Інжекторна система упорскування

Інжекторна система упорскування

Інжектор став логічним розвитком системи упорскування автомобіля, коли подальше вдосконалення карбюратора до виконання екологічних норм було недоцільним. Примусове дозування палива, що впорскується, перевершує карбюратор по економічності, екологічності і потужним характеристикам. Розглянемо принцип роботи інжектора, а також пристрій інжекторної системи живлення.

Види системи

Свою назву інжекторна система упорскування палива отримала від пристрою, який відповідає за розпилення бензину – інжектора (від англ. injection – упорскування, injector – форсунка). Система харчування такого типу встановлювалася на літаки ще у 20-х роках минулого сторіччя. Що примітно, вже тоді це було безпосереднє упорскування палива в циліндри двигуна. Основну увагу приділимо розвитку варіацій системи Motronic, в якій за подачу палива та регулювання кута запалення відповідає (далі ЕБУ або ECU).

Single Point fuel Injection

Одноточковий тип упорскування, більш відомий як моновприскування, є перехідною технологією, яка дозволила багатьом автовиробникам дешево перейти від карбюраторної системи живлення до інжектора.

Інакше кажучи, замість карбюратора над впускним колектором почав встановлюватися агрегат центрального упорскування палива. Система мала низку переваг, оскільки ЕБУ дозволяв точніше дозувати бензин.

Принцип роботи інжектора побудований на наступних елементах:

  1. – паливний бак із розташованим у ньому паливним насосом;
  2. – фільтруючий елемент для очищення палива;
  3. - Центральний агрегат упорскування. 3а - датчик положення дросельної заслінки (ДПДЗ); 3б - регулятор, який відповідає за тиск палива; 3с - форсунка інжектора; 3д – датчик температури повітря, що надходить у впускний колектор; 3е - регулятор положення дросельної заслінки (у найпростіших варіантах конструкції привід заслінки був пов'язаний з педаллю акселератора тросовим приводом);
  4. - Датчик температури охолоджуючої рідини (ДТОЖ);
  5. - лямбда-зонд (кисневий датчик);
  6. – електронний блок керування двигуном.

Принцип роботи

На схемі не показаний один елемент, без якого робота механізму була б неможливою – датчик положення колінчастого валу. Саме ДПКВ дозволяє ЕБУ розраховувати кількість повітря, що надходить у двигун. Нагадаємо, що кількість палива, що подається, повністю залежить від маси повітря, що надходить в циліндри, інакше регулювати склад паливоповітряної суміші (ТПВС) для нормальної роботи бензинового двигуна неможливо. На етапі створення двигуна конструкторами розраховується, скільки повітря проходить за певного навантаження, тобто ступеня відкриття дроселя, і певних оборотах двигуна. Дані заносяться до паливної карти двигуна, яка буде записана в ЕБУ. Згодом під час роботи двигуна блок управління фіксує обертів з допомогою ДПКВ, навантаження визначається потенциометром дросельної заслінки, що дозволяє взяти з паливної карти значення, відповідне необхідної кількості палива. Але система ідеально може працювати тільки в лабораторних умовах, оскільки на практиці атмосферний тиск залежить не тільки від положення над рівнем моря, а й від температури, повітряний фільтр з часом забивається, пропускаючи через себе менше повітря, засмічується і сам дросельний вузол. Для корекції використовується датчик температури повітря, але його роль невелика. По-справжньому на склад суміші впливає лямбда-зонд, що вимірює кількість кисню у вихлопних газах. Якщо кисню надто багато, ЕБУ розуміє, що суміш необхідно збагатити, і навпаки.

Характеристика

Головна перевага одноточкового упорскування – дешевизна реалізації. Недоліки:

  • нерівномірне наповнення циліндрів, що обумовлено місцем розташування форсунки;
  • "мокрий" колектор. Під час відкриття форсунки бензин долає довгий шлях до камери згоряння. Коли колектор холодний, паливо не випаровується, а осідає на стінках, внаслідок чого суміш потрібно сильно багатити;
  • лямбда-зонд хоч і дозволяє коригувати ТПЗЗ, але спосіб вимірювання маси повітря загалом неефективний.

Multi-Point fuel injection

Багатоточкове упорскування стало значним кроком вперед, порівняно з одноточковим упорскуванням, оскільки дозволило автомобілям вкладатися в норми токсичності ЄВРО-3.

Одноточковий упорскування, зважаючи на невиліковні хвороби, зумовлені особливостями конструкції, міг виконати лише вимоги ЄВРО-2.

Історія еволюції систем упорскування автомобілів дуже цікава, але не вона є головною темою цієї статті. Саме тому приділяти увагу тонкощам роботи таких систем керування двигуном з розподіленим упорскуванням, як D-Jetronic, KE-Jetronic, K-Jetronic та L-Jetronic ми не будемо. Встановлювати на авто перелічені варіації перестали ще на початку 90-х, а тому зустріти автомобіль із «живою» системою розподільного упорскування такого типу вкрай складно.

Головна відмінність повноцінного інжектора від моноуприскування - наявність 4-х форсунок, розташованих поблизу впускних клапанів. Компоненти інжекторного двигуна:

  1. - паливний насос, який у переважній більшості випадків розташований у баку;
  2. - Фільтр грубої очистки палива;
  3. – регулятор тиску палива, від якого до бака йде магістраль звороту для зливу зайвого палива. У деяких авто зворотна магістраль відсутня як така, а регулятор палива знаходиться поруч із насосом у баку;
  4. - Форсунка. На малюнку зверху показано, як усі форсунки з'єднані паливною рампою;
  5. - витратомір повітря;
  6. - Датчик температури охолоджуючої рідини;
  7. - Регулятор холостого ходу (РХХ);
  8. - Потенціометр, що фіксує фактичне положення дросельної заслінки (ДПДЗ);
  9. - Датчик частоти обертання колінчастого валу (ДПКВ);
  10. - Кисневий датчик;
  11. - ЕБУ;
  12. - Розподільник запалювання.

Розрахунок маси повітря

Крім форсунок, особливістю системи є метод розрахунку маси повітря. Існує всього 5 способів вимірювання кількості повітря, що проходить через дросельну заслінку:


Характеристика

Переваги розподільного упорскування на клапани:

  • рівномірне наповнення циліндрів;
  • Використання ДМРВ або MAP-сенсора дозволяє точно розраховувати витрату повітря, що дає більше можливостей регулювання ТПВС на всіх режимах роботи мотора.

Саме тому автомобілі з повноцінним інжектором завжди потужніші та економічніші авто з одноточковим упорскуванням.

Безпосереднє упорскування, що є різновидом системи розподільного упорскування, - останнє слово в системах живлення бензинових двигунів. Головною особливістю прямого упорскування є подача палива безпосередньо в камеру згоряння.

GDI, FSI, D4 - абревіатури, що використовуються Mitsubishi, Volkswagen і Toyota, відповідно, для позначення двигунів з безпосереднім упорскуванням. Система живлення таких ДВЗ більше схожа на дизельні мотори, ніж на звичні всім ДВЗ циклу Отто. Пристрій:

Чим обумовлена ​​ефективність

Дорожнеча і складність виробництва, що є головними недоліками прямого впорскування, з лишком окупаються надзвичайною економічністю та потужними характеристиками. Досягається це за рахунок того, що мотор може працювати на 3-х основних варіантах паливної суміші (як приклад обрана система GDI):

  • надбердна суміш. Паливо впорскується в кінці такту стиснення і згоряє в безпосередній близькості до свічки запалювання, тоді як навколо зони згоряння в камері згоряння знаходиться переважно чисте повітря або суміш повітря з вихлопними газами, за подачу яких відповідає EGR;
  • стехіометрична. Паливо подається на такті впуску, добре перешивається з повітрям, утворюючи суміш, близьку до ідеального пропорційного співвідношення (14,7/1) у всій камері згоряння;
  • потужнісний режим, при якому ТПВС готується у два етапи. Невелика кількість палива подається на такті впуску, але основна порція впорскується наприкінці такту стиснення.

За рахунок подачі палива в рідкій фазі безпосередньо в камеру згоряння двигуни з прямим упорскуванням менш схильні до , що дозволяє підвищити ступінь стиснення та збільшити ККД двигуна.


© 2023 globusks.ru - Ремонт та обслуговування автомобілів для новачків