Інжекторний двигун (двигун з інжектором, англ. Electronic fuel injection engine) - сучасний тип, оснащений інжекторною системою паливного упорскування, яка прийшла на зміну моторам з . Сьогодні нові бензинові автомобілі оснащуються виключно інжектором, оскільки дане рішення здатне забезпечити силовій установці необхідну відповідність суворим нормам щодо економічності та токсичності газів, що відпрацювали.
Карбюратор програє інжектору за загальним показником ефективності, оскільки інжекторні двигуни стабільніше працюють, автомобіль отримує покращену динаміку розгону. Інжекторний агрегат споживає менше палива, вміст шкідливих речовин у вихлопі знижується, оскільки паливо згоряє повноцінніше. Управління системою повністю автоматизоване (на відміну від карбюратора), тобто не потребує ручного підстроювання під час експлуатації. Що стосується , система упорскування дизпалива на таких моторах має низку конструктивних відмінностей, хоча загальний принцип роботи інжектора на дизелі залишається схожим на бензинові аналоги.
Читайте у цій статті
Чим відрізняється інжекторний двигун від карбюраторного.
Інжектор є принципово інший спосіб подачі палива в камеру згоряння в порівнянні з карбюратором. Інакше кажучи, в інжекторному моторі найбільші конструктивні зміни торкнулися . У карбюраторному двигуні бензин поєднується з певною частиною повітря у зовнішньому пристрої (карбюраторі).
Після паливно-повітряна суміш, що утворилася, всмоктується в циліндри двигуна. Інжекторний двигун має спеціальні інжекторні форсунки, які дозовано впорскують пальне під тиском, після чого відбувається змішування порції палива з повітрям. Якщо порівнювати ефективність подачі пального інжектором і карбюратором, двигун з інжектором виявляється до 15% потужнішим. Також відзначається суттєва економія палива на різних режимах роботи двигуна.
Різновиди інжекторів
Інжекторні системи паливного упорскування діляться на кілька підвидів:
- однокрапковий упорскування (моновприскування);
- розподілене упорскування;
- прямий (безпосередній) упорскування;
Такий поділ безпосередньо залежить від загальної кількості встановлених форсунок, а також від місця упорскування палива. Одноточкова система є ранньою розробкою і передбачає наявність лише однієї інжекторної форсунки в . Іншими словами, форсунка одна для всіх циліндрів двигуна. Дане рішення має ряд недоліків, що призвело до її швидкого зникнення.
Наступним витком розвитку інжектора після моноуприскування стало розподілене впорскування, що означає наявність колектора та окремих форсунок, які встановлюються над впускним клапаном кожного циліндра. Безпосереднє упорскування палива є новітньою інжекторною системою. Принцип роботи полягає в тому, що форсунка встановлюється так, щоб подавати паливо прямо в циліндр двигуна (безпосередньо камеру згоряння), а не в колектор. Місцем розташування форсунок у цій системі стали головки циліндрів. Ця система великою мірою нагадує принцип паливоподачі та сумішоутворення в дизельних двигунах.
Також кожна із систем додатково ділиться за типом упорскування. Що стосується розподіленого упорскування, таке рішення може бути одночасним (усі форсунки впорскують пальне). Також упорскування може бути попарно-паралельним (форсунки відкриваються парами), коли одна форсунка починає відкриття перед упорскуванням палива, а інша перед тактом випуску. Також відзначається фазований упорскування (форсунка відкривається перед тактом впуску) і пряме впорскування безпосередньо в циліндр.
Як влаштований та працює інжектор
Влаштування інжектора передбачає в основі наявність наступних базових компонентів системи:
- електронний блок керування ();
- інжекторні форсунки;
- паливна рампа із регулятором тиску;
- електронні датчики температури, кута відкриття дросельної заслінки і т.д.
Для кращого розуміння принципу роботи інжектора давайте поверхово розглянемо, як компоненти системи взаємодіють між собою на прикладі поширеного типу інжекторних двигунів з розподіленим багатоточковим упорскуванням. Після повороту ключа запалювання живлення подається на електричний бензонасос, який знаходиться у паливному баку та занурений у пальне. Зазначений насос подає паливо до паливної магістралі під певним тиском. Інжекторні форсунки встановлені в паливній рампі (рейці), через яку реалізовано підведення палива до форсунок, а також здійснено фіксацію самих форсунок на впускному колекторі. У рампі також встановлений регулятор тиску палива, який служить для підтримки різниці між тиском повітря у впуску та в самих інжекторах.
Завдяки встановленим датчикам контролер ЕБУ отримує інформацію, на підставі якої вдається синхронізувати упорскування відповідно до режимів та умов роботи ДВЗ. Блок управління отримує показання від датчика температури двигуна, кисневого датчика (датчика Холла) та датчика коленвала. Так вдається скоригувати кількість палива, що подається в кожен циліндр, гнучко і динамічно змінювати склад паливно-повітряної суміші і т.д.
Якщо сказати інакше, для точного упорскування палива необхідно подати пальне на форсунки під тиском, який створює бензонасос у . Далі ЕБУ посилає на форсунки керуючі імпульси. Дані імпульси змушують форсунку відкриватися на потрібний проміжок часу, який залежить від конкретного режиму роботи двигуна, навантаження на мотор, ступеня натискання на педаль газу та інших факторів. Інформація про тривалість імпульсів на форсунки та потрібну кількість палива під час упорскування розраховується ЕБУ з урахуванням показань від електронних датчиків.
Датчики фіксують різні зміни в роботі двигуна та мінливі умови, постійно передаючи сигнали на блок керування. Дана схема дозволяє витрачати строго певну кількість палива під час запуску, прогріву, роботи на неодружених оборотах, спокійній чи динамічній їзді тощо.
Вказана точність під час дозування пального можлива тільки завдяки роботі електроніки автомобіля, що управляє, у вигляді сукупності датчиків і ЕБУ двигуном. У блоці управління прошиті мікропрограми, а сама робота ґрунтується на так званих паливних картах. Датчики безперервно подають інформацію про режим роботи двигуна, швидкість руху МС і т.д. Контролер отримує та обробляє дані, після чого визначає необхідну кількість упорскування палива та їх тривалість за часом. Будь-які зміни в роботі ДВЗ зчитуються датчиками і змушують ЕБУ динамічно вносити корективи до роботи інжектора.
Видатна екологічність інжектора стала можливою завдяки наявності кисневого датчика (зонда лямбда). Зазначений датчик знаходиться у випускній системі та «оцінює» стан вихлопних газів. На підставі його показань ЕБУ збіднює або збагачує паливно-повітряну суміш (змінює співвідношення кількості повітря та палива у складі робочої суміші) під час роботи двигуна у більшості стандартних режимів.
Переваги та недоліки інжекторних двигунів
Якщо порівнювати інжектор з карбюратором, тоді перше рішення зручніше експлуатувати, але безумовно дорожче і складніше ремонтувати. Простий карбюратор є механічним пристроєм, який потребує періодичного обслуговування. Двигуни з карбюратором сильніше коксуються, можуть важко запускатися в холодну пору року, перевитратили пальне, також двигун може нестабільно працювати в сильну спеку і т.д.
Карбюратор має менший ресурс, ніж інжектор. Тому карбюратор потрібно постійно чистити, промивати і підлаштовувати. Незаперечним плюсом карбюратора є його простота та невибагливість до якості палива, завдяки чому навчитися ремонтувати та налаштовувати карбюратор своїми руками може практичний кожен автовласник у себе в гаражі.
У випадку з інжекторними ДВЗ головними плюсами є: економічність, легкий запуск двигуна та стабільність роботи двигуна в будь-яких умовах, а також низька витрата палива. Мотор з інжектором краще реагує на педаль газу, не так часто і сильно заливає бензином, двигун менше схильний. При цьому визначити несправність інжектора у разі несправності набагато складніше.
Часті несправності інжектора
Так як інжектор є складною багатокомпонентною системою, згодом окремі елементи можуть виходити з ладу. Головним завданням інжектора є максимально можлива ефективність згоряння палива, що досягається завдяки підтримці строго певного складу робочої суміші палива та повітря.
- В результаті будь-який збій у роботі електронних датчиків призводить до дисбалансу у роботі всієї інжекторної системи, двигун може або не заводитися, відзначається зміна тощо. В окремих випадках ЕБУ може перевести двигун в аварійний режим. Силовий агрегат у такій ситуації не набирає обертів, на панелі приладів горить «check» і т.п.
- Ще однією причиною несправностей інжектора є забруднення елементів, що фільтрують, в системі паливоподачі або самих інжекторних форсунок в результаті використання бензину низької якості. Для підтримки працездатності паливний фільтр необхідно вчасно змінювати. Не менше уваги, особливо на автомобілях з пробігом понад 50-70 тис. км, заслуговує сітка-фільтр бензонасоса. Вказану. Також бажано один раз на кілька років мити паливний бак паралельно до заміни або очищення зазначеної сітки-фільтра грубого очищення паливного насоса.
Відзначимо, що важливо визначати та усувати несправність інжектора вчасно, оскільки збої в його роботі можуть суттєво погіршити загальний стан ДВЗ та призвести до інших поломок. Що стосується засмічення паливних форсунок, у цьому випадку двигун гірше заводиться, втрачає потужність і починає витрачати більше палива. Порушення форми факела розпилу палива (особливо в моторах із прямим упорскуванням) призводить до локальних перегрівів, і т.д.
- Також форсунки можуть "лити" паливо, тобто не закриватися після припинення імпульсу від ЕБУ. У цьому випадку надлишки палива потрапляють у камеру згоряння, потім можуть проникати у випускну систему і систему змащення двигуна через нещільності в місцях установки . У таких ситуаціях сильно страждає весь двигун, так як бензин розріджує олію і мастило навантажених деталей погіршується. Наявність палива у вихлопній системі виводить з ладу каталітичний нейтралізатор (каталізатор), який очищає відпрацьовані гази від шкідливих сполук.
Для запобігання несправностям інжектора форсунки необхідно періодично очищати. Справа в тому, що наявність фракцій та домішок у бензині поступово забруднює інжектори, що і знижує їхню продуктивність, а також порушує якість розпилу палива. Почистити форсунки можна двома способами: зі зняттям або просто на машині. Процедура очищення інжекторних форсунок на автомобілі передбачає те, що через інжектори пропускається спеціальна рідина для промивання для чищення інжектора. Спосіб полягає в тому, що від паливної рампи від'єднується паливна магістраль, після чого замість бензонасоса в систему починає качати промивну рідину спеціальний компресор замість бензонасоса.
Ще одним варіантом чищення інжектора є очищення зі зняттям форсунок в ультразвуковій ванні або на спеціальному стенді, що промиває. Що стосується ультразвуку, форсунки поміщаються в спеціальний апарат або ванну, де хвильові коливання розбивають відкладення. Промивання форсунок зі зняттям на стенді є процедурою, коли імітується робота форсунок у двигуні, при цьому замість бензину через них пропускається промивна рідина. Зазначимо, що кожен із цих способів має свої переваги та недоліки, про які можна прочитати в нашій окремій статті.
Експлуатація автомобіля на паливі за умов СНД зобов'язує власника здійснювати заміну паливного фільтра кожні 10-15 тис. км. пробігу та періодичне чищення інжекторних форсунок. Цю процедуру бажано робити кожні 30-35 тис. км. пробігу. Додатково рекомендується купувати паливо тільки на великих АЗС із гарною репутацією.
Для профілактики можна використовувати спеціальні очищувачі паливної системи, які заливаються в паливо для підтримки чистоти інжектора. Зазначимо, що ці присадки в паливо доцільно застосовувати тільки на нових автомобілях або після глибокого очищення паливної системи. Якщо форсунки вже брудні, необхідно промивати інжектор окремо.
Не слід чекати на той момент, коли виявляться симптоми забруднення інжектора у вигляді проблем з роботою двигуна. Краще промивати форсунки заздалегідь. Наприклад, перед кожним другим плановим ТО. Зверніть увагу, у разі використання способу очищення рідинами для промивання оптимально здійснювати цю процедуру до заміни моторного масла.
Насамкінець додамо, що зниження продуктивності форсунок може бути викликане неполадками бензонасоса. У цьому випадку необхідно виміряти тиск у паливній рампі. Якщо показники виявляться нижче за рекомендовані, тоді буде потрібно . Також слід враховувати, що встановлення більш продуктивних форсунок під час може вимагати обов'язкової заміни паливного насоса.
