Injekčný vstrekovací systém

Vstrekovač bol logickým vývojom vstrekovacieho systému auta, keď následné vylepšovanie karburátora na ekologické normy bolo nepraktické. Nútené dávkovanie vstrekovaného paliva predčí karburátor z hľadiska hospodárnosti, šetrnosti k životnému prostrediu a výkonových charakteristík. Zvážte princíp činnosti vstrekovača, ako aj konštrukciu napájacieho systému vstrekovača.

Typy systému

Systém vstrekovania paliva dostal svoje meno podľa zariadenia, ktoré má na starosti rozprašovanie benzínu - vstrekovač (z angl. Injection - vstrekovanie, vstrekovač - tryska). Napájací systém tohto typu bol inštalovaný na lietadlách už v 20. rokoch minulého storočia. Pozoruhodné je, že už vtedy to bolo priame vstrekovanie paliva do valcov motora. Zameriame sa na vývoj variácií systému Motronic, v ktorom je zodpovedný prívod paliva a nastavenie uhla zapaľovania (ďalej len ECU alebo ECU).

Jednobodové vstrekovanie paliva

Jednobodové vstrekovanie, všeobecnejšie známe ako monovstrekovanie, je prechodná technológia, ktorá mnohým automobilkám umožnila prejsť z palivového systému s karburátorom na vstrekovací systém s nízkymi nákladmi.

Inými slovami, namiesto karburátora sa nad sacie potrubie začala montovať centrálna jednotka vstrekovania paliva. Systém mal množstvo výhod, keďže ECU umožňovala presnejšie dávkovanie benzínu.

Princíp činnosti vstrekovača je založený na nasledujúcich prvkoch:

1. – palivová nádrž, v ktorej je umiestnené palivové čerpadlo;
2. – filtračný prvok na čistenie paliva;
3. - centrálna vstrekovacia jednotka. 3a - snímač polohy škrtiacej klapky (TPS); 3b - regulátor zodpovedný za tlak paliva; 3c - tryska vstrekovača; 3e - snímač teploty vzduchu vstupujúceho do sacieho potrubia; 3e - regulátor polohy škrtiacej klapky (v najjednoduchších konštrukčných možnostiach bol pohon klapky spojený s plynovým pedálom pomocou káblového pohonu);
4. – snímač teploty chladiacej kvapaliny (DTOZH);
5. – lambda sonda (kyslíkový senzor);
6. - elektronická riadiaca jednotka motora.

Princíp činnosti

Diagram nezobrazuje jeden prvok, bez ktorého by nebolo možné fungovanie mechanizmu - snímač polohy kľukového hriadeľa. Je to DPKV, ktorý umožňuje ECU vypočítať množstvo vzduchu vstupujúceho do motora. Pripomeňme, že množstvo dodávaného paliva úplne závisí od množstva vzduchu vstupujúceho do valcov, inak nie je možné regulovať zloženie zmesi vzduch-palivo (TPVS) pre normálnu prevádzku benzínového motora. Vo fáze vytvárania motora dizajnéri vypočítajú, koľko vzduchu prechádza pri určitom zaťažení, to znamená pri stupni otvorenia škrtiacej klapky a pri určitých otáčkach motora. Údaje sa zapisujú do palivovej karty motora, ktoré budú zaznamenané v ECU. Následne pri bežiacom motore riadiaca jednotka zafixuje otáčky pomocou DPKV, záťaž určuje potenciometer škrtiacej klapky, ktorý umožňuje odobrať z palivovej mapy hodnotu, ktorá zodpovedá požadovanému množstvu paliva. Systém však môže v ideálnom prípade fungovať iba v laboratórnych podmienkach, pretože v praxi atmosférický tlak nezávisí len od polohy nad hladinou mora, ale aj od teploty, vzduchový filter sa časom upcháva, prechádza cez seba menej vzduchu a samotná zostava škrtiacej klapky sa stáva upchaté. Na korekciu sa používa snímač teploty vzduchu, ale jeho úloha je malá. Lambda sonda, ktorá meria množstvo kyslíka vo výfukových plynoch, skutočne ovplyvňuje zloženie zmesi. Ak je kyslíka príliš veľa, ECU pochopí, že zmes treba obohatiť a naopak.

Charakteristický

Hlavnou výhodou jednobodového vstrekovania sú nízke náklady na realizáciu. nedostatky:

• nerovnomerné plnenie valcov v dôsledku umiestnenia dýzy;
• mokrý zberač. Keď je vstrekovač otvorený, benzín prejde dlhú cestu do spaľovacej komory. Keď je kolektor studený, palivo sa neodparuje, ale usadzuje sa na stenách, v dôsledku čoho musí byť zmes značne obohatená;
• Hoci lambda sonda umožňuje nastaviť TPVS, metóda merania hmotnosti vzduchu je vo všeobecnosti neefektívna.

Viacbodové vstrekovanie paliva

Viacbodové vstrekovanie bolo výrazným krokom vpred v porovnaní s jednobodovým vstrekovaním, pretože automobilom umožnilo investovať do emisných noriem EURO-3.

Jednobodové vstrekovanie v dôsledku neliečiteľných chorôb v dôsledku konštrukčných prvkov mohlo spĺňať len požiadavky EURO-2.

História vývoja automobilových vstrekovacích systémov je mimoriadne zaujímavá, ale nie je hlavnou témou tohto článku. Preto nebudeme venovať pozornosť zložitosti fungovania takých systémov riadenia motora s distribuovaným vstrekovaním ako D-Jetronic, KE-Jetronic, K-Jetronic a L-Jetronic. Uvedené variácie sa začiatkom 90-tych rokov už neinštalovali na autá, a preto je mimoriadne ťažké stretnúť sa s automobilom so „živým“ distribučným vstrekovacím systémom tohto typu.

Hlavným rozdielom medzi plnohodnotným vstrekovačom a jedným vstrekovaním je prítomnosť 4 trysiek umiestnených v blízkosti sacích ventilov. Komponenty vstrekovacieho motora:

1. - palivové čerpadlo, ktoré je v drvivej väčšine prípadov umiestnené v nádrži;
2. – hrubý palivový filter;
3. - regulátor tlaku paliva, z ktorého ide spätné vedenie do nádrže na odvádzanie prebytočného paliva. V niektorých autách nie je spätné vedenie ako také a regulátor paliva je umiestnený vedľa čerpadla v nádrži;
4. - tryska. Vyššie uvedený obrázok ukazuje, ako sú všetky vstrekovače spojené palivovou koľajnicou;
5. - merač prietoku vzduchu;
6. – snímač teploty chladiacej kvapaliny;
7. - regulátor voľnobežných otáčok (IAC);
8. - potenciometer, ktorý fixuje skutočnú polohu škrtiacej klapky (TPDZ);
9. – miera frekvencie otáčania kľukového hriadeľa (DPKV);
10. - kyslíkový senzor;
11. - ECU;
12. - Rozdeľovač zapaľovania.

Výpočet hmotnosti vzduchu

Okrem trysiek je vlastnosťou systému spôsob výpočtu hmotnosti vzduchu. Existuje iba 5 spôsobov, ako merať množstvo vzduchu prechádzajúceho cez škrtiacu klapku:

Charakteristický

Výhody rozdeľovacieho vstrekovania na ventiloch:

• rovnomerné plnenie valcov;
• použitie snímača DMRV alebo MAP vám umožňuje presne vypočítať prietok vzduchu, čo vám dáva viac možností nastavenia TPVS vo všetkých prevádzkových režimoch motora.

Preto sú autá s plnohodnotným vstrekovačom vždy výkonnejšie a hospodárnejšie ako autá s jednobodovým vstrekovaním.

Priame vstrekovanie, čo je typ systému vstrekovania rozdeľovača, je posledným slovom v pohonných systémoch benzínových motorov. Hlavným znakom priameho vstrekovania je prívod paliva priamo do spaľovacej komory.

GDI, FSI, D4 sú skratky používané spoločnosťami Mitsubishi, Volkswagen a Toyota pre motory s priamym vstrekovaním. Systém napájania takýchto spaľovacích motorov je viac podobný dieselovým motorom ako obvyklým motorom s vnútorným spaľovaním v Ottovom cykle. Zariadenie:

Čo určuje efektivitu

Vysoké náklady a zložitosť výroby, ktoré sú hlavnými nevýhodami priameho vstrekovania, sú viac ako kompenzované extrémnou účinnosťou a výkonovými charakteristikami. To je dosiahnuté vďaka skutočnosti, že motor môže bežať na 3 hlavných možnostiach palivovej zmesi (ako príklad je zvolený systém GDI):

• super zmes. Palivo sa vstrekuje na konci kompresného zdvihu a horí v tesnej blízkosti zapaľovacej sviečky, pričom okolo spaľovacej zóny v spaľovacej komore je prevažne čistý vzduch alebo zmes vzduchu s výfukovými plynmi, ktorú dodáva EGR;
• stechiometrická. Palivo sa dodáva nasávacím zdvihom, dobre sa mieša so vzduchom a vytvára zmes blízko ideálneho proporčného pomeru (14,7 / 1) v celom spaľovacom priestore;
• výkonovom režime, v ktorom sa TPVS pripravuje v dvoch stupňoch. Malé množstvo paliva sa vstrekuje pri sacom zdvihu, ale väčšina sa vstrekuje na konci kompresného zdvihu.

Privádzaním paliva v kvapalnej fáze priamo do spaľovacej komory sú motory s priamym vstrekovaním menej náchylné na kompresiu, čo umožňuje vyššie kompresné pomery a vyššiu účinnosť motora.