Лекция 6. Тпа инжекторных двигателей. Преимущества инжекторных двигателей


Чем хорош инжектор?

Преимущества инжекторных двигателей

Как все знают, двигатели автомобилей оснащены либо карбюратором, либо топливным инжектором.

Инжекторы имеют много преимуществ над карбюраторами, а также являются более прогрессивными по большинству параметров. Попробуем разобраться, чем хорош инжектор.

Карбюратор смешивает топливо с воздухом перед подачей в двигатель, на что расходует около 10% мощности. Чтобы смешать бензин с воздухом, тоже уходит мощность двигателя. А если карбюратор получает много горючего – он «захлебывается» и коптит, если мало – «не тянет».

В инжекторе бензин не засасывается, а впрыскивается под большим давлением из форсунки непосредственно в камеру сгорания или во впускной коллектор. Впрыскивается топлива точно столько, сколько нужно – следит за этим электроника. Следовательно, экономичность и мощность увеличиваются.

Основные преимущества инжектора перед карбюратором следующие:

  • Как упоминалось ранее, точное дозирование топлива, а, значит, его экономичный расход, благодаря впрыскивающей системе.
  • Меньшая токсичность выхлопных газов. Достигается благодаря применению датчиков параметров выхлопных газов и оптимальности топливно-воздушной смеси.
  • Увеличение примерно на 7-10% мощности двигателя. Это происходит благодаря оптимальной геометрии впускного коллектора, улучшению наполнения цилиндров, оптимальной установке угла опережения зажигания и соответствующему режиму работы двигателя.
  • Улучшение динамики автомобиля. Система впрыска быстро реагирует на изменения нагрузки.
  • Независимо от погоды, легкость пуска. Например, двигателю практически не нужен будет прогрев в сильный мороз, он запускается «с пол-оборота», а, значит, можно почти сразу ехать.
  • Также большая надежность, долговечность и еще много-много других преимуществ.

Итак, можно сделать вывод, что современные инжекторные системы двигателей имеют целые ряды различных преимуществ над карбюраторными системами, и перечислять их можно еще до бесконечности.

Однако важно не забывать, что инжектор будет проявлять все свои положительные качества только при соблюдении правил пользования и грамотной эксплуатации.

vsepoedem.com

Инжекторный двигатель: устройство и принцип работы

Инжекторный двигатель представляет собой сложное устройство, обеспечивающее максимальную производительность автомобиля. В отличие от карбюраторных моделей, инжектор более экономичен и прост в обслуживании. Такие двигатели снабжены системой впрыскивания топлива, благодаря чему повышается мощность авто, а расходы топлива, наоборот, снижаются. Принцип работы инжекторного двигателя рассмотрен в нашей статье.

Принцип работы инжектора

Использование устройств с подобным алгоритмом действия поначалу коснулся авиастроительного производства. Ужесточение экологических норм привело к тому, что многие производители автомобилей отказались от применения карбюраторных двигателей, дальнейшее усовершенствование которых не приводило к желаемому результату.

Управление системой впрыскивания топлива проводится автоматизированной системой или бортовым компьютером. Проводится проверка состояния воздушно-топливной смеси и при ее соответствии происходит последовательный впуск топлива непосредственно во впускной клапан. Так обеспечивается более точный расход, а также быстрое сгорание топлива.

Устройство инжекторного двигателя можно охарактеризовать выполнением следующей последовательности:

  1. Нажатие на педаль газа открывает дроссельную заслонку. Это обеспечивает поступление воздуха в двигатель.
  2. Компьютер анализирует объем поступающего воздуха (в зависимости от усилия нажатия педали), после чего дает команду для подачи оптимального объема топлива.
  3. Специальный датчик контролирует количество поступающего в двигатель кислорода и его соответствие объему топлива.
  4. Топливный нанос перекачивает необходимый объем, после чего происходит его впрыск под давлением. В результате образуется мелкодисперсный туман, который быстро сгорает, приводя в движение механизмы вращения движущихся частей мотора.

Даже упрощенная схема показывает, насколько сложным является процесс движения автомобиля. Работа двигателя инжектора представляет собой замкнутую систему, в которой значение имеет каждая деталь. При выходе из строя любой составляющей, сигнал об этом поступает на электронную систему, после чего компьютер сам принимает решение о возможность дальнейшего движения. Это одновременно является достоинством и недостатком такого механизма, ведь при измененных условиях труда раскачать «вручную» систему не получиться, придется обращаться за квалифицированной помощью.

В чём особенности устройства?

Как показывает приведенная информация, главным отличием от более старых карбюраторных моделей является автоматическая подача топлива. Это ключевой момент, определяющий преимущества использования инжекторного устройства. Кроме того, существует еще несколько пунктов, которые выгодно отличают разницу между инжектором и карбюратором.

Ключевые отличия:

  • За счет того, что в карбюраторном двигателе создается определенный уровень давления, позволяющий засасывать воздушно-топливную смесь, а в инжекторе она подается автоматически, экономится мощность отдачи. Это позволяет в целом увеличить производительность авто на 10%. Показатель небольшой, но при длительной эксплуатации это существенная экономия топлива.
  • Быстрое реагирование на изменение условий движения. В инжекторе практически моментально происходит увеличение или уменьшение подачи топлива. Это позволяет маневрировать на дороге гораздо быстрей.
  • Система впрыскивания топлива обеспечивают легкий запуск двигателя.
  • Инжекторное устройство менее чувствительно к измененным погодным условиям. Расход топлива будет экономиться за счет того, что не требуется длительный прогрев двигателя.
  • Также такие устройства соответствуют более строгим современным экологическим стандартам. Уровень вредных выбросов, как правило, ниже на 50-70%, что в современном мире просто необходимо.

Среди главных недостатков — полная зависимость системы от исправности всех элементов. Инжектор снабжен несколькими датчиками, которые анализируют параметры топлива и условия эксплуатации. При выходе электроники из строя может понадобиться дорогостоящий ремонт.

Также при эксплуатации авто с инжекторным двигателем необходимо тщательней следить за состоянием используемого топлива. Форсунки, обеспечивающие подачу и распыление воздушно-топливной смеси, часто забиваются при использовании некачественного бензина. Вместе с тем, этот критерий очень сложно контролировать, особенно при длительной поездке, когда приходится заправляться на непроверенных точках. К недостаткам также можно отнести дорогостоящий ремонт в случае поломок. Самостоятельная починка электронной части на практике оказывается неудачным решением и может привести к необходимости восстановления системы, а это стоит немало.

ЭБУ

Главным центром управления инжектора является ЭБУ — электронный блок управления. В его задачи входит непосредственный контроль над работой всех систем, расходом и подачей топлива, а также сигнализирование о возможных неполадках в работе автомобиля. Отчеты о возможных сбоях в системе и алгоритм правильной работы храниться в специальных ячейках памяти,

В зависимости от модели, обычно есть три типа памяти устройства:

  1. ППЗУ требует однократного программирования, после чего сохраняются все алгоритмы действия для управления системой. Чип хранится на плате блока, при необходимости подлежит замене. Информация не подлежит удалению при сбоях сети, корректированию не поддается.
  2. ОЗУ — оперативное запоминающее устройство. Относится к временному хранилищу файлов. Также служит местом для расчета и анализа полученной информации. Располагается ОЗУ на печатной плате блока, при сбоях в сети информация стирается.
  3. ЭПЗУ представляет собой электрически программируемое запоминающее устройство. В основном используется для хранения информации для противоугонной системы (коды и пароли владельца). При нарушении ввода данных, двигатель не заведется. Такое хранилище не зависит от данных сети, информация сохраниться при любых ситуациях.

Форсунки

Заслонка, позволяющая контролировать впрыск топлива в систему, называется форсункой. Используется два типа системы подачи топлива. Моновпрыск сейчас практически не используется. При таком расположении форсунки топливо подается вне зависимости от открытия впускного клапана двигателя. К тому же, такое управление мало контролируется электроникой. Второй вид — распределительный впрыск представлен более совершенной системой. Благодаря нескольким форсункам, расположенным непосредственно вблизи каждого цилиндра, происходит направленный доступ горючего. Такая система четко регламентирует подачу топлива, а также увеличивает производительность двигателя. Тип управления инжектором также определяется ЭБУ и может быть точечным и последовательным.

Каталитический нейтрализатор

Этот элемент системы инжекторного двигателя предназначен для контроля выхлопов авто. Для его работы необходим датчик содержания кислорода в выхлопных газах (лямбда-зонд). При превышении допустимых значений проводится корректировка впрыска топлива, а также проводится процесс рециркуляции отработанных газов. Кроме того, в системе предусмотрены специальные катализаторы, уменьшающие содержание вредных примесей после сжигания топлива.

Датчики

Сложная система электронного управления подразумевает проверку и регулировку нескольких датчиков. При выходе из строя хотя бы одного элемента, ЭБУ выдает ошибку.

Основные датчики инжекторного двигателя:

  • ДМРВ (датчик массового расхода воздуха). Обеспечивает информацию о массе воздуха, поступающего в двигатель.
  • Лямбда-зонд (датчик кислорода). Определяет содержание кислорода в воздушно-топливной смеси. При помощи такой информации ЭБУ может выявить изменения топливной смеси и откорректировать ее значения.
  • Датчик дроссельной заслонки. Контролирует положение дроссельной заслонки, согласно которому блок управления может реагировать, увеличивая или сокращая подачу топлива по мере необходимости.
  • Датчик напряжения. Контролирует напряжение бортовой сети машины. Показания датчика при необходимости заставляют блок управления увеличить число оборотов холостого хода, если напряжение понижено (чаще всего при высоких электрических нагрузках).
  • Датчик контроля температуры охлаждающей жидкости. Дает сигнал о прогреве двигателя, после чего ЭБУ запускает работу других систем.
  • Датчик абсолютного давления. Следит за показателем давления во впускном коллекторе. От количества воздуха, которое поступает в двигатель, меняется потребление топливной смеси. Также этот показатель используется при определении производительности авто.
  • Датчик вращения коленвала. Скорость вращения коленчатого вала – один из определяющих факторов, которые влияют на расчет необходимой длительности импульса.

Преимущества инжектора уже оценили многие автолюбители. Снижается расход топлива, повышается производительность автомобиля, а также облегчается процесс его управления. Работа инжекторного двигателя обеспечивается непосредственным впрыском топлива в систему, на основании проанализированных данных о параметрах топливной смеси и режиме эксплуатации двигателя. Как работает инжекторный двигатель, его преимущества и недостатки по сравнению с карбюраторным устройством рассмотрены в нашей статье.

Если материал был для вас интересен или полезен, опубликуйте его на своей странице в социальной сети:

jrepair.ru

Понятие об инжекторном двигателе.

Системы питания с впрыском бензина



Понятие об инжекторных двигателях

Инжекторными называются двигатели с искровым зажиганием топливной смеси, в которых в качестве топлива используют бензин, а процесс смесеобразования происходит с помощью форсунки или форсунок, впрыскивающих топливо под давлением во впускной трубопровод или в цилиндр двигателя.

Впрыск топлива вместо использования процесса карбюрации позволил получить ряд определенных выгод, поэтому в последние годы все системы питания, использующие впрыск все больше вытесняют карбюраторные системы питания двигателей, особенно на легковых автомобилях.

Широкому применению систем впрыска топлива на грузовых автомобилях в настоящее время препятствуют такие их недостатки, как повышенная сложность обслуживания и дороговизна используемых приборов и узлов. Однако, с учетом несомненных преимуществ, позволяющих получить ощутимую долгосрочную выгоду, можно предположить, что и на грузовом автотранспорте, особенно малой и средней грузоподъемности, системы впрыска бензина найдут широкое применение в ближайшие годы. На грузовых автомобилях повышенной грузоподъемности и автобусах достойной конкуренции дизельным двигателям пока нет.

***

Достоинства и недостатки систем впрыска топлива

Несомненным преимуществом систем впрыскивания топлива по сравнению с карбюраторными системами питания являются следующие:

  • отсутствие устройств, создающих сопротивление потоку воздуха на впускном трубопроводе (карбюратора) и вследствие этого более высокий коэффициент наполнения цилиндров, что обеспечивает получение более высокой «литровой» мощности;
  • возможность использования большего перекрытия клапанов, когда открыты одновременно впускной и выпускной клапаны, что улучшает процесс продувки камеры сгорания чистым воздухом, а не горючей смесью;
  • более точное дозирование количества топлива, необходимого для работы двигателя на различных режимах его работы;
  • снижение температуры стенок цилиндров, днища поршней и выпускных клапанов из-за лучшей продувки и более равномерного состава горючей смеси, что позволяет без опасности детонации поднять степень сжатия смеси в цилиндре на 2…3 единицы;
  • снижение количества оксидов азота при сгорании топлива, т. е. снижение токсичности отработавших газов;
  • улучшение смазывания зеркала цилиндров двигателя и, как следствие, снижение уровня механических потерь на трение.


Таким образом, благодаря перечисленным достоинствам системы питания с впрыском топлива позволяют обеспечить по сравнению с карбюраторной системой (при прочих равных условиях) более высокую мощность двигателя, улучшенную экономичность, снижение выбросов вредных веществ в атмосферу и повышение степени сжатия, а также повысить ресурс двигателя.

Особенно ценным качеством бензиновых систем питания, использующих впрыск, является возможность объединить управление систем питания и зажигания посредством единого управляющего центра (компьютера), что открывает широкие динамические и экономические перспективы для инжекторных двигателей, а также возможность существенной автоматизации многих процессов в их работе.

Не лишены системы впрыска воздуха и недостатков:

  • относительно высокая стоимость;
  • сложность технического обслуживания, требующая специального оборудования и высокой квалификации обслуживающего персонала;
  • повышенные требования к качеству и очистке бензина.

***

Классификация систем питания с впрыском бензина



k-a-t.ru

Лекция 6. Тпа инжекторных двигателей.

Автомобильная электроника продолжает развиваться под влиянием высокого уровня глобальных компьютерных технологий. В последние годы она быстро и эффективно проникает в функциональные системы управления автомобильных двигателей. Применение электроники обеспечивает повышение точности дозирования топлива по сравнению с карбюраторным принципом смесеобразования, повышение надёжности систем управления двигателем, упрощение обслуживания и разгрузку водителя, получающего необходимую информацию для эффективного управления автомобилем.

Современные адаптивные программы управления двигателем обеспечивают рациональные режимы его работы в соответствии с изменяющимися параметрами внешней среды. Оснащение автомобильных двигателей средствами автоматического регулирования подачи топлива и воспламенения горючей смеси обеспечивает эффективную и экономичную их работу. Большинство

современных автомобилей с бензиновыми двигателями оборудуют системами впрыска топлива с электронным управлением λ-зондом. Оснащение их средствами автоматического регулирования подачи топлива и воспламенения горючей смеси обеспечивает эффективную и экономичную работу автомобилей.

6.1 Преимущества инжектора перед карбюратором.

Как известно, бензиновые двигатели оснащаются карбюратором или имеют топливный инжектор. Инжекторные системы подачи топлива имеют ряд преимуществнад карбюраторными и являются более прогрессивными практически по всем параметрам.

Инжектор – иностранное слово, но есть и наш русский эквивалент – впрыск или впрысковой двигатель.

Карбюраторный двигатель смешивает топливо с воздухом перед подачей в камеры сгорания с большим усилием через узкое горло — карбюратор, расходуя при этом около 10 процентов своей мощности. На смешивание бензина с воздухом тоже уходят силы двигателя. Если карбюратор получает много горючего, то он захлебывается и начинает «коптить», если мало, то тогда «не тянет».

В инжекторном двигателе бензин не засасывается, а впрыскивается из форсунки под давлением сразу в камеру сгорания, либо во впускной коллектор.И впрыскивается ровностолько, сколько нужно, ведь за этим следит электроника. Соответственно, мощность и экономичность увеличиваются. Простейшая электронная система впрыска включает в себя: электрический бензонасос, регулятор давления, электронный блок управления, датчик угла поворота дроссельной заслонки, датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик числа оборотов коленвала и непосредственно инжектор.

В общем, инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие основные преимущества:

Точное дозирование топлива и, следовательно, более экономичный его расход. Дозирование топлива осуществляется довольно просто. Форсунки впрыскивают топливо каждый раз перед открытием впускного клапана. Причем столько, сколько решил дать блок управления, соответственно возникает импульс разной длины. Чем длиннее импульс, тем больше бензина за раз попадет. Снижение токсичности выхлопных газов. Достигается за счет оптимальности топливно-воздушной смеси и применения датчиков параметров выхлопных газов.

Увеличение мощности двигателя примерно на 7-10%. Происходит за счет улучшения наполнения цилиндров, оптимальной геометрии впускного коллектора, оптимальной установки угла опережения зажигания, соответствующего рабочему режиму двигателя.

Улучшение динамических свойств автомобиля. Система впрыска незамедлительно реагирует на любые изменения нагрузки. Улучшенные параметры топливно-воздушной смеси увеличивают динамический момент двигателя.

Легкость пуска независимо от погодных условий. Например, в сильные морозы двигатель практически не требует прогрева и запускается "с пол-оборота", так что почти сразу можно ехать. За счет качества приготовления смеси и стабильность её состава реже, чем карбюратор требует чистки и замены. Контроль за системой производит электроника. Наличие электроники в инжекторе и вовсе может рассматриваться и как преимущество и как недостаток. Ведь электроника может выйти из строя в самый неподходящий момент, например, в дальней дороге. И если нет запасного блока, то придется вызывать помощь. А с карбюратором, кроме засорения жиклёров — устройств, распрыскивающих топливо в воздух, практически ничего не может случиться, и вы в любом случае доберетесь до пункта назначения или хотя бы до ближайшего сервиса.

Большая надежность и долговечность и т.д.

Инжекторная система по устройству и обслуживанию гораздо сложнее карбюраторной, и поэтому ремонт тоже сложнее и дороже.

Но если соблюдать несколько правил, большинство неприятностей можно избежать. Например, плохой бензин разрушает насосы, забивает фильтры, выводит из строя форсунки, поэтому покупать бензин по возможности лучше на проверенных автозаправках. И конечно, надо не забывать чистить бензобак от остающихся воды, грязи и ржавчины, часто менять топливные фильтры, стараться не допускать длительных простоев.

Необходимо помнить, что эффективность работы инжекторного двигателя во многом определяет и состояние форсунок — управляемых электромагнитных клапанов, обеспечивающих дозированную подачу в цилиндры двигателя топлива. А вот блок управления, которому и подчиняются все форсунки, хоть и деталь немаловажная, но и ломается он редко, да и проблем с регулировкой немного. Согласно статистике, 90% поломок инжектора связаны с поломкой датчиков или нарушением питания электронного блока.

В зависимости от количества форсунок и места подачи топлива, системы впрыска подразделяются на три типа: одноточечный (одна форсунка во впускном коллекторе на четыре цилиндра), многоточечный или распределенный (у каждого цилиндра своя форсунка, которая подает топливо в коллектор) и непосредственный (топливо подается форсункой непосредственно в цилиндры, как у дизелей).

Одноточечный впрыск конечно проще, он менее начинен управляющей электроникой, но и менее эффективен. Управляющая электроника позволяет снимать информацию с датчиков и сразу же менять параметры впрыска.

У одноточечного впрыска преимущество перед карбюратором состоит в экономии топлива, экологической чистоте и относительной стабильности и надежности параметров. А вот в приёмистости двигателя одноточечный впрыск проигрывает. Еще один недостаток: при использовании одноточечного впрыска, как и при использовании карбюратора до 30% бензина оседает на стенках коллектора.

Распределенный впрыск мощнее, экономичнее и сложнее. Применение такого впрыска увеличивает мощность двигателя примерно на 7-10 процентов.

Основные преимущества распределенного впрыска: 1). возможность настройки на разных оборотах и соответственно улучшение наполнения цилиндров, в итоге при той же максимальной мощности инжектор разгоняется гораздо быстрее; 2). бензин брызгает непосредственно прямо на клапан, что позволяет сделать более точную регулировку подачи топлива.

Что касается преимуществ бензинового двигателя с прямым или непосредственным впрыском, то они заключаются в том, что благодаря форсункам с электромагнитными клапанами возможен впрыск дозированного количества топлива в камеру сгорания в определенное время. Электронный блок подает в камеры сгорания ровно столько топлива и масла, сколько требуется двигателю при определенном числе оборотов коленчатого вала, реагируя на изменение режима работы мотора, меняя дозировку. Все это обеспечивает моторам улучшенные технические характеристики.

Кроме того, при использовании прямого впрыска концентрация токсичных веществ в выхлопных газах также уменьшается. А двигатели с прямым впрыском FSI еще и на 15% экономичнее бензиновых двигателей с обычной системой впрыска.

FSI расшифровывается как fuel stratified injection, что в переводе с английского означает "послойный впрыск топлива". В системе прямого впрыска FSI насос высокого давления нагнетает бензин в общую для всех цилиндров топливную рампу. При этом, топливо попадает сразу в камеру сгорания через форсунки. Блок управления дает команду на открытие каждой форсунки, а фазы ее работы значительно зависят от нагрузки двигателя и его оборотов.

Прямой впрыск позволяет добиться преимущества перед карбюратором не только в увеличении мощности двигателя, эта система также обеспечивает хорошую тягу на низких и средних оборотах из-за постоянно изменяемых фаз газораспределения и позволяет серьезно экономить бензин.

В общем, современные инжекторные системы двигателя обеспечивают целый ряд немаловажных преимуществ перед своими карбюраторными собратьями, которые можно перечислять до бесконечности. Однако не стоит забывать, что все свои положительные качества инжектор проявляет только при условии соблюдения правил пользования и эксплуатации.

6.2. Элементы расчёта.

studfiles.net