Принцип работы инжектора. Механический инжектор принцип работы

Положительные и отрицательные моменты карбюратора

Главный плюс карбюратора заключается в его простоте. В случае неисправности системы питания первое, что следует смотреть – это карбюратор, а прочистить и отрегулировать его вполне по силам самостоятельно. При чем, в отличие от инжектора, настроить систему питания такого типа можно вообще без каких-либо специальных приспособлений. Одновременно с этим, положительно выделяется и цена на карбюратор – он по запчастям и целиком стоит гораздо дешевле, чем комплект форсунок для инжекторного автомобиля. Двигатель, оборудованный такой системой питания, неприхотлив к используемому топливу. Автомобили ВАЗ классической серии спокойно могут работать на бензине, с октановым числом 76 – и двигатель от этого не пострадает.

Есть у такого мотора и недостатки, больше всех выделяется значительно меньшая мощность мотора. На механические действия, которые приводят в движение систему питания расходуется очень много энергии двигателя. Еще одно отличие от инжектора – низкая экологичность. Выхлоп здесь перенасыщен вредными веществами, такими как угарный газ, азот и прочие. Отмечается и некоторая чувствительность двигателя к температуре окружающей среды – летом мотор может перегреться, а зимой отдельные модели машины трудно запускаются.

Разница между системами питания

Итак, и карбюратор и инжектор выполняют одну и ту же функцию – генерируют топливно-воздушную смесь, которая потом подается в цилиндры двигателя. Но то, каким образом создается смесь в этих системах, принципиально отличается. Разница в том, что в классическом моторе в цилиндры подается уже готовая смесь, которая втягивается внутрь под действием разряжения. Когда воздух проходит сквозь карбюратор, то он смешивается с имеющимся внутри топливом. Единственный минус здесь в том, что все действия происходят полностью механическим путем.

Их здесь предостаточно:

  • Датчик массового расхода воздуха.
  • Температуры воздуха.
  • Положения распределительного и коленчатого валов.
  • Положения дроссельной заслонки и пр.

Ориентируясь на показания датчиков бортовой компьютер решает, когда лучше впрыснуть топливную смесь и какой у нее должен быть состав для оптимальной работы мотора. Именно в этом и есть различие между карбюраторной и инжекторной системами питания.

Принцип работы инжектора

Принцип же работы инжектора других топливных систем аналогичный и основывается он на следующих процессах.

Воздух под давлением поступает в двигатель. Но предварительно поток воздуха анализируется специальным датчиком, который вычисляет объем воздуха в данный момент времени.

Эти данные передаются на компьютер, который анализирует не только данные с датчика расхода воздуха, но и другие данные по работе двигателя, такие как частота вращения коленвала двигателя, температура двигателя и воздуха и т.д.

После того как вся полученная информация обработана, компьютер определяет количество топливо, которое является оптимальным для данного объема воздуха и при этом было получено максимальное КПД (коэффициент полезного действия) от двигателя.

После обработки всей информации на форсунки подается электрически разряд определенной продолжительности. Форсунки открываются на необходимый период времени и впрыскивают заданную дозу топлива во впускной коллектор.

Принцип работы инжекторного ДВС с прямым впрыском.

Вот и весь основной принцип работы инжектора. Конечно же все это происходит очень быстро буквально за долю секунды.

Типы инжекторных систем одноточечный впрыск

В настоящее время активно используются все системы. Они классифицируются в зависимости от количества форсунок и места подачи горючего. Всего есть три системы впрыска:

  • одноточечный (моновпрыск);
  • многоточечный (распределительный);
  • непосредственный.

Для начала давайте рассмотрим системы одноточечного впрыска. Они были созданы сразу после карбюраторных и считались более совершенными, однако в настоящее время постепенно теряют свою популярность ввиду многих причин. Есть несколько неоспоримых преимуществ таких систем. Основные заключаются в существенной экономии топлива. Учитывая, что цены на топливо сегодня немаленькие, такой инжектор является актуальным. Интересно то, что эта система содержит несколько меньше электроники, поэтому является более надежной и стабильной. Когда информация с датчиков передается на контрольный элемент, параметры впрыска тут же меняются. Весьма интересным является то, что практически любой можно переделать под одноточечный впрыск без существенных конструкционных изменений. Основной недостаток таких систем заключается в низкой приемистости ДВС, а также оседании существенного количества топлива на стенках коллектора, хотя данная проблема была присуща и карбюраторным моделям.

Представление большего количества воздуха должно означать больше топлива, если двигатель должен работать плавно, не прерываясь при открытии дроссельной заслонки. С этой системой топливо под давлением и впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, минуя впускной клапан, подобно дизельному двигателю, но с двумя свечами зажигания. Он используется в основном для двигателей с более высоким уровнем мощности.

Распределённый впрыск топливной смеси

В этой системе используются почти те же части, что описаны выше, с топливной системой с непрерывным потоком, с той лишь разницей, в которой вводится топливо. Как и в любой системе, на фото всегда есть две стороны. Это может означать, что один цилиндр может работать холодно, где другие работают, возможно, горячие.

Так как форсунка в данном случае всего одна, то располагается она на впускном коллекторе на месте карбюратора. Так как форсунка стояла в хорошем месте и постоянно находилась под потоком холодного воздуха, то ее надежность была на высшем уровне, да и конструкция была предельно простой. Промывка топливной системы с одноточечным впрыском не занимала много времени, так как достаточно было продуть лишь одну форсунку, но повышенные экологические требования привели к тому, что начали разрабатывать другие, более современные системы.

Возможный паровой замок в стальных топливных трубопроводах над двигателем, что затрудняет запуск горячего двигателя. Топливо должно быть более чистым, так как деталь похожа на тонкий часовой механизм. Необходимость в линиях возврата топлива к используемому резервуару или отдельному коллектору. Впрыск топлива системы немного дороже по сравнению с карбюраторными двигателями.
. В заключение: системы впрыска топлива могут быть дорогими первоначально, но они будут экономить топливо и продлевать срок службы двигателя, что позволяет сэкономить на расходах на техническое обслуживание и повысить надежность и безопасность двигателя для тех, кто участвует в полете.

Инжекторная система подачи топлива и ее устройство

Прежде всего стоит отметить тот факт, что современные впрысковые двигатели оснащаются форсунками, количество которых равно количеству цилиндров. Между собой форсунки соединяются рампой. Там горючее содержится под небольшим давлением, а создает его электрический прибор — бензонасос. Количество впрыскиваемого горючего напрямую зависит от продолжительности открытия форсунки, что определяется блоком управления. Для этого снимаются показатели с различных датчиков, которые установлены по всему ТС. Сейчас мы рассмотрим основные из них:

Самоходные двигатели с поршневым двигателем могут использовать карбюратор или современную систему впрыска, на нашей предыдущей странице речь шла о базовом карбюраторе с плавающей точкой, здесь мы погрузимся в систему впрыска топлива, используемую на высокопроизводительных авиационных двигателях, как газовых, так и дизельных; хотя эта система не одинакова.

Эти системы впрыска не страдают от образования льда на дроссельном клапане и имеют ряд других преимуществ, гарантирующих их более высокую стоимость установки. Нормальный карбюратор использует перепад давления для испарения топлива, прежде чем он попадет в цилиндры.

  1. Служит для определения наполненности цилиндров воздухом. В случае поломки показания игнорируются, а в качестве основных показателей берутся табличные данные.
  2. Датчик положения отражает нагрузку на двигатель, которая обусловлена положением дросселя, циклового наполнения воздухом и оборотов ДВС.
  3. Датчик температуры хладгена. При помощи данного контроллера реализуется управление электровентилятором и коррекция топливоподачи, а также зажигания. В случае неисправности мгновенная диагностика топливной системы необязательна. Температура берется в зависимости от длительности работы ДВС.
  4. нужен для синхронизации системы в целом. Контроллер рассчитывает не только обороты двигателя, но и его положение в определенный момент времени. Так как он является полярным датчиком, то при его неисправности дальнейшая эксплуатация ТС не является возможной.
  5. Датчик кислорода нужен для определения % кислорода в выбрасываемых в атмосферу газах. Информация с этого контроллера передается на ЭБУ, который в зависимости от показаний корректирует эмульсию.

Стоит обратить внимание на то, что не все ТС с инжектором комплектуются датчиком кислорода. Их имеют только те авто, которые оснащаются каталитическим нейтрализатором с нормами токсичности «Евро-2» и «Евро-3»

Существуют два типа систем впрыска топлива, это непрерывный поток и непосредственный впрыск. Мы опишем их оба. Эта система обеспечивает непрерывный поток сжатого топлива на каждом впускном отверстии цилиндров и в основном использует следующие части. Инжекторный насос, это насос с принудительной лопастью, приводимый в движение двигателем. Подает избыточное топливо, которое возвращается в используемый резервуар, чтобы поддерживать положительное давление при любых обстоятельствах. Топливо поставляется в жидкой форме, пар разделяется и имеет байпасный обратный клапан, так что электрический насос может доставлять топливо для запуска двигателя. Дроссель кабины кабины также подключен и регулирует работу бабочки, управляющей потоком воздуха в коллекторе. Клапан коллектора распределяет топливо по всем цилиндрам, и вы увидите его сверху двигателя с трубами из нержавеющей стали, идущими к входным отверстиям цилиндров. Он похож на паука с ногами над двигателем. Форсунки для форсунок, они вводят под давлением дозированное топливо с точным правильным количеством и соотношением с воздухом. Конструкция такова, что она способствует улучшению распыления топлива для хорошего сгорания и мощности, разработанной двигателем.

  • Блок учета топлива, фильтрует топливо и устанавливает соотношение смеси.
  • Ручка смесителя кабины соединена с этим устройством и опирается на топливо.

Двигатели с наддувом и турбонаддувом также могут использовать систему впрыска топлива, но им потребуются модификации для регулировки расхода топлива с быстрыми открытиями дроссельной заслонки в сочетании с датчиками давления воздуха в коллекторе.

Система питания двигателя автомобиля

Система питания инжекторного двигателя

страница 7/7
Дата 29.01.2018
Размер 106.98 Kb.
Название файла Система питания двигателя автомобиля.docx
Тип Лабораторная работа

            7

Система питания инжекторного двигателя

Так в наше время в автомобилях получила распространение модель инжекторных (впрысковых) двигателей, поэтому нам также необходимо рассмотреть систему питания инжекторного двигателя. Отличительной особенностью инжекторных двигателей стало отсутствие карбюратора, который заменен новыми, современными элементами системы питания двигателя. Преимущество ее еще в том, что водитель, надавливая педаль газа, регулирует только поток воздуха, поступающий в цилиндры, а состав и качество образующейся рабочей смеси контролирует встроенный в систему бортовой компьютер.

Сам принцип работы бортового компьютера системы питания инжекторного двигателя представлен ниже.

Здесь изменен сам процесс получения топливно-воздушной смеси. Так, топливный насос вместо механического — стал электрическим и размещен непосредственно в топливном баке автомобиля. Кроме того, он подает топливо в систему сразу под высоким давлением. Топливо поступает в топливную рампу, в которой расположены форсунки. Через них бензин впрыскивается непосредственно в определенный цилиндр в заданное время, где смешивается уже с воздухом. Какое количество топлива нужно подать в конкретный цилиндр и в нужное время — определяет этот самый бортовой компьютер. На это влияет объем поступившего воздуха, температура его и двигателя, скорость вращения коленвала и т.д. Считывая все эти показатели, программа в компьютере вычисляет интервал времени, при котором срабатывает клапан на каждой форсунке, открывающий доступ бензина под давлением в цилиндры двигателя. Так осуществляется автоматически контроль подачи топлива в системе питания инжекторного двигателя. Если ДВС получил название «сердца» автомобиля, то здесь мы столкнулись с его «мозгом».

Плюсы подобных систем очевидны: экономия расхода, снижение токсичности, увеличение срока эксплуатации двигателя и более рациональное его использование в процессе работы. Но есть и минус – это усложнение конструкции самой системы питания инжекторного двигателя за счет увеличения электронных устройств, которые бывают очень «капризны» при перепадах температур, увеличенной влажности и значительных колебаниях при длительной езде по неровной местности (бездорожью). Однако конструкторы и здесь нашли способы минимизировать риск возникновения неисправностей в таких ситуациях.

Устройство системы питания инжекторного двигателя представлено ниже.

Здесь видны синие стрелки, показывающие направление вывода отработавших газов. Таким образом, от устройства системы питания инжекторного двигателя мы дошли до системы выпуска отработавших газов. Что она из себя представляет? Возвращаемся опять к цилиндру двигателя. После совершения рабочего хода поршня наступает такт выпуска при движении поршня от НМТ к ВМТ. При этом открывается выпускной клапан, и газы выводятся из цилиндра. Весь этот процесс сопровождается громким шумом, а сами газы — высокой скоростью вывода, температурой и токсичностью. Для комплексного решения всех этих проблем в автомобиле и предусмотрена система выпуска отработавших газов. Газы из цилиндра через выпускной коллектор попадают в нейтрализатор, выполняющий роль фильтра, а затем в глушитель. В глушителе имеется несколько последовательно соединенных камер с отверстиями. Вся конструкция эта выглядит как змеевик. Поток газов, проходя через камеры, постоянно меняя направление, глушится, то есть уменьшается шум и их температура. После чего через выхлопную трубу автомобиля они выводятся в атмосферу.

В качестве завершения знакомства с системой питания инжекторного двигателя и выпуска отработавших газов стоит упомянуть о таком нюансе. Мы выяснили, что при отсутствии подачи воздуха или топлива двигатель автомобиля не заведется или заглохнет при прерывании подачи одного из компонентов. Но, если перекрыть выпуск отработавших газов – результат будет тот же. Двигатель заглохнет, так как не будет создаваться разряжение воздуха в цилиндре. А значит ни новый поток воздуха, ни топливо поступать в него не будут. Это нашло свое применение в промышленных силовых установках на производстве, когда требуется аварийно остановить работу ДВС. Перекрытие выхлопной трубы надежно это гарантирует. Федерального государственного бюджетного образовательногоОктановым числомТопливный бакВоздушный фильтрРабота системы питания двигателяРабочие режимы системы питания двигателяПоделитесь с Вашими друзьями:

            7

Непосредственный впрыск

Инжекторные автомобили с такими системами можно считать наиболее экологичными. Основная цель внедрения этого способа впрыска заключается в улучшении качества смеси горючего и незначительном увеличении КПД двигателя транспортного средства. Основные достоинства такого решения заключаются в следующем:

Закройте топливный клапан до инжектора. Откройте контрольный клапан топлива, чтобы получить показания. 5. Убедитесь, что клапан управления топливом к манометру закрыт, чтобы не повредить манометр в случае резкого избыточного давления. Установите наиболее подходящую напорную трубу для испытания форсунок. С небольшой силой приступить к работе с рычагом ручного насоса.

Используя плоскую отвертку и ключ. следуя приведенным выше шагам. давление открытия откалибровано. 6. Извлеките инжектор из трубы высокого давления и из испытательной камеры. Понял это. ручной насос работает до тех пор, пока инжектор не достигнет давления открытия. Как только инжектор удаляется, испытания проводятся с другими форсунками. Тогда. мы проверяем это давление, когда мы работаем с ручным насосом, а манометр показывает примерно давление открытия 350 бар. до 380 бар. Затем его накачивают в несколько раз выше давления открытия, чтобы проверить, оптимально ли качество спрея. до давления 350 бар.

  • тщательное распыление эмульсии;
  • образование высококачественной смеси;
  • эффективное использование эмульсии на различных этапах работы ДВС.

Исходя из этих преимуществ, можно говорить о том, что такие системы экономят топливо. Особенно это заметно при спокойной езде в городских условиях. Если сравнивать два автомобиля с одинаковым объемом двигателя, но разными системами впрыска, например, непосредственный и многоточечный, то заметно лучшие динамические характеристики будут у непосредственной системы. Отработанные газы менее токсичны, а взятая литровая мощность будет несколько выше за счет охлаждения воздуха и того, что давление в топливной системе несколько увеличено.

Но стоит обратить внимание на чувствительность непосредственных систем впрыска к качеству горючего. Если брать во внимание стандарты России и Украины, то содержание серы должно быть не выше 500 мг на 1 литр горючего

В это же время европейские стандарты подразумевают содержание этого элемента 150, 50 и даже 10 мг на литр бензина или дизеля.

Если вкратце рассматривать данную систему, то она выглядит следующим образом: форсунки располагаются в Исходя из этого, впрыск осуществляется непосредственно в цилиндры. Стоит заметить, что данная инжекторная система подходит для многих бензиновых двигателей. Как было отмечено выше, используется высокое давление в топливной системе, под которым подается эмульсия непосредственно в камеру сгорания, минуя впускной коллектор.

Выбор оптимальной системы подачи топлива

Размышляя какая разница между инжектором и карбюратором, многие автомобилисты приходят к выводу что электронная система гораздо надёжнее. Однако переоборудование любого автомобиля экономически невыгодно и приведёт только к излишним затратам. Решение о выборе более экономичной системы актуально при покупке машины. Разобраться чем отличаются инжектор и карбюратор довольно просто, и такие знания обязательно пригодятся.

Карбюратор уже отслужил свой срок на рынке современных автомобилей. Несмотря на его преимущества, применение инжектора наиболее эффективно и отвечает всем экологическим требованиям. Карбюраторные двигатели используются в основном на старых машинах, но такая технология отлично себя зарекомендовала и не нуждается в доработке. Применение инжектора имеет немалые преимущества и эта система установлена без возможности выбора в любой новой машине.

Система впрыска топлива езда на обедненной смеси

Немного выше мы с вами рассмотрели непосредственный впрыск, который впервые был использован на автомобилях марки «Митсубиси», которая имела аббревиатуру GDI. Давайте вкратце рассмотрим один из основных режимов — работу на обедненной смеси. Суть ее заключается в том, что транспортное средство в этом случае работает при небольших нагрузках и умеренных скоростях до 120 километров в час. Впрыск топлива осуществляется факелом в заключительном этапе сжатия. Отражаясь от поршня, горючее смешивается с воздухом и попадает в зону свечки зажигания. Получается так, что в камере смесь значительно обедняется, тем не менее ее заряд в районе свечи зажигания можно считать оптимальным. Этого хватает для его воспламенения, после этого загорается и остальная эмульсия. По сути, такая система впрыска топлива обеспечивает нормальную работу ДВС даже при соотношении воздух/топливо — 40:1.

Это весьма эффективный подход, позволяющий значительно экономить горючее

Но стоит обратить внимание, что остро встал вопрос нейтрализации отработанных газов. Дело в том, что катализатор неэффективен, так как образуется оксид азота

В этом случае используется рециркуляция отработанных газов. Специальная система ERG позволяет разбавить эмульсию отработанными газами. Это несколько снижает температуру горения и нейтрализует образование оксидов. Тем не менее такой подход не позволят увеличивать нагрузку на двигатель. Для частичного разрешения проблемы используется накопительный катализатор. Последний крайне чувствителен к горючему с высоким содержанием серы. По этой причине требуется периодическая проверка топливной системы.

Однородное смесеобразование и 2-стадийный режим

Мощностной режим (однородное смесеобразование) — идеальное решение для агрессивной езды в городских условиях, обгонов, а также движения по скоростным трассам и шоссе. В этом случае используется конический факел, он менее экономичный по сравнению с предыдущим вариантом. Впрыск осуществляется на такте впуска, а образованная эмульсия обычно имеет соотношение 14,7:1, то есть близкое к стехиометрическому. По сути, данная система автоматической подачи топлива точно такая же, как и распределительная.

Двухстадийный режим подразумевает впрыск топлива на такте сжатия, а также пуска. Основная задача — резкое повышение двигателя. Ярким примером эффективной работы такой системы является движение на малых оборотах и резкое нажатие на акселератор. В таком случае вероятность детонации значительно возрастает. По этой простой причине вместо одного этапа впрыск проходит в два.

На первом этапе впрыскивается небольшое количество горючего на такте впуска. Это позволяет несколько понизить температуру воздуха в цилиндре. Можно говорить о том, что в цилиндре будет находиться сверхбедная смесь в соотношении 60:1, следовательно, детонация невозможна как таковая. На заключительном этапе такта сжатия осуществляется впрыск струи горючего, которая доводит эмульсию до богатой в соотношении примерно 12:1. Сегодня можно говорить о том, что такая топливная система двигателя введена только для транспортных средств европейского рынка. Обусловлено это тем, что Японии не присущи большие скорости, следовательно, нет высоких нагрузок на двигатель. В Европе же большое количество скоростных шоссе и автобанов, поэтому водители привыкли ездить быстро, а это большая нагрузка на ДВС.

Устройство карбюратора

Карбюратор – представляет собой простейший вид устройства для подачи и распыления бензина. Процесс смешивания топлива с воздухом выполняется механически, а регулировка подачи смеси требует тщательной настройки. Карбюраторная система благодаря использованию простых механизмов легка в обслуживании. Опытный автомобилист может выполнить подобный ремонт самостоятельно, что даёт определённые преимущества в эксплуатации. Для таких операций нетрудно приобрести ремкомплект, а все работы проводятся штатным инструментом, имеющимся в машине.

Находится карбюратор на впускном коллекторе, а его конструкция состоит из поплавковой и смесительной камер. Для подачи топлива служит трубка распылителя, соединяющая камеры между собой. В поплавковую камеру с помощью бензонасоса подаётся топливо, а стабильную подачу бензина обеспечивает игольчатый фильтр и поплавок. Смесительная камера называется ещё воздушной и состоит из диффузора, распылителя и дроссельной заслонки. При движении поршней создаётся разрежение, обеспечивающее всасывание атмосферного воздуха и бензина. Такое смешение и обеспечивает стабильную работу двигателя.

Особенности топливного оборудования

Автомобиль всегда являлся объектом внимания защитников экологии. Отработанные газы выпускаются непосредственно в атмосферу, что чревато ее загрязнением. Диагностика топливной системы показала, что количество выбросов при неверном смесеобразовании увеличивается в разы. По этой простой причине было принято решение устанавливать каталитический нейтрализатор. Однако это устройство показывало хорошие результаты только при качественной эмульсии, а в случае каких-либо отклонений его эффективность значительно падала. Было принято решение заменить карбюратор на более точную систему впрыска, которой являлся инжектор. Первые варианты включали в себя большое количество механических составляющих и, согласно исследованиям, такая система становилась все хуже по мере эксплуатации ТС. Это было вполне закономерно, так как важные узлы и рабочие органы загрязнялись и выходили из строя.

Программист, подающий электромагнитный клапан инжектора с мощностью, активирует распылитель. После отсоединения блока питания впрыск завершен. Доза впрыскиваемого топлива пропорциональна до активации электромагнитного клапана; тем не менее, он не зависит от частоты вращения двигателя или инъекционного насоса.

Схема работы инжектора

Это влияет на снижение расхода топлива, обеспечивает более тихую работу двигателя и более низкое содержание опасных веществ в выхлопных газах. Их основным преимуществом является короткое время переключения, прибл. 0, 1 мс. Это ок. в десять раз быстрее, чем с соленоидными форсунками. В результате, начало инъекции может быть свободно скорректировано, а также объем дозы топлива, и может выполняться многофазная инъекция. Инерция соленоидных инжекторов позволила сделать одну начальную инъекцию, чтобы отключить шум горения.

Для того чтобы система впрыска смогла сама себя корректировать, был создан электронный блок управления (ЭБУ). Наряду с вмонтированным лямба-зондом, который расположен перед каталитическим нейтрализатором, это давало хорошие показатели. Можно с уверенностью говорить о том, что цены на топливо сегодня довольно высокие, а инжектор хорош как раз тем, что позволяет экономить бензин или дизель. Помимо этого есть следующие плюсы:

Группа пьезоэлектрических элементов используется в качестве элемента, управляющего работой инжектора. Благодаря такой быстрой активации интервалы между инъекциями могут быть сокращены, что облегчает оптимизацию работы двигателя. Количество топлива, включая небольшую дозу первоначальной инъекции, измеряется очень точно, что отражается на снижении расхода топлива. Прежде чем бензин может гореть в поршневом двигателе, его необходимо испарить и смешать с кислородом в нужных количествах. Этот процесс осуществляется либо карбюратором, либо системой впрыска высокого давления.

  1. Увеличение эксплуатационных характеристик мотора. В частности увеличенная мощность на 5-10%.
  2. Улучшение динамических показателей транспортного средства. Инжектор более чувствителен к изменению нагрузок и сам корректирует состав эмульсии.
  3. Оптимальная топливно-воздушная смесь уменьшает количество и токсичность отработанных газов.
  4. Инжекторная система легко запускается независимо от погодных условий, что является существенным достоинством перед карбюраторными двигателями.
Помогла статья? Оцените её
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...
Добавить комментарий
Adblock
detector