Инжектор, его применение в системе подачи топлива

Инжекторная система подачи топлива — комплекс электронных и механических устройств, обеспечивающих подачи нужного объема топливной смеси непосредственно в коллектор впуска или цилиндр (для систем непосредственного впрыска).

Оглавление

1. Что такое инжекторная система
2. Виды инжекторных систем и распределение впрыска
3. Составные части систем
4. Принцип работы инжекторной подачи топлива
5. Положительные и отрицательные стороны
6. Видео «Инжекторное управление системой впрыска топлива»

Такое исполнение предусмотрено на всех современных авто с бензиновыми двигателями и пользуется спросом из-за большей эффективности. Ниже рассмотрим, что это за система, как она работает и из каких элементов состоит. Отдельно разберем преимущества и недостатки, о которых должны знать автовладельцы.

Что такое инжекторная система

Инжектор— форсунка или распылитель топлива, которое подается в двигатель для дальнейшего воспламенения и обеспечения движения транспортного средства.

Важно

Инжекторная система —это комплекс узлов, отвечающих за весь процесс подготовки и подачи горючего путем впрыска горючего в цилиндр / коллектор. Машины, которые оборудованы такими устройствами, называются инжекторными.

Первые комплекты такой аппаратуры были разработаны в 1936-м в компании Robert Bosch. Сотрудникам компании удалось добиться непосредственного впрыска горючего в цилиндры. Именно такие двигатели использовались на истребителях и позволяли развивать мощность до 1100 лошадиных сил. Подобную систему использовали на БВМ с 1928 года, но в более упрощенной форме. В СССР технология дошла только к 1942 году и сначала применялась в авиационной сфере.
Сегодня все современные ДВС оснащены форсунками.

Это обусловлено более высокой точностью дозировки и экономичностью. Весь процесс контролируется электронным блоком управления (ЭБУ) или специальным контроллером. Они получают данные от разных узлов и регулируют непосредственную подачу горючего с помощью форсунок.

Виды инжекторных систем и распределение впрыска

Сегодня выделяется два типа инжекторных систем двигателя по типу впрыска. Кратко рассмотрим их особенности.

Моно, центральный, одноточечный

Отличие конструкции состоит в наличии только одной форсунки, распределяющей топливо одновременно во все цилиндры. Инжектор устанавливается на месте карбюратора (на коллекторе впуска). Система активно применялась в 80-х годах прошлого века и была механической без управления с помощью ЭБУ. 

Сегодня система не пользуется спросом из-за низкой экологичности и иных недостатков. В частности, в авто с Euro 3 и выше обязательно применение индивидуальной форсунки для цилиндра. Но одноточечная схема не лишена плюсов. Она отличается простотой исполнения и, соответственно, надежностью. Одной из причин явления является правильное расположение инжекторы в зоне холодного потока. Из минусов — высокое сопротивление воздуху и неточное распределение топлива.

Распределенный, многоточечный

Наиболее распространенный вариант, подразумевающий схему «один цилиндр — одна форсунка». Инжектор смонтирован в коллекторе впуска возле клапана. В определенный момент он подает определенный объем подготовленного горючего на впускные клапаны.

Условно такой тип впрыска делится на несколько видов:

• Одновременный. Команда от электронного блока управления направляется сразу на все инжекторы, после чего они открываются.
• Парный. Открытие форсунок происходит парами. При этом один инжектор работает перед впускным тактом, а второй — перед выпускным. С учетом того, что за подачу топливной смеси отвечают клапаны, такая особенность не сильно влияет на общий принцип работы. Система работает только в момент пуска ДВС и в случае аварии (к примеру, при поломке ДПРВ).
• Фазированный. Наиболее современный вариант, который применяется почти во всех двигателях. Управление каждой форсунки происходит индивидуально, что положительно сказывается на расходе, повышает эффективность работы и улучшает экологичность.

Распределенная система обеспечивает точность формирования нужного объема топлива по цилиндрам и имеет минимальное сопротивление воздуху. Из минусов выделяется сложность исполнения и более высокая цена.

В отдельную группу входит непосредственный впрыск, когда горючее подается сразу в цилиндры, а не в коллектор впуска. Аналогичная система работает у дизельных ДВС. В таких двигателях головка блока имеет сложную конструкцию, которая очень дорога в производстве.

Применение этой схемы дает ряд плюсов с позиции мощности, экологичности и экономичности. Минус в том, что двигатель с прямым впрыском работает громче и сильней вибрирует, поэтому производители вынуждены дорабатывать шумоизоляцию и усиливать некоторые элементы.

Составные части систем

Рассматриваемая система состоит из электроники и механики. В функции первой входит контроль характеристик двигателя и подача импульса ко второй части (механической) с последующим исполнением команды.
Конструктивно электронная часть состоит из ЭБУ и множества датчиков инжектора. Они контролируют:

• детонацию;
• температуру антифриза;
• позицию коленчатого вала;
• расход воздуха;
• лямбда-зонд;
• детонацию;
• давление воздуха в коллекторе впуска и т. д.

В зависимости от марки / модели авто могут устанавливаться и другие датчики. Вне зависимости от типа в их задачу входит определение характеристик мотора и их передача на электронный блок. 
К категории механических устройств относится:

• емкость для топлива;
• магистрали, по которым подается горючее;
• насос;
• фильтр;
• инжектор;
• топливная рампа;
• устройство-регулятор давления.

Все упомянутые элементы находятся во взаимодействии и выполняют одну задачу — подвод, формирование и подачу нужно топливной смеси для обеспечения нормальной работы двигателя.

Принцип работы инжекторной подачи топлива

Для лучшего понимания системы нужно знать, как работает инжекторный двигатель. Общий алгоритм такой:

• Упомянутые выше датчики получают сведения о работе системы. К ним приходят данные о скорости коленвала, содержании воздуха в горючем, позиции дросселя, температурных параметрах охлаждающей жидкости и т. д.
• Собранная информация передается в ЭБУ, который анализирует поступившие параметры и сравнивает их с данными в карте. 
• Блок управления с учетом проанализированных сведений дает команду к исполнительным (механическим) элементам системы.
• Одним из главных элементов ЭБУ являются карты, в которых внесены оптимальные характеристики работы силового узла. С учетом того, что сведения поступают на блок управления в непрерывном режиме, система мгновенно принимает решения, раздает команды и обеспечивает нормальное образование смеси.Отметим, что контроль подачи топлива — только одна из опций ЭБУ.
  Также в его функции входит зажигание и решение иных вопросов.

Что касается механической составляющей, здесь принцип работы еще проще. Он имеет следующий вид:

• Топливный насос качает бензин из бака и подает его под определенным давлением.
• Регулятор контролирует параметр давления и регулирует его по мере необходимости.
• Горючее подходит к рампе с инжекторами.
• Форсунки при получении команды от ЭБУ открываются.
• Топливо в нужном объеме впрыскивается к клапанам инжектора, а после поступает к камерам сгорания.

Положительные и отрицательные стороны

Большой опыт применения таких систем позволяет выделить слабые и сильные места.
Преимущества инжекторного двигателя:

• Повышение экономичности даже на первых системах. Так, снижения расхода удалось добиться уже на «Ниве» от Ваз, где расход снизился сразу на 40%. Сегодня потребление топлива в инжекторном двигателе вдвое меньше, чем в карбюраторном.
• Расширенные возможности управления ДВС.
• Улучшение динамических параметров и рост мощности (в среднем на 10-15%).
• Упрощенный и полностью автоматизированный пуск мотора.
• Поддержание оборотов ХХ.
• Возможность обойтись без ручного регулирования системы подачи топлива. Это обусловлено тем, что информацию передают соответствующие датчики (кислорода и позиции коленчатого вала).
• Проведение самостоятельной диагностики, что упрощает ТО автомобиля. По сути, системы с форсунками от Euro 3 и выше не требуют периодического обслуживания.
• Поддержание топливного состава, который максимально приближен к стехиометрическому показателю. Как результат, уменьшается выброс опасных веществ, повышается экологичность. К примеру, у первых поколений объем выброса окиси углерода находился на уровне 20-30 грамм /кВт*ч, а на Евро 5 — 1,5 грамма / кВт*ч.
• Снижение высоты капота, благодаря более удобному расположению рабочих механизмов сбоку мотора, а не над ним.
• Дополнительная защита машины от злоумышленников. Без получения команды от иммобилайзера ЭБУ запрещает подачу горючего к ДВС.
• Отсутствие зависимости от положения авто в пространстве. К примеру, в авто с карбюратором возникали трудности с подачей горючего уже при подъеме на 15-градусный уклон.
• Горючая смесь не накапливается в системе впуска, что исключает воспламенение в случае повреждения системы.
• Нет зависимости от давления в атмосфере, что позволяет эксплуатировать авто даже в горах и не переживать за возможные сбои.
• Автоматизация системы подачи топлива. Выполнение всей работы по подготовке горючего берет на себя ЭБУ. Для сравнения в двигателях на карбюраторах многие настройки автовладельцу приходилось делать самостоятельно.

Несмотря на ряд положительных качеств, нельзя не отметить и недостатки инжекторной системы питания. К основным стоит отнести:

• Повышенные расходы на производство (было актуально до 2005-го).
• Более строгие требования к составу горючего.
• Слабая ремонтопригодность узлов из-за полной автоматизации.
• Подача топлива под высоким давлением, что при аварии может привести к воспламенению. Для защиты применяется контроллер, который при аварии останавливает подачу горючего.
• Необходимость обслуживания на специальном СТО, где имеется диагностическое оборудование. Соответственно, возрастает и стоимость ремонта. На современном этапе это не так актуально, ведь на сервисах нет дефицита в необходимой аппаратуре и ПО.
• Зависимость от АКБ и уровня питания.
• Необходимость периодической очистки форсунок и впускных клапанов. 

Заключение

Инжекторная система обеспечивает своевременную подачу заранее подготовленного топлива в двигатель. Благодаря большому количеству датчиков и точному электронному управлению, владельцу автомобиля не нужно проводить дополнительных настроек. Весь процесс проводится автоматически, а в роли «дирижера» выступает ЭБУ.

Процесс эксплуатации упрощается и тем, что система сама проходит диагностику и выдает ошибки в случае любых сбоев в работе. Это позволяет вовремя принять шаги по устранению неисправности или обратиться на СТО. Сама система почти не имеет конкурентов, кроме непосредственного впрыска, но последний пока не получил широкого применения из-за высокой стоимости и повышенных требований к качеству горючего.

Инжекторное управление системой впрыска топлива

Инжектор что это такое и в чём секрет популярности систем впрыска?

С приходом в мир бензинового моторостроения инжекторные системы впрыска топлива сотворили революцию, вытеснив устаревшие карбюраторные механизмы. Тому масса причин, о которых, конечно же, поговорим в этой статье, а главный вопрос сегодняшней публикации: инжектор что это такое и как устроен?

Оглавление

• 1 Инжектор и его история становления
• 2 Секрет — инжектор что это такое, раскрыт
• 3 Карбюраторы против инжекторов: кто кого?

Инжектор и его история становления

Что такое инжектор? Инжектор нужен бензиновому двигателю внутреннего сгорания, чтобы образовывать топливно-воздушную смесь и подавать её непосредственно в камеры сгорания или во впускной коллектор.

Этот процесс контролируется электроникой, что позволяет выдерживать строгую дозировку горючего, рассчитанную в зависимости от режима работы мотора и нагрузки на него, что, к сожалению, карбюраторам не под силу.

Именно этот нюанс стал решающим в судьбе последних и навсегда отправил их на лавку запасных.

Дабы у вас сложилась полная картина о том, что такое инжектор, нужен небольшой экскурс в историю бензиновых агрегатов.

Всё началось очень давно, в 1951 году. Специалисты небезызвестного концерна Bosch укомплектовали этой инновационной по меркам того времени системой впрыска небольшое купе забытой марки Goliath.

Идею тут же подхватили в Mercedes, но электроника, которая необходима для работы инжектора, в те годы была такой же экзотикой, как и полёт в космос, поэтому массового распространения подобные системы не получили, и своё изобретение «бошовцы» отложили в долгий ящик до лучших времён.

И такие времена настали спустя 20 лет, когда электроника стала более доступной и дешёвой. С 70-х годов инжектор начал победоносное шествие по автопрому, начисто вытеснив старые неэкономные карбюраторы из-под капотов машин.

Секрет — инжектор что это такое, раскрыт

Вполне логично, что у вас возник следующий вопрос: инжектор как работает и как устроен?

В первую очередь хотелось бы прояснить, что под инжектором понимают узел, который впрыскивает горючее в камеру сгорания или впускной коллектор.

Отчасти это верно, но гораздо корректней называть его форсункой, а понятие инжектор распространять на всю систему. А состоит она из таких основных частей:

• электронный блок управления;
• бензонасос;
• всевозможные датчики;
• форсунки инжектора;
• регуляторы давления.

Ключевым элементом, даже можно сказать мозгом всей системы является, конечно же, блок управления, напичканный умной электроникой.

От него и зависит ответ на вопрос – инжектор как работает. На основе данных, получаемых от россыпи датчиков (датчика расхода воздуха, положения дроссельной заслонки, оборотов коленвала, лямбда-зонда и тд. ) вычисляет, сколько нужно топлива мотору в конкретный момент времени.

Определив величину, он подаёт команды бензонасосу, регуляторам давления в топливной системе и, конечно же, форсункам. Это происходит в считанные доли секунды и в чётко выверенные моменты времени.

Карбюраторы против инжекторов: кто кого?

Итак, с вопросом «инжектор что это такое» мы, похоже, более-менее разобрались, осталось выяснить в чём же их преимущество над карбюраторными схемами питания двигателя. На самом деле практически во всём.

• инжекторные системы намного экономнее карбюраторных. Выигрыш по расходу горючего достигает 40%;
• высокая экологичность, благодаря электронике, которая знает, сколько топлива сгорело в камерах сгорания;
• высокая надёжность конструкции по сравнению с карбюраторами, содержащими множество мелких механических деталей;
• низкая восприимчивость к перепадам температур;
• инжекторный впрыск позволяет выжать из мотора больше лошадиных сил.

Наверное, чуть ли не единственное преимущесво карбюраторов заключается в их всеядности.

Эти механизмы могут одинаково хорошо работать с бензином самого разного качества, чего не скажешь об инжекторах, а если точнее – форсунках, которые засоряются и портятся, если заправлять машину «левым» топливом.

Надеюсь, друзья, я приоткрыл вам тайну инжектора, чем он заслужил свою популярность в двигателестроении.

На эту тему на блоге много статей о разных системах, к примеру: Система впрыска Motronic, система Common Rail, система впрыска TFSI.

Спасибо, что вы с нами, подписывайтесь на блог, и не пропускайте свежие и интересные статьи.

Как топливная форсунка работает внутри двигателя?

То, как вы заботитесь о своем автомобиле, напрямую зависит от того, насколько хорошо вы разбираетесь в различных компонентах, которые делают его современным чудом. К сожалению, одним из наиболее часто сбивающих с толку аспектов современных автомобилей является способ подачи топлива в двигатель. Все мы знаем, насколько это важно, потому что мощность, вырабатываемая двигателем автомобиля, прямо пропорциональна правильному количеству подаваемого в него топлива. В то время как в прошлом автомобили полагались на не очень совершенные карбюраторные механизмы для подачи топлива в двигатель, сегодня все по-другому. Современные автомобили теперь оснащены топливными форсунками для выполнения той же основной задачи. Таким образом, понимание того, как работают топливные форсунки, имеет решающее значение для лучшего ухода за автомобилем.

Основные вопросы подачи топлива в двигатель

Все мы знаем назначение двигателя. Всем также известен тот факт, что воздух и топливо должны быть объединены или смешаны в камере сгорания, чтобы произвести контролируемые взрывы и запустить двигатель. Таким образом, крайне важно, чтобы топливо подавалось в камеру сгорания в очень точном количестве. Слишком много (богатая топливная смесь) и вы рискуете задушить двигатель, затруднить запуск или даже заглохнуть. Слишком мало (худой), и вы также не сможете запустить свой двигатель. Вот почему важно обеспечить камеру сгорания правильным количеством топлива, которое нужно смешать с правильным количеством воздуха.

К сожалению, это непростая задача, потому что существует множество факторов, которые могут повлиять на подачу как воздуха, так и топлива. Это всегда было проблемой в прошлом, особенно среди карбюраторных двигателей. Основная проблема заключалась в том, что один карбюратор должен был снабжать топливом определенное количество цилиндров. Обычно это означало, что в самый дальний от карбюратора цилиндр будет поступать немного меньше топлива, чем в цилиндр, расположенный ближе к карбюратору. Вот почему некоторые старые системы имели сдвоенные карбюраторы для лучшей подачи топлива в двигатель. К сожалению, их было намного сложнее настроить или синхронизировать, и, что хуже всего, они снижали расход топлива.

С учетом этих проблем необходимо было разработать более эффективный механизм для более точных измерений расхода топлива. Здесь на помощь приходят системы впрыска топлива.

Система впрыска топлива

Технически современная система впрыска топлива включает в себя своего рода сенсорный механизм для определения правильного количества топлива, которое необходимо распылить во впускной коллектор двигателя. многообразие. Необходим еще один механизм для подачи или распыления «рассчитанного» количества топлива в каждый цилиндр. Это функция топливных форсунок, которую мы обсудим более подробно в следующем разделе.

Существует два типа систем впрыска топлива, которые обычно соответствуют двум основным типам двигателей, представленных на современном рынке.

Прямой

Конструкция некоторых двигателей требует подачи или распыления топлива непосредственно в камеру сгорания двигателя. Каждый цилиндр уже заполнен сжатым воздухом. Когда распыленное топливо впрыскивается в каждый цилиндр, оно самовоспламеняется. Это справедливо для большинства дизельных двигателей. Мы сказали «большинство», потому что в некоторых конструкциях дизельных двигателей топливо сначала перемещается в камеру предварительного сгорания, прежде чем оно достигнет цилиндра.

Косвенный

Автомобили, работающие на бензине, оснащены системами непрямого впрыска топлива. Топливо под давлением подается в моторный отсек из топливного бака автомобиля. Топливо под давлением подается во впускной канал или во впускной коллектор, в зависимости от конструкции двигателя. Это позволяет сначала смешивать топливо с воздухом, который проходит через впускное отверстие или коллектор, прежде чем смесь будет нагнетаться в камеру сгорания.

Современные автомобили оснащены многоточечным впрыском топлива. В этой системе каждый цилиндр получает топливо от одной конкретной топливной форсунки. Итак, если у вас 6 цилиндров, вы также можете ожидать 6 топливных форсунок. Именно эта конфигурация 1:1 делает эту систему очень мощной и эффективной, хотя и сложной и дорогой в ремонте. Однако большинство автомобилей имеют систему одноточечного впрыска топлива или даже инжектор на каждые два цилиндра.

Что такое топливные форсунки?

Топливные форсунки — это детали современных автомобильных двигателей, которые прямо или косвенно подают топливо в камеру сгорания двигателя. Эти небольшие электромеханические устройства обычно располагаются под определенным углом, чтобы обеспечить распыление топлива в направлении впускного клапана двигателя или непосредственно в цилиндр.

Как работает механическая топливная форсунка?

Многие путают механическую систему впрыска топлива с карбюратором. Хотя принцип в основном похож, существует большая разница в типе топлива, подаваемого в двигатель. В то время как карбюраторные системы подают топливо под низким давлением из бензобака, механическая топливная форсунка подает топливо под высоким давлением в аккумулятор. Вы можете думать об этом как о временном хранилище для вашего топлива. Затем топливо проходит через распределитель, который обычно рассматривается как дозирующий блок управления системой. Отсюда топливо «распределяется» по каждому цилиндру в нужном количестве и в нужное время.

Поток топлива, впрыскиваемого во впускное отверстие, регулируется заслонкой, расположенной в воздухозаборнике двигателя, поскольку воздух и топливо должны быть смешаны перед поступлением в цилиндр. Когда вы ускоряетесь, заслонка открывается, чтобы увеличить количество воздуха, проходящего через нее. Это также побуждает распределитель топлива увеличивать количество топлива, проталкиваемого через форсунку, для поддержания правильного баланса воздуха и топлива.

Если топливо не впрыскивается во впускное отверстие, клапан внутри топливной форсунки остается закрытым благодаря натяжению пружинного механизма. Когда топливо смешивается с воздухом на входе воздуха, давление топлива открывает этот клапан, позволяя впрыскивать топливо. Вот почему они называют механические топливные форсунки подпружиненными форсунками.

Во время холодного пуска микропроцессор активирует специальную форсунку, которая добавляет в смесь дополнительное топливо для более плавного пуска. После прогрева двигателя подача топлива из форсунки холодного пуска автоматически прекращается. Это отличается от карбюратора, поскольку вам нужно только перекрыть поток воздуха, чтобы создать более богатую смесь.

Как работают электронные топливные форсунки?

Многие современные автомобили оснащены электронными системами впрыска. Их часто обозначают аббревиатурой EFI. По сути, это почти то же самое, что и механические системы впрыска топлива, за исключением того, что они не зависят от количества топлива и напряжения пружины для открытия и закрытия клапана форсунок. У них есть очень сложные мини-компьютеры, называемые электронным блоком управления или ECU. ЭБУ выполняет множество функций, в том числе следующие.

• Управляет топливной смесью.
• Управляет скоростью холостого хода.
• Управляет опережением зажигания.
• Он управляет фазами газораспределения.

Датчики, измеряющие давление воздуха, температуру воздуха на впуске, положение акселератора, температуру двигателя и частоту вращения двигателя, устанавливаются на двигатель автомобиля. Эти датчики передают информацию в ЭБУ, который обрабатывает эти биты данных для расчета правильного количества топлива, которое должно быть впрыснуто в цилиндры двигателя. Клапаны на топливных форсунках получают входные данные от ECU, поэтому он точно знает, когда открывать, чтобы топливо впрыскивалось во впускное отверстие.

Система настолько эффективна, что все эти сложные процессы — от сбора данных с датчиков до их интеграции на уровне ЭБУ, их обработки и возможного ввода в клапан топливной форсунки — происходят за долю секунды.

По пути ваше топливо из бензобака попадает в топливную рампу благодаря электрическому топливному насосу, который всасывает топливо из бака. Кстати, здесь проявляется еще одно отличие от механических форсунок. Поскольку движение топлива контролируется электроникой, нет необходимости иметь его под высоким давлением. Системе нужно только поддерживать постоянное давление для подачи топлива из бака в рампу.

Топливные форсунки подключены к рейке и, как мы уже упоминали выше, откроют свои клапана только при получении сигнала от ЭБУ. Электронные сигналы от ECU поступают на один из двух контактов на форсунках. Другой контакт подключен к аккумулятору и через реле зажигания. Замыкание цепи осуществляется путем отправки ECU импульса заземления на форсунку. Это активирует соленоид инжектора, который притягивает магнитную верхнюю часть плунжера, открывая клапаны. Поскольку давление топлива внутри рампы уже высокое, это помогает подавать топливо через распылительный наконечник форсунки с высокой скоростью. Здесь он попадает во впускной коллектор или прямо в цилиндр, в зависимости от типа системы впрыска топлива на вашем автомобиле.

Топливные форсунки — это инновационные устройства, которые помогают обеспечить подачу в двигатель необходимого количества топлива в нужное время. Хотя все еще существуют системы, в которых используется механический тип впрыска топлива, многие современные автомобили теперь используют электронные системы впрыска топлива. Это позволяет повысить топливную экономичность и экономичность, поскольку учитываются различные факторы для определения правильного количества топлива, подаваемого в каждый цилиндр.

Вам также может понравиться:

Лучшие очистители топливных форсунок

Источники:

1. Как работает впрыск топлива? – МысльКо
2. Как работают системы впрыска топлива – Howstuffworks

Что такое впрыск топлива? Как работает впрыск топлива?

Что делают топливные форсунки

Дроссельная заслонка дроссельной заслонки регулирует подачу воздуха в двигатель Что происходит, когда вы наступаете на педаль газа? Двигатель набирает обороты, и ваша машина едет быстрее. Вы можете подумать, что это красиво простые вещи, но на самом деле требуется много сложной инженерии, чтобы получить этот процесс работает так гладко. Большая часть этого — топливо для двигатель, где он может сжигаться для выработки энергии. Ваш топливные форсунки распыляйте бензин во впуск или непосредственно в цилиндры двигателя, чтобы его можно быстро зажечь. Есть много шагов, связанных с получением газа к этому моменту, и много шагов, которые принесли технологии впрыска топлива к этому моменту. Мы собираемся рассказать вам, как газ попадает туда, где он есть. собирается и доставит вас туда, куда вы идете, и мы собираемся узнать о различных разработки в области впрыска топлива по пути.

Как топливный насос перекачивает газ

Прежде чем бензин вырвется из топливных форсунок, это должно дойти до них. Это то что топливный насос или насосы для. Топливо начинается в топливный бак, пока вы не запустите двигатель. Затем насос начинает перекачивать топливо по топливопроводам под очень высоким давлением.

В более старых моделях использовались механические насосы с приводом от коленчатого или распределительного вала. Чем быстрее работал двигатель, тем быстрее работал насос, чтобы удовлетворить возросшую потребность двигателя в топливе. Большинство газовых автомобилей и грузовиков сегодня используют электрические топливные насосы. Однако дизельные двигатели по-прежнему используют механические насосы. Электрические топливные насосы работают от электричества и контролируются ЭБУ. Это позволяет более точно контролировать и делает их более эффективными. Некоторые устанавливаются внутри вашего бензобака (где топливо охлаждает их), а некоторые устанавливаются снаружи бака на раме автомобиля. В некоторых случаях внутренний насос используется для подачи топлива к внешнему насосу.

Независимо от того, где именно он находится и как работает, работа топливного насоса заключается в перекачивании топлива по топливопроводам, откуда оно может быть передано двигателю. Подача газа в двигатель осуществляется через ряд различных средств, но первым из них был карбюратор.

Как двигатель получает газ: когда карбюраторы бродили по земле

Карбюратор был простой системой подачи топлива в двигатель, существовавшей до впрыска топлива. В то время как системы впрыска топлива полагаются на электронику, карбюратор был чисто механическим. Поток топлива увеличился в ответ на поток воздуха во впускном коллекторе.

Когда вы нажимаете на педаль акселератора, открывается дроссельная заслонка в воздухозаборнике, называемая дроссельной заслонкой. Чем больше открыта дроссельная заслонка, тем больше воздуха может попасть во впускной коллектор. Вот почему дожимать педаль до упора известный как «широко открытый». Потребление имеет суженную область, называемую предприятием. Сужение заставляет воздух двигаться быстрее, что создает область низкого давления. Карбюратор имеет выпускное отверстие для топлива, называемое жиклером, которое открыто к трубке Вентури. Чем быстрее воздух проходит через трубку Вентури, тем ниже давление и тем больше газа всасывается. Так что технически педаль газа не дает двигателю больше газа; это дает двигателю больше воздуха. Увеличенный поток воздуха всасывает больше газа. Так в следующий раз, когда вы хотите, чтобы кто-то ехал быстрее, скажите «топать в воздухе!»

Карбюратор — простая система, но со временем она устарела и ушла в прошлое, как динозавр. 1991 год Jeep Grand Wagoneer был последним дорожным автомобилем, предлагаемым в Соединенных Штатах с карбюратором. Двумя самыми большими проблемами карбюратора были его неэффективность и негибкость. А карбюратор можно настроить так, чтобы обеспечить идеальное соотношение воздух/топливо при определенной частоте вращения двигателя, но чем дальше вы отклоняетесь от этой скорости, тем дальше вы можете уйти от идеального соотношения. Простота карбюратора в некотором смысле является его недостатком, поскольку его невозможно настроить или приспособить к немного другим сценариям.

Разработка системы впрыска топлива

Хотя впрыск топлива стал нормой только в последние пару десятилетий, эта технология существует уже давно. Раннее топливо системы впрыска использовались в двигателях самолетов в начале двадцатого века. Дизельные двигатели используют непосредственный впрыск топлива с 1920-х годов (о типах дизельного топлива и непосредственном впрыске мы поговорим позже). После Второй мировой войны, хот-роддеры начали заменять карбюраторы топливными форсунками, чтобы дать им автомобили добавили мощности. Компания Mercedes-Benz использовала непосредственный впрыск бензина по образцу дизельного двигателя в гонщиках Формулы-1 в 1919 году.50-е годы. Он адаптировал технологию к серийный спортивный автомобиль 300SL в 1955 году. Более эффективное сгорание дало в 300SL с большой мощностью и скоростью, которые привели его к успеху в гонках.

Впрыск топлива был сложнее и дороже, чем карбюраторы, поэтому он, как правило, использовался только в некоторых спортивных автомобилях 1950-х годов. через 1970-е годы. Многие из этих ранних систем впрыска топлива обычно были системами непрерывного впрыска с механическим приводом. Топливо не подавалось в двигатель импульсами, как в современных электронных системах, а непрерывно подавалось со скоростью, которая менялась в зависимости от положения дроссельной заслонки или измеряемого потока воздуха в воздухозаборнике. Крайслер предложил раннее аналоговая электронная система в Chrysler 300D и Plymouth Fury. Однако система была подвержена сбоям и использовалась недолго. С этими осложнениями привлекательности мощности было недостаточно, чтобы довести впрыск топлива до передний план.

Потребовалось ужесточение норм выбросов двигателей 1970-х и 1980-х годов, а также нефтяной кризис 1970-х годов, чтобы вывести впрыск топлива на передний план. Поскольку автопроизводители стремились снизить выбросы и увеличить расход топлива, они поняли, что впрыск топлива приводит к тому, что двигатель сжигает газ более эффективно. То же самое преимущество, которое может обеспечить мощность, может также сделать автомобили более дружественными к окружающей среде и кошелькам водителей.

Типы впрыска топлива

Корпус дроссельной заслонки впрыска

Сначала автопроизводители пробовали простые системы впрыска в корпус дроссельной заслонки с одной или двумя топливными форсунками, прикрепленными к корпусу дроссельной заслонки. Впрыск корпуса дроссельной заслонки работал очень похоже на карбюратор. Топливо было добавлено во впускной коллектор. Это было не так эффективно, как более поздние системы впрыска топлива, но имело определенные преимущества перед карбюраторами. А именно топливо дроссельной заслонки инжектор может лучше приспосабливаться к различным ситуациям. Как упоминалось ранее, карбюратор может быть настроен на подачу идеального количества топлива при определенной частоте вращения двигателя, но может быть слишком обедненным или слишком богатым при разных оборотах двигателя. Поскольку топливная форсунка корпуса дроссельной заслонки имеет электронное управление, она может обеспечить лучшее соотношение воздух/топливо во всем диапазоне оборотов двигателя.

Многоточечные системы впрыска топлива

Однако впереди было еще больше улучшений. Следующими были многоточечные системы впрыска. Они впрыскивают топливо над каждым впускным клапаном. Это приводит к тому, что в камере сгорания сжигается больше топлива и меньше расходуется впустую, чем в системах впрыска с корпусом дроссельной заслонки. Впрыск через порт требует наличия одной форсунки на каждый цилиндр двигателя.

Знаменитый инжектор GM «Паук»

Более ранние системы впрыска через порт подавали топливо во все цилиндры одновременно. Топливо будет собираться на каждом впускном клапане в течение доли секунды до входа в камеру сгорания. Дженерал Моторс использовал одну такую ​​систему под названием Central Port Injection, но иногда называемую Инъектор «паук» из-за его сходства с паукообразным. Топливо будет распределяться из центральной точки вниз по «ногам» к тарельчатым клапанам на каждом впускном клапане. Тарельчатые клапаны открывались под давлением и одновременно выпускали топливо на каждой ноге. В конечном итоге паук был снят с производства, потому что тарельчатые клапаны имели тенденцию забиваться углеродом, образующимся в результате побочных продуктов сгорания.

Электронный многоточечный впрыск топлива

Со временем появились более совершенные системы последовательного впрыска через порт. В этих системах ECU сигнализирует о срабатывании каждой форсунки отдельно, так что каждый цилиндр получает топливо сразу после открытия впускного клапана. Это приводит к более эффективному прожигу, чем в старых многопортовых системах.

В этих современных системах топливные форсунки представляют собой клапаны с электронным управлением, которые впрыскивают чрезвычайно мелкий туман топлива во впускные клапаны цилиндров под высоким давлением. Они установлены в головке двигателя. Форсунки получают топливо либо из топливопроводов, либо из топливной рампы. в свою очередь, получить топливо от топливного насоса. Открытие и закрытие форсунок контролируется модулем управления двигателем (ECU), бортовым компьютером автомобиля. ЭБУ использует данные от датчик массового расхода воздуха, датчики кислорода и другие датчики для определения времени работы топливных форсунок. Помните, что целью карбюратора было изменение потока топлива в ответ на поток воздуха. ЭБУ использует информацию от датчика массового расхода воздуха для того же эффекта.

Топливная рампа и форсунки

Прямой впрыск бензина

На сегодняшний день самой передовой системой впрыска топлива является непосредственный впрыск бензина. Непрямой впрыск, газ распыляется не во впуск, а прямо в цилиндр. Газ не смешивается с воздухом, пока не окажется в цилиндре. что предотвращает его конденсацию. Это дает еще более прямой ожог. Прямой впрыск уже давно используется в дизельных двигателях, но становится все более распространенным в бензиновых двигателях. Возможно, вы помните, что эта система использовалась еще на Mercedes 300SL. Хотя тогда эта технология была настолько дорогой, что она была доступна только на том, что было по существу дорожный гоночный автомобиль, сегодня непосредственный впрыск может использоваться во многих газовых двигателях. Современные системы прямого впрыска также имеют электронное управление. в то время как более ранние версии имели механическое управление.

Системы прямого впрыска находятся на переднем крае технологий впрыска топлива, но системы с непрямым последовательным впрыском остаются более распространенными. Одним из недостатков прямого впрыска является то, что форсунки должны быть сконструированы так, чтобы выдерживать высокие силы и температуры сгорания. Так как запчасти нужны чтобы быть более долговечными, они обязательно дороже.

Системы впрыска дизельного топлива

Дизельные двигатели работают иначе, чем бензиновые двигатели, хотя роль топливных форсунок остается в основном той же. Дизельные двигатели не используют дроссельную заслонку. Вместо этого, когда вы нажимаете на педаль акселератора, в форсунки подается больше топлива, и именно это увеличивает скорость двигателя. В дизельных двигателях с самого начала используется непосредственный впрыск. Они работают в основном так же, как системы прямого впрыска, описанные выше.

Одно большое различие заключается в давлении топлива на топливных форсунках. Дизельные двигатели не воспламеняют топливо от свечей зажигания. но через сжатие, и дизельное топливо менее летучее (менее охотно сгорает) чем бензин. Поэтому дизель нужно распылять еще более тонким туманом. Газовое топливо Форсунки обычно имеют давление от 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм. (PSI) или от трех до четырех бар (это в три-четыре раза больше атмосферного давления на уровне моря). Дизельные форсунки имеют от 14 500 до 29,000 фунтов на квадратный дюйм или от 1000 до 2000 бар.

Признаки неисправности системы впрыска топлива

Медленный запуск и ускорение, остановка двигателя, пропуски зажигания или запах бензина

Проблемы с системой впрыска топлива могут принимать самые разные формы, но результат, как правило, один и тот же: недостаточное количество топлива поступает в цилиндры. Это может снизить мощность и эффективность двигателя. Вы можете обнаружить, что автомобиль с трудом заводится и разгоняется. Также возможны остановки и пропуски зажигания. Из-за неэффективного сгорания из-за неисправного топлива впрыска, в моторном отсеке может быть сильный запах бензина после запуска автомобиля.

Что вызывает неисправность системы впрыска топлива?

Засорение топливных форсунок

Сами топливные форсунки должны быть первым подозреваемым, когда возникают такие проблемы. У них могут возникнуть проблемы с электричеством или, чаще они могут забиваться. Электрическая проблема может помешать открытию и закрытию форсунки в правильное время. Засор будет, очевидно, чтобы топливная форсунка не распыляла топливо должным образом. Засоры могут возникать из-за мусора в топливе, что может указывать на проблему в топливной системе. топливный фильтр, обнаруженный в топливном баке или топливопроводе, является наиболее вероятным виновником, и его следует проверить, если вы заменяете топливную форсунку.

В вашем местном гараже может быть оборудование для проверки топливных форсунок. С помощью этого оборудования можно определить выходное давление каждой форсунки. Любая форсунка, которая слишком сильно отклоняется от надлежащего давления для вашего автомобиля, должна быть заменена. Поскольку топливные форсунки со временем изнашиваются, вы можете заменить все топливные форсунки комплектом.

Износ топливного насоса или негерметичность топливопроводов

Топливные насосы тоже могут выйти из строя. Внутренние механические детали могут изнашиваться, или, в случае электрических топливных насосов, может выйти из строя электродвигатель. Если топливный насос не качает, бензин не попадет в ваш двигатель, и вы машину вообще не заведешь. Топливопроводы, топливные баки и горловина топливного бака, конечно, могут дать течь, что приведет к потере газ, который может быть дорогостоящим с течением времени.

Можно ли отремонтировать систему впрыска топлива самостоятельно?

Вы определенно можете работать над собственной системой впрыска топлива, хотя сложность этого будет варьироваться от одной модели к другой, в зависимости от точного расположения всех частей. Поскольку система может быть довольно сложной, было бы неплохо сделать фотографии или чертежи, прежде чем что-либо разбирать. Вы можете использовать эти изображения в качестве справки на этапе переустановки ремонта.

При работе с топливной системой необходимо соблюдать определенные меры предосторожности. Горючесть топлива делает его опасным, а высокое давление в системе представляет потенциальную опасность. В принципе, вы не хотите распылять газ повсюду, и особенно на себя. Прежде чем приступить к работе с топливной системой, особенно перед снятием топливных форсунок, вам нужно сбросить давление в системе. Вы можете сделать это, отключив питание от топливного насоса, а затем запустив двигатель на холостом ходу.