У цій статті ми намагатимемося розібратися, що таке, для чого потрібен і де знаходиться інжектор. Інжектор – однокореневе слово зі словом ін'єкція, а ін'єкція – це впорскування. Хоча інжектор мало схожий на шприц, але він також упорскує паливо в циліндри двигуна. Власне, інжектор – форсунка, яка розбризкує паливо дрібними краплями для надходження в циліндри суміші повітря та парів бензину. Ви скажете, що робить так само. Так само, але не зовсім.
Жиклер карбюратора працює практично як, розбризкуючи в його камері бензин. Але бензин засмоктується до карбюратора за допомогою поршня двигуна, що відбирає близько 10% його потужності. Плюс до всього, відрегулювати карбюратор до ідеального стану майже неможливо: він переливає паливо, що двигун «захлинається» і коптить, а частина так і не згоряє, то не доливає, і мотор працює з провалами і не тягне.
Бензин закачується в інжектор за допомогою спеціального електронасоса, а змішування парів бензину і повітря відбувається в камері згоряння циліндра. Кількість палива чітко порційно, і залежить воно від необхідної саме на даний момент кількості оптимальної тяги.
Де знаходиться інжектор:
У звичайних випадках інжектор встановлюють замість карбюратора, а точніше взагалі на його місце. Як інжектор використовують лише одну форсунку, яка «обслуговує» всі циліндри, а впорскування палива буде у впускний колектор, так званий моноуприскування. Перед карбюраторною схемою перевага тут лише одна: двигун не витрачає потужність на всмоктування палива через карбюратор жиклер.
Система багатоточкового або розподіленого упорскування проводиться також у впускний колектор. Завдяки розподіленому упорскування краще дозується паливо, яке надходить до кожного циліндра. Але все ж таки найкращі результати дає тільки пряме упорскування прямо в камеру згоряння циліндра, так само, як у .
Несправності інжектора (форсунок) зустрічаються як на двигунах, так і на двигунах. У схемі пристрою системи живлення інжекторного двигуна форсунка є елементом, який відповідає за впорскування розпорошеної порції палива камеру згоряння під певним тиском.
Точне дозування, герметичність та своєчасне спрацювання інжекторної форсунки забезпечують стійку та справну роботу двигуна на всіх режимах його роботи. Якщо форсунка «ллє» (пропускає зайве паливо в момент, коли його подача не потрібна), знижується ефективність розпилу пального (порушується форма факела) і виникають інші несправності інжектора, тоді втрачає потужність, витрачає багато палива і т.п.
Читайте у цій статті
Що вказує на можливі проблеми з інжектором
Відразу відзначимо, що причин нестабільної роботи двигуна може бути багато, починаючи від забитого, поломки, що вийшла з ладу свічки запалювання або несправної котушки до, проблем з і т.д. Поруч із однією з головних ознак несправності форсунок є , і навіть витрата бензину чи солярки (залежно від типу двигуна), який помітно збільшується. Ще необхідно відзначити нестійку роботу ДВЗ в режимі холостого ходу, схожу на так зване "троїння" двигуна.
При їзді можливо досить часте прояв одного або відразу кількох симптомів:
- наявність ривків, сильно уповільнені реакції при натисканні на педаль газу;
- явні провали та втрата динаміки при спробах різкого прискорення;
- машина може смикатися на ходу, при скиданні газу, а також після зміни режиму навантаження на двигун;
Необхідно додати, що подібну несправність необхідно усувати невідкладно, оскільки проблеми з інжектором негативно позначаються як на ресурсі двигуна і трансмісії, а й у загальній безпеці руху. На автомобілі з несправними форсунками водій може зазнати серйозних труднощів під час обгону, на крутих підйомах тощо.
Самостійна перевірка форсунок
Почнемо з того, що автомобільні форсунки поділяються на кілька типів, з яких у різний час широке застосування знайшли два види: механічні форсунки та електромагнітні (електромеханічні) інжектори.
Електромагнітні форсунки мають в основі спеціальний клапан, який здійснює відкриття та закриття форсунки для подачі палива під впливом керуючого імпульсу двигуном. Механічні форсунки відкриваються внаслідок зростання тиску палива у форсунці. Додамо, що на сучасних авто найчастіше встановлюються електромагнітні пристрої.
Щоб перевірити форсунки своїми руками без зняття з машини, можна скористатися кількома способами. Найбільш простим і доступним способом, який дозволяє швидко перевірити інжекторні форсунки, не знімаючи їх з машини, є аналіз шумів, що видаються двигуном у процесі роботи.
Визначити несправну форсунку на слух по звуку роботи ДВЗ можна у тому випадку, якщо з блоку циліндрів доноситься приглушений високочастотний звук. Це вказує на необхідність чищення інжектора або несправність форсунок.
Як перевірити подачу харчування на форсунки
Зазначену перевірку проводять у тому випадку, якщо самі форсунки справні, але будь-який інжектор не працює при включенні запалювання.
- для діагностики від інжектора відключається колодка, після чого до потрібно підключити два дроти;
- інші кінці дротів кріпляться до контактів форсунки;
- потім потрібно включити запалення та зафіксувати наявність або відсутність витікання палива;
- якщо пальне тече, тоді ця ознака вказує на проблеми в електричному ланцюзі;
Ще одним із діагностичних прийомів є перевірка інжектора за допомогою мультиметра. Даний спосіб дозволяє виміряти опір на форсунках, не знімаючи їх з двигуна.
- Перед початком робіт необхідно з'ясувати який імпеданс (опір) мають форсунки, встановлені на конкретному автомобілі. Справа в тому, що зустрічаються інжекторні форсунки як з високим, так і з низьким опором.
- Наступним кроком стане виключення запалення, а також скидання мінусової клеми з АКБ.
- Далі потрібно відключити електричний роз'єм на форсунці. Для цього необхідно використовувати викрутку з тонким кінцем, за допомогою якої потрібно відсунути спеціальний затискач, розташований на колодці.
- Після від'єднання роз'єму переводимо мультиметр у потрібний режим роботи для вимірювання опору (омметр), підключаємо контакти мультиметра до відповідних контактів форсунки для вимірювання імпедансу.
- Опір між крайнім та центральним контактом форсунки з високим імпедансом має бути в межах від 11-12 до 15-17 Ом. Якщо на автомобілі застосовуються форсунки з низьким опором, показник повинен бути від 2 до 5 Ом.
Якщо відмічені явні відхилення від допустимих норм, тоді форсунку потрібно демонтувати з двигуна для детальної діагностики. Також можлива заміна форсунки на свідомо справну, після чого оцінюється робота двигуна.
Комплексна діагностика роботи форсунок на рампі
Для такої перевірки паливну рейку знадобиться зняти з двигуна разом із закріпленими на ній форсунками. Після цього потрібно приєднати всі електричні контакти до рамп і форсунок у тому випадку, якщо такі відключалися перед зняттям. Також необхідно повернути на місце мінусову клему АКБ.
- Рампу необхідно розмістити в підкапотному просторі так, щоб вдалося поставити під кожною з форсунок мірну ємність з нанесеною шкалою.
- Потрібно підключити до рампи трубки подачі палива та додатково перевірити надійність їх кріплення.
- Наступним кроком є увімкнення запалювання, після чого необхідно трохи провернути двигун стартером. Цю операцію краще проводити з помічником.
- Поки помічник обертає двигун, проконтролюйте ефективність роботи всіх інжекторів. Подача палива має бути однаковою на всіх форсунках.
- Завершальним етапом стане вимкнення запалення та перевірка рівня палива у ємностях. Зазначений рівень має бути рівнозначним у кожній ємності.
Більша чи менша кількість пального в мірних ємностях вкаже на несправність форсунки або необхідність очищення одного або кількох інжекторів. Якщо форсунка демонструє недолив, тоді елемент потрібно чистити чи міняти. Підтікання палива після відключення запалення вкаже на те, що форсунка «ллє» і втратила герметичність.
Крім самостійної перевірки, можна скористатися послугою діагностики інжектора в автосервісі. Цю операцію здійснюють на спеціальному перевірочному стенді. Перевірка форсунки на стенді дозволяє точно визначити як ефективність подачі пального, а й форму факела під час розпилу палива.
Як самому очистити форсунки без зняття з двигуна
У процесі діагностики найчастішою причиною нестійкої роботи двигуна є те, що інжекторні форсунки забилися. Існує кілька способів очищення форсунок, серед яких може використовуватися механічне, ультразвукове або очищення за допомогою спеціальних хімічних складів.
У ряді випадків заливку в паливний бак спеціальної присадки-очисника інжектора достатньо для того, щоб нормалізувати роботу всієї системи. Також рекомендується з певною періодичністю розкручувати двигун до високих оборотів і розганяти автомобіль до 110-130 км/год. на рівних відрізках колії. У такому режимі потрібно проїхати 10-20 км. Тривала робота форсунок під навантаженням дозволяє реалізувати так зване самоочищення.
Насамкінець додамо, що перераховані вище способи очищення дозволяють видалити лише незначні забруднення. Серйозно забитий інжектор необхідно чистити механічно складами під тиском або ультразвуком. Щодо промивання форсунок, фахівці рекомендують промивати інжектор кожні 30-40 тис. пройдених кілометрів.
Чищення інжектора слід робити для профілактики, а не після появи ознак несправності. Якщо автомобіль експлуатується в режимі міської їзди на паливі сумнівної якості, тоді інтервал профілактичних заходів слід скоротити стосовно індивідуальних умов експлуатації.
Читайте також
Коли і навіщо потрібно знімати паливні форсунки з двигуна. Зняття форсунок на бензиновому та дизельному моторі: особливості процесу демонтажу.
Зараз практично на будь-якому бензиновому моторі легкового автомобіля використовується інжекторна система живлення, яка прийшла на зміну. Інжектор завдяки ряду робочих характеристик перевершує карбюраторну систему, тому він є більш затребуваним.
Трохи історії
Активно встановлюватися така система харчування на автомобілях стала з середини 80-х років, коли почали запроваджуватися норми екологічності викидів. Сама ідея інжекторної системи упорскування палива з'явилася значно раніше, ще у 30-х роках. Але тоді основне завдання було не в екологічному вихлопі, а підвищенні потужності.
Перші інжекторні системи застосовувалися у бойовій авіації. На той час це була повністю механічна конструкція, яка цілком непогано виконувала свої функції. З появою реактивних двигунів інжектори практично перестали використовуватися у військовій авіатехніці. На автомобілях механічний інжектор особливо поширення не отримав, оскільки він не міг повноцінно виконувати покладені функції. Справа в тому, що режими двигуна автомобіля змінюються значно частіше, ніж у літака, і механічна система не встигала своєчасно підлаштовуватися під роботу двигуна. У цьому плані карбюратор вигравав.
Але активний розвиток електроніки дав друге життя інжекторній системі. І важливу роль цьому зіграла боротьба зменшення викиду шкідливих речовин. У пошуках заміни карбюратору, який уже не відповідав нормативам екології, конструктори повернулися до інжекторної системи упорскування палива, але кардинально переглянули її роботу та конструкцію.
Що таке інжектор і чим він добрий
Інжектор дослівно перекладається як «впорскування», тому друга назва його – система упорскування за допомогою спеціальної форсунки. Якщо в карбюраторі паливо підмішувалося до повітря за рахунок розрідження, створюваного в циліндрах двигуна, то в інжекторному двигуні бензин подається примусово. Це кардинальна різниця між карбюратором і інжектором.
Переваги інжекторного двигуна, щодо карбюраторних, такі:
- Економічність витрати;
- Найкращий вихід потужності;
- Найменша кількість шкідливих речовин у вихлопних газах;
- Легкість запуску двигуна за будь-яких умов.
І досягти цього вдалося завдяки тому, що бензин подається порційно, відповідно до режиму роботи мотора. Через таку особливість в циліндри мотора надходить паливоповітряна суміш в оптимальних пропорціях. В результаті практично на всіх режимах роботи силової установки в циліндрах відбувається максимально можливе згоряння палива з меншим вмістом шкідливих речовин і підвищеним виходом потужності.
Відео: Принцип роботи системи живлення інжекторного двигуна
Види інжекторів
Перші інжектори, які масово почали використовувати на бензинових моторах, все ще були механічними, але в них уже почав з'являтися деякі електронні елементи, що сприяли кращій роботі мотора.
Сучасна ж інжекторна система включає велику кількість електронних елементів, а вся робота системи контролюється контролером, він же .
Усього існує три типи інжекторних систем упорскування, що відрізняються за типом подачі палива:
- Центральна;
- розподілена;
- Безпосередня.
1. Центральна
Центральна інжекторна система зараз є застарілою. Суть її в тому, що паливо впорскується в одному місці - на вході до впускного колектора, де воно змішується з повітрям і розподіляється по циліндрах. В даному випадку, її робота дуже схожа з карбюратором, з єдиною різницею, що паливо подається під тиском. Це забезпечує його розпилення та краще змішування з повітрям. Але ряд факторів міг вплинути на рівномірну наповнюваність циліндрів.
Центральна система відрізнялася простотою конструкції та швидким реагуванням на зміну робочих параметрів силової установки. Але повноцінно виконувати свої функції вона не могла. Через різницю наповнення циліндрів не вдавалося досягти потрібного згоряння палива в циліндрах.
2. Розподілена
Розподілене упорскування палива
Розподілена система - на даний момент найоптимальніша і використовується на безлічі автомобілів. У такого типу інжекторних двигунів паливо подається окремо для кожного циліндра, хоч і впорскується воно теж у колектор впускний. Щоб забезпечити роздільну подачу, елементи, якими подається паливо, встановлені поряд з головкою блоку і бензин подається в зону роботи клапанів.
Завдяки такій конструкції вдається домогтися дотримання пропорцій паливоповітряної суміші для забезпечення потрібного горіння. Автомобілі з такою системою є більш економічними, але при цьому вихід потужності більше, та й довкілля вони забруднюють менше.
До недоліків розподіленої системи відноситься складніша конструкція і чутливість до якості палива.
3. Безпосередня
Система безпосереднього упорскування палива
Система безпосереднього упорскування на даний момент - найдосконаліша. Вона відрізняється тим, що паливо впорскується безпосередньо в циліндри, де вже відбувається змішування його з повітрям. Ця система за принципом роботи дуже схожа на дизельну. Вона дозволяє ще більше знизити споживання бензину та забезпечує більший вихід потужності, але вона складна за конструкцією та дуже вимоглива до якості бензину.
Конструкція та принцип роботи інжектора
Оскільки система розподіленого упорскування – найпоширеніша, то саме на її прикладі розглянемо конструкцію та принцип роботи інжектора.
Умовно цю систему можна поділити на дві частини – механічну та електронну. Першу додатково можна назвати виконавчою, оскільки завдяки ній забезпечується подача компонентів паливоповітряної суміші в циліндри. Електронна частина забезпечує контроль і управління системою.
Механічна складова інжектора
Система живлення автомобілів ВАЗ 2108, 2109, 21099
До механічної частини інжектора належить:
- паливний бак;
- електричний;
- фільтр очищення бензину;
- паливопроводи високого тиску;
- паливна рампа;
- форсунки;
- дросельний вузол;
Звичайно, це не повний перелік складових частин. У систему можуть бути включені додаткові елементи, що виконують ті чи інші функції, все залежить від конструктивного виконання силового агрегату та системи живлення. Але ці елементи є основними для будь-якого двигуна з інжектором розподіленого упорскування.
Відео: Інжектор
Принцип роботи інжектора
Щодо призначення кожного з них, то все просто. Бак є ємністю для бензину, де він зберігається та подається в систему. Електробензонасос розташовується в баку, тобто забір палива проводиться безпосередньо ним, причому цей елемент забезпечує подачу палива під тиском.
Для запобігання перевищенню тиску в систему входить регулятор тиску. Від фільтра через нього по паливопроводах бензин рухається в паливну рампу, з'єднану з усіма форсунками. Самі ж форсунки встановлюються у впускному колекторі, неподалік клапанних вузлів циліндрів.
Раніше форсунки були повністю механічними і спрацьовували вони від тиску палива. Досягши певного значення тиску паливо, долаючи зусилля пружини форсунки, відкривало клапан подачі і впорскувалося через розпилювач.
Сучасна форсунка – електромагнітна. В її основі лежить звичайний соленоїд, тобто дротяна обмотка та якір. При подачі електричного імпульсу, що надходить від ЕБУ, в обмотці утворюється магнітне поле, що впливає на сердечник, змушуючи його переміститися, подолавши зусилля пружини та відкрити канал подачі. А оскільки бензин подається у форсунку під тиском, то через канал і розпилювач бензин поступає в колектор.
З іншого боку, через повітряний фільтр в систему засмоктується повітря. У патрубку, яким рухається повітря, встановлений дросельний вузол із заслінкою. Саме на цю заслінку і впливає водій, натискаючи на педаль акселератора. При цьому він просто регулює кількість повітря, що подається в циліндри, а на дозування палива водій взагалі ніякого впливу не має.
Електронна складова
Основним елементом електронної частини інжекторної системи подачі палива є електронний блок, що складається з контролера та блоку пам'яті. У конструкцію також входить велика кількість датчиків, на основі показань яких ЕБУ виконує керування системою.
Для роботи ЕБУ використовує показання датчиків:
- . Це датчик, який визначає залишки незгорілого повітря у вихлопних газах. На основі показань лямбда-зонда ЕБУ оцінює як дотримується сумішоутворення в необхідних пропорціях. Встановлюється у випускній системі авто.
- Датчик масової витрати повітря (аббр. ДМРВ). Цим датчиком визначається кількість повітря, що проходить через дросельний вузол при всмоктуванні його циліндрами. Розташований у корпусі повітряного фільтруючого елемента;
- (Аббр. ДПДЗ). Цей датчик подає сигнал про педалі акселератора. Встановлений у дросельному вузлі;
- Датчик температури силової установки. На основі показань цього елемента регулюється склад суміші залежно від температури двигуна. Розташовується біля термостату;
- (Аббр. ДПКВ). На основі показань цього датчика визначається циліндр, який необхідно подати порцію палива, час подачі бензину, і іскроутворення. Встановлено біля шківа колінчастого валу;
- . Необхідний виявлення освіти детонаційного згоряння та вжиття заходів щодо його усунення. Розташований на блоці циліндрів;
- Датчик швидкості. Потрібний створення імпульсів, якими обчислюється швидкість руху авто. На основі його показань проводиться коригування паливної суміші. Встановлено на коробці передач;
- Датчик фаз. Він призначений визначення кутового становища распредвала. На деяких автомобілях може бути відсутнім. За наявності цього датчика в двигуні виконується фазований упорскування, тобто імпульс на відкриття надходить тільки для конкретної форсунки. Якщо цього датчика немає, форсунки працюють у парному режимі, коли сигнал на відкриття подається відразу на дві форсунки. Встановлений у головці блоку;
Тепер коротко, як усе працює. Елекробензонасос заповнює всю систему паливом. Контролер отримує показання від усіх датчиків, порівнює їх із даними, занесеними до блоку пам'яті. При розбіжності показань, він коригує роботу системи живлення двигуна так, щоб досягти максимального збігу отриманих даних із занесеними до блоку пам'яті.
Що стосується подачі палива, то на основі даних від датчиків, контролером вираховується час відкриття форсунок, щоб забезпечити оптимальну кількість бензину, що подається для створення паливоповітряної суміші в необхідній пропорції.
При поломці якогось із датчиків контролер переходить в аварійний режим. Тобто він бере усереднене значення показань несправного датчика і використовує їх для роботи. При цьому можлива зміна функціонування мотора - збільшується витрата, падає потужність, з'являються перебої в роботі. Але це не стосується ДПКВ, при його поломці двигун функціонувати не може.
Устаткування такого роду використовується у всіх системах упорскування двигунів - і бензинових, і дизельних. Сьогодні на сучасних двигунах використовують форсунки, які оснащені електронним керуванням упорскування.
Залежно від того чи іншого способу виконання упорскування розрізняють такі види форсунок, як: електромагнітна, п'єзоелектрична та електрогідравлічна.
- Читайте також статтю:
Конструкція та принцип функціонування електромагнітної форсунки
Фотографія пристрою електромагнітної форсунки
Електромагнітний пристрій такого плану, як правило, використовують на бензинових двигунах, включаючи і ті, які мають систему безпосереднього впорскування. Даний вид обладнання характеризується досить простою конструкцією, яка складається з сопла і включає електромагнітного клапана, оснащеного голкою.
Робота електромагнітної форсунки відбувається в такий спосіб. Електронний блок управління, у точній відповідності до закладеного раніше алгоритму, забезпечує в необхідний момент на обмотку збудження клапана подачу напруги. У процесі цього створюється електромагнітне поле, яке долає зусилля пружини, потім втягує якір з голкою і таким чином звільняє сопло. Після цього здійснюється упорскування палива. Коли напруга зникає, пружина голку форсунки повертає на сідло.
Конструкція та принцип функціонування електрогідравлічної форсунки
Фотографія пристрою гідравлічної форсунки
Електрогідравлічне обладнання такого плану застосовують на дизельних двигунах, включаючи і ті, які обладнані системою упорскування під назвою Common Rail. Конструкція пристрою даного типу поєднує електромагнітний клапан, зливну і впускну дроселі, камеру управління.
Принцип роботи даного обладнання ґрунтується на застосуванні тиску палива, і при впорскуванні, і після його припинення. Електромагнітний клапан у вихідному положенні знеструмлений і повністю закритий, голка притиснута до сідла за допомогою сили тиску на поршень палива в камері управління. У такому положенні упорскування палива не здійснюється. Слід зазначити, що в такій ситуації тиск палива на голку у зв'язку з різницею площ контакту меншого тиску, що здійснюється на поршень.
Після команди електроблоку управління відбувається спрацьовування електромагнітного клапана та здійснюється відкриття зливної дроселі. При цьому паливо, що знаходиться в камері управління, витікає в зливну магістраль через дросель. Впускний дросель служить перешкодою тому, щоб відбулося швидке вирівнювання тисків не тільки у впускній магістралі, але й камері управління. Поступово тиск на поршень зменшується, але не змінюється тиск палива, що здійснюється на голку - в результаті відбувається підняття голки і, відповідно, упорскування пального.
Конструкція, переваги та принцип функціонування п'єзоелектричної форсунки
Схема влаштування п'єзоелектричної форсунки
Найбільш досконалим пристроєм, за допомогою якого забезпечується упорскування палива, вважається п'єзоелектричне обладнання такого плану – воно називається «п'єзофорсунка». Даний вид пристроїв встановлюють на тих дизельних двигунах, які обладнані системою впорскування, що зветься Common Rail - акумуляторна паливна система.
Перевага подібних пристроїв - це швидкість спрацьовування (приблизно вчетверо швидше, ніж електромагнітний клапан), що в результаті дає можливість багаторазово впорскувати паливо протягом одного циклу. Крім цього плюсом п'єзофорсунок є максимально точне дозування палива, яке впорскується.
Створення даного виду обладнання стало можливим у зв'язку з використанням в управлінні форсункою п'єзоефекту, який ґрунтується на зміні довжини п'єзокристалу внаслідок дії напруги. Конструкція такого пристрою включає п'єзоелемент і штовхач, що відповідає за перемикання клапана, а також голку - все це поміщено в корпус пристрою.
У роботі даного виду обладнання, як і в роботі електрогідравлічних пристроїв такого плану, використовують гідравлічний принцип. Голка у вихідному положенні посаджена на сідло через високий тиск палива. У процесі подачі на п'єзоелемент електричного сигналу відбувається збільшення його довжини, що передає на поршень штовхача зусилля. В результаті цього відбувається відкриття перемикаючого клапана та надходження у зливну магістраль палива. Падає тиск вище голки. У зв'язку з тиском у нижній частині відбувається підняття голки і, відповідно, упорскування палива.
Кількість палива, що впорскується, визначається такими факторами, як:
- тривалість на п'єзоелемент;
- тиск палива у паливній рампі.
