Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Инжекторный двигатель: принцип работы инжектора, неисправности

Инжекторный двигатель – агрегат, укомплектованный системой электронного впрыска топлива, управляемый электронным блоком управления. Массовый переход на инжектор к концу 80-х годов вполне оправдан: впрысковые моторы более экологичны, экономичны, по ходу работы состав и количество смеси корректируется согласно нагрузкам двигателя ЭБУ.

Главные отличия карбюратора от электронного впрыска

Электронный инжекторный двигатель кардинально различается от карбюраторного. В карбюраторном моторе смесеобразование внешнее (готовится в карбюраторе), а инжекторные форсунки впрыскивают топливо, либо в коллектор перед впускным клапаном, либо в цилиндр непосредственно.

Карбюратор – на 80% механическое устройство, если не считать экономайзера принудительного холостого хода (когда двигатель отключается при отпущенной педали газа на ходу), и электронного подсоса (для запуска и прогрева двигателя, смесь подается обогащенной).

Инжектор является дозатором, который способен в разное время и в течение разного времени впрыскивать топливо.

Если взять два одинаковых двигателя, на одном из которых топливная система будет инжекторная, а на втором карбюраторная, у второго мощность будет выше на 15-20%.

Разновидности инжектора

На сегодняшний день используется электронный распределенный непосредственный впрыск. Переходным этапом инжектирования был моновпрыск (центральный) с одной форсункой. Моновпрыск использовался очень мало, так как недостатков было больше, чем достоинств. Скоро его заменил распределенный впрыск.

Распределенный электронный впрыск топлива предполагает наличие форсунок, по одной на каждый цилиндр. Воздух в цилиндры попадает через впускной коллектор и дозируется дроссельной заслонкой.

Непосредственный впрыск напоминает дизельную топливную систему, так как форсунки вмонтированы прямо в цилиндры, от чего и происходит название.

Устройство инжекторного двигателя

Простейший инжектор состоит из следующих компонентов:

  • ЭБУ (электронный блок управления),
  • электрический бензонасос,
  • топливная рампа и датчик давления топлива,
  • электронные форсунки,
  • впускной коллектор с дроссельной заслонкой,
  • датчики: температуры ОЖ, детонации, расхода воздуха, положения дросселя, положения коленчатого вала, наличия кислорода в выпускном коллекторе.

Как вышеуказанные компоненты взаимодействуют между собой, на примере запуска двигателя: при повороте ключа в замке зажигания включается бортовая сеть, электробензонасос начинает подкачку топлива.

После следующего поворота срабатывает датчик положения коленвала, чтобы поджечь своевременно смесь. Топливо через рампу попадает в форсунки. Отношение топлива к воздуху, угол зажигания и момент подачи топлива определяется блоком управления, который основывается на данных датчиков температуры ОЖ, ДМРВ и ДПДЗ.

Во время работы инжекторного двигателя все датчики фиксируют изменения в двигателе, о чем постоянно сообщают блоку управления.

В программе блока управления «зашита» целая сетка, называемая топливной картой. Топливная карта позволяет корректировать смесь по следующим параметрам:

  1. момент открытия форсунки;
  2. время, при котором игла форсунки открыта;
  3. количество топлива;
  4. угол зажигания.

Под каждый режим работы (запуск, холостой ход, слабые нагрузки, средний режим, и режим максимальных оборотов) запрограммированы свои параметры, указанные выше. Это одно из главных отличий от карбюратора, так как имеется возможность широкой настройки топливной системы программируемым способом.

Достоинства и недостатки двигателя с электронным впрыском

Из плюсов можно выделить:

  • широкие возможности настройки двигателя под свои потребности (максимальная мощность, или максимальная экономичность),
  • весь процесс работы двигателя управляется электроникой,
  • компьютерная диагностика,
  • экологичность.

Недостатки:

  • стоимость ремонта и обслуживания,
  • уязвимость электроники,
  • зависимость от стабильного напряжения бортовой сети.

Основные неисправности

Из-за того, что инжектор – это цепочка сложных электронных систем, некоторые из деталей имеют свойство изнашиваться, а именно:

Электронные датчики, такие как ДМРВ, лямбда-зонд (датчик выявления кислорода в выхлопной трубе), датчик температуры охлаждающей жидкости — часто выходят из строя в силу своей работ в агрессивной среде

Топливные форсунки, особенно непосредственного впрыска, уязвимы к загрязнению, вследствие чего мотор начинает троить. Но чистка форсунок требуется не так часто, как чистка карбюратора

Выход из строя форсунки из-за западания иглы, что приводит к гидроудару (несжимаемая жидкость в виде топлива не сгорает, из-за чего поршень давит на шатун, когда тот стремится вверх, результат — пробитие блока цилиндров).

Рекомендации по эксплуатации инжекторного двигателя

Инжекторная система питания долговечна, но требуется соблюдать следующие меры:

  • Раз в год производить чистку форсунок (добавкой моющей присадки в топливо),
  • Каждые 10 000 км менять топливный фильтр,
  • Сократить на 30-50% диапазон замены воздушного фильтра,
  • Обрабатывать средством для контактов провода датчиков двигателя,
  • Обеспечить герметизацию ЭБУ.

А также раз в 20 000 км надо чистить дроссельную заслонку, регулятор холостого хода и впускной коллектор.

Устройство автомобиля: инжектор

Споры о преимуществах инжекторного двигателя над карбюраторным, давно не актуальны – инжекторные системы воцарились на рынке, а новый автомобиль с карбюратором теперь попросту не найти. И все же не лишним будет разобраться, что же такое «инжектор», и чем обеспечено его тотальное господство на рынке легкового автотранспорта?

История инжектора

Впервые о замене карбюратора принципиально новой системой задумались ещё в самом начале 20-го века авиационные инженеры. Перепробовав все известные типы карбюраторов, они уже к сороковым годам прошлого века пришли с готовой к серийному производству системой инжектора, под давлением подающей топливо в камеру сгорания независимо от гравитации (что важно для самолётов) и точно в требуемом количестве (что позволяет получать меньший расход топлива, большую мощность и снижение уровня вибраций).

К концу второй мировой войны инжекторный двигатель с механическим впрыском можно было встретить на истребителях и бомбардировщиках Германии, Японии, Великобритании, СССР и США.

Кстати, тогда же появилась и столь знакомая многим современным автолюбителям процедура, как промывка инжектора — легендарный японский истребитель А6М «Зеро» требовал чистки форсунок после каждого вылета.

Затем автопроизводители оценили возможности применения впрыска для увеличения мощности двигателя при сохранении его экономичности: в 1940 году итальянцы из Alfa Romeo на своём купе 6C тестируют экспериментальную систему электронного впрыска, а Mercedes-Benz в 1954 году запускает в серию своё легендарное купе 300SL «Крыло Чайки», где была установлена механическая система прямого впрыска топлива.

Впрочем, никто из них не был пионером в создании «инжектора» – те или иные технические решения, примененные в этих автомобилях, отрабатывались на множестве экспериментальных конструкций, начиная с французских двигателей Леона Левассера с механическим впрыском образца 1902 года.

В России же системами инжекторного впрыска на автомобильной технике занимались и в Центральном научно-исследовательском автомобильном и автомоторном институте «НАМИ» и на Горьковском автомобильном заводе. Впрочем, некоторое отставание в области электронных компонентов не позволило удачно развернуть производство электронных систем впрыска в шестидесятых годах. Механический же впрыск в СССР, к сожалению, массово не вышел за рамки авиационных и дизельных двигателей.

Схема работы инжектора

Схема инжектора и закономерности его работы, пожалуй, даже проще для понимания, чем принципы работы карбюратора. Если карбюратор – это изящное техническое воплощение целого ряда физических законов в металле, то даже самая современная система инжектора таит в себе всего-лишь насос, подающий топливо сначала в находящуюся под небольшим давлением систему топливных каналов (топливную рампу), а потом (через электрический клапан) в сопло форсунки. Сопло, в свою очередь, распыляет топливо, которое смешивается с воздухом внутри впускного коллектора и через впускной клапан попадает в цилиндр уже в виде топливо-воздушной смеси. Собственно, терминами «инжектор» и «форсунка» сейчас чаще всего обозначают устройство, совмещающее в одном корпусе сопло-распылитель и электрический клапан.

Для понимания принципов работы инжекторного двигателя можно представить себе обычный цикл работы цилиндра четырёхтактного двигателя. При установке на нём карбюратора можно вполне налить топлива в сам карбюратор и отключить его от топливной системы вовсе – двигатель сможет завестись сам, так как топливно-воздушная смесь формируется в карбюраторе под действием втягивающего потока воздуха, который «засасывает» с собой смесь, и она уже готовой попадает во впускной коллектор. Не нужно ни давления, ни особого управления – схема проста и характеризуется тем, что топливная смесь формируется ещё до попадания к впуску в цилиндр.

В схеме с применением инжекторных форсунок смесь «готовится» непосредственно во впускном коллекторе (а в случае прямого впрыска – вообще в самой камере сгорания). В точно заданный системой управления момент открывается электроклапан, разделяющий топливную систему и впускной коллектор. Под давлением, созданным бензонасосом, инжектор распыляет топливную смесь в количестве, строго необходимом для поддержания близкого к стехиометрическому (читай-оптимальному) составу смеси. При этом воздух в коллектор на большей части нетурбированных автомобилей попадает под воздействием разряжения, созданного цилиндром – что позволяет, зная текущую его температуру, точно понимать, сколько топлива можно сжечь, имея данный объем воздуха.

Минус схемы инжектора в том, что смесь получается не настолько гомогенной (однородной и хорошо перемешанной), как на дорогих спортивных карбюраторах, а система управления форсунками требует точной настройки для оптимальной синхронизации работы топливных форсунок, впускных клапанов и цилиндров. Но плюсов системы всё же оказывается больше:

  • растёт экономичность и одновременно мощность за счёт точной дозировки топлива в зависимости от текущей потребности и ситуации.
  • равномернее распределяется топливо и между цилиндрами (мы не берем сейчас многокарбюраторные системы и ранние инжекторы с одной форсункой на несколько цилиндров),
  • автоматизируются процессы настройки двигателя в зависимости от условий эксплуатации,
  • понижается уровень вредных выбросов в атмосферу,
  • расширяются возможности для тюнинга двигателя
  • облегчается диагностика двигателя (с учетом использования электронных технических средств)
  • сборка и настройка инжекторных двигателей в производстве обходится дешевле, чем сборка и настройка карбюраторных систем

С точки зрения водителя, автомобиль с инжекторной системой впрыска, как правило, быстрее реагирует на изменение положения педали газа, легче заводится в условиях, отличных от идеальных, потребляет меньше топлива и обладает более высокой мощностью по сравнению с аналогичным двигателем с карбюраторной системой питания.

Кстати, возможность выбирать – карбюратор или инжектор, когда-то была: на раннем этапе развития систем впрыска применялся в основном центральный (моно, одноточечный, Single-Point injection, SPi) впрыск, форсунка легко ставилась на место карбюратора как опция и работала одновременно на все цилиндры двигателя. Система была проста, надёжна и предполагала расположение форсунки вне зоны высоких температур.

При такой схеме не требовалось сложной электроники или механики для синхронизации работы форсунок на нескольких цилиндрах, но за это приходилось платить отсутствием той универсальности, которую дают более современные системы с распределенным, или многоточечным (Multi-Point Injection, MPi), впрыском.

В итоге именно распределенный впрыск получил наибольшее распространение и сейчас эволюционировал во множество подвидов, как то непосредственный впрыск в камеру сгорания (Direct Fuel injection, DFI) и несколько подвидов обычного распределенного впрыска в зависимости от времени открытия форсунок:

  • при параллельном, или одновременном, впрыске (SMPI) все форсунки в двигателе срабатывают одновременно и независимо от тактов цилиндров, дважды за цикл впрыскивая топливо во впуск соответствующего цилиндра. При данном способе впрыска, часто встречавшемся на автомобилях 90-х годов, форсунки нужны в основном для более точной – по сравнению с центральным впрыском — дозировки топлива. Тем не менее, время между впрыском и попаданием топлива в цилиндр для разных цилиндров оказывается разным (пусть мы и говорим о миллисекундах), что сказывается на неравномерности смеси от цилиндра к цилиндру.
  • при попарно-параллельном – форсунки делятся на группы, срабатывающие в разное время. Таким образом, точка срабатывания форсунки приближается к оптимальному времени впрыска топлива для подготовки смеси – что позволяет сократить разницу в качестве смеси в цилиндрах. За цикл работы двигателя топливо впрыскивается дважды, как и при одновременном впрыске – более того, на время пуска двигатель с попарно-параллельной схемой впрыска переходит в режим одновременного впрыска.
  • при фазированном впрыске или (CIFI) – каждая форсунка управляется независимо от остальных и открывается точно перед тактом впуска. Именно эта система в данный момент является наиболее распространенной, так как позволяет обеспечить точное управление каждой форсункой и использовать оптимальное для каждого цилиндра время впрыска.

Отдельно следует отметить, что система инжекторного впрыска сама по себе универсальна и используется не только для бензиновых автомобилей. Механический впрыск на дизельных двигателях появился едва ли не раньше, чем на бензиновых – с двадцатых годов двадцатого века и поныне только на модельных дизелях и некоторых тракторных моторах используется схема, отличная от инжекторного впрыска.

Например, для дизельных силовых агрегатов крайне распространена прогрессивная система прямого впрыска Common Rail (она же известна как TDI, VCDi, CDI, TCDi, i-DTEC, CRDi – в зависимости от производителя), фактически превращающая топливную рампу в замкнутый аккумулятор для хранения топлива под более высоким, по сравнению с другими системами впрыска, давлением. В результате форсунки подают топливо с ещё большим давлением, что положительно сказывается, в частности, на расходе топлива. Но между прочим, впервые эта «современная» система была применена на британских двигателях для подводных лодок Vickers в 1916 году и в дальнейшем развивалась в основном по пути повышения давления в топливном аккумуляторе.

Система управления инжектора

Системы, координирующие действия каждой отдельной форсунки- инжектора двигателя, бывают как механическими, так и электронными. Собственно, первые массовые системы впрыска на легковых автомобилях появились в пятидесятых годах двадцатого века и довольно долгое время были исключительно механическими (как, например, целое семейство систем Bosch D-Jetronic).

Но по-настоящему эпоха инжекторного впрыска началась только с распространением микроконтроллеров — стоимость их разработки, производства и настройки гораздо ниже в сравнении с аналогичными процессами для механических систем с теми же функциональными возможностями.

Сегодня система управления инжекторным двигателем далеко ушла от алгоритмов работы первых механических систем. Соблазн относительно недорого использовать возможность оперативного изменения дозировки и времени подачи топлива на каждый отдельный инжектор двигателя (форсунку – ведь именно так переводится слово «инжектор») сделал своё – микроконтроллер сейчас собирает данные со множества дополнительных датчиков (от температурных и ДМРВ(Датчик Массового Расхода Воздуха) до датчиков включения кондиционера и отслеживания неровностей дороги). В зависимости от результата анализа этих данных контроллер выдаёт указания целому ряду устройств помимо, собственно, связки «бензонасос-инжектор» — системе зажигания, регулятору холостого хода, системе охлаждения и тому же кондиционеру.

Промывка инжектора

Есть целый ряд проблем, характерных именно для инжекторных двигателей. Это могут быть проблемы, общие для всех типов двигателей, а могут появляться и проблемы с электронными датчиками, вышедшими из строя по разным причинам.
Но главная проблема даже самого надежного инжекторного двигателя в России — сбои из-за засорения системы топливоподачи.

Троение, не связанное с состоянием свечей зажигания, катушек и высоковольтных проводов, трудности запуска зимой, заметное ухудшение приемистости двигателя, разница в нагаре на свечах зажигания из разных цилиндров, повышенный расход топлива и неполное сгорание смеси – всё это действительно может указывать в том числе и на закоксовывание форсунок.

Большая часть операций с системой впрыска инжекторного двигателя, с точки зрения многих официальных производителей, сводится к замене неразборных форсунок новыми, но существуют и методики чистки, охотно предлагаемые различными автосервисами.

Их условно можно разделить на два типа – промывку инжектора и ультразвуковую чистку форсунок. И та, и другая операция выполняется как со снятием топливных форсунок, так и прямо на двигателе.

У каждого способа свои нюансы, но следует помнить, что при промывке форсунок жидкостью без снятия их с двигателя после завершения процедуры рекомендуется заменить свечи и масло (и соответствующий фильтр) в двигателе, предварительно промыв его — что делает операцию весьма накладной. Кроме того, следует учитывать, что ввиду наличия в форсунках сеточки-уловителя, промывка некоторых форсунок может быть возможна только в направлении, обратном обычному распылению.

При снятии форсунок с двигателя замене подлежат уплотнительные резиновые прокладки этих форсунок. При этом для самой чистки потребуется специальный промывочный стенд либо самодельные приспособления, которые заставят форсунку открыть клапан для промывки.

В любом случае есть серьёзный риск повреждения двигателя в результате неверных действий. А в случае обслуживания дизельных двигателей следует учитывать еще и возможность наличия в системе серьёзного остаточного давления.

И все же нельзя сказать, что диагностика и обслуживание инжекторного двигателя существенно сложнее диагностики и обслуживания карбюраторного.

Конечно, для обслуживания карбюраторного двигателя не нужен сканер ошибок или бортовой компьютер. В нем не присутствует того количества датчиков и подсистем, которое мы встречаем в системе управления инжекторным двигателем.

С другой стороны – при наличии нужного оборудования компьютер инжекторного двигателя тут же объясняет, где искать неисправность – и для этого не надо вызывать опытного специалиста-диагноста, а достаточно подключить бортовой компьютер или OBD-сканер.

На ряд же неисправностей, не улавливаемых сканером, существует управа в виде внимательного отношения к собственному авто – изменение поведения автомобиля на дороге, смена звучания двигателя, сбои в работе отдельных систем или внезапно проснувшийся аппетит – всё это указывает на возникшие проблемы и необходимость диагностики. А еще, самый страшный враг «инжектора» — некачественное топливо. Так что внимательно стоит отнестись и к выбору заправочной станции.

Автор
Дмитрий Лонь, корреспондент MotorPage.ru
Издание
MotorPage.Ru

Как работает инжекторный двигатель, принцип работы и преимущества

Вместо недавно повсеместно распространенных карбюраторных двигателей сейчас в основном используются инжекторные или впрысковые двигатели. Принцип их работы относительно прост и чрезвычайно экономичен. Однако, чтобы оценить преимущество инжектора, нужно сначала разобраться, почему они пришли на смену карбюраторам.

Карбюратор служит для подачи топлива во впускной коллектор, где оно уже смешивается с воздухом, а оттуда распределяется в камеры сгорания поршней. На подачу и смешивание топлива с воздухом израсходуются силы двигателя – до десяти процентов. Бензин всасывается в коллектор благодаря разнице в давлении в атмосфере и коллекторе, а чтобы поддерживать нужный уровень давления, как раз и расходуются ресурсы двигателя.

Кроме этого у карбюратора есть и масса других недостатков, например, когда через карбюратор проходит слишком много топлива, он просто физически не успевает направить его через узкую горловину в коллектор, в результате чего карбюратор начинает коптить. Если же топливо ниже определенного уровня, то двигатель попросту не тянет и глохнет – знакомая многим ситуация.

Принцип работы инжектора

Инжектор, в принципе, исполняет в двигателе ту же работу, что и карбюратор – подает топливо в камеры сгорания поршней. Однако происходит это не из-за всасывания бензина в коллектор, а методом впрыска топлива через форсунки непосредственно в камеры сгорания или в коллектор, и здесь же происходит смешивание топлива с воздухом.

Мощность инжекторных двигателей в среднем на 10 процентов выше, чем карбюраторных.

Инжекторы делятся на два основных вида:

  • моновпрыск – топливо подается через форсунки в коллекторе, а затем распределяется непосредственно в камеры сгорания;
  • распределенный впрыск – в головке цилиндров имеется форсунка для каждого поршня и смесь топлива с воздухом происходит в камере сгорания.

Инжекторные двигатели с распределенным впрыском являются самыми экономичными и мощными. Подача бензина происходит в момент открытия впускного клапана.

Преимущества инжектора

Система впрыска незамедлительно реагирует на любые изменения нагрузки на двигатель, как только увеличиваются обороты, впрыск производится чаще.

Автомобили с впрысковой системой легче заводятся, увеличивается динамический момент двигателя. Инжектор меньше реагирует на погодные условия, ему не требуется длительное прогревание при минусовых температурах воздуха.

Инжекторы более “дружелюбны” к экологии, уровень выбросов вредных веществ на 50-70 процентов ниже, чем у карбюратора.

Также они более экономны, поскольку топлива расходуется ровно столько, сколько нужно для бесперебойной работы двигателя в данный момент.

Недостатки впрысковых систем

К недостаткам можно отнести тот факт, что для нормальной работы двигателя требуется слаженная работа нескольких электронных датчиков, которые контролируют разные параметры и передают их на главный процессор бортового компьютера.

Высокие требования к чистоте топлива – узкие горлышки форсунок очень быстро будут забиваться, если пользоваться некачественным бензином.

Ремонт обходится очень дорого, а некоторые элементы вообще не подлежат восстановлению.

Как видим, ни одна система не лишена недостатков, однако преимуществ у инжектора значительно больше и именно из-за этого инжекторные двигатели пришли на замену карбюраторным.

Очень наглядное видео, в 3D, о принципе работы инжекоторного двигателя.

В данном видео вы узнаете о принципе работы системы питания инжекторного двигателя.

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

Из самолетов – в автомобили: эволюция и преимущества инжекторных систем

Сегодня карбюраторные системы впрыска остаются актуальными разве что для любителей покопаться в старом автомобильном «железе»: последние 20–30 лет их заменяет инжекторная система подачи топлива. И сдавать позиции она не собирается. Вместе с компанией Bosch разбираемся в преимуществах, которые обеспечивают подобные системы, а также в тонкостях их эксплуатации и обслуживания.

Главный недостаток карбюраторных двигателей — сложности с точностью дозирования топливовоздушной смеси. Из­за этого в некоторых условиях мотору может недоставать мощности. А порой — напротив, в него поступают излишки топлива, которые, помимо прочего, ухудшают показатели выбросов CO2 — настолько, что сегодня двигатели этого типа уже попросту не соответствуют действующим экологическим стандартам.

В инжекторных двигателях от указанных недостатков удалось избавиться. За дозирование топлива, которое поступает в камеру сгорания, в них отвечает электронный блок управления. При этом с помощью системы датчиков он отслеживает множество важных параметров: от расхода воздуха, количества свободного кислорода в отработавших газах и температуры двигателя до положения коленвала и дроссельной заслонки. Сам же впрыск топлива в воздушный поток происходит принудительно — посредством форсунок.

Первоначально системы впрыска нашли применение в авиационных двигателях. Произошло это еще в 1916 году, а в 1951-­м системы впрыска начали применяться в автомобилестроении. Первыми были механические системы впрыска производства компании Bosch. Активное развитие инжекторных систем подачи топлива началось в 70­е годы XX века. К началу 2000­х они практически полностью вытеснили карбюраторные.

Основными причинами доминирующего положения инжекторных систем в современном автомобилестроении в Bosch называют их надежность и долговечность; более низкий расход топлива (примерно на 20% по сравнению с карбюраторными двигателями сопоставимой мощности) за счет точного дозирования топливовоздушной смеси; снижение токсичности выхлопных газов за счет оптимизации состава топливовоздушной смеси и контроля ее сгорания; увеличение мощности двигателя и повышение крутящего момента за счет более оптимального наполнения цилиндров; улучшение динамики двигателя за счет возможности отслеживать изменения нагрузки и гибко менять параметры топливовоздушной смеси; более легкий запуск в любую погоду и сокращение времени предварительного прогрева двигателя за счет точной дозировки топлива.

В зависимости от способа подачи топлива все существующие сегодня инжекторные двигатели можно разделить на три основных типа. Это системы центрального (одноточечного), распределенного и непосредственного (прямого) впрыска.

Первые — самые простые по своему устройству: местом впрыска топлива является впускной коллектор, откуда уже готовая топливовоздушная смесь распределяется по цилиндрам двигателя. Именно с одноточечного впрыска начиналось развитие современных инжекторных систем. Правда, добиться равномерного распределения топлива в цилиндрах (а значит, и достаточной эффективности двигателя) оказалось сложно. Поэтому системы моновпрыска со временем уступили место более совершенным решениям. Ими стали системы распределенного и непосредственного впрыска.

В системах с распределенным впрыском количество форсунок соответствует количеству цилиндров двигателя: впрыск происходит отдельно для каждого, хотя и осуществляется во все тот же впускной коллектор. В зависимости от режима работы форсунок впрыск может происходить одновременно, попарно­параллельно или фазированно.

В отличие от всех остальных, системы непосредственного впрыска подают топливо не во впускной коллектор, а непосредственно в цилиндры двигателя. Это самое эффективное, но в то же время наиболее технически сложное, требовательное к качеству топлива и недешевое в реализации решение.

О неполадках в работе системы впрыска водителя предупреждает сигнальная лампочка Check Engine на приборной панели. По данным Bosch, большинство поломок инжекторных систем вызваны проблемами в работе датчиков и состоянием форсунок, которые могут выйти из строя из­за некачественного топлива или отсутствия привычки сливать остатки топлива вместе с водой и грязью из бензобака. Что касается датчиков, то сами эти устройства ломаются редко, гораздо чаще случаются проблемы с электроцепью — вроде поврежденной проводки или перегоревших предохранителей.

Какова бы ни была точная причина неисправности, самостоятельно выявить и устранить ее не получится: инжекторные системы имеют достаточно сложное устройство, для их диагностики и ремонта требуется помощь специалистов. Так что, заметив, что двигатель работает неровно (стал хуже заводиться, дергаться при езде или «плавать» на холостых оборотах), а расход топлива растет, лучше не тянуть с визитом на станцию техобслуживания! Причем такую, где есть оборудование, необходимое для диагностики и ремонта инжекторных систем.

Bosch является одним из основных поставщиков систем впрыска на конвейеры различных автопроизводителей, а также производит инструменты для их обслуживания. Одна из недавних новинок — набор BTG 5120, с помощью которого можно производить профессиональное обслуживание и ремонт распространенных клапанных форсунок HDEV5 и HDEV6.

На правах рекламы

Типы инжекторного двигателя

Инжекторный двигатель — это следующая (после карбюраторного) эволюционная ступень развития двигателя внутреннего сгорания. Такой двигатель имеет ряд значительных преимуществ, благодаря чему практически вытеснил карбюраторный.

Основное отличие инжекторного двигателя заключается в системе подачи топлива прямо в впускной коллектор или цилиндр двигателя при помощи форсунки (инжектора).

По количеству форсунок, месту их размещения, а так же принципу действия инжекторная система впрыска топлива делится на следующие типы.

Центральная подача топлива или моновпрыск. Данный тип использует одну форсунку, расположенной на впускном коллекторе, которая осуществляет подачу топлива сразу во все цилиндры мотора.

Распределенная подача топлива, здесь за каждый цилиндр отвечает своя форсунка. В свою очередь такая система имеет следующие типы:

  1. прямой – подача топлива происходит непосредственно в камеру сгорания
  2. одновременный – все форсунки синхронно подают топливо во все цилиндры
  3. фазированный – впрыск топлива из форсунок происходит перед тактом впуска
  4. попарно параллельный – одна половина инжекторов открывается на начале цикла (впуске), другая на его завершении (выпуске).

Несмотря на то, что инжекторная система имеет больший КПД, более экологически чиста и ее использование ведет к экономии топлива, эксплуатация таких двигателей имеет ряд недостатков. Поскольку работа инжекторного двигателя управляется при помощи микропроцессора и большого количества специализированных датчиков, самостоятельно провести ремонт и диагностику крайне сложно. Для этого необходимо особое оборудование и квалифицированные навыки. Другим минусом является высокая требовательность инжекторного двигателя к составу и качеству топлива. При использовании некачественного топлива с примесью твердых частиц и различных смол инжектор быстро засоряется и приходит в негодность. Поэтому, для долгой корректной работы двигателя стоит чаще менять топливные фильтры и периодически очищать форсунки, не стоит забывать и о бензобаке в котором может появиться ржавчина.

Устройство системы впрыска топлива современного мотоцикла.

В настоящее время мотоциклы с впрыском топлива, постепенно вытесняют с наших дорог более простые карбюраторные аппараты, которые большинство людей в состоянии кое как настроить и обслужить. Но вот более современные инжекторные мотоциклы, для многих водителей очень сложны, и при возникновении какой либо неисправности, почти все байкеры разводят руками, и не знают с чего начать. И большинству мотоциклистов как то боязно отправляться на впрысковом аппарате в автономный дальнобой.  Да и при поездках по родному городу если вдруг что случится, то грамотных мотосервисов по обслуживанию инжекторных мотоциклов, пока что очень мало, да и находятся они только в крупных городах. И вот для того, чтобы знать с чего начать устранять неисправность инжекторного двигателя, необходимо знать элементарное устройство системы впрыска топлива. Об этом мы и поговорим в этой статье.

Большое достоинство более древней карбюраторной системы питания двигателя, в простоте конструкции. И карбюраторные моторы не уступают по мощности инжекторным, такого же рабочего объёма, но вот бензина они потребляют гораздо больше, а состав выхлопных газов намного вреднее, чем у инжектора. Именно по этой причине в Европе и отказались от карбюраторов.

Об элементарном обслуживании системы впрыска топлива мотоциклов я уже писал, и почитать об этом можно здесь. В этой же статье мы подробно поговорим о компонентах системы впрыска, а так же о её неисправностях. Почему впрысковый мотор не заводится и как это устранить, можно узнать так же вот в этой полезной статье.

Основная задача топливной системы современных двигателей, это подача в камеры сгорания каждого цилиндра такое количество бензина, чтобы при любых погодных условиях и при любых эксплуатационных режимах работы, он смешивался с атмосферным воздухом в самом оптимальном для работы двигателя соотношении. Только в таком случае двигатель сможет выдать положенную ему мощность, при малом расходе топлива и низкой токсичности выхлопных газов.

Компоненты системы впрыска топлива.

Устройство системы впрыска топлива: 1 — катушка зажигания как одно целое с свечным колпачком, 2 — форсунка, 3 — датчик температуры всасываемого окружающего воздуха, 4 — датчик положения дроссельной заслонки, 5 — датчик давления всасываемого воздуха, 6 — датчик положения коленвала, 7 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 8 — датчик положения распредвала, 9 — свеча зажигания, 10 — ECU, 11- блок управления зажиганием, 12 — датчик атмосферного давления, 13 — каталитический нейтрализатор.

Современная система впрыска топлива состоит из следующих частей: электронный блок управления двигателем (ECU electronic control unit), или бортовой компьютер, или говоря проще — мозги, система подачи топлива, несколько датчиков и каталитический нейтрализатор выхлопных газов.

Рассмотрим всё это подробнее. ECU блок управления чаще всего монтируется в самом сухом месте мотоцикла — под седлом. В обязанности бортового компьютера входит управление системой зажигания и форсунками, а также обеспечение электропитанием датчиков и узлов системы впрыска, ну и ещё одна важная его функция — это диагностика всей системы впрыска.

ECU блок состоит из четырёх основных компонентов

  1. Блок питания системы, который понижает бортовое напряжение 12,5 вольт в всего 5 вольт, так как большинство компонентов системы впрыска, рассчитано на напряжение в 5 вольт, а не 12. 
  2. Входной интерфейс, который преобразует аналоговые сигналы от датчиков в цифровой код, который затем вводит в процессор.
  3. CPU — центральный процессор, который сравнивает показания от датчиков со своей основной программой, и затем отправляет соответствующие сигналы (команды) форсункам и системе зажигания.
  4. Выходной интерфейс, который преобразует команды центрального процессора в сигналы, которые приводят в действие индикаторы, реле, исполнительные механизмы.

Буквы на графике означают: t — продолжительность подачи топлива, Т — время работы двигателя, А — запуск мотора, В — прогрев мотора, С — холостой ход, D — ускорение, Е — постоянная скорость, F- торможение двигателем.

В память бортового компьютера записаны данные для неких средних условий эксплуатации впрыскового мотоцикла. И ECU постоянно считывает показания с датчиков двигателя, и сверяет их показания с значениями записанными в память, и уже корректирует продолжительность открытия форсунок в зависимости от показаний датчиков, которые создают общую картину режима работы двигателя. Это можно наглядно посмотреть на рисунке слева, где цифра 1 в красном столбике. означает подачу топлива при пуске двигателя, цифра 2 в жёлтом секторе показывает обогащение рабочей смеси после запуска, цифра три в голубом секторе означает обогащение смеси при прогреве мотора, 4 в оранжевом секторе — обогащение смеси при ускорении, 5 в белом секторе — отключение подачи топлива в цилиндры двигателя, если происходит торможение двигателем, 6 в синем секторе — это базовая продолжительность подачи топлива, которая записана в память процессора, 7 в нижней белой полосе — это постоянная компенсация изменения напряжения в бортовой сети мотоцикла.

Для определения угла опережения зажигания и энергии искры на свечах, блок управления руководствуется  от сигналов, поступающих от датчика коленчатого вала и от датчика положения дроссельной заслонки. А нужный момент подачи топлива, блок управления определяет по сигналам с датчика положения распредвала, и с датчика положения коленвала. Так же по оборотам коленвала, блок управления распознаёт режим работы мотора : обычный или пусковой.

Устройство форсунки

Ну а форсунка впрыскового двигателя — это всё таки электро-механическое устройство, которое не в состоянии открыться мгновенно, а блок управления учитывает даже это, и компенсируя эту задержку, подаёт бензин чуть-чуть раньше. Так же в современной системе впрыска топлива, имеется двухступенчатый ограничитель оборотов. И если частота вращения коленчатого вала превысит допустимую для данного двигателя величину, блок управления тут же отключает подачу топлива к двум из четырёх цилиндров, и до тех пор, пока обороты не упадут до положенных. А в случае не сбавления оборотов, отключит и остальные два цилиндра.

Дополнительные функции ECU.

  • При падении мотоцикла, когда приходит сигнал с датчика наклона, блок управления тут же отключает бензо-насос, форсунки, а так же отключает реле системы впрыска топлива, и тем самым двигатель моментально глохнет. 
  • Когда температура охлаждающей жидкости системы охлаждения повышается выше нормы, блок управления включает вентилятор радиатора.
  • Так же блок управления приводит в действие (даёт команду) сервомотор, который открывает или закрывает заслонки в выхлопных партубках (на моторах с системой EXUP).
  • Ну и ещё одна довольно редкая функция, которая применяется на немногих мотоциклах — включение или выелючение дополнительной фары, когда обороты коленвала значительно повышаются.

Система самодиагностики.

В блоке управления современного инжекторного двигателя имеется система самодиагностики, которая поможет вам определить неисправность. И если например при поездке произойдёт сбой системы, то блок управления тут же предупредит водителя включением соответствующей лампы на приборке мотоцикла, и двигатель может заглохнуть. Если компьютер решит, что дальше двигаться невозможно, то лампа на приборке заморгает, когда вы попытаетесь нажать кнопку старта двигателя.

Но советую повторить попытку, выключив, а затем включив замок зажигания, и затем опять попробовать запустить двигатель, нажав кнопку стартера. И если в мозгах был устранимый сбой, то такой перезапуск поможет. Ведь система самодиагностики обнаружив сбой, сама включит обходную программу, и тогда лампа на приборке будет гореть непрерывно, значит можно ехать в мастерскую своим ходом.

После того как вы заглушите двигатель, приехав в мастерскую, на жидкокристалическом мониторе приборки высветится код ошибки. И он будет оставаться в памяти бортового компьютера до тех пор, пока его не сотрут механики мото-сервиса. Отсюда следует сделать вывод: если у вас на приборной панели загорелась соответствуящая лампа диагностики, то советую не глушить двигатель, что бы узнать что произошло. Если например виноват вышедший из строя датчик положения распредвала, то после остановки двигателя, вы его уже не запустите, и придётся вызывать эвакуатор. (см. таблицу кодов неисправностей ниже в тексте, где показан номер кода, и написано, что двигаться можно, но если заглушить мотор, то он уже не запустится, пока вы не замените датчик распредвала). Поэтому при загорании лампы на панели, не глушите двигатель, а спокойно езжайте к себе в гараж. Ведь когда в гараже вы заглушите мотор, на панели высветится номер кода, по которому вы узнаете, что вышло из строя и что заменять в гаражных условиях, а не в дорожных. И именно для этого я и привожу в этой статье таблицу номеров кода и обнаружения неисправностей.

Многие могут задать вопрос: а что будет если лампочка диагностики сгорит. Ну я думаю, что этот факт трудно прозевать, так как  лампа загорается каждый раз, когда вы включите зажигание, и затем через 1,4 секунды она гаснет. А если например вы нажмёте на кнопку старта раньше этой 1,4 секунды, то лампа гаснет раньше, как только вы нажимаете кнопку старта. И лампа не загорится при включении зажигания только в одном случае — если она перегорела. Поэтому прозевать этот момент практически невозможно, и если лампа когда нибудь перегорит, то срочно её замените новой. Эта лампа — ваша гарантия благополучного возвращения домой своим ходом.

Система подачи топлива.

Система подачи топлива состоит из бензонасоса, форсунок и регулятора давления топлива.

Бензонасос состоит из самого насоса роторного типа, который приводится во вращение от вала электродвигателя, а так же из фильтра и предохранительного клапана. Бензонасос и фильтр вмонтированы в бензобак (в отличии от большинства автомобилей). А предохранительный клапан нужен для того, чтобы спасти от разрыва трубопровод, в случае если этот трубопровод засорится. И когда давление превысит 4,5 -6,4 кг (например от засорения), то предохранительный клапан откроется, и лишний бензин стравливается по обратке в бензобак мотоцикла. Следует учесть, что бензонасос всегда подкачивает немного больше бензина, чем необходимо форсункам для нормальной подачи топлива в цилиндры.

Топливные форсунки, когда получают в нужный момент сигнал от блока управления, впрыскивают бензин в камеры сгорания двигателя, если этот двигатель с непосредственным впрыском, или во впускной канал — на обычном инжекторном моторе. Сечение всех форсунок одинаковое (и постоянное), и так же постоянна и разница между давлением впрыска бензина и давлением воздуха во впускном коллекторе (они постоянные), а это значит, что количество впрыснутого топлива, зависит только от величины сигнала от блока управления, (от длительности этого сигнала).

Регулятор давления. Вот именно он и следит, чтобы разница между давлением бензина в бензопроводе и давлением воздуха в впускном коллекторе была неизменной (постоянной) — это примерно около 3 кг/см², а если быть точным, то равно 2,84 кг/см², и эта величина практически одинакова на всех впрысковых мотоциклах. При поддержании постоянного давления в бензопроводе, регулятор давления постоянно стравливает лишний бензин обратно в бензобак, по обратному шлангу (обратке).

Датчики.

Датчики впрыскового двигателя помогают точно определить блоку управления, длительность открытия форсунок. Блок управления (ECU) современного инжекторного двигателя, получает и оценивает сигналы с таких датчиков: датчик положения коленчатого вала, датчик положения распределительного вала, датчик расхода воздуха (расходомер), датчик атмосферного давления, датчик давления воздуха во впускном коллекторе, датчик температуры системы охлаждения (антифриза), датчик температуры окружающего воздуха. И чтобы бензин подавался в каждый цилиндр двигателя в нужный и точный момент фазы впуска, блок управления сверяется с сигналами от датчиков коленчатого и распределительного валов.

Рассмотрим каждый датчик подробнее, это поможет вам точно уметь определять неисправность инжекторного двигателя, так как чаще всего проблемы возникают именно из-за выхода из строя какого либо датчика.

  • Датчик положения распределительного вала. Этот датчик расположен в ценре крышки головки двигателя, точно над одним из распредвалов. Когда при работе двигателя распредвал вращается, то датчик положения распредвала, как и датчик положения коленвала, считывает сигналы и отправляет их на блок управления, а блок в этот момент определяет в каком из цилиндров начинается такт впуска и вовремя включает нужную форсунку цилиндра, в котором и происходит такт впуска.
  • Датчик положения коленчатого вала. Этот датчик устанавливается в правой части коленвала двигателя. При работе мотора, коленвал естественно вращается, и когда выступы ротора, жёстко закреплённого на коленвалу проходят точно над сердечником катушки этого датчика, то возникают импульсы, которые поступают к блоку управления. По этим импульсам блок управления определяет точное положение коленвала, а так же частоту его вращения. Сверяясь с данными заложенными в память компьютера, и сопоставляя их с полученными импульсами (сигналами), процессор очень точно определяет нужный угол опережения зажигания и точный момент впрыска топлива.
  • Датчик давления атмосферного воздуха необходим для того, чтобы компенсировать изменения в условиях окружающей среды. Например если вы заедете достаточно высоко над уровнем моря (в горах например), то атмосферное давление в таких местах ниже обычного, и если бы не корректировка датчика давления, то двигатель бы начал работать с перебоями (из за нехватки воздуха).
  • Датчик положения дроссельной заслонки и датчик разряжения во впускном коллекторе помогают определить блоку управления каков расход воздуха, так как количество воздуха должно быть в определённой пропорции к количеству топлива.
  • Датчик температуры жидкости (антифриза) в системе охлаждения необходим, чтобы от его показаний блок управления обогатил топливную смесь, которая впрыскивается во время запуска и работы холодного двигателя, пока он не прогреется.
  • Датчик температуры окружающего воздуха. При изменении погодных условий и соответственно температуры окружающего воздуха, изменяется и плотность воздуха, а значит и его количество, которое поступает в двигатель. Это значит, что температура окружающего воздуха заметно влияет на состав бензовоздушной смеси. И считывая показания с датчика температуры окружающего воздуха, блок управления корректирует состав топливной смеси, и её подачу в двигатель.
  • Датчик угла наклона байка. Этот датчик нужен для безопасности, так как предотвращает пожар при падении мотоцикла. Датчик «сообщает» блоку управления о критических углах наклона вашего байка. И если например этот наклон превысит 65°, то блок управления автоматически решит, что ваш мотоцикл упал, и моментально отключит бензонасос и форсунки двигателя, тем самым уберегая ваш аппарат и вас от возможного пожара. Чтобы датчик случайно не сработал например при прыжке или тряске, или если ваш байк наклонится и быстро вернётся в нормальное положение, вместе с датчиком работает реле времени, которое задерживает сигнал, и даёт возможность вам выпрямить положение вашего мотоцикла. Ну а если не дай Бог ваш аппарат наклонится более чем на 90°, то есть начнёт кувыркаться, то мотор мотоцикла в такой ситуации глушится моментально. И для того, чтобы после падения завести мотор вашего мотоцикла, кроме подъёма вашего байка в нормальное положение, требуется ещё и выключить зажигание, а затем заново его включить. 

Таблица кодов неисправностей системы впрыска.

Неисправность датчиков поможет определить система самодиагностики мотоцикла, о которой я писал выше. Это легко сделать по номеру кода, который высвечивается на ЖК дисплее приборки мотоцикла, а затем посмотрев в таблице номер кода, прочитать точную неисправность (таблица поделена мной на три части, чтобы добиться более крупного шрифта). Ну а кому интересно как точно определить неисправность датчиков впрыскового мотора, с помощью обычного мультиметра (тестера), кликаем вот по этой ссылке и читаем (на примере автомобильных датчиков).

Ну и последняя, но очень важная деталь системы впрыска топлива только современных мотоциклов, это трёхкомпонентный каталитический нейтрализатор, который довольно эффективно дожигает углеводороды (СН) , оксид углерода или проще угарный газ (СО), а так же разлагает оксиды азота (NOx).

Вторая часть таблицы кодов неисправностей системы впрыска.

Лябда зонд, устанавливаемый в каталитический нейтрализатор, в несколько раз продлевает срок его службы. Лямбда зонд — это датчик кислорода, который начали устанавливать на большинство впрысковых мотоциклов только с 2005 года. Он очень важен, так как определяет точное количество кислорода в выхлопных газов, ведь в выхлопе присутствует строго определённое количество кислорода, при котором состав сгораемой бензовоздушной смеси оптимальный для нормальной работы мотора. И как только состав выхлопных газов выходит из нормы (это определяется лямбда зондом по количеству кислорода в выхлопе), то процессор блока управления, моментально корректирует подачу впрыскиваемого топлива.

Третья часть таблицы кодов неисправностей системы впрыска

Некоторые считают, что датчик кислорода является одной из заводских душилок двигателя. Да, это правда, он забирает небольшую часть мощности, но важнее потерять немного мощности, но зато благодаря этому датчику у вас всегда будет оптимальный для вашего двигателя состав топливной смеси. И пусть лямбда зонд не позволит обогатить смесь до такого значения, чтобы выжать из вашего двигателя дополнительные две-три лошади (на фоне табуна из 160 лошадей, эти две-три лошадки практически ничего не значат), зато экономичность вашего мотора не пострадает. К тому же датчик кислорода ещё и не позволит вашему мотору переобедниться, а значит уменьшит выброс окислов азота. Переобеднение к тому же вредно для любого двигателя.

Единственный минус, по моему мнению, в присутствии лямбда зонда в выхлопной системе вашего, да и любого байка, так это то, что он очень чувствителен к плохому бензину (как определить качество бензина без хим-лаборатории, узнаём здесь). При автономном путешествии по российской периферии, где качество бензина просто отвратительное, датчик кислорода может доставить хлопот водителю мотоцикла. Ведь лямбда зонд не терпит присутствия в составе бензина свинца, и как только хлебнёт такого пойла, то в считанные километры выходит из строя. Как его восстановить можно почитать вот в этой статье, там же вы узнаете об важности лямбда зонда более подробно. Стоит датчик кислорода не мало, поэтому имея современный впрысковый аппарат, повнимательней выбирайте заправки. К тому же очень плохой бензин как правило губит не только датчик кислорода, но и почти весь двигатель.

Вот вроде бы и все полезные знания по впрысковым мотоциклам, которые я хотел до вас донести. И я надеюсь, что многие водители прочитав эту статью, перестанут разводить руками, при возникновении какой либо неисправности системы впрыска топлива современного мотоцикла, и будут относиться к ним так же спокойно как и к неисправностям карбюраторного байка. Успехов всем!

Инъекция молодости: история разработки впрыска ВАЗ

Не хвастовства ради, а пользы для

Да и дело тут было отнюдь не в амбициях или желании пустить пыль в глаза потребителю: классическая система питания никак не соответствовала двум важнейшим критериям – стабильности настроек и нормам токсичности. Даже вполне современный по тем временам Солекс нельзя было сравнить с так называемым «инжектором», ведь он не «умел» готовить одинаково сбалансированную по составу топливно-воздушную смесь при разных условиях работы мотора, да и не отличался особой надежностью, требуя регулярной чистки и настройки. В то время как на Западе негласной нормой считалось хотя бы пять лет и 80 000 км без вмешательства в систему питания, не считая регламентной замены фильтров.

Даже беглый анализ показал, что наивысшей стабильностью характеристик и «чистотой выхлопа» обладает именно система питания с электронным блоком управления двигателем, а не механический или электромеханический инжектор. В мире на тот момент существовало немало разновидностей впрыска, и без должного опыта инженерам было непросто принять решение – на каком же именно варианте остановиться? Однако склонялись они именно к электронному управлению, как наиболее прогрессивному и эффективному.

Перспективную систему питания планировали не только (и не столько) для модернизации еще нестарых автомобилей восьмого семейства, сколько для будущей «десятки». Её выпуск планировали начать на стыке восьмидесятых и девяностых годов, и оставаться с устаревшим карбюратором было просто нельзя – особенно если учитывать планы нацеливаться на западный рынок, где «инжектор» давно перестал быть диковинкой, а стал обычным явлением на товарных автомобилях.

Вдобавок на ВАЗе уже тогда в качестве оптимального решения для ВАЗ-2110 рассматривали многоклапанную головку с четырьмя клапанами на каждый цилиндр, а оптимизировать процессы сгорания в таком моторе при наличии обычной системы питания было практически невозможно. В общем, все сводилось к тому, что внедрение впрыска топлива с электронным управлением при запуске следующей модели является одной из основных задач. Причем было решено не только перевести на «инжектор» версии с 16-клапанной головкой, но и оснастить впрыском обычный восьмиклапанный двигатель объемом 1,5 л, известный под индексом ВАЗ-21083.

Не стоит забывать, что в те «золотые» годы экспорт вазовских автомобилей иногда достигал 40% от общего объема выпуска – а это, как известно, доход в виде такой желанной для завода валюты, и грядущее ужесточение экологических норм в Европе для ВАЗа стало бы просто губительным. Не зря ведь экспортные модификации еще с середины восьмидесятых оборудовались системами снижения токсичности отработавших газов – в том числе и с каталитическим нейтрализатором. Впрочем, «кат» был сам по себе не очень эффективен, ведь даже с учетом дополнительной электроники обычный карбюратор получался «слабым звеном» системы по простой причине – он готовил смесь менее точно и стабильно, чем это требовалось.

Совместная работа

Ведущими игроками на рынке разработки систем впрыска в то время были три компании – Bosch, Siemens и General Motors. Предварительные переговоры закончились заключением контракта с GM по простой причине – «джиэм» имел больше опыта и мог предложить максимальный спектр услуг «под ключ».

Первой впрысковый двигатель 2111 «примерила» Lada Baltic. Компоненты GM выдаёт характерный дизайн ДМРВ между корпусом воздухофильтра и патрубком впуска.

Что же должны были сделать специалисты General Motors в рамках контракта? Во-первых, разработать и адаптировать под вазовские моторы впрыск топлива, который бы отвечал нормам Евро-1 и США-93. Во-вторых, для экспортных автомобилей «джиэмовцы» должны были поставить более полумиллиона (!) комплектов систем питания. И, наконец, итогом работы предполагалось приобретение соответствующих лицензий с последующим выпуском компонентов на советских (а в новых реалиях – российских) заводах.

Тип системы питания на Lada Baltic подчеркивал оригинальный шильдик «injection», расположенный на задней двери слева под надписью «LADA»

Уже в 1993 году GM начал поставки комплектов центрального впрыска (так называемого моноинжектора) для Жигулей и Нивы, а впоследствии – и систем распределённого впрыска для Лады Самары. Увы, по объективным экономическим причинам в непростое для новой страны время за шесть лет удалось поставить на конвейер лишь 115 тысяч комплектов вместо запланированных изначально 540 тысяч.

В тот момент на ВАЗе поняли, что нельзя опираться лишь на одного зарубежного партнера и решили подписать в 1995-м контракт и с фирмой Bosch. Это позволило освоить как разработку, так и производство еще одной системы питания, известной впоследствии, как «бошевская». Разумеется, работы по принципиально новой системе питания потребовали длительного пребывания в зарубежных командировках ведущих по проекту специалистов ВАЗа, некоторые из которых занимались этой темой в США по три-четыре года подряд.

На ранних «инжекторах» стояли контроллеры GM импортного производства

В ходе работы над «инжектором» на новую систему питания пытались перевести и такие экзотичные модификации, как 1,1-литровый двигатель ВАЗ-21081. Однако впоследствии было принято решение о том, что малокубатурные модификации «трогать» не стоит, и вазовские конструкторы вместе с зарубежными специалистами сосредоточились на моторах объемом 1,5-1,6 л – как жигулевских, так и «зубильных». А 16-клапанный мотор 2112 должен был стать первым в истории ВАЗа, конструкция которая изначально была «заточена» лишь под электронную систему питания с распределенным впрыском.

Еще в ходе ранних экспериментов над классическими моторами оказалось, что установка каталитического нейтрализатора сильно ухудшает показатели двигателя по мощности и крутящему моменту, поэтому система питания должна была обеспечивать максимальный КПД, чтобы минимизировать «экологические» потери энерговооруженности, неизбежные в любом случае.

На Самаре с так называемой низкой панелью контроллер впрыска разместили на полке под «бардачком»

Система впрыска топлива с электронным управлением была вполне распространенной (но при этом современной) концепцией. Электронный блок управления получал информацию от пары десятков датчиков, на основании которых и строилась коррекция топливно-воздушной смеси, а также остальные параметры – время открытия форсунок, угол опережения зажигания, количество подаваемого в цилиндры воздуха, топлива и так далее. Основную «работу» при этом проделывали несколько важнейших датчиков – например, датчик положения коленчатого вала (без него двигатель вообще не заведется!) и датчик массового расхода воздуха.

Важнейшее преимущество вазовского впрыска, как и большинства подобных систем – «живучесть». Если не отказал электрический бензонасос или «стратегический» датчик ДПКВ и не сгорел контроллер ЭБУ или модуль зажигания, то система худо-бедно, но будет работать даже при отказе нескольких датчиков, перейдя в аварийный режим и работая по альтернативным алгоритмам управления с использованием неких «усредненных» показателей, зашитых в программу.

Сложности

Но гладко было только на бумаге. Освоить столь сложную систему, когда промышленный гигант СССР уже почил в бозе, стало для ВАЗа непростой задачей. Впрочем, при интеллектуальной поддержке зарубежных партнеров с ней вполне справились – по крайней мере, «инжектор» уже к концу девяностых годов стал не просто работоспособной, но и вполне серийной системой питания для ВАЗов.

Датчик массового расхода воздуха – один из самых дорогих компонентов системы питания с распределённым впрыском

Конечно, многое пошло «не так и не туда». Попытки привлечь к производству «оборонку» так и закончились ничем, да и работа в Штатах была закончена еще в 1994 году – до постановки впрыска на конвейер. Кроме впрысковой версии мотора объемом 1,1 л, в итоге так и не удалось освоить 16-клапанную версию Самары, хотя адаптация агрегата 2112 к кузову 21093 была проведена еще на ранних стадиях работы по впрыску. Лишь намного позднее многоклапанный мотор все же встал под капот Самары в заводском исполнении – точнее, «околозаводском», от компании «Супер-Авто».

Для поглощения топливных паров предусмотрено специальное устройство – адсорбер

Некоторые компоненты пришлось оставить импортными – например, датчик кислорода, форсунки и ДМРВ. Блоки под заказ выпускали на Bosch, а со временем были освоены и контроллеры отечественного производства. Остальные же компоненты (датчики, впуск, выпуск и система подачи топлива из бака) были освоены почти самостоятельно.

При наличии некоторых версий БК, считывать ошибки и обнулять их на впрысковом двигателе ВАЗ можно прямо с «бортовика»! Разъем OBD-2 так называемой К-линии: именно сюда нужно подключаться для диганостики «вазоинжектора»

Еще в процессе работы в США вазовские конструкторы поняли, что американский подход к настройке некоторых компонентов (в частности, датчика системы детонации) на малолитражном двигателе ВАЗ, да еще в российских реалиях, не совсем оптимален. Именно поэтому вместо «защитной» функции на него возложили активную борьбу с детонацией путём индивидуального управления углами зажигания на основании показателей датчика.

Первая товарная партия из нескольких тысяч ВАЗ-21082 с российским контроллером Январь-4 и сборной солянкой из компонентов GM и Bosch была выпущена в 1996 году. Она соответствовала действовавшим на тот момент в РФ нормам токсичности, поэтому не имела катализатора и лямбда-зонда.

При практических испытаниях выяснилось, что ресурс отдельных элементов (тех же форсунок, бензонасоса и свечей зажигания) сильно зависит от качества бензина, а хлебнув «этила», можно было гарантированно угробить каталитический нейтрализатор или «нежный» лямбда-зонд. Именно поэтому в конце девяностых – начале двухтысячных годов новомодной системы питания многие российские автомобилисты боялись, как огня. Усугубляло ситуацию то, что на коленке впрыск не продиагностируешь, а загоревшийся на ВАЗе индикатор «проверь двигатель» (check engine) в то время вгонял в ступор даже опытных механиков.

Еще один «бонус» от электронного управления системой питания – заводская «противоугонка», так называемый иммобилайзер

Благодаря и вопреки

Однако остановить прогресс невозможно. Поскольку концептуально вазовский впрыск на моторах 2111/2112 получился весьма удачным (сказывалось участие таких грандов, как Porsche, Bosch и GM), заводчанам требовалось лишь подтянуть качество изготовления отдельных компонентов у смежников, а потребителям – адаптироваться к новой системе питания, лишенной привычного «подсоса» и прочих «ручных подкачек».

Двигатель 2111 – не самый экономичный, но тяговитый и практичный

Пример из жизни: в начале двухтысячных на завод обратился владелец Нивы с моновпрыском, у которого износилась центральная форсунка. Как оказалось, к тому моменту он без каких-либо проблем с системой питания проехал на своей машине свыше 200 тысяч километров!

Распределённый впрыск «сдружили» и с двигателем классики, который ведёт свою родословную еще от ВАЗ-2101 1970 года

Сравнивать 16-клапанный мотор с обычным «восьмерочным» не имело смысла – увеличение числа клапанов в два раза поднимало максимальную мощность при прочих равных условиях как минимум на 10-15%, да и по характеру многоклапанный мотор с высокой степенью сжатия был более «крутильным» и «верховым», то есть приветствовал работу на оборотах в зоне максимальной мощности, а не крутящего момента. Однако оказалось, что с новой системой питания и проверенный временем «восемьдесят третий» мотор стал гораздо тяговитее и эластичнее – ведь максимальный крутящий момент не только вырос со 106 до 116 Нм, но и стал достижим на более низких оборотах (3 000 об/мин против 3 500 об/мин у мотора 21083). Вдобавок оказалось, что с новой системой питания мотор избавился от «температурной зависимости» и «поехал» даже в непрогретом состоянии. Если «зубило» и раньше славилось боевым характером, то с впрысковым мотором оно стало куда более «покладистым», избавившись от непонятной нервозности Солекса.

На ВАЗах с Евро-2 стоял один катализатор – под днищем. На машинах с Евро-3 и выше к нему прибавился так называемый катколлектор

«Инжектор» открывал ворота в мир «чипованного волшебства» : «поколдовав» с настройками ЭБУ, можно было привить двигателю требуемый характер – сделать его еще более тяговитым на низах или, напротив, ценой «экологии» поддать лошадиных сил. Действительно, всесильная электроника позволила реализовать потенциал всего «железа», заложенный десятилетием ранее еще инженерами Porsche. Но, в отличие от брутально-спортивных вариантов на сдвоенных горизонтальных «веберах», впрысковый мотор Самары при этом оставался «паинькой» по экономичности и экологичности. Для производителя было также очень важно, что разработанные совместно с иностранцами и выпущенные серийно компоненты впрыска после сборки системы на двигателе не требовали тщательной настройки и калибровки «по месту».

Победоносной поступью

Нет ничего удивительного в том, что впрыск стремительно набирал обороты как на переднем приводе, так и на классике. Разумеется, первым архаичный карбюратор исчез из-под капотов «десятки» и Самары, ну а к середине двухтысячных стало ясно, что новые экологические требования (минимум Евро-2) можно выполнить, только полностью отказавшись от прежней системы питания. Свои последние конвейерные дни вазовский карбюратор доживал уже на чужбине – в соседней Украине, где нормы токсичности Евро-2 вступили в силу лишь в 2006 году. Именно в то время выпуск новых автомобилей ВАЗ с «карбом» был полностью прекращен, а уже в следующем, 2007-м, АВТОВАЗ перешел на нормы Евро-3, что, в свою очередь, привело к прекращению выпуска полуторалитрового мотора ВАЗ-2111, соответствующего нормам токсичности Евро-2.

Двигатель 2111 объемом 1,5 л легко отличить от более поздних модификаций по легкосплавному впускному коллектору. У 1,6-литрового восьмиклапанника модуль впуска выполнен из пластика

Появившиеся весной 2007 года Самары украинского производства даже с новым двигателем 11183-20 соответствовали старым нормам Евро-2

Изначально у дроссельной заслонки был обычный механический привод – с помощью тросика

С января 2007 года под капотом российских Самар появился двигатель объемом 1,6 л, соответствовавший более жестким нормам Евро-3, который впоследствии получил такой девайс, как электронную педаль газа без жесткой механической связи с дроссельной заслонкой. Тем не менее концепция системы питания двигателей ВАЗ по сегодняшний день остаётся неизменной – это распределённый впрыск топлива с электронным управлением.

Как работают системы впрыска топлива

Алгоритмы управления двигателем довольно сложны. Программное обеспечение должно позволять автомобилю соответствовать требованиям по выбросам на 100 000 миль, соответствовать требованиям EPA по экономии топлива и защищать двигатели от неправильного использования. И есть еще десятки других требований.

Блок управления двигателем использует формулу и большое количество справочных таблиц для определения ширины импульса для заданных условий эксплуатации. Уравнение будет представлять собой серию множества множителей, умноженных друг на друга.Многие из этих факторов будут взяты из справочных таблиц. Мы рассмотрим упрощенный расчет длительности импульса топливной форсунки . В этом примере в нашем уравнении будет только три фактора, тогда как в реальной системе управления их может быть сто или больше.

Ширина импульса = (основная ширина импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B)


Для вычисления ширины импульса ЭБУ сначала ищет базовую ширину импульса в справочной таблице. Базовая ширина импульса является функцией частоты вращения двигателя (об / мин) и нагрузки (которая может быть рассчитана по абсолютному давлению в коллекторе).Допустим, частота вращения двигателя составляет 2000 об / мин, а нагрузка равна 4. Мы находим число на пересечении 2000 и 4, что составляет 8 миллисекунд.

1000 1
об / мин Нагрузка
1 2 3 4

005 5

2 3 4 5
2,000 2 4 6 8 10
3,000 3 6 9 12 15
4,000 4 8 12 16 20


В следующих примерах A и B — это параметры, поступающие от датчиков.Допустим, A — температура охлаждающей жидкости, а B — уровень кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода равен 3, справочные таблицы говорят нам, что коэффициент A = 0,8 и коэффициент B = 1,0.

A Фактор A
B Фактор B
0 1,2
0 1.0
25 1,1
1 1.0
50 1.0
2 1.0
75 0,9
3 1.0
100 0,8
4 0.75


Итак, поскольку мы знаем, что ширина базового импульса является функцией нагрузки и числа оборотов в минуту, и что ширина импульса = (ширина основного импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B) , общая ширина импульса в нашем примере равна:

8 x 0,8 x 1,0 = 6,4 миллисекунды


Из этого примера вы можете увидеть, как система управления выполняет настройки. Если параметр B представляет собой уровень кислорода в выхлопе, справочная таблица для B — это точка, в которой (по мнению разработчиков двигателей) слишком много кислорода в выхлопе; и, соответственно, ЭБУ сокращает расход топлива.

Реальные системы управления могут иметь более 100 параметров, каждый со своей таблицей поиска. Некоторые параметры даже меняются со временем, чтобы компенсировать изменения в характеристиках компонентов двигателя, таких как каталитический нейтрализатор. И в зависимости от оборотов двигателя ЭБУ может выполнять эти вычисления более ста раз в секунду.

Чипы производительности
Это подводит нас к обсуждению чипов производительности. Теперь, когда мы немного понимаем, как работают алгоритмы управления в ЭБУ, мы можем понять, что делают производители микросхем производительности, чтобы получить больше мощности от двигателя.

Чипы Performance производятся компаниями вторичного рынка и используются для увеличения мощности двигателя. В ЭБУ есть микросхема, которая содержит все таблицы поиска; чип производительности заменяет этот чип. Таблицы в микросхеме производительности будут содержать значения, которые приводят к увеличению расхода топлива в определенных условиях движения. Например, они могут подавать больше топлива при полностью открытой дроссельной заслонке на каждой скорости двигателя. Они также могут изменить время зажигания (для этого тоже есть справочные таблицы). Поскольку производители чипов производительности не так озабочены такими проблемами, как надежность, пробег и контроль выбросов, как производители автомобилей, они используют более агрессивные настройки в топливных картах своих чипов производительности.

Для получения дополнительной информации о системах впрыска топлива и других автомобильных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.

Как работают системы впрыска топлива

Алгоритмы, управляющие двигателем, довольно сложны. Программное обеспечение должно позволять автомобилю соответствовать требованиям по выбросам на 100 000 миль, соответствовать требованиям EPA по экономии топлива и защищать двигатели от неправильного использования. И есть еще десятки других требований.

Блок управления двигателем использует формулу и большое количество справочных таблиц для определения ширины импульса для заданных условий эксплуатации.Уравнение будет представлять собой серию множества множителей, умноженных друг на друга. Многие из этих факторов будут взяты из справочных таблиц. Мы рассмотрим упрощенный расчет длительности импульса топливной форсунки . В этом примере в нашем уравнении будет только три фактора, тогда как в реальной системе управления их может быть сто или больше.

Ширина импульса = (основная ширина импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B)


Для вычисления ширины импульса ЭБУ сначала ищет базовую ширину импульса в справочной таблице.Базовая ширина импульса является функцией частоты вращения двигателя (об / мин) и нагрузки (которая может быть рассчитана по абсолютному давлению в коллекторе). Допустим, частота вращения двигателя составляет 2000 об / мин, а нагрузка равна 4. Мы находим число на пересечении 2000 и 4, что составляет 8 миллисекунд.

1000 1
об / мин Нагрузка
1 2 3 4

005 5

2 3 4 5
2,000 2 4 6 8 10
3,000 3 6 9 12 15
4,000 4 8 12 16 20


В следующих примерах A и B — это параметры, поступающие от датчиков.Допустим, A — температура охлаждающей жидкости, а B — уровень кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода равен 3, справочные таблицы говорят нам, что коэффициент A = 0,8 и коэффициент B = 1,0.

A Фактор A
B Фактор B
0 1,2
0 1.0
25 1,1
1 1.0
50 1.0
2 1.0
75 0,9
3 1.0
100 0,8
4 0.75


Итак, поскольку мы знаем, что ширина базового импульса является функцией нагрузки и числа оборотов в минуту, и что ширина импульса = (ширина основного импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B) , общая ширина импульса в нашем примере равна:

8 x 0,8 x 1,0 = 6,4 миллисекунды


Из этого примера вы можете увидеть, как система управления выполняет настройки. Если параметр B представляет собой уровень кислорода в выхлопе, справочная таблица для B — это точка, в которой (по мнению разработчиков двигателей) слишком много кислорода в выхлопе; и, соответственно, ЭБУ сокращает расход топлива.

Реальные системы управления могут иметь более 100 параметров, каждый со своей таблицей поиска. Некоторые параметры даже меняются со временем, чтобы компенсировать изменения в характеристиках компонентов двигателя, таких как каталитический нейтрализатор. И в зависимости от оборотов двигателя ЭБУ может выполнять эти вычисления более ста раз в секунду.

Чипы производительности
Это подводит нас к обсуждению чипов производительности. Теперь, когда мы немного понимаем, как работают алгоритмы управления в ЭБУ, мы можем понять, что делают производители микросхем производительности, чтобы получить больше мощности от двигателя.

Чипы Performance производятся компаниями вторичного рынка и используются для увеличения мощности двигателя. В ЭБУ есть микросхема, которая содержит все таблицы поиска; чип производительности заменяет этот чип. Таблицы в микросхеме производительности будут содержать значения, которые приводят к увеличению расхода топлива в определенных условиях движения. Например, они могут подавать больше топлива при полностью открытой дроссельной заслонке на каждой скорости двигателя. Они также могут изменить время зажигания (для этого тоже есть справочные таблицы). Поскольку производители чипов производительности не так озабочены такими проблемами, как надежность, пробег и контроль выбросов, как производители автомобилей, они используют более агрессивные настройки в топливных картах своих чипов производительности.

Для получения дополнительной информации о системах впрыска топлива и других автомобильных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.

Понимание системы впрыска топлива вашего автомобиля

Способ подачи топлива в камеры сгорания двигателя за последние годы сильно изменился. Раньше он приходил через что-то, называемое карбюратором, относительно простой, но неэффективный и темпераментный компонент.

В 1990-х годах эта система была быстро заменена впрыском топлива, системой, которая могла соответствовать жестким новым стандартам выбросов, введенным в то время, при одновременном повышении производительности двигателя.

В первые дни впрыск топлива был дорогим и ассоциировался с автомобилями премиум-класса, но теперь в каждой машине есть впрыск.

В целом это надежно, но все же стоит знать, как система работает, где она находится и как определить, когда она работает. Здесь мы ответим на эти и другие вопросы…

Что такое система впрыска топлива?

Заманчиво сказать, что это именно то, что подразумевает название, за исключением того, что существуют разные типы систем, включая прямые и косвенные.

В конечном итоге они делают то же самое: впрыскивают точно откалиброванный топливный спрей в камеры сгорания двигателя или рядом с ними, именно тогда, когда это необходимо. И бензиновые, и дизельные двигатели используют системы впрыска топлива.

Зачем он нужен двигателю?

Без какой-либо системы подачи топлива, будь то карбюратор или система впрыска, двигатель не работал бы.

Прелесть системы впрыска топлива в том, что она намного более управляема, чем старый карбюратор.Отчасти поэтому современные двигатели стали намного более эффективными (чистыми, экономичными и мощными), чем были раньше.

Как выглядит система впрыска?

Чтобы увидеть его, придется избавиться от значительной части движка, потому что он состоит из нескольких отдельных компонентов:

  • Модуль подачи топлива, содержащий такие вещи, как электрический топливный насос высокого давления и топливный фильтр.
  • Регулятор всасываемого воздуха, чтобы убедиться, что количество воздуха в двигателе точно соответствует норме.
  • Электронный блок управления и датчики, гарантирующие, что система впрыскивает точно нужное количество топлива во всасываемый воздушный поток.
  • Топливные форсунки, установленные на топливной рампе для подачи топлива в двигатель.

Как работает система впрыска?

Модуль подачи топлива подает топливо под давлением к форсункам, по одной на цилиндр. Количество топлива, которое достигает форсунки, точно контролируется ЭБУ, который учитывает температуру воздуха, положение дроссельной заслонки, скорость двигателя, крутящий момент двигателя и данные о выхлопе, собранные с датчиков внутри и вокруг двигателя, чтобы регулировать подачу на каждом такте впуска.

Воздух поступает через впускной коллектор и втягивается в двигатель через впускной клапан или клапаны.

Однако то, как топливо и воздух вводятся и смешиваются друг с другом, различается в зависимости от того, какая система впрыска топлива используется.

В большинстве бензиновых двигателей используется так называемая система непрямого впрыска топлива, при которой топливо впрыскивается во впускной коллектор — систему труб, по которым поступающий воздух направляется в двигатель. Здесь топливо и воздух смешиваются перед тем, как попасть в камеру сгорания.

В системах прямого впрыска топлива, таких как дизельные двигатели и, все чаще, бензиновые двигатели, топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания под чрезвычайно высоким давлением и непосредственно в входящий воздушный поток.

Это гораздо более эффективный метод, чем непрямой впрыск топлива, который увеличивает мощность и экономичность, а также снижает выбросы.

Раньше системы впрыска приводились в действие механически, но современные системы полностью электронные, что в результате делает их более надежными и эффективными.

Система впрыска топлива 101

Вы когда-нибудь интересовались системой впрыска топлива вашего автомобиля? Это то, что мы принимаем как должное каждый раз, когда поворачиваем ключ в замке зажигания. Несмотря на то, что система впрыска топлива изменилась за последнее десятилетие или около того, по мере того, как промышленность движется к конструкциям с прямым впрыском, основы остаются прежними.

Вот некоторые из наиболее важных компонентов системы впрыска топлива вашего автомобиля и их роль в поддержании оборотов двигателя.

Топливные форсунки

Название настолько простое и информативное, но не объясняет, куда и почему впрыскивается топливо. Системы впрыска топлива основаны на проецировании тщательно отмеренных порций топлива в цилиндры двигателя, и именно топливная форсунка отвечает за эту задачу. Эти компоненты в основном представляют собой клапаны, которые по команде открываются для распыления мелкодисперсного тумана топлива, а затем закрываются до тех пор, пока они снова не понадобятся. Чем дольше они остаются открытыми, тем больше топлива они обеспечивают.

Топливный насос

Для поддержания потока топлива из бака к форсункам система впрыска топлива использует один или несколько топливных насосов. Насосы не только перекачивают топливо из бака в переднюю часть автомобиля, но и поддерживают давление в топливной системе, так что при открытии форсунок бензин разбрызгивается, а не вытекает.

Датчики

Количество топлива, необходимое вашему двигателю, зависит от количества воздуха, поступающего в двигатель через дроссельную заслонку.Чтобы знать, что дроссельная заслонка открыта, системе впрыска топлива необходим датчик, который сообщает ей, что клапан сработал педалью газа. Количество воздуха, поступающего в двигатель, измеряется другим датчиком (массовый расход воздуха), так что воздушно-топливное соотношение двигателя поддерживается в пределах оптимальных параметров. Еще одна партия датчиков (кислородные датчики) следят за выбросами в выхлопе, чтобы дать системе еще один взгляд на фактическое соотношение воздух-топливо, которое горит в двигателе.

К числу других датчиков, играющих ключевую роль, относятся датчик абсолютного давления в коллекторе, который измеряет давление воздуха во впускном коллекторе (и, как следствие, количество вырабатываемой мощности), а также датчик частоты вращения двигателя, который измеряет количество оборотов двигателя в минуту.

ECU

ECU вашего автомобиля или электронный блок управления — это компьютер, который выполняет все вычисления, необходимые для использования данных датчиков. Он решает, когда активировать топливные форсунки, как долго держать их открытыми и какие корректировки необходимо внести в режиме реального времени для удовлетворения требований водителя и условий окружающей среды, таких как температура.

Поддержание работоспособности и эффективности вашего двигателя означает обучение уходу за его различными системами и компонентами.

Ознакомьтесь со всеми деталями топливной и выхлопной систем , доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта. Чтобы получить дополнительную информацию о системе впрыска топлива вашего автомобиля, поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Фото любезно предоставлено Flickr.

Система впрыска топлива и преимущества для авиационных двигателей

Прежде чем бензин сможет сгореть в поршневом двигателе, его необходимо испарить и смешать с кислородом в нужных количествах.Этот процесс выполняется либо карбюратором, либо системой впрыска под высоким давлением. Чтобы этот процесс был как можно более совершенным, система должна учитывать настройки мощности, контроль смеси и т. Д.

В авиационных двигателях

с поршневым двигателем можно использовать карбюратор или современную систему впрыска. На предыдущей странице рассказывалось о базовом поплавковом карбюраторе, здесь мы подробно рассмотрим систему впрыска топлива, используемую в высокопроизводительных авиационных двигателях, как газовых, так и дизельных; хотя эти системы не похожи.

Эти системы впрыска не подвержены образованию льда на дроссельной заслонке и обладают рядом других преимуществ, гарантирующих более высокую стоимость их установки.



Принципы работы

При использовании системы впрыска топливо сжимается и подается прямо перед впускными отверстиями, непосредственно в камеру сгорания (GDI, прямой впрыск бензина) или на крыльчатку супер / турбонагнетателя. Обычная карбюрация использует перепад давления для испарения топлива перед его поступлением в цилиндры через впускной коллектор.

Используются два типа систем впрыска топлива: непрерывный поток и прямой впрыск. Мы опишем их обоих здесь.

Непрерывный поток

Эта система обеспечивает непрерывный поток топлива под давлением через каждое впускное отверстие цилиндров и в основном использует следующие детали, указанные ниже. Также см. Изображение справа от Precision Airmotive.

  • Топливный насос , это поршневой лопастной насос прямого вытеснения, приводимый в действие двигателем.Подает излишки топлива, которое возвращается в используемый бак для поддержания положительного давления при любых обстоятельствах. Топливо подается в жидкой форме, пар отделяется и имеет перепускной обратный клапан, так что электрический насос может подавать топливо для запуска двигателя.
  • Блок дозирования топлива , Фильтрует топливо и устанавливает соотношение смеси. К этому блоку подсоединяется ручка смеси в кабине, которая сжимает топливо. Дроссель в кабине также подключен и регулирует дроссельную заслонку, управляющую потоком воздуха в коллектор.
  • Клапан коллектора или делитель потока , распределяет топливо по всем цилиндрам, и вы увидите его на верхней части двигателя с трубкой из нержавеющей стали, идущей к впускным отверстиям цилиндров. Он похож на паука, закинувшего ноги над двигателем.
  • Форсунки для впрыска отмеренного топлива под давлением точного нужного количества и соотношения с воздухом. Конструкция такова, что она способствует улучшенному распылению топлива для хорошего сгорания и мощности, развиваемой двигателем.

Двигатели с наддувом и с турбонаддувом также могут использовать систему впрыска топлива, но им потребуются модификации для регулировки расхода топлива с помощью быстрого открытия дроссельной заслонки в сочетании с датчиками давления воздуха в коллекторе. Подача большего количества воздуха должна означать больше топлива (и мощности), если двигатель должен работать плавно, без сбоев при открытии дроссельной заслонки.

Прямой впрыск

В этой системе топливо сжимается и впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, минуя впускной клапан, как в дизельном двигателе, но с двумя свечами зажигания.Он используется в основном на более мощных двигателях. Эту систему используют двигатели серии Viking, Honda и Mitsubishi.

В этой системе используются почти те же детали, что и описанные выше, с топливной системой с непрерывным потоком, с той лишь разницей, что топливо впрыскивается в двигатель.

Впрыск топлива Dis / Преимущества

Как и в любой системе, у картины всегда две стороны. Впрыск топлива может обеспечить каждый цилиндр правильной топливно-воздушной смесью для рабочих условий в то конкретное время, когда карбюраторы подают одну и ту же топливно-воздушную смесь во все цилиндры одновременно.Это может означать, что один цилиндр может работать холодно, тогда как другие могут быть горячими. Вот почему вам нужны датчики CHT на всех цилиндрах, чтобы следить за этим.

Обобщая преимущества:

  • Холодный лед больше не нужен
  • Более высокий КПД двигателя, меньший расход
  • Улучшенная топливно-воздушная смесь / соотношение
  • Равномерная доставка по всем цилиндрам
  • Двигатели с более плавным ходом
  • Более легкий запуск

Некоторые недостатки:

  • Возможная паровая пробка в стальных топливопроводах над двигателем, затрудняющая запуск горячего двигателя, но легко устранимая
  • Топливо должно быть чище, так как детали похожи на прекрасный часовой механизм
  • Необходимость в линиях возврата топлива в используемый бак или в отдельном напорном баке
  • Системы впрыска топлива «немного дороже» по сравнению с карбюраторными двигателями

Заключение

Системы впрыска топлива могут быть на начальном этапе более дорогими, но они позволят сэкономить топливо и продлить срок службы двигателя, тем самым сократив расходы на техническое обслуживание и повысив надежность и безопасность двигателя для тех, кто участвует в полете.Таким образом, о преимуществах стоит задуматься!

Автор EAI.

Понимание топливной системы прямого впрыска LT для замены

Двигатели серии LT поколения V немного отличаются от серии LS, особенно в части топливной системы. Все двигатели серии LT имеют прямой впрыск, то есть топливо находится под давлением от 2000 до 2900 фунтов на квадратный дюйм (2175 для LT1, 2900 для LT4) и впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, как в дизельном двигателе. Двигатели DI имеют гораздо большую экономию топлива, потому что ECM гораздо лучше контролирует количество сжигаемого топлива.

Просмотреть все 41 фотоЭто то место, где двигатели серии LT действительно отходят от нормы. Топливные магистрали соединены с механическим топливным насосом, который приводится в действие топливным крылом распределительного вала. Обратной линии нет, а насосу для правильной работы требуется большое давление и поток, а именно 72 фунта на квадратный дюйм при 45 галлонах в час.

Для подачи топлива в систему прямого впрыска высокого давления есть два топливных насоса, электрический питающий насос в баке и механический нагнетательный насос под впускным отверстием.Механический нагнетательный насос работает от трехлепесткового крыла распределительного вала. Модернизация послепродажного обслуживания для увеличения расхода топлива может производиться через распределительный вал. Comp Cams предлагает кулачки с дополнительными лопастями топливного насоса различной формы, которые могут увеличивать расход топлива на 74 процента. Электрический питающий насос в бензобаке также отличается от стандартного электронасоса.

Посмотреть все 41 фото Чтобы это произошло, GM решила использовать контроллер вторичной топливной системы. Топливный компьютер управляет топливным насосом посредством широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и контролирует давление с помощью датчика.Посмотреть все 41 фото Мы решили изготовить собственное крепление для датчика, используя кусок топливной алюминиевой топливной рейки (это рейка Холли). Сначала просверлили центр рельса примерно на 85 градусов перпендикулярно потоку топлива. Концы топливопровода -6 уже были нарезаны. См. Все 41 фото. Далее блок был нарезан метчиком 9 / 16-18, чтобы соответствовать адаптеру -6 AN, который мы используем для датчика. См. Все 41 фото. собран с постфильтром Aeromotive (после датчика), датчиком и переходником с уплотнительным кольцом от -6 до 10 мм.

Вместо основного топливного насоса и регулятора, заводской подающий насос управляет ECM через модуль топливного насоса для управления давлением основного топлива, когда оно достигает механического топливного насоса DI. Специальный датчик давления в топливной магистрали контролирует давление топлива, которое поддерживается на уровне 72 фунтов на квадратный дюйм при 45 галлонах в час. Вместо регулятора давление регулируется с помощью широтно-импульсной модуляции или управления насосом «ШИМ». По сути, ECM включает и выключает напряжение и ток, подаваемые на насос, с очень высокой скоростью, чтобы контролировать скорость насоса, обеспечивая постоянное полное давление без задержек.В обычном электрическом топливном насосе, когда вы нажимаете на дроссельную заслонку, происходит быстрый скачок потока топлива, за которым следует затишье, когда насос восстанавливается после внезапной потери давления. При правильном подключении двигатель с внедрением портов не увидит слишком большого падения производительности в этом сценарии. В двигателе DI это может вызвать серьезные проблемы, поскольку механическому насосу постоянно требуется полное давление для поддержания более 2000 фунтов на квадратный дюйм, необходимого для правильной работы. Это усложняет замену топливной системы для двигателя серии LT.Вы не можете использовать только старый топливный насос. Топливные насосы DI должны поддерживать ШИМ, а не все электрические топливные насосы.

Еще одним фактором является то, что топливная система LT безвозвратная; это было сделано для снижения температуры топлива. Поскольку горячее топливо не проходит через насос в двигатель и обратно в бак, температура топлива остается постоянной. Безвозвратные топливные насосы редко подходят для использования EFI без управления ШИМ, а те, которые доступны, не могут поддерживать тип давления и расхода, необходимые для LT.Требования к насосу составляют 72 фунта на квадратный дюйм при 45 галлонах в час (галлонов в час) и сброс давления 84 фунта на квадратный дюйм, чтобы быть совместимым с системой управления Chevrolet Performance, что является довольно высокой нагрузкой для электрического топливного насоса, работающего на улице. Так что же тогда нам делать с LT-свопами?

Посмотреть все 41 фото Требования к топливной магистрали — 3/8 или -6. Для соединения фильтра с двигателем использовалась плетеная резиновая магистраль высокого давления. См. Все 41 фото. Топливный компьютер был установлен на верхней части поперечины трансмиссии.Коробка водонепроницаема, но соединения должны быть расположены так, чтобы вода не собиралась и не стояла в разъеме. См. Все 41 фото. Вверху мы использовали вставной адаптер для подсоединения гибкой топливной магистрали -6 к топливной рампе. . См. Все 41 фото. В качестве собственно помпы мы остановили свой выбор на внутрибаковом насосном комплекте Aeromotive Phantom 340. Эта система способна обрабатывать требования к давлению и расходу и может быть настроена на работу без возврата с помощью ШИМ-управления. См. Все 41 фото Чтобы Phantom 340 работал без возвратной линии, в этой пробке необходимо просверлить отверстие 1/32. » сверло.

Существует два варианта модернизации топливных систем, совместимых с LT DI: система управления ШИМ или система насос / регулятор / возвратный трубопровод. Многие сменщики уже имеют в своем автомобиле электронную топливную систему. Замена LT в этот сценарий может означать покупку новых деталей, но еще не все потеряно. Можно обойти систему насоса в стиле ШИМ, используя стандартный электрический насос с возвратной линией и регулятором, установленным на 72 фунта на квадратный дюйм при 45 галлонах в час. Это довольно много для уличного насоса постоянного использования, поэтому убедитесь, что ваш насос способен обеспечивать требуемый расход и давление.Рабочий цикл этого давления и расхода, безусловно, будет высоким, а срок службы насоса будет довольно низким. 72 фунта на квадратный дюйм — это высокий показатель для уличной топливной системы, как и расход 45 галлонов в час. Типичный встроенный топливный насос EFI с модернизированной установкой может расходовать 42-45 галлонов в час, но только при 15 фунтах на квадратный дюйм. Это означает, что вам понадобится топливный насос гораздо большего размера, чтобы обеспечить двигатель достаточным количеством топлива для работы. Вы будете страдать от тяжелого запуска, а также от проблем с управляемостью и горячим топливом. Переход на систему ШИМ дает вам больший контроль.

Установка ШИМ-контроллера выполняется по принципу «подключи и работай», но датчик давления топлива и проводка топливного насоса немного сложны. Во-первых, вам понадобится встроенный адаптер с отверстием для датчика давления, расположенным между 5 и 85 градусами по отношению к горизонтальному потоку топлива, согласно руководству GM для контроллера топлива. Это довольно просто, так как этих адаптеров для топливных датчиков существует множество. Проблема в том, что большинство адаптеров предназначены для фитингов 1/8 дюйма NPT, а не для 10-миллиметровой резьбы, необходимой для датчика GM.Найти переходник 1/8 дюйма npt с наружной резьбой на штекер 10 мм сложно. На данный момент нет коммерчески доступного адаптера датчика для датчика давления серии LT. Вы можете легко найти переходник с штекера -6 AN на штекер 10 мм. Для этого вам понадобится алюминиевый топливный бревно или топливный разделитель Y-образного блока и переходник с вилкой на вилку от -6 до 10 мм. Это позволяет подключить датчик к топливной системе. Мы сделали один из остатков топливной рампы от другого. проект

Посмотреть все 41 фото После этого насос в сборе опускается в бак и прикручивается болтами, как указано.Посмотреть все 41 фотографию Поскольку насос теперь безвозвратный, возвратный порт на держателе должен быть заблокирован заглушкой. Все фитинги имеют диаметр -6 AN. См. Все 41 фото Из жгута топливного компьютера выходят эти три провода, которые подключаются к топливному насосу. Цветовые коды следующие: желтый с черным — заземление насоса, серый — положительный вывод насоса, маленький черный экран (не заземлять). Мы зачистили провода, чтобы их можно было удлинить. Посмотреть все 41 фото Новые удлинители могут быть любого цвета, который вы выберете.Три провода были неплотно скручены вместе для оптимального экранирования. См. Все 41 фото Здесь вы можете увидеть, как провода были проложены. Мы выбрали красный с черной полосой — положительный полюс насоса, черный с белой полосой — заземление насоса и маленький черный цвет для экрана. Для соединения этих проводов требуется пайка, чтобы обеспечить хорошее соединение с минимальным сопротивлением. См. Все 41 фото. Хорошая пайка имеет решающее значение для хорошей проводимости. Всегда нагревайте провод снизу и добавляйте припой сверху, чтобы припой протекал через провод.Это поможет устранить соединения холодной пайки. См. Все 41 фото. Каждое соединение также подвергается термоусадке. См. Все 41 фото. Наконец, новые провода обернуты классической оплеткой P безболезненно. кольцевой зажим на питании и заземлении, в то время как экранированный провод прикреплен к двум другим проводам как можно ближе к выводам.

Подключение самого насоса требует немного терпения. От модуля насоса отходят три провода: желтый с черной полосой, серый и черный провод меньшего сечения.В отличие от обычной установки, провода питания имеют калибр только 14. ШИМ-управление также устраняет необходимость в силовых реле. Желтый / черный провод — это земля, серый провод — сторона питания, а маленький черный провод — экран. Если вы используете насос GM с защитным штифтом (например, Corvette 2014 года или грузовик), подключите маленький черный провод к этому контакту, если вы используете насос без защитного штифта, оставьте провод без заделки и закрепите его лентой. к другим проводам. Из-за природы управления ШИМ существует очень реальный потенциал для EMI (электромагнитных помех) от другой электроники в автомобиле.Чтобы избежать прерывания сигнала управления, два основных провода управления питанием скручены с 3-м экранирующим проводом. Жгут проводов Chevrolet Performance идет только с коротким проводом; большинству автомобилей требуются более длинные провода. Чтобы сохранить экранирование, вы должны скрутить провода минимум на 27 витков на 8 футов провода. Лучший способ убедиться, что провода правильно скручены и не распутаются, — это оплетка. Свяжите три провода вместе свободно и последовательно, это не обязательно должно быть плотной оплеткой, оборачивая провода друг вокруг друга каждые 2 дюйма или около того.Не используйте для этих проводов обжимные соединители, убедитесь, что вы их хорошо припаяли и используете термоусадочную трубку.

Для нашей установки мы использовали комплект топливного насоса Aeromotive Phantom 340, подключенный к ECM Chevrolet Performance и модулю управления подачей топлива в Buick GS 1971 года с новым 6,2-литровым двигателем LT1. Топливный насос был установлен в заводской топливный бак и подключен напрямую к модулю управления подачей топлива GM. Провода были удлинены примерно на 10 футов и обернуты классической оплеткой безболезненного исполнения.

Самой сложной частью установки был датчик давления; остальное довольно просто, если вы поймете, что нужно для работы системы. Датчик необходимо установить как можно дальше от двигателя, в нашем случае это было на поперечине трансмиссии. У привязи короткий поводок, так что это максимально возможное расстояние, не растягивая привязь. Так как она похожа на подвеску C7 Corvette, мы ее оставили.

Посмотреть все 41 фотоПоследний шаг — это подключение проводов к помпе.Топливная система LT1 с ШИМ-управлением не завершена.

Установка правильной топливной системы для питания двигателя серии LT дает вам наилучший возможный контроль топлива. С ШИМ давление топлива почти всегда остается идеальным, уменьшая скачки и отставания в работе вашего двигателя. Разбор деталей для вашей установки может занять некоторое время, но, в конце концов, результаты того стоят.

Источники:

Посмотреть все 41 фото

4 типа систем впрыска топлива для специалистов по автозапчастям

Не нужно быть профессиональным автомобилестроителем, чтобы знать, что двигатели нуждаются в топливе для работы.Однако многие не знают, как это топливо заставляет двигатель работать после того, как оно залито в бак. Двигатели сжигают смесь топлива и воздуха внутри своих камер, чтобы перемещать поршни, которые создают движение автомобиля вперед и назад. Это движение передается на колеса, что заставляет машину двигаться. Однако то, как топливо подается в цилиндры, зависит от типа системы впрыска топлива, установленной в автомобиле. Различные типы систем впрыска дают очень разные результаты.

Как начинающий специалист по автозапчастям, вы преуспеете в своей карьере, зная множество различных вариантов автомобильных запчастей.Начните обучение, прочитав о четырех различных типах систем впрыска топлива, используемых в транспортных средствах.

1. Специалисты по автозапчастям могут знать систему впрыска дроссельной заслонки

Система впрыска в корпус дроссельной заслонки (TBI) — одна из первых систем впрыска, когда-либо используемых в транспортных средствах. До TBI автомобили использовали карбюратор. Карбюратор подает топливо в двигатель, когда поступающий воздух всасывает топливо через трубку в камеры сгорания. Топливо будет смешиваться с воздухом и производить энергию, необходимую для работы двигателя.Хотя карбюраторы служили своей цели, они были очень неточными и обычно приводили к потере топлива.

TBI работают аналогично карбюратору. Топливо все еще всасывается в цилиндры из-за всасывания, создаваемого двигателем. Тем не менее, TBI контролируются электронным компьютером в транспортном средстве. Компьютер обеспечивает большую точность, определяя количество топлива, которое должно быть залито в двигатель. Такая точность сокращает расход топлива и позволяет автомобилю работать более эффективно.

2. Профессионалы в сфере автозапчастей должны знать многопортовую систему впрыска топлива

Системы многоточечного впрыска топлива (MPFI) работают так, как следует из их названия: с несколькими впускными отверстиями. Как, вероятно, знают профессионалы с карьерой автозапчастей, они являются шагом вперед по сравнению с системами впрыска корпуса дроссельной заслонки, которые имеют только один порт.

На каждое впускное отверстие установлено

MPFI. Эти впускные каналы расположены снаружи цилиндров двигателя.В MPFI на каждый цилиндр направляется собственное прямое распыление топлива. Итак, в шестицилиндровом двигателе было бы шесть отверстий для впрыска.

Все форсунки распыляют одновременно. Иногда это может привести к проблемам, когда остатки топлива остаются в ожидании следующего периода приема. Топливо может конденсироваться в жидкую форму, а затем выводиться из строя двигателем. Хотя MPFI более эффективен, чем TBI, последовательный впрыск топлива обеспечивает еще лучшую топливную экономичность.

3.Специалисты по автозапчастям могут знать о системе последовательного впрыска топлива

Системы последовательного впрыска топлива почти не отличаются от MPFI. Однако их одно важное отличие преодолевает основную проблему с системами MPFI. Последовательный, иначе известный как впрыск по времени, запускает каждую форсунку индивидуально в оптимизированное время, чтобы обеспечить попадание всего топлива во впускной клапан. Этот процесс может помочь уменьшить отходы топлива. Кроме того, он обеспечивает наиболее оптимальное соотношение топлива и воздуха в камерах сгорания.Как специалист по автозапчастям , вы можете узнать, что это помогает автомобилю работать с более высоким уровнем эффективности.

Система последовательного впрыска топлива обеспечивает более высокий уровень топливной экономичности

4. Профессионалы в сфере автозапчастей должны знать систему прямого впрыска

Системы прямого впрыска отличаются от других систем впрыска топлива, поскольку они обходят впускные клапаны и подают топливо прямо в камеру сгорания цилиндра.

На протяжении своей карьеры вы, скорее всего, будете сталкиваться с системами прямого впрыска в дизельных автомобилях.Прямой впрыск используется в дизельных двигателях с 1920 года, а также в бензиновых самолетах со времен Второй мировой войны. Однако производители высокопроизводительных автомобилей, такие как Audi и BMW, также начинают использовать систему прямого впрыска в своих автомобилях. Поскольку топливо впрыскивается прямо в двигатель, оно обеспечивает высокий уровень мощности и эффективности, что идеально подходит для автомобилей с высокими характеристиками.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.