Как работает инжекторная система впрыска бензинового двигателя

Инжекторная система подачи топлива

Система впрыска топлива (англ.  Fuel Injection System ) — система подачи топлива, устанавливаемая на современных бензиновых двигателях. Основное отличие от карбюраторной системы — подача топлива осуществляется путем непосредственного впрыска топлива с помощью форсунок во впускной коллектор или в цилиндр. Автомобили с данной системой питания часто называют инжекторными.

Содержание

Устройство

В инжекторной системе подачи впрыск топлива в воздушный поток осуществляется специальными форсунками — инжекторами (англ.  Injector ).

Классификация

По точке установки и количеству форсунок:

  • Моновпрыск или центральный впрыск (нем.  Ein Spritz ) — одна форсунка на все цилиндры, расположенная, как правило, на месте карбюратора (на впускном коллекторе). В настоящее время непопулярна.
  • Распределённый впрыск — каждый цилиндр обслуживается отдельной изолированной форсункой во впускном коллекторе. В то же время различают несколько типов распределённого впрыска:
    • Одновременный — все форсунки открываются одновременно.
    • Попарно-параллельный — форсунки открываются парами, причём одна форсунка открывается непосредственно перед циклом впуска, а вторая перед тактом выпуска. В связи с тем, что за попадание топливо-воздушной смеси в цилиндры отвечают клапаны, это не оказывает сильного влияния. В современных моторах используется фазированный впрыск, попарно-параллельный используется только в момент запуска двигателя и в аварийном режиме при поломке Датчика Положения Распределительного Вала ДПРВ (так называемой Фазы).
    • Фазированный впрыск — каждая форсунка управляется отдельно, и открывается непосредственно перед тактом впуска.  — форсунки расположены непосредственно возле цилиндров и впрыск топлива происходит прямо в камеру сгорания.

    Управление системой подачи топлива

    В настоящее время системами подачи топлива управляют специальные микроконтроллеры, этот вид управления называется электронным. Принцип работы такой системы основан на том, что решение о моменте и длительности открытия форсунок принимает микроконтроллер, основываясь на данных, поступающих от датчиков.

    В прошлом, на ранних моделях системы подачи топлива, в роли контроллера выступали специальные механические устройства.

    Принцип работы

    В контроллер, при работе системы, поступает, со специальных датчиков, следующая информация:

    • о положении и частоте вращения коленчатого вала,
    • о массовом расходе воздуха двигателем,
    • о температуре охлаждающей жидкости,
    • о положении дроссельной заслонки,
    • о содержании кислорода в отработавших газах (в системе с обратной связью),
    • о наличии детонации в двигателе,
    • о напряжении в бортовой сети автомобиля,
    • о скорости автомобиля,
    • о положении распределительного вала (в системе с последовательным распределенным впрыском топлива),
    • о запросе на включение кондиционера (если он установлен на автомобиле),
    • о неровной дороге (датчик неровной дороги),
    • о температуре входящего воздуха.

    На основе полученной информации контроллер управляет следующими системами и приборами:

    • топливоподачей (форсунками и электробензонасосом),
    • системой зажигания,
    • регулятором холостого хода,
    • адсорбером системы улавливания паров бензина (если эта система есть на автомобиле),
    • вентилятором системы охлаждения двигателя,
    • муфтой компрессора кондиционера (если он есть на автомобиле),
    • системой диагностики.

    Изменение параметров электронного впрыска может происходить буквально «на лету», так как управление осуществляется программно, и может учитывать большое число программных функций и данных с датчиков. Также, современные системы электронного впрыска способны адаптировать программу работы под конкретный экземпляр мотора, под стиль вождения и многие другие характеристики и спецификации.

    Ранее использовалась механическая система управления впрыском.

    Достоинства двигателей, оборудованных системой впрыска с микропроцессорным управлением

    Преимущества, по сравнению с двигателями, оборудованными карбюраторной системой подачи топлива:

    • Уменьшение расхода топлива.
    • Упрощается запуск двигателя.
    • Приближенная к линейной характеристика крутящего момента (улучшаются динамические и мощностные характеристики двигателя).
    • Не требует ручной регулировки системы впрыска, т.к. выполняет самостоятельную настройку на основе данных, передаваемых датчиками кислорода.
    • Поддерживает примерно стехиометрический состав рабочей смеси, что несколько уменьшает выброс несгоревших углеводородов и повышает экологичность (альфа

    Недостатки

    Основные недостатки двигателей с блоком управления по сравнению с карбюраторными:

    • Высокая стоимость узлов,
    • Низкая ремонтопригодность элементов,
    • Высокие требования к фракционному составу топлива,
    • Необходимость в специализированном персонале и оборудовании для диагностики, обслуживания и ремонта, высокая стоимость ремонта.
    • Зависимость от электропитания и критически важное требование к постоянному наличию напряжения питания
    • Уязвимость электронной системы от атомного излучения

    История

    Появление и применение систем впрыска в авиации

    Карбюраторные системы для работы под углом к горизонту необходимо дополнять множеством устройств, либо применять специально спроектированные карбюраторы. Система непосредственного впрыска авиационных двигателей — удобная альтернатива карбюраторной, так как инжекционной системе впрыска в силу конструкции безразлично рабочее положение (подача топлива осуществляется независимо от положения двигателя относительно земной поверхности).

    Первый мотор с системой впрыска был изготовлен в России в 1916 году Микулиным и Стечкиным. Он же стал первым авиационным двигателем, перешагнувшим 300-сильный рубеж мощности.

    К 1936 году на фирме Robert Bosch были готовы первые комплекты топливной аппаратуры для непосредственного впрыска бензина в цилиндры, которую через год стали серийно ставить на V-образный 12-цилиндровый двигатель Daimler-Benz DB 601. Именно этими моторами объёмом 33,9 л оснащались, в частности, основные истребители Люфтваффе Messerschmitt Bf 109. И если карбюраторный двигатель DB 600 развивал на взлетном режиме 900 л.с., то «шестьсот первый», с впрыском, позволял поднять мощность до 1100 л.c. и более. Чуть позже, в серию пошла девятицилиндровая «звезда» BMW 132 с подобной системой питания — тот самый лицензионный авиадвигатель Pratt & Whitney Hornet, который на BMW производили с 1928 года, он же устанавливался, к примеру, на транспортные самолеты Junkers Ju-52. Авиационные двигатели в Англии, США и СССР в те времена были исключительно карбюраторными. Японская же система впрыска на истребителях «Зеро» требовала промывки после каждого полета и поэтому не пользовалась популярностью в войсках.

    Лишь к 1940 году, когда Советскому Союзу удалось закупить образцы новейших германских авиационных двигателей с впрыском, работы по созданию отечественных систем непосредственного впрыска получили новый импульс. Однако серийное производство советских насосов высокого давления и форсунок, созданных на основе немецких, началось лишь к середине 1942 года — первенцем стал звездообразный мотор АШ-82ФН, который ставили на истребители Ла-5, Ла-7 и бомбардировщики Ту-2. Мотор со впрыском — АШ-82ФН оказался настолько удачным, что выпускался ещё долгие десятилетия, использовался на вертолете Ми-4 и до сих пор используется на самолетах Ил-14.

    К концу войны довели до серии свой вариант впрыска и американцы. Например, двигатели «летающей крепости» Boeing B-29 тоже питались бензином через форсунки.

    Применение систем впрыска в автомобилестроении

    Системы управления двигателем в автомобилестроении начали применяться с 1951 года, когда механической системой непосредственного впрыска бензина производства западногерманской фирмы Bosch был оснащён двухтактный двигатель микролитражного купе 700 Sport, выпущенного небольшой фирмой Goliath из Бремена. В 1954 году появилось легендарное купе Mercedes-Benz 300 SL («Крыло чайки»), двигатель которого оснащался аналогичной механической системой впрыска Bosch. [1] Тем не менее, до эпохи появления дешёвых микропроцессоров и введения в странах Запада жёстких требований к экологической безопасности автомобилей идея непосредственного впрыска популярностью не пользовалась и только с конца 1970-х их массовым внедрением занялись все ведущие мировые автопроизводители.

    Первой серийной моделью с электронным управлением системы впрыска бензина стал седан Rambler Rebel («Бунтарь») 1957 модельного года, который выпускала фирма Nash, входившая в качестве отделения в состав концерна AMC. Нижневальная V-образная «восьмерка» Rebel объёмом 5,4 л в карбюраторном варианте развивала 255 л.с., а в заказной версии Electrojector уже 290 л.с. Разгон до 100 км/ч у такого седана занимал менее 8 с.

    К концу первого десятилетия 21 века системы распределённого и прямого электронного впрыска практически вытеснили карбюраторы на легковых и легких коммерческих автомобилях.

    Системы впрыска топлива в двигатель

    В современных автомобилях в бензиновых силовых установках принцип работы системы питания схож с тем, который применяется на дизелях. В этих моторах она разделена на две – впуска и впрыска. Первая обеспечивает подачу воздуха, а вторая – топлива. Но из-за конструктивных и эксплуатационных особенностей функционирование впрыска существенно отличается от применяемого на дизелях.

    Системы впрыска топлива автомобилей

    Отметим, что разница в системах впрыска дизельных и бензиновых моторов все больше стирается. Для получения лучших качеств конструкторы заимствуют конструктивные решения и применяют их на разных видах систем питания.

    Устройство и принцип работы инжекторной системы впрыска

    Второе название систем впрыска бензиновых моторов – инжекторная. Основная ее особенность заключается в точной дозировке топлива. Достигается это путем использования в конструкции форсунок. Устройство инжекторного впрыска двигателя включает в себя две составляющие – исполнительную и управляющую.

    В задачу исполнительной части входит подача бензина и его распыление. Она включает в себя не так уж и много составных элементов:

    1. Бак.
    2. Насос (электрический).
    3. Фильтрующий элемент (тонкой очистки).
    4. Топливопроводы.
    5. Рампа.
    6. Форсунки.

    Системы впрыска топлива бензиновых двигателей

    Но это только основные компоненты. Исполнительная составляющая может в себя включать еще ряд дополнительных узлов и деталей – регулятор давления, систему слива излишков бензина, адсорбер.

    В задачу указанных элементов входит подготовка топлива и обеспечение его поступления к форсункам, которыми и осуществляется их впрыскивание.

    Принцип работы исполнительной составляющей прост. При повороте ключа зажигания (на некоторых моделях – при открытии водительской двери) включается электрический насос, который качает бензин и заполняет им остальные элементы. Топливо проходит очистку и по топливопроводам поступает в рампу, которая соединяет собой форсунки. За счет насоса топливо во всей системе находится под давлением. Но его значение ниже, чем на дизелях.

    Открытие форсунок осуществляется за счет электрических импульсов, подаваемых с управляющей части. Эта составляющая системы впрыска топлива состоит из блока управления и целого комплекта следящих устройств – датчиков.

    Эти датчики отслеживают показатели и параметры работы – скорость вращения коленчатого вала, количества подаваемого воздуха, температуры ОЖ, положения дросселя. Показания поступают на блок управления (ЭБУ). Он эту информацию сравнивает с данными, занесенными в память, на основе чего определяется длина электрических импульсов, подаваемых на форсунки.

    Электроника, используемая в управляющей части системы впрыска топлива, нужна, чтобы высчитать время, на которое должна открыться форсунка при том или ином режиме работы силового агрегата.

    Виды инжекторов

    типы инжекторных двигателей

    Но отметим, что это общая конструкция системы подачи бензинового мотора. Но инжекторов разработано несколько, и каждая из них обладает своими конструктивными и рабочими особенностями.

    На автомобилях применяются системы впрыска двигателя:

    • центрального;
    • распределенного;
    • непосредственного.

    Центральный впрыск считается первым инжектором. Его особенность заключается в использовании только одной форсунки, которая впрыскивала бензин во впускной коллектор одновременно для всех цилиндров. Изначально он был механическим и никакой электроники в конструкции не использовалось. Если рассмотреть устройство механического инжектора, то она схожа с карбюраторной системой, с единственной разницей, что вместо карбюратора использовалась форсунка с механическим приводом. Со временем центральную подачу сделали электронной.

    Сейчас этот тип не используется из-за ряда недостатков, основной из которых — неравномерность распределения топлива по цилиндрам.

    Распределенный впрыск на данный момент является самой распространенной системой. Конструкция этого типа инжектора расписана выше. Ее особенность заключается в том, что топливо для каждого цилиндра подает своя форсунка.

    В конструкции этого вида форсунки устанавливаются во впускном коллекторе и располагаются рядом с ГБЦ. Распределение топлива по цилиндрам дает возможность обеспечить точную дозировку бензина.

    Непосредственный впрыск сейчас является самым совершенным типом подачи бензина. В предыдущих двух типах бензин подавался в проходящий поток воздуха, и смесеобразование начинало осуществляться еще во впускном коллекторе. Этот же инжектора по конструкции копирует дизельную систему впрыска.

    В инжекторе с непосредственной подачей распылители форсунок располагаются в камере сгорания. В результате компоненты топливовоздушной смеси здесь запускаются в цилиндры по отдельности, и уже в самой камере они смешиваются.

    Особенность работы этого инжектора заключается в том, что для впрыскивания бензина требуется высокие показатели давления топлива. И его создание обеспечивает еще один узел, добавленный в устройство исполнительной части – насос высокого давления.

    Устройство электромагнитной форсунки

    Системы питания дизельных двигателей

    И дизельные системы модернизируются. Если раннее она была механической, то сейчас и дизеля оснащаются электронным управлением. В ней используются те же датчики и блок управления, что и в бензиновом моторе.

    Сейчас на автомобилях применяется три типа дизельных впрысков:

    1. С распределительным ТНВД.
    2. Common Rail.
    3. Насос-форсунки.

    Как и в бензиновых моторах, конструкция дизельного впрыска состоит из исполнительной и управляющей частей.

    Многие элементы исполнительной части те же, что и у инжекторов – бак, топливопроводы, фильтрующие элементы. Но есть и узлы, которые не встречаются на бензиновых моторах – топливоподкачивающий насос, ТНВД, магистрали для транспортировки топлива под высоким давлением.

    В механических системах дизелей применялись рядные ТНВД, у которых давление топлива для каждой форсунки создавала своя отдельная плунжерная пара. Такие насосы отличались высокой надежностью, но были громоздкими. Момент впрыска и количество впрыскиваемого дизтоплива регулировалось насосом.

    Как работает компьютер системы впрыска

    В двигателях, оснащаемых распределительным ТНВД, в конструкции насоса используется только одна плунжерная пара, которая качает топливо для форсунок. Этот узел отличается компактными размерами, но ресурс его ниже, чем рядных. Применяется такая система только на легковом автотранспорте.

    Common Rail считается одной из самых эффективных дизельных систем впрыска двигателя. Общая концепция ее во многом позаимствована у инжектора с раздельной подачей.

    В таком дизеле моментом начала подачи и количеством топлива «заведует» электронная составляющая. Задача насоса высокого давления — только нагнетание дизтоплива и создание высокого давления. Причем дизтопливо подается не сразу на форсунки, а в рампу, соединяющую форсунки.

    Насос-форсунки – еще один тип дизельного впрыска. В этой конструкции ТНВД отсутствует, а плунжерные пары, создающие давление дизтоплива, входят в устройство форсунок. Такое конструктивное решение позволяет создавать самые высокие значения давления топлива среди существующих разновидностей впрыска на дизельных агрегатах.

    Напоследок отметим, что здесь приводится информация по видам впрыска двигателей обобщенно. Чтобы разобраться с конструкцией и особенностями указанных типов, их рассматривают по отдельности.

    За что любят и ненавидят непосредственный впрыск

    Бензиновые моторы с непосредственным впрыском топлива автолюбители и специалисты оценивают по-разному: одни считают их примером технологического совершенства, другие бояться как огня и готовы отказаться от них ещё на стадии выбора автомобиля. Разбираемся в особенностях конструкции и выясняем, за что стоит любить и ненавидеть непосредственный впрыск.

    В чём отличие схемы с непосредственным впрыском

    Бензиновые двигатели внутреннего сгорания с непосредственным впрыском начали массово поступать на отечественный рынок в начале 2000-х годов и к настоящему моменту стали непременным атрибутом любого более-менее современного автомобиля среднего или высшего ценового сегмента. Иными словами, они давно являются данностью и останутся таковой до момента перехода человечества на принципиально иные средства передвижения, коими сейчас большинству экспертов видятся электрокары.

    Основным отличием от традиционной системы распределённого впрыска схемы с непосредственным впрыском является то, что бензин в ней подаётся не во впускной коллектор, а прямиком в цилиндры. Таким образом, в камеры сгорания поступает не готовая топливовоздушная смесь, а «живое» топливо, при этом смесеобразование производится в самом моторе.

    Зачем это нужно

    Вопросом создания систем непосредственного впрыска инженеры озаботились ещё во второй половине XIX века, однако довести до массового серийного производства смогли относительно недавно. Первыми на рынок поступили моторы семейства Mitsubishi GDI, а следом подтянулись и все другие всемирно известные бренды — Volkswagen, GM, Toyota, Mercedes, BMW, Ford, Peugeot/Citroen, Renault, Mazda и даже корейский Hyundai.

    Хитрость в том, что схема с непосредственным распределённым впрыском позволяет чрезвычайно тонко и точно управлять процессом смесеобразования и заставлять бензиновый двигатель работать на невероятно бедной топливовоздушной смеси. Если обычные моторы, как правило, функционируют при соотношении бензина к воздуху в пропорции 1:14, то моторы с непосредственным впрыском в некоторых режимах выходят на 1:20 и даже 1:40. Нетрудно догадаться, что это позволяет им сжигать гораздо меньше топлива. При этом настройка процессов смесеобразования в реальном времени и применение сразу нескольких режимов работы повышает мощностные и динамические показатели и улучшает экологичность силового агрегата.

    Производители таких движков приводят весьма красноречивые данные: расход топлива снижается в среднем на 20-25%, а тяга и мощность повышаются на 10-15%. И всё это при небольшом литраже, применении систем рециркуляции и дожигания выхлопа, соответствии самым строгим экологическим нормам и возможности использования на ДВС многоступенчатого наддува. Словом, не моторы — сказка!

    Технические хитрости

    И всё бы ничего, да применение схем непосредственного впрыска тянет за собой невероятно высокие требования не только к конструкции силового агрегата, но также к топливному насосу и качеству горючего, а также смазочным материалам, форсункам и электрике, большинству других жизненно важных узлов и агрегатов автомобиля.

    Добиться образования правильной смеси при непосредственном впрыске чрезвычайно сложно. Для этого «мозги» машины снабжаются сразу несколькими программами управления с разным циклом работы и ворохом высокоточных датчиков. А за распыл топлива отвечают специальные вихревые форсунки, работающие при сверхвысоком давлении, для создания которого, в свою очередь, автомобиль оснащается высокопроизводительными топливными насосами, аналогичными тем, что используются в дизельных схемах (если обычные насосы развивают порядка 3-4 атм, то эти обеспечивают 50-130). Разумеется, компоненты таких систем должны быть невероятно технологичными и качественными, рассчитанными на длительный срок службы. Именно соблюдение этих условий позволяет более эффективно распылять топливо, лучше перемешивать его с воздухом и грамотнее распоряжается готовой смесью на разных режимах работы двигателя.

    Будучи ненагруженным (к примеру, в режиме холостого хода), двигатель с непосредственным впрыском функционирует в режиме послойного смесеобразования — смесь максимально обедняется, но остаётся достаточно качественной и пригодной для работы. В этом режиме дроссельная заслонка открыта широко, а впускные заслонки находятся в закрытом состоянии. Горючее впрыскивается ближе к концу такта сжатия в область свечи зажигания, где завихряется и легко воспламеняется. Гомогенное смесеобразование позволяет получить мощностную смесь, необходимую при равномерных нагрузках на двигатель и на переходных режимах. При максимальных нагрузках открыты как дроссельная заслонка, так и впускные каналы, а горючее впрыскивается ещё на такте впуска. Одновременно, по возможности, дожигаются и выхлопные газы, что повышает экологические показатели без ущерба для мотора.

    Всё это требует доработки геометрии камеры сгорания, повышения степени сжатия до 1:12-14, применения более сложного и дорогого катализатора, высокопроизводительных форсунок с мощными соленоидами, а также высокопроизводительного мультирежимного топливного насоса.

    Плюсы и минусы

    Главным минусом систем непосредственного впрыска является общее снижение надёжности: даже при незначительных сбоях и поломках какого-либо компонента такой движок начинает «капризничать» — глохнуть, чихать, не выходить на полную мощность, зажигать пиктограмму на приборной панели и всячески намекать владельцу на проблемы.

    5 могучих атмосферников, которых больше нет.

    Вторым не менее важным недочётом является стоимость такого агрегата — это технически сложное устройство, требующее повышенного внимания и контроля ко всем системам, включая систему питания, зажигания, выпуска и электронику.

    Чувствительность к качеству топлива — ещё один жирный минус, с которым готов мириться далеко не каждый автовладелец. Купив машину с системой непосредственного впрыска, вы гарантированно начнёте чрезвычайно тщательно подходить к выбору заправок: заливаться дешёвой горючкой, увы, уже не получится. И дело даже не в том, что таким моторам нужно особое октановое число — некоторые из них давно научились работать даже на 92-м бензине или спирте, — а в содержании в некачественном бензине соединений серы, фосфора, железа и прочих примесей, мешающих нормальной работе ДВС.

    Наконец, отпугнуть от покупки машины с таким движком может и высокая стоимость запасных частей и обслуживания. Дешёвыми высокотехнологичные запчасти к ним не бывают, при этом требования к маслам, фильтрам и прочим «расходникам» также повышаются.

    Но всё это меркнет на фоне плюсов:

    Именно моторы с непосредственным впрыском являются наиболее технологичными, экономичными, лёгкими и тяговитыми. Они идеально подходят для эксплуатации в загруженных мегаполисах (именно в пробочных режимах ДВС с непосредственным впрыском наиболее экономичны), вдобавок они позволяют увеличивать интервал замены масла и обладают увеличенным сроком службы из-за уменьшения нагара (это достигается программно максимально эффективным сжиганием топливовоздушной смеси). Однако всего этого удаётся добиться только при чрезвычайно внимательном отношении к автомобилю и грамотном его обслуживании.

    Устройство автомобилей

    По конструктивным и функциональным признакам системы питания, использующие впрыск бензина вместо карбюрации могут существенно отличаться. Творчество конструкторов и инженеров в этом направлении привело к созданию широкого спектра систем впрыска, из которых можно выделить наиболее широко применяемые и используемые, объединяя их по основным признакам.

    Впрыскивающие бензиновые системы, в первую очередь, подразделяют по месту подвода топлива – центральный одноточечный впрыск, распределенный впрыск и непосредственный впрыск в цилиндры двигателя.

    При центральном впрыске ( Рис. 1, а ) используется одна форсунка, которая устанавливается на месте карбюратора и осуществляет впрыск во впускной трубопровод, обслуживая все цилиндры двигателя.
    Такие конструкции являются «пионерами» в системах, использующих впрыск бензина, поэтому в свое время получило довольно широкое распространение. Принципиально система центрального впрыска простая: в ней используется одна форсунка, которая постоянно распыляет бензин в один на все цилиндры впускной коллектор. В коллектор из воздушного фильтра подается и воздух, здесь образуется горючая смесь, которая через впускные клапаны поступает в цилиндры и воспламеняется.
    Преимущества центрального впрыска (моновпрыска) очевидны: эта система очень проста, для изменения режима работы двигателя нужно управлять только одной форсункой, да и сам двигатель претерпевает незначительные изменения, ведь форсунка ставится на место карбюратора.

    типы инжекторных двигателей

    Однако центральный впрыск имеет и недостатки, в частности, эта система не позволяет обеспечить выполнение все возрастающих требований экологической безопасности. Кроме того, отказ единственной форсунки фактически выводит двигатель из строя. Поэтому в настоящее время двигатели с центральным впрыском практически не выпускаются.

    При распределенном впрыске ( Рис. 1, б ) отдельные форсунки устанавливаются в зоне впускных клапанов каждого цилиндра. Существует несколько разновидностей систем с распределенным впрыском, которые отличаются режимом работы форсунок:

    • Одновременный впрыск;
    • Попарно-параллельный впрыск;
    • Фазированный спрыск.

    Одновременный впрыск .
    В этом случае форсунки, хоть и расположены во впускном коллекторе каждая у «своего» цилиндра, но открываются в одно время. Можно сказать, что это усовершенствованный вариант моновпрыска, так как здесь работает несколько форсунок, но электронный блок управляет ими, как одной. Однако одновременный впрыск дает возможность индивидуальной регулировки впрыска топлива для каждого цилиндра. В целом, системы с одновременным впрыском просты и надежны в работе, но по характеристикам уступают более современным системам.

    Попарно-параллельный впрыск .
    Это усовершенствованный вариант одновременного впрыска, он отличается тем, что форсунки открываются по очереди парами. Обычно работа форсунок настроена таким образом, чтобы одна из них открывалась перед тактом впуска своего цилиндра, а вторая — перед тактом выпуска.
    На сегодняшний день этот тип системы впрыска практически не используется, однако на современных двигателях предусмотрена аварийная работа двигателя именно в этом режиме. Обычно такое решение используется при выходе из строя датчиков фаз (датчиков положения распределительного вала), при котором невозможен фазированный впрыск.

    Фазированный впрыск .
    Это наиболее современный и обеспечивающий наилучшие характеристики тип системы впрыска. При фазированном впрыске число форсунок равно числу цилиндров, и все они открываются и закрываются в зависимости от такта, т. е. подача бензина в цилиндры осуществляется только на впуске каждой форсункой в строго определенный момент времени. При нефазированном впрыске подача осуществляется на каждом обороте коленчатого вала всеми форсунками синхронно.

    Также к распределенному впрыску можно отнести системы с непосредственным впрыском, однако последние имеют кардинальные конструктивные отличия, поэтому непосредственный впрыск выделяют в отдельный тип.

    непосредственный впрыск топлива

    При непосредственном впрыске ( Рис. 1, в ) форсунки устанавливают в головку блока цилиндров и осуществляют впрыск непосредственно в камеру сгорания.
    Системы с непосредственным впрыском наиболее сложные и дорогие, однако, их применение позволяет обеспечить наилучшие показатели мощности и экономичности бензиновых двигателей. Непосредственный впрыск позволяет быстро изменять режим работы двигателя, максимально точно регулировать подачу топлива в каждый цилиндр и т.д.
    В системах с непосредственным впрыском топлива форсунки установлены непосредственно в головке, распыляя топливо сразу в цилиндр, избегая «посредников» в виде впускного коллектора и впускного клапана (или клапанов).
    Такое решение довольно сложно в техническом плане, так как в головке цилиндра, где и так уже расположены клапаны и свеча, необходимо разместить еще и форсунку. Поэтому непосредственный впрыск можно использовать только в достаточно мощных, а поэтому больших по габаритам двигателях. Кроме того, определенные сложности возникают из-за тяжелых условий, в которых приходится работать форсунке, сообщающейся с камерой сгорания. Решение всех этих вопросов связано с повышением стоимости используемых в системах с непосредственным впрыском элементов конструкции. Поэтому непосредственный впрыск в настоящее время используется только на легковых автомобилях высокого класса.

    Системы с непосредственным впрыском требовательны к качеству топлива и нуждаются в более частом техническом обслуживании, однако они дают ощутимую экономию топлива и обеспечивают более надежную и качественную работу двигателя. Поэтому в ближайшем будущем они могут потеснить автомобили с инжекторными двигателями, использующими одноточечный и распределенный впрыск.

    Кроме перечисленных выше разновидностей систем впрыска по месту подвода топлива их классифицируют, также по следующим признакам:

    • по способу подачи топлива – непрерывный или прерывистый впрыск;
    • по типу узлов, дозирующих топливо – плунжерные насосы, распределители, форсунки, регуляторы давления;
    • по способу регулирования количества горючей смеси – пневматическое, механическое, электронное. Электронный способ регулирования количества подаваемого топлива является наиболее прогрессивным и в настоящее время вытесняет механический и пневматический способы.
    • по основным параметрам регулирования состава горючей смеси – разрежению во впускном трубопроводе, углу поворота дроссельной заслонки, расходу воздуха и др.

    Таким образом, смесеобразование в инжекторных двигателях в зависимости от применяемого способа подачи топлива происходит или в определенных зонах впускного трубопровода, или непосредственно в цилиндры двигателя, при этом могут использоваться различные устройства для впрыска и управления впрыском.

    Особенности эксплуатации автомобилей с инжекторным двигателем

    инжекторный двигатель

    Статьи

    Ваш автомобиль имеет электронную систему управления зажиганием и впрыском топлива, которая коренным образом отличается от карбюратора и представляет собой сложную систему электронных датчиков и исполнительных механизмов, требующую соблюдения определенных правил эксплуатации.

    • Запуск двигателя производится без нажатия на педаль газа ( хотя, при возникновении некоторых неисправностей бывает необходимо приоткрыть дроссельную заслонку при запуске).
    • Если свечи залило (после нескольких неудачных попыток запустить двигатель), необходимо полностью открыть дроссельную заслонку и прокрутить колен вал стартером, при этом подача топлива будет отключена, Этот режим называется продувкой.
    • Не рекомендуется останавливать двигатель при работающем вентиляторе системы охлаждения, это может привести к закипанию охлаждающей жидкости.
    • Вырабатывать бензин до останова двигателя не рекомендуется. В баке всегда должно оставаться не менее пяти литров, в противном случае электрический бензонасос выйдет из строя, так как он охлаждается проходящим через него топливом.
    • При запуске двигателя с севшей аккумуляторной батареей, необходимо использовать пускозарядное устройство только заводского производства, иначе из-за повышенного напряжения могут выйти из строя стартер, аккумуляторная батарея и элементы электроники. Если Вам придется оказывать помощь другим в подобной ситуации, то в момент запуска другого автомобиля с использованием Вашего аккумулятора, двигатель своего авто необходимо заглушить. Есть случаи, когда на машине от которой «прикуривают», сгорает электронный блок управления системой впрыска.
    • На автомобилях ВАЗ ранних выпусков устанавливались пластиковые воздухозаборники, выведенные под левую фару. Такая конструкция имеет серьезный недостаток — при попадании автомобиля в лужу, вода может попасть в воздушный фильтр и в цилиндры двигателя, в результате чего может выйти из строя датчик массового расхода воздуха и двигатель (согнуться шатуны из-за гидроудара). Предотвратить подобные неприятности можно, заменив воздухозаборник на гибкий, выведенный значительно выше.

    Что приводит к увеличению расхода топлива?

    • Неисправности и нарушение регулировок системы питания
    • Неисправности и нарушение регулировок системы зажигания
    • Неправильная установка фаз газораспределения
    • Износ и неисправности цилиндро- поршневой группы
    • Неисправности и неправильная регулировка механизма газораспределения
    • Нарушение герметичности системы питания
    • Неисправность термостата

    Трансмиссия и ходовая часть:

    • Неправильная регулировка подшипников (затрудненное вращение)
    • Применение масел и смазок более вязких чем предусмотрено инструкцией
    • Нарушение углов установки управляемых колес ( развал и схождение)
    • Пониженное давление в шинах
    • Применение шин с большим сопротивлением качению
    • Установка антенн, зеркал, багажников (проявляется на больших скоростях)
    • Эксплуатация автомобиля в городских условиях с большим количеством остановок
    • Эксплуатация автомобиля при низких температурах (длительный прогрев, значительное ухудшение наката из-за повышения вязкости масел и смазок)
    • Стиль вождения
    • Применение топлива низкого качества
    • Недоливы при заправке
    • Иногда снижению расхода топлива способствует установка на бензобак пробки с замком.

    Следите за средним расходом топлива, даже если финансовая сторона этого вопроса Вас не обременяет. Повышение расхода топлива свидетельствует об отклонении от нормы регулировочных параметров или возникновении неисправностей.

    Что взять в дорогу?

    От владельцев инжекторных автомобилей часто можно услышать, что если в дороге что – нибудь случится, то сам ничего не сделаешь. Конечно, электронная система управления двигателем (ЭСУД) гораздо сложнее карбюратора, но, тем не менее, зная элементарное устройство, правила эксплуатации и имея слесарные навыки, можно самостоятельно найти и устранить неисправность и добраться до дому. Отыскать неисправность поможет маршрутный компьютер.

    Если автомобиль постоянно эксплуатируется в городе, то возить с собой набор запасных частей не имеет смысла, достаточно иметь телефон и буксир. Но если Вам приходится выезжать далеко за город, то необходимо иметь некоторый запас, который поможет сохранить работоспособность автомобиля.

    Теперь более подробно о том, что может пригодиться в пути:

    • Датчик положения коленчатого вала – при его отказе система управления двигателем просто не подаст никаких признаков жизни
    • Электро бензонасос
    • Катушка зажигания (ГАЗ) или модуль зажигания (ВАЗ)
    • Свечи с высоковольтными проводами
    • Электронный блок управления (его ещё называют контроллером или «мозгами»). Этот пункт больше относится к семейству ГАЗ, так как по статистике жигулёвские контроллеры выходят из строя гораздо реже
    • Ремень генератора
    • Набор водительского инструмента

    При отказе других элементов, система управления двигателем переходит в аварийный режим и продолжает работать. При работе в аварийном режиме, как правило, увеличиваются обороты холостого хода, может возрасти расход топлива.

    Чтобы автомобиль нормально работал, необходимо соблюдать правила его эксплуатации и регулярно проводить техническое обслуживание (во время ТО проводится и диагностика двигателя). Желательно записывать, что и когда менялось(при каком пробеге), особенно моторное масло, фильтра, свечи и ремень ГРМ.

    Вышеперечисленное относится к двигателю, но не следует забывать и о других агрегатах и системах автомобиля.

    Даже если Вы самостоятельно не сможете отремонтировать свой автомобиль, запасные части всё равно лучше возить с собой, так как на трассе они гораздо дороже, найти их труднее и могут попасться с сомнительным качеством.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: