Інжекторний двигун – це досить складний механізм, робота якого має бути добре налагоджена, щоб отримати від нього максимальну продуктивність. У статті розглянуто принцип роботи інжекторного двигуна.
Центром усієї системи є ЕБУ (електронний блок управління). Він носить багато назв, «мозки», «комп'ютер» тощо. По суті так, це комп'ютер, в який закладено безліч таблиць за складом суміші, часу упорскування палива та іншого. Наприклад, якщо обороти двигуна дорівнюють 1500, дросельна заслінка відкрита на 10 градусів, а витрата повітря становить 23 кг, то в циліндр надходитиме одна кількість палива. Якщо ж вступні параметри змінюються, то результат буде іншим. Якщо з блоком управління виникають якісь проблеми, наприклад, злітає прошивка, то все йде прахом, двигун або починає абияк працювати, або і зовсім перестає.
Датчики інжекторного двигуна
Всі елементи можна розділити на виконавчі та датчики. Спочатку ми розглянемо датчики.
Датчик масової витрати повітря (ДМРВ)
Цей елемент встановлюється перед повітряним фільтром прямо на вході. У його роботи лежить принцип різниці показань. Так, через дві платинові нитки проходить електрика. Залежно від температури їх опір змінюється. Одна з ниток надійно вкрита потоком повітря, що робить її опір незмінним. Друга ж охолоджується потоком, і на підставі різниці величин, за тими ж таблицями, про які сказано вище, ЕБУ розраховує кількість повітря.
Датчик абсолютного тиску та температури двигуна (ДАД)
Він використовується або як альтернатива, або разом з вищеописаним для більш високої точності зняття показань. Якщо коротко, в ньому є дві камери, одна з яких герметична і має абсолютний всередині вакуум. Друга камера приєднується до впускного колектора, де створюється розрідження під час такту впуску. Між цими камерами є діафрагма, а також п'єзоелементи. Вони виробляють напругу під час руху діафрагми. Далі сигнал іде на ЕБУ.
Датчик положення колінчастого валу (ДПКВ)
Якщо подивитися на шків колінвала інжекторного двигуна, то можна розглянути на ньому гребінець. Вона магнітна. По всьому периметру встановлені зубці. Усього їх має бути 60 штук, через кожні 6 градусів. Але двох із них немає, вони потрібні для синхронізації. Датчик положення колінчастого валу має у своєму складі намагнічений сталевий серцевий, а також мідну обмотку. При проходженні зубців в обмотці з'являється індукційний струм, напруга якого залежить від швидкості обертання шківа.
Датчик фаз (ДФ)
Не всі двигуни їм оснащувалися раніше, але зараз його можна зустріти практично скрізь. Він працює за принципом датчика Холла, тобто має диск з котушкою, а також проріз. Як тільки проріз потрапляє на датчик, вихідна напруга на ньому нульова. Цей момент означає верхню мертву точку такту стиснення першого циліндра. Потрібно це для того, щоб ЕБУ міг генерувати напругу для запалювання в потрібному циліндрі, а також контролювати такти. Щоб, наприклад, форсунка не відкрилася під час робочого ходу.
Датчик детонації
Він встановлюється на блоці циліндрів інжекторного двигуна. Як тільки в двигуні виникає детонація, блок передається вібрація. Датчик є п'єзоелементом, який генерує напругу, чим сильніше вібрації, тим вище напруга. Відповідно, ЕБУ на підставі його свідчень коригує момент запалення. Але про це згодом.
Датчик положення дросельної заслінки (ДПДЗ)
По суті, це звичайний потенціометр. Опорна напруга на ньому, як правило, становить 5 вольт. Так ось, залежно від того, на який кут відхиляється дросельна заслінка, змінюється напруга на контрольному виводі. Все просто.
Датчик температури охолоджувальної рідини (ДТОЖ)
Цей датчик необхідний визначення температури двигуна. Якщо на карбюраторному двигуні він потрібен просто для включення та вимикання електровентилятора, то тут він є складнішим пристроєм. Це термоопір, величина якого змінюється в залежності від температури. Відповідно, змінюється і напруга при проходженні через нього.
Датчик кисню
Він встановлюється у вихлопній системі, існують системи із двома датчиками. Його завдання – відстежувати кількість вільного кисню у вихлопних газах. Наприклад, якщо його занадто багато, то це означає, що вся суміш не згорає, а значить, треба збагатити. Якщо ж кисню менше, ніж в нормативних таблицях ЕБУ, то її треба збіднити.
Виконавчі елементи
Виконавчі елементи отримали свою назву за те, що вони вносять корективи в роботу двигуна. Тобто блок управління отримує сигнал від датчика, аналізує його, після чого відправляє сигнал на виконавчий елемент.
Паливний насос
Почнемо із системи живлення. Він встановлений у баку та подає паливо до паливної рампи під тиском 3,2 – 3,5 Мпа. Це дозволяє гарантувати якісне розпилення палива в циліндри. Як тільки підвищуються обороти двигуна, підвищується і апетит, а отже, в рампу треба подавати більшу кількість палива для збереження тиску. Насос починає обертатися швидше за командою блоку керування. Більшість сучасних автомобілів, починаючи приблизно з 2013 року випуску, оснащуються паливним модулем, який включає насос і вбудований фільтр. Це істотно позначається на вартості заміни фільтра, тому що треба міняти весь модуль. Деякі виробники в інструкціях пишуть, що модуль встановлюється на весь термін служби авто, проте не варто вірити, що фільтр здатний проходити більше 2 сезонів.
Форсунка
Після того, як паливо пройшло весь ланцюг дроту, воно потрапляє у форсунку, яка дозує його подачу в циліндр. Форсунка є електромагнітним клапаном дуже маленького діаметру, який забезпечує розпил бензину в камеру згоряння. ЕБУ змінює кількість палива, яке подається, за допомогою тимчасових проміжків, поки що відкрита форсунка. Як правило, це десяті частки секунди.
Дросельна заслінка
Всі ми колись бачили карбюратор, заглядали зверху. Так ось у ньому були заслінки, які перекривали повітря. Тут принцип той самий. Мабуть, і розповісти нема чого.
Регулятор холостого ходу (РХХ)
Це теж електромагнітний клапан, шток якого закриває повітропровід, що проходить в обхід дросельної заслінки. Залежно від напруги, яку на нього подає блок управління, він відкриває цей канал.
Модуль запалювання
У принципі, це та сама котушка запалювання, тільки їх тут чотири. При проходженні струму через первинну обмотку у вторинній комутується високочастотний струм високої напруги, який подається на свічку.
Принцип роботи інжекторного двигуна
Отже, після того, як ми розібралися в основних вузлах інжекторного двигуна, подивимося, як він працює. Після того як стартер перевірив колінчастий вал, ДПКВ повідомив блок управління, який циліндр в якому положенні знаходиться. У свою чергу датчик фаз повідомив про такти. Блок управління прийняв цю інформацію до відома і відкрив форсунку у тому циліндрі, в якому починається такт впуску. Але відкрив її не просто так, а на певний проміжок часу, який за таблицями відповідає показанням ДМРВ або ДАТ. Так сформувалася робоча суміш.
Відео: як працює бензиновий інжекторний двигун внутрішнього згоряння
Після того як тут такт впуску закінчився, починається стиск, в цей час впуск відбувається в іншому циліндрі. Тут же поршень доходить до верхньої мертвої точки, про що говорить ДПКВ і ДФ, відповідно, настав час подавати напругу на модуль запалення, в потрібний циліндр. Для цього в блоці управління стоїть два транзистори, які беруть на себе по два циліндри.
Далі, коли вибух стався, ЕБУ дивиться на показання датчика детонації і коригує момент запалення вже для наступного по ходу циліндра. Але це ще не все. Після цього, коли гази дійшли до датчика кисню, блок управління коригує склад суміші, а саме час відкривання форсунки, що дозволяє максимально ефективно використовувати паливо і його згоряння. Якщо ЕБУ розпізнає нестачу кисню, але при цьому дросельна заслінка залишається відкритою, то відкривається регулятор холостого ходу.
Прогрів двигуна та датчик температури двигуна
Цей момент варто розглянути окремо, скажімо, це невелике уточнення. Отже, режим прогрівання двигуна ніяк не пов'язаний зі показаннями деяких датчиків, тобто, від них нічого не залежить. Зокрема, це ДМРВ і ДАТ, а також датчик детонації. У блоці, як говорилося, закладено певні таблиці, їх дуже багато, мільйони. Так ось, під час режиму прогрівання ЕБУ працює строго за цими таблицями і ніяк інакше. Це означає, що якщо в нього прописано співвідношення повітря до палива 14,1:1, то воно так і буде. Ця цифра є загальноприйнятою нормою робочої температури. Так от, поки температура двигуна не досягне тієї, яка прописана в прошивці блоку управління, то режим прогрівання не відключиться. Після ЕБУ починає працювати за датчиками.
Що краще, інжекторний чи карбюраторний двигун?
Це питання досить спірне, кожна позиція має багато противників і прихильників як серед простих водіїв, так і серед фахівців, які повністю розуміють принцип роботи інжекторного двигуна. Отже, карбюраторний двигун відрізняє простота та прозорість роботи. Тобто, якщо механік відрегулював неодружені обороти, то вони такими і залишилися.
Що стосується інжекторного двигуна, то всю справу зводиться до своєчасного обслуговування, а також до якості застосовуваних деталей.
