соты внутри). Ресурс катализатора составляет около 120 тысяч километров. Часто соты элемента оплавляются, и газы не в состоянии пройти через них в полной мере. Это происходит из-за обогащенной смеси, которую подает инжектор. Что это такое? Данная смесь имеет большую концентрацию топлива в себе, нежели положено нормой. Ввиду этого часть бензина догорает в выпускной системе.

Лямбда-зонд тоже взаимодействует с инжектором. Что это такое? Это датчик, который измеряет концентрацию кислорода в отработавших газах. Устанавливается он в выхлопной системе. На основании показаний лямбды блок определяет, в какой пропорции готовить смесь инжектору. В идеале значение должно составлять около единицы. Если показания не соответствуют норме, смесь будет богатой или бедной. В обоих случаях это вредно для двигателя.

Неисправности

Существуют ли неисправности у инжектора? Несмотря на свою технологичность, эта система тоже имеет свои слабые места. Так, инжектор сильно подвержен загрязнениям. Он плохо «переваривает» бензин сомнительного происхождения. Часть отложений остается внутри форсунки. Это происходит при испарении топлива после выключения ДВС. Так, форсунка остается все еще «мокрой». Пары бензина испаряются, а более тяжелые фракции остаются внутри. Они не в состоянии пройти через сетку, из-за чего форсунка начинает лить, а не распылять топливо. Это заметно при работе силового агрегата. Мотор начинает троить, не держит обороты, а машина плохо идет на разгон.

Можно ли вернуть нормальную работу инжектора? Для этого необходимо произвести его чистку. Процесс выполняется двумя способами:

• На месте, не снимая форсунки. В данном случае используется специальная присадка в бак.

Она смешивается с топливом и по идее разжижает грязь на сетке. Но, как показывает практика, результат от такого применения оставляет желать лучшего. Вдобавок, можно повредить резиновые элементы системы и насос, поскольку присадка содержит в себе много химии и весьма агрессивна.

• Со снятием и разборкой. Это более эффективный метод. Но такую чистку лучше производить на стенде. В последнее время популярной стала ультразвуковая чистка инжектора. Как отмечают отзывы, она весьма эффективна. С инжектора удаляется вся грязь и ненужный налет.

Протекание форсунок

Перечисляя неисправности, стоит отметить такую вещь, как протекание форсунок. Инжектор становится негерметичным ввиду износа седла клапана. Это происходит на пробеге за 200 тысяч. Также форсунка течет из-за попадания нагара между седлом или иглой. В результате клапан не в состоянии полностью закрыться, и часть топлива проникает в камеру сгорания. Это сопровождается повышенным расходом топлива, неприятным запахом выхлопа и падением мощности двигателя.

Какой инжектор выбрать?

Если предстоит покупка подержанного авто, стоит поинтересоваться, какой впрыск у данного двигателя. Много автомобилей 90-х оснащены единой форсункой. Это так называемый моновпрыск. Особых проблем он не вызывает, но при возможности стоит выбирать авто с распределенным впрыском. Такая система более надежная и простая в ремонте. Какой инжектор выбирать не стоит, так это механический с приставкой «Джетроник».

Им укомплектовывали «Мерседесы» в 80-х и начале 90-х годов. Систему очень трудно настроить. Некоторые даже производят замену механического инжектора на электронный. Но стоит это около 400 долларов. Поэтому если и выбирать автомобиль с инжектором, то только с распределенным впрыском, где для каждого цилиндра предусмотрена своя форсунка с электронным управлением.

Заключение

Итак, мы выяснили, что такое инжектор, как он работает и в чем его особенности. Система весьма технологична и позволяет производить более точное смесеобразование и равномерное распыление бензина, нежели в карбюраторе. При использовании качественного топлива инжектор прослужит очень долго. Система не требует каких-либо настроек и регулировок, как карбюратор. Вдобавок на том же полуторалитровом моторе можно получить больше крутящего момента и снизить расход. Поэтому такая система обрела столь широкую популярность и признание среди автомобилистов.

Рассмотрим инжектор двигателя (его устройство и принцип работы) взяв в качестве примера электронную систему распределенного впрыска.

Впрысковые инжекторные двигатели , которые производятся в настоящее время, оснащаются индивидуальными форсунками для каждого цилиндра. Форсунки соединены с топливной рампой, в которой под давлением находится топливо, подаваемое электрическим бензонасосом. В зависимости от времени в течении которого форсунки находятся в открытом положении, меняется количество впрыскиваемого топлива. Электронный блок управления (так называемые контроллер) регулирует открытие форсунок, основываясь на информации, полученной от различных датчиков.

Датчик массового расхода воздуха необходим для расчета циклового наполнения цилиндров. С помощью этого датчика происходит измерение массового расхода воздуха. Затем полученная информация пересчитывается программой в цилиндровое цикловое наполнение. В случае поломки датчика его показания системой не учитываются, и расчет производится по аварийным таблицам.

Датчик положения дроссельной заслонки рассчитывает фактор нагрузки на двигатель инжектор, а также его изменения в зависимости от оборотов двигателя, угла открытия дроссельной заслонки и циклового наполнения.

Датчик температуры охлаждающей жидкости необходим для определения коррекции топливоподачи и зажигания в зависимости от температуры, а также для управления вентилятором. В случае неисправности данного датчика его показания системой не учитываются, а показания температуры берутся в соответствии с таблицей в зависимости от времени работы двигателя инжектора.

Датчик определения положения коленчатого вала выполняет общую синхронизацию системы, расчета оборотов двигателя и положения коленвала в определенные моменты времени. ДПКВ является полярным датчиком. Если датчик включен не правильно, то инжекторный двигатель не будет заводится. В случае поломки датчика система не будет работать. Датчик определения положения коленчатого вала является единственным датчиком в системе , в случае поломки которого автомобиль не тронется с места. Неполадки в работе остальных датчиков не являются критическими и без них возможно своим ходом добраться до автосервиса.

Датчик кислорода определяет концентрацию кислорода в отработавших газах. Датчик посылает информацию в электронный блок управления для дельнейшей коррекции количества подаваемого топлива. Этот датчик используется исключительно в системах с каталитическим нейтрализатором под нормы токсичности Евро-2 и Евро-3. Причем для Евро-3 применяются два датчика кислорода, один устанавливается до катализатора, а второй после него.

Датчик детонации необходим для контроля за возможной детонацией. В случае обнаружения возможной угрозы детонации ЭБУ запускает алгоритм гашения детонации, при этом система корректирует угол опережения зажигания.

Существует еще ряд различных датчиков, которые необходимы для нормальной работы системы. Для различных моделей автомобилей подбирается определенная комбинация датчиков в зависимости от норм токсичности, системы впрыска и так далее.

Программа ЭБУ на основании произведенных опросов установленных датчиков в программе, осуществляет управление различными исполнительными механизмами. К ним относятся: модуль зажигания, бензонасос, форсунки, регулятор холостого хода, вентилятор системы охлаждения, клапан адсорбера системы улавливания паров бензина и прочие, в зависимости от модели автомобиля.

Если о большинстве названных устройств имеется хотя бы малейшее представление, то об адсорбере не специалист редко слышал. Адсорбер - элемент замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Согласно нормам Евро-2, контакт вентиляции бензобака с атмосферой запрещен, а бензиновые пары должны адсорбироваться (то есть собираться) и в процессе продувки направляться в цилиндры для дальнейшего дожига. При выключенном двигателе бензиновые пары из бака и впускного коллектора попадают в адсорбер, где они поглощаются. Во время запуска двигателя, по команде ЭБУ, адсорбер начинает продуваться потоком воздуха, который всасывается двигателем. Под действием воздушного потока, пары увлекаются в камеру сгорания и там дожигаются.

Виды инжекторных двигателей.

Системы впрыска зависят от места подачи топлива и количества форсунок. Они бывают трех типов:

• одноточечная (моновпрыск). Одна форсунка устанавливается на впускной коллектор на все цилиндры.
• многоточечный (распределенный). При таком типе двигателя, каждый цилиндр оснащается своей форсункой, подающей топливо в коллектор)
• непосредственный. В этом случае топливо подается непосредственно в цилиндры с помощью форсунок. Примером могут служить дизельные инжекторные двигатели .

Системы впрыска инжекторных двигателей.

Моновпрыск является самым простым видом. В нем небольшое количество управляющей электроники. Недостатком является его небольшая эффективность, поскольку управляющая электроника позволяет контролировать поступающую информацию с датчиков и, в случае необходимости, влиять на параметры впрыска. Достоинством одноточечного прыска является тот факт, что под него можно легко адаптировать карбюраторные двигатели обойдясь практически без существенных переделок конструкции или технологических изменений при производстве. Также монопрыск обладает по сравнению с карбюратором позволяет сэкономить топливо, является более экологически чистотым и является относительно стабильным и надежным по своим параметрам. Однако одноточечный впрыск уступает приёмистости инжекторного двигателя . Кроме того, в результате работы моновпрыска около 30% бензина остается в качестве осадка на стенках коллектора.

Безусловно, система моновпрыска является большим прорывом в сравнении с карбюраторной системой питания, однако в настоящее время уже не в состоянии удовлетворять современные требования.

Многоточечный впрыск является более совершенной системой подачи топлива, при которой оно подается отдельно к каждому цилиндру. Данная система подачи топлива значительно мощнее, экономичнее, но при этом и сложнее. Многоточечный впрыск позволяет увеличить мощность инжекторного двигателя примерно на 7-10 процентов. Основными достоинствами распределенного впрыска можно считать:

• можно автоматически настроить подачу топлива при различных оборотах и в результате, улучшить наполнение цилиндров. Как следствие, это позволит при одинаковой мощности автомобиля разогнаться быстрее.
• поскольку впрыск топлива происходит в непосредственной близости от впускного клапана, значительно уменьшается его количество, которое оседает на стенках впускного коллектора. В результате появляется возможность более точной регулировки подачи топлива.

Является более эффективным средством в оптимизации сгорания смеси и повышения КПД бензинового инжекторного двигателя . Его работа основывается на простых принципах:

• топливо тщательнее распыляется, а значит лучше перемешивается с воздухом и более грамотно распоряжается готовой смесью на разных режимах работы двигателя. В результате, инжекторный двигатель с непосредственным впрыском потребляет меньший объем топлива, чем обычные «впрысковые» моторы. Это становится особенно заметно при спокойной езде на небольшой скорости;
• при равных рабочих объемах двигателей, позволяет разгоняться значительно быстрее;
• является более экологичным;
• в результате большей степени сжатия и одновременного эффекта охлаждения воздуха при испарении топлива в цилиндрах, гарантируется более высокая литровая мощность.

Необходимо учитывать, что данный вид инжекторного двигателя требует качественный бензин с низким уровнем содержания серы и прочих механических примесей. Это является обязательным условием для обеспечения нормальной работы топливной системы.

Инжектор – это самый популярный электронно-механический узел в автомобилестроении. Устройство и принцип работы инжектора одновременно просты и сложны. Конечно, рядовому автовладельцу необязательно вникать в детали конструкции инжекторных систем и их программного обеспечения, но основные моменты знать не помешает.

Ниже мы расскажем о том, что такое инжектор, каков принцип его работы, и какие типы инжекторных форсунок чаще всего применяются на современных двигателях.

Такие вещи своими силами не ремонтируются, однако разбираться в устройстве инжектора стоит, хотя бы для того, чтобы не попасть впросак при оплате счета в автосервисе.

Инжектор (англ. - Injector) - это специальная форсунка, установленная на двигатель внутреннего сгорания , либо являющаяся частью целой инжекторной системы. Она выполняет функцию распылителя топлива (жидкого или газообразного).

Впервые данную разработку внедрили в производство специалисты компании Bosch, когда оснастили ею купе Goliath 700 Sport с двухтактным двигателем. Произошло это в 1951 году, а всего через 3 года это же сделал Mercedes (Mercedes-Benz 300 SL). Однако поначалу такие комплектующие были довольно дороги, так что широкое применение инжекторов началось только в 70-х годах. Инжекторная система быстро вытеснила карбюраторы (особенно в Европе, Америке и Японии) и на сегодняшний день большинство моделей автомобилей оснащаются именно этим устройством.

Инжекторная система впрыска топлива (Fuel Injection System) отличается тем, что она осуществляет прямой впрыск непосредственно в цилиндры или же во впускной коллектор. Делается это при помощи все той же форсунки, которые, в свою очередь, делятся на 2 категории, отличающиеся местом монтажа инжектора, а также принципом его работы:

1. Моновпрыск – его еще называют центральным впрыском топлива. В данном случае инжектор представляет собой только одну форсунку, которая подает топливо во все цилиндры двигателя. При таком подходе сам инжектор крепится прямо на впускном коллекторе. Стоит заметить, что на сегодняшний день данная схема работы устарела и практически не используется автопроизводителями.
2. Распределенный впрыск – это значит, что для каждого отдельного цилиндра подведена своя форсунка.

Помимо этого, существует несколько типов распределенного впрыска:

• прямой (непосредственный) – при нем топливо впрыскивается сразу в камеру сгорания мотора;
• одновременный – в этом случае все форсунки инжектора работают синхронно, в один момент подавая топливо во все цилиндры;
• попарно-параллельный – осуществляется открытие форсунок парной схемой. Т. е. первая открывается перед впуском, а вторая – перед выпуском. Однако такой подход имеет место только в случае запуска мотора, тогда как в движении реализуется фазированная схема;
• фазированный впрыск – это означает, что каждая отдельная форсунка инжектора открывается именно перед впуском.

Инжекторные форсунки различаются по способам впрыска:

1. Электромагнитная;
2. Электрогидравлическая;
3. Пьезоэлектрическая.

Электромагнитная форсунка – довольно проста и ставится на бензиновые моторы (в большинстве случаев). Ею оснащают и двигатели с непосредственным впрыском. Ее главными составными частями являются оснащенный иглой электромагнитный клапан, а также сопло. В процессе функционирования на обмотку клапана подается электрический разряд. Частотой его подачи ведает специальный электронный блок управления. В ходе процесса происходит образование электромагнитного поля. Оно втягивает иглу, освобождает сопло и происходит впрыск, причем делается это одновременно со сжиманием пружины, которая разжимается после исчезновения электромагнитного поля и возвращает иглу в исходное положение.

Электрогидравлическая форсунка – применяется на дизельных моторах (в том числе с системой Common Rail). Основные элементы данной форсунки – это камера управления, дроссели (впускной и сливной) и электромагнитный клапан. Работают они благодаря разнице в давлении солярки на форсунку и поршень: иглу форсунки топливо прижимает к седлу, тогда как электромагнитный клапан закрыт (обесточен).

Когда блок управления открывает клапан, открывается и дроссель (сливной). Далее происходит заполнение топливной магистрали соляркой, вытекающей через дроссель. При этом начинает уменьшаться давление дизтоплива на поршень, тогда как на игле оно остается прежним. Из-за этого игла приподнимается и осуществляется впрыск.

Пьезоэлектрическая форсунка – это наиболее совершенный (в техническом отношении) вариант. Как правило, ею оснащают дизельные движки. У нее немало достоинств, среди которых скорость работы (по сравнению электромагнитным устройством она быстрее в 4 раза), а также предельно точная и выверенная дозировка. В данном случае применяется пьезокристалл, который изменяет свою длину под напряжением. Это устройство состоит из толкателя, пьезоэлемента, клапана и иглы.

Принцип работы схож с электрогидравлической форсункой. Здесь также применена схема с разницей в давлении топлива. Электрический ток удлиняет пьезоэлемент, который давит на толкатель. В результате переключающий клапан открывается, и топливо вливается в магистраль. Давление на иглу уменьшается, и она отходит вверх, производя впрыск.

Самый простой инжектор имеет в своей конструкции следующие элементы:

1. Электронный блок управления;
2. Бензонасос (электрический);
3. Форсунки;
4. Датчики;
5. Регуляторы давления.

Как видно, ничего слишком сложного в конструкции инжектора нет, по крайней мере, это касается его механической части. Если коротко, то работа инжекторной системы впрыска происходит следующим образом:

• Датчик расхода воздуха измеряет массу воздуха, поступающего в мотор.
• Далее эта информация передается в блок управления инжектора, вместе с другими данными (температура силового агрегата, скорость вращения коленвала, температура воздуха, скорость и степень открытия дроссельной заслонки, и другие параметры).
• Компьютер анализирует всю эту информацию и точно высчитывает то количество топлива (бензина, дизтоплива, газа), которое требуется для сжигания в поступившей массе воздуха.
• Далее происходит подача электрического разряда (определенной длительности) на форсунки инжектора, которые открываются, пропуская топливо из топливной магистрали во впускной коллектор.

Наиболее сложная часть всей инжекторной системы – это электронный блок управления (сокращенно – ЭБУ). Он представляет собой микрокомпьютер, производящий вычисления по программе, внесенной в его память. Программа составлена таким образом, что успевает анализировать все параметры работы двигателя и реагировать на изменение информации, полученной от внешних датчиков.

Именно поэтому для корректной работы инжектора крайне важны следующие два компонента: каталитический нейтрализатор отработанных газов и датчик кислорода (лямбда-зонд).

1. Каталитический нейтрализатор . Внешне он имеет сходство с сотами, которые покрыты специальным слоем. Его задача состоит в дожигании несгоревшего топлива, вылетающего из камеры сгорания вместе с выхлопными газами. Но он теряет эту способность в результате всего нескольких заправок этилированным бензином. Однако не только топливо может стать причиной неисправности. Часто нейтрализатор просто оплавляется в результате длительной езды на обогащенной смеси – соты попросту забиваются нагаром. Это происходит в результате поломки датчика кислорода или неисправностей в системе зажигания.
2. Датчик кислорода . Чаще всего автомобили оснащают циркониевыми датчиками, которые прогреваются до рабочей температуры (свыше 300 °С) и подают блоку управления информацию о состоянии смеси, ориентируясь на состав выхлопа. Если смесь слишком богатая или бедная – компьютер корректирует подачу топлива, соответственно увеличивая или уменьшая его количество.

Видео о том, как работает инжектор

ЭБУ управляет дозировкой топливной смеси и своевременным поджогом ее в каждом цилиндре двигателя. Дозировкой топлива занимается инжектор. Зажигание обеспечивает поджиг топливной смеси.

Воздух необходимый для осуществления впрыска и поджога подается "естественным" путем. Мотор всегда самостоятельно всасывает нужный объем воздуха, но для снижения мощности двигателя, подаваемое количество воздуха в систему может быть больше необходимого и должно быть ограничено. Обычно двигатель не нуждается в постоянной максимальной мощности, поэтому большую часть времени работы мотора, подача воздуха,как правило, принудительно ограничивается. Если автомобиль оснащен турбиной - воздух принудительно нагнетается в двигатель, но сути это не меняет. Подача всегда будет такой, какая необходима для нормальной работы, а регулируется количество воздуха самим водителем при помощи педали.
Оптимальное количества воздуха, которое необходимо для полного сжигания подаваемого в цилиндр топлива, является соотношение
Если топливо подается больше этого соотношения "богаче" то увеличивается мощность ДВС, но при этом топливо не сгорает полностью, что ведет к его большому расходу.
Если топлива поступает меньше т.е.смесь "беднее" то происходит обратный процесс, который может привести к перегреву двигателя.

Из этого следует, что для того чтобы узнать требуемое количества топлива, нужно знать сколько воздуха поступает в двигатель.

Для измерения этого показателя используют ДАТЧИК МАССОВОГО РАСХОДА ВОЗДУХА (ДМРВ). В википедии об этом устройстве можно прочитать следующее: "ДМРВ состоит из двух платиновых нитей, которые нагреваются при помощи электрического тока. Через одну нить проходит воздух, охлаждая её, вторая нить является контрольной. Количество поступаемого в двигатель воздуха вычисляется по тому, как изменяется ток проходящий через охлаждаемую воздухом платиновую нить."

Очень интересное и позновательное видео, рассказывающее для чего нужен осцилограф и мотор-тестер.

Для того, чтобы "МОЗГИ или ЭБУ" точно могли вычислить момент подачи топлива в двигатель для воспламенения смеси, на коленвале установлен ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ КОЛЕНВАЛА(ДПКВ).

Для получения еще большей информации о точном времени воспламенения, применяется еще один датчик, похожий на ДПКВ но установленный на распредвале и называется он ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РАСПРЕДВАЛА(ДПРВ).

Это основные датчики необходимые для того, чтобы знать потребность в необходимом количестве топлива, а также момент в который совершать поджиг подаваемой смеси.

Теперь рассмотрим работу исполнительных механизмов этого процесса.

ИНЖЕКТОРЫ, или как их называют в простонародье, ФОРСУНКИ предназначены для подачи топлива в цилиндр. Форсунка это электромеханический клапан на который подведен топливопровод высокого давления и два электрических проводка. Подали напряжение на выводы - открылась форсунка, отключили ток - закрылась форсунка. Чем прододжительнее будет время открытия форсунки, тем большее количество топлива попадет в двигатель.

Естественно для поджога подаваемой в двигатель смеси применяется как и раньше свеча зажигания получая необходимый, увеличенный ток от катушки.

Для более точного измерения подаваемого в двигатель воздуха применяются также: ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ(ДТОЖ), замеряющий температуру двигателя.
ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА, который идентичен ДТОЖ но замеряющий температуру поступающего в двигатель воздуха.

С помощью этих датчиков производится корректировка подачи топлива на холодном двигателе, для работы которого нужно больше топлива.

Для того, чтобы двигатель не глох а работал с отпущенной педалью газа(холостой ход), применяется специальный исполнительный механизм-регулятор холостого хода(РХХ). РХХ представляет собой шаговый двигатель, при помощи которого через специальный канал в двигатель, в обход дроссельной заслонки, которая перекрывает воздух при отпущенной педали- ПОДАЕТСЯ ВОЗДУХ. ЭБУ через РХХ открывает канал и не позволяет двигателю заглохнуть. Снизились обороты- клапан приоткрывается, повысились-клапан закрывается.

Для того, чтобы ЭБУ мог определить с каким усилием водитель давит на педаль газа, добиваясь определенной скорости, на узле ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКИ установлен ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ ДРОССЕЛЬНОЙ ЗАСЛОНКИ(ДПДЗ). Если взглянуть на него с технической точки зрения, то это всего-навсего потенциометр, работа которого заключается в измерении угла поворота оси дроссельной заслонки. ЭБУ узнает от ДПДЗ что нужно двигателю: увеличивать порцию подаваемого топлива или включить режим холостого хода.

Всех этих датчиков и исполнительных механизмов было бы достаточно, но экологи не дремлют и заставляют автопроизводителей с каждым годом повышать экологические нормы, лезут уже в глушителя автомобиля, требуя от производителя не только заявлять эконормы, но и постоянно контролировать и снижать выбросы до заявленного значения на выходе работающего автомобиля. Поэтому автомобилестроители вынуждены были вмонтировать не только КАТАЛИЗАТОР, снижающий вредные выбросы в атмосферу но и датчик контролирующий количество несгоревшей смеси и падающий эти значения на ЭБУ, для соответствующей корректировки. Эту функцию выполняет так называемый "лямбда зонд" или ДАТЧИК КИСЛОРОДА. ЭБУ анализирует состав выхлопных газов, сгорело не все - сокращает подачу топлива, сгорает подчистую - увеличивает подачу. Эти устройства требуют определенной температурный режим, поэтому на последних моделях установлен подогревающий элемент.

Если один или даже несколько датчиков выходят из строя, ЭБУ определяет, что датчики показывают неправильные значения и перестает на них реагировать, а на панели приборов зажигает "check engine". С такой неисправностью вы доезжаете до СТО.

"Как работает инжекторный двигатель"