Распределительный впрыск топлива


Каким бывает впрыск топлива

Одноточечный..

ВПРЫСК, который также иногда называют центральным, стал широко применяться на легковых автомобилях в 80-х годах прошлого века. Подобная система питания получила свое название из-за того, что топливо подавалось во впускной коллектор лишь в одной точке.

Многие системы того времени были чисто механическими, электронного управления у них не было. Частенько основой для такой системы питания был обычный карбюратор, из которого просто удаляли все “лишние” элементы и устанавливали в районе его диффузора одну или две форсунки (поэтому центральный впрыск стоил относительно недорого). К примеру, так была устроена система TBI (“Throttle Body Injection”) компании “General Motors”.

Но, несмотря на свою кажущуюся простоту, центральный впрыск обладает очень важным преимуществом по сравнению с карбюратором – он точнее дозирует горючую смесь на всех режимах работы двигателя. Это позволяет избежать провалов в работе мотора, а также увеличивает его мощность и экономичность.

Со временем появление электронных блоков управления позволило сделать центральный впрыск компактнее и надежнее. Его стало легче адаптировать к работе на различных двигателях.

Однако от карбюраторов одноточечный впрыск унаследовал и целый ряд недостатков. К примеру, высокое сопротивление поступающему во впускной коллектор воздуху и плохое распределение топливной смеси по отдельным цилиндрам. Как результат – двигатель с такой системой питания обладает не очень высокими показателями. Поэтому сегодня центральный впрыск практически не встречается.

Кстати, концерн “General Motors” также разработал интересную разновидность центрального впрыска – CPI (“Central Port Injection”). В такой системе одна форсунка распыляла топливо в специальные трубки, которые были выведены во впускной коллектор каждого цилиндра. Это был своего рода прообраз распределенного впрыска. Однако из-за невысокой надежности от использования CPI быстро отказались.

Распределенный

ИЛИ МНОГОТОЧЕЧНЫЙ впрыск топлива – сегодня самая распро¬страненная система питания двигателей на современных автомобилях. От предыдуще¬го типа она отличается прежде всего тем, что во впускном коллекторе каждого цилиндра стоит индивидуальная форсунка. В определенные моменты времени она впрыскивает необходимую порцию бензина прямо на впускные клапаны “своего” цилиндра.

Многоточечный впрыск бывает параллельным и последовательным. В первом случае в определенный момент времени срабатывают все форсунки, топливо перемешивается с воздухом, и получившаяся смесь ждет открытия впускных клапанов, чтобы попасть в цилиндр. Во втором случае период работы каждого инжектора рассчитывается индивидуально, чтобы бензин подавался за строго определенное время перед открытием клапана. Эффективность такого впрыска выше, поэтому большее распространение получили именно последовательные системы, несмотря на более сложную и дорогую электронную “начинку”. Хотя иногда встречаются и более дешевые комбинированные схемы (форсунки в этом случае срабатывают попарно).

Поначалу системы распределенного впрыска тоже управлялись механически. Но со временем электроника и здесь одержала верх. Ведь, получая и обрабатывая сигналы от множества датчиков, блок управления не только командует исполнительными механизмами, но и может сигнализировать водителю о неисправности. Причем даже в случае поломки электроника переходит на аварийный режим работы, позволяя автомобилю самостоятельно добраться до сервисной станции.

Распределенный впрыск обладает целым рядом достоинств. Помимо приготовления горючей смеси правильного состава для каждого режима работы двигателя такая система вдобавок точнее распределяет ее по цилиндрам и создает минимальное сопротивление проходящему по впускному коллектору воздуху. Это позволяет улучшить многие показатели мотора: мощность, экономичность, экологичность и т.д. Из недостатков многоточечного впрыска можно назвать, пожалуй, лишь только довольно высокую стоимость.

Непосредственный..

“Goliath GP700” стал первым серийным автомобилем, двигатель которого получил впрыск топлива.

ВПРЫСК (его еще иногда называют прямым) отличается от предыдущих типов систем питания тем, что в данном случае форсунки подают топливо прямо в цилиндры (минуя впус¬кной коллектор), как у дизельного двигателя.

В принципе такая схема системы питания не нова. Еще в первой половине прошлого века ее использовали на авиационных двигателях (например на советском истребителе “Ла-7”). На легковых машинах прямой впрыск появился чуть позже – в 50-х годах ХХ века сначала на автомобиле “Goliath GP700”, а затем на знаменитом “Mercedes-Benz 300SL”. Однако через некоторое время автопроизводители практически отказались от применения непосредственного впрыска, он остался лишь на гоночных автомобилях.

Дело в том, что головка блока цилиндров у двигателя с прямым впрыском получалась очень сложной и дорогой в производстве. Кроме того, конструкторам долгое время не удавалось добиться стабильной работы системы. Ведь для эффективного смесеобразования при прямом впрыске необходимо, чтобы топливо хорошо распылялось. То есть подавалось в цилиндры под большим давлением. А для этого требовались специальные насосы, способные его обеспечить.. В итоге на первых порах двигатели с такой системой питания получались дорогими и неэкономичными.

Однако с развитием технологий все эти проблемы удалось решить, и многие автопроизводители вернулись к давно забытой схеме. Первой была компания “Mitsubishi”, в 1996 году установившая двигатель с непосредственным впрыском топлива (фирменное обозначение – GDI) на модель “Galant”, затем подобные решения стали использовать и другие компании. В частности, “Volkswagen” и “Audi” (система FSI), “Peugeot-Citroёn” (HPA), “Alfa Romeo” (JTS) и другие.

Почему же такая система питания вдруг заинтересовала ведущих автопроизводителей? Все очень просто – моторы с прямым впрыском способны работать на очень бедной рабочей смеси (с малым количеством топлива и большим – воздуха), поэтому они отличаются хорошей экономичностью. Вдобавок подача бензина непосредственно в цилиндры позволяет поднять степень сжатия двигателя, а следовательно и его мощность.

Система питания с прямым впрыском может работать в разных режимах. Например, при равномерном движении автомобиля со скоростью 90-120 км/ч электроника подает в цилиндры очень мало топлива. В принципе такую сверхбедную рабочую смесь очень трудно поджечь. Поэтому в моторах с прямым впрыском используются поршни со специальной выемкой. Она направляет основную часть топлива ближе к свече зажигания, где условия для воспламенения смеси лучше.

При движении с высокой скоростью или при резких ускорениях в цилиндры подается значительно больше топлива. Соответственно из-за сильного нагрева частей двигателя возрастает риск возникновения детонации. Чтобы избежать этого, форсунка впрыскивает в цилиндр топливо широким факелом, ко¬торый заполняет весь объем камеры сгорания и охлаждает ее.

Если же водителю требуется резкое ускорение, то форсунка срабатывает два раза. Сначала в начале такта впуска распыляется небольшое количество топлива для охлаждения цилиндра, а затем в конце такта сжатия впрыскивается основной заряд бензина.

Но, несмотря на все свои преимущества, двигатели с непосредственным впрыском пока еще недостаточно распространены. Причина – высокая стоимость и требовательность к качеству топлива. Кроме того, мотор с такой системой питания работает громче обычного и сильнее вибрирует, поэтому конструкторам приходится дополнительно усиливать некоторые детали двигателя и улучшать шумоизоляцию моторного отсека.

Автор
Юрий УРЮКОВ
Издание
Клаксон №4 2008 год
Фото
фото из архива “Клаксона”

Распределенный впрыск или непосредственный что лучше?

Одноточечный..

ВПРЫСК, который также иногда называют центральным, стал широко применяться на легковых автомобилях в 80-х годах прошлого века. Подобная система питания получила свое название из-за того, что топливо подавалось во впускной коллектор лишь в одной точке.
Многие системы того времени были чисто механическими, электронного управления у них не было. Частенько основой для такой системы питания был обычный карбюратор, из которого просто удаляли все “лишние” элементы и устанавливали в районе его диффузора одну или две форсунки (поэтому центральный впрыск стоил относительно недорого). К примеру, так была устроена система TBI (“Throttle Body Injection”) компании “General Motors”.

Но, несмотря на свою кажущуюся простоту, центральный впрыск обладает очень важным преимуществом по сравнению с карбюратором – он точнее дозирует горючую смесь на всех режимах работы двигателя. Это позволяет избежать провалов в работе мотора, а также увеличивает его мощность и экономичность.

Со временем появление электронных блоков управления позволило сделать центральный впрыск компактнее и надежнее. Его стало легче адаптировать к работе на различных двигателях.

Однако от карбюраторов одноточечный впрыск унаследовал и целый ряд недостатков. К примеру, высокое сопротивление поступающему во впускной коллектор воздуху и плохое распределение топливной смеси по отдельным цилиндрам. Как результат – двигатель с такой системой питания обладает не очень высокими показателями. Поэтому сегодня центральный впрыск практически не встречается.

Кстати, концерн “General Motors” также разработал интересную разновидность центрального впрыска – CPI (“Central Port Injection”). В такой системе одна форсунка распыляла топливо в специальные трубки, которые были выведены во впускной коллектор каждого цилиндра. Это был своего рода прообраз распределенного впрыска. Однако из-за невысокой надежности от использования CPI быстро отказались.

Чистка ультразвуком форсунок TFSI комбинированного впрыска топлива

Продемонстрируем процесс диагностики и чистки форсунок комбинированного впрыска TFSI
на примере инжекторов для автомобиля Volkswagen Golf. Данные распылители предоставил наш клиент для проверки и нахождения причины пропусков в одном из цилиндров на холостых и малых оборотах. Соответственно перед нами смешанный впрыск бензина: четыре экземпляра высокого давления и четыре экземпляра низкого давления. Серийные номера инжекторов:

  1. 06L 906 036D;
  2. 0 261 500 180.

Данные топливные распылители широко применяются на автомобилях концерна VAG таких марок как:

  • Audi;
  • Seat;
  • Skoda;
  • Volkswagen.

Переходим непосредственно к процессу. Установив распылители высокого давления на стенд для распределённого впрыска для первичной проверки, задаём тест. Наблюдаем по распылу небольшое отклонение четвёртого инжектора, что вызывает определённые сомнения.
После тестирования форсунки отправляем на ультразвуковую чистку.

И параллельно ставим распылители низкого давления на стенд для распределённого впрыска. Наблюдаем явные отклонения по распылу топлива. Судя по всему, это отклонение в поперечной форме факела распыла задано самим производителем.

Измеряем сопротивление, оно у всех одинаковое. Это говорит о том, что по электрике у инжекторов всё стабильно.

При диагностике на производительность выявили легкий недолив в размере 2% инжектора №1. Но это отклонение находится в пределах 6%-го допуска по отклонениям данного показателя. На концах распылителей низкого контура распределённого впрыска наблюдаем масляные разводы, что говорит о повышенном масляном тумане во впускном коллекторе. Это намекает на проблему с вентиляцией картерных газов. Эта проблема также может быть причиной неправильного смесеобразования. Так как на сами форсунки это не влияет, отправляем их ванну для дальнейшей очистки.

Распределенный

ИЛИ МНОГОТОЧЕЧНЫЙ впрыск топлива – сегодня самая распро¬страненная система питания двигателей на современных автомобилях. От предыдуще¬го типа она отличается прежде всего тем, что во впускном коллекторе каждого цилиндра стоит индивидуальная форсунка. В определенные моменты времени она впрыскивает необходимую порцию бензина прямо на впускные клапаны “своего” цилиндра.

Многоточечный впрыск бывает параллельным и последовательным. В первом случае в определенный момент времени срабатывают все форсунки, топливо перемешивается с воздухом, и получившаяся смесь ждет открытия впускных клапанов, чтобы попасть в цилиндр. Во втором случае период работы каждого инжектора рассчитывается индивидуально, чтобы бензин подавался за строго определенное время перед открытием клапана. Эффективность такого впрыска выше, поэтому большее распространение получили именно последовательные системы, несмотря на более сложную и дорогую электронную “начинку”. Хотя иногда встречаются и более дешевые комбинированные схемы (форсунки в этом случае срабатывают попарно).

Поначалу системы распределенного впрыска тоже управлялись механически. Но со временем электроника и здесь одержала верх. Ведь, получая и обрабатывая сигналы от множества датчиков, блок управления не только командует исполнительными механизмами, но и может сигнализировать водителю о неисправности. Причем даже в случае поломки электроника переходит на аварийный режим работы, позволяя автомобилю самостоятельно добраться до сервисной станции.

Распределенный впрыск обладает целым рядом достоинств. Помимо приготовления горючей смеси правильного состава для каждого режима работы двигателя такая система вдобавок точнее распределяет ее по цилиндрам и создает минимальное сопротивление проходящему по впускному коллектору воздуху. Это позволяет улучшить многие показатели мотора: мощность, экономичность, экологичность и т.д. Из недостатков многоточечного впрыска можно назвать, пожалуй, лишь только довольно высокую стоимость.

Преимущества и недостатки многоточечного впрыска


Топливная рампа системы распределительного впрыска
Главными достоинствами системы распределенного (многоточечного) впрыска является более экономичный расход топлива и соответствие требованиям экологических стандартов в сравнении с моновпрыском или карбюратором. С другой стороны, двигатель MPI менее мощный, нежели моторы с непосредственной подачей топлива в цилиндры двигателя. При этом, в сравнении с системами с непосредственным впрыском, отличается менее затратным обслуживанием.

К недостаткам распределенного впрыска можно отнести сложность изготовления, и, как следствие, высокую стоимость. Это также относится к ремонту электронной системы и инжекторов. Для обслуживания и диагностики необходимо специализированное оборудование и высококвалифицированные специалисты.

Для отечественных условий системы многоточечного распределенного впрыска считаются наиболее оптимальными по соотношению стоимости и удобства обслуживания, а также по уровню получаемой мощности и комфорту эксплуатации.

Непосредственный..

“Goliath GP700” стал первым серийным автомобилем, двигатель которого получил впрыск топлива.

ВПРЫСК (его еще иногда называют прямым) отличается от предыдущих типов систем питания тем, что в данном случае форсунки подают топливо прямо в цилиндры (минуя впус¬кной коллектор), как у дизельного двигателя.

В принципе такая схема системы питания не нова. Еще в первой половине прошлого века ее использовали на авиационных двигателях (например на советском истребителе “Ла-7”). На легковых машинах прямой впрыск появился чуть позже – в 50-х годах ХХ века сначала на автомобиле “Goliath GP700”, а затем на знаменитом “Mercedes-Benz 300SL”. Однако через некоторое время автопроизводители практически отказались от применения непосредственного впрыска, он остался лишь на гоночных автомобилях.

Дело в том, что головка блока цилиндров у двигателя с прямым впрыском получалась очень сложной и дорогой в производстве. Кроме того, конструкторам долгое время не удавалось добиться стабильной работы системы. Ведь для эффективного смесеобразования при прямом впрыске необходимо, чтобы топливо хорошо распылялось. То есть подавалось в цилиндры под большим давлением. А для этого требовались специальные насосы, способные его обеспечить.. В итоге на первых порах двигатели с такой системой питания получались дорогими и неэкономичными.

Прямой впрыск топлива – хорошо или плохо?

Двигатели с непосредственным впрыском (также используется термин «прямой впрыск», или GDI) начали появляться на автомобилях не так давно. Однако технология набирает популярность и все чаще встречается на моторах новых автомобилей. Сегодня мы в общих чертах постараемся ответить, что такое технология непосредственного впрыска и стоит ли ее опасаться?

Для начала стоит отметить, что главной отличительной особенностью технологии является расположение форсунок, которые размещены непосредственно в головке блока цилиндров, соответственно, и впрыск под огромным давлением происходит напрямую в цилиндры, в отличие от давно зарекомендовавшей себя с лучшей стороны системы впрыска горючего во впускной коллектор.

Прямой впрыск впервые был испытан в серийном производстве японским автопроизводителем Mitsubishi. Эксплуатация показала, что среди плюсов главными преимуществами стали экономичность – от 10% до 20%, мощность – плюс 5% и экологичность. Основной минус – форсунки крайне требовательны к качеству топлива.

Стоит также отметить, что схожая система уже долгие десятилетия успешно устанавливается на дизельные двигатели. Однако именно на бензиновых моторах применение технологии было сопряжено с рядом трудностей, которые до сих пор не были окончательно решены.

В видео с YouTube-канала «Savagegeese» объясняется, что такое прямой впрыск и что может пойти не так в ходе эксплуатации автомобиля с данной системой. В дополнение к главным плюсам и минусам в видеоролике также объясняются тонкости профилактического обслуживания системы. Кроме того, в ролике затрагивается тема систем впрыска во впускные каналы, которые можно в изобилии наблюдать на более старых моторах, а также моторы, которые используют оба метода впрыска горючего. Наглядно используя диаграммы Bosch, ведущий объясняет, как все это работает.

Чтоб узнать все нюансы, предлагаем посмотреть видео ниже (включение перевода субтитров поможет разобраться, если вы не очень хорошо знаете английский). Для тех, кому не слишком интересно смотреть, об основных плюсах и минусах непосредственного впрыска бензина можно прочитать ниже, после видео:

Итак, экологичность и экономичность – благие цели, но вот чем чревато использование современной технологии в вашем автомобиле:

Что такое распределенная подача топлива на автомобиле

Такая система используется на большинстве современных инжекторных автомобилей, относящихся к классам B, C и даже D. Применение распределенного инжекторного впрыска позволяет повысить эффективность работы двигателя и при этом снизить его себестоимость, что положительно отражается на цене автомобиля.

Знание, чем отличается непосредственный впрыск от распределенного, пригодится для того, чтобы сориентироваться с цифрами расходов на покупку ГБО и выполнение монтажа. Именно поэтому часто мы своим клиентам разъясняем, в чем же разница между этими системами и почему ГБО для них отличается в цене.

Для начала проанализируем популярную систему распределенного впрыска. Чтобы понять ее особенности, нужно вспомнить конструкцию. Топливо в инжекторных двигателях с распределенным впрыском подается через форсунки. Количество используемых инжекторов равняется числу цилиндров. Именно за счет этой особенности и отличается непосредственная подача от моновпрыска, где устанавливалась только одна форсунка.

Размещаются форсунки на корпусе впускного коллектора ближе к цилиндрам. За счет такой специфической конструкции удается не только снизить расход топлива, но еще и повысить экологичность двигателя.

Чтобы понимать принцип работы такой системы, необходимо знать, что существует три варианта впрыска топлива:

  1. Одновременный — форсунки срабатывают одновременно, подавая топливо во все цилиндры. Такой вариант неэффективный и уже давно не используется на автомобилях.
  2. Попарно-параллельный — подача происходит парно в тех цилиндрах, где поршни совершают такт сжатия рабочей смеси. Это позволило повысить эффективность работы ДВС, снизить расход и уменьшить количество вредных веществ в выхлопных газах.
  3. Фазированный — самый современный вариант, который предусматривает открытие каждой форсунки в соответствующий момент времени. Это положительно влияет на все показатели: расход, экологичность и эффективность работы ДВС.

Теперь о принципе функционирования двигателя с непосредственным впрыском. Когда запускается мотор, через коллектор поступает воздух. Он всасывается мотором, и перед открытием впускного клапана форсунка подает порцию бензина. Дальше происходит такт сжатия и воспламенения. Именно таким образом работают все инжекторные двигатели с непосредственным впрыском, которые имеют маркировку MPI.

Как работает непосредственный впрыск и так ли он хорош

Дифирамбов прямому впрыску достаточно написано в рекламных материалах. А мы попробуем говорить относительно беспристрастно.

Что такое непосредственный впрыск

Это такое устройство топливной системы, при котором бензин впрыскивается форсункой прямо в цилиндр. Этим он отличается от впрыска “обыкновенного” – когда форсунка впрыскивает топливо во впускной коллектор.

Называть эту систему инновационной, пожалуй, уже поздновато – она была реализована на многих самолетах времен Великой Отечественной войны. Так, например, она была применена на истребителе Ла-5ФН.

А вот на автомобилях относительно массовой она стала уже в конце двадцатого-начале двадцать первого века, примерно с появлением электронного управления двигателем. Это в первую очередь была фирма Mitsubishi с системой, которую они назвали GDI. Потом за ними потянулись и другие японские марки – так, например, можно назвать Toyota с двигателем D-4. Потом все это как-то притихло, и вот начавшее падать знамя непосредственного впрыска подхватил концерн VAG, да так, что по этой узкой тропинке между экономией на топливе и экономией на стоимости компонентов двигателя ломанусь и многие другие автопроизводители.

Для чего все это затевалось

Как бы ни кипел и бушевал внутренний инженер внутри любого сотрудника автомобильной компании, разработка большинства тех систем, что мы видим в современных автомобилях, вызвана была отнюдь не желанием сделать самый высокотехнологичный продукт. Нет, как правило, толчком всех инноваций в системах, управляющих формированием смеси, служат экологические нормы. Широким росчерком пера регулирующие органы вводят новые нормы. После этого (а как правило, несколько раньше) автопроизводители внедряют новые системы, позволяющие этим нормам удовлетворять.

Нам сложно сейчас судить о том, какая мотивация была у фирмы Mitsubishi, но исходя из общих тенденций – как минимум, очень схожая.

Главной особенностью (“киллер-фичей”, если задействовать сленг из другой профессиональной области) технологии GDI позиционировалась возможность работы на сверхбедных смесях. Здесь сразу надо сделать отступление и рассмотреть обычный режим работы двигателя.

На такте впуска поршень в цилиндре идет вниз, открывается впускной клапан, а форсунка “брызгает” топливом. Порцию топлива вместе с воздухом засасывает в цилиндр создаваемым разрежением. Попутно из-за турбулентности и тому подобных эффектов топливо перемешивается с воздухом, и продолжает это делать на такте сжатия, когда впускной клапан закрыт, а цилиндр идет вверх. Таким образом, к моменту достижения верхней мертвой точки в цилиндре оказывается сжатая равномерная смесь. Причем количество топлива, впрыснутое форсункой, рассчитывается так, чтобы его соотношение к воздуху составляло 1:14,7 (или немного беднее/богаче в зависимости от требуемого режима работы двигателя) – такая смесь называется стехиометрической, и горит лучше всего.

устройство, принцип подачи топлива, классификация


Системы впрыска топлива бензиновых двигателей –  это системы для дозированной подачи бензина в ДВС. Тип устройства, характеристика системы влияет на ряд важных показателей. Это экологический класс двигателя, его мощность, топливная эффективность.

Устройство системы впрыска бензинового двигателя может иметь различные конструктивные решения и модификации. О них мы расскажем, останавливаясь на конкретных видах систем впрыска.

Варианты топливных систем бензиновых двигателей

Впрыск топлива в воздушный поток может происходить как за счёт разрежения, так и за счёт избыточного давления. Например, в карбюраторе впрыскивание происходит за счёт разрежения, а в большинстве современных систем - за счёт избыточного давления.
  • центральным (например, наддроссельный впрыск),
  • распределённый или коллекторный (осуществляется отдельной форсункой в предкамеру, расположенную перед впускным клапаном каждого цилиндра двигателя),
  • непосредственный (осуществляется напрямую в камеры сгорания, отдельными форсунками), встречается в разных вариациях, характерен для современных автомобилей..


Варианты топливных систем бензиновых двигателей (R R. Bosch)

Конструктивное решение с карбюраторами


Дольше всего человечество знакомо с подачей топлива посредством карбюратора. И не потому, что такие решения лучшие, а потому что они – первые. И через множество лет это были единственно доступные системы. Карбюратор был неотъемлемой частью топливной системы на протяжении сотни лет. Нельзя сказать, что сейчас карбюраторы полностью исчезли из жизни, но на легковой и коммерческий транспорт карбюраторы ставить перестали. Их можно увидеть только на средствах малой механизации, которые применяются для садовых, строительных работ.
 
Автопром же перестал выпускать машины с карбюраторной системой еще в 90-е годы прошлого века.
Принцип их действия основан на всасывании  топлива в поток воздуха, проходящего через сужение карбюратора. увеличение скорости движения воздуха в месте сужения воздушного канала формирует  разрежение воздуха. 

Объём воздуха, который проходит через сужение воздушного канала, пропорционален объёму топлива, поступающего через распылитель карбюратора. Благодаря этому несложно в автоматическом режиме поддерживать требуемое отношение топлива к воздуху.

Как работает устройство?

  1. Топливо из бака выбирает насос (управляемый механически или электрически – в зависимости от модели).
  2. ДВС запускается, и поток воздуха, проходящий через сужение воздушного канала карбюратора, создает разрежение. 
  3. В смесительную камеру карбюратора поступает топливо.
  4. Жиклер (калиброванное отверстие) дозирует топливо.
С точки зрения работы всё достаточно просто. Так почему же карбюраторы уходят в историю? 

Здесь достаточно много причин:

  • Низкая экономичность, а соответственно, и низкий уровень топливной эффективности.
  • Проблемы при переменных режимах работы, снижающие динамические качества- автомобиля.
  • Прямая зависимость от расположения двигателя в автомобиле.
  • Выброс в окружающую среду большого количества вредных веществ (несоответствие нормативам эмиссии газообразных вредных выбросов в атмосферу).

Моновпрыск 


На смену карбюратору пришла система так называемого «над дроссельного впрыска» топлива. Она также известна как моновпрыск или система центрального впрыска.

Принцип базируется на впрыске топлива одной форсункой, установленной на впускном коллекторе двигателя.

Самыми популярными конструкциями системы центрального впрыска являются решения Mono-Jetronic от R. R. Bosch и Opel-Multec (как нетрудно догадаться из названия, это решение корпорации Opel).

Появление моновпрыска приходится на середину 70-х годов 20-го века. В то время системой Mono-Jetronic стали оснащать автомобили Volkswagen и Audi.

Главной задачей при разработке моновпрыска стало нахождение альтернативы карбюраторной системе впрыска. Важно было найти более эффективную систему топливоподачи, которая смогла бы удовлетворить возросшим экологическим требованиям.

Mono-Jetronic: конструктивные элементы

  • Регулятор давления. Способен поддержать на стабильном уровне рабочее давление в системе впрыска, а после выключения ДВС сохранить остаточное давление в системе . Это важно для облегчения пуска, создание барьеров против образования паровых пробок.
  • Электромагнитный клапан (форсунка). Обеспечивает импульсный впрыск топлива. Управление клапаном осуществляется посредством электросигнала. Он идёт от блока управления.
  • Дроссельная заслонка. Регулятор объема поступающего воздуха.
  • Привод. Он ответственный за работу дроссельной заслонки.
  • Электронный блок управления. «Мозг», синхронизатор.
Входные датчики (момента впрыска, положения дроссельной заслонки, оборотов двигателя, концентрации кислорода и т.д.).

Распределённый впрыск

В 70-е годы появились и системы распределительного впрыска, основанные на подаче топлива отдельной форсункой в предкамеру, расположенную перед впускным клапаном каждого цилиндра двигателя. Впрыск может быть при этом может быть как импульсным, так и непрерывным. 

Мы остановимся на решении K-Jetronic производителя Robert R. Bosch с непрерывным впрыском. K-Jetroniс активно присутствовала на рынке с 1973-го по 1995 годы.  Сначала K-Jetroniс выпускалась с механической системой дозирования. С 1982 года - с электронной начинкой и электронным управлением дозирования. Начиная с версий (модификаций) с электронным управлением система стала называться KE-Jetroniс.

Экономические характеристики автомобилей, их уровень топливной эффективности был существенно улучшен, уровень выбросов вредных веществ в выхлопе также снизился.

В системах K/KE-Jetronic впрыск топлива осуществлялся непрерывно в смесительную камеру перед впускным клапаном. При этом количественное дозирование топлива, поступающего в поток воздуха, производилось за счет взаимосвязанных узлов «расходомер – дозатор».

Помимо дозатора-распределителя обязательный элемент решения – дроссельная заслонка, расположенная за дозатором, у первых версий были вакуумно-механические клапаны коррекции топлива(запуск клапанов в работу возможен как от терморегуляторов, так от разряжения воздуха во впускном коллекторе), в поздних модификациях появились электрические клапаны коррекции топлива. Кроме того, системы  стали оснащать кислородным датчиком (лямбда-зондом). Огромным плюсом схемотехнического решения стало то, что система впрыска могла быть оснащена  катализаторам-, но к уровню надёжности были существенные вопросы.

Дискретный впрыск топлива

Новой эрой стал дискретный впрыск топлива. Первой здесь стала электронная система распределенного впрыска топлива L-Jetronic – опять-таки от R. R. Bosch. С появлением этого решения стало возможным говорить о качественной управляемости, безотказности, надёжности. Да, сразу же стало ясно, что это средний и высокий ценовой сегмент. Поэтому долгое время системы дискретного впрыска топлива сосуществовали с системами непрерывного распределительного впрыска типа K/KE-Jetronic.

Но постепенно L-Jetronic обрела массовость. Её стал активно использовать практически весь европейский автопром. Явные плюсы оценили и водители, и персонал автосервиса: повысилась топливная экономичность авто. Для обслуживания перестали быть нужны сложные навыки (в первую очередь, это стало возможным за счёт того, что отпала надобность выполнять механические настройки).

L-Jetronic несколько раз модернизировалась и уверенно держалась на рынке до появления стандарта Евро-3. После чего более актуальными стали решения на основе термоанемометрических датчиков массметра (массового расхода воздуха). В частности, популярность приобрела модификация LH-Jetronic .

У новой разработки стала доступна индивидуальная регулировка подачи топлива в каждый из  цилиндров
Объединяющая черта систем Mono-Jetronic, L-Jetronic, LH-Jetronic состоит в том, это все эти решения управляют только впрыском топлива, при этом для воспламенения топлива задействована система зажигания с модулем электронного управления. 

Устройства, в которых система и зажигания и впрыск были синхронизированы и объединены, корпорация R.R. Bosch начала выпускать с 1979 года.


Ярким примером решения с объединёнными системами впрыска и зажигания – стала система Motronic от R.R. Bosch. 
Она существовала в нескольких модификациях, появившихся в 90-е годы 20-го века. В эти годы в их конструкции входили механические расходомеры воздуха. Но вскоре вместо них стали использоваться термоанемометрические датчики-расходомеры, расширились возможности для самодиагностики.

Правда, полностью удовлетворить запросам диагноста  системы не могли, поскольку  протокол выявления неисправностей не обладал высокой результативностью. В последующих модификациях эта проблема была успешно решена.


Но самым революционным решением Motronic стало появление датчика абсолютного давления во впускном коллекторе (MAP-sensor).

Использование  MAP-сенсора в системе управления двигателем позволило  готовить качественную топливовоздушную смесь, состав которой близок к желаемому, и, главное, не сложно соблюсти европейские требования к выхлопам автомобилей.

Но для выхода на американский рынок даже этого было недостаточно. По стандартам США в топливной системе должна быть обязательная система контроля утечек паров топлива из бака. Так появилось инновационное решение Motronic M5. С ним появились все условия для того, чтобы исключить эксплуатацию автомобиля с потерявшей герметичность пробкой заливной горловины или неисправной системой вентиляции топливного бака.


Кроме того, эта система соответствует требованиям самого строгого протокола самодиагностики OBD-II/CARB.

А благодаря электроуправлению дроссельной заслонкой отлажено взаимодействие между системой управления двигателем и системой торможения.  

Системы непосредственного впрыска 
 
Особое место среди систем впрыска бензиновых двигателей получили системы непосредственного впрыска.
Их принцип действия основан на том, что топливо посредством инжектора распыляется прямо в цилиндр двигателя.

  • Это важно для достижения топливной экономичности.
  • Плунжерный насос. Подаёт топливо в рампу, соединённую с форсунками. 
  • Регулятор давления топлива. Поддерживает стабильное рабочее давление в топливной рампе. Топливная рампа. Здесь непосредственно происходит процесс распределения топлива по форсункам.
  • Предохранительный клапан на рампе. Защищает рампу от предельных давлений.
  • Датчик высокого давления. Замеряет давление в рампе, подаёт сигнал блоку управлением двигателя на коррекцию давления.

Согласование взаимодействия  узлов осуществляется посредством электронной системы управления двигателем. От блока электронного управления поступают команды на исполнительные механизмы.


Интересная деталь! Если среди дизельных систем впрыска такие топливные системы были популярны давно, то среди бензиновых распространение получили не сразу. Причина элементарно проста: бензин в отличие от дизельного топлива является плохой смазкой, что вызывало быстрый износ» топливного насоса.

Но с развитием технологий уплотнений разработчики снова смогли заняться бензиновыми системами с прямым впрыском топлива. Система непосредственного впрыска может обеспечивать несколько видов смесеобразования: послойное, однородное (гомогенное), и стехиометрическое. Послойное смесеообразование актуально при малых и средних оборотах, стехиометрическое и гомогенное – при сверхвысоких оборотах, а также при средних и высоких нагрузках.

Самые популярные решения – с послойным смесеобразованием. Их хорошо знают по названию FSI и TFSI (у Volkswagen и у Ауди). Буква “T” в названии свидетельствуют о наличии турбокомпрессора, то есть двигатель, как именуется в просторечии - “турбирован”.

В цилиндр таких бензиновых систем впрыска поступает небольшое количество топлива. Тщательная организация потока воздуха в цилиндре (его траектория движения, подобная «кувырку) и удачно подобранное время впрыска топлива в цилиндр создают  все условия, чтобы это небольшое количество топлива было подано к электродам  свечи зажигания, и произошло воспламенение этой порции горючей смеси.


Почему на эту бензиновую систему впрыска не переходят повсеместно. К сожалению, актуальна такая проблема, как «турбоямы» при резком нажатии на педаль газа.

Этот недостаток полностью устранен при наличии наддувочного агрегата с электроприводом. Такие системы недёшевы. Но оперативно выйти на режим максимальной мощности, избежать «турбоям» при резком нажатии педали на газ с ними – не проблема. Прямой впрыск SC-E актуален, например, для ряда спортивных автомобилей.

Очень высокий интерес – и к битопливным (бинарным) система с газотурбинным наддувом. При работе на бензине можно достичь очень хорошего крутящего момента.

Параметры применяемого топлива прописываются в постоянной памяти. Если нужно заменить бензин на альтернативное топливо, изменяется программа смесеобразования. Это очень удобно.

Какой впрыск лучше?


Очень часто спорят: какой впрыск лучше.  Дешевле всего обойдутся решения, ориентированные на распределённый  впрыск. Подкупает и то, что они не требовательны к качеству топлива.

Если вам важно, чтобы была высокая топливная эффективность при минимальных значениях  вредных выбросов, однозначно стоит выбирать непосредственный впрыск. Да, эти решения дороже. Но лучше  заплатить больше единожды, чем постоянно “съедать” лишнее топливо. 

Кстати, дороговизна решения связана, главным образом, с тем, что производителям пришлось внести кардинальные изменения в конструкцию головок цилиндров, однако в ремонте эти двигатели значительно дороже простых и надёжных двигателей с распределённым предкамерным впрыском топлива.

Не просто изучить топливные системы, а попрактиковаться работать в поиске различных неисправностей в них вам поможет специализированный тренажёр на платформе  ELECTUDE. Отличное подспорье для автомобильных механиков и диагностов. 

Какой впрыск топлива лучше. Система подачи топлива

Многие современные инжекторные двигатели оснащаются различной системой впрыска топлива. Уже давно ушел в историю моновпрыск, а тем более карбюратор, и сейчас остались два основных вида – это распределенный и непосредственный тип (на многих автомобилях они «скрыты» под аббревиатурами MPI и GDI). Однако простой обыватель реально не понимает в чем разница, а также — какой из них лучше. Сегодня мы закроем этот пробел в конце будет видео версия и голосование, так что читаем-смотрим-голосуем …

Действительно пришел в салон смотришь на комплектации, а там сплошные MPI или GDI, могут быть еще и ТУРБО варианты. Начинаешь спрашивать консультанта, а он однозначно хвалит непосредственный впрыск, а вот распределенный (ну если уж денег не хватает). НО чем он так хорош то? Зачем переплачивать, и тратится именно на него?

Распределенный или многоточечный впрыск топлива

Начнем именно с него, все потому что он появился первым (перед своим оппонентом). Прототипы существовали еще на заре 20века, правда они были далеко от идеала и зачастую использовали механическое управление.

Сокращение MPI (Multi Point Injection) – многоточечный распределенный впрыск. По сути это и есть современный инжектор

Сейчас с развитием электроники карбюратор и прочие системы питания, которые были на заре, уходят в прошлое. Распределенный впрыск это электронная система питания, которая основана на инжекторах (от слова injection — впрыск), топливной рампе (куда они устанавливаются), электронном насосе (который крепится в баке). Все просто ЭБУ дает приказания насосу качать топливо, оно по магистрали идет до топливной рампы, далее в инжектора и после распыляется на уровне .

Но эта система также шлифовалась годами. Существуют три типа впрыска:

  • Одновременный . Раньше в 70 – 80 годы никого не заботила цена на бензин (стоял он дешево), также никто не думал об экологии. Поэтому впрыск топлива происходил сразу во все цилиндры, при одном обороте коленчатого вала. Это было крайне не практично, потому как обычно (в 4 цилиндровом двигателе) — два поршня работают над сжатием, а другие два отводят отработанные газы. И если подавать бензин сразу во все «горшки» то другие два просто выкинут его в глушитель. Крайне затратно по бензину и очень вредно по экологии.
  • Попарно-параллельный . Этот вид в распределительном впрыске как вы наверное уже догадались, происходил в два цилиндра по очереди. То есть топливо поступало именно туда, где сейчас происходит сжатие.
  • Фазированный тип . Это самый совершенный на данный момент метод, здесь каждая форсунка живет «своей жизнью» и управляется отдельно. Она подает бензин именно перед тактом впуска. Здесь происходит максимальная экономия смеси, а также высокая экологическая составлявшая

Я думаю с этим понятно, именно третий тип сейчас устанавливается на все современные модели автомобилей.

ГДЕ РАСПОЛАГАЕТСЯ ИНЖЕКТОР . Здесь кроется основное отличие распределительного впрыска от непосредственного. Форсунка находится на уровне впускного коллектора, рядом с блоком двигателя.

Смешение воздуха и бензина происходит именно в коллекторе. От дроссельной заслонки поступает дозированный воздух (который вы регулируете педалью газа), при достижении им форсунки впрыскивается топливо, получается смесь, которая уже затягивается через впускные клапана в цилиндры мотора (дальше сжатие, воспламенение и отвод отработанных газов).

ПЛЮСАМИ такого метода можно назвать относительную простоту конструкции, дешевизну, также сами инжектора не должны быть сложными и устойчивыми к высоким температурам (потому как не имею контакта с горючей смесью), работают дольше без очистки, не так требовательны к качеству топлива.

МИНУСЫ больший расход топлива (по сравнению с оппонентом), меньшая мощность

НО из-за простоты, дешевизны и неприхотливости устанавливаются на большое количество моторов не только бюджетного сегмента, но и D-класса.

Появился не так давно, в 80 – 90 года прошлого века. Развитием активно занимались такие бренды как MERCEDES, VOLKSWAGEN, BMW и т.д.

Сокращение GDI (Gasoline Direct Injection) – впрыск непосредственно в камеру сгорания

Впрыск происходит по принципу фазированного типа, то есть каждая форсунка управляется отдельно. Зачастую они закреплены в рампу высокого давления (что-то наподобие COMMON RAIL), но бывают и отдельные элементы топливо подходит именно к каждой отдельно.

КАКОЕ ЗДЕСЬ ОТЛИЧИЕ – форсунки вкручиваются в сам блок двигателя и имеют непосредственное соприкосновение с камерой сгорания и воспламененной топливной смесью.

Воздух также подается через дроссель, далее по впускному коллектору – через клапана заходит в цилиндры мотора, после этого на цикле сжатия впрыскивается топливо, смешиваясь с воздухом и воспламеняясь от свечи. ТО есть смесь происходит непосредственно в двигателе, а не во впускном коллекторе, в этом то и кроется основная РАЗНИЦА!

ПЛЮСЫ. Топливная экономичность (может достигать до 10%), большая мощность (до 5%), лучшая экология.

МИНУСЫ . Нужно понимать форсунка находится рядом с воспламененной смесью, из этого вытекает:

  • Сложная конструкция
  • Сложное обслуживание
  • Дорогой ремонт и профилактика
  • Требование к качеству топлива (иначе банально забьется)

Как видите эффективно-технологично, но дорого обслуживать.

Что же лучше — таблица?

Предлагаю подумать, составил таблицу по плюсам того и другого типов

Как видите и тот и другой тип имеют весомые преимущества перед другим, видимо пока существуют оба.

Сейчас видео версия смотрим.

Материал из Энциклопедия журнала "За рулем"

Схема двигателя Volkswagen FSI с непосредственным впрыском бензина

Первые системы впрыска бензина непосредственно в цилиндры двигателя появились еще в первой половине ХХ в. и использовались на авиационных двигателях. Попытки применения непосредственного впрыска в бензиновых двигателях автомобилей были прекращены в 40-е годы ХХ в., потому что такие двигатели получались дорогостоящими, неэкономичными и сильно дымили на режимах большой мощности. Впрыскивание бензина непосредственно в цилиндры связано с определенными трудностями. Форсунки для непосредственного впрыска бензина работают в более сложных условиях, чем те, что установлены во впускном трубопроводе. Головка блока, в которую должны устанавливаться такие форсунки, получается более сложной и дорогой. Время, отводимое на процесс смесеобразования при непосредственном впрыске, существенно уменьшается, а значит, для хорошего смесеобразования необходимо подавать бензин под большим давлением.
Со всеми этими трудностями удалось справиться специалистам компании Mitsubishi , которая впервые применила систему непосредственного впрыска бензина на автомобильных двигателях. Первый серийный автомобиль Mitsubishi Galant с двигателем 1,8 GDI (Gasoline Direct Injection - непосредственный впрыск бензина) появился в 1996 г.
Преимущества системы непосредственного впрыска заключаются в основном в улучшении топливной экономичности, а также и некоторого повышения мощности. Первое объясняется способностью двигателя с системой непосредственного впрыска работать на очень бедных смесях. Повышение мощности обусловлено в основном тем, что организация процесса подачи топлива в цилиндры двигателя позволяет повысить степень сжатия до 12,5 (в обычных двигателях, работающих на бензине, редко удается установить степень сжатия свыше 10 из-за наступления детонации).

Форсунка двигателя GDI может работать в двух режимах, обеспечивая мощный (а) или компактный (б) факел распыленного бензина

В двигателе GDI топливный насос обеспечивает давление 5 МПа. Электромагнитная форсунка, установленная в головке блока цилиндров, впрыскивает бензин непосредственно в цилиндр двигателя и может работать в двух режимах. В зависимости от подаваемого электрического сигнала она может впрыскивать топливо или мощным коническим факелом, или компактной струей.

Поршень двигателя с непосредственным впрыском бензина имеет специальную форму (процесс сгорания над поршнем)

Днище поршня имеет специальную форму в виде сферической выемки. Такая форма позволяет закрутить поступающий воздух, направить впрыскиваемое топливо к свече зажигания, установленной по центру камеры сгорания. Впускной трубопровод расположен не сбоку, а вертикально сверху. Он не имеет резких изгибов, и поэтому воздух поступает с высокой скоростью.

В работе двигателя с системой непосредственного впрыска можно выделить три различных режима:
1) режим работы на сверхбедных смесях;
2) режим работы на стехиометрической смеси;
3) режим резких ускорений с малых оборотов;
Первый режим используется в том случае, когда автомобиль движется без резких ускорений со скоростью порядка 100–120 км/ч. На этом режиме используется очень бедная горючая смесь с коэффициентом избытка воздуха более 2,7. В обычных условиях такая смесь не может воспламениться от искры, поэтому форсунка впрыскивает топливо компактным факелом в конце такта сжатия (как в дизеле). Сферическая выемка в поршне направляет струю топлива к электродам свечи зажигания, где высокая концентрация паров бензина обеспечивает возможность воспламенения смеси.
Второй режим используется при движении автомобиля с высокой скоростью и при резких ускорениях, когда необходимо получить высокую мощность. Такой режим движения требует стехиометрического состава смеси. Смесь такого состава легко воспламеняется, но у двигателя GDI повышена степень сжатия, и для того чтобы не наступала детонация, форсунка впрыскивает топливо мощным факелом. Мелко распыленное топливо заполняет цилиндр и, испаряясь, охлаждает поверхности цилиндра, снижая вероятность появления детонации.
Третий режим необходим для получения большого крутящего момента при резком нажатии педали «газа», когда двигатель работает на малых оборотах. Этот режим работы двигателя отличается тем, что в течение одного цикла форсунка срабатывает два раза. Во время такта впуска в цилиндр для его охлаждения мощным факелом впрыскивается сверхбедная смесь (α=4,1). В конце такта сжатия форсунка еще раз впрыскивает топливо, но компактным факелом. При этом смесь в цилиндре обогащается и детонация не наступает.
По сравнению с обычным двигателем с системой питания с распределенным впрыском бензина, двигатель с системой GDI примерно на 10 % экономичнее и выбрасывает в атмосферу на 20 % меньше углекислого газа. Повышение мощности двигателя доходит до 10 %. Однако, как показала эксплуатация автомобилей с двигателями такого типа, они очень чувствительны к содержанию серы в бензине. Оригинальный процесс непосредственного впрыска бензина разработала компания Orbital. В этом процессе в цилиндры двигателя впрыскивается бензин, заранее смешанный с воздухом с помощью специальной форсунки. Форсунка компании Orbital состоит из двух жиклеров, топливного и воздушного.

Работа форсунки Orbital

Воздух к воздушным жиклерам поступает в сжатом виде от специального компрессора при давлении 0,65 МПа. Давление топлива составляет 0,8 МПа. Сначала срабатывает топливный жиклер, а затем в нужный момент и воздушный, поэтому в цилиндр, мощным факелом впрыскивается топливно-воздушная смесь в виде аэрозоля.
Форсунка, установленная в головке цилиндра рядом со свечой зажигания, впрыскивает топливно-воздушную струю непосредственно на электроды свечи зажигания, что обеспечивает ее хорошее воспламенение.

Конструктивные особенности двигателя с непосредственным впрыском бензина Audi 2.0 FSI

Все современные двигатели полностью переведены со старой и изжившей себя карбюраторной системы питания на впрыск топлива в двигатель за счет инжектора. Сразу же после такой перемены в автожизни возникли противоречия применения различных инжекторных систем впрыска. Так, до сих пор между автопроизводителями ведутся споры, какая из них лучше, потому как каждая имеет свои как достоинства, так и недостатки.

Рассмотрим самые известные и повсеместно используемые системы впрыска топлива

Центральный впрыск топлива

Являясь альтернативой карбюраторной системе, впервые центральный впрыск стал применяться в 80 года XX века. Правда особой разницы между ней и карбюратором не отмечено. Здесь также имеется смешивание воздуха с топливом внутри впускного коллектора. Разница лишь в том, что на смену чувствительному и довольно сложному карбюратору пришла форсунка. Электроники здесь, конечно же, нет — все осуществляется посредством механики.

Но все же одноточечный впрыск позволял работать двигателю более мощно и, что более важно, менее затратно финансово.

Происходило это, потому что форсунка обеспечивала более точную и экономичную дозировку объема топлива. После чего возникала однородная смесь, которая могла менять свой состав мгновенно при различных условиях движения и режимах работы мотора.

Недостатки центрального впрыска

Однако, у этой системы были и свои весомые минусы. Так, например, отмечалось высокое сопротивление воздуха, который поступал в цилиндры. Потому как форсунку очень часто монтировали в корпус карбюратора, да и датчики тех времен были довольно громоздки, что затрудняло «дыхание» двигателя. В теории, такой «минус» можно было бы легко исправить — это да, но в реальной жизни тех лет устранение неравномерного поступления топливной смеси в цилиндры — было весьма проблематичной задачей. Смеси нужно было преодолеть длинный путь по трубопроводам, которые конструировались самой разнообразной длины и с разным сопротивлением. Все это привело к тому, что на данный момент центральный впрыск практически не используется. Слишком уж сложно было доработать центральную систему, легче начать заново и придумать что-нибудь новенькое.

Многоточечный или распределительный впрыск

Его основным отличием от предыдущей системы является наличие индивидуальной форсунки для каждого цилиндра во впускном патрубке. Смесь получается однородной по составу для всех цилиндров. Вначале она была исключительно механической, но эту систем постоянно совершенствовали.

Итак, в 90 годах XX века стали широко внедрять электронику. Это позволило усовершенствовать и систему питания двигателя, кроме того возникал возможность координации ее действий с остальными частями двигателя.

Потому-то современный автомобиль способен не просто сигнализировать водителю, что имеются неисправности, но и включить при необходимости аварийный режим.

В систему многоточечного впрыска были внедрены и дополнительные датчики, которые позволили переводить впрыск с параллельной на последовательную подачу топлива в двигатель. Такая схема позволила обеспечить индивидуальный расчет времени для каждого цилиндра, для того, чтобы топливо подавалось исключительно в нормированный промежуток перед тем, как откроется клапан. Несомненно, что плюсов такой схемы намного больше, она эффективнее и точнее, но и стоит намного дороже.

Прямой впрыск

При такой системе бензин попадает через форсунки непосредственно в цилиндры мотора. отмечено, что сначала такая система применялась только в авиационных моторах еще во времена Второй мировой войны. Первым автомобилем с прямым впрыском был Goliath GP700. Но в послевоенный период такой вид системы впрыска топлива не был популярен в силу дороговизны топливных насосов и уникальной для данной системы головки блока цилиндров. Тогда инженерам не удалось найти оптимального баланса, точной работы и приемлемой надежности такой схемы.

Непосредственный впрыск

Рост экологических мировых проблем привел к тому, что в 90-е года прошлого столетия о прямом впрыске топлива вспомнили вновь. Первым применил эту схему концерн Mitsubishi, выпустив в 96 году серию моторов GDI, после них и другими автопроизводителями был перенят успешный опыт японцев — Mercedes-Benz, Volkswagen, BMW, FIAT, Peugeot-Citroen и прочие.

Объясняется это тем, что такая схема подачи топлива позволяет двигателю функционировать и на смесях с высоким содержанием воздуха, такие смеси называются обедненными, и не случайно, ведь чем меньше нужно топлива, тем выше экономичность.

Также бензин, подаваясь в цилиндры, обеспечивает повышение степени сжатия двигателя, что в свою очередь увеличивает его мощность и эффективность.

В заключении

Непосредственный впрыск, пожалуй, оптимальное решение в питании автомобиля топливом, если бы не некоторые «НО». Моторы с такой схемой довольно капризны к качеству октановой смеси , работа их отличается повышенной жесткостью и шумностью, что приводит к усилению шумоизоляции салона авто. Кроме того, работая на обедненные смеси, выделяется высокое количество оксидов азота, а борьба с ними ведется посредством усложнения конструкции мотора. Но как ни крути инжектор гораздо лучше карбюратора — и это только говоря простым языком.

Удачи и будьте аккуратны!

В статье использовано изображение с сайта www.motorpage.ru

В каждом современном автомобиле есть система подачи топлива. Ее предназначение заключается в подаче топлива из бака в мотор, его фильтрации, а также образовании горючей смеси с последующим ее поступлением в цилиндры ДВС. Какие бывают виды СПТ и в чем заключается их отличия — об этом мы расскажем ниже.

[ Скрыть ]

Общие сведения

Как правило, большая часть систем впрыска схожи между собой, принципиальное различие может заключаться в смесеобразовании.

Основные элементы топливных систем, вне зависимости от того, о бензиновых или дизельных двигателях идет речь:

  1. Бак, в котором хранится горючее. Бак представляет собой емкость, оснащенную насосным устройством, а также фильтрующим элементом для очистки горючего от грязи.
  2. Топливные магистрали представляют собой набор патрубков и шлангов, предназначенный для подачи топлива из бака в двигатель.
  3. Узел смесеобразования, предназначенный для образования горючей смеси, а также дальнейшей ее передачи в цилиндры, в соответствии с тактом работы силового агрегата.
  4. Управляющий модуль. Он используется в инжекторных моторах, это связано с необходимостью контроля различных датчиков, клапанов и форсунок.
  5. Сам насос. Как правило, в современных авто применяются погружные варианты. Такой насос представляет собой небольшой по размерам и мощности электромотор, подключенный к жидкостному насосу. Смазка устройства реализуется с помощью топлива. Если в бензобаке будет менее пяти литров горючего, это может привести к поломке мотора.

СПТ на моторе ЗМЗ-40911.10

Особенности топливного оборудования

Для того, чтобы отработанные газы меньше загрязняли окружающую среди, автомобили оборудуются каталитическими нейтрализаторами. Но со временем стало понятно, что их использование является целесообразным только в том случае, если в двигателе образуется качественная горючая смесь. То есть если в образовании эмульсии имеются отклонения, то эффективность использования катализатора значительно снижается, именно поэтому со временем производители авто перешли с карбюраторов на инжекторы. Тем не менее, их эффективность также была не особо высокой.

Чтобы система могла в автоматическом режиме корректировать показатели, впоследствии в нее был добавлен модуль управления. Если помимо каталитического нейтрализатора, а также кислородного датчика, используется блок управления, это выдает довольно неплохие показатели.

Какие преимущества характерны для таких систем:

  1. Возможность увеличения эксплуатационных характеристик силового агрегата. При правильной работе мощность двигателя может быть выше 5% заявленной производителем.
  2. Улучшение динамических характеристик авто. Инжекторные моторы достаточно чувствительные по отношению к изменению нагрузок, поэтому они могут самостоятельно корректировать состав горючей смеси.
  3. Образованная в правильных пропорциях горючая смесь сможет значительно снизить объем, а также токсичность выхлопных газов.
  4. Инжекторные моторы, как показала практика, отлично запускаются при любых погодных условиях, в отличие от карбюраторов. Разумеется, если речь не идет о температуре -40 градусов (автор видео — Сергей Морозов).

Устройство инжекторной системы подачи топлива

Теперь предлагаем ознакомиться с устройством инжекторной СПТ. Все современные силовые агрегаты оборудуются форсунками, их число соответствует количеству установленных цилиндров, а между собой эти детали соединяются с помощью рампы. Само горючее в них содержится под невысоким давлением, которое создается благодаря насосному устройству. Объем поступающего топлива зависит от того, как долго открыта форсунка, а это, в свою очередь, контролируется управляющим модулем.

Для корректировки блок получает показания с различных контроллеров и датчиков, расположенных в разных частях автомобиля, предлагаем ознакомиться с основными устройствами:

  1. Расходомер или ДМРВ. Его предназначение заключается в определении наполненности цилиндра двигателя воздухом. Если в системе имеются неполадки, то его показания блок управления игнорирует, а для формирования смеси использует обычные данные из таблицы.
  2. ДПДЗ — положения дросселя. Его назначение заключается в отражении нагрузки на мотор, которая обусловлена положением дроссельной заслонки, оборотами мотора, а также цикловым наполнением.
  3. ДТОЖ. Контроллер температуры антифриза в системе позволяет реализовать управления вентилятором, а также произвести регулировку подачи горючего и зажигания. Разумеется, все это корректирует блок управления, основываясь на показаниях ДТОЖ.
  4. ДПКВ — положения коленвала. Его назначение заключается в синхронизации работы СПТ в целом. Устройство осуществляет расчет не только оборотов силового агрегата, но и положения вала в определенный момент. Само по себе устройство относится к полярным контроллерам, соответственно, его поломка приведет к невозможности эксплуатации автомобиля.
  5. Лямбда-зонд или кислородный датчик. Он используется для определения объема кислорода в выхлопных газах. Данные от этого устройства поступают на управляющий модуль, который, основываясь на них, производит корректировку горючей смеси (автор видео — Avto-Blogger.ru).

Виды систем впрыска на бензиновых ДВС

Что такое Джетроник, какие бывают виды СПТ бензиновых двигателей?

Предлагаем более подробно ознакомиться с вопросом разновидностей:

  1. СПТ с центральным впрыском. В данном случае бензин подача бензина реализуется благодаря форсункам, находящимся во впускном коллекторе. Так как форсунка используется только одна, такие СПТ также называются моовпрысками. В настоящее время такие СПТ не актуальны, поэтому в более современных авто они попросту не предусмотрены. К основным достоинствам таких систем относятся простота эксплуатации, а также высокая надежность. Что касается минусов, то это пониженная экологичность мотора, а также довольно высокий расход горючего.
  2. СПТ с распределенным впрыском или К-Джетроник. В таких узлах предусматривается подача бензина отдельно на каждый цилиндр, который оборудован форсункой. Сама горючая смесь формируется во впускном коллекторе. На сегодняшний день большая часть силовых агрегатов оборудуются именно такими СПТ. К их основным достоинствам можно отнести довольно высокую экологичность, приемлемый расход бензина, а также умеренные требования по отношению к качеству потребляемого бензина.
  3. С непосредственным впрыском. Такой вариант считается одним из наиболее прогрессивных, а также совершенных. Принцип действия данной СПТ заключается в прямом впрыске бензина в цилиндр. Как показывают результаты многочисленных исследований, такие СПТ дают возможность добиться наиболее оптимального и качественного состава топливовоздушной смеси. Причем на любом этапе работы силового агрегата, что позволяет значительно улучшить процедуру сгорания смеси и во многом повысить эффективность работы ДВС и его мощность. Ну и, разумеется, снизить объем отработавших газов. Но нужно учитывать, что такие СПТ имеют и свои недостатки, в частности, более сложную конструкцию, а также высокие требования к качеству используемого бензина.
  4. СПТ с комбинированным впрыском. Данный вариант является, по сути, результатом объединения СПТ с распределенным и непосредственным впрыском. Как правило, он используется для того, чтобы снизить объем токсичных веществ, вбрасываемых в атмосферу, а также отработанных газов. Соответственно, используется он для повышения показаний экологичности мотора.
  5. Система L-Джетроник еще использовалась в бензиновых двигателях. Это система попарного впрыска топлива.

Фотогалерея «Разновидности бензиновых систем»

Виды систем впрыска дизельных ДВС

Основные виды СПТ в дизельных двигателях:

  1. Насос-форсунки. Такие СПТ используются для подачи, а также дальнейшего впрыска образованной эмульсии под высоким давлением с помощью насос-форсунок. Основной особенностью таких СПТ является то, что насос-форсунки выполняют опции образования давления, а также непосредственно впрыска. Такие СПТ имеют и свои недостатки, в частности, речь идет о насосе, оборудованном специальным приводом постоянного тип от распределительного вала силового агрегата. Этот узел является не отключаемым, соответственно, он способствует повышенному износу конструкции в целом.
  2. Именно из-за последнего недостатка большинство производителей отдают предпочтение СПТ типа Common Rail или аккумуляторного впрыска. Такой вариант считается более совершенным для многих дизельных агрегатов. СПТ имеет такое название в результате использования топливной рамы — основного элемента конструкции. Рампа используется одна для всех форсунок. В данном случае подача топлива осуществляется к форсункам от самой рампы, она может называться аккумулятором повышенного давления.
    Подача горючего осуществляется в три этапа — предварительный, основной, а также дополнительный. Такое распределение дает возможность снизить шум и вибрации при работе силового агрегата, сделать его работу более эффективной, в частности, речь идет о процессе возгорания смеси. Кроме того, это также позволяет и снизить объем вредоносных выбросов в окружающую среду.

Вне зависимости от вида СПТ, дизельные агрегаты тоже управляются с помощью электронных либо механических устройств. В механических вариантах устройства контролируют уровень давления и объема составляющих смеси и момента впрыска. Что касается электронных вариантов, то они позволяют обеспечить более эффективное управление силовым агрегатом.

В случае с системой впрыска топлива Ваш двигатель все ещё ​сосёт, но вместо того, чтобы полагаться только на всасываемое количество топлива, система впрыска топлива стреляет точно правильное количество топлива в камеру сгорания. Системы впрыска топлива прошли уже несколько ступеней эволюции, в них была добавлена электроника - это, пожалуй, было самым большим шагом в развитии этой системы. Но идея таких систем осталась та же: электрически активируемый клапан (инжектор) распыляет отмеренное количество топлива в двигатель. На самом деле основное различие между карбюратором и инжектором именно в электронном управлении ЭБУ - именно бортовой компьютер подаёт точно нужное количество топлива в камеру сгорания двигателя.

Давайте посмотрим, как работает система впрыска топлива и инжектор в частности.

Так выглядит система впрыска топлива

Если сердце автомобиля - это его двигатель, то его мозг - это блок управления двигателем (ЭБУ). Он оптимизирует работу двигателя с помощью датчиков, чтобы решить, как управлять некоторыми приводами в двигателе. Прежде всего, компьютер отвечает за 4 основные задачи:

  1. управляет топливной смесью,
  2. контролирует обороты холостого хода ,
  3. несёт ответственность за угол опережения зажигания,
  4. управляет фазами газораспределения.

Прежде чем мы поговорим о том, как ЭБУ осуществляет свои задачи, давайте о самом главном - проследим путь бензина от бензобака до двигателя - это и есть работа системы впрыска топлива. Первоначально после того, как капля бензина покидает стенки бензобака, она всасывается с помощью электрического топливного насоса в двигатель. Электрический топливный насос, как правило, состоит из непосредственно насоса, а также фильтра и передающего устройства.

Регулятор давления топлива в конце топливной направляющей с вакуумным питанием гарантирует, что давление топлива будет постоянным по отношению к давлению всасывания. Для бензинового двигателя давление топлива, как правило, составляет порядка 2-3,5 атмосферы (200-350 кПа, 35-50 PSI (фунтов на квадратный дюйм)). Топливные форсунки инжектора подключены к двигателю, но их клапаны остаются закрытыми до тех пор, пока ЭБУ не разрешит отправить топливо в цилиндры.

Но что же происходит, когда двигателю требуется топливо? Здесь в работу вступает инжектор . Обычно инжекторы имеют два контакта: один вывод подключен к аккумулятору через реле зажигания, а другой контакт проходит в ЭБУ. ЭБУ посылает пульсирующие сигналы в инжектор. За счёт магнита, на который и подаются такие пульсирующие сигналы, открывается клапан инжектора, и в его сопло подаётся некоторое количество топлива. Поскольку в инжекторе очень высокое давление (значение приведено выше), открывшийся клапан направляет топливо с высокой скоростью в сопло распылителя инжектора. Продолжительность, с которой открыт клапан инжектора, влияет на то, какое количество топлива подаётся в цилиндр, а продолжительность эта, соответственно зависит от ширины импульса (т.е. от того, сколько времени ЭБУ посылает сигнал к инжектору).

Когда клапан открывается, топливная форсунка передаёт топливо через распылительный наконечник, который, распыляя, превращает жидкое топливо в туман, непосредственно в цилиндр. Такая система называется системой с непосредственным впрыском . Но распылённое топливо может подаваться не сразу в цилиндры, а сначала в впускные коллекторы.


Как работает инжектор

Но как ЭБУ определяет, сколько на данный момент топлива нужно подать в двигатель? Когда водитель нажимает педаль акселератора, то на самом деле он открывает дроссельную заслонку на величину нажима педали, через которую в двигатель подаётся воздух. Таким образом, мы с уверенностью можем назвать педаль газа "регулятором подачи воздуха" в двигатель. Так вот, компьютер автомобиля руководствуется в том числе величиной открытия дроссельной заслонки, но не ограничивается этим показателем - он считывает информацию с множества датчиков, и давайте узнаем о них всех!

Датчик массового расхода воздуха

Перво-наперво датчик массового расхода воздуха (MAF) определяет, сколько воздуха входит в корпус дроссельной заслонки и посылает эту информацию в ЭБУ. ЭБУ использует эту информацию, чтобы решить, сколько топлива впрыснуть в цилиндры, чтобы держать смесь в идеальных пропорциях.

Датчик положения дроссельной заслонки

Компьютер постоянно использует этот датчик, чтобы проверить положение дроссельной заслонки и узнать таким образом, сколько воздуха проходит через воздухозаборник для того, чтобы регулировать импульс, отправленный к форсункам, гарантируя, что соответствующее воздуху количество топлива входит в систему.

Кислородный датчик

Кроме того, ЭБУ использует датчик O2, чтобы выяснить, сколько кислорода содержится в выхлопных газах автомобиля. Содержание кислорода в выхлопных газах обеспечивает индикацию того, насколько хорошо топливо сгорает. Используя связанные данные от двух датчиков: кислородного и массового расхода воздуха, ЭБУ также контролирует насыщенность топливо-воздушной смеси, подаваемой в камеру сгорания цилиндров двигателя.

Датчик положения коленвала

Это, пожалуй, главный датчик системы впрыска топлива - именно от него ЭБУ узнаёт о количестве оборотов двигателя в данный момент времени и корректирует количество подаваемого топлива в зависимости от числа оборотов и, конечно же, положения педали газа.

Это три основных датчика, которые прямо и динамически влияют на количество подаваемого в инжектор и в последующем в двигатель топлива. Но есть ещё ряд датчиков:

  • Датчик напряжения в электрической сети машины - нужен для того, чтобы ЭБУ понимал, насколько разряжен аккумулятор и требуется ли повысить обороты, чтобы зарядить его.
  • Датчик температуры охлаждающей жидкости - ЭБУ повышает количество оборотов, если двигатель холодный и наоборот, если двигатель прогрелся.

Система впрыска топлива

Традиционно до 60-70-х годов прошлого века все автомобили с бензиновыми и дизельными двигателями использовали карбюраторную систему подачи топлива в своих силовых агрегатах. Время показало, что такой способ, несмотря на всю простоту, имеет множество недостатков.

Во второй половине XX века в больших городах остро поднялась проблема загрязнения окружающей среды выхлопными газами от машин.

Именно по этой причине встал вопрос разработки новых автомобильных моторов, которые бы использовали менее вредную для атмосферы систему снабжения бензина в двигателях.

Тогда на автомобилях, использующих бензин, и стала распространяться система впрыска топлива. Отличительной особенностью новинки стало то, что она использует для подачи жидкого топлива в цилиндры или на распределительные коллекторы специальные форсунки. Их еще называют инжекторами, поэтому и другое название такой системы – инжекторная.

Новая система подачи топлива с инжекторами стала популярной еще и потому, что позволила экономить топливо, увеличить характеристики двигателя по мощности и динамике. Сейчас автомобили с подобными двигателями самые распространенные и производство их в перспективе никаким образом не уменьшится.

Принцип системы с инжекторами

Подача жидкого топлива в описанных системах двигателей происходит путем принудительного впрыска с помощью специальных форсунок или инжекторов. На них по топливной рампе бензин поступает из бака под действием электрического насоса.

Количество топлива, поданного на цилиндры или распределительные коллекторы, зависит от времени открытия форсунок.

Их работу осуществляет специальный электронный управляющий блок – контроллер. Так что подача и ее регулировка осуществляется полностью в автоматическом режиме. Именно это позволяет добиться высокой точности в количестве подаваемой горючей смеси.

Форсунка наклонена относительно шланга, поэтому существует определенный угол впрыска топлива. Другой клапан, поступающий к цилиндрам, регулирует подачу воздуха. И контроль поступления, и управление происходит в автоматическом режиме благодаря сложному электронному микроконтроллеру.

Он же управляет работой и других узлов двигателя: насосом, системой низковольтного электрического зажигания, вентилятором охлаждения, регулятором работы холостого хода. Все современные автомобили снабжены подобными электронными устройствами, и именно это отличает их от устаревших аналогов, которые ранее использовали систему управления с механическим впрыском топлива.

Виды топливных систем впрыска

Естественно, что за время существования инжекторных двигателей их не раз дорабатывали и переделывали.

Те агрегаты и технические решения, которые используются сейчас, были попросту неизвестны буквально тридцать лет назад.

Системы подачи топлива с помощью форсунок делятся на 3 вида:

  • одноточечного впрыска;
  • многоточечного впрыска;
  • непосредственного впрыска.

В первом варианте используется одна форсунка для всех цилиндров двигателя, топливо из нее поступает сначала на распределительный коллектор. Одноточечный впрыск менее требователен к электронике, он наиболее близок по конструкции к карбюраторному типу, его даже можно модифицировать из последнего. Среди недостатков меньшая эффективность двигателя, больший расход бензина – какая-то его часть оседает на стенках коллектора. Фактически, так делали первые варианты инжекторных моторов, когда технология только начинала применяться.

Многоточечный впрыск использует для каждого цилиндра собственную форсунку. Подача осуществляется индивидуально. Топливо на инжекторы поступает из распределительного коллектора.

Такие системы позволяют достичь большей мощности двигателя, автоматической настройки при различных режимах работы, бензин не оседает на внутренней поверхности коллектора.

Но и электронный управляющий блок двигателя (контроллер) с такой системой подачи будет более сложным.

Третий вариант – это системы впрыска жидкого топлива прямым путем в камеру сгорания. В них бензин более тщательно распыляется, смешивается с воздухом и рациональнее распределяется на разных режимах работы. Плюсы таких систем – это более высокий КПД и меньший расход бензина. Естественно, что такое техническое решение стало возможным только при еще большей компьютеризации всех процессов внутри мотора транспортного средства.

Все 3 вида таких двигателей у современных автомобилей содержат в своей конструкции электронный прибор - контроллер, предназначенный для сбора информации и управления узлами систем подачи топлива.

Датчики контроллера дают информацию о состоянии того или иного устройства. В зависимости от сведений об их работе осуществляется управление. Информацию обрабатывает встроенный электронный блок управления, содержащий микропроцессор.

Существуют датчики функционирования форсунок, массового расхода воздуха, кислорода, положения заслонки дросселя, детонации. Среди управляющих систем – регуляторы давления топлива, подачи воздуха, управления форсунками. Более сложные модели содержат и другие узлы контроля и управления.

Достоинства и недостатки систем впрыска топлива

Естественно, что технический прогресс не мог происходить с одними лишь плюсами. Использование более новых и сложных устройств всегда сопряжено с определенными проблемами и недостатками.

Автомобили, моторы которых используют инжекторы, обладают следующими преимуществами:

  • меньший расход топлива по сравнению с двигателями, использующими карбюратор;
  • запуск происходит более просто;
  • регулировка подачи полностью автоматическая, с помощью электроники, а не механическая или ручная;
  • увеличение мощности двигателя; улучшенные динамические показатели;
  • меньше вредных выбросов в воздух при работе по сравнению с карбюраторными системами.

В целом современные требования к комфортному управлению, мощности двигателя и общей динамике автомобиля, а также экология делают системы с впрыском самыми актуальными.

Но есть у таких систем топливоснабжения двигателей и недостатки:

  • узлы двигателей с инжекторами сложнее ремонтировать;
  • они требуют более качественное топливо – бензины с высоким октановым числом;
  • стоимость двигателей с подобными системами на порядок выше;
  • контроллер нуждается в постоянном электроснабжении;
  • при ремонте, диагностике или замене требуется высококвалифицированный персонал.

Часто при неисправностях требуется проверка не только механических узлов, но и всего электрооборудования, электронного блока управления. Поэтому наладить такой двигатель своими руками становится практически невозможно. Более того, даже многие сервисные мастерские в небольших городах не берутся за подобный ремонт.

На сегодняшний день двигатели с инжекторами постоянно совершенствуются по параметрам мощности, динамики, расхода топлива, КПД и уровню вредных выбросов в атмосферу. Особенно получает развитие оптимизация систем с непосредственным впрыском. Пока что трудно сказать, есть ли у подобных моторов реальные конкуренты и появятся ли таковые в ближайшем будущем. Ведь ведущие мировые производители автомобилей наибольшие вложения делают именно в данную сферу.

Электронные системы непосредственного впрыска бензиновых двигателей


Разные системы и типы впрыска топлива.

Рассмотрим кратко некоторые схемы.

Топливный инжектор — это не что иное, как автоматический контролируемый клапан. Топливные форсунки являются частью механической системы, которая впрыскивает топливо в камеры сгорания через определенный интервал. Топливные инжекторы способны открываться и закрываться много раз в течение одной секунды. В последние годы, использованные ранее для доставки топлива карбюраторы, были практически заменены инжекторами.

  • Дроссельно-заслонный инжектор.

Корпус дроссельной заслонки является самым простым типом впрыска. Как и карбюраторы, дроссельно-заслонный инжектор расположен на верхней части двигателя. Такие инжекторы очень сильно напоминают карбюраторы, кроме их работы. Как и карбюраторы, они не имеют миску топлива или жиклеры. В том виде форсунки передают его непосредственно в камеры сгорания.

  • Система непрерывного впрыска.

Как и предполагает название, существует непрерывный поток топлива из форсунок. Вход его в цилиндры или трубки контролируется с помощью впускных клапанов. Существует непрерывный поток топлива при переменной ставке в непрерывной инъекции.

  • Центральный порт впрыска (ИПЦ).

Эта схема использует особый тип арматуры, так называемые ‘тарелки клапанов’. Тарелками клапанов являются клапаны, используемые для управления входа и выброса топлива к цилиндру. Это распыляет горючее на каждый прием с помощью трубки, прикрепленной к центральному инжектору.

  • Мульти-порт или многоточечный впрыск топлива — схема работы.

Один из более продвинутых схем впрыска топлива в наше время называется ‘многоточечный или мульти-порт впрыска’. Это динамический тип впрыска, в котором содержится отдельная форсунка для каждого цилиндра. В мульти-порт системе впрыска топлива все форсунки распыляют его одновременно без каких-либо задержек. Одновременный многоточечный впрыск — это одна из самых продвинутых механических настроек, которая позволяет горючему в цилиндре мгновенно воспламеняться. Следовательно, с многоточечным впрыском топлива водитель получит быстрый отклик.

Современные схемы впрыска топлива являются довольно сложными компьютеризированными механическими системами, которые сводятся не только к топливным форсункам. Весь процесс контролируется с помощью компьютера. И различные детали реагируют в соответствии с данными инструкциями. Существует ряд датчиков, которые адаптируется с помощью посыла важной информации компьютером. Существуют различные датчики, которые контролируют расход топлива, уровень кислорода и другие.

Хотя эта схема топливной системы более сложная, но работа ее разных частей очень уточненная. Она помогает контролировать уровень кислорода и расход топлива, что поможет избежать ненужного расхода горючего в двигателе. Топливная форсунка дает вашему авто потенциал для выполнения задач с высокой степенью точности.

Для разных топливных систем зачастую приходит необходимость для промывки специальным оборудованием.

Достоинства

Преимущества по сравнению с двигателями, оборудованными карбюраторной системой подачи топлива (в контексте двигателей, имеющих электронный блок управления):

  • Существенное уменьшение расхода топлива даже на ранних системах (например у автомобиля «Нива» ВАЗ-21214, оснащенного инжекторной системой первых поколений, расход топлива в среднем на 30-40 % меньше, чем у аналогичного автомобиля ВАЗ-21213, оснащенного карбюратором). Современные системы обеспечивают расход топлива примерно в 2 раза ниже, чем у последних поколений карбюраторных автомобилей аналогичной массы и рабочего объёма.
  • Значительный прирост мощности двигателя, особенно в области низких оборотов.
  • Упрощается и полностью автоматизируется запуск двигателя.
  • Автоматическое поддержание требуемых оборотов холостого хода.
  • Более широкие возможности управления двигателем (улучшаются динамические и мощностные характеристики двигателя).
  • Не требует ручной регулировки системы впрыска, так как выполняет самостоятельную настройку на основе данных, передаваемых датчиками кислорода, а также на основе измерения неравномерности вращения коленвала.
  • Поддерживает примерно стехиометрический состав рабочей смеси, что существенно уменьшает выброс несгоревших углеводородов и дает возможность использования окислительно-восстановительных каталитических нейтрализаторов. В результате выбросы токсичных продуктов сгорания снизились во много раз. Например, выбросы окиси углерода у последних поколений карбюраторных автомобилей составляли примерно 20-30 г/кВт*ч, у инжекторых автомобилей Евро-2 — уже 4 г/кВт*ч, а у автомобилей, выпущенных по нормам Евро-5 — всего 1,5 г/кВТ*ч.
  • Широкие возможности для самодиагностики и самонастройки параметров, что упрощает процесс технического обслуживания автомобиля. Фактически инжекторные системы, начиная с Евро-3, вообще не требуют никакого периодического обслуживания (требуется только замена вышедших из строя элементов).
  • Лучшая защита автомобиля от угона. Не получив разрешение от иммобилайзера, блок управления двигателем не производит подачу топлива в двигатель.
  • Возможность уменьшения высоты капота, так как элементы системы впрыска расположены по бокам двигателя, а не над двигателем, как большинство автомобильных карбюраторов.
  • В карбюраторных системах при неработающем двигателе или при работе на небольших оборотах за счет испарения бензина из карбюратора весь тракт, начиная от воздушного фильтра и до впускного клапана, наполнены горючей смесью, объём которой в многоцилиндровых двигателях достаточно велик. При неисправностях в работе системы зажигания или неправильно отрегулированных зазорах в клапанах возможен выброс пламени во впускной коллектор и воспламенения в нём горючей смеси, что вызывает громкие хлопки и может привести к пожару или повреждению приборов системы питания. В инжекторных системах бензин подается только в момент открытия впускного клапана соответствующего цилиндра и накопления горючей смеси во впускном тракте не происходит.
  • Работа карбюратора зависит от его положения в пространстве. Например, большинство автомобильных карбюраторов работает с серьезными нарушениями при крене автомобиля уже в 15 градусов. У инжекторных систем такой зависимости нет.
  • Работа карбюратора сильно зависит от атмосферного давления, что особенно критично при работе автомобильных двигателей в горах, а также для авиационных двигателей. У инжекторных систем такой зависимости нет.

Сущность схемы непосредственного впрыска в камеру сгорания

Для человека, который не обладает техническим складом ума, разобраться в данном вопросе – задача чрезвычайно сложная. Но все же знание отличий данной модификации двигателя от инжекторной или карбюраторной необходимо. Впервые двигатели с непосредственным впрыском применялись в модели Mercedes-Benz 1954 года выпуска, но большую популярность данная модификация приобрела благодаря компании Mitsubishi под названием Gasoline Direct Injection.

И с тех пор данная конструкция применяется многими известными брендами, такими как:

  • BMW,
  • Infinity,
  • Ford,
  • General Motors,
  • Hyundai,
  • Mercedes-Benz,
  • Mazda.

При этом каждая из фирм использует свое название для рассматриваемой системы. Но принцип действия остается одним и тем же.

Росту популярности системы впрыска топлива способствуют показатели ее экономичности и экологичности, так как при ее использовании значительно сокращается выброс вредных веществ в атмосферу.

История

Появление и применение систем впрыска в авиации

Карбюраторные системы для работы под углом к горизонту необходимо дополнять множеством устройств либо применять специально спроектированные карбюраторы. Система непосредственного впрыска авиационных двигателей — удобная альтернатива карбюраторной, так как инжекционная система впрыска в силу конструкции работает в любом положении относительно направления силы тяжести.

Первый в России опытный мотор с системой впрыска был изготовлен в 1916 году Микулиным и Стечкиным.

К 1936 году на фирме Robert Bosch были готовы первые комплекты топливной аппаратуры для непосредственного впрыска бензина в цилиндры, которую через год стали серийно ставить на V-образный 12-цилиндровый двигатель Daimler-Benz DB 601. Именно этими моторами объёмом 33,9 л оснащались, в частности, основные истребители Люфтваффе Messerschmitt Bf 109. И если карбюраторный двигатель DB 600 развивал на взлетном режиме 900 л. с., то DB 601 с впрыском позволял поднять мощность до 1100 л. c. и более. Позже в серию пошла девятицилиндровая «звезда» BMW 132 с подобной системой питания — лицензионный авиадвигатель Pratt & Whitney Hornet, который на BMW производили с 1928 года. Он же устанавливался, к примеру, на транспортные самолеты Junkers Ju 52. Авиационные двигатели в Англии, США и СССР в те времена были исключительно карбюраторными. Японская же система впрыска на истребителях «Mitsubishi A6M Zero» требовала промывки после каждого полета и поэтому не пользовалась популярностью в войсках.

Лишь к 1940 году, когда Советскому Союзу удалось закупить образцы новейших германских авиационных двигателей со впрыском, работы по созданию отечественных систем непосредственного впрыска получили новый импульс. Однако серийное производство советских насосов высокого давления и форсунок, созданных на основе немецких, началось лишь к середине 1942 года — первенцем стал звездообразный мотор АШ-82ФН, который ставили на истребители Ла-5, Ла-7 и бомбардировщики Ту-2. Мотор со впрыском АШ-82ФН оказался настолько удачным, что выпускался ещё долгие десятилетия, использовался на вертолете Ми-4 и самолетах Ил-14.

К концу войны довели до серии свой вариант впрыска и в США. Например, двигатели «летающей крепости» Boeing B-29 тоже питались бензином через форсунки.

Начало реактивной эры привело к прекращению работ по системам впрыска. На тяжелых и скоростных самолетах применялись турбовинтовые и реактивные двигатели, а поршневые ставились лишь на тихоходные легкие маломаневренные самолеты и вертолеты, которые могли нормально работать и с карбюраторной системой питания.

Применение систем впрыска в автомобилестроении

Системы управления двигателем в автомобилестроении начали применяться с 1951 года, когда механической системой непосредственного впрыска бензина производства западногерманской фирмы Bosch был оснащён двухтактный двигатель микролитражного купе 700 Sport, выпущенного фирмой Goliath из Бремена. В 1954 году появилось купе Mercedes-Benz 300 SL («крыло чайки»), двигатель которого оснащался аналогичной механической системой впрыска Bosch. На рубеже 1950—1960-х годов над электронными системами впрыска топлива активно работали Chrysler и ГАЗ. Тем не менее, до эпохи появления дешёвых микропроцессоров и введения жёстких требований к уровню вредных выбросов автомобилей идея впрыска популярностью не пользовалась и только с конца 1970-х их массовым внедрением занялись все ведущие мировые автопроизводители.

Первой серийной моделью с электронным управлением системы впрыска бензина стал седан Rambler Rebel 1967 модельного года, который выпускала фирма Nash, входившая в качестве отделения в состав концерна AMC. Нижневальная V-образная «восьмерка» Rebel объёмом 5,4 л в карбюраторном варианте развивала 255 л. с., а в заказной версии Electrojector уже 290 л. с. Разгон до 100 км/ч у такого седана занимал менее 8 с.

К началу 2000-х годов системы распределённого и прямого электронного впрыска практически вытеснили карбюраторы на легковых и легких коммерческих автомобилях.

Основные особенности системы впрыска топлива

Основной принцип работы данной системы состоит в том, что топливо непосредственно впрыскивается в цилиндры двигателя. Для работы системы обычно необходимо наличие двух топливных насосов:

  1. первый располагается в баке с бензином,
  2. второй – на двигателе.

Причем второй является насосом высокого давления, иногда выдающим более 100 бар. Это необходимое условие работы, так как топливо поступает в цилиндр на такте сжатия. Высокое давление является основной причиной особого строения форсунок, которые выполняются в виде уплотнительных тефлоновых колец.

Данная топливная система, в отличие от системы с обычным впрыском, является системой с внутренним смесеобразованием с послойным или однородным образованием топливовоздушной массы. Способ смесеобразования изменяется с изменением нагрузки двигателя. Разберемся в работе двигателя при послойном и однородном образовании топливовоздушной смеси.

Особенности многоточечного механизма

Система впрыска используется почти всеми изготовителями авто.

Управление каждой форсункой производится в «личном» порядке. Время, когда это происходит, заложено программой управленческого блока. Если их активировать, происходит замена параллельным пуском.

Система по мере прогревания двигателя может демонстрировать должные качества работы на повышенных оборотах. Поломка датчика способствует иногда переходу устройства в полностью аварийный режим, его показания учитывает блок управления в процессе определения дозировки жидкости. Управление таким механизмом сегодня производится посредством специального компьютера, который называется электронным управленческим блоком. Для вычисления нужного момента открытия форсунок важно получать информационные данные от датчиков. Важный показатель – объем потоков, которые поступают в двигатель и измеряются датчиком.

В процессе вычисления подачи определенного количества топлива, которое необходимо для бесперебойной работы агрегата, компьютер анализирует другую информацию – это температурные и влажностные режимы, набор прочих параметров.

Работа при послойном образовании топливной смеси

Из-за особенностей строения коллектора (наличия заслонок, которые закрывают низы) перекрывается доступ к низу. На такте впуска воздух поступает в верхнюю часть цилиндра, после некоторого вращения коленчатого вала на такте сжатия происходит впрыск топлива, который и требует большого давления насоса. Далее полученная смесь сносится при помощи воздушного вихря на свечу. В момент подачи искры бензин уже будет хорошо перемешан с воздухом, что способствует качественному сгоранию. При этом воздушная прослойка создает своеобразную оболочку, которая снижает потери и повышает коэффициент полезного действия, тем самым уменьшая расход топлива.

Следует отметить, что работа при послойном впрыске топлива является наиболее перспективным направлением, так как в этом режиме можно достичь наиболее оптимального сгорания топлива.

Однородное образование топливной смеси

В данном случае происходящие процессы понять еще легче. Топливо и необходимый для сгорания воздух почти одновременно попадают в цилиндр двигателя на такте впуска. Еще до достижения поршнем верхней мертвой точки топливовоздушная смесь находится в смешанном состоянии. Образование высококачественной смеси происходит благодаря высокому давлению впрыска. Система переключается с одного режима работы на другой благодаря анализу поступающих данных. Это в результате и приводит к повышению экономичности двигателя.

Прямой впрыск Audi & VolksWagen

Первостепенной целью разработки новых двигателей является снижение расхода топлива и уменьшение выброса вредных веществ. К концу 90-х годов электронное регулирование системы охлаждения, регулируемые фазы газораспределения и рециркуляция отработавших газов уже нашли применение на многих двигателях. Ввиду необходимости сохранения достаточной равномерности вращения коленчатого вала отключение цилиндров имеет смысл применять только на многоцилиндровых двигателях. Для снижения вибраций четырехцилиндровых двигателей целесообразно применять уравновешивающие валы. Переменная степень сжатия и изменяемые фазы газораспределения реализуются только посредством достаточно мощных механических приводов. Поэтому концерн ВАГ на волне успехов японских производителей сконцентрировался не на дальнейший разработке различных способов сжигания бедных смесей, а на создании двигателей с непосредственным впрыском.


Непосредственный впрыск бензина был принят концерном Volkswagen как наиболее эффективное средство экономии топлива, обеспечивающее его снижение до 20%. Одной из основных проблем при применении непосредственного впрыска бензина является очистка отработавших газов. Образующиеся при сгорании бедных послойной и гомогенной смесей оксиды азота не могут быть полностью восстановлены до азота в традиционном трехкомпонентном нейтрализаторе. Только благодаря вновь разработанному нейтрализатору, способному аккумулировать оксиды азота, удается выполнить нормы Евро IV при сжигании бедных смесей. Этот нейтрализатор накапливает оксиды азота, которые переводятся затем в азот применением ряда целенаправленных мероприятий. Другой причиной задержки внедрения непосредственного впрыска бензина была проблема серы в топливе. Вследствие химического подобия с оксидами азота сера также может улавливаться накопительным нейтрализатором, занимая место этих оксидов. Чем больше серы содержит топливо, тем чаще необходимо производить регенерацию нейтрализатора, на которую приходится затрачивать топливо. Впервые VAG применил прямой впрыск в 2001 году во время гонок в Ле Мане на 3,6 литровом двигателе V8 с 600л.с. Новая технология получила название FSI — Fuel stratified Injection (Послойный Впрыск Топлива). Послойный впрыск топлива на части нагрузок стал определяющим фактором в достижении такого результата. В послойном режиме двигателю требуется, чтобы более богатая топливно-воздушная смесь находилась непосредственно перед свечами зажигания для мгновенного воспламенения. Более бедная смесь располагается в удалении от свечи, ближе к верхней кромке поршня. Один из положительных результатов этой технологии заключается в низких температурных потерях, поскольку облако топливной смеси изолировано воздушной прослойкой от стенок камеры сгорания и головки блока цилиндров. Во время разработок двигателя с прямым впрыском инженеры VAG разработали много новых компонентов, включая системы высокого давления подачи топлива, которое точно контролируется индивидуально по цилиндрам для поддержки стабильного давления. Была разработана новая головка блока цилиндров с 4-мя клапанами для каждого цилиндра и роликовыми кулачками на распредвале. Придумана новая система контроля подачи воздуха для управления процессом сгорания, новая система рециркуляции выхлопного газа, системы катализации вредных выхлопов. В новом типе двигателя топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания с помощью инжектора, который находится со стороны головки блока цилиндра и способен контролировать впрыск с частотой до тысячной доли секунды под давлением впрыска до 110бар. В режиме работы в послойном впрыске топливо впрыскивается на верхнюю часть поршня и поднимается вверх под воздействие воздуха, который поступает в камеру сгорания через клапана и затем завихряется в обратном направлении, оттолкнувшись от площадок в верхней части поршня. Однако наряду с достижениями, система FSI имеет свои недостатки. Основной связан с повышенным содержанием серы в низкокачественном бензине. Это не дает двигателю показывать такие же результаты в процессе своей эксплуатации, как и в лаборатории на чистом бензине. В 2002 году начат серийный выпуск автомобиля Polo FSI с двигателем FSI (1,4 л; 63 кВт), в том же году Golf FSI с двигателем FSI (1,6 л; 81 кВт). Тогда же была поставлена задача перевести все бензиновые двигатели концерна на непосредственный впрыск до 2005 года. При работе двигателя на этих смесях коэффициент избытка воздуха изменяется в пределах от 1,55 до 3. При этом дроссельная заслонка открывается на больший угол, то есть впуск воздуха в цилиндры осуществляется с меньшим сопротивлением. При применении послойного смесеобразования удается эффективно сжигать бедные смеси с коэффициентом избытка воздуха от 1,6 до 3, а при работе двигателя на гомогенной бедной смеси коэффициент избытка воздуха равен приблизительно 1,55. Так как горение смеси происходит главным образом вблизи свечи зажигания, снижаются потери тепла в стенки цилиндра и соответственно повышается термический коэффициент полезного действия. Благодаря высокой турбулизации заряда цилиндра двигателя удается эффективно сжигать гомогенные бедные смеси с содержанием отработавших газов до 25%. Чтобы впустить в цилиндры то же количество воздуха, какое поступает в них при перепуске небольших доз отработавших газов, нужно открывать дроссельную заслонку на больший угол. При этом воздух засасывается в цилиндры с меньшим сопротивлением, то есть снижаются насосные потери. При непосредственном впрыске бензина затрачиваемое на его испарение тепло отбирается у поступившего в цилиндры двигателя воздуха. В результате снижается вероятность детонационного сгорания и степень сжатия может быть повышена. Повышение степени сжатия приводит к росту давления в конце сжатия и соответственно к увеличению термического коэффициента полезного действия. Частота вращения холостого хода, на которой производится возобновление подачи топлива может быть снижена, так как впрыскиваемое топливо практически не осаждается на стенках цилиндра и большая его часть может быть немедленно использована. Поэтому двигатель работает устойчиво с пониженной частотой вращения. Помимо бедной послойной и стехиометрической гомогенной смесей в двигателе FSI (1,6 л; 81 кВт) используется смесь третьего вида, а именно, бедная гомогенная смесь. Этот вид смеси позволяет получить меньший расход топлива, чем смесь стехиометрического состава с добавкой перепускаемых отработавших газов. Выбор того или иного способа смесеобразования производится блоком управления двигателем в зависимости от крутящего момента и мощности двигателя с учетом требований к выбросу вредных веществ и требований безопасности. Послойное смесеобразование используется при работе двигателя при малых и средних нагрузках и частотах вращения. Благодаря послойному распределению топлива в камере сгорания двигатель работает при общем коэффициенте избытка воздуха от 1,6 до 3. В средней части камеры сгорания, вблизи свечи зажигания, находится легко воспламеняемая рабочая смесь. Эта смесь окружена оболочкой, состоящей в идеальном случае из чистого воздуха и перепускаемых отработавших газов. На промежуточных режимах, расположенных между режимами работы двигателя на по слойной смеси и гомогенной стехиометрической смеси, используются бедная гомогенная смесь. Коэффициент избытка воздуха бедной гомогенной, т. е. однородной во всем объеме Камеры сгорания, смеси приблизительно равен 1,55. Двигатель работает на гомогенной смеси стехиометрического состава при выходе на режимы больших нагрузок и высоких частот вращения. Коэффициент избытка воздуха этой смеси равен (согласно определению) единице. При работе двигателя на гомогенных смесях топливо впрыскивается в цилиндр на такте впуска и равномерно распределяется по всей массе засасываемого воздуха. Послойная смесь формируются около свечи зажигания с помощью поршня специальной формы и за счет вихревого движения воздуха. Форсунка расположена так, что впрыскиваемое ею топливо направляется на выемку в днище поршня и отклоняется ее стенкой в направлении свечи зажигания. С помощью установленной во впускном канале заслонки и аэродинамической выемки в поршне в цилиндре двигателя создается вихревое движение воздуха, которое поддерживает перенос топлива к свече зажигания. Таким образом, горючая смесь образуется в процессе движения топлива и воздуха. При работе на послойной смеси дроссельную заслонку открывают по возможности больше, чтобы до максимума снизить потери на дросселирование. При этом установленная во впускном канале вспомогательная заслонка (называемая в дальнейшем впускной заслонкой) перекрывает его нижнюю часть. В результате повышается скорость проходящего через верхнюю часть канала потока воздуха, который закручивается затем в цилиндре. Дроссельная заслонка не должна открываться полностью, так как для нормального функционирования адсорбера и системы рециркуляции отработавших газов всегда необходимо определенное разрежение во впускной системе. Специальная форма выемки в днище поршня способствует образованию и усилению вихря в цилиндре двигателя. Топливо впрыскивается в последней трети такта сжатия. Впрыск начинается приблизительно за 60° и заканчивается приблизительно за 45° до в. м. т. такта сжатия. Начало впрыска оказывает значительное влияние на расположение облачка смеси относительно свечи зажигания. Топливо впрыскивается в направлении топливной выемки в поршне. Желаемые размеры облачка смеси достигаются подбором геометрических параметров форсунки. Специальная форма топливной выемки и движение поршня к в. м. т. Способствуют отклонению движения капель топлива к свече зажигания. Это движение топлива поддерживается вихревым движением воздуха. В процессе движения к свече зажигания топливо смешивается с поступившим в цилиндр воздухом. Для образования послойной смеси предоставляется время, соответствующее повороту коленчатого вала на 40° 50°. От продолжительности этого процесса зависит способность смеси к воспламенению. Если время между впрыском и моментом подачи искры слишком мало, смесь оказывается не подготовленной к воспламенению. При слишком большом промежутке времени между этими процессами смесь распределяется по всему объему камеры сгорания. При выполнении указанных выше условий в центре камеры сгорания, т. е. вблизи свечи, образуется легко воспламеняемая смесь. Эта смесь окружена оболочкой, состоящей из свежего воздуха и перепущенных отработавших газов. Общий коэффициент избытка воздуха в камере сгорания может быть равен при этом от 1,6 до 3. После поступления топливо воздушной смеси к свече зажигания она поджигается искрой. При этом воспламеняется только облако смеси, в то время как остальные газы образуют его оболочку. Благодаря изолирующему действию этой оболочки снижаются потери тепла в стенки камеры сгорания и соответственно увеличивается термический к. п. д. двигателя. Зажигание смеси должно производиться в конце такта сжатия в пределах достаточно узкого угла поворота коленчатого вала, ограниченного моментом окончания впрыска топлива и промежутком времени, необходимого для образования смеси. При использовании послойного смесеобразования крутящий момент двигателя зависит главным образом от количества впрыскиваемого топлива. Поступающая в цилиндры масса воздуха и угол опережения зажигания влияют на него в небольшой степени. Работу двигателя на гомогенной смеси стехиометрического состава можно сравнить с работой двигателя с впрыском бензина во впускной трубопровод. Существенное различие заключается только в месте впрыска топлива, который производится в данном случае непосредственно в цилиндры двигателя. Крутящий момент двигателя может быть изменен как смещением угла опережения зажигания (кратковременно), так и изменением поступающей в цилиндры массы воздуха (долговременно). При этом впрыскивается такое количество топлива, которое необходимо для образования стехиометрической смеси, коэффициент избытка воздуха которой (по определению) равен единице. Система Bosch Motronic MED 7.5.10/11 так же, как система Bosch Motronic ME 7.5.10, управляет двигателем по величине крутящего момента. Это означает, что крутящий момент двигателя приводится в соответствие с отдельными потребностями в нем, которые выявляются, обрабатываются и суммируются. Потребности в крутящем моменте возникают в соответствии с внутренними затратами двигателя: — на преодоление сопротивлений при пуске, — на нагрев нейтрализатора, — на поддержание холостого хода, — при ограничении мощности, — при ограничении частоты вращения, — при регулировании смеси по сигналам датчика кислорода; с отдаваемой мощностью: — на привод автомобиля по желанию водителя, — на вращение первичного вала автоматической коробки передач в процессе ее переключения, — на торможение автомобиля (при работе противобуксовочной системы и при торможении двигателем), — на привод компрессора кондиционера, — на привод автомобиля под контролем системы регулирования скорости. После расчетного определения требуемого крутящего момента двигателя осуществляется его изменение одним из двух способов: Первый способ заключается в изменении наполнения цилиндров. Он применяется для изменения крутящего момента и действует относительно медленного изменения крутящего момента. При работе на послойных смесях этот работе на послойных смесях крутящий момент способ малоэффективен, так как при этом дроссельная заслонка должна быть возможно больше открыта для снижения потерь на дросселировании. Второй способ используется для быстрого изменения крутящего момента и действует независимо от величины наполнения. При работе на послойных смесях крутящий момент изменяется в результате регулирования подачи топлива, а при работе на гомогенных бедных стехиометрических смесях его изменение вызывается смещением момента зажигания. Блок управления двигателем рассчитывает величину требуемого крутящего момента, суммируя внутренние потери с внешними потребностями в нем, и обеспечивает его реализацию. При работе двигателя на послойных смесях требуемый крутящий момент получается за счет впрыска соответствующего ему количества топлива. При этом наполнение двигателя имеет второстепенное значение, так как дроссельная заслонка открывается возможно больше, чтобы снизить потери на дросселирование. Из за поздней подачи топлива опережение зажигания также не оказывает большого влияния на величину крутящего момента. При работе двигателя на бедных и гомогенных смесях быстрое изменение крутящего момента производится за счет смещения момента зажигания, а относительно медленное, но долговременное его изменение осуществляется путем регулирования наполнения цилиндров воздухом. Коэффициент избытка воздуха бедной смеси равен 1,55, а стехиометрической – 1.0, поэтому количество впрыскиваемого топлива определяется поступающей в цилиндры массой воздуха. При этом регулирование крутящего момента только за счет изменения подачи топлива не производится. В противоположность двигателям с системой Bosch Motronic ME 7.5.10 у двигателей с непосредственным впрыском бензина система впуска была изменена в соответствии с их потребностями. Ее особенностью является целенаправленное воздействие на потоки воздуха в цилиндрах двигателя в зависимости от режимов его работы. Впускные заслонки и их привод расположены в нижней и верхней частях впускной системы. Заслонки служат для управления потоками воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, в зависимости от режимов работы двигателя. При работе двигателя на послойных и бедных гомогенных смесях, а также на некоторых режимах с использованием гомогенных смесей стехиометрического состава заслонки перекрывают нижние части впускных каналов, расположенных в головке цилиндров. При этом воздух проходит в цилиндры только через верхние части впускных каналов. Форма верхней части впускного канала подобрана таким образом, чтобы впускаемый в цилиндр воздух закручивался на входе в него. Помимо этого повышенная скорость проходящего через зауженный канал воздуха способствует смесеобразованию. Реализуются два преимущества: При послойном смесеобразовании вихревое движение воздуха обеспечивает перенос топлива к свече зажигания. Образование смеси осуществляется в процессе этого движения. Вихревое движение воздуха создает условия для образования гомогенных бедной и стехиометрической смесей. Благодаря ему повышается воспламеняемость и достигается стабильное горение бедных смесей. При работе двигателя на режимах с высокой нагрузкой и при высоких частотах вращения воздушные заслонки открыта и воздух проходит в цилиндры через обе части впускных каналов. Большое сечение впускного канала обеспечивает наполнение цилиндра, необходимое для получения высокой мощности и крутящего момента. Топливный насос высокого давления установлен на корпусе привода распределительных валов. Этот насос с тремя радиальными плунжерами приводится от впускного распределительного вала. Благодаря трем расположенным через 120° насосным секциям колебания давления в распределительном трубопроводе относительно малы. Насос должен подавать топливо в распределительный трубопровод под давлением до 100 бар. Вал насоса высокого давления приводится от впускного распределительного вала. На валу насоса предусмотрен эксцентрик с шайбой, которые преобразуют вращение вала в возвратно поступательное движение плунжеров. При движении плунжеров в направлении к валу насоса топливо засасывается в его секции из контура низкого давления. При движении плунжеров в направлении от вала насоса топливо подается в распределительный трубопровод. При движении плунжера к валу насоса объем пространства над ним увеличивается. В результате в этом пространстве создается разрежение. Под действием разности давлений, действующих в сверлении плунжера и в надплунжерном пространстве, открывается впускной клапан, через который топливо поступает внутрь насосной секции. С началом движения плунжера в направлении от вала насоса давление топлива в насосной секции повышается и впускной клапан закрывается. При повышении давления до его величины в распределительном трубопроводе открывается нагнетательный клапан и топливо подается в распределительный трубопровод. Форсунки должны мелко распылять топливо за возможно короткий промежуток времени. Способ подачи топлива зависит при этом от режима работы двигателя. При послойном смесеобразовании топливо должно направляться в зону свечи зажигания, а при работе двигателя на гомогенных смесях его необходимо равномерно распределять в объеме камеры сгорания. Чтобы получить наилучшее распределение топлива при послойном смесеобразовании, угол конуса факела топлива принят равным 70°, а ось конуса наклонена на 20°. При подаче напряжения на обмотку электромагнита форсунки вокруг нее создается магнитное поле. Оно втягивает в себя якорь электромагнита с иглой форсунки, которая поднимается с седла. В результате топливо впрыскивается в цилиндр двигателя. При падении подаваемого на обмотку электромагнита напряжения магнитное поле исчезает, а игла распылителя прижимается пружиной к своему седлу. В результате впрыск топлива прекращается. Управляющее напряжение подается на форсунки через электронный коммутатор в блоке управления двигателем. Чтобы обеспечить быстрое открытие форсунки, после фазы предварительного намагничивания малым током на ее обмотку подается напряжение порядка 90 вольт. При этом напряжении ток в обмотке достигает 10 ампер. Если форсунка открыта, достаточно подать 30 вольт, чтобы удерживать ее в этом состоянии. При этом ток в ее обмотке равен 3 4 ампера. Неисправность форсунки определяется по пропускам воспламенения, при возникновении которых прекращается подача на нее управляющих сигналов. Система управления двигателем способна обнаружить неисправную форсунку по пропускам воспламенения в цилиндре, после чего подача управляющего сигнала на нее прекращается. После замены одной из форсунок необходимо погасить соответствующие ей параметры в памяти системы и заново произвести согласование блока управления двигателем. Соответствующие указания содержатся в «Руководстве по ремонту автомобиля». В магистрали установлен клапан подачи топлива к насосу высокого давления. Он закреплен на опоре амортизационной стойки подвески. Обычно этот клапан открыт и через него топливо поступает к регулятору давления в контуре низкого давления. Если температура охлаждающей жидкости превышает 1100C, а температура воздуха на впуске в двигатель больше 500C, пуск двигателя производится в «горячем» режиме. При этом блок управления двигателем закрывает клапан перепуска топлива приблизительно на 50 секунд, перекрывая слив топлива через регулятор давления. В результате давление в контуре низкого давления повышается до максимальной величины, на которую отрегулирован встроенный в электронасос редукционный клапан, а именно, до 5,8 бар. Повышенное давление позволяет предотвратить парообразование на входе в насос высокого давления и обеспечивает таким образом создание необходимого давления в распределительном трубопроводе. При выходе клапана из строя пружина удерживает его в закрытом состоянии. В результате давление в топливной системе повышается до 5,8 бар. Поэтому всегда обеспечивается «горячий» пуск двигателя. Система улавливания паров бензина оборудована фильтром с активированным углем. Эта система должна обеспечивать выполнение законодательных норм выброса углеводородов. Эта система предотвращает попадание паров бензина из бака автомобиля в окружающую среду. Пары топлива накапливаются в адсорбере с активированным углем и периодически отсасываются в двигатель, где они сгорают. При работе двигателя на гомогенной смеси, они равномерно распределяются по объему камеры сгорания. Поступающие из адсорбера пары бензина сгорают вместе с рабочей смесью во всем объеме камеры сгорания. При послойном смесеобразовании способная к воспламенению рабочая смесь находится только в зоне свечи зажигания. Часть поступившего из адсорбера топлива оказывается при этом в зоне невоспламеняющейся смеси. Это может привести к неполному сгоранию топлива и повышенному выбросу углеводородов с отработавшими газами. Поэтому переход на послойное смесеобразование производится только при небольшом содержании топлива в адсорбере. Блок управления двигателем рассчитывает количество топлива, которое может быть отведено из адсорбера, и вырабатывает команды на открытие клапана его продувки, изменение дозы впрыскиваемого топлива и установку дроссельной заслонки. Система выпуска приспособлена к двигателю с прямым впрыском бензина. В ней применяется накопительный нейтрализатор, который удерживает оксиды азота при работе на бедных смесях. Режим регенерации включается при переполнении нейтрализатора и оксиды азота выводятся и восстанавливаются до азота. Охлаждение отработавших газов применяется для того, чтобы поддерживать температуру в накопительном нейтрализаторе в диапазоне от 250 до 500 °C. Только в этом температурном диапазоне обеспечивается удерживание оксидов азота в накопительном нейтрализаторе. Накопительный нейтрализатор необходимо охлаждать также из за снижения его аккумулирующей способности при перегреве до температур свыше 850 °C. Системы двигателя FSI 66kWt и более оснащаются более усовершенствованной топливной системой. Основные отличия – детали насоса высокого давления и рампы форсунок имеют специальное антикоррозийное покрытие, которое защищает их от воздействия топлива с содержанием этанола. Изменено управление насосом высокого давления. Устранен за ненадобностью трубопровод отвода в бак топлива, просочившегося вдоль плунжера. Отвод топлива, сбрасываемого через установленный на рампе форсунок предохранительный клапан, производится через относительно короткий трубопровод в контур низкого давления перед насосом высокого давления. Высокое давление в контуре изменяется от 30 до 110бар в зависимости от модификации двигателя. T-FSi При разработке новых двигателей с непосредственным впрыском типа FSI было решено отказаться от послойного смесеобразования и сосредоточить усилия на повышении их мощности и крутящего момента. Прежде буквы FSI(Fuel Stratified Injection) обозначали непосредственный впрыск топлива в цилиндры, используемый для получения послойной смеси. В двигателе TFSI буквы были оставлены, но послойное смесеобразование для него не характерно. Несмотря на отказ от послойного смесеобразования и от системы контроля за выбросом оксидов азота, увеличенные мощность и крутящий момент двигателя способствуют улучшению динамики и экономичности автомобиля. Изменений также коснулись конструкции тех компонентов, которые должны соответствовать повышенным требованиям, связанным с применением наддува. Выпускной коллектор объединен с турбокомпрессоросм и образует с ним общий модуль. Фланец этого модуля притягивается к головке цилиндров посредством клеммовых соединений, которые должны облегчать проведение сервисных работ. Также несколько изменена конструкция головки блока цилиндров, коленвала, шатуна и поршня. Днище поршня было изменено, чтобы обеспечить работу двигателя при сниженной степени сжатия. В ГБЦ введено натриевое охлаждение выпускных клапанов, посадочные поверхности впускных и выпускных клапанов наплавлены износостойким материалом, уменьшены ширина роликов и кулачков при сохранении их жесткости, применены усиленные одинаковые пружины на впускные и выпускные клапана. Изменена также форма впускного канала. Двигатели TFSI оснащаются регулируемым по подаче топливоподкачивающим насосом. Его регулирование позволяет снизить затраты на привод насоса и тем самым повысить экономичность двигателя. Чтобы обеспечить впрыск необходимых доз топлива под относительно высоким давлением, в приводе насоса высокого давления предусмотрен тройной кулачок вместо двойного. Электронасос подает только такое количество топлива, которое расходуется двигателем. При этом он поддерживает заданное давление топлива в контуре низкого давления. Насос имеет широтно-импульсное питание, получаемое через усилитель мощности от блока управлением двигателя. ЭБУ регулирует подачу насоса, изменяя частоту его вращения. В двигателе TFSI используется два способа смесеобразования. Двухфазный впрыск применяется для ускорение разогрева катализатора. Часть топлива впрыскивается на такте впуска за 300градусов до ВМТ сжатия. До момента зажигания эта доза топлива успевает хорошо перемешаться с воздухом и образовать с ним гомогенную смесь. На такте сжатия за 60градусов до ВМТ впрыскивается вторая часть топлива. Оно образует богатую смесь в районе свечи, обеспечивая устойчивое ее воспламенение, которое производится в данном случае при очень позднем зажигании. Суммарная лямбда за две фазы равна 1. Сгорание смеси происходит незадолго до открытия выпускных клапанов, температура отработавших газов достигает относительно высоких значений. Катализатор разогревается до температуры 350градусов за 30-40секунд.


При открывании двери водителя срабатывает контактный датчик, включающий топливоподкачивающий электронасос. Предварительная подкачка топлива способствует ускорению пуска двигателя и быстрому подъему давления в топливной рампе. Специальный счетчик ограничивает время предварительного включения. Если нет необходимости в разогреве катализатора, то двигатель работает на однородной смеси, образуемой при впрыске топлива в зону свечи. Топливоподкачивающий насос исключает образование паровых пробок в топливной системе горячего двигателя. TSi Двигатели TSI стали первыми в мире с системой прямого впрыска и двойным турбонаддувом в виден механического компрессора или турбины. Также уменьшены размеры двигатели и снижено количество цилиндров без снижения мощности или оборотистости. Турбо компрессор или Суперчарджер(Supercharger) – это механический нагнетатель, который активируется с помощью магнитной муфты. Преимущества в более быстром нагнетании давления, высокая оборотистость на низкой скорости, активация по требованию, нет надобности в смазке и охлаждении. Недостатки в необходимо больших затрат энергии, а давление производится на любой скорости двигателя и при его регулировки часть мощности теряется. Турбонаддув или Турбочарджер(Turbocharger) находится на впускном коллекторе и приводится в действие выхлопным газом. Преимущества в высокой эффективности, поскольку используется энергия выхлопа. Недостаток в том, что на низких оборотах мощности небольших двигателей недостаточно для разгона турбины эффективно. Турбины часто перегреваются. В Суперчарджере два ротора сконструированы так, что когда они вращаются, со стороны где входит воздух, создается больше пространства. Туда попадает воздух и роторы сжимают его и перемещают на выходную сторону. Наддув регулируется с помощью заслонки регулировочного клапана. Когда он закрыт, суперчарджер производит максимальную мощность Если давление очень высокое, клапан опять открывается. Для снижения шума при работе суперчарджера используются специальные плавающие шестерни и валы, а также изолирующие материалы. При быстрой акселерации суперчарджер начинает работать 2000-3000оборотах. Если магнитная муфта выключается, три листовые пружинки возвращают фрикционную пластину назад в исходное положение. При этом может быть слышен щелчок, примерно на 3400оборотах. Турбочарджер находится на выпускном коллекторе и одновременно является компонентом системы охлаждения, которая может контролировать не перегрета ли турбина в течение до 15минут после выключения двигателя. Это предотвращает образование пузырьков пара в системе охлаждения. Подшипники вала соединены с системой смазки двигателя. 1200сс FSI 68-96лс Polo PQ25 1400cc TSI 122-181лс Golf, Touran, Scirocco, Seat Leon, Octavia 1600cc FSI 115лс Golf, Eos, Jetta, Touran, Passat, A3, Octavia 1800cc TFSI 160-170лс A3, A4, A5, leon, Altea, Octavia 2 2000cc FSI 150лс Golf, Passat, A3, A4, Octavia, Leon, Toledo, Altea 2000cc TFSI 170-272лс A3, A4, A6, TT, Leon, Passat, Jetta, Golf, Octavia, Leon, Scirocco, A3 Cabrio 2000cc TSI 179-211лс A5, Q5, Leon 2500cc TFSI 340лс TT, RS 2800cc FSI V6 190-220лс A6 3000cc TFSI V6 290-333лс A4, A5, A6, A8, S4 3200cc FSI V6 247-261лс A4, A5, A6, A8, TT 3600cc FSI VR6 296лс Passat, Touareg, Cayenne, Q7 4200cc FSI V8 349-420лс RS4, Q7, A6, Touareg 5000cc TFSI V10 581лс RS6 5200cc FSI V10 435-450лс S6,S8 FSI – Fuel stratified Injection TFSI – Turbocharged Stratified Injection Engine TSI – Turbo Supercharged Engine

Системы Common Rail | Камминс Инк.

Продукция Cummins

обеспечивает более длительное время безотказной работы парка техники при низких эксплуатационных расходах. Cummins — единственная компания по производству топливных систем, разрабатывающая свои системы на основе своего опыта мирового производителя двигателей. Cummins предлагает ряд топливных систем, которые удовлетворят потребности любого транспортного средства или автопарка.

Средняя топливная система XPI

Технология, предназначенная для высоконагруженных топливных систем, перенесенная на двигатели среднего размера, гарантирует идеальное взаимодействие между насосом и форсунками.Насосы предлагаются как с масляной, так и с топливной смазкой, они обеспечивают самое высокое давление впрыска, а в качестве настраиваемой системы обеспечивают оптимальную производительность двигателя и снижение расхода топлива в двигателях среднего размера.

В этих системах может использоваться высокоэффективный одноцилиндровый насос, способный удовлетворить дополнительные потребности в мощности при малом пространстве в моторном отсеке и минимальной совокупной стоимости владения.Кроме того, модуль управления Cummins отслеживает и регулирует параметры форсунки и топливного насоса, чтобы обеспечить постоянную производительность впрыска топлива в течение всего срока службы двигателя. Ведущая в отрасли конструкция форсунок обеспечивает общее снижение расхода топлива двигателем автомобиля.

Технология масляной смазки

Модульная версия с масляной смазкой доступна для двигателей 5L-12L для максимальной устойчивости к низкокачественному топливу.

Оптимизированная конструкция обеспечивает низкую утечку масла в топливо, максимально увеличивает срок службы и долговечность дизельного сажевого фильтра за счет уменьшения повреждения форсунок из-за утечки высокого давления и горячего топлива.

Технология смазки топливом

Для двигателей рабочим объемом от 5 л до 12 л доступна модульная версия с топливной смазкой, состоящая из чрезвычайно эффективного и компактного насоса, который может быть адаптирован ко многим типам двигателей и соответствует самым высоким мировым стандартам выбросов.

Помимо компактности, обеспечивающей большую гибкость при установке, эта версия обеспечивает высокую герметичность и отсутствие утечек масла в топливо, что снижает вероятность повреждения форсунок из-за утечек высокого давления и горячего топлива.

Топливная система XPI для двигателей Heavy Duty

Система Cummins HD XPI представляет собой систему Common Rail, обеспечивающую самое высокое давление впрыска по сравнению с любой другой системой Common Rail, представленной на рынке.Система XPI, в первую очередь предназначенная для двигателей среднего и большого размера, является результатом внедрения ведущей на рынке технологии Cummins. Система XPI обеспечивает лучшее в отрасли давление впрыска и, будучи специально разработанной системой, обеспечивает оптимальную производительность двигателя и улучшенную экономию топлива в двигателях среднего размера.

Преимущества топливных систем Common Rail:

  • Они гарантируют создание одного из самых высоких давлений впрыска для топливных форсунок большого объема, что обеспечивает использование многократного впрыска и оптимальное сгорание и экономию топлива.
  • Конструкция форсунки и насоса обеспечивает минимизацию обратного потока нагретого топлива, что приводит к большей экономии топлива и максимальной долговечности топливной системы.
  • Топливный насос
  • с масляной смазкой и приводы форсунок с усилителем давления обеспечивают дополнительную устойчивость к повреждениям, вызванным загрязнением топлива, и повышенную устойчивость к топливу плохого качества.
  • Топливный насос доступен в версиях с двумя и тремя цилиндрами и в различных конфигурациях, что обеспечивает гибкость применения и установки.
  • Максимальное давление впрыска 2600 бар.

Топливные форсунки Common Rail

Cummins предлагает топливные форсунки с давлением впрыска от 1600 до 2600 бар.

Преимущество:

  • Система поддержания давления более устойчива к повреждениям из-за загрязнения топлива, чем система с балансировкой давления. Топливные форсунки Cummins позволяют избежать обратного потока нагретого топлива и системы охлаждения топлива.Форсунки имеют полости под пружинами под давлением, чтобы свести к минимуму утечку и потребность в дополнительном охлаждении, а также улучшить общую экономию топлива.
  • Cummins предлагает полную систему с герметичными форсунками, что гарантирует надежность и долговечность системы.
  • Специализированные форсунки
  • Cycle обеспечивают лучшую в отрасли экономию топлива и повышение эффективности системы до 5% по сравнению с продукцией конкурентов.
  • Форсунки с защитой от утечек снижают потребление энергии топливной системой более чем на 25% по сравнению с типичными форсунками среднего режима работы, что приводит к общему снижению расхода топлива двигателем.
CRFI 5 CRFI 5
CRFI 4 CRFI 4


Топливные форсунки Common Rail (CRFI)
Наименование платформы CRFI 2 CRFI 3 CRFI 4 CRFI 5 КРФИ 8В
Максимальное рабочее давление (бар) 1600 1800 2200 2600 2200
Максимальное количество импульсов впрыска 6 6 6 5 5
AIC (адаптивная характеристика форсунки) Совместимость Да Да Да Да Да

шестеренный насос шестеренный насос шестеренный насос шестеренный насос
Топливные насосы Common Rail
Наименование платформы ФЛП 1 ОЛП 1 ОЛП 2 ОЛП 3
Количество цилиндров 2 1 2 2
Рабочий объем (см3/об) 1,2 1,8 3,6 2,4
Макс.давление в рампе (бар) 2000 1800 2200 2600
Макс. скорость (об/мин насоса) 4500 1500 1500 2100
Смазка Топливо Масло Масло Масло
Тип подшипника Роллинг Мяч Мяч Роллинг
Тип подачи топлива
Применение двигателя MD/HD MD/HD MD/HD MD/HD

.

Топливный код стартера — заправка — Jota

Для начинающих водителей посещение заправочной станции может быть стрессовым. С какой стороны раздатки ехать, какое топливо использовать, что помнить? На помощь приходят специалисты Shell и инструкторы Академии Auto Świat , которые подготовили советы по правилам заправки.

Начать заправку

При въезде на заправку не забудьте правильно расположить автомобиль, то есть заправочную горловину расположить с правой стороны, на уровне соответствующего пистолета-раздатчика.Если вы не помните, где находится заливная горловина, взгляните на приборную панель — небольшая стрелка рядом с указателем уровня топлива укажет вам правильное направление. Обратите внимание на то, как вы открываете заливную горловину — если из салона, делайте это до того, как выйдете. После остановки автомобиля затяните ручной тормоз и выключите двигатель. В целях безопасности возьмите с собой документы и ключи, а также закройте окна и двери транспортного средства. Помните, что тогда нельзя пользоваться телефоном — даже минутная невнимательность может вам дорого обойтись.

Выбор топлива

Перед заправкой убедитесь, что вы выбрали правильное топливо .Дело не только в его типе, октановом числе или действующей в настоящее время акции . Сегодня топливо представляет собой технологически продвинутые продукты, которые не только обеспечивают питание автомобилей, но и защищают двигатели, повышают производительность и даже снижают коррозию, тем самым защищая жизненно важные компоненты системы впрыска топлива. Правильно подобранное топливо позволит вам наслаждаться динамичной ездой и дольше наслаждаться исправно работающим двигателем. Стоит обратиться к сотруднику станции за информацией и помощью в выборе топлива.

Какой объем заправлять?

Специалисты рекомендуют, чтобы автомобиль, оборудованный газовой системой, имел топливный бак, заполненный бензином до 1/4. К тому же, зимой, что бы вы ни засыпали, бункер всегда полон! Вы должны знать, что, особенно в таких сложных условиях, чем меньше свободного места в аквариуме, тем меньше места для водяных паров из воздуха. Это важно, потому что образующаяся в баке вода после конденсации превращается в кристаллы льда. Они оседают на топливном фильтре, что может привести к остановке автомобиля, так как к форсункам будет подаваться недостаточное количество топлива.Если же вы случайно залили бензин в дизель или наоборот - не паникуйте! Не запускайте двигатель, просто вызовите техпомощь, которая удалит топливо из бака и топливопроводов, благодаря чему вы не повредите двигатель.

По завершении заправки

После заправки поставьте пистолет в вилки - только правильно поставленный пистолет позволит кассиру совершить сделку. Подойдя к кассе, не забудьте о номере дистрибьютора и сумме, которую вы должны заплатить.Если вам нужен счет-фактура с НДС, сообщите об этом кассиру. Чтобы избежать очередей, подготовьте реквизиты счета заранее. Помните, что вы можете присоединиться к программе лояльности, предлагаемой, например, Shell ClubSmart , благодаря которой, накапливая баллы на карте, вы можете получать скидки на топливо.

Первые визиты на станцию ​​не всем приятны, так что помните, практика делает совершенным. Кроме того, не забывайте, что если вы не можете справиться с чем-то самостоятельно - вы всегда можете рассчитывать на помощь кого-то из , службы станции .Также стоит выработать правильные привычки на случай, если вы отправитесь в более длительное самостоятельное путешествие. Тогда такой визит должен стать для вас возможностью отдохнуть и выпить ароматного кофе, а не стрессовым опытом.

Источник: Shell Polska (пресс-релиз)

.

Как это работает? Впрыск топлива: система впрыска мотоцикла - виды, отличия, работа, достоинства и недостатки

Последнее десятилетие ХХ века ознаменовалось модернизацией машин внутреннего сгорания, заменив использовавшийся до девяностых годов карбюратор на впрыск топлива. Почему? Является ли в новейших разработках карбюраторы отходом в прошлое, а переход на инжекторы значительным прогрессом? Что значит плюсы и минусы? Об этом вы узнаете из статьи ниже.

Об истории карбюратора, его конструкции, преимуществах, использовании и уходе вы можете прочитать в этой статье.У впрыска та же задача: доставить топливно-воздушную смесь к двигателю, чтобы он мог загореться и своим действием дать вам почувствовать ветер в волосах. Давайте посмотрим на компоненты системы впрыска топлива мотоцикла и на то, что они делают.

Внутри бака находится электрический топливный насос, который всасывает топливо со дна бака и подает его под давлением к форсункам (еще один пункт, который будет рассмотрен ниже). Давление зависит от конструкции двигателя, которая определяется на заводе.Регуляторы и датчики давления обеспечивают правильное протекание этого процесса. Очень часто при повороте ключа в замке зажигания можно услышать характерный звук запуска помпы, готовящейся к запуску мотоцикла. Для этого необходимо правильное напряжение, вырабатываемое аккумулятором. Так что если стартер крутит, но мотоцикл не заводится, причина может быть в поломке помпы или недостаточном заряде аккумулятора. На сегодняшний день наиболее распространенным является электрический топливный насос, но вы должны знать о механических и механо-электрических насосах, используемых на многих мотоциклах.

Топливный насос

Как следует из названия, форсунка играет главную роль в процессе впрыска топлива во впускную систему. Гифка ниже отлично иллюстрирует его работу. Блок управления запрограммирован, когда нужно впрыснуть дозу топлива, поэтому он посылает сигнал на форсунку, которая открывается, чтобы топливо попадало в коллектор в нужной дозе. Существует несколько систем впрыска, которые делятся на положение и тип.

Сечение форсунки

Впрыск может быть прямым или непрямым (GDI — прямой впрыск бензина).Первые из них расположены возле впускных клапанов, а прямые – непосредственно в цилиндре.

  1. Система одноточечного впрыска (SPI - Central Port Injection) представляет собой одну форсунку, которая подает топливо во все цилиндры. Он расположен в коллекторе — решение, используемое в автомобилях, а не в мотоциклах.
  2. Многоточечный впрыск (MPI) отдельно для каждого цилиндра. Он расположен в коллекторе перед впускным клапаном.

Управление форсунками MPI может быть последовательным, т.е. независимым. Это означает, что каждый цилиндр получит дозу топлива в то время и в том количестве, которое ему подходит. Существует также групповое решение, зависящее от всех цилиндров.

Инжектор

Вы уже знаете, что одного топлива недостаточно питание для двигателя, потому что нужна топливно-воздушная смесь. Когда вы отвинчиваете рукоятку, дроссельная заслонка (в которой используется дроссельная заслонка) открывается и позволяет воздуху поступать во впускной коллектор, а затем в цилиндр.Ваши обороты увеличиваются, и поэтому вы ускоряетесь. Как только вы отпускаете рычаг, створки возвращаются в горизонтальное положение, тем самым уменьшая поступление воздуха. Стоит добавить, что заслонки не закрывают воздуховод и это не полное отсечение от источника воздуха, т.к. вокруг створок имеются небольшие зазоры, обеспечивающие небольшой и необходимый забор воздуха.

ECU (Electronic Control Unit) — электронный блок управления (в просторечии: компьютер-контроллер двигателя), который собирает информацию с датчиков, обеспечивая выбор соответствующего количества смеси и ее подачу через форсунки в камеру сгорания, а также а также импульсы для системы искрового зажигания.Все данные рассчитываются в режиме реального времени (тысячи раз в минуту). Этот компьютер обычно представляет собой небольшую черную коробку, размещенную под сиденьем.

Необходимые датчики:

  • Датчик положения коленчатого вала (распознает частоту вращения двигателя),
  • Датчик давления/расхода воздуха на впуске (количество воздуха, всасываемого двигателем),
  • Датчик положения дроссельной заслонки,
  • лямбда-зонд (измеряет содержание кислорода в выхлопных газах, т.е. определяет, смесь богатая или бедная).

Дополнительно производители оснащают мотоциклы другими датчиками: давления топлива, вибрации, скорости, температуры (например, двигателя, топлива, охлаждающей жидкости). Чем больше (лучше) параметров может прочитать ЭБУ, тем лучше работает мотоцикл, потому что ЭБУ распознает больше значений, из которых он может точнее рассчитать потребность.

Датчик кислорода

В семидесятые годы Kawasaki гордилась моделями серии Z.они выпустили из своей конюшни модель Z1000 Classic, которая первой была оснащена впрыском вместо карбюратора. Вот как выглядела эта машина:

Кавасаки Z1000 Классик

По сравнению с карбюраторами очень большим преимуществом инжекторной системы является точная дозировка и отсутствие обслуживания. Топливо, распыляемое под более высоким давлением, лучше смешивается с воздухом, и поэтому лучшее сгорание происходит с меньшим количеством соединений, таких как углеводороды и монооксид углерода или монооксид азота. Впрыск также означает более низкий расход топлива и отсутствие проблем с запуском холодного мотоцикла.Вероятно, многие пользователи упомянули бы о более длительном сроке службы и производительности этой системы. С другой стороны, разветвленная и не самая простая конструкция всего узла предполагает немалые затраты на ремонт и (в большинстве случаев мотоциклистов и автомастерских) необходимость вмешательства механика. К счастью, это случается не часто, как и необходимость чистки. Стрельба из трубы? К сожалению нет. Вы сами должны выбрать…

Ниже я представляю вам еще несколько фотографий, иллюстрирующих впрыск и его компоненты.Наслаждайтесь :)

Юлия Лучинская (Rock N 'Bikes)

Список впрыска Поперечное сечение четырехтактного двигателя с системой впрыска Мотор МТ09 - форсунки, соединенные рампой впрыска.

Детали топливной системы HANS PRIES 201 618 (Opel)

Детали топливной системы HANS PRIES 201 618 (Opel) - Inter Cars Store
К сожалению, для корректной работы сайта необходимо включить JavaScript в настройках вашего браузера.

Зум

Фотографии защищены авторским правом.Копирование их без согласия сайта запрещено.

Product features
Manufacturer HANS PRIES
Index HP201 618
Supplementary information asbestos free


No product reviews

10,36 зл. Цена за 1 шт.

Курьерская доставка DHL 12,30 злотых 1-2 рабочих дня


Доставка курьером DPD. 11,30 злотых 1-3 рабочих дня


Самовывоз в пункте самовывоза 0,00 злотых 2ч-2 рабочих дня
Проверьте, подходит ли продукт для вашего автомобиля

Особенности продукта

Производитель HANS PRIES
Индекс HP201 618
Дополнительная информация ASBESTOS Free
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444н.

Manufacturer numbers

OE numbers

AUTOMEGA: 1008170576
AUTOMEGA: 3008170575
KRAFT AUTOMOTIVE: 1131702
OPEL: 08 OPEL: 08 17 576
OPEL: 8 17 575
OPEL: 8 17 576
Вы просматриваете этот сайт на своем телефоне или планшете? открыть версию для мобильных устройств

Мы хотим, чтобы вам было удобно пользоваться нашим сайтом.Для этого мы стараемся адаптировать контент, доступный на нашем веб-сайте, к вашим предпочтениям. Это возможно благодаря хранению файлов cookie в вашем браузере и их обработке компанией Inter Cars S.A., расположенной в Варшаве, ул. Powsińska 64, 02-903 Warszawa и персональные данные доверенных партнеров для аналитических, статистических и маркетинговых целей. Продолжая использовать наш веб-сайт без изменения настроек конфиденциальности, вы даете согласие на сохранение файлов cookie в вашем браузере.Помните, что вы всегда можете изменить настройки файлов cookie, получить дополнительную информацию о правилах обработки ваших персональных данных и ваших правах в нашей Политике конфиденциальности.

× .

Топливные насосы в дизельных двигателях - конструкция и принцип работы

Работа дизельного двигателя внутреннего сгорания во многом основана на подаче топлива и необходимого количества воздуха в цилиндры. Затем топливно-воздушная смесь сжимается до высокого давления и самовозгорается. Вырабатываемая энергия приводит поршни в движение. Это передает мощность на коленчатый вал, затем на коробку передач и, наконец, приводит в движение колеса.Элементом, отвечающим за подачу топлива, является подающий насос. Он транспортирует топливо из бака в цилиндры. Это один из важнейших элементов системы электроснабжения. Мы различаем несколько его видов.

Секционные насосы

Секционные насосы – это первые насосы, используемые для гидравлического впрыска топлива. Такой насос состоит из набора насосов, перекачивающих топливо (так называемых инжекторных секций). Каждая секция обслуживает один цилиндр, но у все они соединены друг с другом зубчатой ​​рейкой, которая, поворачивая все поршни вдоль продольной оси, регулирует дозу топлива, а значит  - мощность привода. .
В состав этих насосов входят:
• топливные магистрали,
• цилиндры насоса,
• поршни,
• запорные клапаны,
• магистрали высокого давления,
• корректор дозы топлива,
• форсунки и рейка.

Работа насоса секции

Секционные насосы подразделяются на с фиксированным началом впрыска и регулируемым концом, с регулируемым началом впрыска и фиксированным концом впрыска, а также с регулируемым началом и регулируемым концом впрыска.
Основное их преимущество – простота ремонта, а недостатки:
• проблемы с соблюдением норм выбросов,
• волнообразные обороты двигателя,
• проблемы с согласованием дозы топлива на отдельные секции насоса,
• более высокий расход топлива по сравнению с другими технологии и высокая себестоимость производства (необходимость изготовления многих деталей с высокой точностью).
Поскольку у секционных насосов больше недостатков, чем достоинств, они были сняты с производства.

Гидравлические топливные насосы

Лучшим и менее аварийным решением было использование гидравлических топливных насосов в дизельных двигателях. Эти насосы бывают двух типов: рядные и роторные. Они используются в современных конструкциях. Второй тип более распространен благодаря небольшим размерам, весу, меньшей стоимости производства и современности.

Гидравлический ТНВД

(фото: tdi-tuning.pl)

Линейный впрыскивающий насос

Этот тип насоса отличается рядным или последовательным расположением насосных секций. Оснащен отдельной нагнетательной секцией, состоящей из цилиндра и штока, отдельно для каждого цилиндра. Приводится в движение кулачком вала насоса роликовым толкателем. Еще одним элементом системы является регулировочная втулка, закрепленная на цилиндре и соединенная с ножкой плунжера. Вращение регулировочной втулки возможно благодаря зубчатой ​​рейке, взаимодействующей с зубчатым кольцом, закрепленным на регулировочной втулке.
В верхней части цилиндра имеется выпускной клапан и радиальные отверстия.Одно из этих отверстий соединяет пространство с подающим трубопроводом, а другое — с выпускным трубопроводом. Топливо начинает перекачиваться, когда верхняя кромка поршня закрывает подающее отверстие. Это продолжается до тех пор, пока не обнажится контрольная кромка сливного отверстия.

Роторный инжекторный насос

Роторный инжекторный насос используется в системах впрыска низкого давления. В его состав входят следующие элементы:
• магистрали подачи топлива,
• насос подачи,
• корпус,
• насос перекачивающий,
• ротор с цилиндром и поршнями,
• система воздуховодов (впускные, распределительные, выпускные),
• магистрали. Форсунки и форсунки высокого давления.

Конструкция распределительного насоса

Принцип работы

Принцип работы этого типа насоса заключается в том, что ведущая пластина приводится в движение валом электродвигателя. Ролики, расположенные в вырезах диска, прижимаются к гусенице. Между ними находится топливо, которое уложено для увеличения его давления. Перепускной клапан защищает от чрезмерного повышения давления. Его основная функция, как следует из названия, заключается в перекачивании топлива в случае слишком большого повышения давления.Он также обеспечивает циркуляцию потока топлива внутри насоса. Дополнительно используется пусковое устройство, изменяющее угол опережения впрыска.

Распределительный насос

(фото: elektroda.pl)

Достоинства и недостатки

Недостатками распределительного насоса являются:
• несоответствие действующим нормам чистоты выхлопных газов,
• требования к чистоте топлива,
• снижение скорости откачки в конце дозы (что способствует негерметичности форсунок),
• высокая материалоемкость и необходимость доводки поверхности из-за рабочего воздействия поршней на поверхность кулачка,
• повышенная доза топлива при пуске.
Распределительные насосы имеют больше преимуществ, чем секционные. Например, можно указать следующее:
• более точная дозировка топлива,
• меньший удельный расход топлива,
• стабильность работы,
• более высокая чистота выхлопных газов,
• меньше элементов, требующих точной обработки,
• относительно низкая цена ,
• малые габариты.

Сегодня большинство компаний используют систему Common Rail. Более эффективен за счет большей возможности регулировки дозы топлива, а также позволяет соответствовать действующим нормам выбросов.

Принцип работы системы Common Rail

Система Common Rail оснащена насосом высокого давления. В современных конструкциях поршневой топливный насос сжимает их до очень высокого давления. Он перекачивается насосом в резервуар под давлением (так называемая магистраль), соединенный с форсунками.

Форсунка Common Rail и форсунки

(фото: densodynamics.com)

Внедрение системы Common Rail потребовало освоения передовых технологий производства и соответствующей системы управления.Насос высокого давления, как следует из названия, создает давление около 1000 бар. Форсунки, с другой стороны, подают топливный туман в течение нескольких миллисекунд. Это показывает, насколько точными должны быть эти компоненты. Управление осуществляется с помощью электронного контроллера. В режиме реального времени он вычисляет необходимую дозу впрыска топлива за цикл и делит ее на несколько более мелких частей, чтобы вся доза не впрыскивалась сразу.

Преимущества и недостатки системы Common Rail

Основным преимуществом этой системы является возможность свободного формирования дозы впрыска.Он разделен на несколько более мелких, поэтому КПД двигателя выше. Благодаря хорошему распылению дозы процесс сгорания более эффективен, а регулировка угла опережения зажигания и давления впрыска более точная. Это приводит к снижению шума и уменьшению выбросов вредных веществ.

Система Common Rail

(фото: Dieselpowermag.com)

На новые автомобили необходимо устанавливать сажевые фильтры.Их надлежащая работа оплачивается процессом регенерации. Благодаря разделению дозы впрыска в системах Common Rail, так называемый пост-впрыск, то есть впрыск топлива во время такта выпуска. Топливо с выхлопными газами поступает в фильтр DPF, обеспечивающий саморегенерацию.

Недостатками этой системы являются высокая стоимость изготовления и высокая чувствительность к качеству топлива. Он точно изготовлен, поэтому использование некачественного топлива может привести к его заклиниванию. Стоимость замены этого компонента даже превышает 1500 злотых.

Оцените качество нашей статьи: Ваши отзывы помогают нам создавать лучший контент.

.

ALEX IDEA Контроллер LPG / CNG | АЛЕКС


ALEX IDEA - Последовательный впрыск газов для бензиновых двигателей с непосредственным впрыском топлива.

Современные решения, используемые в контроллере ALEX IDEA, позволяют переоборудовать популярные двигатели с непосредственным впрыском топлива - система может быть адаптирована к большинству автомобилей, оснащенных электромагнитными форсунками . Система отличается экономией топлива выше средней , используемой для охлаждения и смазки бензиновых форсунок.Специально разработанный алгоритм управления IDEA потребляет всего из от 5% до 15% бензина , в то время как другие установки этого типа, представленные на рынке, требуют дополнительного впрыска почти 20-30% от топливо.

Система ALEX IDEA — Продукт года 2018 по версии журнала «АвтоЭКСПЕРТ».

Список кодов двигателей с готовыми оптимизированными алгоритмами сгорания ALEX IDEA (9 мая 2022 г.)
Карточка товара ALEX IDEA

Преимущества контроллеров ALEX IDEA :
  • Подходит для большинства 4-6-цилиндровых двигателей с непосредственным впрыском топлива
  • готовые файлы конфигурации для популярных двигателей
  • встроенный модуль OBD сервис
  • встроенные 2 эмулятора любых сигналов напряжения
  • возможность регулирования расхода бензина в любом диапазоне работы двигателя

Спецификация:
  • Эксплуатация 4/6-цилиндровые двигатели
  • Алюминиевый корпус и быстрая установка
  • Система день и ночь
  • Дополнительные исправления после оборота
  • Дополнительные поправки от температуры редуктора
  • Дополнительные поправки от температуры газа
  • Дополнительные поправки от давления газа
  • Дополнительные исправления Время открытия газовых форсунок
  • Осциллограф для наблюдения за рабочими параметрами установки
  • Сотрудничество с двигателями без наддува
  • Сотрудничество с двигателями с турбонаддувом
  • Сотрудничество со многими типами газовых форсунок
  • Совместимость со многими типами датчиков уровня газа
  • Можно определить макс.нагрузка двигателя и обороты при работе на газу
  • Функция напоминания о проверке газовой системы
  • Полная защита Защита от короткого замыкания и перегрузки
  • Эмуляция полупроводник
  • Трехмерные карты газ и бензин
  • Топливная служба LPG/CNG
  • Возможность загрузки сигнала оборотов с датчика положения распредвала
  • Возможность загрузки сигнала оборотов с датчика положения вала
  • Возможность загрузки Сигнал оборотов с импульса форсунок
  • Возможность постоянного отключения отдельных газовых форсунок
  • Возможность аварийного запуска газового двигателя
  • Возможность подключения внешнего лямбда-зонда
  • Постоянная память ошибок
  • Опция быстрого отключения Установки LPG/CNG
  • Настройки времени затухание вращения
  • Возможность отображения истории изменений в контроллере
  • Дополнительный впрыск Бензин
  • Автоматическое определение протоколов OBD
  • Поддержка OBD , встроенная в контроллер
  • Монитор параметров OBD
  • Опора обратная коррекция OBD
  • Редактируемые диапазоны время впрыска газа (таблица зависимости времени впрыска от оборотов)
  • Карта поправок в зависимости от давления коллектора
  • Звуковой сигнал работающий на бензине
  • Звуковой сигнал Переходник теплый
  • Удаление выбранных ошибок OBD2/CAN
  • Универсальный эмулятор давления топлива
  • Отдельная карта для для дополнительного впрыска бензина
  • Регулируемый уровень обнаружения впрыска
  • Фильтрация сигнала Бензиновый впрыск
  • Возможность эмулировать любых 2 сигналов напряжения
  • Функция «Быстрый старт»
  • Звуковая сигнализация ошибок и сообщений

Показать допуски

Информация доступна после авторизации!

.

InfoCar

Введение все более высоких стандартов выбросов означает, что новые автомобили должны характеризоваться очень низким расходом топлива. Эти требования, в свою очередь, привели к необходимости использования в дизельных двигателях систем Common Rail и турбокомпрессоров. Из-за турбонагнетателей давление воздуха в цилиндрах дизельных двигателей было значительно выше. Современные системы впрыска с электронным управлением форсунками позволили получить гораздо большую мощность двигателя при одновременном снижении расхода топлива.Это сделано для того, чтобы топливный насос постоянно создавал давление в топливной системе. Дизельное топливо подается к форсункам, установленным в цилиндрах, куда впрыскивается точно отмеренная доза, а излишки топлива возвращаются в бак, откуда снова забираются. Повышение давления в цилиндрах и топливной системе позволило использовать форсунки с очень маленькими форсунками, наконечник форсунки имеет несколько отверстий для получения равномерно распыляемой дозы топлива.В результате в цилиндрах образуется топливный туман с микроскопическими каплями, который сгорает с очень хорошим КПД. В результате выхлопные газы современных дизелей намного чище, чем выхлопные газы их предков.

Использование систем Common Rail означало, что дизельные двигатели стали соответствовать бензиновым с точки зрения культуры работы. Раньше дизеля в шутку называли «тарахтящими», они были громкими и неустойчивыми при работе. Внедрение системы Common Rail означает, что двигатели ведут себя под капотом так же, как их бензиновые аналоги, и в то же время работают намного тише, чем дизели предыдущего поколения.

Существующие системы впрыска в дизельных двигателях характеризовались тем, что насос создавал давление только в определенные моменты, а впрыск происходил только один раз за цикл работы поршня в цилиндре. Такой режим работы топливного насоса практически не позволял получить высокое давление в форсунках форсунок. В результате топливо сгорало не очень эффективно, что приводило к характерному черному выхлопу.

Преимущества дизельных систем Common Rail привели к резкому увеличению интереса к дизельным двигателям за последнее десятилетие.Практически все ведущие бренды выпускали агрегаты со следующей маркировкой: JTD, HDI, DCI, CDI, TDCI, CRDI, CDTI, CTDI или TDI, говорящей о том, что на автомобиле установлен турбированный двигатель с современной системой впрыска. Эта тенденция постепенно ослабевает, поскольку на рынке начинают доминировать бензиновые двигатели, использующие аналогичные решения.

.

Смотрите также


Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)