Как устроен инжектор и принцип его работы

Содержание:

• Определение понятия
• История создания
• Типы форсунок
• Устройство системы
• Принципы работы
• Преимущества и недостатки
• Заключение

Карбюраторные автомобили давно сменили более мощные инжекторные. Но принцип работы этой системы пока знают не все водители. Устройство инжектора не сложное, достаточно разобраться в его деталях и их функционировании. 

Определение понятия

Начинающим водителям сначала нужно разобраться в том, что такое инжектор в автомобиле. И только после этого следует узнать о принципах его работы. Инжектор – это система или отдельная форсунка, установленная на мотор. Он необходим для распределения топлива – впрыскивает его в цилиндры или впускной коллектор. Именно в этом и заключается его отличие от карбюратора.  

В зависимости от места установки системы инжекторы делятся на несколько видов. Но любой из них может обеспечить точечную подачу топлива в автомобильный мотор или его положение в камере сгорания, где затем образуется топливно-воздушная смесь. 

Не имеет значения, на каком топливе ездит автомобиль. Инжектор справляется как с бензином, так и с дизелем. 

История создания

Впервые инжектор был установлен в 1951 году компанией Бош на купе Голиаф 700 Спорт. А через три года Мерседес начали ставить систему на свои машины. Первые опыты использования инжектора оказались успешными. 

Но на самом деле такая установка применялась еще раньше – в 30-х годах, но только на боевой авиации. Первые устройства назвать идеальными сложно, так как они мало увеличивали мощность мотора. А об экономии топлива или охране окружающей среды в то время практически не заботились. 

В 1940-х об инжекторах из-за небольшого КПД забыли на время, так как появились реактивные двигатели. Не считая усилий компаний Мерседес и Бош, активно использовать систему начали только в 80-х. Тогда производители автомобилей внедряли устройство в свои машины. 

В то время уже значительно внимание уделялось снижению количества выбрасываемых в атмосферу газов. Из-за этого требования многие инженеры решили восстановить и модернизировать старые модели форсунок. Они быстро поняли, как работает инжектор, разобрались с его устройством и внедрили его в массовое производство. Результаты не заставили себя долго ждать – большинство современных машин работают именно на такой системе. 

Типы форсунок

Существует всего два вида форсунок – электронные и механические. Первый вариант более простой. В механическом инжекторе топливо идет сразу к форсункам, с помощью блока управления оно дозируется и отправляется в камеру сгорания. Именно такой инжектор устанавливают на современных автомобилях. Он дает возможность часто пользоваться машиной. 

В механической форсунке нет электронного блока управления. Дозировкой топлива занимаются распределительные клапаны. Они подготавливают очередную порцию в зависимости от уровня открытости системы. Таким было устройство инжектора, произведенного в 30-х годах. Но механические системы встречаются и сегодня – они установлены на старых автомобилях. 

Стоит более детально рассмотреть электронные форсунки. Они делятся на подвиды:

 электромагнитные;

 электрогидравлические;

 пьезоэлектрические. 

Электромагнитные форсунки используются в бензиновых двигателях. У них простая конструкция, основные детали – электромагнитный клапан с иглой и сопло. Блок управления позволяет контролировать работу инжектора, а также обеспечивает напряжение на обмотке клапана в подходящий момент. 

Электрогидравлические форсунки подходят для дизельных двигателей. Это клапаны с камерами управлениями и двумя типами дросселей – впускными и сливными. Устройство инжектора этого вида основано на давлении топлива в каждый момент работы автомобиля. Блок управления у таких форсунок электронный. Он посылает сигналы клапану, тогда инжектор приходит в действие. 

Пьезоэлектрическая форсунка подходит только для определенного вида дизельных двигателей – с впрыскивающей системой Common Rail. Но у такого инжектора есть свои преимущества: скорость реакции, которая гарантирует несколько подач топливной жидкости за полный цикл. 

Принцип работы пьезоэлектрической форсунки основывается на гидравлике. Поршень толкателя срабатывает благодаря увеличению длины пьезоэлементов, на которые воздействует сигнал блока управления. Дозу топлива определяет длительность этого воздействия и давление жидкости в топливной раме. 

Устройство системы

Устройство инжектора простое, хотя работа системы довольно сложная. Основные элементы:

 ЭБУ;

 форсунки;

 регуляторы давления;

 электрический бензонасос.

Электронный блок управления предназначен для контроля работы системы. С его помощью водитель может обеспечить беспрерывное функционирование инжектора. Форсунки – немаловажная деталь системы. Именно форсунки дозируют топливо и передают его в камеру сгорания. Рекомендуется через каждые 30 000 км, проезженных на автомобиле, чистить их от остатков бензина или дизеля. Регуляторы давления стабилизируют работу инжектора. С их помощью топливо выталкивается через форсунки в камеру сгорания. 

А электрический бензонасос подает бензин в двигатель. Он служит связующим звеном между мотором и бензобаком, которые расположены в разных концах машины. Для механических инжекторов на старых автомобилях использовались механические бензонасосы. У них меньше КПД и более короткий эксплуатационный срок. 

В устройство инжектора также входят датчики. Они показывают температуру нагрева и количество масла, напряжение в двигателе. 

В зависимости от типа инжектора меняется и его строение. Электромагнитная форсунка состоит из якоря и сопла, иглы, уплотнения, пружины, обмотки возбуждения и электромагнитного разъема, а также сетчатого фильтра. Эти детали объединены в единую систему под общим корпусом.  

Электрогидравлический инжектор не имеет сетчатый фильтр. Но в нем есть другие детали: камера управления, штуцер подвода бензина, сливной дроссель, поршень. Именно они и обеспечивают дозированную подачу топлива в камеру сгорания. 

В пьезоэлектрической форсунке есть все эти составляющие, но присутствуют и дополнительные детали. К ним относятся: нагнетательный канал, переключательный клапан. Они и обеспечивают стабильную работу системы. 

Независимо от типа инжектора его функционирование не изменяется. Оно основано на одних и тех же принципах действия. 

Принципы работы

Основные принципы работы инжектора состоят из нескольких этапов. Они тесно связаны между собой, хотя имеются и промежуточные действия. Всего этапов четыре:

 1. Измерение массы воздуха.

 2. Передача показателей в ЭБУ.

 3. Расчет количества топлива.

 4. Воздействие заряда на форсунки. 

Сначала специальный датчик измеряет массу воздуха, который поступает в инжектор. Затем эти показатели система передает в блок управления. Сюда же доходит информация и от других датчиков, которые измеряют температуру, скорость движения коленного вала. После этого система подсчитывает количество топлива, необходимого для работы двигателя. И на последнем этапе инжектор воздействует длительными электрическими зарядами на форсунки, из-за чего они открываются и выливают бензин в коллектор из магистралей. 

Самая сложная работа проходит в блоке управления, поэтому его называют мозгом системы. Это мини-компьютер с программой, которая получает данные и моментально их анализирует, быстро реагирует на все изменения в системе. 

Для стабильной работы инжектора понадобится еще две детали – кислородный датчик и каталитический нейтрализатор. Первый способен передать ЭБУ информацию о состоянии топлива и уровне токсичности выхлопных газов. А второй используется для уничтожения недогоревших частиц. 

Преимущества и недостатки

У каждого устройства есть свои недостатки, не стал исключением и инжектор. Но преимуществ у него все же намного больше. Основные сильные стороны:

 экономия топлива;

 увеличение мощности автомобиля;

 снижение токсичности выхлопов;

 защита машины от угона;

 устранение ручной регулировки топливной подачи. 

Карбюраторы не экономили топливо, а расходовали большое количество. Инжектор позволяет сократить расходы, при этом рабочие обороты снижаются, а мощность двигателя увеличивается. Запуск мотора стал более простым – с этой системой он превратился в автоматизированный. Система обеспечивает поддержку оборотов на холостом ходу. 

Управление мотором расширилось, хотя исчезла необходимость регулировать впрыски топлива вручную. Снизилась токсичность газов, которые образуются при сгорании бензина и выходят через выхлопную трубу. Работа инжектора больше не зависит от атмосферного давления, поэтому авто можно использовать в горах и других местностях, где воздух разрежен. 

Но важно учесть и некоторые недостатки системы:

 требования к качеству топлива;

 особенная диагностика;

 высокое давление внутри инжектора.  

Придется использовать только качественное топливо, так как в противном случае форсунки системы будут постоянно забиваться несгоревшими остатками. Диагностику и ремонт смогут провести специалисты в СТО, самостоятельно разобраться в электронном инжекторе сложно. 

Система очень чувствительна к перепадам напряжения, она зависит от электропитания. Внутри нее топливо постоянно находится под высоким давлением. Из-за этого во время аварий автомобиль может легко загореться и взорваться. На большинстве современных машин во избежание таких ситуаций устанавливают контроллер.

Заключение 

Инжектор нельзя назвать очень простым устройством. Но он позволяет использовать автомобиль на более высокой мощности и при этом меньше загрязнять окружающую среду. А отремонтировать его не проблемно – этим занимаются на каждом СТО. Да и определить неисправность легко: буду происходить сбои при запуске двигателя. Начинающим и опытным водителям следует задуматься о покупке современной машины именно с электронным инжектором.  

Выбрать инструктора:

• Автоинструктор Алексей
• Автоинструктор Оксана
• Автоинструктор Дмитрий
• Автоинструктор Лариса
• Автоинструктор Марина
• Автоинструктор Алексей
• Автоинструктор Михаил
• Автоинструктор Майя
• Автоинструктор Ася
• Автоинструктор Яков

Отзывы:

Все отзывы

Принцип работы инжекторного двигателя, что такое инжекторный двигатель

Что такое инжекторный двигатель? Это разновидность двигателя с инжекторной системой подачи топлива. Данный вид двигателя обеспечивает экономичный расход топлива и уменьшение выбросов продуктов его сгорания в атмосферный воздух.

• Типы инжекторных систем
• Как работает инжектор
• Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного
• Применение инжекторных двигателей
• Достоинства и недостатки инжекторного двигателя
• Заключение

Основное его отличие от других типов состоит в особенностях работы системы подачи топлива. А именно, впрыскивание топлива осуществляется принудительно при помощи специального элемента для его дозирования (форсунки) в цилиндр или систему трубок и заслонок (впускной коллектор).

Инжекторные двигатели начали устанавливать с 1930х годов, но популярность они смогли завоевать только в конце 90хх годов.

Типы инжекторных систем

Различают несколько типов данных систем в зависимости от способа подачи топлива, а именно:

• Инжекторная система с центральной подачей топлива. Одна форсунка поставляет смесь топлива и воздуха в коллектор¸ после чего происходит её распределение по всем цилиндрам;
• С многоточечной подачей. В этом варианте на каждый цилиндр имеется своя форсунка. Этот тип наиболее распространен. Чаще подача смеси осуществляется напрямую по цилиндру с последовательным топливовспрыском.

Выделяют также двух- и четырехтактные системы. Такт – это все процессы, которые происходят в цилиндре за время одного ходя поршня.

Принцип работы инжекторного двигателя основан на сборе и оценке информации о состоянии двигателя и его работы с помощью специальных датчиков:

• Датчик оборотов. Производит передачу сигнала о скорости, на основании этих данных блок управления рассчитывает необходимый расход топлива;
• Датчик массового расхода воздуха. Измеряет силу воздушного потока;
• Температуры антифриза. Проводит замеры температурного режима системы охлаждения и активирует работу вентилятора при необходимости;
• Дроссельной заслонки. Осуществляет контроль положения заслонки дросселя и регулирует распределение топлива, которое попадает в камеру сгорания;
• Кислорода в выхлопных газах. Фиксирует концентрацию кислорода в выхлопных газах. А также обеспечивает необходимую концентрацию газов и топлива в камере сгорания;
• Детонации. Определяет силу взрыва в камере сгорания;
• Положения распределительного вала. Участвует в согласовании подачи топлива и работы двигателя;
• Температуры воздуха. Определяет температуру, которая поступает в двигатель. Контролёр инжектора (его «мозги») в результате обработки полученной информации, собранной от всех перечисленных приборов и устройств, регулирует работу следующих систем:
• Форсунок. Это электромагнитный клапан, который осуществляет распыление топлива за счёт давления;
• Электронасоса подачи топлива. Он контролирует давление в системе;
• Модуля зажигания. Соответствует количеству свечей зажигания. Управляет их работой;
• Регулятор холостого хода. Корректирует подачу воздуха в обход дроссельной заслонки на нейтральной передаче;
• Вентилятор, охлаждающий мотор.

org/ImageObject»>

Как работает инжектор

Каждый двигатель оснащен поршнями и цилиндрами. В них происходит преобразование тепловой энергии в механическую.

Для осуществления этого процесса в инжекторном двигателе существует несколько этапов:

1 этап – такт впуска. Поршень в начале этого этапа находится в верхней мертвой точке. С началом работы двигателя стартер проворачивает посредством маховиков коленчатый вал. Датчик коленвала посылает блоку управления инжектора информацию о положении конкретного цилиндра. Датчик фаз анализирует такты. Блок управления получив данную информацию, открывает в нужном цилиндре форсунку на строго определенное время.

А вы знаете, что у некоторых двигателей имеется несколько клапанов впуска? Они увеличивают мощность двигателя, а соответственно и скоростные характеристики автомобиля;

2 этап – сжатие топливовоздушной смеси. Когда поршень достигает нижней мертвой точки, он начинает снова подниматься. Что приводит к сжатию смеси топлива и газов до размеров камеры сгорания. Клапаны в этот момент закрыты;

3 — этап рабочего хода. На этом этапе происходит поджигание свечой зажигания сжатой смеси воздуха и топлива. Что провоцирует взрыв, посредством увеличения давления на дне поршня. Это приводит к тому, что поршень опускается вниз до уровня нижней мертвой точки.

Клапаны впуска и выпуска закрыты для того, чтобы сила давления на поршень была достаточной для проворачивания коленчатого вала. После взрыва блок управления регулирует момент зажигания для последующего цилиндра. А так же нормирует газовый состав топливовоздушной смеси. Это позволяет предельно эффективно использовать топливо и его сгорание;

4 этап – такт выпуска. Предыдущий этап приводит к открытию выпускного клапана. Поршень начинает двигаться вверх, выбрасывая газы, образовавшиеся в результате взрыва и сгорания.

Важно! Прогрев двигателя не оказывает влияния на показания датчика массового расхода воздуха и датчика взрыва, так как блок управления работает по специальным запрограммированным таблицам.

Чем отличается инжекторный двигатель от карбюраторного

В работе и устройстве инжектора и карбюратора можно выделить следующие отличия:

• В инжекторном двигателе подача смеси газов и топлива осуществляется в специальную камеру, в карбюраторном двигателе образование топливовоздушной смеси происходит в самом карбюраторе;
• Смесь в инжекторном двигателе подается форсунками в цилиндры и в впускной коллектор принудительно. В карбюраторе этот процесс происходит само по себе;
• В инжекторном двигателе форсунки подают строго дозированное количество топлива;
• Инжекторная система обеспечивает мощность двигателя на 15% больше, чем карбюратор;
• Инжектор более экономичен и экологически безопасен, чем карбюратор.

Применение инжекторных двигателей

Изначально инжекторные двигатели устанавливали в авиации. Особую популярность получили во времена Второй Мировой войны. Авиамоторы тогда создавали именно с этой системой. Затем инжекторы стали устанавливать в автомобили. В процессе ввода в широкие круги, инжекторы стали вытеснять карбюраторные варианты двигателей. И с 2005 года автомобильные двигателя оснащены именно инжекторной системой подачи топлива.

Достоинства и недостатки инжекторного двигателя

К его плюсам можно отнести:

• Экономичное потребление топлива;
• Большая динамика двигателя;
• Отсутствуют проблемы с запуском двигателя в холодное время года;
• Более надежный в эксплуатации, чем карбюраторный вариант;
• Нет необходимости ручного регулирования режимов его работы.

К недостаткам относят:

• Дороговизна запчастей;
• Сложная диагностика неисправностей;
• Некоторые детали не подлежат ремонту;
• Дорогие обслуживание и регулировка работы инжектора, ремонт требуется проводить в автомастерских;
• Чувствительны к топливу плохого качества.

Заключение

Не смотря на перечисленные недостатки, инжекторные двигатели представляют собой современный вариант топливной системы, обеспечивающий большую мощность и экономичное расходование топлива. А также более безопасную комплектацию двигателей в плане влияния на экологию.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 5 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Принцип работы форсунки

Кевин Сюй

Кевин Сюй

Система впрыска топлива Common Rail под высоким давлением ︱Производитель（Инжектор, узел клапана, форсунка）︱Международная торговля ＆ Менеджер по развитию рынка в…

Опубликовано 30 августа 2021 г.

+ Подписаться

Топливная форсунка состоит из корпуса топливной форсунки, топливной форсунки, опоры, пружины и так далее. Масло под высоким давлением закачивается из порта подачи топлива топливной форсунки, и высокое давление создается в корпусе топливной форсунки, воздействуя на конусную поверхность топливной форсунки. Когда давление масла превышает установленное значение, сердечник клапана топливной форсунки открывается, и масло под высоким давлением распыляется из отверстия форсунки. Оно сгорает в цилиндре двигателя в виде тумана, заставляя поршень совершать возвратно-поступательное движение.

Топливная форсунка представляет собой прецизионное устройство с очень высокой точностью обработки, для которого требуется большой динамический диапазон расхода, сильные возможности защиты от засорения и загрязнения, а также хорошие характеристики распыления. Топливная форсунка получает импульсный сигнал впрыска топлива, посылаемый ЭБУ, и точно регулирует объем впрыска топлива. Характеристики распыления форсунки включают размер частиц распыления, распределение масляного тумана, направление потока масла, диапазон и угол конуса диффузии. Эти характеристики должны соответствовать требованиям системы сгорания дизельного двигателя, чтобы смесеобразование и сгорание были идеальными, и можно было получить более высокую мощность и термический КПД.

Топливные форсунки с электронным управлением являются наиболее важными и сложными компонентами системы Common Rail, а также наиболее сложными компонентами в конструкции и технологическом процессе. ЭБУ управляет открытием и закрытием электромагнитного клапана для впрыска топлива из топливной рампы высокого давления в камеру сгорания с оптимальным моментом впрыска топлива, объемом впрыска топлива и скоростью впрыска топлива. Для достижения эффективной начальной точки впрыска и точного объема впрыска в системе Common Rail используется специальный инжектор с гидравлической сервосистемой и электронными компонентами управления (электромагнитными клапанами).

• Каково важное влияние топливных форсунок на улучшение общей производительности топливных форсунок?

  27 июля 2021 г.

• Меры предосторожности при разборке и сборке топливных форсунок

  22 июля 2021 г.

• Метод обслуживания дизельной топливной форсунки Common Rail высокого давления

  8 июня 2021 г.

• Метод проверки инжектора

  31 мая 2021 г.

  

• Роль и функция инжектора

  25 мая 2021 г.

• Принцип работы инжектора Денсо

  19 мая 2021 г.

• Обслуживание форсунок — Green Po’we’r

  18 мая 2021 г.

• Топливный инжектор

  17 мая 2021 г.

  

• Руководство Департамента образования провинции Шаньдун посетило новую зеленую энергетическую компанию

  7 мая 2021 г.

Другие также смотрели

Исследуйте темы

Принцип работы и схема топливной форсунки

Топливная система двигателя автомобиля делится на два типа: карбюраторный и инжекторный. Оба типа имеют одинаковую функцию подачи бензина во впускной коллектор с идеальным объемом.

Но есть ли в нем кооперативный принцип?

Очевидно, что карбюраторный тип использует принцип разницы давлений, а тип впрыска топлива использует принцип компьютеризированного расчета.

Тогда как работает впрыск топлива? давайте обсудим подробно.

Определение систем впрыска топлива

Система впрыска топлива представляет собой мехатронные схемы, которые объединяют механические и электронные схемы для достижения общей цели, то есть подачи топлива во впускной коллектор с идеальным объемом.

В системе впрыска топлива есть две группы, а именно группа топливопроводов (механическая часть) и группа контроллера (электронная часть).

Система впрыска используется практически во всех выпускаемых сегодня автомобилях. Это связано с тем, что система впрыска имеет много преимуществ.

Преимущества системы впрыска топлива;

• Экономичное использование топлива
• Экологически чистый
• Чистый шум двигателя
• Выбросы ЕВРО 3 или выше

Все вышеперечисленные преимущества достигаются благодаря тому, что принцип работы системы впрыска топлива сильно отличается от принципа работы карбюратора. Кроме того, при определении объема подаваемого топлива также больше ориентиров, так что он может быть более точным.

Принцип работы системы впрыска топлива

Система впрыска топлива и карбюратор работают по одному принципу, то есть по разнице давлений. Однако в системе впрыска топлива давление со стороны топлива увеличивается настолько, что оно превышает пространство впускного коллектора.

Таким образом, можно сказать, что в карбюраторном типе давление во впускном пространстве (Вентури) понижено, так что возникает разница давлений. В то время как в системе впрыска давление со стороны топлива увеличивается, так что возникает разница давлений.

Для повышения давления со стороны подачи топлива имеется электрический насос, который будет перекачивать топливо в топливные шланги. Поскольку давление со стороны подачи топлива больше, чем на стороне впуска, топливо будет поступать во впускной коллектор через форсунку.

Приведенные выше фрагменты являются только описанием обложки, для получения дополнительной информации, пожалуйста, продолжайте читать.

Основной компонент системы впрыска топлива

1. Топливные баки, компоненты для хранения запаса топлива.
2. Топливный насос, предназначен для повышения давления топлива в топливных шлангах.
3. Топливные шланги, предназначение для слива топлива из бака к форсунке.
4. Форсунка предназначена для подачи топлива во впуск в виде аэрозоля
5. Системный контроллер регулирует, когда и как долго открывается инжектор.

Рабочая схема системы впрыска топлива

Когда мы запустим двигатель, топливный насос будет работать так, что давление топлива в топливных шлангах увеличится.

Здесь есть поток топлива из бака к топливному насосу и к форсунке.

В этом состоянии давление в топливопроводах превышает давление во впускном коллекторе, поэтому при открытии форсунки топливо может выйти немедленно. Однако форсунка не открывается неосторожно. Но ECU-датчик-исполнительный механизм выполняет расчет для регулирования необходимого объема топлива.

Мы называем это электронным контроллером, потому что в системе впрыска топлива электронных частей больше, чем механических. Для механических частей, только ограничено выше.

Тогда как работает этот электронный контроллер?

Этот электронный контроллер состоит из трех основных компонентов, а именно;

1. Датчик
2. ЭБУ
3. Привод

Датчик служит индикатором состояния индикатора. Примеры датчиков в системе впрыска топлива:

• IAT (температура воздуха на впуске), используется для определения температуры воздуха на впуске.
• MAF (массовый расход воздуха), используемый для определения периода воздуха на основе его расхода.
• MAP (абсолютное давление во впускном коллекторе), используется для определения разрежения во впускном коллекторе.
• ECT (температура охлаждающей жидкости двигателя), используется для определения тепла охлаждающей воды
• Кислородный датчик, используемый для определения уровня кислорода в выхлопных газах.
• CKP (положение коленчатого вала), используется для определения оборотов двигателя.
• CMP (положение распределительного вала), используется для определения положения двигателя TOP 1.

ECU или электронный блок управления — это процессор на транспортном средстве, который вычисляет все данные с датчика. Итак, ECU функционирует для обработки данных, результатом является команда, подаваемая исполнительному механизму.

В то время как привод представляет собой устройство вывода, которое предназначено для преобразования команд от ЭБУ в механические движения. В этом случае форсунка работает как исполнительный механизм. Инжектор получает команду в виде напряжения от ЭБУ, а затем преобразует его в движение для открытия сопла на конце форсунки. Когда сопло открывается, топливо может немедленно выйти.

Тогда какая схема?

Когда мы запускаем двигатель, коленчатый вал автоматически вращается. Это вызывает процесс всасывания на поршне, поэтому датчики системы впрыска будут работать для определения температуры, массы, вакуума и температуры двигателя.