Інжекторний двигун

Інжекторний двигун – що ми про нього знаємо? Саме їм оснащується будь-яка сучасна машина. Реалізація ресурсу такого двигуна внутрішнього згоряння (ДВС) розрахована на економну витрату палива, мінімізацію його вихлопу у навколишнє середовище. Проведемо невеликий екскурс із вивчення агрегату.

За рахунок чого він працює?

Працюють тактами; кожен такт забезпечує операцію:

1. Заповнення пальним циліндрів.
2. Стиснення його поршнем для згоряння.
3. Робочий хід – одержання механічної енергії шляхом детонації паливної речовини.
4. Виведення переробленої сировини у повітря.

Найбільш популярними автопромом є 4-х на бензиновій тязі.На їхньому прикладі вивчимо принцип роботи інжекторного двигуна.

При першому такті поршень максимально опускається вниз через клапан подається перемішаний з повітрям бензин. Далі поршень піднімається до упору, закриваючи клапан і стискаючи суміш. Після цього свічка відсікає іскру – вона запускає детонацію здавленої речовини.

Підвищення температури в камері та утворення газів просувають поршень уперед, а колінвал за рахунок інерції повертає його на верхню позицію. При високій швидкості обертів тиск нагнітається ще більше, відкривається вихідний клапан. Продукти переробки бензину прямують до нього.

Для раціональнішого функціонування використовується комплекс датчиків, які визначають одержувану на механізми навантаження, розраховують порції компонентів детонуючої суміші для забезпечення руху з циклом, рівним такту.

Програмна «начинка» їх влаштована так, що кожен спрацьовує паралельно до режимів мотора, відстежує зміни в циклах і підлаштовується під них. Така функціональність дозволяє підлаштовувати витрати пального під індивідуальний стиль водіння, підвищити ККД.

У чому особливості пристрою?

Вивчення конструкції дозволить детальніше розібратися, як працює інжекторний двигун. Компоненти, характерні для цього типу:

• Блок електронного керування (ЕБУ);
• Регулятор тиску;
• Форсунки;
• Бензонасос;
• Датчики.

Взаємодія перерахованого: датчики отримують дані про стан механіки або процеси, їх обробляє процесор і передає керуючі команди. Форсункам виділяється обмежений заряд, що їх відкриває. Результат - суміш із паливного відділу потрапляє у відсік впускного колектора.

Щоб схема цього процесу стала зрозумілішою, проведемо короткий екскурс з влаштування деяких вузлів, з яких складається двигун інжектор.

ЕБУ

Основна його функція - безперебійно видавати команди складникам автомобіля на підставі обробленої інформації. До неї входять:

• фактори довкілля (температура, вологість, ін.);
• ступінь навантаження на механіку (при підйомі на гірку, пересування поганою дорогою, ін.);
• режим мотора (холостий/швидкісний хід, облік навантаження при переході на повний привід тощо).

При розбіжностях вихідної програми комп'ютер задає виконуючим елементам коригування. Блок здатний проводити діагностику. Про відмову будь-якого механізму-виконавця, його некоректне функціонування водій сповіщається шляхом індикації CheckEngine на панелі приладів. Відомості про помилки збираються в пам'ятному відділі, що при серйозних поломках допомагає їх оперативному виявленню та усуненню.

Види закладених пристроїв пам'яті:

• Одноразово програмоване постійне запам'ятовуюче (ППЗУ) містить базовий програмний код («мозок» автомашини). Його чіп знаходиться на платі панелі, при виході з ладу легко змінюється новим. При будь-яких збоях вкладені коди залишаються на ньому.
• Оперативне запам'ятовуюче (ОЗП) - тимчасовий резервуар, що застосовується для обробки завдань поточного сеансу. Пристрій впаяно до плати; після припинення подачі електрики з акумулятора вся інформація з нього стирається.
• Електрично програмоване (ЕПЗП) - містить тимчасові дані та кодування засобів захисту від угону. Як живлення використовує вшитий акумулятор, що заряджається під час руху. Через нього порівнюються вшиті коди електронного блокування і самі параметри иммобилайзера. При їхньому розбіжності запуск інжекторного двигуна неможливий.

Форсунки

Через них проводиться виплеск порцій паливної маси в колекторне та циліндрове відділення, причому відкриття/закриття клапана протягом секунди повторюється багаторазово.

За способом апаратного управління та кількості деталей, що використовується, поділяють на категорії:

1. Дросельний моновприскування (TBI) - подача сировини для детонації здійснюється однією деталлю. струмінь, що подається, не синхронізується зі спрацьовуванням клапана впуску. Управляючі сигнали на повідомлення форсунки виробляються з внутрішньоколекторного чіпа. Принцип поширений на старих двигунах 90-х років випуску.
2. Упорскування з розподілом (MFI) - використовується у всіх сучасних автомобілях з бортовим комп'ютером. Передача пального відбувається комплектно: одна форсунка – один циліндр. Форсунковий блок кріпиться поверх колектора, а весь процес синхронізується з ЦБУ, згідно з тим, як працює система запалювання інжекторного двигуна. При порівнянні зведених показників попередників - ККД збільшений до 10%.

MFI-елементи з подачі струменя бувають: електрогідравлічні, електромагнітні, п'єзоелектричні. Вони застосовуються при розподілі упорскування:

• Одночасне (синхронне наповнення всіх циліндрів);
• Попарно-паралельний - одна пара поршнів приймає нижнє положення, інша - верхнє. Затока палива та виведення продуктів згоряння виробляються так само;
• Двостадійний (фазовий) - передача пального в камери згоряння проводиться в дві операції.
• Безпосереднє - застосовується в конструкціях моторів, що мають на увазі спалювання надзбідненого киснем складу.

Важливий факт: технологія TBI сьогодні практично не поширена, тому що вона менш економічна та ненадійна!

Каталітичний нейтралізатор

Цей пристрій дозволяє скоротити у виведених газах вміст речовин, як окису вуглецю та азоту, за рахунок перетворення їх у вуглеводні. Не управляється ЕБУ, але взаємодіє з центром обробки через датчик, що визначає відсоток кисню у вихлопних скупченнях. При надмірній подачі пального контролер отримує відомості від датчика та коригує її.

У нейтралізаторі встановлені керамічні елементи із вбудованими каталізаторами:

• окислювальними (платиновий та паладієвий);
• відновлювальним родієвим;
• селективними;
• накопичувальними.

На замітку: етильований бензин згубний для роботи нейтралізаторів, а заправні речовини з високим вмістом сірки призведе до непридатності елементів накопичувальної каталізації!

Датчики

Злагоджену роботу всіх механізмів інжекторних двигунів забезпечують показання міні-приладів, що закріплюються на агрегатних виконавцях. Кожен пристрій заміряє параметри контрольованої ділянки та передає їх до ЕБУ.

Вбудовані датчики ® :

1. ДМРВ (R масової витрати повітря) – кріпиться на вході у повітряний фільтр. Функціонує за принципом порівняння показань. Через 2 нитки платини надходить струм. Змінюється опір (залежить від температури). При цьому одна нитка вільно обдувається, друга – герметично укрита. За рахунок різниці ЕБУ робить підрахунок.
2. ДАТ (R абсолютного тиску та температури у двигуні) - комбінується або ставиться окремо від попереднього. Складається з двох камер: одна герметична (всередині вакуум), друга підводиться безпосередньо до камери колекторного впуску. Між камер проходить діафрагма, закріплені п'єзоелементи, які утворюють напругу при її русі.
3. ДПКВ (R положення колінчастого валу) - встановлюється як магнітної гребінки на шківі коленвала. Він оснащений 58 зубцями та 2 зазорами, рівними кроку зуба. Зубці рухаються в мідній обмотці, що при взаємодії з намагніченим сердечником утворює індукційне напруження - воно залежить від швидкості обертів шківа.
4. ДФ (R фаз) - містить диск з котушкою та проріз. Проріз звертається до приладу - вихідна напруга зрівнюється з нулем. Одночасно досягається мертва верхня точка стиснення в першому циліндрі. Завдяки цьому центральний блок видає напругу в потрібний циліндр для запалювання, управляє тактами.
5. ДД (R детонації) – їм облаштований блок циліндрів. У момент детонації ним проходить вібрація. У основі передачі лежить генерація напруги вільного струму - воно збільшується за більшої вібрації.
6. ДПДЗ (R положення дросельної заслінки) - при опорній напрузі 5 V відбувається його збільшення або падіння, за рахунок зміни поворотного кута заслінки.
7. ДТОЖ (R температури охолоджувальної рідини).
8. Датчик кисню - для різних конструкцій впроваджується поодиноко або парою. Знімає виміри вільного кисню у продуктах вихлопу. Його функція дозволяє ЕБУ визначити: збагатити чи збіднити паливну суміш.

Інжектор значно кращий за карбюратор. Щоб у цьому переконатися, розглянемо порівняння подібних моторних конструкцій у таблиці: